Промстройлес
Производство деревянных домов
Строительство в Санкт-Петурбурге и Москве
Строительство в Санкт-Петурбурге и Москве
Автор: Редакция ПромстройлесПод большепролетными конструкциями принято понимать конструкции, рассчитанные на перекрытие пролётов, значительно превышающих типичные размеры между колоннами или опорами. В гражданских зданиях границей часто считают пролет от 18 м и более, в промышленных — от 30 м и выше.
БКДК (большепролетные клееные деревянные конструкции) — это класс конструкций, изготовленных из древесины, которая подвергается дополнительной обработке (сращивание, склеивание, сушка) и используется для перекрытия больших пролётов без промежуточных опор. Системы БКДК позволяют создавать пролет от 12 до 150 м без внутренних опор.
В исследовании «Перспективы и проблемы применения БКДК» отмечено, что клеёная древесина в сочетании с современными технологиями делает возможным применение таких конструкций даже в сложных архитектурных проектах.
Этим конструкции отличаются от обычных деревянных систем тем, что элементы (балки, фермы, арки) объединены в цельные конструкции, устойчивые к деформациям и нагрузкам — склейка и сращивание обеспечивают лучшую прочность и стабильность.
Таким образом, большепролетные деревянные конструкции — это строительные системы, ориентированные на перекрытие больших пространств с использованием клеёной древесины как основного материала.
Балочные, рамные, арочные и пространственные системы.
В учебных курсах по выделяют три группы покрытий по статической работе:
Балочные системы просты и часто применимы до определённого пролёта, когда опоры не могут воспринимать распорные усилия. У арок и рам появляются распорные усилия, которые должны быть уравновешены. Пространственные конструкции дают большую жёсткость и возможность свободной формы.
По конфигурации и характеру элементов клеёные деревянные конструкции делятся на:
Отмечается, что при транспортных ограничениях (длина элемента до ~23 м) наиболее распространены трёхшарнирные арки с пролётом до 50 м без стыков.
В. И. Запруднов (доктор технических наук, профессор МГТУ им. Баумана, зав. кафедрой промышленного транспорта и строительства) указывает, что БКДК позволяют строить покрытия с пролетами от 12 м до 150 м, что демонстрирует широкий диапазон применения.
Бассейны — интересный случай: тут предъявляются дополнительные требования к влажности, агрессивной среде (хлор), температурным перепадам. Поэтому большепролётные деревянные конструкции бассейнов требуют повышенной защиты древесины, герметики, антисептики и устойчивых клеёв. Важно выбирать конструкции с закрытой системой, минимизировать открытые деревянные поверхности и контролировать пересушивание.
В литературе случаи использования БКДК для таких объектов приводятся как примеры спортивно-зрелищных сооружений с покрытием больших пространств без колонн.
Для изготовления БКДК применяют древесину хвойных пород (ель, сосна) с низкой влажностью (10–12 %). Ламели сращивают с помощью бесконечного пресса, затем запрессовывают в массивные элементы. Склейка и сращивание контролируются строго, чтобы снизить внутренние напряжения.
После склеивания элементы обрабатываются (строгание, шлифование), иногда выполняется ЧПУ-обработка, что улучшает точность узлов и сопряжений.
При больших пролетах важно минимизировать прогиб, обеспечить устойчивость к боковому изгибу, крутящиеся моменты и силовую целостность узлов. Используют продольные связи, ригели, распорки и поперечные элементы.
Иногда применяется преднапряжение деревянных элементов для компенсации прогибов, что позволяет достичь высокой эффективности при больших пролетах.
Для контроля статических схем используются программы конечных элементов и модели с учётом нелинейности древесины, а также учёт деформаций усадки и усушки.
По данным Деминой А. В., автора учебного пособия «Здания с большепролетными покрытиями», при пролетах 40–50 м масса железобетонных оболочек достигает порядка 300 кг/м², металлических облегчённых конструкций — 50–100 кг/м², а пневматических — 2–5 кг/м².
При применении БКДК масса конструкции значительно меньше, что снижает нагрузки на фундамент и себестоимость. В обзоре «Опыт применения большепролетных клееных конструкций» приведены сравнительные таблицы характеристик клеёного бруса и металла, показывающие преимущества древесины при высокой прочности на единицу массы.
Большепролетные конструкции общественных зданий востребованы в залах культуры, выставочных павильонах, стадионах, бассейнах. Часто такие здания предъявляют требования к визуальной лёгкости и чистым пространствам, что делает БКДК привлекательным вариантом. В литературе отмечены проекты спортивно-зрелищных сооружений, крытых бассейнов, концертных залов, где применялись клеёные конструкции.
Согласно исследованиям, конструкции БКДК позволяют перекрывать 12 до 150 м без внутренних опор. В работах Пашкова рассматривается применение клеёных деревянных конструкций с пролетом до 35 м как типичный диапазон.
Отмечается также, что часто под большепролетные конструкции попадают пролёты выше 36 м.
«Клеёные деревянные конструкции возвращаются в архитектуру благодаря сочетанию лёгкости и прочности, они позволяют формировать эстетически выразительные объёмы без тяжёлых металлокаркасов.» — М. А. Лебедева
«БКДК с пролетами до 150 м демонстрируют, что дерево может конкурировать с классическими материалами в крупных проектах.» — В. И. Запруднов и соавт.
«Плоские покрытия больших пролетов делят на балочные, рамные и пространственные — выбор схемы критичен для эффективности конструкции.» — курс лекций «Большепролётные конструкции»
Производство БКДК начинается с тщательного отбора древесины, сушки, сращивания ламелей, их склеивания и прессования. Затем элементы проходят механическую обработку, контроль качества, маркировку и упаковку.
На этапе монтажа необходимо обеспечить точную стыковку узлов, установить связи, выполнить анкерные крепления и компенсировать температурно-влажностные движения. Монтаж деревянных большепролётных конструкций требует квалификации и точности, так как монтажные погрешности могут сильно сказаться на работе системы.
БКДК находятся на подъёме: возрождение деревянного строительства, ужесточение требований устойчивого развития и запрос на уникальные архитектурные выражения стимулируют рост. В перспективе вероятны следующие тренды:
Большепролетные конструкции — важная ниша современного строительства, а БКДК открывают возможности для экологичных, лёгких и архитектурно выразительных решений. С правильным выбором схем, технологии производства и монтажом, такие системы могут конкурировать с металлическими и бетонными аналогами, особенно в общественных и спортивных сооружениях.
Для проектировщиков и архитекторов БКДК предлагают выигрышные характеристики: низкий вес, высокая прочность и визуальная эстетика. Конечно, необходим грамотный инженерный подход и учёт ограничений, но потенциал очевиден.
Заявка на расчет
