Виды сращивания древесины, технологический процесс и оборудование

Древесина уже много веков, или даже тысячелетий, используется людьми при строительстве. Сначала простые бревна, затем брусья и доски – эти деревянные изделия широко применялись и продолжают применяться при возведении различных построек. Одним из самых распространенных изделий из дерева является брус. Этот материал используется и в основных строительных элементах, и в различных дополнительных конструкциях. А как осуществить соединение бруса, какие существуют варианты?

Зачем нужна правильная стыковка бруса и бревен?

Правильная стыковка материалов бруса и бревен во время постройки деревянного здания необходима для обеспечения общей надежности сооружения. Применение специальных правил соединений позволяет улучшить несущую способность дома по углам, а также увеличить общую жесткость конструкции. Для каждого типа пиломатериала способ соединения элементов подбирается индивидуально. Также правильная стыковка может понадобиться в тех случаях, когда стандартныхразмеров материалов недостаточно для возведения конкретной конструкции. Чтобы нарастить бревна или брус по длине необходимо осуществить правильную их укладку, которая будет обеспечивать хорошую жесткость и надежность соединения.

Необходимые пояснения к расчетам

  • Высота и ширина определяют площадь сечения и механическую прочность балки.
  • Материал древесины: сосна, ель или лиственница – характеризует прочность балок, их стойкость к прогибам и излому, другие особые эксплуатационные свойства. Обычно отдают предпочтение сосновым балкам. Изделия из лиственницы применяют для помещений с влажной средой (бань, саун и т.п.), а балки из ели используют при строительстве недорогих дачных домов.
  • Сорт древесины влияет на качество балок (по мере увеличения сорта качество ухудшается).
    • 1 сорт. На каждом однометровом участке бруса с любой стороны могут быть здоровые сучки размером 1/4 ширины (пластевые и ребровые), размером 1/3 ширины (кромочные). Могут быть и загнившие сучки, но их количество не должно превышать половины здоровых. Также нужно учитывать, что суммарные размеры всех сучков на участке в 0,2 м должны быть меньше предельного размера по ширине. Последнее касается всех сортов, когда речь идет о несущей балочной конструкции. Возможно наличие пластевых трещин размером 1/4 ширины (1/6, если они выходят на торец). Длина сквозных трещин ограничивается 150 мм, брус первого сорта может иметь торцевые трещины размером до 1/4 ширины. Из пороков древесины допускаются: наклон волокон, крень (не более 1/5 площади стороны бруса), не более 2 кармашков, односторонняя прорость (не более 1/30 по длине или 1/10 — по толщине или ширине). Брус 1 сорта может быть поражен грибком, но не более 10% площади пиломатериала, гниль не допускается. Может быть неглубокая червоточина на обзольных частях. Обобщая вышесказанное: внешний вид такого бруса не должен вызывать какие-либо подозрения.
    • 2 сорт. Такой брус может иметь здоровые сучки размером 1/3 ширины(пластевые и ребровые), размером 1/2 ширины (кромочные). По загнившим сучкам требования, как и для 1 сорта. Материал может иметь глубокие трещины длиной 1/3 длины бруса. Максимальная длина сквозных трещин не должна превышать 200 мм, могут быть трещины на торцах размером до 1/3 от ширины. Допускается: наклон волокон, крень, 4 кармашка на 1 м., прорость (не более 1/10 по длине или 1/5 – по толщине или ширине), рак (протяжением до 1/5 от длины, но не больше 1 м). Древесина может быть поражена грибком, но не более 20% площади материала. Гниль не допускается, но может быть до двух червоточин на 1 м. участке. Обобщим: сорт 2 имеет пограничные свойства между 1 и 3, в целом оставляет положительные впечатления при визуальном осмотре.
    • 3 сорт. Тут допуски по порокам больше: брус может иметь сучки размером 1/2 ширины. Пластевые трещины могут достигать 1/2 длины пиломатериала, допускаются торцевые трещины размером 1/2 от ширины. Для 3 сорта допускается наклон волокон, крень, кармашки, сердцевина и двойная сердцевинаы, прорость (не более 1/10 по длине или 1/4 — по толщине или ширине), 1/3 длины может быть поражена раком, грибком, но гнили не допускаются. Максимальное количество червоточин — 3 шт. на метр. Обобщая: 3 сорт даже невооруженным глазом выделяется не самым лучшим качеством. Но это не делает его непригодным для изготовления перекрытий по про сорта читайте ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия;
  • Пролет – расстояние между стенами, поперек которых укладываются балки. Чем он больше, тем выше требования к несущей конструкции;
  • Шаг балок определяет частоту их укладки и во многом влияет на жесткость перекрытия;
  • Коэффициент надежности вводится для обеспечения гарантированного запаса прочности перекрытия. Чем он больше, тем выше запас прочности
Читайте также:  Выбор и установка сборно-монолитного перекрытия

Наш онлайн-калькулятор позволит вам рассчитать параметры деревянных балок и подобрать оптимальную конфигурацию перекрытия.

(Пока оценок нет)

Сырье для получения клееной древесины

Посмотрев на работу многих предприятий, я видел что не все производства клееной древесины работают так как должны работать и начинают производство своей продукции только после попадания к ним сухого пиломатериала. На самом деле технология склеивания древесины, получения сращенной древесины начинается даже не с сушки древесины, а с заготовки этой самой древесины в лесу. Производство клееной древесины достаточно зависимо от качества сырья и поэтому для получения более низкой себестоимости, необходимо выполнять ряд мер:

  • Относиться очень ответственно к выбору сырья, в кратце я писал о этом здесь.
  • В качестве сырья используют древесину первого и второго реза, там наименьшее количество сучков которые мы будем затем вырезать.
  • Чем больше средняя длина ламелей, тем выше качество древесины. Также стоит понимать, что чем меньше длина ламелей, тем больше у нас будет расходоваться клея для сращивания древесины, большее количество чистой хорошей древесины будет уходить в опилки от нарезания шипов.
  • Пиломатериал в переработку отправлять только с необходимым припуском и ничего больше, чтобы исключить возможность образования в процессе производства каких то дополнительных отходов.

Технология сращивания древесины, качество всех ее цепочки (грамотность работы технолога) можно определить по оптимальной расстановке продукции, сырья и полуфабрикатов в цеху, а также по количеству и качеству получаемых отходов.

Проводим наращивание

Способы соединения бруса существуют различные. Так как этот материал используется уже давно, то и подобных видов великое множество. При этом некоторые старинные способы считаются более эффективными и надежными, чем их более современные собратья.

Виды соединения бруса отличаются по принципам исполнения, месту использования, прочности и ряду других параметров. Например, очень часто необходимо увеличить длину используемого материала. Если длина стены или другой конструкции гораздо больше размеров изначального бруса, то его необходимо нарастить.

Проводим наращивание

Для выполнения подобной операции проводятся следующие действия:

  • на торце одного бруса делается место для посадки;
  • конец второго бруса вырезается выступ, который по форме должен подходить к посадочному месту первого;
  • после этого проводится стыковка обоих брусьев. Для надежности место соединения дополнительно закрепляется металлической скобой или гвоздями достаточной длины.

Конструкций таких замков существует очень много. Каждый мастер выбирает свой вариант. Самыми популярными считаются прямые и косые накладные замки. Такие способы проверены веками, и заслужено считаются самыми надежными. Прямой или косой стык может легко выдержать даже сильные нагрузки.

Некоторые специалисты используют соединение типа «в полдерева». На стыковочных торцах брусьев проделывается выпил до половины их толщины. Затем они соединяются и фиксируются скобами, пластинами или гвоздями.

Проводим наращивание

Но такой способ стыковки считается не очень надежным и долговечным. Метод «в полдерева» больше подходит при стыковке углов.

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Читайте также:  Какую марку бетона использовать для монолитного перекрытия /инструкция с фото

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: fнор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м2, расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле Мmax = (q · L2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

 Диаметр,  мм

Площадь поперечного сечения, см2, при числе стержней

Масса 1 пог.м, кг

 Диаметр,  мм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Проволочная и стержневая арматура

3

0.5

3

4

0.5

1

4

5

5

6

1.7

6

7

7

8

8

9

9

10

5.5

10

12

12

14

12.3

14

16

16

18

12.7

17.8

22.9

18

20

15.7

22

20

22

7.6

11.4

15.2

19

22

25

25

28

43.1

28

32

56.3

32

36

36

40

37.7

75.4

113.1

40

45

45

50

50

55

118.8

55

60

60

70

192.4

70

80

80

Семипроволочные канаты класса К-7

4.5

4.5

6

0.9

6

7.5

7.5

9

9

12

12

15

9.9

15

Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: Wz = b · h2 /6, где b является шириной балки, а h – высотой.

Использование шпонок

Данный способ — отличное решение для прочного соединения бруса. В этом случае используются клинья, также называемые шпонками или нагелями. Они изготавливаются из твердых пород дерева, например из осины.

Клинья гарантируют плотность соединений и позволяют построить теплый дом, который справится с любыми морозами. Форма шпонок может быть различной: в виде призмы, прямоугольника, «ласточкиного хвоста» и т. д.

Использование шпонок

Предварительно изготавливают соответствующие по форме пазы, в которые будут вставляться шпонки. Этот способ соединения бруса под силу только профессионалам с большим опытом. Самостоятельно выполнять эту работу крайне не рекомендуется.

Длина перекрытия

Второй принципиальный вопрос определяющей габариты материала. Параметр этот фиксированный – материал нарезается стандартными отрезками, поэтому расчеты могут привести к тому, что вместо балок будут устанавливаться деревянные фермы.

Параметр состоит из величины пролета и глубины заделывания балки в стену. В кирпичных перегородках балка размещается на глубину в 150 мм, в стенах из дерева – врубается в основание на 70 мм.

Определение параметров

Сечение бруса для перекрытия вычисляют в соответствии с установленнной нагрузкой и величиной пролета. Лучший вариант – сечение в форме прямоугольника, в котором высота и толщина соотносятся как 1,4: может составлять 40–200 мм, а высота – 100–300 мм.

Длина перекрытия

Как правило, подбирают такие размеры, чтобы высота превышала толщину теплоизолятора.

Дистанция между балками колеблется от 30 до 120 см. Зависит она и от полной нагрузки, и от величины листа утеплителя, и элементов подшивки. Кроме того, в каркасной постройке дистанция между балками должна в какой-то мере совпадать с шагом между стойками каркаса.

Балки перекрытия из клееного бруса первого этажа рассчитываются по той же схеме: прочностные характеристики у материалов близкие.

Технологические циклы процессов сращивания древесины

Весь цикл включает в себя следующие этапы:

  1. Подбор и сортировка исходного сырья;
  2. Сушка пиломатериала, отобранного для сращивания;
  3. Черновая обработка по выравниванию сырья;
  4. Удаление дефектов сырья;
  5. Торцовка и изготовление шипов для соединений;
  6. Сортировка полученных ламелей;
  7. Сам процесс сращивания – укладка, проклейка, прессование;
  8. Выдержка сращенных изделий до полной полимеризации клея;
  9. Чистовая обработка сращенной древесины.

Пиломатериал после сортировки и сушки до влажности 8-16% поступает в цех для производства сращенной древесины. Существует поставка в пакетах древесины с прокладками и без таковых. При поставке пакетов с прокладками, возникает необходимость введения дополнительной операции – снятие древесины с прокладок. В конкретном случае все зависит от выбранной технологии.

Следующий этап – черновая обработка. Необходима для выравнивания поверхностей со всех сторон. Основная задача – убрать неровности, возникшие в процессе сушки пиломатериала от коробления. После проведения черновой обработки допускаются мелкие дефекты в виде недостаточно качественной простружки. Далее убираем те дефекты, которые повлияют на качество конечного изделия. Получаем новую, готовую к дальнейшей обработке ламель.

В зависимости от того, какой вид продукции предполагается получить на выходе, технолог дает указание на характер дефектов, которые должны быть вырезаны из заготовок, либо отсортированы на получение более дешевых материалов. Так, клееная древесина под покраску может содержать большее количество дефектов, чем высококачественный клееный брус или щит:

Читайте также:  Укладка плит перекрытия на фундамент /инструкция с фото

Допустимые дефекты древесины для производства клееного бруса под покраску

  • синеву;
  • сучки;
  • смолистость;
  • наличие обзолов;
  • другие виды повреждений.
Технологические циклы процессов сращивания древесины

Торцовка ламелей происходит в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Автоматический режим предполагает раскрой деталей по заданной программе. При работе в полуавтоматическом режиме, задача оператора станка распределить в какой карман направить ту или иную ламель для торцевания.

Для того чтобы использовать древесину по максимуму, ламели с дефектами склеивают по технологии – одна сторона готовой продукции (лицевая) не должна содержать дефектов, а все дефекты должны оказаться на изнаночной стороне изделия. Для этого важно не ошибиться при компоновке сращиваемого материала. Также поступают при наличии обзола. Укладывают ламели так, чтобы все детали с обзолом оказались на одном из торцов готового изделия.

В цеху для каждого сорта ламелей должно быть специально отведенное место складирования.

Все полученные ламели складываются по сортам на поддоны и подписываются. Такой подход позволяет четко отслеживать процесс производства. Сращивание ламелей производится только после накопления объемов, достаточных для работы смены. В иных случаях это нерационально, так как требует много лишних операций по перестановке оборудования и сырья.

В производстве клееного бруса неизбежно возникают потери при нарезке шипов для соединения и при обрезке сращенных ламелей в готовый размер. Гораздо выгоднее изготавливать продукцию большей длины, поскольку при этом значительно сокращается количество отходов.

Свойства и строение Породы и сорта Сушка и заготовка Обработка Инструменты

Посетители, просмотревшие эту статью, также заинтересовались следующими: Гнутье древесины: основные методы Что такое гнутье Грубо говоря, это процесс придания деревянной заготовке нужной формы для дальнейшего ее… Химическая пропитка древесины Перед описанием этого метода гнутья, следует вспомнить о химических и физических свойствах древесины. По сути… Покраска древесины Зачем красят деревянные поверхности Древесина в принципе очень прочный материал, но не стоит забывать о… Промышленное гнутье Промышленные масштабы в любой сфере предусматривают производство крупных партий того или иного товара. Гнутье –… Пиление древесины Приспособления для точной разметки Перед обработкой важно нанести разметку заготовки, от правильности расчетов зависит каким… Технология браширования древесины в домашних условиях: мастер-класс Для чего делается брашировка древесины Браширование древесины — процесс искусственного старения поверхностного слоя пиломатериалов. Истоки…

Способы фиксации материала между собой

Строительство сооружений из древесного материала пользуется успехом в течение тысячелетий. За это время было разработано и внедрено несколько оптимальных и хитроумных вариантов крепления сырья в углах и продольно (то есть в длину), которые актуальны как для профилированного бруса, так и для обычного.

Способы фиксации материала между собой

Как было сказано, при возведении объекта брусья можно зафиксировать между собой по длине и на углах. В чём же разница? Дело в том, что угловое крепление используется при сооружении добротных стен и привлекательных внутренних перегородок в помещении. А фиксаж в длину применяется тогда, когда требуется наращивания материала. Как это? Ну, смотрите: есть бревно длиной 4 м, а размер стены, указанный в проекте, 6 м, в таком случае, нужно удлинить сырьё.

Особенности строительства мансардной крыши ломаного типа

Для увеличения жилой площади и объема мансарды используют конструкцию ломаной крыши (разновидность двухскатной), которая позволяет значительно улучшить комфорт проживания людей на мансарде. Стропильная система мансардной ломаной крыши рассчитывается по тем же правилам, что и двухскатная крыша. Основные этапы строительства подобных конструкций полностью соответствуют технологии монтажа двухскатной крыши. Но, стоит обратить внимание на следующие правила при их возведении :

  1. Доски для крепления стропильных ног должны утепляться по всей их длине. Это значительно уменьшит тепловые потери и создаст отменные условия для проживания людей.
  2. Шаг и сечение стропильных ног должны выполняться в строгом соответствии с расчетными данными, которые учитывают все возможные воздействия и запас прочности.
  3. Следует учитывать, что теплоизоляция будет способствовать выпадению конденсата на границе раздела теплой и холодной среды, поэтому применение пароизоляции является обязательным.
  4. В качестве теплоизоляции следует использовать исключительно натуральные материалы, которые не оказывают на человека отрицательного воздействия и являются пожаробезопасными.

Особенности строительства мансардных этажей

Стропильная система мансардных этажей должна обеспечивать максимальную степень надежности, которая ей позволит выдержать нагрузку кровельного «пирога» с одной стороны и быть максимально легкой, чтобы облегчить нагрузку на стены здания. В связи с этим основным материалом при строительстве мансардных этажей является древесина, которая оптимально соответствует этим параметрам. В качестве кровельных материалов в этом случае используют +2