Клееный деревянный элемент

Полезная модель относится к лесной промышленности и может быть использована в деревянном домостроении при производстве строительных материалов в виде клееного бруса или панелей, используемых в качестве самонесущих конструкций.
Известен клееный деревянный элемент, внутренняя часть которого содержит пластины, с продольно ориентированными волокнами, соединенные между собой клеевыми прослойками. Они выполнены из пород низкой плотности, например, сосны, ели, пихты, кедра.
Наружные части клееного деревянного элемента представляют собой пластины, выполненные из древесины более плотных пород, чем внутренняя часть, например, лиственницы, дуба, клена, ореха грецкого, ясеня.
При использовании таких элементов с продольно ориентированными волокнами в пластинах внутренней части в условиях стены по мере приближения к фундаменту силовые нагрузки на них от веса стены возрастают, что приводит к смятию их поперек волокон
Такой клеевой брус характеризуется повышенной стоимостью конечной продукции, а также имеет пониженное качество, долговечность и эксплуатационные характеристики ввиду отсутствия у внешних слоев клееного деревянного элемента устойчивости к атмосферному, биологическому воздействию (описание изобретения к патенту RU 2168594 МПК Е04С 3/14, заявл.29.12.1999, опубл. 10.06.2001).
Известен клееный деревянный элемент, взятый за прототип, внутренние пластины которого изготовлены из тонкомерных круглых лесоматериалов, а их крепление между собой осуществляется по пластям и/или кромкам. Внешние пластины изготовлены из термически модифицированной древесины (описание к полезной модели RU №125226, МПК Е04С 3/14, заявл.01.08.2012, опубл. 27.02.2013).
Изготовление внешних пластин из термически модифицированной древесины позволяет повысить устойчивость к атмосферному и биологическому воздействию внешних слоев клееного деревянного элемента.
Недостатки такого клееного деревянного элемента заключаются в том, что при его изготовлении не учитываются направления волокон древесины, что не гарантирует его прочность, т.к. может возникнуть изгиб и кручение из-за отсутствия взаимной компенсации возможных изгибов слоев пластин или отсутствия сопротивления сжатию поперек волокон, что отрицательно сказывается на эксплуатационных и механических характеристиках. В таком клееном деревянном элементе геометрически стабильными являются только внешние пластины, а клееный деревянный элемент в целом такой стабильностью не обладает.
Техническим результатом полезной модели является создание геометрически стабильного клееного деревянного элемента в целом, обладающего высокими эксплуатационными и механическими характеристиками, качеством и долговечностью.
Заявляемый технический результат достигается тем, что клееный деревянный элемент содержит внутреннюю часть, выполненную из пластин, и две наружные части, включающие упрочняющие пластины, изготовленные из термически модифицированной древесины, соединенные с пластинами внутренней части клеевыми прослойками по площадям соприкосновения.
Новым в полезной модели является то, что пластины внутренней части клееного элемента выполнены с продольным, противоположно направленным относительно оси пластины расположением волокон, при этом внутренняя часть дополнительно снабжена центральной пластиной с поперечным относительно оси пластины расположением волокон, которая установлена между пластинами с продольным расположением волокон, и соединена с ними клеевыми прослойками.
На прилагаемом чертеже изображено поперечное сечение заявляемого клееного деревянного элемента.
Клееный деревянный элемент содержит внутреннюю часть, содержащую две пластины 1 с продольным противоположно направленным относительно оси пластины расположением волокон, когда годовые кольца идут в противоположных направлениях, и две наружные части, представляющие собой пластины 2, выполненные из термически модифицированной древесины. Пластины 2 соединены с пластинами 1 клеевыми прослойками 3 по площади соприкосновения.
Внутренняя часть клееного деревянного элемента снабжена дополнительной пластиной 4 с поперечным расположением волокон, которая установлена между пластинами 1 и соединена с ними клеевыми прослойками 5.
Наружные пластины 2, выполненные из термически модифицированной древесины и имеющие стабильную геометрию, препятствуют воздействию на внутреннюю часть клееного элемента внешнего воздействия - влаги, снижая усадку и напряжения, возникающие при набухании, которые происходят при меняющихся условиях внешней среды, т.к. неравномерное распределение влаги в теле древесины ведет к неравномерному усыханию и деформации древесины. Кроме того, они также предотвращают деформацию элемента благодаря их жесткости.
При выполнении пластин 1 с продольным расположением волокон противоположной направленности относительно продольной оси пластины происходит взаимная компенсация их возможных изгибов, что обеспечивает стабильность поперечной геометрии клееного элемента.
Поперечное относительно оси пластины расположение волокон центральной пластины 4, позволяет ей воспринимать большую силу сжатия, направленную вдоль волокон, в несколько раз превышающую силу сжатия, допустимую для древесины с продольной ориентацией волокон пластинами 1, чем обеспечивается стабильность продольного размера элемента.
В таком клееном деревянном элементе предусмотрена компенсация как продольных, так и поперечных деформаций, из-за соединения в единый пакет пластин с разнонаправленной деформацией, как от нагрузок, так и от внешнего воздействия, что обеспечивает его геометрическую стабильность и исключение изменения формы изготовленных изделий, например, стен домов, в процессе эксплуатации.