Способы соединения элементов деревянных конструкций

СПОСОБЫ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Залогом качества клееной деревянной конструкции (КДК), которая может иметь изогнутую форму и достигать более 10 м в длину, является надежное соединение каждого из её элементов. Поэтому стоит рассмотреть основные способы соединений, их основные характеристики.
Для соединения деревянных конструкций могут быть использованы:

• Клеевое соединение. Используется для стыкования отдельных слоев на зубчатом соединении или создания сплошного сечения посредством сплачивания слоев высоте и ширине сечения.
• Соединения на врубках. В основном используется для узлового соединения брусьев или круглого леса.
• Соединение на цилиндрических нагелях. В эту категорию входят не только нагели, но любой другой крепеж цилиндрической формы, работающий на сдвиг (шпильки, болты, шурупы и т. д.).
• Гвозди и шурупы, работающие на выдергивание. Их применение возможно лишь во второстепенных конструкциях или в тех, где усилие выдергивания действует одновременно со сдвигом.
• Соединение на пластинчатых нагелях — используется для сплачивания брусьев в сборных элементах, работающих на изгиб или сжатие с изгибом.
• Соединение на вклеенных стержнях — универсальный тип соединения, наиболее часто используемый в клееных конструкциях.

Последний тип соединения, на вклеенных стержнях, наиболее часто используется в современных КДК. Их появление было обусловлено необходимостью обеспечить конструктивное усиление изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов.
В качестве стержней используется стальная арматура периодического профиля диаметром 14 — 25 мм. классом А300 — А400. Анкерные элементы вклеиваются под углом 30-45° по отношению к направлению волокон посредством эпоксидных клеев с наполнителями. Благодаря использованию вклеенных стержней удалось получить равные по показателям прочности узлы и стыки клееных конструкций, в т. ч. и гнутых большепролетных.
Разновидностью соединения на вклеенных стержнях стало применение V-образных анкеров. При данном варианте крепления закладной элемент фиксируется несколькими парами вклеенных наклонных стальных анкеров. В каждой из пар крепежные шпильки расходятся наклонно от места соединения с закладной деталью. Данный способ соединения гарантирует высокую жесткость и надежность по отношению к однонаправленным анкерам. Это особенно эффективно при переменном векторе прилагаемых к деталям усилий.
Результаты многочисленных тестов и опыт практического применения свидетельствует о том, что все разрушения, возникающие из-за приложения чрезмерных нагрузок, происходят за пределами стыка, что свидетельствует о его высокой надежности. Это стало возможным благодаря повышению прочности сечения КДК, достигнутой совместной работой стальных стержней и древесины.
Из наиболее ярких примеров использования V-образных анкеров можно отметить строительство подвесного моста через МКАД на 102 км в 1997 году. Здесь ванты с длиной пролета в 28,5 м. имеют торцевые и срединные стыки для крепления к пилонам. V-образными анкерами крепятся балки пролета моста. Также можно отметить:

• Строительство Ледового дворца «Строгино» — V-образные анкера использовались для соединения элементов ферм-линз.
• Фермы аквапарков при гостинице «Прибалтийская» (Санкт-Петербург) и в Мытищах.
• Аквапарк в Абзаково — здесь элементы КДК длиной в 18 м оснащались по торцам анкерами и сваривались в проектном положении на строительной площадке.

Список примеров можно значительно расширить благодаря всё более активному использованию КДК в современном строительстве. При всём разнообразии конструкций и условий применения несомненным остается одно — качество соединения современных клееных конструкций полностью соответствует всем предъявляемым требованиям.