Клееный брус преимущества и недостатки: что это, плюсы и минусы домов из клееного бруса

Опубликовано в Разное
/
30 Ноя 1985

Содержание

Клееный брус — плюсы и минусы, достоинства и недостатки

Клееный брус, как строительный материал, появился где-то около тридцати лет назад. Этот срок с одной стороны не является достаточным для того, чтобы четко определить его плюсы и минусы, а с другой стороны уже позволяет сделать обоснованные выводы относительно его применимости в суровых российских условиях.

Достоинства клееного бруса

Традиционно принято считать, что клееный брус имеет массу достоинств по сравнению с другими материалами. Здесь мы чисто теоретически перечислим его основные плюсы, снабдив каждый из них краткими комментариями.

Геометрия клееного бруса практически идеальна

А в следующем разделе порассуждаем более подробно о том, что необходимо, чтобы реализовать эти достоинства на практике и какие недостатки технологии часто мешают получить действительно качественный продукт.

Итак:

  • Прочность. При производстве клееного бруса используется только качественная высушенная доска, все недостатки одной ламели с лихвой компенсируются остальными.
    В результате дома из этого материала в полтора-два раза прочнее, чем из обычной древесины.
  • Отсутствие трещин. Технология изготовления клееного материала предполагает отбор ламелей из разных областей бревна и склеивание их друг с другом. При этом изгибающие напряжения одной доски противодействуют деформациям соседних. Поэтому в итоговом «бутерброде» растрескивание полностью отсутствуют.
  • Теплопроводность. Высококачественный клеевой состав препятствует передаче тепла от одной ламели к другой. Поэтому дома из клееного бруса лучше сохраняют тепло.
  • Минимальная усадка. Каждая доска перед склеиванием высушивается отдельно, что позволяет гораздо эффективнее удалять влагу. Традиционные минусы брусовых и бревенчатых домов удается компенсировать именно за счет применения сухого материала.
  • Экологичность. Применяемые клеевые составы практически не содержат вредных веществ, поэтому клееный брус ничуть не хуже цельного по этому показателю.
  • Отсутствие необходимости отделки. Когда мы обсуждаем недостатки бревна или бруса, первое, что отмечается всеми – это появление щелей между венцами через несколько лет эксплуатации. Отличная теплопроводность и практически идеальная геометрия клееного материала позволяет значительно сэкономить на внешней облицовке стен.
  • Простота строительства. Совершенно ровная поверхность, которую имеет промышленный клееный брус, позволяет возводить дома из этого материала за считанные дни.

Некоторые плюсы клееного бруса, такие как возможность организации пазов для укладки проводов, пожаробезопасность дома при обработке специальными составами или декоративные особенности, являются свойствами древесины в общем и поэтому в данном случае рассматриваться нами не будут.

Недостатки

Главная проблема клееного бруса – дороговизна. Действительно, он стоит в 3-4 раза дороже цельного. Но если посчитать всю экономию, которую вы получаете за счет применения материала, произведенного с соблюдением всех технологий, то разница в цене может быть сведена на нет.

Отсутствие необходимости в утеплении, внешней отделке и каком бы то ни было обслуживании этого материала в течение срока службы дома ставит под большой вопрос то, за что ему ранее ставились жирные минусы.

Многие специалисты отмечают также такие недостатки, как низкая экологичность и все же достаточно серьезная усадка, казалось бы, ошибочно путая приведенные выше плюсы с отрицательными качествами. Как показывает практика, подобные утверждения совсем не лишены смысла. А почему это так, мы поговорим в следующем разделе.

Трезвый взгляд на вещи

Если вы внимательно читали предыдущие рассуждения про плюсы и минусы клееного бруса, то, возможно, обратили внимание на то, что практически в каждом пункте речь шла о технологии.

Некоторые типы клееного бруса имеют специальные пазы для укладки утеплителя

Действительно, клееный брус – это очень высококачественный материал, даже несмотря на небольшие недостатки, которые, возможно, есть в самой идее склеивания нескольких отдельно изготовленных составляющих в единое целое. Но такую характеристику можно дать только изделиям, изготовленным в полном соответствии с разработанной и сертифицированной технологией производства.

Если же представить себе, насколько технология изготовления клееного бруса выполняется на небольших частных заводах в нашей стране, все мысли о качестве довольно быстро перейдут в рассуждения про недостатки и минусы. Если у вас еще остались сомнения, приведем лишь два абсолютно точных факта:

  1. клееный брус, как готовая продукция, не подлежит лицензированию и сертификации;
  2. большинство производителей стремится снизить себестоимость производства, чтобы предложить рынку конкурентную цену и получить при этом необходимую прибыль.

Что отсюда может следовать? Мы, конечно, не являемся специалистами-технологами по строительным материалам, поэтому можем лишь предполагать. Но почему-то кажется, что наши предположения не так уж далеки от истины:

  • Готовые ламели, которые по каким-либо показателям (геометрия, степень просушки, трещины и неровности) не соответствуют стандартам, не всегда могут отбраковываться. Гораздо проще поместить их в середину клееного «бутерброда»;
  • Самые дешевые клеи производятся в Китае. А дешевые они потому, что в их составе присутствуют различные фенольные, формальдегидные и другие смолы, которые при эксплуатации дома выделяются в окружающее пространство. Так что правы скорее те, кто записал экологичность клееного бруса в его минусы;
  • Идеальными свойствами обладает горизонтальный клееный брус. Но в России он не производится. Самые ближайшие поставщики находятся в Финляндии. У нас же сплошь и рядом продается вертикальный материал.

Коттедж из клееного бруса

Теперь еще раз оценим плюсы клееного бруса, предполагая, что мы исследуем материал из нижнего и среднего ценового диапазона. Это, скорее всего, означает, что многие из приведенных выше опасений оправданы. В результате:

  • Прочность, отсутствие усадки и трещин находятся под большим вопросом, потому что среди серединных ламелей очень высока вероятность наличия некондиции;
  • Экологичность мы уже и так записали в минусы;
  • Отсутствие необходимости внешней отделки также вызывает сомнения, поскольку со временем брус может элементарно повести, из-за чего могут образовываться щели в стенах дома.

Остается лишь теплопроводность и простота монтажа, но этого, согласитесь, маловато, чтобы считать клееный брус идеальным строительным материалом.

Мы совсем не собираемся огульно ругать весь клееный брус и всех производителей, которые работают в России. Есть вполне достойные компании, которые применяют добровольные системы сертификации по международным стандартам, такие как FSC, MPA Otto-Graf и другие.

Однако дома из их продукции стоят достаточно дорого, и на повестку дня снова выходит один из главных минусов клееного бруса – высокая цена.

Подводя итоги, скажем, что наше небольшое исследование в очередной раз подтвердило известное правило – качество любого строительного материала зависит в первую очередь от соблюдения всех технологических нюансов.

Конечно, хороший клееный брус стоит дорого, но зато из него буквально за пару месяцев можно возвести шикарный дом под ключ, не дожидаясь усадки и не думая о возможном появлении щелей между венцами в самый неподходящий момент.

STONE WOOD – Строительство домов под ключ

Дома из клееного бруса довольно популярны практически во всем мире. Это связано с природными свойствами дерева, потому как ни один материал не способен сравниться с древесиной. В данной статье мы рассмотрим плюсы и минусы строительство домов из клееного бруса.

Основные характеристики дома из клееного бруса

Клеёный брус стал применяться повсеместно примерно двадцать лет назад. Его характеристики превосходят те, которыми обладают профилированный брус и оцилиндрованное бревно, которые выполняются из цельного ствола дерева. Как пример можно привести усадку зданий из этих материалов. Перед применением профилированный брус высушивают, благодаря чему после постройки усадка составляет около 3-5%, что значительно ниже, чем у других материалов, приведенных ниже.

Из-за того, что клеёный брус изготавливается из ламелей можно добиться большей сопротивляемости большим нагрузкам, нежели чем у обычного бруса. Это происходит за счёт чередования направлений волокон у смежных ламелей. В первую очередь можно отметить малый вес клееного бруса.

За счёт этого свойства отпадает необходимость в модном фундаменте, что значительно снижает расходы. Чистота с точки зрения экологии. Древесина обладает целебными свойствами. За счёт своей структуры происходит естественная циркуляция воздуха, из-за чего в помещении сохраняется комфортный для человека микроклимат.

Сроки строительства.

Дома из такого материала строятся быстро и просто, поэтому построить дом с нуля (от проекта до сдачи) можно менее чем за 9 месяцев. Исключение появления наружных трещин. Данный пункт связан с технологией производства клееного бруса. В ламелях сердцевина направлена внутрь, поэтому появление микротрещин возможно только внутри здания. Высокопрочность. Благодаря этому свойству можно увеличить габариты несущих конструкций. Стойкость к биологическому разрушению. В конечном брусе не образовываются щели, поэтому грибку или плесени на нем очень сложно поселиться. К тому же, вовремя производства брус проходит антисептическое обработку. Эстетичность без отделки. Дерево само по себе красиво, поэиому, если бюджет не позволяет вполне можно обойтись без отделки. Долговечность. Уход за домом очень прост, да и сам по себе материал довольно долговечен.

Недостатки

Не существует идеального материалач поэтому и клеёный брус имеет свои недостатки. Трещины появляются на торцах. Из-за длительного прямого солнечного воздействия иногда могут появляться трещины на торцах, но это явление довольно редкое.

Усадка.

Любую усадку можно отнести к минусами но в данном случае она довольно малая поэтому практически сразу после строительства в дом из клееного бруса можно заселяться.

Экологичность.

Помимо древесины в производстве клееного бруса используется клеевая осиновая, которая, зачастую, далека от совершенства.

Заказать строительство дома из клееного бруса Вы можете на нашем сайте sw52.ru

Преимущества и недостатки зимнего строительства домов из клееного бруса

05.11.2017

По традиции большинство возводит деревянные дома летом, опасаясь зимних работ. Однако деревянные здания весьма часто строятся и в холодную пору года. Хорошо ли возводить дома из клееного профилированного бруса зимою? Существуют ли проблемы в таком случае? Это преимущество или недостаток?

Давайте рассмотрим факты!

Проблемы зимнего строительства домов из бруса

Главная проблема – опасения, что стены дома невозможно будет немедленно обработать антисептиком и лакокрасочным веществом.

Опасения совершенно напрасны. Клееный брус, приобретённый у проверенного изготовителя, немедленно решает проблему. Технология производства материала предусматривает его пропитку антисептическими веществами в ходе процесса производства. Качественная пропитка гарантирует защиту будущего дома от грибков, плесени, насекомых. Покраску здания можно произвести позже – в тёплое время года, хотя эстетический вид здания безупречен и без неё.

Если клееный брус антисептиком обработан не был — ситуация осложняется. Эту работу следует выполнить в холодную пору. А при минусовых температурах можно использовать не все составы. Однако при желании средство можно найти.

Другие проблемы:

  • доставка материалов к стройплощадке в зимнее время сопряжена с трудностями;
  • во время кровельных работ не все материалы допустимо применять при минусовых температурах;
  • световой, следовательно, и рабочий день строителей зимою короче.

Проблемы заметные, но справиться с ними реально. Материалы можно доставить, для крыши использовать металлочерепицу, профлист, а стройплощадку оснастить прожекторами.

Именно таким образом успешно возводят дома из клееного бруса современные застройщики. Для них даже холодная зима – не преграда.

Преимущества возведения домов из клееного бруса зимой

Но строительство дома из клееного бруса – это не только проблемы, но и ряд значительных преимуществ. На основной материал – клееный брус – мороз никакого негативного влияния не оказывает, что на руку строителям.

  1. Больший выбор строительных фирм. Преимущественно строители загружены весною-летом, зимою найти хорошую бригаду строителей значительно легче. А оплата их работы, скорее всего, будет меньше, ведь в межсезонье строители проводят разные акции и предлагают скидки.
  2. Меньшая цена материалов. Как изготовители, так и продавцы стройматериалов также снижают стоимость своего товара, чтобы стимулировать продажи в межсезонье. Здесь покупатель может значительно сэкономить свои средства.
  3. При возведении дома из клееного бруса технология не предусматривает усадку. Исходя из этого, в холодную пору года реально полностью построить здание под ключ и обустроить необходимые коммуникации.
  4. При закладке фундамента можно не опасаться затопления котлована или размывания грунта. А если под дом будет закладываться свайно-винтовой фундамент — зима ему вообще не помеха.

Краткий итог

Исходя из перечисленных выше аргументов, делаем вывод, что возведение деревянного дома зимою вполне оправдано и даже выгодно. Некоторые трудности в работе есть, однако справиться с ними несложно. С другой стороны, есть преимущества. Зимой здание возводиться быстрее и дешевле.

Заказчики о домах из клееного бруса отзываются преимущественно хорошо. Работа производится по стандартному плану, ни прочность, ни долговечность от низких температур при строительстве не снижается.

Правда, над одной задачей заказчику строительства придётся серьёзно потрудиться – найти надёжную строительную компанию, которая профессионально сделает свою работу, и приобрести качественные материалы.


Плюсы и минусы клееного и профилированного бруса

Плюсы и минусы профилированного бруса.

Предложений строительства дома из профилированного бруса и клееного бруса встречается достаточно много. Но, живя в стране отличающейся наличием большого количества лесов, странным было бы использовать клееный брус для строительства дома, как в стране отягощенной отсутствием такого ресурса.

Всем кто собирается строить дом из клеёного бруса рекомендуем посмотреть недостатки и минусы клееного бруса!

Клееный брус имеет ряд преимуществ — плюсов, о которых говорят все производители клееного бруса.

Но он также имеет и ряд недостатков — минусов, о которых производители клееного бруса умалчивают.

Основной минус клееного бруса это КЛЕЙ, который является синтетическим материалом и не обладает свойством пропускания воздуха и со временем разлагается.

Также минусы клееного бруса это появление трещин и наличие усадки, о которых производители тоже умалчивают.

Отлаженные западные технологи, позволяющие производить клееный брус чуть ли не из опилок и горбыля, заманивают именно «западностью». По привычке считать всё западное более качественным теперь ошибочно и неразумно, совковые времена канули влету, а нам всё по старинке продолжают навязывать менее качественный товар, чем используют сами эти буржуи.

Понятное дело, бизнес не может существовать без прибыли. А такой обширный российский рынок можно наводнить некачественным клееным брусом и «неслабо наварить» на этом. Тем более что отходов от высококачественного сырья, покупаемого западом, вполне достаточно. Вместо утилизации отходов, их можно пустить в дело и использовать по типу секонд-хенда.

Кто знает, что находится в тех пакетах клееных блоков, содержащих клееный брус, вообще!? В строительных блоках могут содержаться любые отходы производств. Это запросто организовать на совместном производстве при участии отечественных бизнесменов, которым и море-то по колено, а всё остальное — немного выше.

Быстрое возведение домов из профилированного бруса, что из клееного, подкупает своей возможной реализации любого проекта. Монтаж готовых блоков сопоставим со сложностью сборки панельной мебели. Берутся строить дома из профилированного бруса все кому не лень. Поэтому и западных контор со своими предложениями достаточно много.

На самом западе народ уже накушался панельного строительства, это не в Америке, где строят жильё, из чего попало, для низших рас и иммигрантов. Европа живёт побогаче и панельные дома, разве что для вторичного загородного жилья годятся.

У нас и второе, и третье жильё строят чаще из кирпича. А у тех, кто средств не имеет в достаточном количестве для возведения бревенчатого дома и готов самостоятельно освоить строительные работы, цельный профилированный строганный брус как нельзя лучше и подходит. Причём брус цельный, а не клееный, подходит больше для самостоятельного строительства.

Клееный брус всё-таки непременно содержит клеящие субстанции, и они будут постепенно выветриваться, отравляя построенное жильё. Это подобно строительству загородного дома из железнодорожных шпал. Практично с точки зрения сохранности и срока службы материала, но отстойное с точки зрения потребительских качеств такого жилья.

С точки зрения доступности и простоты технологий, клееный брус можно делать из обрезной доски или даже из горбыля. Последующая обработка скрывает все дефекты материала, что означает и возможность использования исходного материала менее качественного. Пропитка обеспечит приостановку даже гниения, это перспективно для производителя и получения им прибыли. Кто же будет использовать такой материал? Тот, кто не знает, из чего всё это делается или не желает, и знать о тонкостях, но вряд ли ему можно позавидовать.

Вкладывая достаточно ощутимые средства строить дом из хлама, да в такой стране, где леса просто в избытке, просто расточительство и неописуемая глупость. Ничего кроме бизнеса и получения прибыли не руководствует производителем. Правда, не все жулики и если поискать, то можно найти отечественные фирмы, которые над своим народом не глумятся и делают качественный товар.

Плюсы и минусы профилированного бруса

Для производства цельного профилированного бруса подойдет не любой исходный материал. Благо, что в России есть в достаточном количестве исходного сырья, чтобы делать брус из качественного дерева.

Профилированный брус естественной влажностипрактичнее бревна, потому что его не «ведёт» в строении, т.е. что уложишь, то и будет стоять. Дом, построенный из профилированного бруса не обязательно отделывать и шпаклевать. Можно просто покрасить и это строение будет выглядеть прилично и привлекательно.

Обязательная просушка и пропитка бруса антисептическими и огнеупорными растворами, обеспечивает продолжительное время сроков службы строения, возведённого из такого материала. Стойкость профилированного бруса к атмосферным воздействиям и противопожарная безопасность этого материала снискала небеспричинный спрос на такой строительный материал.

Цельное и тесаное бревно не может конкурировать с профилированным брусом, т.к. просушить бревно и пропитать проблематично, даже в промышленных условиях. Брёвна, в отличие от бруса, требуют обязательной подгонки по месту и имеют меньшую защищённость от вредителей из-за отсутствия пропитки. Брус, с другой стороны, лишается внешних слоёв древесины, из-за того, что полезной частью для использования остаётся внутренняя часть. Известно, что сердцевинная часть у древесины всегда более рыхлая, чем наружные слои, по определению.

Цельный профилированный брус, в отличие от клееного сохраняет большинство из потребительских свойств и всё же ближе к естественному сырью. Большое количество клеящих веществ, которые обеспечивают связку отдельных слоёв клееного бруса и напрочь превращают в материал, практически мало отличающийся от синтетики или пластмассы.

Цельный профилированный брус

Это современный материал, произведенный из отборных сортов древесины для строительства деревянного дома. Изготовление профилированного бруса производится путем « роспуска » круглого леса на брус (заготовку). В производстве профилированного бруса используется экологически чистый лес. Из заготовок на современном оборудовании брус профилируют и получают детали стенового профилированного бруса.

Брус при помощи паза и гребня плотно фиксируется и не требуется уплотнитель. Стена из профилированного бруса не требует дополнительной отделки. Профилированный брус менее подвержен деформации при эксплуатации дома. У профилированного бруса небольшая усадка и в отличие от рубленого бревна, он менее подвержен растрескиванию. Длина профилированного бруса может быть 12 метров. Благодаря этому мы имеем неограниченные возможности при проектировании и строительстве.

Деревянное домостроение с использованием профилированного бруса вышла на новый современный уровень качества и избавилась от тех недостатков, которые мешали деревянному домостроению. Современные технологии в производстве профилированного бруса впитали в себя все лучшее, высокая надёжность, пожаробезопасность, высокая степень в сохранении тепла, Цельный брус — это проверенный годами строительный материал. Он экологичен, обладает низкой теплопроводностью, паропроницаем и очень лёгок.

Брус обрезной – это строительный пиломатериал. Он представляет собой брус определенной величины и длины, который обрезан с нескольких сторон. Из бруса обрезного впоследствии производятся такие пиломатериалы, как профилированный брус и клееный брус.

Еще не так давно в строительстве домов и многих других сооружений применялись цельные бревна. Но, у этого строительного материала есть свои недостатки, например, неровность поверхности. В результате чего это приводит к внутренней неровности помещения. Выходом из такой ситуации стало появление профилированного бруса. Из такого бруса любой дом будет ровным, стены цельного характера, пригодные для последующей отделки любыми материалами.

Профилированный брус используется при строительстве домов, бань, саун, беседок и прочих построек. Толщина бруса колеблется в среднем от 100 до 250 миллиметров, а ширина в пределах от 100 до 300 миллиметров. Профилированный брус – это долговечный экологически чистый материал. Любой дом, построенный из него словно «дышит», к тому же этот материал пожароустойчив, имеет повышенные теплоизоляционные качества, а также устойчив к усадке и появлению трещин защищённость от гниения и насекомых.

Производится профилированный брус обычно из древесины хвойных пород, таких как: пихта, лиственница, сосна, ель. Хвойная древесина от природы пропитана смолами, что обеспечивает будущему брусу защиту от древесных насекомых. Самым распространенным и востребованным считается профилированный брус, изготовленный из сосны, так как сосна не имеет на своей поверхности сучков и неровностей. Для отделок внутренних помещений чаще всего применяется брус, сделанный из древесины ели. Он влагоустойчив и не подвергается загниванию. А благодаря рыхлому строению еловой древесины, брус надолго сохраняет тепло. Брус, производимый из лиственницы, имеет высокую влагостойкость и не подвергается загниванию, а, напротив, при повышении уровня влаги, лиственничный брус становится лишь прочнее.

Какие существуют плюсы в строительстве дома из цельного профилированного бруса

  1. Дерево — экологически благоприятный для проживания человека материал (присутствуют естественные ощущения того, что в дереве жить приятно).
  2. Стройка идет быстро (четыре человека могут поставить коробку небольшого дома за четыре дня). Благодаря тому, что строительные элементы практически полностью готовы к сборке, монтаж происходит за довольно короткий промежуток времени. Экономия денег связана с тем, что для строительства дома, изготовленного из профилированного бруса, достаточно всего лишь небольшой бригады специалистов, не требуется крупной специальной строительной техники.
  3. Собранный из профилированного бруса жилой дом не требует дополнительной внутренней отделки, потому что хорошо смотрится и без нее. В этот дом можно сразу переехать.
  4. Строительство дома из профилированного бруса- это процесс технический. Не нужно быть мастером, главное, чтобы руки росли оттуда, откуда надо. Требуется аккуратность. Необходимо все точно отмерить рулеткой, точно разметить углы и шипы-пазы, точно отпилить. Чем точнее вы будете отмерять, тем качественнее получится у вас работа.
  5. Экологичность и удобство смолы, которую выделяет древесина хвойных пород деревьев, создает весьма благоприятный микроклимат, хорошо влияющий на организмы хозяев дома.
  6. Брус устойчив к возгоранию, а современные специальные средства (антипирены и антисептики) обеспечивают достаточно хорошую противопожарную защиту и антибактериальную защиту. Вплоть до того, что по утверждению специалистов в доме из бруса можно устанавливать любой существующий тип отопления.
  7. Дом из профилированного брусане обязательно обшивать, потому что поверхность бруса гладкая и имеет опрятный вид. И по горизонтальным швам не будет проходить вода, даже если боковой ветер задувает стену, так как профилированный брус имеет специальный профиль предотвращающий затекание воды.

Минусы

  1. В этом строительстве используется дерево в больших количествах. Если раньше наши предки ходили по лесу и делали выборочную рубку, отмечали деревья, которые готовы к строительству дома и которые будут стоять столетьями. То сейчас ведется варварское использование древесины, то есть ведется сплошная рубка, и мы этим пользуемся.
  2. С точки зрения тепла, 15 сантиметров дерева — недостаточно. По ощущениям такой дом холодноватый. Для постоянного проживания требуется более толстая стена, что ведет к увеличению объема профилированного бруса.
  3.   Усадка дома, то есть в процессе строительства дома надо учитывать, что дом усядет примерно на 5%, то есть, грубо говоря, на высоту одного бруса, примерно на 15 сантиметров.

Какую бы конструкцию вы не выбрали, необходимо вникать во все тонкости возведения и участвовать в строительстве дома от начала и до конца.

Только в этом случае вы получите гарантию того, что ваш дом будет теплым, уютным и, по желанию, совсем недорогим.

Достоинства и недостатки дома из клееного бруса

Достоинства и недостатки дома из клееного бруса

Многие из нас хотели бы жить в красивом и уютном деревянном доме. Но строить из дерева решаются не все, опасаясь, что дом впоследствии покоробит, а древесина даст трещины. Между тем, на строительном рынке уже давно активно используется высококачественный строительный материал из дерева – клееный брус, позволяющий забыть о распространённых проблемах, возникающих при строительстве деревянного дома из традиционных материалов.

Достоинства домов из клееного бруса

Такие дома привлекают отсутствием трещин, повышенной прочностью и минимальной усадкой после сборки конструкции. Объясняется это особым способом изготовления клееного бруса. Его склеивают из высушенных до определённого уровня влажности деревянных досок, которые предварительно тщательно исследуют на изъяны (сучки, полости). Подготовленные и обработанные на специальных деревообрабатывающих станках ламели склеиваются между собой таким образом, чтобы особым образом чередовалось направление древесных волокон. Это даёт возможность получить очень прочный строительный материал, который не трескается, как обычная древесина, не коробится и не перекашивается.

Клееный брус уже в процессе изготовления пропитывается различными составами, предохраняющими строительный материал от пожара, вредных насекомых и гнили. Поэтому дома из профилированного клееного бруса почти не нуждаются в отделке. А это согласитесь, существенная экономия не только финансов, но и времени.

Такие строения характеризуются экологичной безопасностью. Ведь доски, используемые для создания бруса, получают из дерева – природного материала, любимого многими за его удивительные свойства.

Благодаря конструктивным особенностям этого строительного материала, строительство, например, одноэтажного дома из клееного бруса происходит быстро и легко, и занимает всего около двух месяцев. Ведь клееный брус не только склеивается из досок для достижения особой прочности, но и изготавливается с очень точным профилем, который позволяет опытным специалистам возводить конструкции в сжатые сроки.

Недостатки клееного бруса

Сравнительно высокая стоимость. Изготовление данного строительного материала проходит в несколько этапов, и потому он стоит дороже обычного и профилированного бруса. Но повышение стоимости клееного бруса вполне оправдано минимизацией типичных недостатков древесины, как строительного материала.

Дома из клееного бруса – это новое слово в сфере строительства деревянных домов. Они оптимально сочетают в себе высокие технологии и экологическую безопасность. Если вы хотите построить надёжный, прочный и по-настоящему уютный деревянный дом, этот строительный материал станет для вас настоящей находкой.

Преимущества и недостатки домов из клееного бруса

Подготовительные работы 

Каждый из нас мечтает жить в красивом, идеальном доме, который помимо эстетических функций имел бы и экологические свойства, чтобы в таком доме было уютно, тепло, а главное безопасно жить. 
Важно, чтобы каждый день, проведенный в нем, был наслаждением, и вам хотелось возвращаться в собственный дом. Именно такими являются дома из клееного бруса. 
Естественно, на первый взгляд, вам может показаться, что такое решение достаточно дорогое, но прочитав нашу статью вы, возможно, поменяете свое мнение.

Что представляет собой клееный брус?

Клееный или многослойный брус представляет собой изделие, склеенное из досок, и имеет прямоугольную форму. Производится он исключительно из деревьев хвойных пород. Чем плотнее и дороже дерево, тем дороже получается брус. Появился он на строительном рынке примерно три десятка лет назад и сразу завоевал любовь потребителей. Он стал широко использоваться строителями в загородном домостроении, а также при возведении бань.
Такая популярность обусловлена уникальными свойствами бруса, а также способом его производства. 
При изготовлении клееного бруса древесина проходит около десятка этапов. На этих этапах обычный брус разрезают на доски. Потом их пропитывают различными пропитками, антисептиками и антипиренами, для повышения пожаростойкости и защиты от грибков, грызунов и насекомых. Потом такие доски склеивают между собой и формируют брус. Самым ответственным этапом производства клееного бруса является его профилирование согласно готовому проекту дома. 

Преимущества и недостатки клееного бруса

Достоинства материала:

  • Клееный брус, цена которого выше обычного, полностью окупает себя в процессе службы.
  • Материал имеет минимальную влажность.
  • Брус клееный очень прочный, на 50 и больше процентов прочнее обычного.
  • Он обладает неплохой огнестойкостью из-за наличия смол содержащихся в хвойных породах.
  • Материал имеет приятный аромат.
Клееный брус, недостатки:
  • В процессе производства используются клеи на синтетической основе.
  • Материал не дешевый, позволить его себе может не каждый.

Дом из клееного бруса

Клееный брус, достоинства и недостатки которого мы рассматривали выше, все равно остается одним из самых распространенных материалов для деревянного домостроения.
Дом из такого материала имеет идеально ровные и гладкие стены. Для него не нужно заливать слишком мощный и дорогой фундамент. Такие дома достаточно прочные и долговечные.
Дома из клееного бруса, цены которых значительно выше, чем домов из других строительных материалов, полностью окупаются благодаря многим их достоинствам. О них поговорим далее.
Возводятся такие дома по специальной технологии подобно конструктору. На строительную площадку привозят уже готовый профилированный клееный брус, вырезанный по готовому проекту дома. То есть в брусе вырезают специальные пазы в нужных местах, сохраняя древесный рисунок. Готовые детали собирают в единое целое, таким образом, получая готовый дом.

Достоинства домов из клееного бруса
  • Дом из такого бруса практически не поддаются усадке, поэтому переходить к его отделке можно сразу после строительства.
  • Исходя из того, что такой дом строится подобно конструктору, он быстро и легко возводится.
  • Благодаря пазам и выемкам в брусе, все детали дома плотно прилегают друг к другу тем самым, сохраняя тепло. Такой дом не требует дополнительной теплоизоляции.
  • Так как доски для бруса обработаны различными веществами, дом становится устойчивым к возгоранию.
  • Он экологически чист и имеет приятный аромат древесины.
  • Постройка не нуждается в дополнительной отделке, ведь что может быть красивее естественного древесного рисунка.
Минусы дома из бруса клееного

Несмотря на всю заманчивость и достоинства следует обратить внимание и на недостатки домов из клееного бруса. 

  • При склейке досок во время изготовления бруса некоторые производители используют токсичные смолы и пропитку содержащую фенолы.
  • К сожалению, одноразовой фабричной обработки досок от гниения, горения и т.д. не достаточно. Со временем ее нужно будет повторить уже вам. В противном случае, дом потеряет свои свойства.
  • Цена на материал довольно высокая, поэтому и дом получится довольно дорогим.
  • Если дом неправильно собрать, он утратит свою прочность.
  • В случае, когда вам попался некачественный брус, дом может выйти с кривизной, так как поверхность бруса недостаточно ровная.

Ну, вот мы и рассмотрели коротко все, что нужно было знать о домах из клееного бруса. Выбор, конечно, за вами, из какого материала возводить дом. Но многие покупатели, выбрав, например, обычный брус, в результате тратят намного больше, ведь придется потратиться на утепление, отделку и другое.
В Брянске строительством деревянных домов занимается компания «Вовкина деревня». Мы поможем подобрать нужный проект и проведем консультацию. Обращайтесь к нам, и вы останетесь довольны!

Преимущества и недостатки дома из клееного бруса

Современная интерпретация натурального стройматериала – клееный брус. Однако, прежде чем остановить свой выбор именно на нем, для потребителя будет правильным разобраться с его достоинствами и недостатками.

Для начала, кратко о технологии изготовления

  1. Идеальной для производства клееного бруса считается древесина хвойных пород – сосны и ели.
  2. Чтобы материал получился высшего качества, его необходимо просушить до 8-12 % влажности. Такие показатели, к слову, сопоставимы с параметрами материала для производства мебели.
  3. Грамотно подготовленная древесина поставляется на линию сращивания. На данном этапе основную работу выполняют фотодатчики, сканирующие ее на наличие скрытых пороков. При обнаружении дефектов, эти места маркируются и не используются при производстве ламелей.
  4. Из нарезанных ламелей формируют пласти методом склеивания в режиме высокого давления – 10 кг/см. кв.
  5. Пласти в свою очередь склеиваются в заготовки – биндеры, из которых и производится готовый брус, нарезанный по заданным размерам.
  6. В завершение брус профилируется, выполняется нарезка угловых соединений и маркировка.

Брус, сруб и лафет – как альтернатива клееному брусу?

Логичный вопрос, который после ознакомления с изложенной информацией возникает у среднестатистического потребителя: к чему такие сложности, не проще ли взять обычное бревно, как делали это деды-прадеды? Тем более, что срубы из оцилиндрованного бревна также снова в моде.
Ответить на него односложно не представляется возможным. А, чтобы было все максимально понятно, нужно просто сравнить клееный брус с ближайшим «конкурентом» – оцилиндрованным бревном, а также близкими по эксплуатационному предназначению брусом и лафетом.

Неклееный брус и оцилиндрованное бревно

Дом из оцилинрованной древесины без специальной защитной обработки прослужит недолго

Говорить, что брус и оцилиндрованное бревно являются долговечным материалом в принципе не приходится. Технология оцилинровки является варварской, если ее рассматривать в ракурсе сохранения физических и химических качеств древесины. В процессе принудительного уравнивая ствола, с целью приведения к одному диаметру по всей длине, грубо нарушается структура волокон. В одну кучу смешиваются лигнин и целлюлоза, поскольку разрушаются естественные перегородки между ними.
По завершению оцилиндровки, по сути, получается древесина с оголенными «нервами», а не стройметарил, рассчитанный на десятилетия эксплуатации. Чтобы хотя бы частично нивелировать этот недостаток материал обрабатывается специальными химическими составами.
С другой стороны, деревянные конструкции из оцилиндрованных стройматериалов обладают и плюсами:
1. Низкая теплопроводность – в доме тепло.
2. Экологичность и естественный воздухообмен.
3. Призентабельность.
4. Удобство и скорость монтажа.

Лафет

По сути, это в некоторой степени модернизированный вариант сруба ручной рубки. Его придумали западноевропейские мастера, применив свойственную им бережливость и расчетливость. Обработка ствола (обтесывание топором в 2-х сторон) дерева предполагает только ручное исполнение без применения нарушающих структуру волокон электроинструментов. Полученный лафет характеризуется уменьшением природных процессов, обладает хорошими теплоизоляционными показателями.

Лафет – абсолютно ручная работа

Несмотря на очевидные преимущества, лафет не очень популярен среди российских потребителей. Причин такого положения дел несколько:
• Дороговизна. Обрабатывается вручную и этим все сказано.
• Долгий строк изготовления. Для получения нужного количества лафетов могут понадобиться месяцы.

Достоинства/недостатки строений из клееного бруса

Точка зрения производителей
1. Высокая прочность, что обеспечивается особой технологией укладки.
2. Хорошая просушка по сравнению с другими древесными материалами по причине клееной структуры.
3. Пазы еще в заводских условиях выполняются так, что их нет необходимости утеплять при монтаже.
4. Сравнительно небольшая степень усадки – не более 1-2 %.
5. Технологический процесс предполагает особый контроль за выявлением дефектов, поэтому готовый дом служит долго и не разрушается изнутри.
Комментарии профессионалов:

Валентин Кутовой, ЗАО «Еврострой», Минусинск: «Экологичным действительно будет только тот клееный брус, который изготавливается без применения китайских клеев, включающих, к примеру, фенолорезорцировые или меламиноформальдегидные компоненты. В противном случае воздействие токсичных материалов в определенной степени имеет место».

Валентин Пивовар, специалист компании «Сруб под ключ», Краснодар: «Мнение о том, что пазы не требуют утепления мягко говоря ошибочно. Если поставщик этого материла уверяет что утеплитель не нужен – он мошенник. Возьмите любую финскую конструкцию – в ней обязательно имеется теплоизоляционная прослойка».

Чаще всего используют джутовый утеплитель

Толщина утеплителя зависит от вида древесного стройматериала
Дом из клееного бруса — 5мм
Дом из строительного бруса/оцилиндрованного бревна — 8-10мм
Сруб — 15мм

В завершение совет: неважно, собираетесь ли вы самостоятельно возводить деревянный дом или доверитесь профессионалам, обязательно проследите, чтобы материл был сертифицированным и соответствовал всем нормам эксплуатационной безопасности.

Похожие статьи:

ламинат. Преимущества и недостатки в использовании | Верхний деревянный пол

Ламинат относительно новинка в области напольных покрытий. Словно ураган ворвавшись на стройплощадки, он стал очень удачной альтернативой всем известным материалам, таким как паркет и линолеум. Кто-то находит его отличным материалом, а кто-то видит в нем много недостатков.

Итак, сначала о преимуществах этого материала:

  1. Упаковка удобна для транспортировки.Как правило, отдельные плиты имеют размер 47 дюймов на 5 дюймов, а деревянные панели имеют стандартную длину 7 футов.
  1. Ламинат легко укладывается. Специальные замки на краях пластин позволяют соединять их между собой на любой подготовленной ровной поверхности с использованием минимального количества инструментов и без необходимости наличия специальных навыков.
  1. Ламинат выпускается в широкой цветовой гамме, поверхность плит может имитировать практически любую фактуру, например, дерево, камень или керамическую плитку.
  1. Поверхность ламината достаточно устойчива к истиранию и внешним нагрузкам. На нем не будут образовываться вмятины от тяжелой мебели.
  2. Это экологически чистый материал. Не выделяет вредных веществ, не накапливает бактерии и грязь, подходит для установки в детских комнатах.
  1. По сравнению с твердой древесиной ламинат относительно дешев.

 

А теперь рассмотрим недостатков ламината :

  1. Укладка ламината требует очень тщательной предварительной подготовки с целью выравнивания поверхности.
  1. При использовании такого напольного покрытия может возникнуть такой дефект, как «вздутие» плит ламината. Эта неприятность появляется при нарушении технологии «плавающей» укладки, то есть, когда плиты ламината не приклеиваются к черновому полу.
  1. Еще один дефект, выявленный в процессе эксплуатации, — скрип. Это означает, что специалист по укладке пола плохо выровнял поверхность чернового пола. Для звукоизоляции ламината используется специальная полимерная или пробковая основа.
  1. В то время как хорошо уложенный паркет при правильном уходе может прослужить почти века, ламинат прослужит 5-15 лет, после чего его необходимо заменить.
  1. В то время как упавшая сигарета или горячий утюг не оставляют пятен на поверхности ламината, влага — смертельный враг ламината. Поэтому такие полы непригодны для ванных комнат или других помещений, где постоянно присутствует влага.

 

Также следует помнить, что в продаже имеется ламинат семи классов (21-23 и 31-34). Причем первые три класса являются бытовыми и предназначены для помещений с малой проходимостью, а последние четыре класса имеют более высокую степень защиты от истирания и предназначены для мест общего пользования.

Ламинат

также делится на клеевой и готовый виды. Готовые пластины крепятся с помощью креплений и не требуют клея. Клеевой ламинат монтируется с помощью специального клея, который обеспечивает дополнительную защиту стыков между плитами от влаги.

Кстати, на большинство напольных покрытий действует гарантия, поэтому при покупке следует уточнять у продавцов условия гарантии.

Каковы недостатки Glulam? – Firstlawcomic.

com Ламинаты трудно согнуть.

Какие недостатки у ламината?

Невозможность шлифовки и повторной отделки является основным недостатком ламината. Если ламинат сильно изношен, имеет глубокие царапины или бороздки, его нельзя шлифовать или полировать, как твердую древесину — его необходимо заменить.

Что лучше LVL или клееный брус?

LVL, или клееный брус, в основном используется внутри стен в каркасных конструкциях. Фунт за фунтом, клееный брус прочнее стали и имеет большую прочность и жесткость, чем пиломатериалы сопоставимого размера.

Почему лучи такие дорогие?

Настоящие балки стоят дороже, чем стандартные пиломатериалы для каркаса, а поскольку они тяжелые и громоздкие, трудозатраты на их установку также выше.

Клееный брус лучше стали?

Если посмотреть на соотношение прочности и веса, клееный брус на самом деле примерно в 3 раза прочнее стали! Сталь имеет гораздо более высокое допустимое напряжение, поэтому стальные элементы, как правило, меньше, чем эквивалентные элементы из клееного бруса, но клееный брус обычно легче.

Какая деревянная балка самая прочная?

Power Beam® — 3000Fb — 2.1E – 300F Power Beam® является самым прочным продуктом из инженерной древесины (EWP) на рынке с расчетными значениями 3000Fb – 2.1E – 300Fv. Power Beam® изготовлен из пиломатериалов MSR из южной желтой сосны превосходной прочности.

Каковы недостатки клееного бруса?

Недостатки клееного бруса Главным недостатком клееного бруса часто называют его высокую стоимость по сравнению с другими деревянными «блоками». Еще одним недостатком является использование при его производстве клея низкого качества.

Каковы недостатки клееного бруса?

Если говорить о цене, то цена на клееный брус всегда выше, чем на обычный брус. Потому что себестоимость производства этого бруса связана с ценой. Вторым недостатком клееного бруса является его качество. Клееная древесина изготавливается путем соединения нескольких частей древесины.

Какой клей используется в клееных балках?

клееные клееные клееные клееные балки доступны в различных породах древесины, поскольку они используют сухой исходный материал меньшего сечения – ясень, каштан, дуб, дугласова пихта и ель. Строганые, прямые и четкие, они имеют очень мало поверхностных аномалий и невероятно стабильны.

Как клееный брус используется в машиностроении?

Клееный брус

часто используется в крупномасштабных проектах. Он чрезвычайно стабилен, без дефектов поверхности. Это позволяет использовать его вместо стали как инженерное решение, а также как самостоятельную впечатляющую особенность.

Недостатки клееного бруса Главным недостатком клееного бруса часто называют его высокую стоимость по сравнению с другими деревянными «блоками».Еще одним недостатком является использование при его производстве клея низкого качества.

Что лучше клееный или клееный брус?

Клееные клееные балки Клееные клееные балки Timber Technologies Клееные клееные балки превосходят по всем прочностным характеристикам цельные пиломатериалы и прочнее стали. Наши балки Titan Timber® устойчивы к деформации и скручиванию, они готовы к работе на строительной площадке благодаря цельной конструкции и более экономичны, чем LVL и PSL.

Если говорить о цене, то цена на клееный брус всегда выше, чем на обычный брус.Потому что себестоимость производства этого бруса связана с ценой. Вторым недостатком клееного бруса является его качество. Клееная древесина изготавливается путем соединения нескольких частей древесины.

Каковы преимущества и недостатки клееного бруса?

Готовые элементы упаковываются партиями, которые в дальнейшем отправляются на реализацию, а затем на строительную площадку. Если производитель ответственно подойдет к технологии производства, то клееный брус будет качественным, а недостатки дома из такого материала сведены к минимуму.

Клееный брус: основные преимущества и недостатки

Многие семьи мечтают жить в экологичном деревянном доме. Современный рынок предлагает три вида деревянных домов: каркасные дома; срубы; дома из клееного или профилированного бруса. Каждая технология имеет свои плюсы и минусы. Больше всего нареканий получают каркасы и причин этому явлению множество: от несоблюдения технологии до использования некачественных материалов. Профилированные балки критикуют за то, что они холодные.Бревенчатые постройки в глазах обывателя кажутся самыми надежными. А как же клееный брус, чем он выделяется из этой серии? Давайте посмотрим на этот материал.

Кратко о технологии

Технология производства клееного бруса предусматривает принудительную сушку древесины до оптимальной влажности 12%. Далее следует выравнивание поверхности доски, выявляющее скрытые дефекты древесины. После этого проводится извлечение явных дефектов: сучков, пустот, гнили, растрескавшихся участков доски.А после сортировки бездефектные доски склеиваются между собой. На завершающем этапе сращенные ламели шлифуют.

Для чего был создан клееный брус?

Каждый материал не появляется спонтанно, а имеет четкую цель. Вот и клееный брус наделен своей миссией, заключающейся в минимизации недостатков, присущих дереву. То есть его можно назвать идеальным деревом.

Преимущества

Клееный брус – многокомпонентный материал. Именно многокомпонентный состав компенсирует основные недостатки древесины. Основное преимущество – минимальная деформация, которая должна обеспечить дому небольшую усадку. И это действительно так: стены домов из клееного бруса не ходят и не дышат, как, например, стены сруба. Ведь принудительно высушенная древесина более устойчива.

Еще одним достижением является минимизация мостиков холода, которые образуются при появлении трещин. Проще говоря: трещина не станет сквозной и если она появится в одной доске, то возникший по этой причине мостик холода упрется в другую, целую доску.Этот фактор значительно улучшает теплотехнические характеристики материала.

Стоит выделить быстрое возведение домов из бруса, а также по системе «шип-паз», не требующее проведения сложных работ по утеплению, как это следует делать с тем же срубом. А также не нужно ждать усадки конструкции: после возведения здания можно сразу приступать к отделочным работам.

Нельзя не отметить эстетику материала: клееный брус имеет гладкую поверхность и привлекательную структуру. Его можно просто покрыть прозрачными защитными составами как внутри, так и снаружи – это радует глаз и греет душу, ведь вид натурального дерева ассоциируется с чистотой природы.

Может вызвать сомнения

Клееный брус хоть и является натуральным деревом, но в нем есть клей. Естественно, производители уверяют, что он полностью безопасен, и если они используют в производстве клеи по ГОСТ 33122-2014, то так и есть. Если производитель использует какие-то другие клеи для удешевления производства, они могут выделять токсичные вещества.И такие, поверьте, есть.

Есть составы для склеивания дерева:

  • сейф — FC0;
  • потенциально опасный — FC1;
  • опасный — FC2.

Последний тип категорически запрещен к использованию в жилых помещениях. Тут и не угадаешь, что использует производитель.

недостатки

Глобальным недостатком этого материала являются его низкие теплоизоляционные качества. Этот дефект присущ любой древесине, не только клееному брусу. Вообще разговоры о теплых деревянных домах можно отнести к разряду бородатых сказок. Древесина холодная и хоть клееный брус и является деревом с минимальным набором недостатков, тепла дому не добавляет.

Исключением в деревянном домостроении может быть каркас. Но следует понимать, что это не полностью деревянный дом и его стены для повышения теплоизоляционных качеств заполнены утеплителем, поверх которого находится ветровлагозащита, а изнутри установлена ​​пароизоляция.

Это не может быть дешево

Чтобы сделать дом из клееного бруса теплым, нужно сделать стены толще, и чем толще стена, тем он дороже. Если сделать стену тоньше, то следует быть готовым к большим счетам за отопление. Клееный брус при всей своей кажущейся простоте смело может претендовать на гордое звание материала премиум-класса. Математика проста: на производство одного кубометра бруса уходит полтора кубометра доски, которую еще нужно просушить, обработать и склеить дорогим клеем.

Дом из этого материала не может быть экономичным; это следует понимать, принимая решение купить дешевое жилье. Если на рынке есть предложения по стилю: тепло, красиво, экологично и недорого – их следует избегать. Это относится и к профилированным балкам.

Как вы относитесь к клееному брусу? Напишите в комментариях!

Друзья, нас уже 35 тысяч! Ставьте лайк, подписывайтесь на наш канал, делитесь публикацией — мы работаем , чтобы вы получали только полезную и актуальную информацию!

Читайте также:

  • Как узаконить захват земли.
  • Начинающие маляры и пример того, как нельзя возить краску. Подборка веселых фотографий.

Смотреть видео — Усадьба Трубниковых: обзор дома из железобетона и кирпича от Романа Леонидова.

Клееная ламинированная древесина — Goodfellow Inc.

Goodlam является подразделением Goodfellow Inc., специализирующимся на разработке, производстве и производстве клееного бруса, широко известного как Glulam. Клееный брус — это конструкционный древесный продукт, который используется уже более века из-за его красоты, низкой стоимости, простоты конструкции и превосходной прочности. Мы не ограничиваемся только клееным брусом, мы также специализируемся на поставке и производстве тяжелой древесины.

Клееный брус — это инженерный продукт из дерева, состоящий из отдельных кусков габаритных пиломатериалов, которые соединены торцами и соединены вместе для создания ламинатов. Эти ламинаты укладываются и склеиваются в прямой или изогнутой форме. Балки изготавливаются с наиболее прочными пластинами в нижней и верхней части балки, где возникают максимальные растягивающие и сжимающие напряжения.Пластины с меньшей прочностью располагаются в зонах с меньшими нагрузками, что оптимизирует структурные свойства древесины. Будучи инженерным продуктом, элементы изготавливаются в строгом соответствии с рекомендациями, изложенными CSA, и сертифицированы APA-EWS посредством строгого контроля качества и программы испытаний.

Коммерческие приложения

  • Наружное применение
  • Фермы
  • Изогнутые и прямые формы

Жилые помещения

  • Стандартные и нестандартные балки
  • Балки перекрытия
  • Коньковые и стропильные балки
  • Траверсы
  • Столбцы

Характеристики

  • Профессиональные инженеры, техники и технические представители готовы оказать любую необходимую помощь.
  • Изготовлено и изготовлено по вашим спецификациям
  • Специальные услуги по изготовлению (предварительное сверление, предварительная резка и нумерация)
  • Стальные соединения и скобяные изделия, поставляемые Goodlam, при необходимости
  • Настил и другие сопутствующие товары в наличии
  • Доступны услуги по огнезащитной или консервирующей обработке и окрашиванию на месте
  • Таблицы проектирования балок и колонн доступны для упрощения спецификации.

Характеристики, использование и преимущества для строительства

Glulam, сокращение от клееного клееного бруса, представляет собой тип инженерной древесины, которую часто путают с поперечно-клееным брусом, который становится все более популярным для использования в различных типах строительных и ремонтных проектов.

В Usihome мы иногда используем клееный брус в наших сборных конструкционных деревянных изделиях из-за его уникальных характеристик и преимуществ, которые отличаются от традиционных пиломатериалов.

В этой статье вы можете узнать все о клееном брусе и понять, почему этот материал становится таким популярным!

Что такое клееный брус?

Клееный брус — это тип инженерной древесины, используемый в качестве строительного материала. Его изготавливают путем склеивания небольших деревянных реек (обычно толщиной от 6 до 45 мм), которые, вероятно, не использовались бы иначе.

После склеивания атмосферостойким конструкционным клеем клееный брус можно использовать для изготовления больших деталей и уникальных форм (прямых или изогнутых), которые ценятся за их механическую прочность, стабильность размеров и эстетические качества.

Свойства клееного бруса

Поскольку планки, используемые для изготовления клееного бруса, изготавливаются из более мелких деревьев, снижается неблагоприятное влияние сучков и других дефектов на механические свойства древесины. В результате клееный брус, как правило, более прочный и однородный, чем большие массивные пиломатериалы из хвойных пород.

Кроме того, поскольку рейки сушатся на заводе по отдельности перед склеиванием, клееный брус более стабилен в размерах, чем цельный пиломатериал.

Технология производства клееного бруса

Производство клееного бруса сочетает в себе две очень старые технологии деревообработки: склеивание и ламинирование.

Для создания цельного ламината несколько кусков дерева сушат, а затем укладывают вместе, параллельно волокнам древесины. (Для поперечно-клееного бруса волокна древесины располагаются перпендикулярно.) В зависимости от региона могут использоваться рейки из сосны, лиственницы, ели, болиголова и даже пихты.

Для создания эффективных структурных элементов планки должны быть соединены между собой водостойким клеем, настолько прочным, что они могут заменить соединения, которые обычно выполняются с помощью стали и шурупов.

Согласно CCQ, клееный брус считается «крупным пиломатериалом», когда он достигает минимальных размеров. Поэтому он должен быть изготовлен в соответствии с CSA O122 –  «Конструкционная клееная древесина «, а производитель должен соответствовать CSA O177 – «Квалификационный кодекс для производителей конструкционной клееной древесины «.

На основании таких критериев оценки, как допустимое напряжение изгиба детали (x10² фунтов на квадратный дюйм) и однородность используемых ламинатов, клееный брус, произведенный в Канаде, классифицируется как «универсальный» или «запатентованный».

Основные области применения клееного бруса

Клееный брус

рекомендуется для всех видов строительства, от жилых до промышленных зданий.

Данный вид конструкционных композитных пиломатериалов может быть использован для изготовления различных конструктивных элементов здания:

Клееный брус

также можно использовать для создания различных конфигураций поддерживающих арок и ферм крыши.

Преимущества клееного бруса

Glulam становится все более популярным среди подрядчиков, которые используют его в своих жилых, коммерческих и институциональных строительных проектах.

Ценится за множество преимуществ.

Уникальная эстетика

Для создания каркаса здания можно использовать различные типы деревянных балок, но немногие из них так же эстетичны, как клееный брус. Его уникальная эстетика обусловлена ​​разнообразием деревянных планок, из которых он состоит, и их расположением, которое может создавать интересные контрасты.

Может использоваться для создания открытых пространств

Благодаря высокой несущей способности и малому весу клееный брус можно использовать для создания больших открытых пространств без необходимости использования опорных балок. Он может иметь длину до 100 метров без промежуточной опоры.

Устойчив к химикатам и влаге

Glulam обладает отличной устойчивостью к различным химическим веществам. Он также устойчив к повреждениям, связанным с влажностью, таким как деформация.

Может использоваться для создания изогнутых балок и арок

Искривленные, выпуклые и гнутые формы очень трудно создать из цельного пиломатериала.Однако, поскольку клееный брус изготавливается из небольших планок, не обязательно, чтобы детали повторяли структуру дерева.

Обладает отличной огнестойкостью

Конструкции из клееного бруса

менее уязвимы к пожару, чем незащищенная сталь. В случае пожара вокруг сердцевины клееного бруса образуется обугленный слой, снижающий потребление кислорода и замедляющий возгорание.

Стабильность размеров лучше, чем у цельного пиломатериала

. Влажность клееного бруса

составляет около 12 %, что соответствует равновесной влажности 20 °C и относительной влажности 65 %, что очень похоже на условия большинства внутренних помещений. Это сводит к минимуму тепловое расширение и сжатие.

Снижает потребность в соединениях и фитингах

В конструкциях и рамах из клееного бруса может потребоваться меньше соединений и фитингов, чтобы перекрывать большие открытые пространства без промежуточных опор.

Очень легкий

Благодаря легкости клееного бруса его легко устанавливать, обслуживать и демонтировать. Исследования показывают, что балка из клееного бруса имеет ту же прочность, что и бетонная балка того же объема, но весит примерно в пять раз меньше.

Экологически чистый

Клееный брус

способствует более эффективному использованию лесных ресурсов, поскольку он производится из небольших кусков дерева, которые в противном случае, скорее всего, не использовались бы.

Кроме того, большинство производителей клееного бруса используют древесину из восстановленных лесов.

В UsiHome мы без колебаний используем конструкционные композитные пиломатериалы

В UsiHome мы без колебаний используем клееный брус для изготовления сборных конструкций, которые на 100% адаптированы к строительным проектам наших клиентов. Таким образом, мы можем персонализировать характеристики и внешний вид нашей продукции.

Свяжитесь с нашей командой, чтобы узнать, как наши продукты и опыт могут способствовать успеху вашего следующего проекта!

 

Механические свойства клееного бруса с различными схемами сборки

Секция из клееного бруса с пластинами разных сортов может эффективно использовать прочность материала и снизить стоимость.Испытание на изгиб в 4 точках было проведено на 18 образцах для исследования механических свойств клееного бруса. Для сборки секций балки использовались однородные, асимметричные смешанные и симметричные смешанные модели. По результатам экспериментов оценивали изгибную жесткость и надежность балок. Влияние схемы сборки на поведение клееного бруса при изгибе было исследовано с помощью моделей конечных элементов. Результаты показывают, что схема сборки секции мало влияет на режим разрушения клееного бруса.Относительная меньшая прочность в сжатой области сечения способствует замедлению появления первой трещины на балке из клееного бруса. Предложено уравнение для кажущейся жесткости клееного бруса на изгиб, результаты которого хорошо согласуются с результатами эксперимента. Секция балки, собранная по асимметричной смешанной схеме, сохраняет более высокий уровень безопасности по сравнению с балочной сборкой по однокомпонентной и симметричной смешанной схемам. Марка второй нижней пластины на растяжение мало влияет на характеристики клееного бруса, тогда как пластины более низкой марки в сжатой зоне сечения вызвали бы снижение жесткости на изгиб при меньшем прогибе.

1. Введение

Конструкционный клееный брус широко используется в деревянных конструкциях. Этот материальный продукт известен как материал, склеенный из отобранных кусков дерева путем соединения пиломатериалов встык, край в край и лицом к лицу [1]. По сравнению с пиломатериалами клееный брус может быть выполнен с большим пролетом и переменным поперечным сечением в зависимости от конкретных применений [2–7]. Кроме того, естественные дефекты, снижающие прочность, рандомизированы по всему объему структурного элемента. Появление клееного бруса принципиально решило проблему несоответствия древесины техническим требованиям по размерному разбросу и дефектам. Следует отметить, что конструктивные элементы из клееного бруса имеют завышенную прочность из-за его хрупкого вида разрушения. Важной особенностью клееного бруса является то, что при склеивании пластин можно получить секции с более высокой прочностью, чем прочность одиночной пластины, из которой они построены [8].

Было проведено множество исследований характеристик клееного бруса.Торатти и др. [9] провели анализ надежности клееной балки, который показал, что влияние изменения прочности незначительно. Томаси и др. [10] исследовал поведение на изгиб смешанных и армированных балок из клееного бруса. Результаты показали, что стальная арматура снова оказалась способной обеспечить простое и надежное решение. Хирамацу и др. [11] провели исследование прочностных свойств клееного бруса. Результаты показали, что использование клеевых краевых соединений не повлияло на разрушение образцов. Аншари и др. [12] предложили новый подход к усилению клееных балок, который был испытан на изгиб. Телес и др. [13] провели неразрушающий контроль для оценки прогиба клееных балок, изготовленных из твердой древесины. Роханова и Лагана [14] сделали описание параметров качества и соответствующих требований к конструкционной древесине. Финк и др. [15] предложили и проиллюстрировали вероятностный метод моделирования несущей способности клееного бруса. Карраско и др. [16] провели несколько испытаний для изучения влияния косого соединения на характеристики балки из клееного бруса.Бланк и др. [17] предложил аналитическую модель, которая продемонстрировала, что производительность балок из клееного бруса значительно повышается, если учитывать квазихрупкость. Кендлер и др. [18] провели испытание балок из клееного бруса с морфологией сучков, результаты которого показали, что механические модели деревянных элементов должны быть разработаны для реалистичного прогнозирования механических свойств.

При традиционном проектировании и изготовлении клееного бруса по сечению используются пластины однородного сортамента. Влияние схемы сборки на элементы конструкции не учитывается, что является пустой тратой материалов. Секция из клееного бруса с пластинами разных сортов может эффективно использовать прочность материала и снизить стоимость. Несмотря на то, что несколько основных схем сборки охвачены некоторыми руководствами и стандартами по проектированию [19–22], необходимо провести дополнительные исследования влияния схем сборки на характеристики клееного бруса. В этом исследовании проводятся испытания балок на изгиб в 4 точках для оценки механических свойств клееного бруса.Используются три типа шаблонов сборки, которые включают сборку однородного класса, асимметричную сборку смешанного класса и симметричную сборку смешанного класса. По результатам экспериментов оценивают изгибную жесткость и надежность балок различными методами. Также проводится параметрический анализ ABAQUS.

2. Экспериментальная программа
2.1. Свойства материала

Образцы клееного бруса, протестированные в этом исследовании, были изготовлены с использованием шести сортов пластин из пихты Дугласа, от класса Me 8 до Me 14. Образцы клееного бруса были изготовлены и испытаны на предел прочности и модуль упругости, как показано на рис. 1. Свойства материала клееного бруса приведены в таблице 1. Эпоксидная паста для склеивания имела модуль упругости при пределе прочности на растяжение 23. –26 МПа и прочность на сдвиг 13–16 МПа, которые обеспечиваются поставщиками.


класс Учебное напряжение на растяжение (MPA) Упругие модуль в напряжении (МПа) Ultimate Сжимание Стресс (МПа) Упругие модуль в сжатии (МПа)

Me8 18.1 8636 33,6 8787
ME9 21,8 9381 37,7 9692
ME10 22,6 10336 40,9 10828
me11 24. 6 11538 11538 43.3 43629
ME12 26,3 26,3 12318 12318 46.6 12630
Me14 32.8 14063 57,2 14282

9035 9035 Проектирование и изготовление образцов

Клееный брус сортов 21 и 24 был спроектирован в соответствии с китайским стандартом GB/T 26899-2011 [19], при этом пластины были склеены вместе в 6 слоев, как показано на рисунке 2. Три типа сборки использовались шаблоны, которые включали сборку однородного класса (TC T ), асимметричную сборку смешанного класса (TC YF ) и симметричную сборку смешанного класса (TC YD ).Для каждого профиля было разработано по три образца, в этом случае всего было изготовлено 18 образцов. Ширина и глубина всех образцов составляли 90 мм и 200 мм соответственно. Пролет всех образцов составлял 3750  мм. Отношение пролета к глубине составляло 18,75, что способствовало изгибу, а не сдвигу. Образцы были зажаты под давлением 0,5 МПа в течение 24 часов, как показано на рисунке 3, и подвергались постотверждению при температуре окружающей среды в течение 7 дней.

2.3. Установка и процедура испытания

Образцы были подвергнуты 4-точечному статическому изгибу, как показано на рис. 4.Вертикальные нагрузки прикладывались к пролету 1400 мм и 2200 мм через испытательную машину 100 кН со скоростью 2 мм/мин в соответствии с GB/T 50329-2002 [23]. Использовался метод контроля смещения, а общая продолжительность нагрузки устанавливалась в пределах от 6 до 14 минут. Шесть тензорезисторов были размещены на каждой пластине в середине пролета балки. Осадку на опоре и прогиб образца регистрировали с помощью линейных регулируемых дифференциальных трансформаторов (LVDT).

3. Экспериментальные результаты
3.1. Поведение образцов при разрушении

Предельная нагрузка и режим разрушения 18 образцов приведены в таблице 2. Можно видеть, что прочность асимметричного участка сборки из смешанных материалов и симметричного участка сборки из смешанных материалов была выше, чем у участка односортной сборки. На рис. 5 показаны явления разрушения типичных образцов. За исключением образца ТС Т -21, во всех образцах наблюдалось разрушение нижней пластинки при растяжении. Большинство трещин возникло из-за сучков на нижней пластине.Разрушения при сжатии и отслаивания не наблюдалось. Следует отметить, что расслоение, показанное на рис. 5, действительно произошло после разрушения образцов при растяжении. Некоторое отслоение происходит даже в самой пластине, а не в клеевом слое. По этой причине напряжение сдвига между пластинами в исследовании не учитывается. Это может означать, что схема сборки не повлияет на режим разрушения клееного бруса.



TC YD -21 (2) T -24 (1)
TC YF -24 (1)

-24 (2)

Ultimate Load (KN) сбой режима
Тестовые результаты Среднее значение
TC T -21 (1) 30. 02 29.06 Противостояние Нижняя Lamina
Tc T -21 (2) -21 (2) 28.91
TC T -21 (3) 28.24

TC YF -21 1) 40.53 3 39.23 Прокачка растяжения снизу Lamina
TC YF -21 (2) 39.03
TC YF -21 (3) 38.13

TC YD -21 (1) -21 (1) 45.03 43.59 43.59 Растягивающая провал дна Lamina
43.37
TC yd -21 (3) 42.37

TC T -24 (1) 38. 27 37.34 Отсутствие растяжения Нижняя ЛАМИНА
TC T -24 (2) 37.16
TC T -24 (3) -24 (3) -24 (3) 36.59

(1) 50.77 49.84 49.84 Отсутствие растяжения Нижняя Lamina
TC YF -24(2) 50.10
TC YF -24 (3) -24 (3) 48.65
TC YD -24 (1) 56.63 56.63 55.38 Прокачка растяжения Нижняя Lamina
TC YD -24 (2) 55.67
TC YD -24 (3) 53. 83

3.2. Реакция балок на нагрузку-прогиб

На рис. 6 показана реакция образцов на нагрузку-прогиб.Представлена ​​только одна типичная кривая каждой схемы сборки. Анализ кривых нагрузки-перемещения показывает, что даже трещины инициировались и распространялись вместе с увеличением вертикальной нагрузки, поведение образцов оставалось почти линейным, и до разрушения образцов не происходило значительного снижения жесткости. Можно видеть, что жесткость секций сборки смешанной марки была выше, чем жесткость секции сборки однородной марки. Можно сделать вывод, что поведение нижней пластины оказывает наибольшее влияние на прочность и жесткость клееного бруса, а не средней пластины.

Растрескивающая нагрузка асимметричной сборной секции из смешанных сортов больше, чем у однородных и симметричных сборочных секций из смешанного сортамента в секциях из клееного бруса класса 21 и класса 24. Этот факт может свидетельствовать о том, что относительная меньшая прочность в сжатой области сечения способствует замедлению появления первой трещины на балке из клееного бруса по сравнению с аналогичными показателями на односортном и симметричном смешанном сборочном участке. На рис. 6 также показано, что секции сборки смешанного класса имеют больший предельный прогиб, чем секция сборки с однородным классом.Сравнивая секции из клееного бруса сортов 21 и 24 с одной и той же схемой сборки, можно увидеть, что деформационная способность клееного бруса будет уменьшаться с увеличением сорта клееного бруса.

3.3. Распределение деформации в секции в середине пролета

Пластины секции пронумерованы от 1 до 6 сверху секции. На рис. 7 показано распределение деформации в середине пролета типичных образцов при различных уровнях нагрузки. Всего для шести секций в классах 21 и 24 секции растяжения и сжатия находятся в состоянии упругости на ранней стадии нагрузки, что подтверждает отсутствие проскальзывания на границе раздела между пластинками в секции. После образования трещин наблюдалась нелинейность при растяжении и сжатии, свидетельствующая о дальнейшем развитии трещин в образцах. Значения, приведенные в таблице 3, показывают, что асимметричная схема сборки допускает более высокое напряжение в клееной древесине при разрушении, чем симметричная схема сборки.

40,53 39,03 45,03 43,37 55,67 53,83

Noad Нагрузка на неудачу (кН) Максимальная растягивающая штамм в нижней ламинаре ( με ) Максимальный натяжной напряжение в нижней пластинке (MPA)

ТК Т -21(1) 30.02 2100 2200 22.7
TC T -21 (2) 28.91 2100 2100 21.7 TC T -21 (3) 28.24 2050 21,2
TC Ю.Ф. -21 (1) 3050 37,6
TC Ю. Ф. -21 (2) 3000 36,9
ТК YF -21(3) 38.13 2 900 35,7
TC Ю.Д. -21 (1) 2750 33,8
ТК Ю.Д. -21 (2) 2600 32.0
TC YD -21 (3) 42.37 2550 31.4
TC T -24 (1) 38.27 1500 18.0
TC Т -24(2) 37.16 1400 1400 16.8
TC T -24 (3) 36.59 1350 16.2
TC YF -24 (1) 50.77 2250 2250 27.7
TC YF -24 (2) 50.10 2200 2700 27. 1
TC YF -24 (3) 48.65 2050 25.2
TC Ярд -24(1) 56.63 тысяче девятьсот 26,6
ТК Ю.Д. -24 (2) 1800 25,3
TC Ю.Д. -24 (3) 1650 23.1

4. Обсуждение результатов
4.1. Жесткость при изгибе

Экспериментальная кажущаяся жесткость при изгибе (EI) e.app балки из клееного бруса для всего пролета [23] может быть получена из кривых нагрузка-прогиб с помощью следующего уравнения: где Δ F ω — наклон кривой прогиба нагрузки, l s — расстояние между точкой приложения нагрузки и опорой, а L — пролет балки.

Теоретическая жесткость на изгиб ( EI ) em балки из клееного бруса может быть получена из упругой модели с использованием уравнения (2). Межслойные скольжения и вклад эпоксидных клеев в расчет не учитывались: где E i — модуль упругости слоя , A i — площадь слоя i , а a i — расстояние между центром тяжести слоя i и нейтральной осью.

Уравнение из ссылки [21], которое может учитывать деформацию сдвига и отношение длины к высоте балки из клееного бруса, также используется для расчета теоретической жесткости на изгиб ( EI ) ec балки из клееного бруса :где G w – модуль сдвига пластин, равный 730 МПа [24], H – высота балки, k – коэффициент деформации сдвига, определяемый по формуле h w – стенка высота, b w — ширина стенки, b — ширина балки.

Как указано в Таблице 4, жесткость на изгиб секции балки класса 21 на основе простой упругой модели выше экспериментальных результатов, а жесткость секции балки класса 24 ниже экспериментальных результатов. При рассмотрении деформации сдвига и отношения пролета к глубине теоретические значения становятся ниже для секций балки класса 21 и класса 24.

e.app 9036

( EI ) e.APP ( Ei ) EM EM ( EI ) EI ) EI / ( Ei ) Ei ) EIAPP ( EI ) EC ( EI ) ес / ( Е.И. )

ТС Т -21 (1) 5,05 6,16 1,23 5,77 1,14
ТК Т -21(2) 4.97 6,16 1,24 5,77 1,16
ТС Т -21 (3) 4,93 6,16 1,25 5,77 1,17
TC Ю. Ф. — 21 (1) 5,45 6,44 1,18 6,01 1,10
TC Ю.Ф. -21 (2) 5,23 6,44 1,23 6,01 1,15
ТК YF -21(3) 4.98 6,44 1,29 6,01 1,21
ТК Ю.Д. -21 (1) 6,02 6,89 1,14 6,40 1,06
TC Ю.Д. — 21 (2) 5,88 6,89 1,17 6,40 1,09
TC Ю.Д. -21 (3) 5,76 6,89 1,20 6,40 1,11
ТК Т -24(1) 5.76 6,74 1,17 6,27 1,09
ТС Т -24 (2) 5,43 6,74 1,24 6,27 1,15
ТК Т — 24 (3) 5,38 6,74 1,25 6,27 1,17
TC Ю. Ф. -24 (1) 6,80 7,50 1,10 6,98 1,02
ТК YF -24(2) 6.56 7,50 1,14 6,98 1,06
TC Ю.Ф. -24 (3) 6,36 7,50 1,18 6,98 1,10
TC Ю.Д. — 24 (1) 7,38 7,92 1,07 7,29 0,99
TC Ю.Д. -24 (2) 7,01 7,92 1,13 7,29 1,04
TC YD -24(3) 6.88 70379 7.92 1.15 1,15 7.29 1,06

Поскольку уравнение (3) слишком сложно использовать, поправочный фактор K V для теоретической жесткости изгиба было предложено в работах [7, 25]: где m , n , p — константы, определяемые опытным путем.

На основании экспериментальных результатов в этом исследовании предлагается следующий поправочный коэффициент K v1 :

На рис. 8 показано сравнение между экспериментальными результатами и теоретической жесткостью на изгиб.Можно было видеть, что теоретическая жесткость на изгиб с предложенным поправочным коэффициентом в этом исследовании лучше всего соответствует экспериментальным результатам. Поправочный коэффициент 90 756 K 90 757 90 482 v 90 483, рассчитанный методами, описанными в ссылках [7, 25], слишком мал, чтобы соответствовать экспериментальным результатам в данном исследовании. Это можно объяснить тем, что для образцов при испытаниях в работах [7, 25] использовались композитные сечения. В будущем необходимо провести дополнительные исследования для повышения точности расчета теоретической жесткости на изгиб балок из клееного бруса.


4.2. Надежность

Для оценки эффективности разносортного клееного бруса для проведения анализа используются критерии эксплуатационной пригодности Еврокода 5 [21]. Изгибающий момент, относящийся к предельному прогибу L /300, определяется как M 300 . Коэффициент α определяется как отношение между изгибающим моментом M 300 сборочных секций смешанного и однородного профиля. Коэффициент β определяется как отношение между предельным изгибающим моментом M u и изгибающим моментом M 300 .Ссылаясь на эти факторы как на стандарт, можно оценить поведение балок с различными схемами сборки при эксплуатационных нагрузках.

Как указано в таблице 5, эффективность клееного бруса значительно повышается при использовании смешанной схемы сборки: момент M 300 увеличивается на 14–40 % по сравнению с однородной схемой сборки. Из Таблицы 5 также видно, что коэффициент β асимметричной схемы сборки, которая представляет уровень безопасности, больше, чем у двух других моделей сборки.Это означает, что секция балки, собранная по асимметричной смешанной схеме, сохраняет более высокий уровень безопасности, чем секция, собранная по однокомпонентной и симметричной смешанной схемам сборки, при одинаковой несущей способности балок.

α = м 300 — смешанные / M M 300-Union -21 (2) 1,99

N M U (KNM) U (KNM) M 300 (KNM) M M U / M 300380

TC T -21 (1) 48.03 21.82 2.20
(2) 46.26 21.36 2.17
TC T -21 (3) 45.18 20,76 — 2,18
TC Ю.Ф. -21 (1) 64,85 26,65 1,22 2,43
TC Ю.Ф. -21 (2) 62,45 24. 78 1,16 2,52
TC Ю.Ф. -21 (3) 61,00 23,66 1,14 2,58
TC Ю.Д. -21 (1) 72.05 32.36 1,48 2,23
TC Ю.Д. -21 (2) 69,39 29,67 1,39 2,34
TC Ю.Д. -21 (3) 67.79 28.26 1,36 2,40
ТС Т -24 (1) 61,23 35,89 1,71
ТС Т -24 (2) 59.46 34.56 1,72
ТС Т -24 (3) 58,54 33,36 1,75
TC Ю.Ф. -24 (1) 81,23 40,86 1.14
TC Ю.Ф. -24 (2) 80,16 39,55 1,14 2,02
TC Ю. Ф. -24 (3) 77,84 37,96 1.14 2,05
TC Ю.Д. -24 (1) 90,61 48,92 1,36 1,85
TC Ю.Д. -24 (2) 89,07 47,58 1.38 1,87
ТК Ю.Д. -24 (3) 86,13 45,97 1,38 1,87

5. Численный анализ
5.1. Модель конечных элементов

Модели конечных элементов разрабатываются с использованием ABAQUS для исследования влияния схемы сборки на поведение при изгибе клееного бруса. Твердые элементы C3D8R используются для моделирования пластин, которые соединяются вместе с помощью команды «Tie», как показано на рисунке 9, поскольку в ходе испытаний не наблюдалось проскальзывания.Вертикальные нагрузки прикладывают в том же положении, что и при испытании на 4-точечный изгиб. Размеры и свойства материала модели идентичны образцам.


5.2. Проверка модели

Модели конечных элементов (КЭ) типичных образцов проверяются по результатам испытаний, как показано на рис. 10. Численные результаты хорошо согласуются с результатами испытаний по жесткости и прочности образцов на изгиб. Из-за наличия дефектов и сучков в образцах наклон кривых, представляющих численные результаты, несколько выше, чем у кривых, представляющих результаты испытаний.В целом модели КЭ достаточно точны для проведения параметрического анализа.

5.3. Параметрический анализ

Шесть секций из клееного бруса собираются для параметрического анализа, как показано на рис. 11. Сечение A1 основано на образце TC YD -21. Стандартные механические свойства, полученные из ссылки [19], в дальнейшем вводятся в модели для параметрического анализа. Достижение максимального растягивающего напряжения в нижней пластине определяется как разрушение моделей в соответствии с режимами разрушения, продемонстрированными в ходе испытаний.


5.3.1. Вторая нижняя пластина при растяжении

Из-за того, что виды разрушения нижней пластины при растяжении наблюдались на всех 18 образцах, можно сделать вывод, что поведение нижней пластины при растяжении определенно играет решающую роль в механических свойствах клееного бруса. На основании этого общеизвестного факта изучается влияние второй нижней пластины на растяжение, как показано на рисунке 12. На рисунке 13 (а) показаны кривые нагрузка-прогиб моделей A2 и A3. Можно видеть, что класс второй нижней пластины при растяжении мало влияет на характеристики клееной балки, включая жесткость на изгиб, прочность на изгиб и предельный прогиб.На рис. 13(b) показана нефограмма стресса для моделей, где наблюдается небольшая разница.


5.3.2. Верхняя пластина при сжатии

Несмотря на то, что в ходе испытаний не наблюдалось разрушения при сжатии, считается, что верхняя пластина при сжатии влияет на механические свойства клееного многослойного таймера. С этой целью две секции с различными верхними пластинами при сжатии собираются, как показано на рисунке 14. На рисунке 15 (а) показаны кривые нагрузка-прогиб для верхних пластин разного класса. Видно, что жесткость и прочность моделей на изгиб увеличиваются с увеличением класса прочности верхней пластины, в то время как предельный прогиб моделей имеет обратную тенденцию.На рис. 15(b) показаны стрессовые нефограммы моделей. Максимальное сжимающее напряжение и растягивающее напряжение в модели A3 выше, чем в модели A4.


5.3.3. Последовательность сборки

При одном и том же классе и количестве пластин три секции собираются в разной последовательности, как показано на рис. 16. Класс пластин в зоне сжатия секции уменьшается. На рис. 17(а) показано влияние последовательности сборки на производительность моделей при изгибе. Видно, что жесткость и прочность моделей при изгибе уменьшаются с уменьшением марки пластин в области сжатия сечения, а предельный прогиб моделей имеет обратную тенденцию. При этом стоит отметить, что снижение изгибной жесткости наблюдается при все меньшем прогибе с пластинами меньшего уклона в сжимаемой области сечения.


6. Выводы

Всего для исследования механических свойств клееного бруса на четырехточечный изгиб было испытано 18 образцов. Для изготовления секций балки использовались однородная сборка, асимметричная смешанная сборка и симметричная смешанная сборка. По результатам экспериментов оценивают изгибную жесткость и надежность балок различными методами.Кроме того, для дальнейшего исследования проводится численный анализ. Сделаны следующие выводы: (1) Схема сборки сечения мало влияет на режим разрушения клееного бруса. Относительно более низкая прочность в сжатой области сечения полезна для замедления появления первой трещины на балке из клееного бруса. пластины уклона в сжимаемой области сечения вызовут снижение жесткости на изгиб при меньшем прогибе.(3) Секция балки, собранная по асимметричной разносортной схеме, сохраняет более высокий уровень безопасности, чем собранная по односортной и симметричной разносортной схемам. (4) Предложено уравнение для кажущейся жесткости на изгиб клееного бруса. что показывает хорошее согласие с экспериментальными результатами.

Доступность данных

В статью включены экспериментальные и численные данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Проект был поддержан Фондом фундаментальных исследований центральных университетов (№ 2572017CB02 и 2572017DB02), Национальным фондом естественных наук Китая (№ 51408106), Программой фундаментальных исследований естественных наук Шэньси (№ 2019JQ- 145), Открытый фонд Шэньсийской ключевой лаборатории безопасности и долговечности бетонных конструкций (№ XJKFJJ201803) и Молодежная инновационная группа университетов Шэньси и Специальный фонд Университета Сицзин (№ XJ17T07), которые выражают благодарность.

Прочностные свойства клееного бруса

Материалы (Базель). 2020 сен; 13(18): 4029.

Моника Чуда-Ковальска

2 Институт структурного анализа, Факультет гражданского строительства и транспорта, Познаньский технологический университет, пл. Sklodowskiej-Curie 5, 60-965 Познань, Польша; [email protected]

Karol Łabęda

3 Кафедра мебели, Факультет деревообработки, Познаньский университет естественных наук, Wojska Polskiego 38/42, 60-627 Познань, Польша; л.с[email protected]

2 Институт структурного анализа, Факультет строительства и транспорта, Познаньский технологический университет, пл. Sklodowskiej-Curie 5, 60-965 Познань, Польша; [email protected] 3 Факультет мебели, Факультет деревообработки, Познаньский университет естественных наук, Wojska Polskiego 38/42, 60-627 Познань, Польша; [email protected]

Поступила в редакцию 14 августа 2020 г.; Принято 8 сентября 2020 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).Эта статья цитировалась в других статьях в PMC. .

Abstract

В работе оценивалась возможность изготовления клееных конструктивных элементов из древесины сосны после ее механической сортировки в горизонтальном расположении. Предполагалось, что древесина сосны не свободна от дефектов, и наружные ламели также подлежат визуальному осмотру.Это приведет к отбраковке только предметов с большими гнилыми сучками. Из исследуемой древесины сосны изготовлены балки предполагаемых марок GL32c, GL28c и GL24c. Наше исследование показало, что ожидаемый модуль упругости при изгибе в значительной степени сохранялся разработанными моделями балок, но их прочность была связана с качеством соответствующих ламелей, а не с их модулем упругости. В среднем прочность балок на изгиб составила 44,6 МПа. Причиной их разрушения было индивидуальное техническое качество данного изделия из древесины, слабо связанное с его модулем упругости, оцениваемым при испытании на изгиб. Хотя модуль упругости изготовленных типов балок различался довольно значительно (11,45–14,08 кН/мм 2 ), прочность на изгиб для всех типов была одинаковой. Значимые различия возникли только при более детальном анализе, поскольку младшие классы характеризовались большим разбросом прочности на изгиб. При этом появились балки прочностью от 24 МПа до 50 МПа.

Ключевые слова: балки , клееный брус, модуль упругости, древесина сосны, лабораторные испытания

1.Введение

Развитие строительной отрасли и поиск способов использования традиционных и альтернативных конструкционных материалов привели к появлению новых материалов: EWP (изделия из инженерной древесины). В случае с ЭВП идея заключается в получении полноценного продукта из материала, который изначально не подходил для конкретных целей из-за своего размера или недостаточного качества [1,2]. В настоящее время в Европе и мире наблюдается развитие технологий производства и применения клееного бруса, в основном GLT (клееного клееного бруса). Этот материал очень хорошо вписывается в технологическую тенденцию EWP. GLT обладает типичными характеристиками массивной древесины: легким весом, хорошей прочностью, эластичностью, долговечностью, простотой обработки и уникальной особенностью, т. Е. Легко формуется в поперечные сечения. Его поперечное сечение имеет слоистую структуру, что позволяет при необходимости изготавливать детали с переменной высотой поперечного сечения [3,4,5,6].

Деревянные детали склеены связующими, гарантирующими высокую прочность при статических и динамических нагрузках.Слои конструкционной древесины, особенно для изготовления несущих конструкций, почти всегда комбинируют с помощью резорцин-феноло-формальдегидных (ПРФ) или меламино-мочевиноформальдегидных (МУФ) клеев. Кроме того, все более популярным становится клей на полиуретановой основе. Все эти клеи должны обеспечивать высокую износостойкость в различных условиях окружающей среды [7,8,9,10,11].

Исследования долговечности прямых и гнутых балок, состоящих из деревянных слоев, склеенных синтетическими смолами, показывают, что такие элементы имеют несущую способность, сравнимую с несущими способностями, изготовленными из массивной древесины. Более того, многослойная структура древесины привела к улучшению качества материала [3,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21].

Недавние исследования клееного бруса были сосредоточены, среди прочего, на материалах, склеенных вдоль и поперек. Результаты испытаний цельного бруса высокого качества и клееного бруса, даже полученного из бруса более низкого качества после сортировки, свидетельствуют о том, что последний обладает лучшими прочностными свойствами. В основном это связано с распределением дефектов и процессом склеивания.Так, исследования были сосредоточены на формообразовании поперечных сечений изделий из тонкой древесины, состоящей из различных по прочности материалов [22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30]. ].

По данным JCR (Journal Citation Reports), за последние 20 лет было опубликовано более 700 научных статей о клееной древесине. Они рассмотрели, среди прочего, методы армирования компонента с использованием стеклянных или углеродных волокон [31,32,33,34], влияние различных факторов на поведение композитов сталь-дерево (СТК) [35,36,37]. и клеено-бетонные балки [38,39,40].

Как упоминалось ранее, в случае клееного бруса поперечные сечения полученных элементов могут иметь необходимую форму. Однако важно то, что прочность также повышается, и она, как правило, выше, чем у комбинированных элементов. Коэффициент вариации для теста на изгиб также улучшен [41,42]. В работах Томаси [43] и Гонсалеса [37] указывалось на значительное улучшение механических свойств клееных клееных балок, армированных стальными стержнями.Однако они указали, что качество соединения стали и дерева имеет большое значение в этих системах. Вышеупомянутые авторы обращают внимание на системы из ламелей разного качества; однако существует возможность соединения ламелей по ширине [44, 45] или их изготовления из разных пород [46, 47]. Созданные системы являются результатом определенных фиксированных концепций, описанных в соответствующем стандарте или модели, описанной в работах Fink [48], Foschi и Barrett [49] или Hernandez et al.[50] может быть основой для их создания. Прогнозирование будущего качества производимых элементов GLT является первостепенной задачей для инженеров, поддерживающих эту отрасль деревообрабатывающей промышленности, поскольку, в отличие от массового производства древесных плит со стабилизированными параметрами, испытания изготовленных GLT дороги и сложны.

Параметром ГЛТ, определяющим его пригодность, является, прежде всего, прочность ламелей с различными параметрами и свойствами, определенными в действующих нормативных документах с учетом допустимых классов клееного бруса [51,52,53].Действующая система классификации прочности (EN 338) [54] для конструкционной древесины позволяет использовать единый класс прочности в диапазоне С16–С30 для балок однородной конструкции и в сочетании с более низкими классами прочности С16 и С18 в случае однородной конструкции. неоднородная структура (EN 384) [55]. Класс C связан со статической прочностью на изгиб изготовленного материала. Прочность бездефектной древесины сосны обычно находится в пределах 90–110 МПа. Однако из-за его природных особенностей, которые с технологической точки зрения часто признаются дефектами, механические свойства значительно ухудшаются.Прочностные характеристики большинства пиломатериалов часто ниже 20 МПа, что обусловлено в основном наличием сучков. Они появляются на различных участках с интервалом от 40 до 60 см. На свойства древесины влияет не только количество и размер сучков, но и их прочность. Некачественные узлы обычно разрезают, а полученные элементы соединяют с применением пальцевых соединений. Эта методика известна и постоянно развивается со времен Второй мировой войны [56].Сучки являются важным типом дефекта и из-за своих размеров поражают, в частности, сосновую древесину (а, б). Для сравнения, для древесины ели характерно наличие значительно более мелких сучков (в). Таким образом, их удаление способствует улучшению как технического качества, так и внешнего вида каждого куска соснового бруса. Однако похоже, что в случае склеенных компонентов появление сучков имеет меньшее значение, и визуальная сторона менее важна.

Примеры сучков из: ( a , b ) сосны обыкновенной и ( c ) ели европейской.

Следовательно, целью представленной работы было исследование возможности использования древесины сосны, рассортированной исключительно по механическим свойствам, за исключением наружных слоев. Наружные ламели восьмислойных балок также оценивались визуально. При оценке куски древесины, имеющие краевые сучки или крупные гнилые сучки, были классифицированы как непригодные для наружных слоев.

2. Материалы и методы

Материалом для исследований служила древесина сосны следующих размеров: ширина 137 мм × 39.Толщина 50 мм × длина 3485 мм. Средняя плотность пиломатериалов составила 571 кг/м 3 (средняя влажность 8,98%). Древесина сосны получена путем распиловки древесины в виде бревен круглого сечения, происходящих из лесничества Олесно (50°52′30″ с.ш. 18°25′00″ в.д.). Полученные пиломатериалы сушили до влажности 10% ± 2%. После сушки пиломатериал укладывали так, чтобы получить одинаковую толщину всех ламелей. Предварительную оценку проводили в соответствии с EN 338.Подробное описание оценок модуля эластичности включено в первую часть исследования. Из отобранных деревянных изделий были изготовлены в полупромышленных условиях клееный брус диаметром 137 мм × 300 мм, т. е. состоящий из восьми слоев. За исключением наружных слоев, выбор ламелей для изготовления балок зависел только от определяемого значения модуля упругости. От наружных слоев, за исключением требуемого значения модуля упругости, требовалось отсутствие краевых сучков.Сырье, происходящее из этого региона, характеризуется более высоким процентным содержанием древесины, физико-механические параметры которой позволяют отнести значительную ее часть (45%) к более высоким классам, чем С24 (подробности будут приведены в следующей главе). Поэтому предполагалось, что соответствующие модели балок будут удовлетворять условиям модуля упругости, установленным для марок GL24c, GL28c и GL32c согласно EN 14,080 [57]. Упругие свойства слоев балки определяли по Бодигу и Джейну [58], предполагая, что балка симметрична и содержит восемь ламелей (1):

Eef=1Jy∑i=14Ei[Jyi+Ai(di)2]

(1)

где:

  • E E EF — Эффективная / замена модуля упругости, N / мм 2 ,

  • J Y -Area момент инерции, мм 4 ,

  • E I 9 I -Модулус эластичности слоя, N / мм 2 ,

  • I -Cross-секционная площадь, мм 2 ,

  • D от нейтральной оси, мм.

Принятые значения модуля упругости для различных типов балок показаны на .

Таблица 1

Упругие свойства расчетных балок.

+ +
Тип луча Количество образцов E среднее Е мин Е макс Е средний первый слой Е средний 4st слой МОР Декларация *
KN / MM 2 N / мм 2
GL24C 12 11. 71 11,25 11,93 12,53 / 1,42 ** 8,48 / 1,88 24
GL28c 14 12,82 11,98 13,50 13,96 / 5,44 8,08 / 11,69 28
GL32C 22 14. 84 14.84 14.13 16.52 16.52 16.45 / 8.64 / 8.64 32
32

Незадолго до употребления приготовления клееных лучей, древесины предметы были дополнительно обработаны в соответствии с планом улучшения их поверхностей перед их склеиванием.Эффективная толщина отдельных ламелей составила 37,5 мм. Полученную поверхность покрыли клеем в количестве 220–250 г/м 2 . В качестве связующего вещества использовали меламиномочевиноформальдегидную смолу (MUF 1247) и специальный отвердитель (2526) фирмы Akzo Nobel (Амстердам, Нидерланды). Смесь готовили с учетом условий, сложившихся в лабораторном помещении. Отвердитель использовали в количестве 20 г на каждые 100 г смолы, как рекомендовано Akzo Nobel для этой смолы.Клей наносили с помощью валиковой машины для нанесения покрытий. Балки изготавливались при комнатной температуре в диапазоне от 20°C до 24°C. Время загрузки пресса составляло около 12–15 мин. Четыре балки прессовали одновременно под давлением 0,48 МПа в течение 20 часов. Каждый день изготавливали четыре балки. Прессование производилось с использованием промышленного пресса, оснащенного гидроцилиндрами, предназначенного для производства клееных конструкционных элементов (ФОСТ, Черск, ПЛ). После изготовления балки кондиционировались в лаборатории в течение мин.четыре недели. Условия в лаборатории контролировались: температура 21 ± 2 °С, влажность воздуха 55–65 %. После периода кондиционирования балки оценивали по их механическим свойствам. Из-за веса балок их не строгали. Излишки клея удаляли вручную непосредственно перед испытанием механических свойств.

Полученные балки были оценены на прочность при четырехточечном изгибе в соответствии с диаграммой, показанной на рис. показан внешний вид испытательного стенда.Он был оборудован: гидроцилиндром (50 Mg, Hi-Force, Daventry, UK), гидронасосом (50 Mg, Hi-Force, Daventry, UK), регулятором расхода масла (Hi-Force, Daventry, UK), датчик силы (CL 16 tm 500 kN, ZEPWN, Marki, PL) и датчик деформации (KTC-600-P, Variohm Eurosensor, Towcester, UK).

Схема испытанной восьмислойной балки.

Стенд для испытаний на прочность на изгиб и модуль упругости.

Для учета влияния влажности на модуль упругости полученные результаты рассчитывались по уравнению Баушингера (2):

E12=EMC[1+αMC·(MC−12)]

(2)

где:

  • E 12 12 -Модулус эластичности древесины для влаги содержание 12%, N / мм 2 ,

  • E MC -Модулус эластичности древесины для влаги содержание 4 % < w < 20 %,

  • α MC — коэффициент вариации модуля упругости древесины после изменения ее влажности на 1 % — принимается равным 0. 02,

  • MC — абсолютная влажность древесины, %.

Испытание на разрушение включало оценку точки и причины отказа для каждой конкретной балки.

Результаты экспериментальных измерений были проанализированы с использованием пакета STATISTICA 13.0 (версия 13.0, StatSoft Inc., Талса, Оклахома, США).

3. Результаты и обсуждение

Средние значения модуля упругости показаны на . Приведенные в нем значения указывают на то, что подготовленные балки, за исключением марки GL32c, показали низкую изменчивость модуля упругости при изгибе.При этом полученные значения были близки или лишь немного превышали предполагаемые (отрицательное значение δ). Поскольку влажность балок во время испытаний значительно отличалась от 12% (средняя влажность для всех балок составляла 8,83%), результаты были пересчитаны с использованием уравнения Баушингера (2). За исключением балок марки GL32c, расчетные значения модуля упругости оказались лишь немного ниже предполагаемых. Для GL32c относительная разница составила 5,1%. Предполагая, что значения модуля упругости, рассчитанные для 12% MC, являются подходящими, следует ожидать, что балки удовлетворяют предположениям в этом отношении.

Таблица 2

Упругие свойства расчетных балок.

Тип балки Предполагаемые значения Определенные значения δ *
(%)
E Среднее на 12% MC
(KN / MM 2 )
E 5PERCARCENT на 12% MC
(KN / MM 2 )
E SEVELZ (KN / MM 2 ) COV
(%)
E MOSTP (KN / MM 2 ) CoV
(%)
GL24c 11. 71 1,81 12,79 6,42 -9,21 11,45 10,43
GL28c 12.82 3,83 13,63 6,84 -6,31 12,78 11,78
GL32C 14. 84 4,00 14.94 14.94 14.1 -0.68 — 0,68 14.08 11.68 11.68

Предполагается, что подготовленные балки должны иметь статическую прочность изгиба, которая не ниже 24 н. мм 2 , 28 Н/мм 2 и 32 Н/мм 2 соответственно для балок типов GL24c, GL28c и GL32c.Наименьшая прочность для всех подготовленных балок составила 29,97 Н/мм 2 , а наибольшая 55,38 Н/мм 2 . Однако статическая прочность балок на изгиб имела нормальное распределение (), и, что важно, ее стандартное отклонение составило всего 6,45 Н/мм 2 , а коэффициент вариации 14,5 %, несмотря на то, что они были рассчитаны на разные значения модуль упругости. Это означает, что прочность полученных балок характеризовалась низкой изменчивостью и не сильно коррелировала с проектируемой системой.

Гистограмма статической прочности на изгиб для клееного бруса из механически профилированной древесины.

Следовательно, статическая прочность на изгиб не коррелирует с маркой проектируемых балок.

Приведенные данные показывают, что все модели характеризуются одинаковой прочностью около 44,5 Н/мм 2 , независимо от предполагаемой марки древесины, тогда как анализ модуля упругости показывает наличие двух четко различающихся групп.

Однофакторный дисперсионный анализ для системы: марка клееной балки – статическая прочность на изгиб; марка балки – модуль упругости. Буквы обозначают однородные группы для теста Тьюки.

Значения прочности, полученные при испытании на изгиб, также были пересчитаны по формуле Баушингера, на этот раз с коэффициентом α = 0,04. Результаты, полученные с этим фактором, показаны на рис. Таким образом, средние значения, рассчитанные для всех балок, были снижены с 44,5 Н/мм 2 до 38,6 Н/мм 2 , что все еще является достаточно высоким. Однако отнесение к конкретному классу GL основано на 5-процентном значении прочности.Для представленного количества выборок это значение является самым низким или близким к самому низкому.

Значения, указанные в, указывают на то, что балки, отнесенные к группам GL32c и GL24c, удовлетворяют требованиям прочности, достигая следующих значений: 32,5 Н/мм 2 для балок класса GL32c и 24,4 Н/мм 2 для балок класса GL24c . Партия балок, смоделированных для отнесения к марке GL28c, не удовлетворяла требованиям и должна была быть отнесена к марке GL24c, несмотря на то, что она имела самое высокое среднее значение. Что важно в случае с этой группой, так это то, что присвоение ей определенной степени было связано со значением, считающимся статистическим экстремумом. Кроме того, второе самое низкое значение статической прочности на изгиб, достигнутое в этой группе, составило 36,8 Н/мм 2 . Без учета прочности трех балок с наименьшими значениями 5-процентное значение будет равно 32,5 Н/мм 2 .

Нормативные значения прочности на статический изгиб для подготовленной балки (образцы).Цифры синего цвета обозначают 5-процентильное значение.

В некоторых случаях трудно предсказать точную точку отказа и потенциальную прочность. Для балки 41 (а) причина разрушения, как и предполагалось, была обнаружена во второй и третьей ламелях и была обусловлена ​​наличием крупных гнилых сучков в зоне чистого изгиба. С другой стороны, балка продемонстрировала прочность почти в два раза выше ожидаемой. Во втором случае разрушение произошло в средней зоне, для ламелей 3/4/5 от верха, в практически безузловой зоне, при усилии около 98 кН (б).

Изображения разрушения балки: ( a ) GL24c—MOR(MOR 12% )—48,5(43,4) Н/мм 12% )—30,4(25,8) Н/мм 2 — самые слабые в группе.

Очевидно, что наличие сучков является основной причиной разрушения балок. С другой стороны, почти 60 % балок вышли из строя из-за повреждения наружных ламелей, а около 34 % — из-за повреждения средних ламелей. Для трех пучков точную начальную точку разрушения выявить не удалось ().

Удар точки разрушения балок различных марок.

Тип разрушения, распространяющийся из средней зоны балки, был доминирующим только для балок марки GL32c. В остальных случаях более 70% деструкции приходится на наружный слой. Было бы неоправданно отвергать нулевую гипотезу, утверждающую, что прочность подготовленных балок зависит от точки начала распространения разрушения (). Средняя статическая прочность на изгиб балок, разрушенных вследствие повреждения наружных ламелей, составила 39.6 Н/мм 2 , а для тех, где разрушение возникло в среднем слое, значение составило 37,3 Н/мм 2 . Иная ситуация наблюдалась для модуля упругости. В этом случае различия были статистически значимыми, и балки с более высоким значением МОЕ разрушались в основном в среднем слое. Вероятно, это связано с тем, что балки с более высокими модулями упругости имели более качественные наружные ламели и были способны выдерживать возникающие напряжения, тогда как древесина более низких сортов, хотя и располагалась глубже, но подвергалась критическим/разрушающим напряжениям.

Дисперсионный анализ оценки статической прочности на изгиб и модуля упругости относительно точки разрушения (Буквы обозначают однородные группы, определенные с помощью теста Tukey HSD).

Для определения влияния соотношения между шагом опор (l) и высотой изготовленных балок (h) модель системы с размерами поперечных сечений 138 × 300 мм и прочностью 32 было принято МПа. Значение J y для принятой системы составило 31 050 см 4 .Согласно EN 408 [59] отношение л/ч должно быть 18 ± 3; однако в проведенных исследованиях балки характеризовались отношением 13,3. Диаграммы поперечных усилий и изгибающих моментов балок при шаге опор 18 × h = 5400 мм (в соответствии со стандартом) и при шаге опор 3390 мм для опытных балок представлены на рис. Кроме того, в .

Диаграммы поперечных усилий и диаграммы изгибающих моментов для ( a ) балок, соответствующих размерным требованиям EN 408, и ( b ) экспериментальных балок, использованных в проведенных исследованиях.

Таблица 3

Физические величины для испытания на изгиб — № 1 и 2: теоретические балки, №3: балка с максимальной прочностью, полученной в ходе испытаний.

9193
(мм)
NU ​​ Тип балки
(мм)
класс MOR (n / мм 2 ) F
(n)
V
(KN)
M
(кн · m)
τ XZ
(N / мм 2 )
1 18 × H = 5400 32 73 600 36. 8 66,2 1,3
2 11,3 × ч = 3390 32 117240 58,6 66,2 2,1
3 11,3 × ч = 3390 48,6 154 770 77,4 66,2 2,8

На основании результатов, представленных в и , можно сделать вывод о значительном уменьшении длины балок по сравнению с нормами EN показали увеличение напряжения сдвига на 60%. Значительное увеличение величины перерезывающей силы может привести к разрушению балок во внутренней зоне, точнее во внутренних ламелях. Предполагаемая длина бревна (а, следовательно, и длина бревна) получена из наиболее эффективной разбивки 14-метровых бревен на отрезки длиной 3,5 м. Этот тип деления обеспечивал меньше материальных отходов и облегчал перемещение исследовательских материалов; однако эта длина может повлиять на полученные результаты. Средняя прочность на сдвиг древесины сосны составляет около 10 Н/мм 2 (она колеблется от 6 до 14 Н/мм 2 ).Однако, как показывают наши наблюдения, это не оказало существенного влияния на полученные результаты исследования. Большинство балок было разрушено между давлениями. В исключительных случаях балки повреждались вне давлений, но в основном в зоне растяжения.

Для цельных конструкций или однородного клееного бруса распределение напряжения будет линейным по всей высоте сечения (GL32h—). Композитные балки изготавливаются из более чем одного типа материала, чтобы повысить жесткость или прочность (или снизить стоимость). В анализируемом случае (например, GL32c—) слои склеены между собой. Поэтому следует считать, что деформации на границе раздела слоев одинаковы. В области упругости на высоте каждого слоя распределение напряжений будет линейным. Однако из-за переменного модуля E для каждого слоя мы наблюдаем скачки напряжений на границах слоев.

Таблица 4

Модули упругости отдельных слоев для балок типа Гл32х (однородная) и ГЛ32с (комбинированная) и их диаграммы напряжений.

6,20 0
Балки ГЛ32х ГЛ32к
Е
(Н/мм 2 )
σ x (Н/мм 2 ) Е *
(Н/мм 2 )
σ x (Н/мм 2 )
32. 2 35,7
14200 16450 21,6 26,8
14200 13270 12,4 14,4
14200 11420 4,66
14200 0 8580 0
14200 8580
14200 11420 6. 20 4,66
14200 13270 14,4 12,4
14200 16450 26,8 21,6
32,2 35,7

Представляется, что скачки напряжений на границах слоев, хотя и невелики, могут способствовать разрушению балок в более глубоких ламелях. Более глубокие ламели были явно повреждены там, где были дефекты древесины. В случае очень качественных наружных ламелей за качество бруса отвечали второй и третий слои. Следует помнить, что ламели этих слоев оценивались только по модулю линейной упругости.

4. Выводы

Для восьмислойных балок из древесины марок GL24c, GL28c и GL32c модуль упругости лишь незначительно отличался от предполагаемых значений, а полученные балки удовлетворяли требованиям стандарта EN-14080 [57 ] в этом отношении.

Статическая прочность на изгиб, полученная в результате испытания на 4-точечный изгиб, не связана с классом спроектированных моделей балок. Независимо от принятого класса средняя прочность балки превышала 36,6 Н/мм 2 .

Принята методика подготовки древесины перед изготовлением клееных изделий, которая обеспечила проектируемым системам удовлетворительные значения модуля упругости и статической прочности на изгиб, существенно превышающие ее предполагаемое значение. Тем не менее, объем исследования необходимо расширить, чтобы включить балки с другими поперечными сечениями, чтобы цель этой исследовательской работы могла быть полностью достигнута.Тем не менее, на данном этапе нашего исследования кажется, что визуальная сортировка древесины может быть ограничена только теми деревянными изделиями, которые предназначены для использования в качестве наружных слоев.

Вклад авторов

Концептуализация, Р.М.; Методология, Р.М. и М.К.; Валидация, Д.Д., М.К.-К., Дж.К. и К.Л.; Формальный анализ, Р.М. и М.К.-К.; Расследование, Д.Д., Дж.К. и К.Л.; Ресурсы, Р.М., Д.Д., М.К. и К.Л.; Письмо — подготовка первоначального проекта, RM, DD и MC-K .; Письмо — рецензирование и редактирование, Р.М. М. К. и Д.Д.; Визуализация, Р.М.; Администрация проекта, Р.М. и Д.Д.; Приобретение финансирования, R.M. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование финансировалось Национальным центром исследований и разработок, номер гранта BIOSTRATEG3/344303/14/NCBR/2018. Авторы выражают благодарность за поддержку программы Министерства науки и высшего образования «Региональная инициатива передового опыта» на 2019–2022 годы, Проект №005/RID/2018/19.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Борисюк П. Шпон Ламинированная древесина LVL соответствует мировым рынкам древесных строительных материалов. биул. Инф. ОБРППД. 2007; 1–2: 63–71. (на польском языке) [Google Scholar]2. Борисюк П., Ковалюк Г. Виды и примеры применения древесных строительных материалов. биул. Инф. ОБРППД. 2007; 3–4: 115–119. (на польском языке) [Google Scholar]3. Стерр Р. Untersuchungen zur Dauerfestigkeit von Schichtholzbalken.Mitteilung aus dem Institut für Holzforschung und Holztechnik der Universität München (Исследования усталостной прочности балок из клееного дерева) Holz Roh Werkstoff. 1963; 21: 7–61. doi: 10.1007/BF02609715. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]4. Герхардс К.С. Влияние ранней и поздней древесины на измерения волн напряжений, параллельных волокнам. Вуд науч. Технол. 1975; 11: 69–72. [Google Академия]5. Кржосек С. Классификация по прочности конструкционных пиломатериалов из польской сосны. Видавниктво SGGW; Варшава, Польша: 2009 г.(на польском языке) [Google Scholar]6. Верушевский М., Голунский Г., Грузик Г.Ю., Готич В. Клееные элементы для строительства. Аня. Варшавский университет Жизнь наук. СГВ для. Технологии древесины. 2010;72:453–458. [Google Академия]7. Серрано Э. Вклеенные стержни для деревянных конструкций — 3D-модель и исследование параметров методом конечных элементов. Междунар. Дж. Адх. клей. 2001; 21: 115–127. doi: 10.1016/S0143-7496(00)00043-9. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]8. Кавалерчик Дж., Сиуда Дж., Мирски Р., Дзюрка Д. Конопляная мука как поглотитель формальдегида для меламин-мочевиноформальдегида в производстве фанеры.Биоресурсы. 2020;15:4052–4064. [Google Академия]9. Kägi A., Niemz P., Mandallaz D. Параметры притока холода и технологичности Auf die Verklebung mit 1K-PUR Klebstoffen в экстремальных климатических условиях. Хольц Ро Веркстофф. 2006; 64: 261–268. doi: 10.1007/s00107-005-0088-2. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 10. Кристофяк Т., Прошик С., Лис Б. Клеи для крупногабаритных деревянных конструкций зданий. Древно Вуд. 2008; 51: 61–79. (на польском языке) [Google Scholar] 11. Кристофяк Т., Прошик С., Лис Б., Верушевский М., Готич В. Исследование долговечности клеевых швов при производстве клееной древесины для каркасного строительства, приготовленной в промышленных условиях; Материалы XX симпозиума «Клеи в деревообрабатывающей промышленности»; Зволен, Словакия. 29 июня – 1 июля 2011 г.; стр. 169–176. [Google Академия] 12. Бос Х., доктор философии. Тезис. Технический университет Эйндховена; Эйндховен, Нидерланды: 2004. Потенциал льняных волокон в качестве армирующего материала для композитных материалов. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13.Брол Дж. Эффективность армирования деревянных балок лентами из углепластика; Материалы VII научной конференции «Drewno i Materials Drewnopochodne w Konstrukcjach Budowlanych»; Мендзыздрое, Польша. 12–13 мая 2006 г.; (на польском языке) [Google Scholar]14. Буравская И. Магистерская диссертация. Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie; Варшава, Польша: 2012 г. Исследования изменения прочности ослабленных деревянных балок на изгиб при армировании их углеродным волокном. (на польском языке) [Google Scholar] 15. Буравская-Купневская И., Кржосек С., Маньковски П., Гжескевич М., Мазурек А. Влияние класса качества бревен сосны ( Pinus sylvestris L.) на механические свойства древесины. Биоресурсы. 2019;14:9287–9297. [Google Академия] 16. Буравска И., Томусяк А., Беер П. Влияние длины армирующей ленты из углепластика, приклеенной к нижней части изгибаемого элемента, на распределение нормальных напряжений и на кривую упругости. Аня. Варшавский университет Жизнь наук. СГВ. За. Технологии древесины. 2011;73:186–191. [Google Академия] 17.Буравска И., Збич М., Беер П. Изучение сопротивления отслаиванию и прочности на сдвиг клеевого соединения между сосновой древесиной и углепластиковой лентой. Процессы деревообработки со стружкой и без стружки; Материалы 8-й Международной научной конференции, Технический университет в Зволене; Зволен, Словакия. 6–8 сентября 2012 г.; стр. 35–40. [Google Академия] 18. Буравска И., Збич М., Томусяк А., Беэр П. Локальное армирование древесины композитными и лигноцеллюлозными материалами. Биоресурсы. 2015;10:457–468. doi: 10.15376/biores.10.1.457-468. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 19.Орлович Р., Гил З., Фандереевска Е. Растягивающая способность спиральных стержней, используемых в соединениях деревянных конструкций; Материалы VII Научной конференции: Древно и Материалы Древнопоходне с Конструкцией Строителей; Щецин-Мендзыздрое, Польша. 27–29 мая 2004 г.; стр. 161–167. (на польском языке) [Google Scholar]20. Риттер М.А., Уильямсон Т.Г., Муди Р.К. Инновации в конструкции мостов из клееного бруса. В: Baker NC, Goodno BJ, редакторы. Конгресс по структурам 12: Материалы Конгресса по структурам ’94, Атланта, Джорджия, США, 24–28 апреля 1994 г. Том. 2. Американское общество инженеров-строителей; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: 1994. стр. 1298–1303. [Google Академия] 21. Рапп П., Лис З. Испытание деревянных балок, армированных лентами из углеродного волокна. Inżynieria Budownictwo. 2001; 7: 390–392. (на польском языке) [Google Scholar]22. Чучело К. к.т.н. Тезис. Katedra Nauki o Drewnie and Ochrony Drewna, Wydział Technologii Drewna SGGW в Варшаве; Варшава, Польша: 2005. Испытание клееного бруса из отсортированной по прочности древесины сосны. (на польском языке) [Google Scholar] 23. Brandner R. Focus Solid Timber Solutions, Европейская конференция по поперечно-ламинированной древесине, Грац, Австрия, 21–22 мая 2013 г.2-е изд. СТОИМОСТЬ Действие; Грац, Австрия: 2014 г. Производство и технология поперечно-клееного бруса (CLT): современный отчет; стр. 3–36. [Google Академия] 26. Бейдер А.К., Киркегор П.Х., Фискер А.М. В: Об архитектурных качествах поперечно-клееного бруса. Cruz PJS, редактор. Группа Тейлор и Фрэнсис; Лондон, Великобритания: 2010. стр. 119–121. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 27. Августин М., Бласс Х.Дж., Богенспергер Т., Эбнер Х., Ферк Х., Фонтана М., Франги А., Хамм П., Йобстл Р.А., Моосбругер Т. и др. Справочник BSP.Holz-Massivbauweise in Brettsperrholz — Nachweise auf Basis des Neuen Europäischen Normenkonzepts. Verlag der Technischen Universität Graz; Грац, Австрия: 2010. [Google Scholar]28. Фальк А. Тенсегрити из клееного бруса и фальцевые кровли; Proceedings of the Wood for Good: Симпозиум по инновациям в области проектирования и исследований древесины; Копенгаген, Дания. 20 сентября 2010 г. [Google Scholar]29. Эспиноза О., Трухильо В.Р., Лагуарда М.Ф., Бюльманн У. Клееный брус: состояние и потребности в исследованиях в Европе.Биоресурсы. 2016;11:281–295. doi: 10.15376/biores.11.1.281-295. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 30. Краусс А., Фабисяк Э., Шимански В. Ультраструктурный детерминант радиальной изменчивости прочности на сжатие волокон древесины сосны обыкновенной. Аня. Варшавский университет Жизнь наук. СГВ для. Вуд Техно. 2009; 68: 431–435. [Google Академия] 31. Альфред Франклин В., Кристофер Т. Оценка энергии разрушения образцов DCB, изготовленных из стекла/эпоксидной смолы: экспериментальное исследование. Доп. Матер. науч. англ. 2013;2013:7. дои: 10.1155/2013/412601. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 32. Кумар К., Рао С., Гопикришна Н. Оценка скорости высвобождения энергии деформации эпоксидного стеклопластика (режим-I) Int. Образовательный Рез. Дж. 2017; 3:44–46. [Google Академия] 33. Блэкман Б.Р.К., Кинлох А.Дж., Параски М. Определение сопротивления адгезионному разрушению в режиме II, GIIC, конструкционных клеевых соединений: метод определения эффективной длины трещины. англ. Фракт. мех. 2005; 72: 877–897. doi: 10.1016/j.engfracmech.2004.08.007. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 34. Де Мура М., Кампильо Р., Гонсалвеш Ж.П.М. Характеристика разрушения композитных клеевых соединений в чистом режиме II. Междунар. J. Структура твердых тел. 2009; 46: 1589–1595. doi: 10.1016/j. ijsolstr.2008.12.001. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 35. Hu Q., Gao Y., Meng X., Diao Y. Осевое сжатие стально-деревянной композитной колонны, состоящей из H-образной стали и клееного бруса. англ. Структура 2020;216:110561. doi: 10.1016/j.engstruct.2020.110561. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 36. Ле Т.Д.Х., Цай М.-Т. Экспериментальная оценка механизмов огнестойкости древесно-стальных композитов.Материалы. 2019;12:4003. doi: 10.3390/ma12234003. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]37. Гонсалес Э., Таннерт Т., Валле Т. Влияние дефектов на прочность соединений древесины с вклеенными стержнями. Междунар. Дж. Адхес. Адгезив. 2016;65:33–40. doi: 10.1016/j.ijadhadh.2015.11.002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 38. Отеро-Чанс Д., Эстевес-Чимадевила Х., Суарес-Ристра Ф., Мартин-Гутьеррес Э. Экспериментальный анализ вклеенных стальных пластин, используемых в качестве соединителей на сдвиг в композитах дерево-бетон.англ. Структура 2018; 170:1–10. doi: 10. 1016/j.engstruct.2018.05.062. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 39. Schänzlin J., Fragiacomo M. Аналитический вывод эффективных коэффициентов ползучести для деревянно-бетонных композитных конструкций. англ. Структура 2018; 172: 432–439. doi: 10.1016/j.engstruct.2018.05.056. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 40. Эстевес-Симадевила Х., Отеро-Чанс Д., Мартин-Гутьеррес Э., Суарес-Ристра Ф. Испытания различных неадгезивных напрягаемых решений для уменьшения кратковременного прогиба в полноразмерных деревянно-бетонно-композитных балках таврового сечения .Дж. Билд. англ. 2020;31:101437. DOI: 10.1016 / j.jobe.2020.101437. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 41. Торатти Т., Шнул С., Турк Г. Анализ надежности лучаглулама. Структура Саф. 2007; 29: 279–293. doi: 10.1016 / j.strusafe.2006.07.011. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 42. Falk r.h.h. Дж. Структура. англ. 1995; 121: 1857-1863. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0733-9445 (1995) 121: 12 (1857). [CrossRef] [Google Scholar]43. Томаси Р. , Париси М.А., Пьяцца М. Двигательный дизайн клееных пучков древесины.Практика. Период. Структура Конструктивный дизайн. 2009; 14:113–122. doi: 10.1061/(ASCE)1084-0680(2009)14:3(113). [CrossRef] [Google Scholar]44. Хирамацу Ю., Фудзимото К., Миятакэ А., Синдо К., Нагао Х., Като Х., Идо Х. Прочностные характеристики клееного бруса из клееного бруса II: Прочность клееного бруса на изгиб, растяжение и сжатие ламинированный брус. Дж. Вуд Науч. 2011;57:66–70. doi: 10.1007/s10086-010-1127-0. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 45. Фудзимото К., Хирамацу Ю., Миятакэ А., Синдо К., Карубе М., Харада М., Укио С. Прочностные свойства клееного бруса из клееного листа I: Прочностные свойства клееного бруса карамацу (Larix kaempferi). Дж. Вуд Науч. 2010;56:444–451. doi: 10.1007/s10086-010-1134-1. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 46. Кастро Г., Паганини Ф. Смешанный клееный брус из клонов тополя и эвкалипта большого. Хольц Ро Веркст. 2003; 61: 291–298. doi: 10.1007/s00107-003-0393-6. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 47. Телес Р.Ф., Клаудио Х.С., Менецци Д., Де Соуза Ф., Де Соуза М.Р. Теоретические и экспериментальные прогибы балок из клееного бруса, изготовленных из древесины тропических пород. Вуд Матер. науч. англ. 2013; 8: 89–94. doi: 10.1080/17480272.2012.700644. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 48. Финк Г., Франги А., Колер Дж. Вероятностный подход к моделированию несущей способности клееного бруса. англ. Структура 2015; 100:751–762. doi: 10.1016/j.engstruct.2015.06.015. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 49. Фоши Р.О., Барретт Дж.Д. Прочность клееной балки. Дж. Структура.Отд. АССЕ. 1980; 106: 1735–1754. [Google Академия]50. Эрнандес Р., Бендер Д., Ричбург Б., Клайн К. Вероятностное моделирование балок из клееного бруса. Наука о древесном волокне. 1992; 24: 294–306. [Google Академия]51. Jöbstl R.A., Schickhofer G. Сравнительное исследование ползучести плит GLT и CLT при изгибе; Материалы 40-го совещания CIB-W18; Блед, Словения. 28–31 августа 2007 г. [Google Scholar]52. Тиль А. Solid Timber Solutions, Европейская конференция по поперечно-ламинированной древесине, Грац, Австрия, 21–22 мая 2013 г. 2-е изд. СТОИМОСТЬ Действие; Грац, Австрия: 2014. ULS и SLS Проектирование CLT и его реализация в конструкторе CLT; стр. 77–102. [Google Академия]53. Fragiacomo M. Solid Timber Solutions, Европейская конференция по поперечно-ламинированной древесине, Грац, Австрия, 21–22 мая 2013 г. 2-е изд. СТОИМОСТЬ Действие; Грац, Австрия: 2014. Сейсмические характеристики зданий из перекрестно-клееного бруса: численное моделирование и расчетные положения; стр. 3–36. [Google Академия]54. Европейский комитет по стандартизации. Конструкционная древесина — классы прочности.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2016. EN 338. [Google Scholar]55. Европейский комитет по стандартизации. Конструкционная древесина — определение характеристических значений механических свойств и плотности. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2018. EN 384. [Google Scholar]56. Перейра М.К. де М.; Калил Нето, К.; Ичимото, Ф.Х.; Калил Джуниор, К. Оценка прочности на растяжение гибрида Eucalyptus grandis и Eucalyptus urophyla в деревянных балках, скрепленных вместе с помощью шиповых соединений и клея на основе полиуретана.

Оставить комментарий