1,Значение деревянных конструкций
Древесина является одним из основных видов строительных материалов, чему способствуют ее широкое распространение, легкость добычи и обработки. К недостаткам, ограничивающим применение деревянных конструкций, относятся: опасность загнивания и возгорания их, усушка, разбухание, коробление и растрескивание, неоднородность строения и наличие пороков в древесине. Изобретены производные материалы из древесины с повышенными свойствами: фанера различных видов, прессованная древесина (лигностон), слоисто-прессованная древесина (лигнофоль), материалы из щепы и стружек (фибролит), древесно-волокнистые материалы (оргалит), изделия из отходов древесины (стружек, опилок) на основе вяжущих из синтетических смол (древесно-стружечные плиты) и др. Применение этих способов обработки древесины и новых производных материалов существенно повышает долговечность деревянных конструкций, расширяет область, их эффективного применения в строительстве.
Деревянные конструкции широко применяют в покрытиях промышленных и гражданских зданий и в междуэтажных перекрытиях вследствие их высокой прочности и легкости. Стойкость деревянных покрытий и перекрытий против загнивания и возгорания достигается конструктивными и химическими мерами защиты древесины.
Разработанные в настоящее время интенсивные способы консервирования древесины и склеивания ее водостойкими клеями позволяют применять деревянные конструкции в открытых наземных и гидротехнических сооружениях: мостах, эстакадах, башнях, плотинах и т. п.
При необходимости доставки строительных деталей и конструкций на большие расстояния особенно ценным является малый вес деревянных элементов - в 5 - 6 раз меньший веса соответствующих железобетонных элементов, что значительно сокращает стоимость транспортирования.
Ограничивается применение деревянных конструкций в безлесных районах России. В помещениях с высокой производственной влажностью применение деревянных конструкций не целесообразно из-за повышенной опасности загнивания их. Запрещается применять деревянные конструкции в горячих цехах и во всех случаях, когда скопление древесины в конструкциях недопустимо по условиям пожарной безопасности.
При наличии местного лесного сырья и малом масштабе строительства, отдаленности его и трудности транспортировки экономически обоснованным является построечный способ изготовления деревянных конструкций с применением простейших электроинструментов и приспособлений.
Наибольшая экономия материалов и наименьшая трудоемкость изготовления и монтажа конструкций, с одновременным обеспечением высокого качества их, достигаются на основе дальнейшего укрепления индустриальной базы строительства, применения сборных крупноблочных конструкций, собираемых из частей и деталей заводского изготовления. Такой индустриальной базой в области деревянных конструкций являются в современных условиях заводы сборного деревянного.
2. Анатомическое строение древесины
Запасы древесины в России составляют примерно 40% от мировых запасов. Основные лесные ресурсы находятся в Сибири, на Дальнем Востоке и занимают 73% всей площади лесов.
Преобладающими породами являются хвойные. В последнее время в строительной практике все чаще используются клееные конструкции, отходы лесной и деревообрабатывающей промышленности.
Химический состав веществ, входящих в древесину независимо от породы, с округлением до 1%: углерода - 50%, кислорода - 44%, водорода - 6%.
Рассмотрим строение древесины:
В растущем дереве камбий обуславливает прирост древесины и коры. В центре сечения ствола расположена сердцевина С, имеющая форму небольшого пятнышка диаметром 2-5 мм, самая слабая часть древесины по прочности, нестойкая на загнивание.
Вся основная древесина расположена между тонким слоем камбия и сердцевиной. Состоит из двух частей отличающихся цветовыми оттенками: внутренняя зона – ядро – более темная, более светлая зона называется заболонью. На поперечном сечении ствола можно увидеть концентрические слои, окружающие сердцевину. Каждое такое кольцо характеризует ежегодный прирост древесины. Сердцевинные лучи -назначение их - хранить питательные вещества и распределять их по толщине дерева. В хвойных породах леса имеются тонкие полости, заполненные смолой, смоляные ходы. Больше всего смоляных ходов имеется в сосне; в лиственных породах они отсутствуют.
При распиловке древесины различают следующие разрезы: П – поперечный разрез; Т – тангенциальный разрез; Р – радиальный разрез.
Древесина состоит из двух видов клеток: прозенхимных и паренхимных. Паренхимные клетки имеют одинаковые размеры во всех направлениях. К прозенхимным клеткам относятся полые клетки, сильно вытянутые в длину с заостренными концами. Среднее отношение длины к поперечному сечению составляет 50-60. Резкость перехода между ранней и поздней древесиной различна для разных представителей хвойных пород: у лиственницы резкий переход, а у сосны менее резкий.