Вчем суть предложенной к обсуждению проблемы? Иесть ли здесь большая и важная проблема

Вид материалаДокументы

Содержание


Целенаправленно, а именно, для малоэтажного деревянного домостроения (МДД), систематизировать производство СДК
Грамотно и в полной мере использовать технические возможности древесины как строительного материала.
Другой пример.
Не вдаваясь далее в характеристику проблем и задач повышения качества СДК можно сказать, что мы сейчас пытаемся более-менее комп
2. Какими должны быть гнутоклееные ДК, и как лучше подготовить
3.Защитная обработка древесины, используемой в строительных
Подобный материал:

Левинский Ю.Б., профессор, канд. техн. наук

Уральский государственный лесотехнический университет,

г. Екатеринбург

О ПОВЫШЕНИИ КАЧЕСТВА И НАДЕЖНОСТИ

СТРОИТЕЛЬНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В чем суть предложенной к обсуждению проблемы? И есть ли здесь большая и важная проблема?

Я хочу ограничиться лишь определенно узкой областью назначения строительных деревянных конструкций (СДК). Это – современное деревянное домостроение.

Сразу же некоторые специфические особенности в связи темой обсуждения:
  1. СДК в данном случае можно считать в какой-то мере малогабаритными конструкциями (конструкционные фрагменты крыш и перекрытий, балки, рамы, каркасы, клееные стеновые элементы и т.д.)
  2. Продукт должен быть безопасным по экологическим и техническим параметрам, долговечным и надежным
  3. СДК и их элементы должны быть защищены от возгорания и гниения, а также представлены в приемлемом архитектурном оформлении.



Чтобы обозначить основные точки приложения научных изысканий, технологических и проектно-конструкторских решений, следует обратиться к представленной схеме (рис.1).


При комплексном решении поставленных задач можно рассчитывать на следующие эффекты:
  • Конкурентоспособность СДК
  • Современный высокотехнологичный уровень индустриального деревянного домостроения
  • Качество, надежность и безопасность жилых строений
  • Ресурсосбережение.

Сейчас вполне обоснованно можно утверждать, что уровень производства и качества деревянных строительных конструкций (ДСК) вполне соответствует требованиям времени и очень высок. Это подтверждается следующим:
  1. Архитекторы и конструкторы разработали прекрасные по форме и техническим возможностям типы СДК и определили область их применения
  2. Хорошо отработаны технологии, в частности, клееных СДК и найдены высокоэффективные и надежные материалы для их производства
  3. Достаточно развита мировая производственная инфраструктура отрасли СДК, обеспеченная различными специализированными техническими средствами и оборудованием известных фирм (Hundegger, Weinmann, Makron, GreСon и др.)
  4. Имеется методическая и инструментальная база для проектирования конструкций и быстрой оптимизации их параметров с учетом условий эксплуатации (программные продукты, обеспечивающие расчет и проектирование разных конструкций).

Однако, есть еще немало позиций, по которым необходимо работать с перспективой хороших технических и экономических результатов. Выделю следующие направления:
  1. Целенаправленно, а именно, для малоэтажного деревянного домостроения (МДД), систематизировать производство СДК по назначениям, типам конструкций, сырьевым ресурсам и прочим факторам. Это позволит в более точно определять потребности и возможности того или иного региона в выпуске конкретных видов изделий. Следовательно, надо стремиться не к большим масштабам производства, а к стабильной и востребованной индустриально-хозяйственной деятельности узкоспециализированных предприятий.
  2. Грамотно и в полной мере использовать технические возможности древесины как строительного материала.

Непредсказуемость поведения и свойств древесины из-за ее анизотропности и природных факторов заставляет создавать заведомо большой запас прочности СДК. Это гарантирует безопасность объектов «по механике», но вряд ли является эффективным с других позиций (расход сырья, параметры изделий и пр.)

Ученые давно ввели на этот счет разные коэффициенты, которые учтены в нормативах прочности. Но это – страховка или даже перестраховка во многих реальных случаях. Обратите внимание – предельные сопротивления по своим величинам много меньше предельных напряжений, которые выдерживает «чистая » древесина. Как говорится, все учтено! – и пороки, и усталость материала , и климат, и другие обременяющие конструкцию воздействия.

Но насколько это точно и оптимально? Вряд ли кто-то ответит уверенно и с достаточным обоснованием своих утверждений. Действительно, трудно утверждать что-либо в этой ситуации и трудно отвечать на возражения в данном обсуждении.

Но все же логично и вполне научно предположить, что надо бы конкретизировать и исследовать техническую картину по ряду очевидных позиций. Среди них могут быть состав и структура самой древесины, комбинации компонентов в изделии (конструкции), размеры отдельных элементов (ламелей и деталей), профиль, конфигурация, нагрузки и т.д.
  1. Обоснованно применять различные методы и средства модификации древесины, клеев и самих конструкций. При проектировании сложных СДК, например, сборно-клееных конструкций, расчетные данные, как правило, не корректируются по факторам искусственного изменения свойств древесины. Просто нет рекомендаций и нормативов на этот счет. Тем не менее, ситуация будет явно отличаться от классической. Например, нет сомнения в том, что модифицированная древесина, например, пропитанная антисептиком или антипиреном, приобретает другие характеристики жесткости, иначе склеивается и т.д.

Другой пример. При изготовлении локально или дисперсно армированных многослойных балок и деревянных рам надо учесть не только параметры и свойства каждого компонента, но и оценить согласованность материалов в разных условиях эксплуатационных воздействий на изделия. Никто не сомневается, что все эти «хитрости» улучшают изделие, но в какой степени и насколько надежно - часто остается неизвестным.
  1. Широкомасштабно проводить диагностику эксплуатируемых конструкций на основе древесины и формировать базу данных для прогнозирования качества и надежности будущих изделий. Это обогатит полигонные испытания и повысит достоверность оценок, а также предоставит обширный материал для экспертных заключений по конкретным объектам.

Не вдаваясь далее в характеристику проблем и задач повышения качества СДК можно сказать, что мы сейчас пытаемся более-менее комплексно изучить ситуацию.

ЦЕЛЬ – научиться прогнозировать возможное состояние СДК и предсказывать его изменение под влиянием различных факторов.

Изыскания и научные разработки ведутся нами в настоящее время в разрезе следующих вопросов:
  1. Как и по каким структурно-анатомическим признакам древесины комплектовать пакеты для склеивания балок, чтобы они работали в условиях оптимальной динамики напряжений и деформаций?

В ходе исследований получили неплохой результат, который уже можно использовать как рекомендацию к совершенствованию самих конструкций и их технологии.

а) Расчетное сечение балок прямоугольного сечения может быть уменьшено почти на 20% при прочих одинаковых условиях

б) В КДК можно и нужно применять древесину разных пород, играя на различиях в ее свойствах и физико-механических показателей.

в) Определены схемы переработки круглых лесоматериалов под варианты призводства КДК для домостроения.

2. Какими должны быть гнутоклееные ДК, и как лучше подготовить

для них древесину?

Предложили и опробовали:

А) предварительное гнутье заготовок перед склеиванием как способ уменьшения начальных внутренних напряжений в изогнутых многослойных балках и элементах криволинейных рам. Повысилась надежность склеивания в зоне крутого искривления элементов гнутоклееных рам (ГКР). При этом установили пределы гнутья и технико-технологические возможности профилирования заготовок без нарушения целостности структуры древесины.

Б) Насколько может быть повышена прочность ГКР при использовании различных средств и методов послойного армирования блоков для склеивания. Исследованы два вида материалов, в т.ч. один с эффектом «памяти» в определенном температурном диапазоне.

3.Защитная обработка древесины, используемой в строительных

изделиях и конструкциях

ПОЛУЧЕНО:

а) Интенсивный метод автоклавного импрегнирования древесины водорастворимыми антисептиками (в 2,5 раза).

б) Обоснована возможность глубокого проникновения солевых антисептиков в труднопропитываемую древесину в результате применения импульсного быстроменяющегося режима давления.

в) Определены условия и технические возможности склеивания консервированной древесины.

ВЫВОДЫ.

1. На основе комплексного подхода к исследованиям процессов специальной обработки древесины и способов получения клееных деревянных конструкций созданы предпосылки для выработки достаточно эффективных методов и средств повышения качества и надежности строительной продукции этой группы.

2. Полученные результаты в ходе промышленной проверки подтвердили возможность и целесообразность применения заявленных разработок на деревообрабатывающих предприятиях, связанных с домостроением


Приложение.

Исследования. Разработки. Технические предложения