Каталог статей о ремонте и строительстве. Обзоры материалов и инструментов.

Главная / Пиломатериалы, лесоматериалы / Экспериментальные исследования прочности деревянных клееных балок

В отечественной и зарубежной практике промышленного и гражданского строительства известны деревянные конструкции, полученные склеиванием досок и брусков. Преимуществом таких конструкций является возможность изготовления элементов больших сечений из отдельных маломерных полуфабрикатов, что позволяет экономить материальные ресурсы.

Среди конструктивных элементов зданий особое место занимают балки перекрытий и покрытий. От их прочности зависит прочность и устойчивость всего здания. А прочность балок, в свою очередь, определяется размерами ее поперечного сечения и качеством материала, из которого она изготовлена. Очевидно, что чем большую нагрузку должна выдерживать балка, тем больше должны быть размеры ее сечения. В то же время известно, что если при действии изгибающих усилий верхние слои балки работают на сжатие, а нижние на растяжение, то средние слои сечения не испытывают каких-либо усилий. Это в свое время послужило предпосылкой создания тонкостенных металлических, железобетонных и деревянных строительных конструкций. В данной работе рассматривается балка, склеенная из четырех сегментов, получаемых при продольной распиловке бревен. Такие балки, в частности под маркой SKV, выпускаются на швейцарском предприятии Schilliger HolzAG, расположенном недалеко от города Люцерна.

Значение предела прочности на изгиб

№ опытаТип конструкцииСреднее значение по результатам дублирования опытов, МПаОтклонение от прочности цельной древесины,%1Пятислойная155.1146.62Четырехслойная135.0127.63Трехслойная116.5110.14Двухслойная113.977.75Цельная105.810

Рассматривая вопрос экономии древесины при изготовлении деревянных балок, было доказано явное преимущество балок типа SKV перед балками сплошного сечения, как из цельной древесины, так и склеенных из досок. Простые расчеты показывают, что для изготовления, к примеру, балок сплошного сечения размером 200х200 мм необходимо использовать пиловочное сырье диаметром порядка 32-34 см. Для получения балок типа SKV таких же размеров можно использовать бревна диаметром 24 см. При испытании на прочность масштабных моделей рассматриваемых балок было установлено, что прочность балок не сплошного сечения не уступает прочности балки из цельной древесины.

Поскольку в последнее время все большее внимание уделяется строительному брусу, получаемому склеиванием досок, в лаборатории кафедры механической технологии древесины Костромского ГТУ были проведены экспериментальные исследования влияния слойности клееного бруса на его прочность. Исследования прочности на изгиб проводились по стандартной методике. Результаты опытов представлены в таблице.

Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что прочность клееных изделий выше, чем у образцов из цельной древесины. Причем, чем больше слоев, тем выше прочность. Это объясняется тем, что в результате склеивания отдельных деталей под давлением произошло, во-первых, уплотнение древесины (плотность образца пятислойной конструкции на 22,1% больше плотности образца из цельной древесины), во-вторых, прочность увеличивается за счет свойств клея.

Таким образом, производство балок не сплошного сечения в условиях дефицита крупномерного пиловочного сырья позволит достичь экономии сырьевых ресурсов и является актуальным.

Понравилась статья?

Мне нравится