Возведение зданий с применением деревянных конструкций

Большепролетные здания с деревянными несущими конструкциями. Использование деревянных конструкций, таких, как балки, арки, рамы, фермы в качественесущих для покрытий большепролетных зданий, в силу их небольшого веса, приводит коблегчению и удешевлению элементов сборного или монолитного каркаса. Подобные зданиямогут использоваться в промышленном строительстве для неагрессивных производств, нонаибольшее применение они получили при строительстве гражданских зданий.

Например, олимпийский спортивный зал в г. Солт-Лейк-Сити (США) имеет покрытие в виде клеедеревянного сетчатого купола с треугольными ячейками диаметром 150 м и высотой 38 м, опирающегося на стальное опорное кольцо; овальный спортивный зал в г. Пуатье (Франция), основной несущей конструкцией покрытия которого является клеедеревянная арка пролетом 75 м, на нее опираются клеедеревянные балки с различными

пролетами, имеющие обратные выгибы и опирающиеся с другой стороны на железобетонные колонны; дворец спорта в г. Архангельске (Россия), несущие конструкции

которого представляют собой клеедеревянные сегментные арки пролетом 63 м, опирающиеся на железобетонные рамы пристроек. Кроме того, деревянные конструкции для покрытия большепролетных зданий могут использоваться в крупных магазинах, офисных центрах, транспортных терминалах. Так, здание международного аэропорта в г. Осло (Норвегия) состоит из центра-льной трехпролетной части, перекрываемой девятью сдвоенными клеедеревянными балками длиной 120 м, установленными на железобетонные

колонны с шагом 15 м; балки между собой соединены пространственными деревянными фермами; левая и правая части терминала представляют собой однопролетные здания длиной 250 м, перекрытые клеедеревянными 18-метровыми балками, установленными с шагом 8 м.

Возведение зданий с деревянными несущими конструкциями практически полностью осуществляется по схемам и с использованием методов, ранее рассмотренных при возведении большепролетных зданий с несущими железобетонными и металлическими конструкциями.

Такие конструкции, как балки, арки с затяжкой, фермы, монтируют полностью собранными. Сборку осуществляют в заводских или построечных условиях. Трехшарнирные рамы и арки монтируют по частям, устанавливая в проектное положение каждую из половинок конструкции и соединяя их после установки в коньковом узле.

Наиболее часто используемым узлом крепления деревянных конструкций с каркасом является крепежный элемент, состоящий из двух частей, одна из которых в виде площадки опирания при железобетонной конструкции замоноличивается или закрепляется болтами, при металлической - сваривается, а другая часть в виде пластин, анкерных столиков, башмаков крепится на болтах к деревянной конструкции.

Специальные деревянные сооружения. Специальными деревянными сооружениями являются мачты, шпили, башни, в том числе силосные, мосты и эстакады, леса и кружала. Из перечисленных выше сооружений чаще других применяют деревянные одноствольные или кустовые мачты на оттяжках, состоящие из ствола, стальных оттяжек, фундамента и анкерных опор. В одноствольных мачтах, достигающих в высоту 40 м, в качестве ствола используют клеедеревянные конструкции или одиночные бревна равного диметра (до 30 см), соединенные по длине с помощью косого прируба (имеющего длину не менее тройного диаметра, стягивающегося болтами и хомутами из полосовой стали) или прямого лобового упора (соединенного накладками из швеллеров или уголков на болтах).

Деревянные башни являются пространственными решетчатыми или сетчатыми сооружениями, высота которых значительно превышает их поперечные размеры. Монтаж деревянных сетчатых башен осуществляют в следующей последовательности:

1) стойки башни устанавливают подъемным краном в проектное положение и закрепляют в нем с помощью временных приспособлений;

2) по высоте устанавливают горизонтальные решетчатые диафрагмы, соединяемые со стойками металлическими хомутами на болтах;

3) монтируют стержни решеток граней, работающие на растяжение или знакопеременные усилия, с помощью болтов внахлест, работающие только на сжатие иногда в виде лобовых врубок.

Сетчатые башни (В.Г. Шухова) - круглые в плане, состоящие из двух примыкающих слоев пересекающихся клеедеревянных или брусчатых стоек, расположенных по образующим однополосного гиперболоида вращения.

Деревянные кружала - временные опоры, применяемые при возведении железобетонных и каменных конструкций арочной, купольной и сводчатой форм. Кружала состоят из несущих конструкций, опор и настила. Непосредственная форма возводимых конструкций достигается приданием настилу требуемых проектом конфигураций.

Каркасные деревянные здания. Каркасные деревянные здания имеют огромное применение в Канаде, Норвегии, Швеции, Финляндии и некоторых других странах с климатическими условиями, схожими с российскими. Этим объясняется повышенный интерес к зданиям такого типа.

Строительство каркасных зданий (рис. 19.2) начинают с возведения фундамента, выполняемого из железобетона или, в силу незначительного веса деревянных конструкций и здания в целом, из бетонных блоков. После проведения мероприятий по вертикальной и горизонтальной гидроизоляции по периметру здания устанавливают непрерывные балки пола первого этажа. Балки выполняют из толстых досок, устанавливаемых на кромки и сращиваемых по длине накладками из деревянных досок, расположенных внутри контура здания. Удлинение осуществляют с помощью гвоздей или болтов. Продольные периметральные балки связывают между собой промежуточными балками, устанавливаемыми через 50...70 см. Соединение продольных и поперечных балок осуществляют с помощью гвоздевых пластин.

Поверх смонтированной конструкции укладывают пол первого этажа. На следующем этапе монтируют стены и перегородки первого этажа, начиная с наружных. Для этого сначала на поверхности пола, в местах установки стен и перегородок, монтируют нижний пояс первого этажа в виде досок, устанавливаемых на их широкие стороны - пласты. Затем на горизонтальной поверхности собирают каркасы наружных и внутренних стен.

Каркас стены представляет собой прямоугольный фрагмент по длине, как правило, равный длине стены, но не превышающий 12 м, а по высоте равный высоте этажа. По периметру каркаса монтируют пластями толстые доски, а на расстоянии 70...90 см устанавливают дополнительные стойки, равные высоте этажа. В наружных стенах, в зонах установки окон и дверей монтируют проемообразователи для этих столярных изделий. Непосредственно над окнами или дверями устанавливают перемычку — усиленный деревянный элемент из бруса или из сплоченных досок, соединенных по ширине. Под оконными проемообразователями устанавливают вертикальные стойки, соединяющие проемы с нижними балками каркаса.

Соединения всех элементов осуществляют на гвоздях или гвоздевых пластинах. Для придания пространственной жесткости и устойчивости фрагмент с внешней стороны обшивают листами влагостойкого гипсокартона, OSB плитой. Собранный фрагмент каркаса устанавливают в проектное положение, поднимая его краном или вручную. Соединение с нижним поясом первого этажа осуществляют гвоздями, а для придания дополнительной пространственной жесткости и устойчивости фрагменты раскрепляют временными подкосами. Затем устанавливают каркасы внутренних стен перегородок. Их отличие от наружных заключается в отсутствии проемообразователей под окна и монтаже в проектное положение без обшивки гипсокартоном. Заканчивается возведение конструкций первого этажа монтажом балок перекрытия. К ним снизу прибивают конструкции обрешетки, являющиеся направляющими, к которым крепится потолок первого этажа. Поверх обрешетки укладывают звукоизоляцию, монтируют электротехническую и, если требуется, горизонтальную санитарно-техническую разводку.

После выполнения этих процессов укладывают подготовку пола второго этажа. Возведение конструкций второго этажа осуществляют в той же последовательности. Поверх верхнего пояса второго этажа монтируют несущие конструкции кровли. Как правило, их выполняют в виде ферм, изготавливаемых в заводских или построечных условиях, полностью подготовленных для монтажа в проектное положение. Для двухскатных крыш фермы устанавливают в поперечном направлении с шагом до 3 м. Для образования дополнительных скатов в трех- и четырехскатных крышах к крайним фермам в продольном направлении достраивают полуфермы изменяемой высоты. По верхним поясам ферм укладывают настил и покрытие в соответствии с описываемыми ранее решениями.

На следующем этапе в наружных и внутренних стенах монтируют электротехническую разводку и вертикальные санитарно-технические стояки. Затем укладывают теплоизоляцию в наружные стены и звукоизоляцию во внутренние стены и перегородки, после чего их обшивают листами гипсокартона.

На последнем этапе осуществляют окончательную отделку помещений изнутри, а после облицовки фасада деревянными изделиями или декоративным камнем — его покраску снаружи. Прилегающую территорию благоустраивают.

Возведение каркасного здания площадью 250 м2 с установкой санитарно-технического и кухонного оборудования, с полной отделкой внутри дома и снаружи и благоустройство прилегающей территории комплексная бригада, состоящая из 6 рабочих, выполняет в течение 2,5...3 мес.

Брусовые здания. Особенность брусовых зданий заключается в том, что возникающая вертикальная нагрузка воспринимается наружными и внутренними стенами, смонтированными из бруса. После возведения фундамента или стен подвала и выполнения

вертикальной и горизонтальной гидроизоляции по ним устраивают обвязку и укладывают порядно брус наружных и внутренних стен. Для наружных стен используют антисептированный и антипирированный (пропитанный раствором, понижающим горючесть древесины) брус 150 х 150...200 х 200 мм, для внутренних - брус 100 x 100 мм. Между рядами прокладывают слой гидро- и теплоизоляции, позволяющий осуществлять лучшее сопряжение брусьев и препятствующий задуванию и проникновению влаги внутрь здания. Между собой брусья соединяют крепежными элементами - нагелями, представляющими собой металлические штыри диаметром 25 мм и длиной, равной двукратной высоте брусьев плюс 30 мм. Такая длина нагелей обеспечивает прошивание двух рядов брусьев и вхождение на 25...30 мм в третий брус. Нагели устанавливают в шахматном порядке через 1,5 м один от другого, но не менее чем два нагеля на один брус.

На возведенные стены первого этажа укладывают балки перекрытия, монтируют конструкции второго этажа, чердачное перекрытие, несущие пространственные конструкции кровли и кровлю.

На следующем этапе наружные стены утепляют изнутри или снаружи и обшивают декоративными материалами - деревянными элементами или отделочным камнем. После этого приступают к санитарно-технической и электротехнической разводкам, внутренним отделочным работам и благоустройству прилегающей территории.

К недостаткам брусовых зданий относятся повышенные требования специальной подготовки к используемым при их возведении материалам. До начала строительства брус должен пройти пропитку антисептирующими и водоотталкивающими растворами, после чего их укладывают в сушильную камеру и доводят уровень влажности до значений, не превышающих 8%. На протяжении строительства брусья должны храниться в сухом отапливаемом помещении. Если эти условия не соблюдаются, повышение влажности приводит к тому, что после возведения здания происходит усыхание древесины, обжатие теплоизоляционной прокладки и, как следствие, усадка здания до 5% по высоте. Проведение отделочных работ при таких условиях практически нецелесообразно, к ним можно приступать только после окончания усадочных процессов, т. е. через 9...12 мес после завершения монтажа конструкций, а следовательно, полный цикл возведения здания будет значительно более продолжительным в сравнении с аналогичными объектами, построенными из других материалов.