Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Клееный каркас кровельной конструкции

Клееный брус , также сокращенно клееный брус , представляет собой тип конструкционного изделия из дерева, состоящего из слоев размерной древесины, скрепленных вместе прочными, влагостойкими структурными клеями. В Северной Америке материал для ламинирования называется ламинатом или ламинатом .

Фон [ править ]

Путем ламинирования ряда более мелких кусков пиломатериалов из более мелких кусков изготавливается один большой прочный элемент конструкции. Эти структурные элементы используются в качестве вертикальных колонн , горизонтальных балок и арок. Клееный брус легко изготавливается изогнутой формы и доступен во множестве видов и внешнего вида. [1] Соединения обычно выполняются болтами или стальными дюбелями и стальными пластинами .

Клееный брус оптимизирует структурные свойства древесины. Благодаря своему составу, большие клееные элементы могут быть изготовлены из множества более мелких деревьев, собранных из вторичных лесов и плантаций. Клееный брус обеспечивает прочность и универсальность больших деревянных элементов без использования массивных пиломатериалов, зависящих от старых пород. [2] : 3 Как и в случае с другими инженерными изделиями из дерева , он снижает общее количество используемой древесины по сравнению с массивными пиломатериалами за счет уменьшения негативного воздействия сучков и других мелких дефектов на каждой составной плите.

Клееный брус имеет гораздо более низкую воплощенную энергию, чем железобетон и сталь , хотя влечет за собой больше воплощенной энергии, чем цельная древесина. Однако процесс ламинирования позволяет использовать древесину для гораздо более длинных пролетов, более тяжелых нагрузок и более сложных форм, чем железобетон или сталь. Клееный брус составляет одну десятую веса стали и одну шестую веса бетона; воплощенная энергия для его производства составляет одну шестую от энергии стали сравнимой прочности. [3] Клееный брус можно изготавливать самых разных форм, поэтому он предлагает архитекторам свободу творчества без ущерба для структурных требований.

Высокая прочность и жесткость клееного бруса позволяет клееным балкам и аркам перекрывать большие расстояния без промежуточных колонн, что обеспечивает большую гибкость дизайна, чем при традиционном деревянном строительстве. Размер ограничен только условиями транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ. [4]

История [ править ]

Клееный купол на крыше башни Цюрихского университета , построенный по системе Hetzer в 1911 году.
Кривое здание с деревянным каркасом из клееного бруса на педагогическом факультете Кембриджского университета . [5]

Одной из самых ранних сохранившихся конструкций крыши из клееного бруса, как правило, считается [6] актовый зал колледжа короля Эдуарда VI на Бугл-стрит, Саутгемптон , Англия, построенный в 1866 году и спроектированный Джозией Джорджем Пулом. В настоящее время в этом здании находится Брачная комната Саутгемптонского ЗАГСа. [7]

Две церкви в Нортумберленд теперь полагают, самые ранние из дошедших до нас пользы: Святой Троицы, Cambo (1842) и Святой Троицы, хорсли (1844), и четыре 1850 Merseyside церкви также Функция ламинированные брусьев: St Mary, Grassendale , Санкт - Лука, Formby , Святой Павел, Транмер и Святая Троица в Парр-Маунт, Сент-Хеленс . [ необходима цитата ] .

Первое промышленное запатентованное использование было в Веймаре, Германия . В 1872 г. [6]Отто Хетцер основал паровую лесопилку и столярное дело на Кольштрассе. Начиная с 1892 года, он получил ряд патентов, в том числе патент на вентилируемый деревянный настил пола, который можно было подтянуть вбок после установки, чтобы компенсировать усадку. Компания Hetzer продолжала патентовать различные гениальные системы, но первая из них, которую можно было сравнить со стандартизованным впоследствии горизонтальным клееным брусом, была награждена в 1906 году. Это повлекло за собой вертикальные колонны, которые переходили в изогнутые зоны клееного карниза, а затем становились наклонными стропилами, и все в одном ламинированный блок. Каждый компонент, скрепленный под давлением, состоял из трех или более горизонтально расположенных пластин. Результатом стал первый портал из клееного бруса. В 1909 году швейцарские инженеры-консультанты Terner & Chopard [6]приобрела разрешение на использование патента Hetzer и применила клееную древесину в ряде проектов. В их число входил характерный колоколообразный купол бывшего Института гигиены в Цюрихе (1911 г.), ныне главного здания Цюрихского университета . Технология пришла в Северную Америку в 1934 году, когда Макс Ханиш-старший, который работал с Hetzer на рубеже веков, основал фирму Unit Structures в Пештиго, штат Висконсин , для производства структурного клееного бруса. Первым зданием в Соединенных Штатах, в котором использовался конструкционный клееный брус, была школьная гимназия в Пештиго. [8]

Значительным достижением в производстве клееного бруса стало введение в 1942 году полностью водостойкого фенолрезорцинового клея. Это позволило использовать клееный брус в открытых внешних средах, не опасаясь разложения глюлина. Первый в США стандарт производства клееной древесины был опубликован Министерством торговли в 1963 году [2] : 4

Крыша музея Центр Помпиду-Мец во Франции состоит из шестнадцати километров клееного бруса. Он представляет собой шестиугольник шириной 90 метров и площадью 8 000 м². Мотив из клееного бруса образует шестиугольные деревянные блоки, напоминающие плетеный узор китайской шляпы .

Производство [ править ]

Изготавливается из габаритного бруса; отточен, закончен и наклеен на грани; с укладкой волокон параллельно слоям сверху и снизу. Отдельные пиломатериалы выбираются и размещаются в соответствии с дефектами и структурой волокон для максимальной структурной целостности. Это может быть сделано для прямых, изогнутых и изогнутых / арочных приложений и других конструкций. Доступны стандартные размерные и нестандартные размеры.

Клееный брус против стали [ править ]

Тематическое исследование 2002 года, в котором сравнивались использование энергии, выбросы парниковых газов и затраты на кровельные балки, показало, что для производства стальных балок требуется в два-три раза больше энергии и в шесть-двенадцать раз больше ископаемого топлива, чем для производства клееных балок. В нем сравнивались два варианта конструкции крыши нового аэропорта в Осло, Норвегия: стальные балки и балки из клееной ели. Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла для клееной балки ниже. Если они сгорят в конце срока службы, можно восстановить больше энергии, чем было потрачено на их производство. Если их вывозят на свалку, клееные балки являются худшей альтернативой, чем сталь, из-за выбросов метана . [9] Более недавнее исследование Технологического университета Чалмерса.был не таким оптимистичным. Тем не менее, он показал, что, хотя абсолютные выбросы парниковых газов сильно зависят от метода, используемого для их расчета, экологический профиль клееного бруса обычно такой же или лучше, чем у стали, в примере конструкционного применения. [10] Стоимость клееной балки немного ниже, чем стальной. [11]

Технологические разработки [ править ]

Смоляные клеи [ править ]

Когда в начале двадцатого века в строительную технологию был введен клееный брус, широко использовались казеиновые клеи, которые являются водонепроницаемыми, но имеют низкую прочность на сдвиг. Соединения с казеиновыми клеями не отслаивались из-за внутренних напряжений в древесине. Изобретение в 1928 году синтетических полимерных клеев холодного отверждения («Kaurit») решило эти проблемы: полимерные клеи, которые недороги и просты в использовании, являются водонепроницаемыми и обеспечивают высокую адгезионную прочность. Развитие полимерных клеев способствовало широкому использованию в строительстве из клееного бруса. [12]

Пальцевые суставы [ править ]

Использование пальцевых соединений с клеем позволило изготавливать клееные балки и колонны в больших объемах. Пальцевые соединения из клееного бруса были разработаны для обеспечения широкой поверхности для склеивания. Автоматические сращивающие машины помогают разрезать пальцевые соединения, соединять и склеивать их под давлением, обеспечивая прочное и долговечное соединение, способное выдерживать высокие нагрузки, сопоставимые с натуральным деревом того же поперечного сечения. [13]

Компьютерное числовое управление [ править ]

Производство с компьютерным управлением (ЧПУ) позволяет архитекторам и дизайнерам вырезать клееный брус необычной формы с высокой степенью точности. В станках с ЧПУ можно использовать до пяти осей, что позволяет выполнять процессы выточки и выдавливания. Экономичные станки с ЧПУ вырезают материал с помощью механических инструментов, таких как фрезерный станок. [14]

Используйте [ редактировать ]

Спортивные сооружения [ править ]

Ричмондский олимпийский овал

Спортивные конструкции особенно подходят для широкопролетных клееных крыш. Это поддерживается легким весом материала в сочетании с возможностью изготовления изделий большой длины и большого поперечного сечения. Неизменно используются сборные конструкции, и инженер-строитель должен разработать четкие описания методов доставки и монтажа на ранней стадии проектирования. PostFinance Arena является примером крыши стадиона большепролетных клееных спортивного использования арок , достигающих до 85 метров. Здание было построено в Берне в 1967 году и впоследствии было отремонтировано и расширено. Колизей выпускников Университета Восточного Кентукки был построен в 1963 году с самыми большими в мире арками из клееного пластика, длина которых составляет 308 футов 3 1/2 дюйма.

На крыше Ричмондского олимпийского овала , построенного для соревнований по конькобежному спорту на Зимних Олимпийских играх 2010 года в Ванкувере, Британская Колумбия , есть одна из самых больших деревянных конструкций в мире. Крыша состоит из 2400 кубометров клееного бруса из пихты Дугласа в клееных балках. В общей сложности 34 стойки из клееного бруса из желтого кедра поддерживают свесы, где крыша выходит за пределы стен. [15]

Anaheim ICE , расположенный в Анахайме, Калифорния , также является примером использования клееного бруса. Компания Disney Development хотела построить эстетичный ледовый каток с меньшими затратами, и клееный брус был одним из наиболее качественных материалов, отвечающих требованиям владельца. Архитектор Фрэнк Гери предложил дизайн с большими двойными изогнутыми балками из клееной сосны из желтой сосны , и каток был построен в 1995 году [16].

Мосты [ править ]

Мост Accoya Glulam с интенсивным движением в Снеке , Нидерланды
Клееный мост через реку Монморанси , Квебек

Клееный брус или брус, обработанный под давлением из натуральных прочных пород древесины, хорошо подходят для создания мостов и сооружений на набережной. Способность дерева поглощать ударные силы, создаваемые движением транспорта, и его естественная устойчивость к химическим веществам, например, используемым для защиты от обледенения дорог, делают его идеальным для таких установок. Клееный брус успешно применяется для строительства пешеходных, лесных, автомобильных и железнодорожных мостов. Примером моста из клееного бруса в Северной Америке является Кистоун Уай , Южная Дакота, построенный в 1967 году. Мост да Винчи в Норвегии, завершенный в 2001 году, почти полностью построен из клееного бруса.

Пешеходный мост Kingsway в Бернаби, Британская Колумбия , Канада, построен из монолитного бетона для опорных опор, конструкционной стали и клееного бруса для арки, предварительно напряженной прогулочной площадки из сборного железобетона и опорных стержней из нержавеющей стали, соединяющих арку. к прогулочной палубе.

Религиозные сооружения [ править ]

Интерьер Храма Христа Света сформирован из клееного бруса.

Клееный брус используется для строительства объектов многоцелевого использования, таких как церкви, школьные здания и библиотеки, а собор Христа Света в Окленде, штат Калифорния , является одним из примеров способа повышения экологического и эстетического эффекта. Он был построен вместо собора Святого Франциска Сальского, который стал непригодным для использования из-за землетрясения в Лома-Приета в 1989 году. Площадь Vesica Pisces составляет 21 600 квадратных футов, а высота - 110 футов.-образное здание образовано каркасом из клееного бруса и стальным стержневым каркасом, покрытым стеклянной обшивкой. Принимая во внимание традиционный способ строительства с использованием стальной или железобетонной рамы с моментом, этот комбинированный корпус из клееного бруса и стали считается передовым способом реализовать экономичность и эстетичность конструкции. [17]

Другое [ править ]

Мьёсторнет, на берегу озера Мьёса .

Самая высокая в мире структура из клееного бруса - Mjøstårnet , 18-этажное многофункциональное здание в Брумунддале , Норвегия . [18]

Клееный брус является важным компонентом строительных систем, защищающих от ураганов . Бревенчатые дома категории 5, устойчивые к ураганам , строятся из клееного бруса.

См. Также [ править ]

  • Клееный брус
  • ДВП
  • Оргалит
  • Я балка
  • Клееный брус
  • Масонит
  • Древесноволокнистые плиты средней плотности
  • Ориентированно-стружечная плита
  • Параллам
  • ДСП
  • Пластиковый композит (значения)
  • Фанера
  • Прессованная древесина
  • Деревянный каркас

Ссылки [ править ]

  1. ^ Руководство по изделиям из древесины, форма C800 (PDF) . APA - Ассоциация инженерной древесины . 2010. с. 7.
  2. ^ a b Руководство по продукту, форма № EWS X440 (PDF) . APA - Ассоциация инженерной древесины . 2008 г.
  3. ^ Timber Engineering Europe Ltd. Клееный брус . Timberengineeringeurope.com. Проверено 27 сентября 2015.
  4. ^ "О клееной древесине" . Американский институт деревянного строительства . Дата обращения 3 февраля 2015 .
  5. ^ Смит и Уоллуорк. «Педагогический факультет» . Архивировано из оригинального 27 апреля 2016 года . Проверено 19 апреля 2016 года .
  6. ^ a b c Мюллер, Кристиан (2000). Строительство из клееного бруса . Birkhäuser . ISBN 978-3764362676.
  7. ^ Леонард, AGK (весна 2008 г.). «Джозия Джордж Пул (1818–1897): архитектор и геодезист, служащий Саутгемптону» (PDF) . Журнал Саутгемптонского краеведческого форума . Городской совет Саутгемптона. С. 19–21 . Проверено 2 июня 2012 года .
  8. ↑ 15 октября 1934: Клееный брус прибывает в Америку . Общество истории леса . Проверено 27 октября 2018.
  9. ^ Петерсен, Энн Кристин; Сольберг, Биргер (2005). «Экологические и экономические последствия замены изделий из древесины на альтернативные материалы: обзор микроуровневого анализа из Норвегии и Швеции». Лесная политика и экономика . 7 (3): 249–259. DOI : 10.1016 / S1389-9341 (03) 00063-7 .
  10. ^ Sandin, Петерс и Svanström (2014). «Оценка жизненного цикла строительных материалов: влияние допущений при моделировании срока службы». Международный журнал оценки жизненного цикла 19: 723-731. DOI : 10.1007 / s11367-013-0686-х .
  11. ^ FPInnovations - Обобщение исследований продуктов из древесины и воздействия парниковых газов, стр. 61 . Forintek.ca. Проверено 27 сентября 2015.
  12. ^ Simone, Jeska (2015). Новые лесные технологии: материалы, конструкции, инженерия, проекты . Паша, Халед Салех, Хашер, Райнер, 1950-. Базель. п. 40. ISBN 9783038215028. OCLC  903276880 .
  13. ^ Jeska 2015, стр. 41.
  14. ^ Jeska 2015, стр. 46.
  15. ^ Естественно: дерево Richmond Olympic Oval . Imagelibrary.bcfii.ca. Проверено 27 сентября 2015.
  16. ^ Disney ICE - тепло дерева нагревает каток в Анахайме (pdf) . APA - Ассоциация инженерной древесины . 2002 г.
  17. ^ Пример из практики: Собор Христа Света - высшая инженерная задача (PDF) . APA - Ассоциация инженерной древесины. 2008 г.
  18. ^ Mjøstårnet: В мире Tallest Timber Строительство , Адриан Welch, e-architect.co.uk, 18 августа 2018

Внешние ссылки [ править ]

  • Ремонт / армирование клееной балки - статья (напечатана в журнале STRUCTURE, сентябрь 2006 г.) Гэри В. Грэя и Пола К. Гилхэма.
  • Timber Engineering Europe Glulam
  • Канадский совет по древесине, клееный брус