Лвл брус характеристики: брус - что это такое, область применения, подбор веса и размеров

Содержание

Лвл брус — оптимальное решение

для строительства несущих конструкций

LVL-брус из клееного шпона – новый материал для российского рынка. Технология его производства появилась в Северной Америке, где LVL уже много лет используется для строительства несущих конструкций. В связи с растущей востребованностью каркасного домостроения в России и новыми архитектурными тенденциями к строительству просторных помещений можно ожидать быстрый рост популярности LVL и в нашей стране. В России LVL-брус, соответствующий американским и европейским стандартам, выпускается на заводе «Талион Терра» под торговой маркой Ultralam™.

Для создания несущих конструкций (балки, перекрытия, промежуточные опорные балки, стропильные системы или их элементы) требуется применение материала, обладающего такими характеристиками, как высокая прочность и стабильность геометрических размеров. Желательно, чтобы при этом материал занимал небольшой объем и имел небольшой вес. Всем этим критериям отвечает LVL, который обладает целым рядом преимуществ перед массивом дерева и деревоклееными балками. Прежде всего это высокая прочность материала. Так, при создании пролета длиной 10 м понадобится балка из LVL в объеме в полтора раза меньше, чем из клееного бруса. И если размеры балки из массива ограничены естественной длиной древесины, то LVL может быть любой длины, ограниченной только возможностями транспортировки

Больше свободного пространства.

возможность создать большепролетные перекрытия, с минимумом перегородок и балок.

Для наглядности приведем пример. Если строится небольшой дом, размером 6х6 м, то применение LVL не целесообразно по экономическим соображениям. Но если размеры здания вырастают хотя бы до 10х10 м, то применение LVL становится оптимальным решением. В таком случае появляется возможность создать большепролетные перекрытия и получить просторные помещения со свободной планировкой, с минимумом перегородок и балок. С помощью массива такую задачу выполнить невозможно, так как такие балки будут прогибаться и вибрировать. Другой пример — стропильная система. Можно нагородить в подкровельном пространстве множество опорных конструкций, а можно сделать его максимально открытым, создать просторную мансарду. В таком случае применяются фермы из LVL или коньковая LVL-балка, на которую опирается кровля.

Экономичность. Благодаря высокой прочности и неограниченной длине балок из LVL их применение позволяет сэкономить как на самом материале, так и на крепеже, доставке и скорости монтажа.

Стабильность размеров и технических характеристик.

LVL — однороден. Узелки и другие дефекты удаляются в процессе производства, благодаря чему получается материал с уже заданными, гарантированными производителем характеристиками

При расчете балки из клееного бруса в проект закладываются характеристики древесины 1 и 2 сорта. На практике отследить качество материала, отличить качественный клееный брус от некачественного очень сложно. Для этого необходимо специальное оборудование. Кроме того, древесина неоднородна, LVL, напротив, — однороден. Узелки и другие дефекты удаляются в процессе производства, благодаря чему получается материал с уже заданными, гарантированными производителем характеристиками, которые выше, чем характеристики древесины. LVL также намного меньше подвержен воздействию влаги и сохраняет свои свойства в течение долгих лет.

В Северной Америке, в Европе, в Японии, в Австралии и Новой Зеландии LVL широко используется для строительства несущих конструкций. Строители в этих странах уже не используют массив в таком объеме, как у нас. Многие элементы они заменяют на более современные, технологичные, например, такие как двутавровые балки из LVL. Это связано не только с удобством применения. Во многих лесных регионах мира хвойные деревья мельчают. Следовательно, становится более дифицитной и дорогостоящей крупная древесина. Эта тенденция, скорее всего, затронет и наши леса.

Хочется верить, что и в нашей стране инновационные строительные технологии в скором времени пробьют себе дорогу.

характеристики и применение в строительстве

Устройство деревянной двутавровой балки
Брус или двутавровая балка
Технические характеристики обычного бруса и деревянной двутавровой балки
Деревянная двутавровая балка или ЛВЛ брус
Преимущества и недостатки балок из бруса и двутавровой балки
Выводы

Основным конструктивным элементов в каркасном доме является брус, но в последние годы конкурентом брусу стала деревянная двутавровая балка. Конструктивно деревянная двутавровая балка повторяет профиль балки из металла.

Профиль двутавровой балки обеспечивает максимальное сопротивление балки на изгиб – качество, которое в строительстве широко используют при устройстве перекрытий зданий и сооружений.

Устройство деревянной двутавровой балки

В малоэтажном строительстве металлические двутавровые балки редко используются. Им на замену пришли деревянные двутавровые балки. Они успешно заменяют классические деревянные перекрытия из бруса, брус в стойках каркаса и в устройстве полов, стропила из бруса в кровле каркасного дома.

Двутавровая балка из дерева представляет собой две деревянные полки, соединенные между собой стойкой из ОСП, ЛВЛ или фанеры.

ЛВЛ – это пиломатериал, изготовленный путем склейки нескольких слоев древесных листов хвойных пород дерева.

В России более широко используют в качестве стоек ОСП и фанеру, так как ЛВЛ производят пока только два завода в городах Торжок и Нягань.

Брус или двутавровая балка

Для каркасного домостроения отлично подходят и брус, и двутавровая балка. Каждый из этих строительных материалов имеет свою эффективную сферу применения, и оба используются при возведении каркасных домов.

Двутавровые балки в каркасном строительстве домов под ключ используют при монтаже полов и перекрытий – это их эффективная сфера применения. Для монтажа каркаса в качестве стоек используют равнозначно брус и двутавровую балку. Для монтажа кровли предпочтительно использовать брус, поскольку диагональный срез двутавровой балки на оконцовке стропил ухудшает ее прочностные характеристики, чего не происходит с брусом. Обвязка по фундаменту делается из бруса или доски, но пол лучше монтировать из деревянного двутавра – это исключает скручивание и усадку. Плюс не будет скрипа полов при эксплуатации.

Технические характеристики обычного бруса и деревянной двутавровой балки

В каркасном домостроении используется четырехкантный брус, имеющий стороны не менее 100 мм. Меньший размер именуется бруском, который используется для изготовления стоек, стропил, обрешетки и других элементов каркасного дома.

Размеры бруса нормируются ГОСТами и ТУ. Самым ходовым размером является брус сечением 150х150 мм и длиной 3 или 6 метров из деревьев хвойных пород. На рынке продается брус 1, 2, 3 и 4 сортов. Для каркасного строительства используется брус 1 и 2 сорта.

Технические характеристики бруса зависят от вида древесины, ее возраста и влажности. Брус естественной влажности обладает более низкой теплозащитой и менее устойчив к грибковым поражениям древесины. У просушенного бруса выше прочность при сжатии вдоль волокон и превышает уровень 450 кг/ см², плотность достигает 900 кг/м³, момент упругости Е бруса 150х150 мм составляет 6000 -7000 МПа . Благодаря этим показателям брус используется в каркасном домостроении для изготовления каркаса и перекрытий.

Намного лучшими характеристиками обладает клееный брус, его готовят из тонких пластинок древесины хвойных пород (ламелей).

При изготовлении такого бруса предварительно пропитанные антисептиками и антипиренами ламели склеиваются и обрезаются по необходимому размеру. Такой брус может иметь длину до 12 метров с отличными характеристиками для создания перекрытий зданий с большими пролетами.

Двутавровая деревянная балка не подвержена прогибу, скручиванию и усадке. Ее длина может достигать 12-13 метров с нормативной величиной прогиба, а момент упругости Е у двутавровой балки в среднем равняется 12000 Мпа при ее весе в два раза меньше по сравнению с брусом.

Порядок изготовления деревянной балки двутавровой

Подразумевается, что материалы просушены, отбракованы и готовы к использованию.

Планки

Наиболее важный технологический этап. От того, насколько точно произведена разметка, зависят долговечность двутавровой балки и ее способность держать расчетную нагрузку. Даже малейший перекос стенки будет иметь самые негативные последствия. Выборка древесины в брусе должна вестись строго по осевой линии заготовки. Это и учитывается при разметке деревянной детали под двутавровую балку. Причем независимо от линейных параметров планки.

Стенка

Так как она устанавливается в пазы, подготовленные в брусе, соответствующие кромки листа (плиты) следует немного стесать.

Сборка двутавровой балки

Сам процесс изготовления, когда все грамотно организовано, много времени не занимает.

Промазка клеем пазов в планках.
Установка в заготовку, которая является нижней, листовой или плитной стенки.
Накладка бруса сверху, прижим и выравнивание.

Особенность работы

Необходимо не только добиться плотного прилегания всех частей двутавровой балки, но и избежать их перекоса в процессе высыхания клея. Для этого следует использовать любое «железо» с соответствующим профилем. Можно взять готовый швеллер по размерам планок, согнуть листовой металл, придав ему нужную форму. Останется лишь эти детали наложить на собранную двутавровую балку снизу и сверху и зафиксировать хомутами или обмотать веревкой, как кокон.

Расчет параметров двутавровой балки в зависимости от нагрузки лучше доверить профессионалу. Собрать ее своими руками несложно, а вот самостоятельно определить необходимые параметры (к примеру, толщину, ширину заготовок) сможет лишь специалист в этой области. Сэкономив на оплате его услуг, впоследствии можно потерять значительно больше на капитальном ремонте.
Не следует использовать изделия, изготовленные по единому шаблону, для разных условий применения. Опять-таки, из-за возможных отличий по предельной нагрузке.
Покупная древесина, даже промышленной осушки, характеризуется определенным уровнем влажности. Перед тем, как приступать к «конструированию» двутавровых балок и их сборке своими руками, пиломатериалы следует некоторое время выдержать в условиях, где они дополнительно просохнут. В противном случае есть риск, что после установки опорного элемента его поведет, а вместе с ним и всю конструкцию.
Производительность можно существенно повысить, если правильно организовать работу по изготовлению двутавров. Независимо от размеров балок, все они имеют идентичную конструкцию. Следовательно, целесообразно процесс подготовки разбить на несколько этапов. Например, раскрой материалов, шлифовка образцов, их обработка препаратами (антипирены, антисептики) и так далее. При выполнении однотипных операций экономия времени налицо. В этом случае на изготовление одного двутавра уйдет минут 15, не больше.
Решение использовать для стенки доску – не совсем правильное. Рекомендованные выше материалы из фрагментов дерева (фанера, OSB) в процессе изготовления подвергаются «горячему» прессованию. Значит, характеризуются большой плотностью. А вот о древесине такого не скажешь. Поэтому доска при сборке двутавровой балки используется крайне редко – при небольшой высоте изделия, и то, по необходимости. Причем берутся только плотные породы, а они стоят довольно дорого. Да и их защита от впитывания влаги потребует более интенсивной обработки. Вывод – такое решение экономически неоправданно.

Собственно, ничего сложного ни на этапе подготовки, ни в процессе сборки двутавровой балки своими руками нет. Если инженерные расчеты сделаны грамотно, с учетом всех особенностей эксплуатации, то самодельный опорный элемент получится ничуть не хуже заводского. А главное – в точности подойдет по месту установки.

Деревянная двутавровая балка или ЛВЛ брус

Лучшими характеристиками обладает ЛВЛ брус, который изготавливается из лущеного шпона (древесных пластин) толщиной 2-3 мм хвойных пород. При изготовлении несущих конструкций слои шпона направлены одинаково и склеиваются между собой фенолформальдегидным клеем. Он сравним по своим техническим характеристикам с двутавровой деревянной балкой. Например, модуль упругости вдоль волокон Е у бруса ЛВЛ, выпускаемого в Торжке, колеблется в зависимости от марки бруса от 11000 до 14000 МПа. Плотность ЛВЛ бруса составляет 480 кг/м³.

Вес балки ЛВЛ ниже, чем у двутавровой балки. Поэтому для межэтажных и чердачных перекрытий очевидно преимущество ЛВЛ бруса.

Главным препятствием при выборе несущих элементов перекрытия в пользу двутавровой деревянной балки является ее высота: двутавровая балка «съедает» полезное пространство дома в гораздо большей мере, нежели брус ЛВЛ или обычный брус. Это утверждение справедливо при использовании бруса на пролетах в 2 — 4 метра, при больших пролетах обычный брус просто нельзя использовать. Брус ЛВЛ используют в пролетах зданий до 10 м, деревянную двутавровую балку в пролетах до 13 м. Высота двутавровой балки в этом случае достигает 40 см.

Применение LVL-бруса в стропильных системах

В настоящее время в Российской Федерации наблюдается спад строительства из-за тяжелой экономической ситуации. Анализ и свод информации для проектирования и строительства домов, показал, что есть возможность улучшения качества строительства, а путем введения новых технологий и материалов, что позволит сократить затраты, а следовательно, сделать строительство более эффективным в данной экономической ситуации. [1]

Работа посвящена изучению ЛВЛ-бруса, в частности, балок, на примере ферм стропильной системы. За объект для расчетов взято здание Военной академия связи имени С. М. Будённого, реконструированное в 2014 году. В работе рассмотрены положительные и отрицательные характеристики ЛВЛ-балок, рассмотрены различные узлы, а также их архитектура.

ЛВЛ появился в России относительно недавно, и пока не получил широкого применения. ЛВЛ является одной из разновидностей клееного бруса, который уже нашел применение в России в сооружении большепролетных конструкций. Обычный брус, больше 6 метров, изготавливают только по специальному заказу, а клееный можно сделать практически любой длины, но усложняется транспортировка. Также одной из разновидностью клееного бруса является гнутоклееный брус который, используется в современном строительстве для придания замысловатых сложных архитектурных форм конструкции. В частности, это загородные индивидуальные дома, спортивные центры и галереи. Одним из примеров использования таких конструкций выступает построенный недавно в Санкт-Петербурге аквапарк Питерленд, с самым большим куполом аквапарка в Европе (Рис 1).

Рис. 1. Купол аквапарка

Диаметр купола 90 метров, высота 45 метров. Высота балки у основания достигает 2-х метров. (Рис 2) Такую конструкцию невозможно было выполнить из цельного дерева.

Рис. 2. Опора купола

Помещение аквапарка находится в постоянных условиях повышенной влажности и из-за, этого металлические конструкции подвержены коррозии, поэтому вариант с клееным брусом был самый оптимальный. Данная конструкция покрыта специальной пленкой, повышенной прочности, по ней даже машина может ездить и она не порвется (но ножом проколоть можно), каждое окно состоит из трех слоев пленки: два слоя прозрачные, при чем настолько прозрачны, что их и не видно, а один слой с узорами листочков клена, чтобы свет рассеивался. Эта пленка имеет уникальные свойства: помимо того, что она ничего не весит, она отталкивает воду, пыль, снег, замечательно держит тепло, она еще и пропускает ультрафиолетовые лучи, благодаря чему, находясь в аквапарке, в любое время года можно загорать. Из стекла и металла подобная конструкция весила в несколько раз больше.

Сама форма купола более сложна по сравнению с обычным пролетом. Проектирование фабрик и ангаров с большими пролетами поставлено на поток, и не составляет большого труда. Но в таких конструкциях крыша выполнена из металлического профильного листа, а он непрозрачный что требовалось в аквапарке для естественного освещения. Стекло необходимой прочности для удержания снеговой нагрузки имело бы в десятки раз больший вес по сравнению с металлом. И для использования аквапарка зимой пришлось бы ежедневно очищать крышу от снега, что достаточно опасно и затратно. Поэтому проектировщики выбрали форму купола, благодаря которой снег не скапливается на поверхности, а также пленку, которая очень мало весит.

Благодаря данной концепции купол получился легким и воздушным. В то же время он сделан очень прочным, чтобы противостоять сильным ветрам с моря. Воздушная прослойка между слоями пленки хорошо удерживает тепло. А так же пленка не подвержена воздействию воды. В целом архитекторы выбрали наиболее удачный вариант, по моему мнению.

Постановка цели и задачи

Решаемой задачей является проведение расчетов в различных конфигурациях и с различными материалами конструкции:

Выявление преимуществ и недостатков материала ЛВЛ-балок и древесины
Выбор наиболее экономически выгодной схемы конструкции.

В работе использованы наиболее популярные материалы и их рыночные стоимости на 2020 год для последующего проведения анализа экономической эффективности.

Для расчетов будем использовать Систему автоматизированного проектирования (САПР) Autodesk Robot structural analysis professional, ранее мной не использованную и не изучаемую в нашем вузе.

Знакомство с программным комплексом Autodesk Robot structural

В нашем университете преподаются две программы для произведения расчетов, это SCAD office и ANSYS.

SCAD office изучался достаточно подробно и длительное время, но программа долгое время не обновлялась под современные компьютеры, имела устаревший интерфейс, замедляющий работу в ней. В целом даже масштабные расчеты в МКЭ выполняла достаточно хорошо, но медленно, но бывали и случаи ошибок в самых простых балках и рамах. Вызвано это плохой оптимизацией и поддержкой, современные многоядерные процессоры могут обрабатывать намного быстрее, но SCAD не использует их потенциал. Главным плюсом является наличие Российских ГОСТов и СНиПов. [5-6]

ANSYS- ему было уделено намного меньше времени, в России не так популярен и используется мало, но в целом показал себя хорошо. Намного лучше использует вычислительные мощности компьютера за счет специализированной связи с графическим ядром NVIDIA. Графический процессор построен по другому принципу в отличие от центрального процессора, в нем содержится в 1000 раз большее число ядер но, с меньшей мощностью, что позволяет производить многопоточные вычисления параллельно в разных ядрах а, не по очереди как это делается в ЦП. Если говорит более простым языком-то для модели в МКЭ с 1000 узлами видеокарта будет обрабатывать каждый узел на своем ядре параллельно от других, а центральный процессор поочередно. Конечно, производительности в 1000 раз мы не получим, так как узлы зависимы друг от друга и необходимо обмениваться данными между собой, но получить выигрыш в 2-4 раза возможно (Рис 3) [7-11]

Рис. 3. Диаграмма вычислительной мощности

Я решил изучить новую программу от самого именитого производителя программного обеспечения для инженеров от компании Autodesk. Классический AutoCAD, Revit, Civil 3D используются повсеместно, и хорошо связываются между собой и очень удобны при проектировании, но переносить модели из них в другие комплексы не очень практично и в процессе возникает много ошибок, так как компании конкуренты не хотят сотрудничать в плане взаимодействия. Поэтому я решил выбрать Autodesk Robot structural, который должен хорошо подойти для этих задач. К тому же Autodeck еще лучше взаимодействует с NVIDIA в вопросе многопоточных вычислений. [12]

Интерфейс напоминает смесь AutoCAD-а и ANSYS-а, также сгруппированы элементы (балки, колонны, узлы), аналогичная таблица со свойствами элемента, а добавление элементов взято из CIVIL 3D. Человеку, легко обращающемуся с AutoCAD, не составит труда разобраться и сразу перейти к работе. На выбор дается множество шаблонов для создания расчетной модели (Рис 4).

Рис. 4. Выбор типа расчетной модели

Построение расчетной модели, расчеты.

За объект для расчетов возьмем здание Военнаой академи связи имени С. М. Будённого, в частности, главный корпус с односкатной стропильной системой. Возьмем чертежи из готового проекта. (Рис 5)

Рис. 5. Разрез 1-1

Как мы видим основная стропильная нога состоит из двух смежных досок 150х50мм, такое сечение было выбрано компанией застройщиком, по их мнению, оно универсальное и используется во многих проектах. Это отчасти правда так как в такое сечение удобно крепить подкос. Стойки выполнены из бруса 150х150мм. (Рис 6, Рис 7, Рис

Рис. 6. Ферма конструкции

Рис. 7. Ферма конструкции

Рис. 8. Узел 1

Построение модели в Robot-е стандартное и не вызывает трудностей. Шаг 1 метр. За расчетную нагрузку включая, вес листового железа и обрешетки возьмем усреднено 250 кг/м. Распределим ее по стропильной ноге и зная что конструкция и так выдерживает данный вес перейдем к расчетам по второму предельному состоянию, то есть к прогибам. Рис 9

Рис. 9. 1-я расчетная схема

Как мы видим, максимальный прогиб составляет 23мм, расстояние между этими балками 5800мм, допустимый прогиб в стропильной ноге 1\200 что составляет 29мм, расчеты верны и удовлетворяют требованиям.

Теперь заменим стропильную ногу на двутавровую балку. Возьмем одно из наименьших сечений 300W (Рис 10), и произведем расчеты (Рис 11)

Рис. 10. Сечение балки

Рис. 11. 2-я расчетная схема

Максимальный прогиб составил 7,7 мм что в 3 раза меньше допустимого. Теперь увеличим нагрузку в 3,5 раза до 800кг\м и выясним, выдержит ли конструкция. (Рис 12)

Рис. 12. 3-я расчетная схема

Максимальный прогиб составил 24,6 мм что в пределах нормы. Теперь, изменим конструкцию убрав лишние опоры и изменим сечение на максимальное 500мм высотой. Расчеты выполним стандартной нагрузкой в 250кг\м (Рис 13)

Рис. 13. 4-я расчетная схема

Данная расчетная модель удовлетворяет всем требованиям и позволяет сэкономить на расходе древесины на стойках.

Заключение

Расчеты показывают что ЛВЛ-брус хорошо справляется с поставленной задачей перекрытия больших пролетов.

1) Главным преимуществом ЛВЛ-бруса является большая несущая способность. Из этого вытекают другие положительные качества, такие как:

– экономия строительного материала.

– уменьшение трудозатрат на возведение, транспортировку, складирование и прочее.

– увеличение скорости строительства

2) Оптимальное экономически выгодное решение, увеличение шага до 2-3 метров, что сэкономит расход материала и время возведения в разы, либо изменение геометрии для получения более эффективного результата.

Программный комплекс AutodeskRobotstructuralanalysisprofessional справился с поставленной задачей.

Литература:

Социально-экономические итоги развития России в 2020 г. Аналитическая справка // Центр научной политической мысли и идеологии. URL: https://rusrand.ru/analytics/socialno-ekonomicheskie-itogi-razvitiya-rossii-v-2015-g-analiticheskaya-spravka (дата обращения: 10.05.2016).
ЛВЛ-Брус // Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ЛВЛ-Брус (дата обращения: 10.05.2016).
Фурман Е.И. Деревянные клееные конструкции: в тренде всерьез и надо // АРДИС. — 2014. — № 57. — С. 10.
Питреленд // SkyscraperCity. URL: https://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=441474&page=3 (дата обращения: 10.05.2016).
Scad // Scadsoft. URL: https://scadsoft.com/ (дата обращения: 10.05.2016).
Карпиловский В.С. SCAD. Реализация СНиП проектирующих программах. — Киев: Компас, 2001. — 180 с.
Ansys // Ansys. URL: https://www.ansys.com/ (дата обращения: 10.05.2016).
Ускорение расчетов в ANSYS Fluent с графическими процессорами NVIDIA // Ansys. URL: https://cae-expert.ru/articles/uskorenie-raschetov-v-ansys-fluent-s-graficheskimi-processorami-nvidia (дата обращения: 10.05.2016).
ANSYS // NVIDIA. URL: https://www.nvidia.ru/object/tesla-ansys-accelerations-ru.html (дата обращения: 10.05.2016).
Параллельные_вычисления // Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Параллельные_вычисления (дата обращения: 10.05.2016).
ACCELERATING MECHANICAL SOLUTIONS WITH GPUs // Nvidia. URL: https://www.nvidia.com/content/tesla/pdf/aa-v7-i3-accelerating-mechanical-solutions-with-gpus.pdf (дата обращения: 10.05.2016).
Quadro // Nvidia. URL: https://www.nvidia.ru/object/autodesk-design-suite-ru.html#myTabListID=0 (дата обращения: 10.05.2016).
Белов Н.В. Полный справочник проектировщика. — Минс: Харвест, 2011. — 480 с.
Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий. — М.: Пожарная безопасность и наука, 2001. — 382 с.
Воротынцев В.А . Каркасное перекрытие из деревянных балок // . — 2014. — № . — С. 40.
Мосалков И.Л. Огнестойкость строительных конструкций. — М.: СПЕЦТЕХНИКА, 2001. — 496 с.
Ватин Н. И., Горшков А.С., Немова Д.В. Энергоэффективность ограждающих конструкций при капитальном ремонте // Строительство уникальных зданий и сооружений. — 2013. — № № 3 (8). . — С. 1-11.
Барашков Ю. А. Деревянные клееные конструкции. — М.: Знание, 1982. — 62 с.
Симонов Е. В. . Большая книга строительства и ремонта. — СПб.: Питер, 2010. — 416 с.
Laminated veneer lumber (LVL) — Specifications // ISO. URL: https://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=38869 (дата обращения: 10.05.2016).
Laminated veneer lumber — Measurement of dimensions and shape — Method of test // ISO. URL: https://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=44225 (дата обращения: 10.05.2016).
Engineered Wood Products // wood-works. URL: https://wood-works.ca/wp-content/uploads/2013/12/ShrinkageFloor-Systems-EngineeredWoodProducts.pdf (дата обращения: 10.05.2016).
Карлсен Г.Г. Конструкции из дерева и пластмасс. — М.: Стройиздат, 1986. — 543 с.

Преимущества и недостатки балок из бруса и двутавровой балки

Достоинства обычного бруса

Главным достоинством обычного бруса является его экологическая чистота и низкая стоимость в сравнении с остальными упомянутыми материалами. При возведении небольших домов в качестве основы чердачных перекрытий используют исключительно обычный брус. Нецелесообразно использовать в таких строениях клееный брус из ламелей и ЛВЛ брус из-за их дороговизны.

Недостатки обычного бруса

Брус из хвойных пород подвержен усадке.
Брус гигроскопичен – впитывая влагу, он изменяет свои характеристики теплосопротивления.
Брус может изменять свою геометрию, растрескиваться и скручиваться.
Брус подвержен гниению и заражению грибком.
В брусе могут поселиться короеды и другие вредители древесины.
Брус в пожарном смысле более опасен, чем двутавровая деревянная балка. Все элементы двутавровой балки обрабатываются антисептиками и антипиренами в процессе производства. Брус, если и проходит обработку этими веществами, то лишь поверхностную обработку.

Достоинства двутавровой деревянной балки

Преимущества двутавровой балки проистекают из его технических характеристик:

малого веса;
способности противостоять влаге, гниению, насекомым;
более высокой огнестойкости, чем обычный брус;
двутавровая балка обладает меньшей теплопроводностью, чем обычный брус;
длительный срок службы;
в двутавровой балке можно сверлить отдельные коммуникационные отверстия, без потери ее прочности.

Недостатки двутавровой деревянной балки

К недостаткам балки относится пластичность смол, которыми склеена балка. Со временем характеристики клеевых смол меняются, в результате чего может произойти изменение геометрии балки. Практического подтверждения этого недостатка нет, поскольку время такого изменения характеристик смол еще не наступило.

Применение этих смол вызывает нарекания к экологическим параметрам двутавровой деревянной балки, как и к ЛВЛ брусу.

К недостаткам можно отнести систему монтажа двутавровых балок. Для крепления балок разработана и производится специальная оснастка, с помощью которой происходит их надежная установка.

Недостатком является дефицит этой оснастки на рынке. В то время как брус монтируется обычными гвоздями и анкерными болтами.

Главным недостатком является высокая стоимость двутавровой деревянной балки в сравнении с обычным брусом.

Выводы

Целесообразность использования того или иного материала обосновывается не только их техническими характеристиками, но и стоимостью материала. Этот вывод полностью относится к областям использования бруса и двутавровой деревянной балки.

Двутавровая балка – более современный и более качественный материал, появившийся в результате технического прогресса в производстве строительных материалов. Как правило, в начале появления нового материала цена на него достаточно высока, но со временем процесс производства нового материала совершенствуется, технология производства удешевляется, и цены на него приходят в соответствии с его качеством. Оптимальное соотношение цена-качество материала делает материал востребованным на рынке. Это сейчас и происходит с деревянной двутавровой балкой.

Выбор материалов

Деревянные балки – понятие обобщенное. Для изготовления двутавра используется не только цельная древесина, но и изделия на ее основе (плитные, листовые, слоеные, прессованные и так далее).

Опорные части балки

Только брус. Благодаря правильной геометрии такие заготовки – один из лучших выборов для производства балок двутавровых. Другое дело – какой именно брус? Так как для опорного элемента первоочередное значение имеет прочность, то лучше ориентироваться не на профилированные заготовки, а на клееные. .

Отдельно следует остановиться на породе дерева. На эту тему рассуждать можно много, описывая плюсы и минусы той или иной древесины. Автор рекомендует для сборки двутавровой балки использовать лиственницу или изделия, которые изготовлены на ее основе.

Достаточно вспомнить, что именно это дерево всегда применялось для закладки нижних венцов срубов. Причина в том, что частично вбирая влагу, оно становится еще прочнее. Собственно, что и требуется, если думать о надежности и долговечности опорного элемента.

Стойка балки

Если собирать двутавр своими руками, то лучшее решение (хотя и не единственное) – плиты OSB или листы фанеры (многослойной). Здесь необходимо учитывать, о каком именно перекрытии идет речь. Если нагрузка незначительная, то можно обойтись более дешевыми листами ФК. Для возведения массивных конструкций однозначно – плиты ориентировано-стружечные, так как они намного прочнее.

Клей

Рекомендация простая – если речь идет о монтаже перекрытий или иных конструктивных элементов в жилом строении, то при следует обратить пристальное внимание на его компонентный состав. Чем меньше токсичных веществ, тем лучше. Такие клеи имеют в маркировке обозначение ECO.

Уровень | инструмент | Британика

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Этот день в истории
Викторины
Подкасты
Словарь
Биографии
Резюме
Популярные вопросы
Обзор недели
Инфографика
Демистификация
Списки
#WTFact
Товарищи

Галереи изображений
Прожектор
Форум
Один хороший факт

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
#WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

Студенческий портал
Britannica — лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
Britannica Beyond
Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

Введение

Краткие факты

Связанный контент

Что такое арматура? Типы и марки арматурной стали

🕑 Время чтения: 1 минута

Содержание:

Что такое арматура?
- Марки арматуры в различных кодах
Типы стальных арматурных стержней
1. Прутки из мягкой стали
- Марки стержней из мягкой стали
- Физические требования к стержням из мягкой стали
2. Деформированная стальная стержня
- Типы деформированных стальных решетков
- 2. Высокая прочность деформированных стержней
3. Другие типы арматуры
- 1. Европейская арматура
- 2. Углеродная сталь
- 3 3 30003 ● Арматура с эпоксидным покрытием
- 4. Оцинкованная арматура
- 5. Полимер, армированный стекловолокном (GFRP)
- 6. Арматура из нержавеющей стали

Что такое арматура?

Стальная арматура или арматурные стержни используются для повышения прочности бетона на растяжение, поскольку бетон очень слаб на растяжение, но прочен на сжатие. Сталь используется только в качестве арматуры, потому что удлинение стали из-за высоких температур (коэффициент теплового расширения) почти такое же, как у бетона.

Fig 1: Reinforcement Steel Bar

Grades of Rebar in Different Codes

Table 1: Grades of Rebar in Different Codes

American Standard (ASTM A 615)	Евростандарт (DIN 488)	Британский стандарт BS4449: 1997	Индийский стандарт (IS: 1786)
Класс 75 (520)	БСТ 500 С	ГР 460 А	Марка Fe – 415, Fe – 500, Fe – 500D
Класс 80 (550)	БСТ 500 М	ГР 460 Б	Марка Fe – 550

Типы стальных арматурных стержней

Основные типы стальных стержней, используемых в строительстве, следующие:

1. Пруток из мягкой стали

Поверхность стержней из мягкой стали имеет плоскую и круглую форму. Они доступны в различных размерах от 6 мм до 50 мм. Они используются в бетоне для специальных целей, таких как дюбели в деформационных швах, где стержни должны скользить в металлической или бумажной втулке, для деформационных швов на дорогах и взлетно-посадочных полосах, а также для спиралей колонн. Их легко резать и гнуть без повреждений.

Рис. 2: Стержень из мягкой стали

Для несущих конструкций, таких как мосты и другие тяжелые конструкции, не рекомендуется использовать стержень из мягкой стали из-за недостаточной связи между бетоном и сталью, проскальзывания и прочности.

Сорта в прутках из мягкой стали

1. Прутки из мягкой стали

Прутки из мягкой стали марки I, обозначенные как Fe 410-S или марка 60.
Прутки из мягкой стали класса II, обозначенные как Fe-410-o или класс 40.

2. Стальной стержень средней прочности, обозначенный как Fe-540-w-ht или Grade 75.

Физические требования к пруткам из мягкой стали

Таблица 2: Физические требования к пруткам из мягкой стали

	Предельное растягивающее напряжение в Н/мм ²	Предел текучести Н/мм ²	Удлинение в процентах мин.
Мягкая сталь класса I или класса 60
Для стержней до 20 мм	410	250	23
Для стержней от 20 до 50 мм	410	240	23
Мягкая сталь класса II или класса 40
Для стержней до 20 мм	370	225	23
Для стержней от 20 до 50 мм	370	215	23
Среднепрочная сталь класса -75
Для стержней до 16 мм	540	350	20
Для стержней от 16 мм до 32 мм	540	340	20
Для стержней от 32 мм до 50 мм	510	330	20

2. Деформированный стальной стержень

Деформированные стальные стержни имеют ребра, выступы и углубления на поверхности стержня, что уменьшает основную проблему, с которой сталкивается стержень из мягкой стали из-за проскальзывания, и достигается хорошее сцепление между бетоном и арматурой. Прочность на растяжение выше по сравнению с другими арматурными стержнями. Эти прутки производятся в сечениях от 6 мм до 50 мм в диаметре.

Типы деформированных стальных стержней

1. Стержни TMT (стержни с термомеханической обработкой)

Стержни с термомеханической обработкой представляют собой горячеобработанные стержни с высокой прочностью, используемые в армированном цементном бетоне (RCC). Это новейшая индукционная стальная арматура MS с превосходными свойствами, такими как прочность, пластичность, способность к сварке, способность к изгибу и высочайшие стандарты качества на международном уровне.

Рис. 3: Деформированный стальной стержень TMT

Характеристики арматурных стержней TMT

Повышенная пластичность и пластичность
Высокий предел текучести и ударная вязкость
Повышенная прочность сцепления
Сейсмостойкость
Коррозионная стойкость
Высокая термостойкость
Экономичный и безопасный в использовании
Отсутствие потери прочности в сварных соединениях
Обычные электроды, используемые для сварки соединений

2. Высокопрочные деформированные стержни

Высокопрочные деформированные стержни представляют собой стальные стержни холодного кручения с проушинами, ребрами, выступами или деформациями на поверхности. Он широко и в основном используется для усиления конструкции. Эти прутки изготавливаются размерами или сечениями от 4 мм до 50 мм в диаметре.

Рис. 4: Деформированный стальной стержень HSD

Характеристики арматурного стержня HSD

Низкоуглеродистый — Стержни HSD имеют более низкий уровень углерода, что обеспечивает хорошую пластичность, прочность и способность к сварке.
Превосходная прочность сцепления — Стержни HSD хорошо известны своей превосходной прочностью сцепления при использовании с бетоном.
Способность к сварке — Так как эти прутки имеют более низкое содержание углерода, они на 100% свариваются по сравнению с обычными прутками.
Высокая прочность на растяжение — Прутки HSD обладают высокой прочностью на растяжение. Они предлагают большие преимущества в процессе строительства, где требуется много гибки и повторной гибки.
Широкий диапазон применения — Эти стержни имеют широкий спектр применения, например, при строительстве жилых, коммерческих и промышленных сооружений, мостов и т. д.
Удовлетворительная пластичность — Минимальный вес и максимальная прочность, подходит для армирования как на сжатие, так и на растяжение.

3. Другие типы арматуры

В зависимости от типа материала, используемого при производстве арматуры, различают типы арматуры.0128

1. Европейская арматура

Европейская арматура изготавливается из марганца, благодаря чему легко гнется. Они не подходят для использования в районах, подверженных экстремальным погодным условиям или геологическим явлениям, таким как землетрясения, ураганы или торнадо. Стоимость этой арматуры невысока.

2. Арматура из углеродистой стали

Как следует из названия, он изготовлен из углеродистой стали и широко известен как Black Bar из-за углеродного цвета. Основным недостатком этой арматуры является то, что она подвергается коррозии, что отрицательно сказывается на бетоне и конструкции. Соотношение прочности на растяжение в сочетании со стоимостью делает черную арматуру одним из лучших вариантов.

Рис. 5: Арматура из углеродистой стали

3. Арматура с эпоксидным покрытием

Арматура с эпоксидным покрытием представляет собой арматуру черного цвета с эпоксидным покрытием. Он имеет такую же прочность на растяжение, но в 70–1700 раз более устойчив к коррозии. Однако эпоксидное покрытие невероятно нежное. Чем сильнее повреждено покрытие, тем менее устойчиво оно к коррозии.

Рис. 6: Арматура с эпоксидным покрытием

4. Оцинкованная арматура

Оцинкованная арматура всего в сорок раз более устойчива к коррозии, чем черная арматура, но повредить покрытие оцинкованной арматуры сложнее. В этом отношении он имеет большую ценность, чем арматура с эпоксидным покрытием. Однако это примерно на 40% дороже, чем арматура с эпоксидным покрытием.

Рис. 7: Оцинкованная арматура

5. Полимер, армированный стекловолокном (GFRP)

GFRP состоит из углеродного волокна. Поскольку он состоит из волокна, изгиб не допускается. Он очень устойчив к коррозии и стоит дорого по сравнению с другими арматурными стержнями.

Рис. 8: Полимерная арматура, армированная стекловолокном

6. Арматура из нержавеющей стали

Арматура из нержавеющей стали является самой дорогой из доступных арматурных стержней, примерно в восемь раз дороже арматуры с эпоксидным покрытием.

Лвл брус характеристики: брус — что это такое, область применения, подбор веса и размеров