W przypadku większych obciążeń i rozpiętości przekroje belek uzyskuje się poprzez obliczenia, które są trudne do uzyskania w wymaganych długościach. W takich przypadkach należy przejść na złożone konstrukcje. Konstrukcje opisane pod 1 i 2 są w całości rękodziełem. W tym przypadku zastosowanie nowoczesnych środków łączących jest całkiem właściwe.
1. Belka połączona belkami
Po dwie, a czasem po trzy belki przy wykonywaniu mostów układa się jedna na drugiej, a następnie łączy ze sobą za pomocą kołków i śrub. To, w jakim stopniu taki przekrój osiągnie nośność odpowiadającego mu pełnego przekroju, zależy od wydajności mózgu, stopnia zawilgocenia materiału i jakości wykonania. Nigdy tak nie będzie całkowicie. Zgodnie z normą DIN moment oporu dla dwóch belek wynosi W=0,85 bh__2_/6_, a dla trzech belek wynosi W=0,7 bh__2_/6._ W przypadku mostów są to współczynniki są redukowane odpowiednio do 0,8 lub 0,6. Obliczając ugięcie należy przyjąć, że moment bezwładności dla dwóch belek wynosi I=0,6 bh__3_/12_, a dla trzech belek I=0,3 bh__3_/12_. dokręcić.
Zdjęcie 1: Belka połączona belkami, używana jako konstrukcja nośna w konstrukcji antresoli.
W przypadku prostokątnych stropów stolarskich, które zawsze są wykonane z drewna dębowego, najbardziej odpowiednia głębokość nacięcia to 1/8 do 1/10 wysokość poszczególnych belek; włókna sznurka i włókna belek muszą przebiegać w tym samym kierunku.
Aby zapobiec wyginaniu się w dół, przed ostatecznym montażem belki z mózgami otrzymują zwis lub strzałkę w kierunku środka rozpiętości. Belki łączone są ze sobą za pomocą śrub, a rowkowanie gniazd odbywa się w jednej fazie roboczej za pomocą rowkarki łańcuchowej. Na ryc. 1 przedstawia belkę z podkładkami stosowanymi do konstrukcji nośnej w konstrukcji antresoli. Belki ze stężeniami wykonujemy w zakresie 15 m.
Belki z mózgiem należy stosować tylko wyjątkowo, gdyż wszystkie typy, oprócz stosunkowo małej nośności, wymagają dużo pracy i dużego zużycia materiału. Ważne jest, aby odkształcenia spowodowane obciążeniem były jak najmniejsze.
2. Wieszak, wieszak podporowy i podparty
W przypadku, gdy normalny przekrój belki jest niewystarczający, a w jej płaszczyźnie jest wystarczająca ilość miejsca na dolnej lub górnej stronie (np. na krzesłach dachowych, mostach, rusztowaniach itp.), istnieje możliwość umieszczenia wieszaka, lub. podpora lub kombinacja wieszaka i podpory. Biorąc pod uwagę liczbę punktów, w których zawieszone jest podwieszenie lub podpora, istnieją proste i podwójne wieszaki lub proste i podpory podwójne. Przy obliczaniu prostego wieszaka (rys. 2) uważa się, że słup lub pionowe i oba nożyce są umieszczone na połowie rozpiętości i są przenoszona na łożyska przez połowę obciążenia, które przy równomiernym rozłożeniu działa na napięcie poziome._ Na rys. 3 pokazuje związek pomiędzy pionem a napięciem. Na ryc. 4 przedstawia podwójny wieszak reprezentujący konstrukcję nośną dachu (lewa połowa: dach z kratownicami, prawa połowa: dach z gzymsami).
Rysunki 2–5: Wieszak prosty i podwójny, połączenie pionów oraz rozciąganie i węzeł płatwi, słupa i poprzeczki.
Poziomy drążek pomiędzy dwoma pionami nazywany jest krucyfiksem. Na ryc. 5 pokazuje węzeł, w którym spotykają się poprzeczka, słup i poprzeczka; w przypadku dużych obciążeń umieszczana jest blacha węzłowa. Na podporze konstrukcja nośna znajduje się pod belką, która jest podparta w jednym punkcie (rys. 6) lub w dwóch punktach (rys. 7). W takim przypadku element poziomy (pchnięcie) musi zostać przyjęty przez podporę. Aby zwiększyć napięcie, alternator pokazany na zdjęciu 7 jest do niego podłączony za pomocą nakrętek i śrub. Zdjęcie 8 przedstawia wieszak podparty, który stanowi połączenie wieszaka i podpory. Aby móc wykonywać cięcia bez kontynuacji, napięcie musi być dwukrotnie większe.
Obrazy 6–8: Podparcie jedno- i dwupunktowe oraz wieszak podparty.
3. Pełne segregatory
Łączniki belek
Belki pełne, wzorowane na dwuteownikach konstrukcji stalowych, występują w postaci belek łączonych mózgami, klejonych lub lakierowanych gwoździami. Górna granica zakresu to 15 m. Pod względem wysokości konstrukcyjnej, podobnie jak w przypadku konstrukcji stalowych, powinna ona mieścić się w zakresie 1/8 do 1/12. Najprostszą formę żebra reprezentuje pionowo umieszczona talpa, połączona śrubami i wkrętami za pomocą pasów (rys. 9). W przypadku tych podpór należy unikać pionów usztywniających, które są wykonane z drewna złomowego i umieszczane pomiędzy pasami, ponieważ w przypadku kurczenia się drewna uniemożliwiają zmniejszenie wysokości i mogą doprowadzić do wyrwania żebra.
Obraz 9: Najprostszy kształt żebra ściągu z belki pełnej.
Na rys. 10 przedstawia prostą belkę o rozpiętości 14,04 m. Elementy na żebrach oklejone są klejonymi kawałkami sklejki. Żebra zabezpieczone są usztywnieniami z belek skrobanych przed wybrzuszeniami. Wymagany docisk podczas klejenia elementów zapewniają wkręty, które ze względów bezpieczeństwa pozostają w konstrukcji po stwardnieniu kleju. Żebro składa się z dwóch warstw desek o grubości 24-40 mm, które są skrzyżowane i przybite do siebie. Do połączenia większości elementów stosuje się kołki i wkręty lub gwoździe. W przypadku, gdy pasy składają się z kilku desek, ich przemieszczenie w kierunku żebra zwiększa się w miarę oddalania się desek od żebra. Ściśnięty pas należy sprawdzić pod kątem wyboczenia. Na ryc. 11 Pokazano jeden przykład zgodny ze standardami rosyjskimi.
Rysunek 10: Belka prosta o rozpiętości 14,04 m.
Obraz 11: Przykład spoiwa belek według norm rosyjskich.
Mniejsza sztywność jest pokazana przez puste podpory (rys. 12). Pas górny i dolny tworzą jedną belkę skrobaną, której można łatwo nadać niezbędny zwis. Przy łóżku warto zamontować ukośny, prasowany element, który z wycięciem opiera się o dolny i górny pas; zwiększa sztywność belki, choć niewiele.
Obraz 12: Pusta podpora.
Spoiwa łukowe
Na rys. Pokazane 13 to spoiwo przeznaczone do magazynu soli w Holandii. Rozpiętość wynosi 54 m, rozstaw łączników wynosi 5,4 m. Naprężenie wstępne uzyskane w wyniku zginania sklejanych płyt nie ma zauważalnego wpływu na nośność konstrukcji. Zmniejszanie momentu bezwładności i momentu oporu dla kształtowników klejonych nie jest konieczne.
Zdjęcie 13: Segregator łukowy dla magazynu soli w Holandii.
Na rys. 14 przedstawia lekki, trójprzegubowy wspornik ramy wykonany metodą klejenia. Żebro składa się z paneli o szerokości od 18 cm do 20 cm i grubości 5 cm, które po wyschnięciu sklejane są ze sobą oraz z pasem dolnym i górnym za pomocą kleju kaurit z żółtym dodatkiem utwardzającym na zimno.
Zdjęcie 14: Lekkie trójprzegubowe wsporniki ramy wykonane metodą klejenia.
Nitowane łączniki łukowe, których żebro składa się z dwóch warstw skrzyżowanych pod kątem prostym desek, do których przybija się w formie pasów kilka pionowych desek rozmieszczonych zgodnie z kształtem łuku, są bardzo ekonomiczne. Istnieje możliwość zastosowania drewna stosunkowo słabego i krótkiego nawet przy największych rozpiętościach.
4. Łączniki kratowe
Nowoczesne drewniane konstrukcje kratowe najczęściej porównywane są do konstrukcji stalowych pod względem kształtów i systemów, chociaż nie zawsze są one racjonalne w przypadku konstrukcji drewnianych. Konstrukcje drewniane projektuje się tak, aby w połączeniach bocznych występowało jak najmniej sił. Naprężenia wtórne nie mają takiego znaczenia jak w konstrukcjach stalowych. Pręty zdominowane przez mniejsze wysepki często nie muszą być łączone centralnie, zwłaszcza jeśli osiąga się konstrukcyjne uproszczenia. Konstrukcje kratowe są bardziej ekonomiczne niż podpory pełne, jeśli istnieje wystarczająca wysokość konstrukcyjna. Stawiają jednak stolarza i materiał przed trudniejszymi zadaniami.
Pasmo dolne łączników belek ma przeważnie charakter poziomy, czyli podczas krawiectwa uzyskuje pewien zwis, mierzony w taki sposób, aby pod pełnym obciążeniem nie uginał się w dół. Wartość zwisu zależy od środków zewnętrznych, wilgotności budynku i wysokości statycznej łączników. Lepiej dać nieco większy zwis niż za mały. Pas górny przebiega przeważnie równolegle do pokrycia dachu.
W przypadku zbyt małego nachylenia (poniżej 6%) istnieje niebezpieczeństwo, że przy małej wysokości konstrukcyjnej i podatnych węzłach w pobliżu łożyska powstaną przeciwne spadki, co ma złe konsekwencje. Nachylenie statycznie czynnego pręta pasa górnego na łożu nie powinno być mniejsze niż 1:3.
Wsporniki równoległe
Słynne Howe\ są nadal stosowane dzisiaj (rys. 15). Przekątne są umieszczone tak, aby przy pełnym obciążeniu otrzymywały nacisk, natomiast piony są naprężone. Pionami są stalowe pręty o przekroju okrągłym z nakrętkami po obu stronach (rys. 15, po prawej). W przypadku, gdy wspornik wygina się w dół na skutek kurczenia się drewna lub nieprawidłowej konstrukcji, nakrętki można później dokręcić. W przypadku mniejszych rozpiętości lub przy mniejszym obciążeniu piony można również wykonać w formie szczypiec (rys. 15, po lewej). Zaleca się, aby wysokość konstrukcji, podobnie jak w przypadku pełnych podpór, mieścić się w zakresie 1/8 do 1/12; w przypadku większych rozpiętości i większych obciążeń przyjmuje się do 1/6.
Rysunek 15: Belka równoległa Howe’a.
Jednodrutowe łączniki dachowe
Na rys. Pokazano 16 i 17 jednoprzewodowe systemy wiązania dla małych i średnich rozpiętości oraz dla małych obciążeń.
Obrazy 16–20: Jednorurowe i trójkątne systemy wiązania dachów.
Obraz 21: Szczegóły spoiwa kratowego.
Łączniki trójkątne
Łączniki trójkątne (rys. 18 do 22) do mniejszych i średnich rozpiętości to najbardziej ekonomiczne i rozpowszechnione łączniki do konstrukcji drewnianych. Największe siły w pasie nie występują w środku przęsła, lecz na podporach. Ponieważ pręty są wypełnione, nawet przy asymetrycznym obciążeniu, występuje jedynie napięcie, czyli ciśnienie, bez napięć przemiennych, co znacznie ułatwia wytwarzanie sęków, zwłaszcza w konstrukcjach drewnianych. Na ryc. 22 przedstawia segregator ratusza w Holzminden. W przypadku większych rozpiętości wykonuje się łączniki trójkątne z podwyższonym okapem (rys. 23).
Obrazy 22 i 23: Segregator trójkątny do ratusza i segregator z podwyższonym okapem.
Łączniki mansardowe
Łączniki mansardowe (rys. 24 do 26) dla przęseł od 15 m do 35 m okazały się bardzo ekonomiczne. W przypadku wysokości systemowych zalecane są zakresy od 1/8 do 1/6. Do pokrycia bierze się pod uwagę: faliste arkusze włókien azbestowych, a także papy dachowe. Dla nachylenia lekko nachylonej części dachu należy przyjąć co najmniej 6%. Na ryc. 26 przedstawia linię systemu wiążącego dla zakładów produkcyjnych München-Ost wraz z kilkoma ważniejszymi węzłami – systemem Kübler. Rozpiętość wynosi 26,5 m, a odległość łącznika wynosi 7 m.
Obrazy 24 i 25: Łączniki mansardowe.
Rysunek 26: Linia systemowa i węzły ściągu mansardowego dla zakładu Monachium-Ost.
Łączniki paraboliczne i łukowe
W przypadku dachów o dużym ciężarze własnym i małym nachyleniu, czyli małych powierzchniach narażonych na działanie wiatru przy w przybliżeniu równomiernie rozłożonym obciążeniu śniegiem, racjonalne jest dopasowanie kształtu łączników do linii nośnej. Pręty wypełniające ściągów parabolicznych nie przyjmują żadnych sił przy równomiernym rozłożeniu obciążenia. Ich zadaniem jest wychwytywanie przypadkowych nierówności obciążenia oraz zapobieganie wyboczeniu pasa górnego w płaszczyźnie łączników. Pręty wypełniające należy związać tak, aby mogły wytrzymać napięcie i nacisk. Górna krawędź jest ukształtowana w łuk poprzez piłowanie (rys. 27). Na ryc. 28 pokazuje linię systemu i trzy charakterystyczne węzły spoiwa.
Zdjęcie 27: Łącznik paraboliczny z łukową górną krawędzią.
Rysunek 28: Linia systemowa i charakterystyczne węzły wiążące.
Jeżeli przy bardzo dużych rozpiętościach jako podporę kratową stosuje się wyłącznie podporę pokrycia dachowego (rys. 29), to dolny pas poddawany naciskowi należy podeprzeć na gzymsach za pomocą kołków. Ze względu na zmienne nachylenie pokrycia dachu uwzględnia się tekturę siatkową. Istnieje możliwość wykonania równego nachylenia dachu, zarówno przy pomocy podniesionych krokwi, wspartych nad okapem i kalenicą, jak i przy ścianie okapowej, tj. poprzez montaż dachu dwuspadowego o możliwie łagodnym spadku.
Łączniki dwuprzegubowe i trójprzegubowe
Ramy dwuprzegubowe przedstawiono na rys. 2. 30 i 31. Wykonanie sztywnych sęków w narożach stwarza pewne trudności, które można łatwo pokonać stosując płytki sękowe klejone sztuczną żywicą. W prętach wypełniających występują napięcia przemienne, co powoduje, że tworzenie węzłów jest niewygodne. Na ryc. 32 przedstawia dwuprzegubową ramę kratową dla jednego schronu dla łodzi (odległość ściągów wynosi 5,6 m). Na ryc. Przedstawiono spoiwo trójprzegubowe 33. Prawdziwe stawy w większości nie wchodzą w grę; wystarczy tylko pewna mobilność. W przypadku dużych i największych rozpiętości stosuje się przede wszystkim łączniki trójprzegubowe, ponieważ są do tego ekonomiczne i dają się dobrze obrabiać technicznie.
Obrazy 29 i 30: Wsporniki kratowe do pokrycia dachowego i ramy dwuprzegubowej.
Obrazy 31 i 33: Rama z dwoma przegubami i spoiwo z trzema przegubami.
Zdjęcie 32: Podwójnie przegubowa rama kratowa do schronu dla łodzi.
Hale dla wielu statków
Na rys. 34, 35 i 36 pokazano jako praktyczne typy hal wielonawowych. Na ryc. 36 prezentowany jest jako segregator sali ceremonialnej towarzystwa śpiewaczego w Wiedniu. Do wykonania połączeń wykorzystano koraliki w kształcie pierścienia.
Rysunki 34 i 35: Praktyczne typy hal wielonawowych.
Zdjęcie 36: Segregator sali ceremonialnej Towarzystwa Śpiewaczego w Wiedniu.
5. Wieże, rusztowania i trybuny
Drewno jako materiał budowlany uwzględnia się przy budowie wież wież obserwacyjnych i widokowych, wież kościelnych, a także wież zakładów przemysłowych. Stabilność budynków stałych osiąga się najczęściej poprzez wciśnięcie słupów w fundamentach. Obiekty przeznaczone do celów tymczasowych często zabezpiecza się poprzez wiązanie stalowymi linami rozciągniętymi co najmniej w trzech kierunkach. Podstawa jest przeważnie kwadratowa lub prostokątna. Trójkątne podstawy mogą ostatecznie być ekonomiczne. Należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby w węzłach wież nieocienionych nie gromadziła się woda i brud oraz aby powietrze mogło swobodnie krążyć wokół wszystkich części. Do obiektów trwałych należy stosować wyłącznie drewno impregnowane. Impregnacja w pełni osiąga swój cel tylko wtedy, gdy zostanie przeprowadzona po docięciu materiału, ale przed montażem. Do budowy kolumn zaleca się użycie tarcicy okrągłej, mimo że połączenie jest trudniejsze.
Obraz 37: Drewniana trybuna w Lipsku.
Ponadto drewno jest przydatne do budowy rusztowań i trybun. Na ryc. 37 pokazuje jedną trybunę w Lipsku. Do środków zewnętrznych wykorzystano mózgi aligatora pierścieniowego zębatego. Jeżeli trybuny mają służyć jedynie do celów tymczasowych, nigdy nie są one zakrywane. Należy jednak zadbać o to, aby projekt został wykonany z najwyższą starannością, a przede wszystkim o umieszczenie niezbędnych usztywnień wzdłużnych i poprzecznych. Aby materiał po demontażu mógł zostać ponownie wykorzystany, węzły należy skonstruować tak, aby uszkodzenia były jak najmniejsze.
6. Mosty
Przy budowie mostów drewno, obok kamienia, odgrywało wcześniej ważną rolę. Jeśli chodzi o trwałość obiektu, relacje uległy istotnej zmianie. Ze względu na ciągły wzrost nacisków na osie i obciążeń dynamicznych, to pole konstrukcyjne jest prawie całkowicie utracone w przypadku konstrukcji drewnianych. Drewniane mosty nie są obecnie używane, ale poniższy tekst opisuje, jak były budowane i używane w przeszłości.
W przypadku mostów można stosować wyłącznie drewno klasy jakości II lub I; podczas montażu drewno musi być co najmniej półsuche i należy je montować w taki sposób, aby mogło dalej wyschnąć. W tym celu same powłoki impregnacyjne i ochronne, które w tym przypadku należy nałożyć po obróbce, a przed montażem, nie wystarczą.
Połączenia gwoździami są dozwolone w mostach, jeśli można zapobiec przedostawaniu się wilgoci pomiędzy elementami drewnianymi połączonymi gwoździami, jeśli w ten sposób można zabezpieczyć gwoździe przed uszkodzeniem na skutek rdzy. Połączenia klejone dopuszczalne są wyłącznie w przypadku zastosowania kleju na bazie żywic sztucznych, całkowicie odpornego na wilgoć.
Rysunek 38: Przekrój poprzeczny płyty chodnikowej tymczasowego mostu na Wezerze w Höxter.
W przypadku mostów tymczasowych najczęściej stosowano kombinowane systemy konstrukcyjne, dla których głównych podpór zastosowano stalowe profile dwuteowe, natomiast pozostałe części górnego i dolnego mechanizmu maszynowego wykonano z drewna. Na ryc. 38 przedstawia przekrój nawierzchni tymczasowego mostu na Wezerze w Höxter. Mosty mogą być bez dźwigarów podłużnych, a czasami bez dźwigarów poprzecznych, w zależności od rodzaju mostu i jego przeznaczenia. W takim przypadku nawierzchnia opiera się bezpośrednio na podporach głównych. Wiele z tych mostów zostało zaprojektowanych dla ruchu pieszego. Na ryc. 39 Pokazano most ochronny pod kolejką linową.
Zdjęcie39: Most ochronny pod kolejką linową.
Powiązane tematy
Więcej o materiale znajdziesz na stronie Materiały oraz o sposobie działania firmy na stronie Produkcja. Informacje na temat wykorzystania drewna w stolarce można znaleźć w artykule Okna drewniane i okna drewniano-aluminiowe.