Гнутоклееный строительный элемент

Полезная модель направлена на повышение надежности длительной совместной работы всех слоев под нагрузкой, на снижение веса и материалоемкости за счет уменьшения поперечного сечения слоистого элемента и повышение прочности.

Это достигается тем, что полезная модель гнутоклееного строительного элемента состоит из послойного набора пакета по высоте предварительно подготовленных (пластифицированных и гнутых на определенный радиус изгиба) ламелей из хвойной древесины (например сосна, кедр, лиственница) радиальной и полурадиальной распиловки. Между ламелями верхнего и нижнего пояса (зоны растяжения и сжатия) элемента размещается полосовая ткань из однонаправленных углеродных волокон с расчетной шириной по поверхности склейки. Клеевые соединения элемента модели сформированы на основе резорцинового клея фенольной группы, одновременно с гнутьем и прессованием на специальном оборудовании в технологическом режиме прессования, с выдержкой заготовок под давлением и без него, механической обработки плоскостей полученного изделия с формированием размеров и сечения элемента.

Полезная модель относится к строительству, конкретно к технологии изготовления конструкций из клееной и усиленной древесины, предназначенной для объемных каркасных зданий и сооружений в атмосферных условиях эксплуатации промышленности соцкультбыта, а также в сельскохозяйственных производственных зданиях.

Известны прямолинейные клееные строительные элементы из древесины, армированные запрессованной во внутрь напряженной стальной арматурой (Л.М.Ковальчук - ЦНИИСК институт деревянных строительных конструкций, Москва), наружное армирование деревянных несущих конструкций стальной напряженной арматурой (Ю.В.Щуко - строительный институт, г.Новосибирск).

Недостатком этих клееных строительных элементов из слоеной древесины со стальным армированием является их большой вес, материалоемкость, коррозийность стального армирования.

Известны способы изготовления слоистых строительных изделий на основе клееной и армированной древесины с использованием полимерных материалов (см., например, кн. «Разработка и исследование клееных деревянных и фанерных армированных конструкций». Под редакцией Ю.М.Иванова. Труды ЦНИИСК, вып.24, М, 1972, с 46-65.

Недостатком известных способов является сравнительно невысокая надежность длительной совместной работы всех слоев под нагрузкой и в атмосферных условиях, повышенная трудоемкость и энергоемкость всего технологического процесса.

Технический результат при реализации полезной модели проявляется в существенном повышении надежности длительной совместной работы всех слоев под нагрузкой. Кроме этого, снижается вес и материалоемкость за счет уменьшения поперечного сечения слоистого элемента; повышается прочность, формоустойчивость и несущая способность конструкций при технологичности их изготовления.

Рассматривая криволинейные профили деревянных конструкций, отмечается, прежде всего, их напряженно-деформированное состояние, от которого зависит качество и надежность изделия. В деревянных элементах конструкций основным материалом является древесина, имеющая ограниченные возможности по своим физико-механическим показателям при гнутье (изгибе). Предварительная тепловая ее пластификация обеспечивает гнутье до требуемого радиуса изгиба с качеством, зависящим от структурного состояния древесины.

Предлагаемая для рассмотрения полезная модель гнутоклееного строительного элемента (Рис.1) состоит из послойного набора пакета по высоте предварительно подготовленных (пластифицированных и гнутых на определенный радиус изгиба) ламелей из хвойной древесины (например сосна, кедр, лиственница) радиальной и полурадиальной распиловки. Между ламелями верхнего и нижнего пояса (зоны растяжения и сжатия) элемента размещается полосовая ткань из однонаправленных углеродных волокон с расчетной шириной по поверхности склейки. Клеевые соединения элемента модели сформированы на основе резорцинового клея фенольной группы, одновременно с гнутьем и прессованием на специальном оборудовании (пресс, механическая вайма) в технологическом режиме прессования, с выдержкой заготовок под давлением и без него, механической обработки плоскостей полученного изделия с формированием размеров и сечения элемента.

Физико-механические свойства

гнутоклееного слоистого строительного элемента из усиленной древесины.

п/п	Наименование	Плотность Гр./см 3	Нагрузка предельн., кгс/см2	Прочность предельн. при ст.изгибе, МПа	Модуль упругости, МПа	Дефор-мативность, %
1	Гнутоклееный слоистый элемент из усиленной (армированной) древесины:
	- углеволокном		175,5	277,8	367,2	1.0
	- стекловолокном		85,5	148,8	176,3	1,5
	- стальным прутком		102,8	162,4	211,9	1,3
	- контрольный образец (не армированный)		89,6	141,6	184,7	2,0

Приведенные результаты испытаний образцов слоистых элементов из усиленной древесины свидетельствуют, что их армирование с применением ткани из углеродных волокон имеют повышенные прочностные характеристики, чем из других материалов. Это обеспечивает снижение расхода сортовых пиломатериалов на изготовление строительного элемента за счет уменьшения его поперечного сечения без снижения несущей способности.

Гнутоклееный строительный элемент, состоящий из послойного набора пакета по высоте предварительно подготовленных ламелей из хвойной древесины радиальной и полурадиальной распиловки, при этом между ламелями верхнего и нижнего пояса элемента расположена полосовая ткань из однонаправленных углеродных волокон с расчетной шириной по поверхности склейки.