Проектирование деревянных конструкций: основы, нормативные требования и выбор материала

Существуют ли какие-то нормативные документы, регламентирующие проектирование деревянных конструкций? В этой статье нам предстоит познакомиться с основными правилами составления проектов, детально изложенными в СНиП 2-25-80 и ГОСТ 20850 — 84.

ГОСТ 20850 — 84

Этот ГОСТ на деревянные конструкции менее универсален по сравнению со СНиП 2-25-80 и описывает лишь один способ создания строительных конструкций — сборку на клею.

Вот его основные положения:

• В комплект поставки заказчику должны входить все крепежные элементы, необходимые для монтажа;
• Чертежи деревянных конструкций или сопроводительная техническая документация (техусловия) должны содержать указания на предельно допустимые отклонения от заданных размеров;

Заметьте: при этом отклонения не должны выходить за пределы, указанные ГОСТ 21779-82.

• В общем случае для создания клееных конструкций применяются ель и сосна; качество пиломатериалов лимитируется ГОСТ8486-86. Однако при должном обосновании (условия эксплуатации, нагрузки и т.д.) могут использоваться и  пиломатериалы других пород;

• Расчет деревянных конструкций должен выполняться согласно СНиП 2-25-80;
• Допустимая толщина склеиваемых элементов может составлять:

Участок конструкции	Толщина слоя, мм
Прямолинейный	20, 33
Криволинейный	20

Однако: при использовании осины или лиственницы толщина слоя на любом участке не может отличаться от 20 мм с допуском 1 мм в большую или меньшую сторону. При необходимости увеличить толщину слоя для компенсации внутренних напряжений в них нужно предусматривать продольные компенсационные прорези на половину глубины. Ширина прорези составляет 3 мм, расстояние между смежными прорезями — 40 мм.

СНиП 2-25-80

Теперь давайте выясним, какими должны быть деревянные конструкции по СНиП II-25-80.

Общая информация

Все сооружения из дерева должны защищаться от биологических повреждений, увлажнения и возгорания.

Расчет деревянных арочных конструкций, прогонов, балок и т.д. должен выполняться как по несущей способности, так и по деформациям.

Обратите внимание: методики расчетов мы намеренно не приводим, поскольку перечень формул и примеров их применения слишком объемен для небольшой статьи. Тех, кому они необходимы, мы приглашаем обратиться непосредственно к тексту нормативного документа.

Верхний предел эксплуатационной температуры окружающего воздуха составляет:

• Для изделий из массива — 50С;
• Для клееной древесины — 35С.

Материалы

Деревянные конструкции по СНиП 11-25-80 должны сооружаться преимущественно из хвойных пород — сосны, ели, лиственницы, пихты. Эта инструкция связана не только с тем, что цена хвойной древесины существенно ниже, чем стоимость  лиственных пород: большое количество смол защищает ее от загнивания не менее надежно, чем антисептические пропитки.

Древесина лиственных пород с твердой структурой может применяться:

• Для изготовления нагруженных конструктивных элементов (подушек);
• В качестве нагелей, обеспечивающих дополнительную фиксацию клеевых соединений.

При этом влажность древесины не должна быть больше 12%, а сама она не должна содержать косослоя, сучков и прочих пороков.

Для склеивания конструктивных элементов могут использоваться следующие виды клеев:

1. Фенольно-резорциновые;
2. Резорциновые;
3. Акрил-резорциновые;
4. Фенольные;
5. Карбамидные;
6. Карбамидно-меланиновые.

Заметьте: при изготовлении клееной столешницы или арки своими руками в домашних условиях применять двухкомпонентные синтетические клеи нет необходимости. При небольшой нагрузке вполне можно обойтись недорогим и безвредным ПВА.

Основы проектирования

Деревянные конструкции СНиП 25-80 должны создаваться с учетом следующих требований:

• Размеры элементов должны выбираться с учетом возможностей транспортировки;
• При размере пролета безраспорной конструкции в 30 метров и более одна из опор делает подвижной, чтобы компенсировать удлинение пролета при колебаниях влажности и температуры;

• Пространственная жесткость обеспечивается монтажом связей — горизонтальных и вертикальных. При этом поперечные связи монтируются по верху несущего элемента или в плоскости его верхнего пояса;
• Плиты покрытий (дощатых и фанерных настилов) должны иметь опорный размер по краям в 5,5 см и более;
• Составным балкам, использующим податливые (подвижные) связи, нужная форма (подъем) может придаваться выгибанием до постановки связей;
• Составные балки из бруса собираются не менее чем из трех элементов; при этом для их соединения используются пластинчатые нагели;
• Для клееных балок, использующих шарнирное опирание, необходим строительный подъем в 0,5% (1/200) пролета. Аналогично проектируются деревянные фермы;
• Клееные балки в общем случае собираются с вертикальным расположением досок. Горизонтальное расположение допустимо лишь в коробчатых балках;
• В качестве стенок клееных балок должна применяться исключительно водостойкая фанера. Ее минимальная толщина — 8 мм.

Готовые деревянные конструкции по СНиП 2-25-80 должны обеспечивать:

1. Защиту древесины от увлажнения грунтовыми, промышленными водами, канализацией и осадками. Исключение — опоры линий электропередач;
2. Защиту дерева от промерзания, конденсата и капиллярного подсоса влаги из грунта или смежных конструкций;

3. Постоянную или периодическую вентиляцию — естественную или принудительную, путем организации продухов, вентиляционных каналов и т.д.

Заключение

Надеемся, что наш краткий экскурс в нормативную документацию будет полезным читателю. Видео в этой статье предложит его вниманию дополнительную информацию.

Обсудить статью можно в комментариях. Успехов!