Клееная деревянная конструкция
Владельцы патента RU 2499870:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (МГСУ) (RU)
Изобретение относится к строительству, в частности к клееным деревянным конструкциям. Конструкция может быть использована в зданиях и сооружениях, элементы которых работают на разнонаправленные статические нагрузки или на нагрузки, меняющие направление. Технический результат изобретения - повышение прочности и жесткости конструкции при одновременном снижении ее веса. Клееная деревянная конструкция прямоугольного сечения, состоящая из пакетов, склеенных между собой так, что пласти досок смежных пакетов расположены взаимно перпендикулярно. По меньшей мере два пакета снабжены усиливающими элементами, каждый из которых выполнен в виде ленты, установлен между пластями досок пакета и максимально удален от центральной продольной оси конструкции. Доски по меньшей мере одного пакета, расположенные ближе к параллельной их пластям главной центральной оси инерции сечения конструкции, могут иметь уменьшенную ширину, образуя внутри конструкции полость прямоугольного сечения. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к строительству, в частности, к клееной деревянной конструкции. Устройство может быть использовано как несущий элемент конструкции, работающей на нагрузки, изменяющие свое направление, например, такие, как ствол башенного сооружения, стойка ветряка и т.д.
Известна клееная деревянная конструкция, используемая в качестве защемленной в фундаменте стойки (Е.Н. Серов, Ю.Д. Санников, А.Е. Серов «Проектирование деревянных конструкций: учебное пособие», под ред. Е.Н. Серова; - М.: Издательство АСВ, 2011, стр.115, рис.6.2, а) [1].
Недостатком конструкции [1] является недостаточная прочность при изгибе в плоскости наименьшей жесткости, что ограничивает возможность использования конструкции.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является клееная деревянная конструкция прямоугольного сечения, состоящая из пакетов, склеенных между собой так, что пласти досок смежных пакетов располагаются взаимно перпендикулярно (SU 1214882) [2].
Недостатком известного решения [2] является малая прочность, жесткость и повышенный вес в случае работы конструкции на изгиб в нескольких плоскостях и кручение.
Технический результат изобретения - повышение прочности и жесткости конструкции при одновременном снижении ее веса.
Данный технический результат достигается за счет того, что в клееной деревянной конструкции прямоугольного сечения, состоящая из пакетов, склеенных между собой так, что пласти досок смежных пакетов располагаются взаимно перпендикулярно, пакеты снабжены усиливающими элементами, каждый из которых выполнен в виде ленты, установлен между пластями досок пакета и максимально удален от центральной продольной оси конструкции, а доски, по меньшей мере одного пакета, расположенные ближе к параллельной их пластям главной центральной оси инерции сечения конструкции, имеют уменьшенную ширину, образуя внутри конструкции полость прямоугольного сечения.
Сечение полости внутри конструкции может быть выполнено симметричным относительно главных центральных осей инерции сечения конструкции.
Сечение полости внутри конструкции может быть выполнено несимметричным относительно главных центральных осей инерции сечения конструкции.
Усиливающие элементы могут быть выполнены из холстового композиционного материала.
Усиливающие элементы могут быть выполнены из металла.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1. изображено сечение клееной деревянной конструкции с сечением полости симметричным относительно главных центральных осей инерции сечения конструкции; на фиг.2. - сечение клееной деревянной конструкции с сечением полости несимметричным относительно главных центральных осей инерции сечения конструкции.
Клееная деревянная конструкция прямоугольного сечения, состоящая из пакетов (1), (2), (3) и (4), склеенных между собой так, что пласти досок смежных пакетов (1) и (2), (2) и (3), (3) и (4), (4) и (1) располагаются взаимно перпендикулярно, при этом пакеты снабжены усиливающими элементами (5) и (6), каждый из которых выполнен в виде ленты, установлен между пластями досок (7) и (8) пакета и максимально удален от центральной продольной оси конструкции, а доски (9) и (10), расположенные ближе к параллельной их пластям главной центральной оси инерции сечения конструкции, имеют уменьшенную ширину, образуя внутри конструкции полость прямоугольного сечения (11).
Сечение полости (11) может быть выполнено симметричным относительно главных центральных осей инерции сечения конструкции.
Сечение полости (11) может быть выполнено несимметричным относительно главных центральных осей инерции сечения конструкции.
Усиливающие элементы (5) и (6) могут быть выполнены из холстового композиционного материала.
Усиливающие элементы (5) и (6) могут быть выполнены из металла.
Примером реализации изобретения может служить конструкция ствола ветряка. Ветряк работает на нагрузку, которая изменяет свое направление. В этих условиях устройство ствола из клееной древесины с однонаправленным расположением досок в пакете не рационально, так как не позволяет учесть анизотропные свойства древесины. Такой ствол может оказаться недостаточно прочным и жестким в одном из направлений. В случае составления конструкции из пакетов (1), (2), (3) и (4), склеенных между собой так, что пласти досок (1) смежных пакетов (1) и (2), (2) и (3), (3) и (4), (4) и (1) располагались взаимно перпендикулярно, а также при снабжении пакетов усиливающими элементами (5) и (6), выполненными в виде лент, установленными между пластями досок (7) и (8), прочность и жесткость конструкции существенно возрастает. При этом, усиливающий элемент располагается на максимальном удалении от центральной продольной оси конструкции. Выполнение одной или нескольких досок (9) и (10), расположенных ближе к параллельной их пластям главной центральной оси инерции сечения конструкции, уменьшенной ширины позволяет образовать внутри конструкции полость прямоугольного сечения (11), снижающей расход материала и позволяющей располагать внутри полости соответствующие коммуникации.
Изготовление клееной деревянной конструкции может осуществляться следующим образом. Производится предварительное сращивание и обработка досок, составляющих пакеты (1), (2), (3) и (4). Сращенные доски обрабатывают для получения точной геометрической формы и чистоты поверхностей. Крайние доски пакетов (7) или (8) проходят дополнительную обработку, предусматривающую приклейку к ним усиливающих элементов (5) и (6). Заготовки подаются к клееналивочной машине, где происходит нанесение клея на пласти досок, не снабженных усиливающими элементами, и на поверхности усиливающих элементов, приклеенных к доскам. Склеивание пакетов (1), (2), (3) и (4), снабженных усиливающими элементами, производится в механическом прессе с выдержкой под давлением. После выдержки пакеты подвергаются механической обработке, которая включает операции строжки пакета по ширине, профильной обработке, торцовке и др. После механической обработки пакеты собираются и склеиваются между собой, образуя конструкцию с внутренней полостью (11).
Предложенное изобретение может быть использовано в конструкциях зданий и сооружений, элементы которых работают на разнонаправленные статические нагрузки или на нагрузки, меняющие направление. К таким конструкциям относятся, например, стойки многоэтажных этажерок, прогоны, элементы башенных сооружений и т.д.
1. Клееная деревянная конструкция прямоугольного сечения, состоящая из пакетов, склеенных между собой так, что пласти досок смежных пакетов располагаются взаимно перпендикулярно, отличающаяся тем, что пакеты снабжены усиливающими элементами, каждый из которых выполнен в виде ленты, установлен между пластями досок пакета и максимально удален от центральной продольной оси конструкции, а доски по меньшей мере одного пакета, расположенные ближе к параллельной их пластям главной центральной оси инерции сечения конструкции, имеют уменьшенную ширину, образуя внутри конструкции полость прямоугольного сечения.
2. Клееная деревянная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что сечение полости выполнено симметричным относительно главных центральных осей инерции сечения конструкции.
3. Клееная деревянная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что сечение полости выполнено несимметричным относительно главных центральных осей инерции сечения конструкции.
4. Клееная деревянная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что усиливающие элементы выполнены из холстового композиционного материала.
5. Клееная деревянная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что усиливающие элементы выполнены из металла.
