1. Применение древесины в строительстве

древесина строительство колонна кровля

Пути повышения эффективности применения деревянных конструкций в строительстве

Ценные строительные свойства древесины определяют и области ее эффективного использования. Малая плотность сухой древесины при сравнительно большой прочности и жесткости (вдоль волокон) делает целесообразным применение деревянных конструкций в покрытиях общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий, поскольку в них, наряду с наиболее полным использованием лучших конструкционных свойств сухой древесины, легче всего осуществить конструктивные меры борьбы с гниением. Экологическая чистота делает древесину особенно целесообразной для строительства жилья, в частности коттеджного типа. В ограждающих частях отапливаемых зданий при этом хорошо используется малая теплопроводность сухой древесины поперек волокон. Химическая стойкость сухой древесины оправдывает преимущественное применение безметальных и особенно клееных деревянных конструкций для покрытий химических цехов и складов.

Для несущих конструкций применяют сосну, ель, лиственницу, пихту, кедр. Лиственные породы - осина, березу, ольху, липу и тополь - применяют лишь в конструкциях временных зданий и сооружений, а также для устройства опалубки, лесов и подмостей.

В наибольшей степени требованиям современного строительства отвечают клееные деревянные конструкции. Они позволяют повышать качество строительства и широко применять сборные детали любой формы и размеров. Клееные конструкции являются наиболее экономичными по расходу лесоматериала.

Применение новых материалов типа водостойкой фанеры, древесностружечных и древесноволокнистых плит, древеснослоистых пластиков и фибролита позволяет использовать малопригодную для строительства древесину и отходы.

Индустриальное производство из высушенного лесоматериала и применение необходимых конструктивных и химических мероприятий по защите древесины от гниения и пожарной опасности создает условия для существенного повышения капитальности деревянных конструкций.

2. Строительная древесина, ее свойства

Древесина - материал органического происхождения. Ее используют в строительстве обычно после простой обработки, мало меняющей ее начальные механические и физические свойства. Рассмотрим свойства строительной древесины, которые оказывают влияние на проектирование, возведение и эксплуатацию деревянных конструкций.

2.1 Положительные свойства

- малый объемный вес при относительно высокой прочности: строительная древесина весит примерно в 5 раз меньше железобетона и в 16 раз меньше стали. Расчетное сопротивление ее осевому сжатию (Rc=13 МПа), такое же как у железобетона (при марке бетона 300) и в 16 раз меньше чему стали марки Ст 3, то есть во столько же раз меньше, во сколько плотность древесины меньше стали.

легкость добывания и простота обработки;

возможность сборки, разборки, переноса и переделки отдельных деревянных конструкций и целых сооружений;

благоприятные термические свойства древесины. Коэффициент линейного термического расширения хвойных пород вдоль волокон составляет 0,000004 - 0,000005, то есть примерно в 2-3 - раза меньше чем у стали и железобетона.

Еще меньше во сравнению со сталью и железобетоном у древесины коэффициент теплопроводности. Для сосны и ели коэффициент теплопроводности вдоль волокон составляет около 0,30 ккал/ч·м·град., а поперек волокон - 0,12 - 0,15 ккал/ч·м·град. Этот показатель позволяет использовать древесину в качестве эффективного утеплителя;

высокая долговечность строительной древесины при надлежащем режиме эксплуатации конструкции. В качестве примера долговечности деревянных конструкций можно привести фермы покрытия манежа в Москве, построенные в 1817 году.

2.2 Отрицательные свойства

неоднородность строения древесины. Вследствие этого прочность ее очень зависит от угла между направлениями волокон и действующего усилия. Так, при изменении угла от 0 до 30º прочность древесины на сжатие падает почти в 5 раз;

изменение размеров деформаций, получаемых при сжатии и смятии древесины под разными углами к направлению волокон;

прочность строительной древесины в большой степени зависит от наличия и расположения сучков, косослоя и др. Образцы, взятые из ствола у корня выше, чем у кроны на 15-20%;

ограниченность сортамента строительной натуральной древесины как по форме поперечных сечений (круг или прямоугольник) так и по размерам (максимальная длина пиленых лесных материалов 6,5 м, круглых поделочных бревен -8,5 м).

большая зависимость физико-механических свойств и размеров от влажности. В свежесрубленной древесине наибольшей влажностью обладает заболонь (110 - 120%) и меньшей - ядровая часть (35-50%). В процессе высыхания может наступить обратное соотношение. Поэтому при определении влажности древесины крупных строительных сортаментов следует брать пробу в разных местах на глубине 25-30 мм и на расстоянии не ближе 0,5 м от торца. Получаемые при этом показатели абсолютной влажности древесины следует рассматривать как средние.