Некоторые особенности применения металлодеревянных конструкций | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 28 декабря, печатный экземпляр отправим 1 января.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №23 (313) июнь 2020 г.

Дата публикации: 07.06.2020

Статья просмотрена: 422 раза

Библиографическое описание:

Шадрин, Е. С. Некоторые особенности применения металлодеревянных конструкций / Е. С. Шадрин, М. В. Козлов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 23 (313). — С. 173-175. — URL: https://moluch.ru/archive/313/71270/ (дата обращения: 16.12.2024).



В статье авторы рассматривают перспективу применения металлодеревянных конструкций в современном строительстве.

Ключевые слова: металлодеревянная конструкция, надежность, прочность, условия эксплуатации.

Резко меняющаяся суровая действительность внесла колоссальные изменения в строительную отрасль. Кардинальным образом сейчас пересматриваются решения проблем строительства, рассматриваются новые прогрессивные материалы и технологии, способные существенным образом повысить эффективность отрасли, найдя оптимум в триаде «быстро — качество — недорого».

В настоящее время Минстрой РФ и подведомственные ему организации в ускоренном режиме готовят предложения по совершенствованию сферы технического регулирования в строительстве для обеспечения устойчивого развития отрасли и преодоления спада экономики. Быстрыми темпами идет работа по созданию новой нормативно-технической базы на быстровозводимые здания и сооружения [1]. Очевидно, что в таких условиях целесообразно использовать наработанный годами научно-технический опыт, проанализировав имеющийся задел.

Проведенный анализ достижений показал, что потенциал конструкций из традиционных материалов (бетон, металл, древесина) практически исчерпан. Сейчас проводятся исследования и апробация в области композитных (комбинированных) конструкций, ожидаемый экономический эффект от применения которых по разным экспертным оценкам может превышать 10 %. Их совершенствование позволяет сэкономить не более 10 % материала, в то время как есть потребность в гораздо большей экономии [2].

В настоящей статье авторы предлагают обратить внимание на однозначно недооцененную комбинацию материалов, на основе которой возможно изготавливать металлодеревянные конструкций, которые выгодно отличаются своей технологичностью, невысокой материалоемкостью, транспортабельностью и долговечностью (в определенных условиях эксплуатации и при определенной технологии обеспечения коррозионной и биостойкости), что подтверждается работой [3]. При этом помимо экономической целесообразности применения металлодеревянных конструкций, совместная работа «древесина — металл» обеспечивает необходимый уровень надежности и безопасности. В частности, в работе [4] было показано, что оптимальное напряженно-деформированное состояние металлодеревянных балок со стенкой из стальных профилированных листов достигается путем скрепления с поясами и ребрами деревянного каркаса механическими связями, обеспечивающими включение в общую работу конструкции с повышением общей прочности и жесткости. При этом было зафиксировано незначительное увеличение прогиба на 2,6 %, что соответствует положениям СП 64.13330.

Несомненно, древесина обладает рядом отрицательных свойств, основными из которых являются её склонность к гниению и отсутствие огнестойкости. Но благодаря современным технологиям антисептирования и антипирирования данную проблему удалось решить, доказательством чему служит широкое применение деревянных конструкций при возведении эстакад, мостовых переходов, складских помещений и даже высотных домов в Европе.

В нашей стране проблеме температурно-влажностного воздействия на комбинированные конструкции уделяется также большое внимание. Так, в работе [5] было установлено, что древесина в конструкциях всегда частично пластифицирована влагой, оказывающей влияние на её механические свойства, прочность и деформативность соединений на податливых связях. Увеличение влажности древесины приводит к снижению расчетной нагрузки. Из практики эксплуатации строительных конструкций с соединениями на металлических зубчатых пластинах известны случаи их отказов, одной из основных причин которых является игнорирование при расчете соединений содержания в древесине связанной влаги.

Помимо влажностного состояния древесины, несомненно, необходимо также учитывать при проектировании металлодеревянных конструкций и теплофизические особенности материалов (в частности, коэффициента линейного термического расширения). В этой связи довольно интересные результаты исследования представлены в работе [6], в которой показано, что в нагельном соединении элементов деревянных конструкций при изменении температуры окружающей среды температура металлического нагеля изменяется более интенсивно и более равномерно по сечению изделия, в то время как в древесине процессы тепло- и массопереноса в силу ее особых теплофизических параметров протекают с запозданием. Для древесины процессы «нагрев — охлаждение» происходит с менее выраженной скоростью по сравнению с интенсивностью процессов в металле. Естественно, что в определенный момент времени температура металла достигнет равновесной температуры точки росы, поэтому дальнейшее охлаждение будет сопровождаться выпадением влаги. Так как имеет место контакт «древесина — металл», то будет происходить накопление влаги в деревянных элементах конструкции, что, в свою очередь, приведет к развитию биодеструктивных процессов.

Несомненно, структурные, физико-механические, теплофизические особенности двух разнородных материалов приводят к ограничению области применения металлодеревянных конструкций. Безусловно, данные различия необходимо обязательно учитывать при проектировании конкретных объектов строительства.

Но в любом случае можно констатировать, что применение металлодеревянных балок, ферм и других элементов для возведения быстровозводимых зданий и сооружений имеет огромную перспективу.

Литература:

  1. Новости ФАУ «ФЦС» [Электронный ресурс] https://www.faufcc.ru/technical-committee-465-construction/news-65498/
  2. Лисов С. В., Дмитриев П. П., Калинин С. В. Анализ способов соединения стального профилированного листа с деревянным каркасом // вестник оренбургского государственного университета. 2013. № 5 (154). С. 188–193.
  3. Кузнецов И. Л., Актуганов А. А., Трофимов А. П. Разработка и исследование металлодеревянной двутавровой балки // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2010. № 1 (13). С. 117–121.
  4. Калинин С. В. Деревометаллические балки со стенкой из стальных профилированных листов: диссертация... кандидата технических наук: 05.23.01 / Пензенский государственный университет архитектуры и строительства. Оренбург, 2013.
  5. Ермолаев В. В. Влияние влажности древесины на длительную прочность и ползучесть соединений строительных конструкций на металлических зубчатых пластинах: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Казанский гос. архитектур.-строит. ун-т, Казань, 2009.
  6. Бочков М. В. Процессы тепломассопереноса в нагельных соединениях элементов деревянных стропильных конструкций при циклических режимах эксплуатации: автореферат дис. кандидата технических наук / Иван. гос. политехн. ун-т, Иваново, 2017.
Основные термины (генерируются автоматически): конструкция, древесина, работа, условие эксплуатации.


Ключевые слова

прочность, надежность, условия эксплуатации, металлодеревянная конструкция

Похожие статьи

Место клееных деревянных конструкций в современном строительстве и архитектуре

Рассматривается применение клееных деревянных конструкций в современном строительстве зданий и сооружений различного назначения, а также вопросы, связанные с эксплуатацией таких зданий.

Перспективы применения технологии малоэтажного строительства на основе легких стальных тонкостенных конструкций

В статье проводится сравнительный анализ применения легких стальных тонкостенных конструкций и традиционных технологий при строительстве малоэтажных домов. Определяются преимущества ЛСТК по сравнению с каркасом из древесины.

Применение неавтоклавных фибропенобетонных блоков в навесных фасадах

В статье рассматриваются проблема определения несущей способности навесной фасадной системы и обеспечения ее безопасной эксплуатации в аспекте применения конкретных строительных материалов и изделий в подсистемах (на примере фибропенобетонных стеновы...

Некоторые сведения об усилении железобетонных элементов композитными материалами

В статье авторы приводят сведения об эффективности усиления углеволокном железобетонных элементов, преимущества и недостатки метода, рекомендуемые размеры пазов и композита.

Изгибная жесткость металлодеревянных балок

Рассматривается такой вид конструкций, как металлодеревянные балки различного профиля. Проведен анализ существующих конструктивных решений, произведен патентный поиск. Произведено предварительно сравнение различных металлодеревянных балок, требующее ...

Развитие некоторых методов устранения дефектов монолитных конструкций

В статье авторы предлагают рассмотреть новые способы ремонта монолитных железобетонных конструкций.

Полимер-армированный фибробетон в строительстве

В статье анализируются основные конструктивные и эксплуатационные характеристики полимер-армированного фибробетона. Приводится краткая история применения фибробетона, с указанием на условия и необходимость его использования в отдельных видах строител...

Разработка оптимальных конструктивных решений легких металлических каркасов одноэтажных однопролетных и многопролетных зданий

В статье проводится обзор научной литературы в области рамных конструкций. Анализируются оптимальные конструктивные решения металлических поперечных рам.

Анализ проектирования железобетонных конструкций зданий для строительства

В статье поднимается вопрос о необходимости анализа проектирования железобетонных конструкций зданий для строительства. Материалы статьи содержат краткую информацию изучения проектирования железобетонных конструкций, и использования сборно-монолитных...

Анализ совершенствования комбинированного метода производства работ при технологии сборно-монолитного домостроения

Данная статья затрагивает тему сборно-монолитных конструкций, которые начинают получать широкое применение в современном строительстве, также рассматривается непосредственно технология возведения данных конструкций.

Похожие статьи

Место клееных деревянных конструкций в современном строительстве и архитектуре

Рассматривается применение клееных деревянных конструкций в современном строительстве зданий и сооружений различного назначения, а также вопросы, связанные с эксплуатацией таких зданий.

Перспективы применения технологии малоэтажного строительства на основе легких стальных тонкостенных конструкций

В статье проводится сравнительный анализ применения легких стальных тонкостенных конструкций и традиционных технологий при строительстве малоэтажных домов. Определяются преимущества ЛСТК по сравнению с каркасом из древесины.

Применение неавтоклавных фибропенобетонных блоков в навесных фасадах

В статье рассматриваются проблема определения несущей способности навесной фасадной системы и обеспечения ее безопасной эксплуатации в аспекте применения конкретных строительных материалов и изделий в подсистемах (на примере фибропенобетонных стеновы...

Некоторые сведения об усилении железобетонных элементов композитными материалами

В статье авторы приводят сведения об эффективности усиления углеволокном железобетонных элементов, преимущества и недостатки метода, рекомендуемые размеры пазов и композита.

Изгибная жесткость металлодеревянных балок

Рассматривается такой вид конструкций, как металлодеревянные балки различного профиля. Проведен анализ существующих конструктивных решений, произведен патентный поиск. Произведено предварительно сравнение различных металлодеревянных балок, требующее ...

Развитие некоторых методов устранения дефектов монолитных конструкций

В статье авторы предлагают рассмотреть новые способы ремонта монолитных железобетонных конструкций.

Полимер-армированный фибробетон в строительстве

В статье анализируются основные конструктивные и эксплуатационные характеристики полимер-армированного фибробетона. Приводится краткая история применения фибробетона, с указанием на условия и необходимость его использования в отдельных видах строител...

Разработка оптимальных конструктивных решений легких металлических каркасов одноэтажных однопролетных и многопролетных зданий

В статье проводится обзор научной литературы в области рамных конструкций. Анализируются оптимальные конструктивные решения металлических поперечных рам.

Анализ проектирования железобетонных конструкций зданий для строительства

В статье поднимается вопрос о необходимости анализа проектирования железобетонных конструкций зданий для строительства. Материалы статьи содержат краткую информацию изучения проектирования железобетонных конструкций, и использования сборно-монолитных...

Анализ совершенствования комбинированного метода производства работ при технологии сборно-монолитного домостроения

Данная статья затрагивает тему сборно-монолитных конструкций, которые начинают получать широкое применение в современном строительстве, также рассматривается непосредственно технология возведения данных конструкций.

Задать вопрос