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

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 18 июля, печатный экземпляр отправим 22 июля.

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: 19 раз

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: 07.07.2020).



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...

Рассматривается применение клееных деревянных конструкций в современном строительстве зданий и сооружений различного назначения, а также вопросы, связанные с эксплуатацией таких зданий. Ключевые слова: строительство, древесина, клееные изделия...

Особенности эффективного проектирования и строительства...

Полносборные деревянные конструкции могут учитываться при проектировании и строительстве, как многоквартирных жилых домов, так и общественных зданий, таких как образовательные учреждения, здания розничной торговли и здравоохранения, поскольку...

Зарубежные пешеходные мосты из деревянных клееных...

Мостовые переходы и мосты относятся к открытым сооружениям, на которые оказывают влияния внешние температурные и атмосферные условия. Мостовые сооружения воспринимаю. Деревянные мосты — это искусственные сооружения...

Обоснование использования пружинного узла «сила» при...

Следствием использования древесины является невозможность сразу приступить к наружным и внутренним отделочным работам (утепление межвенцовых швов, окраска). Значительный период, порядка 3–5 лет с момента возведения, конструкция будет переживать все виды...

Современный способ усиления деревянных балок в объектах...

В статье поставлена цель изучить особенности реконструкции и дальнейшей эксплуатации зданий культурного наследия. В статье рассмотрены области применения и преимущества углеволокна.

Усиление деревянных балок полимерными композитами

В статье рассматриваются вопросы повышения физико-механических свойств древесины. Особо отмечается усиление углеродным волокном, с выделением плюсов и минусов усиления деревянных балок полимерными композитами.

Применение многорядных соединений в деревянных...

Рамные и арочные конструкции из клееной древесины традиционно применяются на различных объектах. В последнее десятилетие они стали особенно популярны при строительстве спортзалов, теннисных кортов, конноспортивных манежей...

Проблемы использования современных строительных...

В работе рассматриваются строительные материалы и технологии, отвечающие понятию «современный», «передовой».

В современных условиях строительства, при выходе на рынок. Эта особенность позволяет значительно уменьшить затраты при эксплуатации зданий.

Исследование работы трелевочных тракторов в горных условиях...

В горных условиях Северного Кавказа технологии лесосечных работ базируются на трелевке тракторами, канатными установками, комбинированной трелевке (подтрелевка древесины тракторами к канатной установке для последующей ее доставки к погрузочному пункту).

Современные инновационные технологии в жилищном...

Также наблюдается немалое использование новых технологий, которые позволяют вести работы в любое время года.

В итоге в России в значительной степени были утрачены технологии работы с деревом и направления индивидуального деревянного домостроения.

Похожие статьи

Место клееных деревянных конструкций в современном...

Рассматривается применение клееных деревянных конструкций в современном строительстве зданий и сооружений различного назначения, а также вопросы, связанные с эксплуатацией таких зданий. Ключевые слова: строительство, древесина, клееные изделия...

Особенности эффективного проектирования и строительства...

Полносборные деревянные конструкции могут учитываться при проектировании и строительстве, как многоквартирных жилых домов, так и общественных зданий, таких как образовательные учреждения, здания розничной торговли и здравоохранения, поскольку...

Зарубежные пешеходные мосты из деревянных клееных...

Мостовые переходы и мосты относятся к открытым сооружениям, на которые оказывают влияния внешние температурные и атмосферные условия. Мостовые сооружения воспринимаю. Деревянные мосты — это искусственные сооружения...

Обоснование использования пружинного узла «сила» при...

Следствием использования древесины является невозможность сразу приступить к наружным и внутренним отделочным работам (утепление межвенцовых швов, окраска). Значительный период, порядка 3–5 лет с момента возведения, конструкция будет переживать все виды...

Современный способ усиления деревянных балок в объектах...

В статье поставлена цель изучить особенности реконструкции и дальнейшей эксплуатации зданий культурного наследия. В статье рассмотрены области применения и преимущества углеволокна.

Усиление деревянных балок полимерными композитами

В статье рассматриваются вопросы повышения физико-механических свойств древесины. Особо отмечается усиление углеродным волокном, с выделением плюсов и минусов усиления деревянных балок полимерными композитами.

Применение многорядных соединений в деревянных...

Рамные и арочные конструкции из клееной древесины традиционно применяются на различных объектах. В последнее десятилетие они стали особенно популярны при строительстве спортзалов, теннисных кортов, конноспортивных манежей...

Проблемы использования современных строительных...

В работе рассматриваются строительные материалы и технологии, отвечающие понятию «современный», «передовой».

В современных условиях строительства, при выходе на рынок. Эта особенность позволяет значительно уменьшить затраты при эксплуатации зданий.

Исследование работы трелевочных тракторов в горных условиях...

В горных условиях Северного Кавказа технологии лесосечных работ базируются на трелевке тракторами, канатными установками, комбинированной трелевке (подтрелевка древесины тракторами к канатной установке для последующей ее доставки к погрузочному пункту).

Современные инновационные технологии в жилищном...

Также наблюдается немалое использование новых технологий, которые позволяют вести работы в любое время года.

В итоге в России в значительной степени были утрачены технологии работы с деревом и направления индивидуального деревянного домостроения.

Задать вопрос