МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г. И. НОСОВА

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В.Б. Гаврилов

Конструкции из дерева и пластмасс

Курс лекций

МАГНИТОГОРСК

2008

Введение

Наличие огромных лесных запасов на территории России явилось основой использования древесины в качестве строительного мате­риала для возведения зданий и сооружений жилищного, хозяйственного, культового и других назначений.

Первой конструктивной формой строений явился прямоугольный в пла­не сруб из бревен. С увеличением площади и объемов строящихся сооруже­ний и в связи с различным их назначением, срубы стали возводить много­угольными в плане, с наличием внутренних стек, обеспечивающих неизме­няемость сооружений и устойчивость наружных стен. До настоящего времени сохранились уникальные строения, выполненные зодчими в виде сруба более 250 лет назад. Образцом такого строительства являют­ся существующие нынче храмы в Кижах на Онежском озере, постройки в Малых Карелах Архангельской области.

Первые инженерные сооружения человечества – свайные постройки, мосты и плотины были также из дерева. С конца XVII века, когда появилась возможность распиловки бревен на брусья и доски, деревянное строительство вышло на новый этап. Более эко­номичные и легкие сечения древесины позволили создавать эффективные стержневые системы, позволяющие перекрывать значительные пролеты, что дало толчок в развитие архитектуры, мостостроении.

В отличие от дерева пластмассы в конструкциях начали использовать с середины прошлого века, после возникновения промышленного производства строительных материалов. К основным конструкционным строительным материалам относятся:

- высокопрочный стеклопластик;

- прозрачный менее прочный стеклопластик;

- оргстекло;

- винипласт;

- пенопласт;

- воздухо- и водонепроницаемые ткани и плёнки;

- древесные пластики.

Наиболее ярким примером использования древесины в качестве стро­пильных конструкций является конструкция шпиля Адмиралтейства, осу­ществленная по проекту И.К. Коробова и сохраненная А.Д. Захаровым при перестройке башни в начале XIX века, фермы для перекрытия Манежа в г. Москве пролетом 48 м, построенные в 1817 г. А.А. Бетанкуром.

Несмотря на многовековое использование древесины в качестве строительных конструкций, поиск новых технических решений продолжается. В течении последних 20 лет ведутся разработки жестких соединений клееных деревянных элементов (по аналогии с закладными деталями железобетонных конструкций), что позволило открыть новое направление сборных клееных деревянных конструкций. В практике строительства в России и за рубежом реализовано большое количество большепролетных зданий и сооружений из сборных клееных деревянных конструкций. Сочетание узловых вклееных стержней с линейным армированием клееных деревянных элементов является дальнейшим этапом в развитии клееных деревянных конструкций для зданий очень боль­ших пролетов.

Многолетний опыт строительства зданий различного назначения позво­лил определить рациональные области применения деревянных конструк­ций:

1. Зрительные и общественные здания, спортивные сооружения, выста­вочные павильоны, рынки и другие пролетом от 18 до 100 м.

2. Здания с химически агрессивной средой. В первую очередь, склад­ские здания пролетом до 45 м для перегрузки и хранения минеральных удобрений.

3. Малоэтажное деревянное домостроение.

4. Производственные сельскохозяйственные здания.

5. Неотапливаемые здания производственно-вспомогательного назначения промышленных предприятий.

6. Неотапливаемые здания и навесы для хранения и переработки сель­скохозяйственной продукции.

7. Быстровозводимые здания комплектной поставки небольших проле­тов для поставки в отдаленные районы Севера.

8. Инженерные сооружения - опоры линий электропередачи, триангуля­ционные и радиопрозрачные мачты и башни, мосты небольшой грузоподъ­емности, пешеходные мосты.

Пластмассовые конструкции применяются в основном в виде стеновых панелей, плит покрытия, светопрозрачных ограждающих элементов различной формы и множеством индивидуальных конструкций, выпускаемых небольшими партиями.

Из наиболее прочных стеклопластиков, расчётное сопротивление сжатию и растяжению которых достигает 100 МПа, выполняют элементы несущих строительных конструкций. Однако это применение возможно только при техническо-экономическом обосновании. Прозрачные стеклопластики используют в качестве светопрозрачных элементов ограждающих конструкций зданий. Из особо прозрачного оргстекла и прозрачного винипласта изготовляют прозрачные части ограждений, пропускающие все части солнечного спектра. Сверхлёгкие пенопласты применяют в средних слоях лёгких ограждающих покрытий и стен.

Особым классом конструкций из пластмасс являются мембраны (прочные, тонкие воздухо- и водонепроницаемые ткани), которые применяются в виде пневматических и тентовых сооружений. Материал в них работает на растяжение и нет опасности потери устойчивости.

Конструкции из дерева и пластмасс рассматриваются совместно, потому что они относятся к классу лёгких строительных конструкций.

Конструкции из различных материалов – таких как металл, железобетон, дерево, пластмасса – не противопоставляются друг другу, а применяются в сочетаниях, обеспечивающих наиболее эффективное использование в строительстве свойств, присущих каждому из материалов.

Список рекомендуемой литературы литературы

1. Г.Г. Карлсен. Конструкции из дерева и пластмасс. М:СИ. – 1986.

2. Г.Н. Зубарев. Конструкции из дерева и пластмасс. М:ВШ. – 1990.

3. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. М:СИ. – 1982.