Для більших навантажень і прольотів розрахунково отримують перерізи балок, які важко отримати необхідної довжини. У таких випадках доводиться переходити до складних конструкцій. Конструкції, описані в 1 та 2, є повністю ручними роботами. У цьому випадку використання сучасних сполучних засобів цілком доречно.
1. Балка, з’єднана балками
По дві балки, а іноді й по три балки при виготовленні мостів кладуть одна на одну, а потім з’єднують між собою дюбелями та шурупами. Наскільки такий поперечний переріз досягне несучої здатності відповідного повного поперечного перерізу, залежить від ефективності мозку, ступеня вологості матеріалу та якості виконання. Це ніколи не буде так повністю. Відповідно до стандарту DIN, момент опору для двох балок становить W=0,85 bh__2_/6_, а для трьох балок — W=0,7 bh__2_/6._ Для мостів ці коефіцієнти зменшуються до 0,8, відповідно 0,6. При розрахунку прогину припустіть, що момент інерції для двох балок дорівнює I=0,6 bh__3_/12_, а для трьох балок I=0,3 bh__3_/12_. затягнути.
Зображення 1: балка, з’єднана балками, яка використовується як підконструкція в міжповерховій конструкції.
Для прямокутних столярних виробів, які завжди виготовляються з дубової деревини, найбільш підходяща глибина надрізу становить від 1/8 до 1/10 висоти окремих балок; волокна шнура та волокна балок повинні простягатися в одному напрямку.
Щоб запобігти прогину донизу, перед остаточним монтажем балки з мізками надають звис або стрілку до середини прольоту. Балки з’єднуються між собою шурупами, а довбання гнізд виконується за одну робочу фазу ланцюговим довбальним верстатом. На рис. 1 показує балку зі скобами, яка використовується для підконструкції в міжповерховій конструкції. Балки з розкосами виготовляються до діапазону 15 m.
Бруси з мізками слід використовувати тільки у виняткових випадках, так як всі види, крім відносно низької несучої здатності, вимагають великої праці і великої витрати матеріалів. Важливо, щоб деформації, викликані навантаженням, були якомога меншими.
2. Вішалка, опора та підтримувана вішалка
У випадку, якщо нормального поперечного перерізу балки недостатньо, а в її площині з нижньої або верхньої сторони достатньо місця (наприклад, на кріслах, мостах, риштуваннях тощо), є можливість розмістити підвіс або. опора або комбінація підвіски та опори. З огляду на кількість точок, де виконується підвіска або опора, існують прості та подвійні підвіси, або прості та подвійні опори. Під час розрахунку простої підвіски (рис. 2) враховується, що стовп або вертикаль і обидва Ножиці розміщені над половиною прольоту і передаються на підшипники половиною навантаження, яке, будучи рівномірно розподіленим, діє на горизонтальне натягнення. На рис. 3 показує зв’язок між вертикаллю та напругою. На рис. 4 показує подвійну підвіску, яка представляє несучу конструкцію даху (ліва половина: дах із фермами, права половина: дах із карнизами).
Малюнки 2–5: проста та подвійна вішалки, з’єднання вертикалей та натягу та вузол обрешітки, колони та перекладини.
Горизонтальну палицю між двома вертикалями називають хрестом. На рис. 5 показує вузол, де зустрічаються поперечина, колона та поперечина; при великих навантаженнях ставлять вузловий лист. На опорі опорна конструкція розташована під балкою, яка підтримується в одній точці (рис. 6) або двох точках (рис. 7). У цьому випадку горизонтальну складову (упор) повинна сприймати опора. Щоб збільшити натяг, генератор змінного струму на зображенні 7 з’єднаний з ним за допомогою гайок і болтів. На зображенні 8 показано підтримувана вішалка, яка представляє комбінацію вішалки та опори. Щоб можна було виконувати розрізи без продовження, натяг має бути подвійним.
Зображення 6–8: одно- та двоточкові опори та підтримувана вішалка.
3. Повні швидкозшивачі
Кріплення балки
Суцільні балки, створені за моделлю двотаврових профілів сталевих конструкцій, з’являються у вигляді балок, з’єднаних головками, склеєних або покритих лаком цвяхами. Верхня межа діапазону 15 m. З точки зору висоти конструкції, подібно до сталевих конструкцій, вона повинна бути в діапазоні від 1/8 до 1/12. Найпростіша форма ребра представлена вертикально розташованою тальпою, з’єднаною болтами та гвинтами з поясками (рис. 9). Для цих опор слід уникати посилюючих вертикалей, які виготовляються з деревних відходів і розміщуються між поясами, оскільки коли деревина стискається, вони перешкоджають зменшенню висоти та можуть призвести до відриву ребра.
Зображення 9: найпростіша форма ребра суцільної балки.
На рис. 10 показує просту балку прольоту 14,04 m. Компоненти на ребрах покриті склеєними шматками фанери. Ребра жорсткості закріплені ребрами жорсткості з шаброваних брусів від випинання. Необхідний тиск при склеюванні елементів забезпечується гвинтами, які ще залишаються в конструкції після застигання клею для безпеки. Ребро складається з двох шарів дощок товщиною 24-40 mm, які схрещені та прибиті один до одного. Для з’єднання з більшістю елементів використовуються дюбелі та шурупи, або цвяхи. Якщо стрічки складаються з кількох дощок, то їх зсув до ребра збільшується, якщо дошки віддалені від ребра. Стиснутий ремінь необхідно перевірити на вигин. На рис. 11 показано один приклад за російськими стандартами.
Малюнок 10: Проста балка прольоту 14,04 m.
Зображення 11: Приклад кріплення балки за російськими стандартами.
Нижчу жорсткість демонструють порожнисті опори (рис. 12). Верхній і нижній пояси утворюють один шабровий брус, якому легко надати необхідний звис. Біля ліжка корисно встановити похилий притискний елемент, який впирається виїмкою в нижній і верхній пояс; це збільшує жорсткість балки, хоча і не набагато.
Зображення 12: Порожниста опора.
Арочні биндери
На рис. 13 показано зв’язуюче для складу для зберігання солі в Нідерландах. Проліт 54 m, відстань кріплення 5,4 m. Попереднє напруження, досягнуте згином склеєних плит, не робить помітного впливу на несучу здатність конструкції. Зменшувати момент інерції та момент опору для склеєних секцій не потрібно.
Зображення 13: арка для зберігання солі в Нідерландах.
На рис. 14 показує легку рамну опору з трьох з’єднань, виготовлену шляхом склеювання. Ребра складається з панелей шириною від 18 cm до 20 cm, товщиною 5 cm, які після висихання склеюються між собою, а також з нижнім і верхнім поясом кауритовим клеєм з жовтою добавкою холодного твердіння.
Зображення 14: Легка опора рами з трьома з’єднаннями, виготовлена шляхом склеювання.
Дуже економічними є клепані арочні кріплення, ребро яких складається з двох шарів схрещених під прямим кутом дощок, до яких у вигляді поясів прибиті кілька вертикальних дощок, розташованих за формою арки. Існує можливість використання відносно слабких і коротких брусів навіть для найбільших прольотів.
4. Решітка кріплення
За формами та системами сучасні дерев’яні гратчасті конструкції здебільшого порівнюють із сталевими, хоча вони не завжди раціональні для дерев’яних конструкцій. Дерев’яні конструкції розроблені таким чином, щоб у бічних з’єднаннях виникало якомога менше зусилля. Вторинні напруги не мають такого значення, яке вони мають у сталевих конструкціях. Стрижні, де переважають менші острівці, часто не потребують центрального з’єднання, особливо якщо досягаються конструктивні спрощення. Гратчасті конструкції економічніше повних опор, якщо є достатня висота конструкції. Вони, однак, ставлять перед столяром і матеріалом складніші завдання.
Нижня смуга кріплення балки в основному горизонтальна, тобто при пошитті вона отримує певний звис, який вимірюється таким чином, щоб вона не прогиналася вниз під повним навантаженням. Величина звису залежить від зовнішніх засобів, вологості будівлі і статичної висоти кріплень. Краще дати трохи більший звис, ніж занадто малий. Верхній пояс тягнеться переважно паралельно покрівлі.
У випадку надто малого нахилу (нижче 6%) існує небезпека того, що з невеликою висотою конструкції та вузлами податливості біля підшипника будуть створені протилежні перепади з негативними наслідками. Нахил статично ефективного стрижня верхнього пояса на станині не повинен бути менше ніж 1:3.
Паралельні дужки
Знаменитий Howe's застосовується й сьогодні (рис. 15). Діагоналі розташовуються так, щоб на них чинився тиск при повному навантаженні, а вертикалі натягнуті. Вертикалі являють собою сталеві стрижні круглого перерізу з гайками з обох боків (рис. 15, справа). Якщо через усадку деревини або неправильну конструкцію кронштейн прогинається вниз, гайки можна буде підтягнути. Для менших прольотів або з меншим навантаженням вертикалі також можна зробити у формі кліщів (рис. 15, ліворуч). Рекомендована висота конструкції, подібно до повних опор, у діапазоні від 1/8 до 1/12; для більших прольотів і більших навантажень береться до 1/6.
Малюнок 15: паралельний промінь Хоу.
Однодротяні кріплення для даху
На рис. Показано 16 і 17 однодротові стяжні системи для малих і середніх прольотів і для невеликих навантажень.
Зображення 16–20: однотрубні та трикутні системи анкерування даху.
Зображення 21: деталі решітки.
Трикутні застібки
Трикутні кріплення (рис. 18 до 22) для менших і середніх прольотів є найбільш економічним і поширеним кріпленням дерев’яних конструкцій. Найбільші поясні зусилля виникають не в середині прольоту, а на опорах. Так як стрижні заповнюються, навіть при несиметричному навантаженні відбувається тільки розтяг, тобто тиск, без змінних напруг, це значно спрощує виготовлення вузлів, особливо в дерев’яних конструкціях. На рис. 22 показує палітурку для ратуші в Хольцміндені. У разі більших прольотів виконуються трикутні кріплення з піднятими карнизами (рис. 23).
Зображення 22 та 23: Трикутна папка для ратуші та папка з піднятими карнизами.
Мансардні кріплення
Мансардні кріплення (рис. 24 до 26) для прольотів від 15 m до 35 m виявилися дуже економічними. Для висот системи рекомендовані діапазони від 1/8 до 1/6. Для покриття розглядаються: гофровані листи з азбестових волокон, а також покрівельний папір. Щонайменше 6% слід прийняти для нахилу злегка нахиленої частини даху. На рис. 26 показує лінійку зв’язувальних систем для робочих установок München-Ost разом із кількома більш важливими вузлами – системою Kübler. Діаметр 26,5 m, а відстань кріплення 7 m.
Зображення 24 та 25: мансардні кріплення.
Малюнок 26: Системна лінія та вузли мансардного кріплення для заводу Мюнхен-Ост.
Параболічні та дугові кріплення
Для дахів з великою власною вагою і малим ухилом, тобто невеликих вітрових ділянок з приблизно рівномірно розподіленим сніговим навантаженням, форму кріплення раціонально підганяти до лінії опори. Заповнювальні стрижні параболічних зв’язків не сприймають жодних зусиль при рівномірному розподілі навантаження. Їх завдання сприймати випадкову нерівномірність навантаження і не допускати прогинання верхнього пояса в площині застібок. Насадкові стрижні повинні бути прив’язані таким чином, щоб вони витримували натяг і тиск. Верхній край формується в дугу за допомогою розпилу (рис. 27). На рис. 28 показує лінію системи та три характерні зв’язувальні вузли.
Зображення 27: параболічна застібка з арочним верхнім краєм.
Малюнок 28: Лінія системи та характерні зв’язувальні вузли.
Якщо у випадку дуже великих прольотів в якості решітчастої опори використовується тільки опора покриття даху (рис. 29), то нижній пояс, який сприймає тиск, повинен спиратися на карнизи за допомогою шпильок. Завдяки змінному ухилу для покриття даху до уваги береться нетертований картон. Існує можливість створити рівномірний ухил даху, або за допомогою піднятих крокв, які спираються на карниз і коник, або за допомогою карнизної стіни, тобто встановивши двосхилий дах з максимально пологим нахилом.
Дво- та тришарнірні кріплення
Двошарнірні рами представлені на рис. 30 та 31. Виготовлення жорстких вузлів на кутах створює певні труднощі, які легко подолати, використовуючи пластини вузлів, склеєні штучною смолою. У присадкових стрижнях виникають змінні напруги, що робить вузли незручними для виготовлення. На рис. 32 показує решітчасту раму з двома з’єднаннями для одного укриття для човна (відстань зв’язку 5,6 m). На рис. 33 представлений тришаровий біндер. Справжні суглоби здебільшого не можуть бути й мови; достатньо лише певної рухливості. Для великих і великих прольотів в основному використовуються тришарнірні кріплення, тому що вони економічні для цієї мети і можуть бути технічно добре оброблені.
Зображення 29 та 30: решітчаста опора для покриття покрівлі та двоз’єднана рама.
Зображення 31 та 33: двоз’єднана рамка та триз’єднана підшивка.
Зображення 32: Решітка з подвійним з’єднанням для укриття для човна.
Багатокорабельні зали
На рис. 34, 35 і 36 показано як практичні типи багатонавових залів. На рис. 36 представлений як палітурка урочистої зали співочого товариства у Відні. Для з’єднання використовували кільцеподібні намистини.
Зображення 34 та 35: практичні типи багатонефних залів.
Ілюстрація 36: Палітурка урочистої зали співочого товариства у Відні.
5. Вежі, риштування та трибуни
Деревина як будівельний матеріал використовується для будівництва опор для оглядових веж і оглядових майданчиків, церковних веж, а також веж для промислових підприємств. Стійкість стаціонарних будівель здебільшого досягається шляхом затискання колон у фундаменти. Об’єкти тимчасового призначення часто закріплюють за допомогою сталевих канатів, натягнутих принаймні в трьох напрямках. Основа переважно квадратна або прямокутна. Трикутні основи можуть бути економними. Слід звернути особливу увагу на те, щоб вода або бруд не збиралися у вузлах веж, які не мають обшивки, і щоб повітря могло циркулювати навколо всіх частин. Для постійних об’єктів слід використовувати лише просочену деревину. Просочення повністю досягає своєї мети тільки в тому випадку, якщо вона проводиться після розкрою матеріалу, але перед монтажем. Для стовпів рекомендується використовувати круглий брус, незважаючи на те, що з’єднання складніше.
Зображення 37: Дерев’яна трибуна в Лейпцигу.
Крім того, деревину корисно використовувати для будівництва риштувань і трибун. На рис. 37 показує одну трибуну в Лейпцигу. Для зовнішніх засобів використовували мозок зубчастого кільця алігатора. Якщо стенди призначені лише для тимчасових цілей, їх ніколи не накривають. Але при цьому необхідно подбати про те, щоб проектування було виконано з максимальною ретельністю і в першу чергу поставили необхідні поздовжні і поперечні ребра жорсткості. Щоб матеріал можна було повторно використовувати після демонтажу, вузли повинні бути побудовані так, щоб пошкодження були якомога меншими.
6. Мости
Для будівництва мостів раніше важливу роль, крім каменю, відігравало дерево. Стосовно довговічності об’єкта співвідношення істотно змінилися. Через постійне збільшення осьових тисків і динамічних навантажень це будівельне поле майже повністю втрачено для дерев’яних конструкцій. Сьогодні дерев’яні мости не використовуються, але в наступному тексті буде описано, як вони будувалися та використовувалися в минулому.
Для мостів можна використовувати тільки деревину класу якості II або I; при монтажі деревина повинна бути хоча б напівсухою, а також укладатися так, щоб вона могла далі сохнути. Для цього недостатньо самих по собі просочення та захисних покриттів, які в цьому випадку необхідно наносити після обробки та перед монтажем.
Цвяхові з’єднання дозволені для перемичок, якщо можна запобігти проникненню вологи між дерев’яними елементами, з’єднаними цвяхами, якщо таким чином можна захистити цвяхи від руйнування через корозію. Клеєні з’єднання допускаються лише за умови використання клею зі штучної смоли, який повністю стійкий до вологи.
Малюнок 38: Поперечний розріз тротуару тимчасового мосту через Везер у Хекстері.
Для тимчасових мостів переважно застосовували комбіновані конструктивні системи, для основних опор яких використовували сталеві двотаврові профілі, а інші частини верхнього та нижнього обладнання складалися з дерева. На рис. 38 показує поперечний розріз тротуару тимчасового мосту через Везер у Хекстері. Мости можуть бути без поздовжніх, а іноді і без поперечних, що залежить від типу мосту та його призначення. В цьому випадку бруківка спирається безпосередньо на основні опори. Багато з цих мостів були призначені для пішохідного руху. На рис. 39 показано захисний міст під канатною дорогою.
Малюнок39: Захисний міст під канатною дорогою.
Пов’язані теми
Детальніше про матеріал дивіться на сторінці Матеріали, а також про те, як працює компанія на сторінці Виробництво. Про використання деревини в столярних виробах див. дерев’яні вікна та дерево-алюмінієві вікна.