ИННОВАЦИОННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ КЛЕЕНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В АРХИТЕКТУРЕ

INNOVATIVE APPLICATION OF GLUED WOODEN STRUCTURES IN ARCHITECTURE

Yulia Dedova

student, Department of Architecture, State University of Land Use Planning,

Russia, Moscow

Vladimir Khvyschuk

student, Department of Architecture, State University of Land Use Planning,

Russia, Moscow

Koshkin Andrey Kornilovich

scientific supervisor, senior lecturer, Department of Construction, State University of Land Use Planning,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Древесина является одним из главных экологически чистых материалов в наше время. Так же она имеет хорошие физика механические свойства. В этой статье будет рассмотрена роль, эффективность и область применения, производство, а также положительные свойства клееных деревянных конструкций.

ABSTRACT

Wood is one of the main environmentally friendly materials nowadays. It also has good physical and mechanical properties. This article will consider the role, effectiveness and scope of application, production, as well as the positive properties of glued wooden structures.

Ключевые слова: архитектура, клееные деревянные конструкции, КДК, деревянные конструкция, экологичный, пространственный, расчет, конструктивный, высокотехнологичный, экологичный.

Keywords: architecture, glued wooden structures, KDK, wooden construction, eco-friendly, spatial, calculation, constructive, high-tech, eco-friendly.

Деревянные конструкции играют значительную роль в современной архитектуре благодаря своей экологичности, прочности и привлекательному внешнему виду. Они могут применяться в различных типах зданий, от жилых домов до коммерческих комплексов.

Клееные деревянные балки и колонны широко используются в современной архитектуре, так как позволяют создавать большие перекрытия и своды без необходимости использования стандартных стальных или бетонных конструкций. Они также обладают эстетическим привлекательным видом, что делает их популярным выбором для дизайнеров и архитекторов.

Другие типы деревянных конструкций, такие как клееные панели и ламели, также нашли применение в современной архитектуре. Они могут использоваться для облицовки фасадов зданий, создания интерьерных отделочных работ, а также для создания декоративных элементов.

Благодаря развитию новых технологий и методов обработки дерева, современные деревянные конструкции стали более долговечными и устойчивыми к воздействию внешних факторов, что открывает новые возможности для их применения в архитектуре.

При изготовлении и применении клееных деревянных конструкций следует учитывать принятую классификацию конструкций по основным признакам:

• функциональному назначению;
• условиям эксплуатации;
• прочности и жесткости;
• качеству поверхности;

Классы функционального назначения КДК:

1. 1а.Несущие конструкции с пролетами более 100 м.

1б.Несущие конструкции для зданий музеев, спортивно-зрелищных объектов и торговых предприятий с массовым нахождением людей, а также сооружений с пролетами более 60 м; мачт и башен высотой более 40 м.

2. 2а.Несущие конструкции любых форм пролетом до 60 м, не вошедшие в классы 1а, 16, 26 и 3.

2б. Конструкции стен зданий и сооружений различного назначения, не вошедшие в класс 3. Конструкции покрытий и перекрытий пролетами до 7,5 м, к которым предъявляются требования нормы ПК по качеству древесины поверхностей КДК.

3. Конструкции теплиц, парников, мобильных зданий (сборно-разборные и контейнерного типа); складов временного содержания; бытовок вахтового персонала и других сооружений с ограниченными сроками службы и пребывания в них людей.

Тенденции последних лет демонстрируют рост интересов в целом к деревянным конструкциям в строительстве. Клееные деревянные конструкции позволяют создавать выразительный архитектурный облик, что является одним из преимуществ перед другими материалами.

Клееные деревянные арки часто применяют при строительстве большепролетных общественных и спортивных зданий, в сельском хозяйстве, а также производственных и складских с химически агрессивной, по отношению к железобетону и стали, средой.  Арки можно классифицировать таким образом:

• по конструктивной схеме: трехшарнирные и двухшарнирные;
• по очертанию оси: стрельчатое (а), круговое (б) распорное треугольное (в), треугольное (г), ломаное (д), параболическое (е), арки с затяжкой (ж);​

Рисунок 1. Основные схемы арок

• по типу поперечного сечения балки: сплошное (1), спаренное (2), тавровое (3), двутавровое (4), коробчатое (5);
• по способу восприятия распора: ж/б фундаментами, несущими конструкциями каркаса здания, стальной затяжкой.

Рисунок 2. Поперечные сечения балок

В мостостроении использование клееных деревянных конструкций является распространенным методом соединения деревянных элементов для создания прочных и устойчивых мостов. Для этого используют специальные клеи, которые обеспечивают надежное сращивание древесины. Клееные деревянные балки и фермы обладают высокой прочностью и устойчивостью к воздействию влаги и других агрессивных сред.

Преимущества клееных деревянных конструкций в мостостроении включают в себя высокую прочность, легкий вес, экологичность и эстетическую привлекательность. Такие мосты отличаются долгим сроком службы и надежностью в эксплуатации. Клееные конструкции могут применяться как для строительства пешеходных мостов, так и для автомобильных и железнодорожных мостов.

КДК, в отличие от металлических конструкций, не подвержены коррозии, что позволяет широко применять их при строительстве сооружений, которые эксплуатируются при высокой влажности. Срок эксплуатации клееных деревянных конструкций в агрессивной среде свыше 50 лет.

Клееные деревянные конструкции играют важную роль в современной архитектуре благодаря своей прочности, устойчивости к различным нагрузкам и эстетическим возможностям. Широкому распространению древесины в строительстве способствовали ее хорошие физико-механические свойства. Например, сосна, используемая при создании КДК, при своей малой плотности имеет показатель сопротивляемости сжатию, который можно сравним с бетоном, что дает большое преимущество в весе, при равной несущей способности. Клееные балки и колонны изготавливаются путем склеивания нескольких слоев древесины с применением современных клеевых составов под высоким давлением и температурой.

В производстве важным является правильное построение технологического процесса со строгим соблюдением режимов склеивания. В помещениях должен поддерживаться определенный температурно-влажностной режим: температура воздуха от 16 до 25 °C, относительная влажность воздуха от 50 до 70 %. В качестве основных вариантов древесины используют хвойные пиломатериалы (сосна, ель) 1, 2 и 3-го сортов, длиной от 2 до 6,5 м.

Физические свойства клееные деревянных конструкций зависят от типа клея, используемого для их изготовления, а также от свойств и размеров конструкций. Однако обычно клееные деревянные конструкции обладают следующими физическими свойствами:

1. Прочность: клееные деревянные конструкции обычно обладают высокой прочностью благодаря тому, что клей позволяет распределять нагрузку равномерно по всей конструкции.
2. Устойчивость к влаге: хорошо изготовленные клееные деревянные конструкции имеют низкую степень влагопоглощения и устойчивы к воздействию влаги.
3. Изгибная прочность: клееные деревянные конструкции обычно обладают хорошей изгибной прочностью, что делает их идеальными для использования в строительстве.
4. Теплоизоляционные свойства: древесина имеет хорошие теплоизоляционные свойства, что делает клееные деревянные конструкции эффективными в среде с переменными температурами.
5. Звукоизоляция: клееные деревянные конструкции могут обладать хорошими звукоизоляционными свойствами, что делает их привлекательными для использования в звукоизоляции помещений.
6. Устойчивость к огню: хотя древесина сама по себе не обладает хорошей устойчивостью к огню, но клееные деревянные конструкции могут быть обработаны специальными средствами для повышения их огнестойкости.

Таким образом, клееные деревянные конструкции обычно обладают хорошими физическими свойствами, что делает их популярным выбором для использования в различных строительных проектах.

Одним из преимуществ клееных деревянных конструкций является их способность создавать сложные и уникальные формы, которые трудно достичь другими материалами. Благодаря этому архитекторы могут реализовывать новаторские дизайнерские идеи, создавая легкие и гармоничные структуры. Клееные деревянные конструкции также обладают высокой экологической чистотой, что важно с учетом современных требований к устойчивому развитию и охране окружающей среды. Они способствуют созданию комфортного и здорового жилого и рабочего пространства.

На основании вышеизложенного можно сказать, что древесина это один из главных материалов 21 века, который является популярным традиционным экологически чистым материалом. Объяснить это можно не только экологичностью самого сырья, но и тем, что современные методы обработки, инновационный подход в изготовлении из нее КДК, ощутимо улучшают её эксплуатационные характеристики и сферу применения. Клееные деревянные конструкции представляют собой уникальное сочетание прочности, эстетики и экологической чистоты, что делает их все более популярными в современной архитектуре.

Список литературы:

1. Калугин А.В. Деревянные конструкции: учеб. для вузов. – Ассоциации строительных Вузов, М.: 2003. С. 96 – 104; 176;
2. Калугин А. В. «Клееные деревянные конструкции в современном строительстве»// Промышленное и гражданское строительство. 2011. № 6. С 32–37.
3. Международный журнал прикладных наук и технологий «Integral» 2-2019. «Применения древесины в качестве конструкционного материала в XXI веке», Косов И.И., магистр (кафедра архитектуры), Государственный университет по землеустройству;
4. ГОСТ 20850-2014 Конструкции деревянные клееные несущие. Общие технические условия. - Москва, Стандартиформ, 2015. С. 4 – 6;
5. СП 64. 13330.2011 Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП П-25-80. - М.: Минрегион России, 2011.
6. Атлас строительных конструкций из клееной древесины и водостойкой фанеры. Шмидт А.Б. Дмитриев П.А. 2019