5. Большепролетное здание с несущими деревянными конструкциями. Олимпийский спорткомплекс.

В современном строительстве находят применение 2 основных типа деревянных конструкций: конструкции, изготовляемые без применения клея, с элементами из брусьев и досок, а также клееные конструкции, имеющие в своем составе деревянные клееные элементы заводского изготовления.

Заводской способ производства обеспечивает высокое качество клеёных элементов, снижает их стоимость. Клееные деревянные конструкции изготовляются из пиломатериалов преимущественно хвойных пород, склеиваются водостойкими, например фенолформальдегидными, клеями.

Для увеличения жёсткости клеёные деревянные конструкции могут быть армированы; арматура вклеивается в заранее сделанные в деревянном элементе продольные каналы.

В настоящее время наиболее распространёнными несущими конструкциями деревянных покрытий зданий различного назначения являются деревянные арки. Они применяются в покрытиях производственных, промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий, имеющих пролёт 12-80 м.

По статистическим схемам деревянные арки разделяются на трёхшарнирные и двухшарнирные,

По особенностям опирания на опоры арки делятся на две основные группы; без затяжек, с затяжками.

По форме осей: сегментные, треугольные, стрельчатые.

Двухшарнирная арка Трехшарнирная арка

Олимпийский спортивный комплекс представляет собой арочную конструкцию. Пролет арки 48 метров. Шаг между арками равен 6 метрам. Длина сооружения 126 метров. Пролет представляет собой трехшарнирную клеедощатую арку кругового очертания без затяжки с сечением 20х120см. Высота фундамента составляет 6 метров. Клеедощатые прогоны расположены в уровне верхних кромок арок. Арки несут на себе всю нагрузку от здания.

Прочность и устойчивость трёхшарнирных арок обеспечивается за счёт симметричных распоров (прогонов).

Наличие конькового шарнира позволяет предусматривать в нем монтажный стык и перевозить арки к месту установки в виде транспортабельных полуарок. Пролет от шарнира до шарнира составляет 50 м.

Наиболее распространенные узлы в этом сооружении: валиковые и плиточные шарниры.

М алые прогоны образуют вместе с арками сплошной четырехугольник, а косой настил является диагональю, образуя треугольник. Этот треугольник является основной фигурой жесткости.

На крыше лежит пароизоляционный материал – минераловатные плиты, для предотвращения просачивания теплого воздуха в деревянные конструкции, тем самым, предотвращая гниение дерева. Потом на пароизоляцию укладывают бруски (для вентиляции утеплителя), а затем на этот настил кладут двухслойную кровлю (первый слой крепится гвоздями, а второй - наплавляется).

Разрез

В здании находится система пожаротушения, которая имеет два датчика: на повышение температуры и на задымление. Арки сплошного сечения считаются самозатухающими. Температура горения арок больше 1100 ^оС

В крыше здания имеется светоаэрационный фонарь.

Последовательность процесса изготовления клеедощатых конструкций.

Для клеедощатых конструкций используется в основном древесина хвойных пород (ель, сосна).

Толщина досок не должна превышать 33 мм. Толщина гнутых конструкций определяется по формуле:

R/150 - где R радиус кривизны.

Допустимая влажность досок - 12 %.

Склеивание происходит синтетическими клеями

Доски строгаются не ранее чем за несколько часов до склейки, чтобы из древесины не выходили смолы. Шов по прочности не должен уступать целой доске с учётом возможного сучка. Доски не должны рассохнуться,

Процесс изготовления деревянных конструкций:

1. Лесопиление. Спиливают дерево и очищают его от сучьев. Влажность спиленного дерева составляет 70-80 %.

2. Распиливают на бревна, максимальная длина которых 6,5 м.

3. Из бревен получают пиломатериалы:

4. - доски, толщина 10-60 мм, ширина 25 см (до 20 см)

5. - бруски, сечение 5-10 см

6. - брусья, сечение 10 –25 см

7. Сушка пиломатериалов:

8. а) естественное проветривание - для этого бревна укладывают (обычно треугольником) и наверх кладут крышу, чтобы ни солнце, ни дождь не попадали на поверхность бревна. Солнце для древесины во время сушки вреднее воды, т.к. на солнце сырая древесина трескается. Естественное проветривание происходит до влажности дерева 22-30%. В теплое время оно длится 1-1,5 месяца.

9. б) камерная сушка - в течение 3-8 суток древесина находится при температуре 45-135 ^оС (несущие части 45-60 ^оС).

10. в) Кондиционирование древесины. При температуре цеха материалы выдерживают около месяца (они должны полностью уровнять влажность и снаружи, и внутри).

11. Нарезание швов, намазывание клеем, соединение поверхностей и прессование сжатым воздухом.

12. Склейка конструкции: наносят клеевые дорожки, затем, если балка прямая, то балки пропускают через манипулятор, где их штабелируют и накладывают друг на друга. Если конструкция гнутая, то плети укладываются руками. Зажимать проклеенную конструкцию начинают с середины и прижимают к силовым болтам (силовой болт - это массив армированного бетона, в который забетонированы гильзы).

13. Обработка поверхности: оклеенную полуарку проводят через рейсмусовый станок, который повторяет все изгибы балки и выпускает ее гладкой.

14. Упаковка: опиливают конструкции по шаблону, просверливают дырочки и покрывают полиуретановым лаком. Затем делают обмотку из черной полиэтиленовой плёнки, которую не снимают до сдачи объекта.

15. Последняя технологическая стадия: конструкция лежит при комнатной температуре для полимеризации швов.

Преимущества и недостатки деревянных конструкций. Защита древесины.

Достоинства древесины как материала конструкций - требуемая прочность при малой массе, долговечность, относительная простота добывания материала и технологичность изготовления конструкций, малые значения коэффициентов температурного расширения (вдоль волокон) и теплопроводности. К основным недостаткам можно отнести низкую огнестойкость, способность к загниванию и поражению древоточцами, сильную зависимость свойств от температурно-влажных условий.

Гниение - это разрушение древесины в результате жизнедеятельности грибов, разрушающих целлюлозу. Необходимые условия для жизнедеятельности грибов: невысокая положительная температура (0° - 50°С), повышенная влажность древесины и контакт ее с воздухом.

Для защиты древесины от гниения применяют химическую защиту — антисепцирование и конструктивную защиту – использование для конструкций только сухой древесины, стерилизация древесины в процессе сушки, прогревая её до t > 80 °С, предохранение древесины конструкций от увлажнения атмосферными осадками, устройство наружного водоотвода в деревянных покрытиях, защиту древесины лакокрасочными покрытиями (при влажности воздуха более 75%).