Caror structuri din lemn

Pentru sarcini și deschideri mai mari se obțin secțiuni de grinzi prin calcul, care sunt greu de obținut la lungimile necesare. În astfel de cazuri, trebuie să treceți la construcții complexe. Construcțiile descrise la 1 și 2 sunt în întregime artizanale. În acest caz, utilizarea mijloacelor moderne de conectare este destul de adecvată.

1. Grinda conectată prin grinzi

Două grinzi la un moment dat și, uneori, trei grinzi la un moment dat, atunci când se fac poduri, sunt plasate una peste alta și apoi conectate reciproc cu dibluri și șuruburi. În ce măsură o astfel de secțiune transversală va atinge capacitatea portantă a unei secțiuni transversale complete corespunzătoare depinde de eficiența creierului, de gradul de umiditate al materialului și de calitatea lucrării. Acesta nu va fi niciodată cazul complet. Conform standardului DIN, momentul de rezistență pentru două grinzi este W=0,85bh__2_/6_, iar pentru trei grinzi se ridică la W=0,7bh__2_/6._ Pentru poduri, acești coeficienți se reduc la0,8, adică0,6. Când se calculează deformarea, presupunem că momentul de inerție pentru două grinzi este I=0,6bh__3_/12_, iar pentru trei grinzi I=0,3bh__3_/12._ Șuruburile, în caz de contracție a lemnului, trebuie strânse în măsura corespunzătoare.

Imagine 1: O grindă conectată prin grinzi, folosită ca substructură într-o construcție de mezanin.

Pentru mortarele dreptunghiulare de dulgher, care sunt întotdeauna din lemn de stejar, cea mai potrivită adâncime de tăiere este1/8la1/10înălțimea grinzilor individuale; fibrele medulare şi fibrele grinzilor trebuie să circule în aceeaşi direcţie.

Pentru a preveni aplecarea în jos, grinzilor cu creier li se acordă o surplosă sau săgeată spre mijlocul travei înainte de asamblarea finală. Grinzile sunt conectate între ele cu șuruburi, iar canelarea prizelor se face într-o singură fază de lucru cu o mașină de canelare cu lanț. În fig. 1 prezintă o grindă cu crampoane utilizate pentru substructură în construcția mezaninului. Grinzile cu bretele sunt realizate până la gama 15 m.

Grinzile cu creier ar trebui utilizate numai în mod excepțional, deoarece toate tipurile, pe lângă capacitatea portantă relativ scăzută, necesită multă muncă și un consum mare de material. Este important ca deformarile cauzate de sarcina sa fie cat mai mici.

2. Umeraș, suport și cuier susținut

În cazul în care secțiunea transversală normală a grinzii este insuficientă și există suficient spațiu în planul acesteia pe partea inferioară sau superioară (de exemplu, pe scaune de acoperiș, poduri, schele, etc.), există posibilitatea de a amplasa un hanger, sau. suport sau combinație de umeraș și suport. Având în vedere numărul de puncte în care se realizează suspendarea sau sprijinul, există umerașe simple și duble, sau simple și suporturi duble. La calcularea unui umeraș simplu (fig. 2), se consideră că coloana și ambele sunt semi-superioare. span şi sunt transferate la rulmenţi cu jumătate din sarcină care, distribuită uniform, acţionează asupra tensiunii orizontale. În fig. 3 arată legătura dintre verticală și tensiune. În fig. 4 prezintă un suport dublu care reprezintă structura de susținere a acoperișului (jumătatea stângă: acoperiș cu ferme, jumătatea dreaptă: acoperiș cu cornișe).

Figuri 2–5: Umeraș simplu și dublu, conexiune de verticale și tensiune și nod de pane, coloană și bară transversală.

Băţul orizontal dintre două verticale se numeşte crucifix. În fig. 5 arată nodul unde se întâlnesc bara transversală, coloana și bara transversală; în cazul încărcăturilor mari se pune o foaie nodal. Pe suport, structura de susținere se află sub grinda care se sprijină într-un punct (fig. 6) sau în două puncte (fig. 7). În acest caz, componenta orizontală (împingerea) trebuie să fie primită de suport. Pentru a crește tensiunea, alternatorul din imagine 7 este conectat la acesta cu piulițe și șuruburi. Imaginea 8 prezintă un suport suportat, care reprezintă o combinație între un cuier și un suport. Pentru a putea efectua tăieturile fără a continua, tensiunea trebuie să fie dublă.

Imagini 6–8: Suport cu unul și două puncte și suport susținut.

3. Lianti plini

Elemente de fixare pentru grinzi

Grinzile solide, modelate după secțiunile I ale structurilor din oțel, apar sub formă de grinzi îmbinate cu creier, lipite sau lăcuite cu cuie. Limita superioară a intervalului este 15 m. În ceea ce privește înălțimea structurală, similară structurilor din oțel, aceasta ar trebui să fie în intervalul 1/8 până la 1/12. Cea mai simplă formă a nervurii este reprezentată de o talpă așezată vertical, conectată prin șuruburi și șuruburi cu curele (fig. 9). Pentru aceste suporturi trebuie evitate verticalele de rigidizare, care sunt realizate din fier vechi și plasate între curele, deoarece atunci când lemnul se micșorează, acestea împiedică reducerea înălțimii și pot duce la ruperea nervurii.

Imagine 9: Cea mai simplă formă de nervură a unei legături solide.

În fig.10este prezentată o grindă simplă14,04 m. Componentele de pe nervuri sunt acoperite cu bucăți de placaj lipite. Nervurile sunt asigurate cu rigidizări din grinzi răzuite împotriva bombarii. Presiunea necesară la lipirea elementelor este asigurată de șuruburi care rămân încă în structură după ce lipiciul s-a întărit pentru siguranță. Coasta este formată din două straturi de scânduri, groase24-40 mm, care se încrucișează și sunt pironite una pe alta. Pentru a face o legătură cu majoritatea elementelor, se folosesc dibluri și șuruburi sau cuie. În cazul în care curelele sunt compuse din mai multe scânduri, deplasarea lor către nervură crește dacă scândurile sunt mai departe de nervură. Centura comprimată trebuie testată pentru flambaj. În fig.11este prezentat un exemplu conform standardelor rusești.

Imagine10: grindă simplă14,04 m.

Imagine11: Un exemplu de liant de grindă conform standardelor rusești.

O rigiditate mai mică este arătată de suporturile goale (fig.12). Centura superioară și inferioară formează fiecare câte o grindă răzuită, căreia i se poate oferi cu ușurință surplomba necesară. Este util să instalați un element presat înclinat lângă pat, care se sprijină pe centura inferioară și superioară cu o crestătură; crește rigiditatea grinzii, deși nu foarte mult.

Imagine12: Suport gol.

Lianți arc

În fig.13ilustrat este un liant pentru un depozit de sare din Țările de Jos. Sumele intervalului54 m, distanța liantului5,4 m. Pretensionarea realizată prin îndoirea plăcilor care sunt lipite nu are un efect vizibil asupra capacității portante a structurii. Reducerea momentului de inerție și a momentului de rezistență pentru secțiunile lipite nu este necesară.

Imagine13: Liant arc pentru un depozit de sare din Țările de Jos.

În fig.14este prezentat un suport ușor de cadru cu trei articulații realizat prin lipire. Coastele sunt formate din benzi de lățime18 cmla20 cm, grosime5 cm, care, după uscare, se lipesc între ele și de centura inferioară și superioară cu adeziv kaurit cu aditiv galben de întărire la rece.

Imagine14: Suport de cadru ușor cu trei articulații realizat prin lipire.

Dispozitivele de fixare arc nituite, a căror nervură este formată din două straturi de scânduri încrucișate în unghi drept, la care sunt bătute în cuie ca curele mai multe scânduri verticale așezate după forma arcului, sunt foarte economice. Există posibilitatea de a folosi cherestea relativ slabă și scurtă chiar și pentru cele mai mari deschideri.

4. Elemente de fixare cu zăbrele

Construcțiile moderne cu zăbrele din lemn sunt în mare parte comparate cu construcțiile din oțel în ceea ce privește formele și sistemele, deși nu sunt întotdeauna raționale pentru construcțiile din lemn. Construcțiile din lemn sunt proiectate astfel încât să apară cât mai puțină forță în conexiunile laterale. Tensiunile secundare nu au importanța pe care o au în structurile din oțel. Tijele dominate de insule mai mici adesea nu trebuie conectate central, mai ales dacă se realizează simplificări constructive. Construcțiile cu zăbrele sunt mai economice decât suporturile complete, dacă există suficientă înălțime structurală. Aceștia pun însă tâmplarul și materialul în fața unor sarcini mai dificile.

Banda inferioară a elementelor de fixare a grinzii este în cea mai mare parte orizontală, adică în timpul croitoriei, primește o anumită surplombă, care este măsurată în așa fel încât să nu se îndoaie în jos la sarcină maximă. Valoarea surplusului depinde de mijloacele exterioare, de umiditatea clădirii și de înălțimea statică a elementelor de fixare. Este mai bine să dați o proeminență puțin mai mare decât prea mică. Ceneaua superioară se extinde în mare parte paralel cu acoperișul.

În cazul unei pante prea mici (sub 6%) există pericolul ca, cu o înălțime structurală mică și noduri cedante, să se creeze căderi opuse în apropierea rulmentului cu consecințele sale nefaste. Panta tijei efective static a centurii superioare de pe pat nu trebuie să fie mai mică de 1:3.

Paranteze paralele

Celebrul Howe’s este folosit și astăzi (Fig.15). Diagonalele sunt așezate astfel încât să primească presiune la sarcină maximă, în timp ce verticalele sunt tensionate. Verticalele sunt tije de oțel de secțiune circulară cu piulițe pe ambele părți (fig.15, dreapta). În cazul în care suportul se îndoaie în jos din cauza contractării lemnului sau a construcției incorecte, piulițele pot fi strânse ulterior. Pentru deschideri mai mici sau cu sarcină mai mică, verticalele pot fi realizate și sub formă de clește (fig.15, stânga). Înălțimea construcției este recomandată, asemănătoare suporturilor complete, să fie1/8la1/12gamă; pentru deschideri mai mari și sarcini mai grele, până la1/6.

Imagine15: fasciculul paralel al lui Howe.

Elemente de fixare pentru acoperiș cu un singur sens

În fig.16şi17Sunt prezentate sisteme de prindere cu un singur fir pentru deschideri mici și medii și pentru sarcini ușoare.

• Poze16-20: Sisteme de prindere de acoperiș cu un singur fir și triunghiular.*

Imagine21: Detalii despre liant cu zăbrele.

Lianți triunghiulari

Elemente de fixare triunghiulare (fig.18la22) pentru deschideri mai mici și medii reprezintă cele mai economice și răspândite elemente de fixare ale construcțiilor din lemn. Cele mai mari forțe de centură nu apar la mijlocul travei, ci la suporturi. Deoarece tijele sunt umplute, chiar și cu o sarcină asimetrică, apare doar tensiune, adică presiune, fără tensiuni alternative, simplifică foarte mult producția de noduri, în special în construcțiile din lemn. În fig.22este prezentată un liant pentru primăria din Holzminden. În cazul deschiderilor mai mari se realizează elemente de fixare triunghiulare cu streașină ridicată (fig.23).

• Poze22şi23: Legătura triunghiulară pentru primărie și liantă cu streașină ridicată.*

Elemente de fixare mansardă

Elemente de fixare pentru mansardă (fig.24la26) pentru intervale de15 mla35 ms-au dovedit a fi foarte economice. Sunt recomandate pentru înălțimi de sistem1/8la1/6gamă. Pentru acoperire se au în vedere: foi ondulate din fibre de azbest, precum și hârtiile de acoperiș. Pentru panta părții ușor înclinate a acoperișului, trebuie adoptat și aici minimul6%. În fig.26este prezentată linia de sistem de lianți pentru instalațiile de lucru München-Ost, împreună cu câteva noduri mai importante - sistemul Kübler. Sumele intervalului26,5 m, și distanța liantului7 m.

• Poze24şi25: Legături de mansardă.*

Imagine26: Linia de sistem și nodurile legăturii de mansardă pentru uzina München-Ost.

Elemente de fixare parabolice și arc

Pentru acoperișuri cu o greutate proprie mare și o pantă mică, adică zone mici expuse vântului cu o sarcină de zăpadă aproximativ distribuită uniform, este rațional să se ajusteze forma elementelor de fixare la linia de sprijin. Tijele de umplere ale legăturilor parabolice nu primesc nicio forță atunci când sarcina este distribuită uniform. Sarcina lor este de a primi denivelări aleatorii în sarcină și de a preveni flambajul centurii superioare în planul elementelor de fixare. Tijele de umplere trebuie legate astfel încât să poată prelua tensiune și presiune. Marginea superioară este modelată în arc prin tăiere (fig. 27). În fig. 28 arată linia sistemului și trei noduri caracteristice de liant.

Imagine 27: Element de fixare parabolic cu marginea superioară arcuită.

Figura 28: Linia sistemului și nodurile de liant caracteristice.

Dacă, în cazul unor deschideri foarte mari, doar suportul de acoperire a acoperișului este folosit ca suport de zăbrele (Fig.29) apoi centura inferioară a figurii, care primește presiunea, trebuie să se sprijine pe cornee cu știfturi. Datorită pantei variabile pentru acoperirea acoperișului, intră în considerare cartonul plasat. Există posibilitatea de a crea o pantă uniformă a acoperișului, fie cu căpriori înălțați care se sprijină deasupra streașinii și coamei, fie cu un perete de streașină, adică prin instalarea unui acoperiș în două versanți cu o pantă cât mai blândă.

Lianți cu două și trei îmbinări

Cadrele cu două îmbinări sunt prezentate în fig.30şi31. Realizarea de noduri rigide la colțuri creează anumite dificultăți, care pot fi depășite cu ușurință prin utilizarea plăcilor de noduri lipite cu rășină artificială. În tijele de umplere apar tensiuni alternative, ceea ce face ca nodurile să fie dificil de construit. În fig.32este afișat un cadru de grilă cu două articulații pentru un adăpost pentru bărci (distanța dintre legături este5,6 m). În fig.33se prezintă un liant cu trei îmbinări. Articulațiile reale sunt în mare parte excluse; doar o oarecare mobilitate este suficientă. Elementele de fixare cu trei articulații sunt utilizate în principal pentru deschideri mari și mari, deoarece sunt economice în acest scop și pot fi prelucrate bine din punct de vedere tehnic.

• Poze29şi30: Suport cu zăbrele pentru învelișul acoperișului și cadru cu două îmbinări.*

• Poze31şi33: cadru cu două îmbinări și liant cu trei îmbinări.*

Imagine 32: Cadru cu zăbrele cu două articulații pentru adăpostul bărcii.

Săli cu mai multe nave

În fig. 34, 35 și 36 sunt prezentate ca tipuri practice de săli cu mai multe nave. În fig. 36 este prezentat ca liant al sălii de ceremonii a societății de cântare din Viena. Pentru realizarea legăturilor s-au folosit tije inelare.

Imagini 34 și 35: tipuri practice de săli cu mai multe nave.

Imagine 36: Liant al sălii de ceremonii a societății de cântări din Viena.

5. Turnuri, schele și tribune

Lemnul ca material de construcție este luat în considerare pentru construcția de turnuri de observare și vederi, de turnuri de biserică, precum și de turnuri pentru fabrici industriale. Stabilitatea clădirilor permanente se realizează în mare parte prin fixarea stâlpilor în fundații. Obiectele destinate în scopuri temporare sunt adesea asigurate prin legarea cu funii de oțel întinse în cel puțin trei direcții. Baza este în mare parte pătrată sau dreptunghiulară. Bazele triunghiulare pot fi în cele din urmă economice. O atenție deosebită trebuie acordată pentru a se asigura că nu se adună apă sau murdărie în nodurile turnurilor care nu au placare și că aerul poate circula în jurul tuturor părților. Pentru obiectele permanente, trebuie folosit numai lemn impregnat. Impregnarea își atinge pe deplin scopul numai dacă se realizează după tăierea materialului, dar înainte de montare. Este recomandat să folosiți cherestea rotundă pentru stâlpi, în ciuda faptului că realizarea conexiunilor este mai dificilă.

Imagine 37: Tribună de lemn în Leipzig.

În plus, lemnul este folosit în mod util pentru construcția de schele și tribune. În fig. 37 arată o tribună în Leipzig. Pentru mijloace externe, s-a folosit creier de aligator inel dintat. Dacă standurile vor servi doar în scopuri temporare, acestea nu sunt niciodată acoperite. Cu toate acestea, trebuie avut grijă să se asigure că proiectarea este realizată cu cea mai mare atenție și că, în primul rând, sunt plasate rigidizările longitudinale și transversale necesare. Pentru ca materialul să fie reutilizat după demontare, nodurile trebuie construite astfel încât deteriorarea să fie cât mai mică posibil.

6. Poduri

Pentru construcția de poduri, lemnul, pe lângă piatră, a jucat anterior un rol important. În ceea ce privește durabilitatea obiectului, relațiile s-au schimbat semnificativ. Datorită creșterii constante a presiunii pe osie și a sarcinilor dinamice, acest domeniu de construcții este aproape complet pierdut pentru structurile din lemn. Podurile de lemn nu sunt folosite astăzi, dar următorul text va descrie modul în care au fost construite și utilizate în trecut.

Pentru poduri se poate folosi numai cherestea din clasa de calitate II sau I; la instalare, lemnul trebuie să fie cel puțin semi-uscat și trebuie instalat în așa fel încât să se poată usca în continuare. În acest scop, straturile de impregnare și de protecție, care în acest caz trebuie aplicate după prelucrare și înainte de montare, nu sunt suficiente de la sine.

Conexiunile cu cuie sunt permise pentru poduri dacă umezeala poate fi împiedicată să pătrundă între elementele din lemn unite prin cuie, dacă în acest fel cuiele pot fi protejate de defecțiunile cauzate de rugină. Conexiunile lipite sunt permise numai dacă se folosește un adeziv din rășini artificiale, care este complet rezistent la umiditate.

Figura 38: Secțiune transversală a plăcii de pavaj a podului temporar peste Weser din Höxter.

Pentru podurile temporare, s-au aplicat în mare parte sisteme structurale combinate, pentru suporturile principale ale cărora s-au folosit profile I de oțel, în timp ce celelalte părți ale mașinii superioare și inferioare au fost formate din lemn. În fig. 38 arată o secțiune transversală a pavajului podului temporar peste Weser în Höxter. Podurile pot fi fără grinzi longitudinale și, uneori, fără grinzi transversale, ceea ce depinde de tipul de pod și de scopul acestuia. Într-un astfel de caz, pavajul se sprijină direct pe suporturile principale. Multe dintre aceste poduri au fost proiectate pentru circulația pietonală. În fig. 39 este prezentat un pod de protecție sub o telecabină.

Imagine39: Pod de protecție sub telecabină.

Subiecte conexe

Vezi mai multe despre material pe pagina Materiale, și despre modul în care compania funcționează pe pagina Producție. Pentru utilizarea lemnului în tâmplărie, vezi ferestre din lemn și ferestre lemn-aluminiu.