КЛЕЕНАЯ ДЕРЕВЯННАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Полезная модель относится к деревообрабатывающей промышленности в частности к производству клееных деревянных конструкций, которые могут быть использованы в строительстве в виде несущей балочной конструкции в зданиях и сооружениях различного назначения.
Известна клееная деревянная ферма, включающая многослойные пояса и зигзагообразную соединительную решетку, выполненную из слоя досок, заключенных между поясными слоями в срединной плоскости фермы, и соединенную с ними при помощи клея, причем пояса выполнены сплошными по ширине, по меньшей мере, с одним дискретным слоем по длине фермы, размещенным в слое соединительной решетки и равным ему по толщине, при этом концы дискретных поясных элементов скошены в соответствии с геометрической формой соединительной решетки и их косые стыки перекрыты непрерывными участками смежных слоев поясов, а раскосы соединительной решетки в узловых точках фермы, по крайней мере, в пределах высоты сечений поясов снабжены зубчатыми шипами и аналогичными им по форме пазами и жестко соединены на клею по стыкуемым кромкам как между собой, так и со скошенными торцами дискретных поясных элементов, при этом соединительная решетка запрессована между поясными элементами в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (Пат. 2196865 Российская Федерация МПК E04C 3/14. Деревянная клееная ферма и способ ее изготовления / Грачев В.А., Найштут Ю.С.; заявитель и патентообладатель Самарская государственная архитектурно-строительная академия, №2000116751/03; заявл. 23.06.2000; опубл. 20.01.2003).
Недостатком этой конструкции является сложность и продолжительность ее изготовления, обусловленная значительным количеством операций по обработке элементов балки. Несущая способность такой балки в значительной степени зависит от точности качества изготовления шипов и пазов в угловых соединениях раскосов и дискретных поясных элементов. Кроме того, угловое соединение раскосов и дискретных поясных элементов, под углом менее 90°, снижает как прочность, так и жесткость конструкции.
Известна клееная деревянная панель «KIELSTEG», представляющая собой одноосно ориентированный строительный элемент, конструкция которого запатентована в Австрии (Новая легкая стройдеталь высокой несущей способности: пролеты шириной до 35 м // Деревообработка в мире. - 2009. - №4. - С. 20). Элемент состоит из верхнего и нижнего поясов, состоящих из пиломатериала, также штегов (раскосов), изготовленных из фанеры или плит OSB.
Недостатком данного строительного элемента является одноосная направленность волокон древесины в верхнем и нижнем поясе, состоящих из пиломатериала, что снижает прочность и устойчивость элемента в поперечном направлении, поскольку нижний пояс элемента под действием нагрузки испытывает напряжения растяжения. Известно, что в среднем прочность при растяжении поперек волокон для всех изученных пород древесины составляет примерно 1/20 прочности при растяжении вдоль волокон (Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. - М.: Лесн. пром-сть, 1986, с. 175-176).
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является упрощение процесса изготовления и повышение прочности и устойчивости клееной деревянной конструкции за счет формирования в верхнем и нижнем поясах дополнительных слоев из пиломатериала, в которых направление волокон древесины в плоскости склеивания перпендикулярно направлению волокон в отрезках досок, формирующих внутренний соединительный элемент.
Поставленная задача достигается тем, что в клееной деревянной конструкции, включающей многослойные верхний и нижний пояса в виде склеенных между собой досок и внутренний соединительный элемент, заключенный между поясными слоями конструкции, сформированный из отрезков досок, между которыми вклеена зигзагообразная соединительная решетка, изготовленная из отрезков фанеры, согласно полезной модели, направление волокон в отрезках досок, формирующих внутренний соединительный элемент, должно иметь в плоскости склеивания перпендикулярное расположение по отношению к волокнам досок верхнего и нижнего пояса конструкции, при этом волокна наружных слоев отрезков фанеры, из которой сформирована зигзагообразная соединительная решетка, имеют направление перпендикулярное волокнам отрезков досок, формирующих внутренний соединительный элемент, и одномоментно направление перпендикулярное пластям досок верхнего и нижнего пояса конструкции.
Сущность разработки поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена клееная деревянная конструкция в аксонометрии. На фиг. 2а, б, в изображен внутренний соединительный элемент в аксонометрии. На фиг.3 изображена схема технологического процесса изготовления клееной деревянной конструкции.
Клееная деревянная конструкция (фиг. 1) включает многослойные верхний 1 и нижний 2 пояса в виде склеенных между собой досок и внутренний соединительный элемент 3, заключенный между поясными слоями конструкции, сформированный из отрезков досок, между которыми вклеена зигзагообразная соединительная решетка, изготовленная из отрезков фанеры.
Клееная деревянная конструкция изготавливается следующим образом.
Для получения вышеуказанной клееной деревянной конструкции предусмотрен двухпоточный технологический процесс подготовки элементов конструкции. Один поток I (фиг. 3) изготавливает верхний 1 и нижний 2 пояса конструкции (см. фиг. 1). Пояса изготавливают из досок 6, имеющих прямоугольное сечение и толщину не более 50 мм. Для обеспечения требуемой длины конструкции из досок вырезают дефекты 7, а отрезки досок сращивают по длине на зубчатый шип 8, при этом поверхности, предназначенные для склеивания, фрезеруют 9. Второй поток II (фиг. 3) изготавливает внутренний соединительный элемент 3 (см. фиг. 1). На поверхности кромок профрезерованных с четырех сторон досок 10 наносят клей 11, затем собирают блок, состоящий из верхнего и нижнего пояса, сформированных из досок 10 с нанесенным на их кромки клеем и отрезков фанеры 5 (см. фиг. 2), с нанесенным клеем на плоскости и размещенных между кромками досок с нанесенным клеем, причем вертикальное расположение отрезков фанеры задают таким образом, чтобы обеспечивалась зигзагообразная соединительная решетка 3 (см. фиг. 1) и выполнялось условие, при котором волокна наружных слоев отрезков фанеры имели направление перпендикулярное волокнам досок верхнего и нижнего пояса блока. Затем собранный блок 12 запрессовывают, подвергая его сжатию перпендикулярно кромкам досок, и при удельном давлении прессования 0,6-0,8 МПа выдерживают под давлением. Время выдержки под давлением определяется технологическими условиями на применяемый клей. После отверждения клея формируют внутренний соединительный элемент путем последовательного распиливания блока в поперечном направлении 13.
После подготовки слоев поясов конструкции и внутреннего соединительного элемента осуществляют сборку конструкции, предварительно на пластевые поверхности слоев поясов наносят клей 14, при этом обеспечивают выполнение условия, при котором направление волокон в отрезках досок, формирующих внутренний соединительный элемент, сориентировано в плоскости склеивания перпендикулярно по отношению к волокнам досок верхнего и нижнего пояса конструкции. Затем собранный блок конструкции запрессовывают, подвергая его сжатию перпендикулярно пластям слоев поясов, и при удельном давлении прессования 0,6-0,8 МПа выдерживают под давлением. Время выдержки под давлением определяется технологическими условиями на применяемый клей. После распрессовки поверхности клееной деревянной конструкции, при необходимости, подвергают фрезерованию.
Данная клееная деревянная конструкция прочная и жесткая, т.е. хорошо работает на изгиб. Она может быть использована в строительстве в виде балок или элементов ферм.