§ 1. ПРИМЕНЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В
СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Широкому распространению дерева как строительного материала способствует
легкость его заготовки и обработки, внесезонность применения, химическая
стойкость, диэлектрические качества, а также высокие показатели
физико-механических свойств при малой плотности. Наглядным показателем
служит удельная прочность материала — отношение его расчетного
сопротивления R, выраженного в МПа - 100= = тс/м2, к плотности у,
т/м3,( Это отношение представляет собой высоту столба данного материала,
имеющего в своем основании напряжение, равное расчетному
сопротивлению.), которое равно: для древесины сосны (на сжатие и изгиб)
— 1300/0,5 = 2600 м; для стали класса 38/23 (на растяжение, сжатие и
изгиб) — 21 000/7,85 = 2670 м; для бетона М200 (на сжатие) — 900/2,2 =
410 м.
Из этих данных видно, насколько выгодным является применение древесины в
сжатых и изгибаемых элементах конструкций. Конструкции из дерева по
своей массе лишь немного тяжелее соответствующих стальных и значительно
(в 5...6 раз) легче бетонных и железобетонных.
Недостатки, ограничивающие применение деревянных конструкций,— опасность
загнивания и возгорания их, усушка, разбухание, коробление и
растрескивание, неоднородность строения и наличие пороков — могут быть
устранены консервированием и облагораживанием древесины
антисептированием и использованием огнезащитных пропиток или покрасок.
Применение производных материалов из древесины с улучшенными свойствами
(фанеры различных видов, древесно-слоистых пластиков (ДСП), прессованной
древесины, древесноволокнистых материалов (ДВП) и др.) и защита
древесины существенно повышают долговечность деревянных конструкций и
расширяют область их эффективного применения.
В настоящее время в течение года на все виды строительства и
капитального ремонта выделяется свыше 20 млн. м3 круглого леса, 40 млн.
м3 пиломатериалов, 120 тыс. м3 фанеры, 700 тыс. м3 ДСП и 130 млн. м3 ДВП.
Это составляет более 25 млн. м3 условного круглого леса или свыше 27%
всех ресурсов лесоматериалов. Стоимость лесоматериалов достигает 6...7%
стоимости всех материалов в строительстве, а удельный вес лесоматериалов
в общей стоимости затрат на строительство достигает 17%. Из всего объема
используемой древесины 43,6% расходуется на деревянные конструкции [14].
Задача рационального использования древесины в строительных конструкциях
заключается в совершенствовании конструктивных
решений, обеспечении долговечности материала,
индустриализации производства деталей и конструкций, целесообразном ее
применении о учетом условий эксплуатации и т. д.
Комплексное использование отходов лесной промышленности, а также отходов
при изготовлении конструкций из дерева на основе их химической и
химико-механической переработки значительно повышает эффективность
использования древесины.
Применение клееной древесины в строительных конструкциях позволяет
получать конструктивные элементы больших размеров по сечению и по длине,
что дает возможность создавать несущие деревянные конструкции больших
пролетов и под большие нагрузки. Клееные деревянные конструкции являются
наиболее качественными и надежными, так как изготовляются из высушенных
пиломатериалов, менее подверженных растрескиванию и короблению, а также
благодаря удалению дефектных мест. Качество их повышается и за счет
рационального размещения досок в зависимости от их сорта в поперечном
сечении элементов в соответствии с напряженным состоянием.
Интенсивные способы консервирования древесины позволяют при-менять
деревянные конструкции в открытых наземных и гидротехнических
сооружениях: мостах, башнях, плотинах и др.
Применение деревянных конструкций во временных зданиях и сооружениях
подсобного назначения обусловливается возможностью изготовления их из
местного лесоматериала, легкостью обработки простейшими инструментами на
месте строительства и малой стоимостью древесины.
Сборно-разборные вспомогательные конструкции из дерева (инвентарные
леса, подмости, опалубка и т. д.) могут использоваться многократно, что
дает значительный экономический эффект.
Малая масса деревянных конструкций значительно сокращает стоимость их
перевозок при транспортировании на большие расстояния.
Применение деревянных конструкций ограничивается лишь в безлесных
районах СССР, для многоэтажных и промышленных зданий с большими
крановыми нагрузками. Для строительства мостов с болыии* ми пролетами в
целях повышения капитальности этих сооружений применение дерева также не
рекомендуется (хотя известны примеры службы железнодорожных мостов из
дерева до 60 лет при правильной их эксплуатации). В помещениях с высокой
производственной влажностью применение деревянных конструкций
ограничивается из-за повышенной опасности их загнивания. Запрещается
применение деревянных конструкций в горячих цехах и во всех случаях,
когда это вызывает повышенную пожароопасность.
Производственной основой для достижения максимальной эффективности
применения деревянных конструкций является индустриализация
строительства. При этом изготовление стандартных элементов или
конструкций производится в заводских условиях с применением комплексной
механизации и автоматизации производственных процессов. Применение
конструкций заводского изготовления основано на выгодности массового
производства однотипных элементов, предпосылкой этому служит введение в
проектирование модульности, являю-щееся основой типизации и
стандартизации. Это дает возможность сократить сроки строительства,
повысить качество работы и снизить стоимость строительства.
Индустриальной базой в области производства деревянных конструкций
являются заводы сборного деревянного домостроения и заводы (или цеха)
клееных деревянных конструкций. В нашей стране действуют современные
заводы по производству несущих и ограждающих деревянных конструкций в
соответствии с их номенклатурой.
Общая мощность предприятий и цехов клееных деревянных конструкций к 1980
году составила 180 тыс. м3. За период 1976—1980 гг. построено более 1000
зданий и сооружений с применением деревянных клееных конструкций [14].
При этом достигнуто значительное снижение массы зданий, расхода стали и
трудозатрат (по сравнению с железобетонными конструкциями) [14].
Опыт показывает, что применение клееных деревянных конструкций в
гражданских зданиях типа спортзалов, крытых рынков, павильонов снижает
массу покрытия в 4...5 раз, трудоемкость монтажа до 20%, расход стали до
50% и позволяет существенно увеличивать перекрываемые пролеты. Весьма
эффективны клееные деревянные конструкции в складах минеральных
удобрений, где экономия капиталовложений на 1 т удобрений по сравнению с
железобетонным каркасом составляет от 37 до 53%.
Успешное применение деревянных конструкций в строительстве зависит от
степени использования положительных свойств древесины и устранения или
ограничения влияния отрицательных свойств.