Разработка конструктивных и технологических решений узловых сопряжений панелей с деревянным каркасом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.05, кандидат наук Власов, Антон Владимирович

• Власов, Антон Владимирович
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Власов, Антон Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Требования к древесине как к конструкционному и строительному материалу

1.2. Исследования узловых соединений стеновых ограждающих конструкций из панелей на деревянном каркасе

1.3. Требования к узлам стыковки наружных ограждающих конструкций жилых зданий

1.4. Результаты патентных исследований конструкций узловых соединений стеновых панелей с деревянным каркасом

1.5. Цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. РАСЧЁТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ УЗЛОВ СОЕДИНЕНИЯ СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ НА ДЕРЕВЯННОМ КАРКАСЕ

2.1 Обоснование выбора физической и математической моделей

2.2 Выбор конструктивного решения узла сопряжения стеновых

42

панелей на деревянном каркасе

2.3 Численные исследования узловых соединений

ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Описание экспериментальной установки

3.2 Методика и планирование эксперимента

3.3 Методика определения плотности теплового потока в узлах сопряжения стеновых панелей на деревянном каркасе

3.4 Методика определения теплофизических характеристик

материалов в опытных образцах

3.5 Статистическая обработка экспериментальных данных

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Исследование теплофизических характеристик узлов стыковки деревянных стеновых панелей

4.2 Определение теплофизических характеристик применённых материалов

4.3 Сравнительный анализ результатов исследований

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАРКАСНО-ПАНЕЛЬНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

5.1 Технологический процесс производства наружных деревянных стеновых панелей

5.2 Технические и технологические требования к деревянным стеновым панелям

5.3 Схемы организации рабочих мест на производственном предприятии при изготовлении панелей

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка конструктивных и технологических решений узловых сопряжений панелей с деревянным каркасом»

ВВЕДЕНИЕ

Благодаря своим непревзойдённым свойствам древесина используется практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Высокие физико-механические характеристики древесины способствуют её широкому применению в строительной отрасли. Древесина обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, прочностью и лёгкостью, способна без разрушения поглощать и гасить работу вибрационных и ударных нагрузок, проста при механической обработке, легко склеивается и способна удерживать различные виды креплений. Она используется для производства строительных конструкций и их деталей, зданий, предметов интерьера, тары и различных инструментов, а также для многих других целей.

Одно из достоинств древесины заключается в том, что она является возобновляемым ресурсом. Отслужившие изделия из древесины поддаются переработке и могут быть использованы в качестве топлива, а отходы изделий из древесины биологически разлагаются и не создают угрозы окружающей среде. В современных условиях при появлении новых материалов и конструкций древесина сохраняет своё значение. В настоящее время она является наиболее распространенным видом сырья, применяемого в строительстве, промышленности, в сельском хозяйстве и быту.

Благодаря новым технологическим разработкам древесина стала шире использоваться в традиционных областях и нашла новые области применения. К таким достижениям относятся усовершенствования в технологии сушки, противогнилостная и противопожарная обработка, слоистые конструкции, сборные конструкции заводского изготовления, высокоэффективные столярные клеи. Прогресс в области переработки и применения древесины явился стимулом к дальнейшему развитию лесного хозяйств

В настоящее время наблюдается высокая заинтересованность экологически чистым материалам, основным из которых является древесина. Современные технологии улучшают технологические и эксплуатационные свойства древесины.

Она становится более технологичным материалом и существенно расширяет область своего применения.

Исследование свойств древесины были начаты еще в начале XX века H.A. Филипповым, Н.Т. Кузнецовым, С.И. Ваниным, J1.M. Перелыгиным, Е.И. Савковым и др.

Серьезные исследования физико-механических свойств древесины были проведены в 1940-1960-х годах Ю.М. Ивановым, Ф.П. Белянкиным, H.JI, Леонтьевым, А.Н. Митинским, П.Н. Хухрянским, В.Н. Быковским и д.р.; анатомии древесины - A.A. Яценко-Хмелевским, Е.В. Вихровым, В.Е. Москалевой; пороков и хранения древесины - А.Т. Вакиным, С.Н. Горшиным, Ф.И. Копериным и др.Изучением напряженно деформированного состояния и длительной прочности является предметом исследования многих ученых, как отечественных (Ю.М. Иванов, Ф.П.Белянкин, П.Н. Хухрянский, Б.Н. Уголев) так и зарубежных (Kollmann F., Bengtsoon С. и др.).

Диссертационная работа соответствует специальности 05.21.05 -Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки, соответствует формуле специальности для следующих областей исследований: 1; 2; 4. Проведённые в диссертации исследования распространяются на узловые соединения крупнопанельных элементов с деревянным каркасом, предназначенных для применения в качестве несущих и ограждающих конструкций жилых и общественных зданий.

Актуальность темы

Древесина, как конструкционный материал, обладает непревзойдёнными свойствами, являясь природным возобновляемым ресурсом. Технологичность обработки, доступность, высокие физико-механические свойства, экологичность позволяют эффективно использовать древесину в различных сферах строительной индустрии.

Повышающиеся требования к комфортности жилья и его доступности способствует увеличению доли домов из древесины в малоэтажной жилой

застройке. Особый интерес представляют здания, возведённые из крупнопанельных элементов высокой степени заводской готовности изготовленных на деревянном каркасе. Такие здания широко распространены в Центральной Европе, Скандинавских странах, на СевероАмериканском континенте.

Стеновые панели на деревянном каркасе, изготовленные в заводских условиях, имеют высокие показатели качества, однако технические решения узлов стыковки панелей не отвечают требованиям теплопроводности и герметичности, поэтому конструктивные решения узлов стыковки таких панелей требует совершенствования. Высокая воздухопроницаемость и наличие тепловых мостов в местах соединений деревянных каркасных стеновых панелей оказывает значительное влияние на тепловой баланс здания и его эксплуатационные характеристики. Поэтому задачи совершенствования конструктивных и технологических решений узловых соединений деревянных каркасных стеновых панелей являются актуальными и определяют тему диссертационного исследования.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются узловые соединения стеновых деревянных каркасно-панельных элементов. Предмет исследования - технологические и конструктивные решения узловых соединений стеновых панелей на деревянном каркасе.

Цель исследований - разработка конструкции и технологии изготовления панелей с деревянным каркасом с эффективными теплофизическими параметрами.

Для достижения поставленной цели определены задачи:

выполнить анализ методов стыковки панельно-каркасных деревянных элементов и их конструктивных решений;

разработать конструктивные и технологические решения узлов соединения стеновых каркасно-панельных деревянных элементов с повышенными теплофизическими параметрами;

обосновать выбор физической и математической модели конструкций узлового соединения стеновых панелей на деревянном каркасе;

провести численные эксперименты для оценки теплофизических свойств узловых соединений;

выполнить лабораторно-натурные исследования и дать оценку теплотехническим и технологическим свойствам узловых соединений;

усовершенствовать технологию изготовления стеновых панелей на деревянном каркасе с деталями энергоэффективных узловых соединений.

Научная новизна результатов исследований:

разработаны методики расчёта и испытания на теплопроводность узлов стыковки каркасно-панельных деревянных элементов;

разработаны рекомендации по учёту удельных потерь теплоты через узловые соединения стеновых панелей с деревянным каркасом.

доказана эффективность применения пазогребневых узловых соединений с термовставками и разработана методика их изготовления и установки в деревянный каркас стеновой панели.

Методы исследования. В процессе исследования использованы методы математического моделирования, натурного эксперимента, планирования экспериментальных исследований, теория вероятностей и математической статистики, методы изменения температурных полей с применением информационно-измерительных систем и современных вычислительных комплексов.

Достоверность результатов основывается на достаточном объеме численных и экспериментальных исследований; на применении стандартных методик теплотехнических расчётов; на использовании методов математического моделирования, теории планирования факторных экспериментов и статистической обработки результатов, достаточной сходимостью результатов эксперимента с численными исследованиями; применением современных сертифицированных измерительных систем и инструментов.

Практическая ценность работы

Разработана конструкция и технология производства узловых соединений стеновых панельных элементов на деревянном каркасе для их применения в строительстве.

Внедрение результатов работы

Результаты исследований применены в технологическом процессе при изготовлении стеновых деревянных панелей на заводе ООО «Беломорский лес» и применены при производстве комплектов каркасно-панельных деревянных жилых зданий.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» в 2013... 15 гг.; Всероссийском жилищном конгрессе «Гражданский жилищный форум» (г. Санкт - Петербург, 2013г); Научно-практическом семинаре «Деревянное домостроение в условиях Европейского Севера» (г. Архангельск, 2013г.); Международной научно-технической конференции «Строительная наука-2014: теория, практика, инновации северо-арктическому региону» (г. Архангельск, 2014г.); «Молодежная научная школа- 2014» (г. Владимир, 2014г.)

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

новая конструкция узловых соединений каркасно-панельных деревянных стеновых элементов.

результаты теоретических и экспериментальных исследований теплотехнических характеристик узловых соединений панелей на деревянном каркасе;

результаты теоретических и экспериментальных исследований прочностных показателей узловых соединений деревянных стеновых панелей;

научно-обоснованные решения по совершенствованию технических и технологических процессов при заводском изготовлении

элементов стеновых панелей с использованием деталей с дискретно-линейными включениями.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 работ, в том числе четыре в изданиях по перечню ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, библиографического списка, включающего 113 наименований, изложена на 125 страницах, содержит 58 рисунков, 13 таблиц.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Требования к древесине как к конструкционному и строительному материалу

Наша страна является первой в мире по количеству лесных площадей, которые занимаю почти половину территории России- примерно 12,3 млн. км2. Преобладающими породами являются хвойные: 37% лесов занимает лиственница, 19% - сосна, 20% - ель и пихта, 8% - кедр.

Хвойную древесину используют для изготовления основных элементов деревянных конструкций и строительных деталей. Прямые высокие стволы хвойных деревьев с небольшим количеством сучков позволяют получать прямолинейные пиломатериалы с ограниченным количеством пороков. Хвойная древесина содержит смолы, благодаря чему она лучше сопротивляется увлажнению и загниванию, чем лиственная.

Достоинства и недостатки древесины как строительного материала

Древесина, как и другие строительные материалы, имеет свои достоинства и недостатки.

Достоинства:

- наличие широкой, постоянно возобновляемой сырьевой базы;

- относительно малая плотность;

-высокая удельная прочность - отношение предела прочности при растяжении вдоль волокон к плотности: 100/500 = 0,2 (примерно равная стали);

- стойкость к солевой агрессии, к воздействию других химически агрессивных сред;

- биологическая совместимость с человеком и животными - в зданиях из древесины наилучший микроклимат;

- высокие эстетические и акустические свойства - лучшие концертные залы страны облицованы древесиной;

- малый коэффициент теплопроводности поперек волокон - стена из бруса шириной 200 мм эквивалентна по теплопроводности кирпичной стене шириной 640 мм;

- малый коэффициент линейного расширения вдоль волокон - в деревянных зданиях нет необходимости устраивать температурные швы и подвижные опоры;

- меньшая трудоемкость механической обработки, возможность создания гнутоклееных конструкций.

Недостатки:

- анизотропия строения древесины;

- подверженность загниванию и поражению жуками-древоточцами;

- сгораемость в условиях пожара;

- изменение физико-механических характеристик под воздействием различных факторов (влаги, температуры);

- усушка, разбухание, коробление и растрескивание под влиянием атмосферных воздействий;

- наличие пороков (сучки, косослой и других), существенно снижающих качество изделий и конструкций;

- ограниченность сортамента лесоматериалов.

Лесоматериалы, получаемые строительством, делят на круглые и пилёные.

Пиломатериалы получают в результате продольной распиловки бревен на лесопильных рамах или круглопильных станках. Пиломатериалы подразделяются по характеру обработки: на обрезные (опиленные с 4 сторон по всей длине); обзольные (часть поверхности не опилена по всей длине из-за сбега бревна); необрезные (не опилены две кромки).

Пиломатериалы прямоугольного сечения делятся на доски, бруски и брусья. Более широкие стороны пиломатериалов называют пластами, а узкие -кромками. Пиломатериалы имеют стандартную длину 1- 6,5м с градацией через каждые 0,25м. Ширина пиломатериалов колеблется от 75 до 275 мм, толщина - от

16 до 250 мм. По качеству древесины и обработки доски и бруски разделяют на пять сортов (отборный, 1, 2, 3, 4-й), а брусья на четыре (1, 2, 3, 4-й).

Плотность. Древесина относится к классу легких конструкционных материалов. Ее плотность зависит от относительного объема пор и содержания в них влаги. Стандартная плотность древесины должна определяться при влажности 12%. Свежесрубленная древесина имеет плотность 850 кг/м3. Расчетная плотность древесины хвойных пород в составе конструкций в помещениях со стандартной влажностью воздуха 12% принимают равной 500 кг/м3., в помещении с влажностью воздуха более 75% и на открытом воздухе -600 кг/м3.

Температурное расширение. Линейное расширение при нагревании, характеризуемое коэффициентом линейного расширения, в древесине различно вдоль и под углами к волокнам. Коэффициент линейного расширения а вдоль волокон составляет (3 5) • 10"6, что позволяет строить деревянные здания без температурных швов. Поперек волокон древесины этот коэффициент меньше в 7 - 10 раз.

Теплоемкость древесины значительна, коэффициент теплоемкости сухой древесины составляет С = 1,6КДЖ/кг-°С.

Еще одним ценным свойством древесины является ее стойкость ко многим химическим и биологическим агрессивным среда. Она является химически более стойким материалом, чем металл и железобетон. При обычной температуре плавиковая, фосфорная и соляная (низкой концентрации) кислоты не разрушают древесину. Большинство органических кислот при обычной температуре не ослабляют древесину, поэтому она часто используется для конструкций в условиях химически агрессивных сред.

Механические свойства древесины характеризуются: прочностью -способностью сопротивляться разрушению от механических воздействий; жесткостью - способностью сопротивляться изменению размеров и формы; твердостью - способностью сопротивляться проникновению другого твердого тела; ударной вязкостью - способностью поглощать работу при ударе.

Древесина является анизотропным материалом, поэтому ее прочность зависит от направления действия усилий по отношению к волокнам. При действии усилий вдоль волокон, оболочки клеток работают в самых благоприятных условиях и древесина показывает наибольшую прочность.

Средний предел прочности древесины сосны без пороков вдоль волокон составляет:

При растяжении - 100 МПа.

При изгибе - 80 МПа.

При сжатии - 44 МПа.

При растяжении, сжатии и скалывании поперек волокон эта величина не превосходит 6,5 МПа. Наличие пороков значительно на30%) снижает прочность древесины при сжатии и изгибе, а особенно на 70%) при растяжении. Основными недопустимыми пороками древесины являются: гниль, червоточины и трещины в зонах скалывания в соединениях.

Наиболее распространенными и неизбежными пороками древесины являются сучки - заросшие остатки бывших ветвей дерева. Сучки являются допустимыми с ограничениями пороками.

Длительность действия нагрузки существенно влияет на прочность древесины. При неограниченно длительном нагружении ее прочность характеризуется пределом длительного сопротивления, который составляет только 0,5 предела прочности при стандартном нагружении. Наибольшую прочность, в 1,5 раза превышающую кратковременную, древесина показывает при кратчайших ударных и взрывных нагрузках. Вибрационные нагрузки, вызывающие переменные по знаку напряжения, снижают ее прочность.

Жесткость древесины (ее степень деформативности под действием нагрузки) существенно зависит от направления действия нагрузок по отношению к волокнам, их длительности и влажности древесины. Жесткость определяется модулем упругости Е.

Для хвойных пород вдоль волокон Е = 15000 МПа.

Согласно [20] модуль упругости для любой породы древесины Ео = 10000 МПа. Е90 = 400 МПа.

При повышенной влажности, температуре, а также при совместном действии постоянных и временных нагрузок значение Е снижается коэффициентами условия работы тв, тт, шд< 1.

Влияние влажности. Изменение влажности в пределах от 0% до 30% приводит к снижению прочности древесины на 30% от максимальной. Дальнейшее изменение влажности не приводит к снижению прочности древесины.

Поперечное изменение влажности (усушка и разбухание) приводят к короблению древесины. Наибольшая усушка происходит поперек волокон, перпендикулярно годичным слоям. Деформации усушки развиваются неравномерно от поверхности к центру. При усушке появляется не только коробление, но и усушечные трещины.

Для сравнивания показателей прочности и жесткости древесины установлено значение стандартной влажности 12%

В12=В\У[1+<х(\У-12)],

где а - поправочный коэффициент, при сжатии и изгибе а = 0,04.

Влияние температуры. При повышении температуры предел прочности и модуль упругости снижаются, а хрупкость древесины повышается. Предел прочности древесины при температуре I в пределах от 10 до 30 °С можно определять исходя из ее начальной прочности - в20 при температуре 20 °С с учетом поправочного коэффициента Р = 3,5 МПа.

^ = в20 - (3(1-20).

Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям I, II и III сортов.

Древесина I сорта используется в наиболее ответственных напряженных растянутых элементах. Это отдельные растянутые стержни и доски растянутых зон клееных балок высотой сечения более 50 см

Косослой < 7%.

Суммарный диаметр сучков на длине 20 см с! < 1/4Ь.

Древесина II сорта используется в сжатых и изгибаемых элементах. Это отдельные сжатые стержни, доски крайних зон клееных балок высотой менее 50 см.; доски крайней сжатой зоны и растянутой зоны, расположенной выше досок 1-го сорта в клееных балках высотой более 50 см., доски крайних зон рабочих клееных сжатых, изгибаемых и сжато-изогнутых стержней.

Косослой <10%.

Суммарный диаметр сучков на длине 20 см с1 < 1/ЗЬ.

Древесина III сорта используется в менее напряженных средних клееных сжатых, изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов, а также в мало ответственных элементах настилов и обрешеток.

Косослой <12%.

Суммарный диаметр сучков на длине 20 см (1 < 1/2Ь.

Гниение - это разрушение древесины простейшими растительными организмами - дереворазрушающими грибками. Некоторые грибы поражают еще растущие и высыхающие деревья в лесу. Складские грибы разрушают лесоматериал во время хранения их на складах. Домовые грибы - (мерилиус, пория и др.) разрушают древесину строительных конструкций в процессе эксплуатации.

Грибы развиваются из клеток - спор, которые легко переносятся движением воздуха. Прирастая, споры образуют плодовое тело и грибницу гриба - источник новых спор.

Защита от гниения:

1. Стерилизация древесины в процессе высокотемпературной сушки. Прогрев древесины при I > 80°С, что приводит к гибели спор грибов, грибниц и плодовых тел гриба.

2. Конструктивная защита предполагает режим эксплуатации, когда влажность древесины \У<20% (наименьшая влажность при которой могут расти грибы).

2.1. Защита древесины от атмосферной влаги - гидроизоляция покрытий, необходимый уклон кровли.

2.2. Защита от конденсационной влаги - пароизоляция, проветривание конструкций (осушающие продухи).

2.3. Защита от увлажнения капиллярной влагой (от земли) - устройство гидроизоляции. Деревянные конструкции должны опираться на фундамент (с битумной или рубероидной изоляцией) выше уровня грунта или пола минимум на 15 см.

3. Химическая защита от гниения необходима, когда увлажнение древесины неизбежно. Химическая защита заключается в пропитке ядовитыми для грибов веществами - антисептиками.

Водорастворимые антисептики (фтористый, кремнефтористый натрий) -это вещества не имеющие ни цвета ни запаха, безвредные для людей. Используются в закрытых помещениях.

Маслянистые антисептики - это минеральные масла (каменноугольное, антросценовое, сланцевое, древесный креозот и др.). Они не растворяются в воде, но вредны для человека, поэтому используются для конструкций на открытом воздухе, в земле, над водой.

Пропитка выполняется в автоклавах под высоким давлением (до 14 МПа).

Защита от жуков точильщиков - нагрев до 1>80оС или окуривание ядовитыми газами типа гексахлорана.

Сопротивление древесины действию огня характеризуется пределом огнестойкости (порядка 40 мин. для бруса 17 х 17 см, нагруженного до напряжения 10 МПа.).

Защита от

1. Конструктивная. Ликвидация условий, благоприятных для возгораний.

2. Химическая (противопожарная пропитка или окраска). Пропитывают веществами, которые называются антипиренами (например, аммонийная соль, фосфорная и серная кислота). Пропитку выполняют в автоклавах одновременно с антисептированием. При нагреве антипирены расплавляются, образуя

огнезащитную пленку. Защитная окраска выполняется составами на основе жидкого стекла, суперфтора и т.д.

1.2 Исследования узловых соединений стеновых панелей с деревянным каркасом

Разработкой и исследованием панелей и с деревянным каркасом и узлов их соединений для жилищного строительства начали заниматься в 30-х годах в США и Канаде, а в начале 60-х годов прошлого века научно-исследовательские, проектные, учебные и производственные организации, ЦНИИСК, ЦНИИПромзданий и ЦНИИЭПжилища. Большой вклад в развитие теории расчета и практики применения стеновых панелей на деревянном каркасе внесли Линьков И.М., Казаков И.В., Ковальчук Л.М. и др. На основании результатов этих исследований были разработаны нормативные документы и рекомендации на проектирование и производство панелей с деревянным каркасом. В различных регионах страны было построено несколько экспериментальных жилых зданий с применением таких панелей. Однако дальнейшего широкого применения они не нашли из-за сложной, нетехнологичной и недолговечной конструкции панелей и несовершенства технологии их изготовления. В качестве обшивок деревянного каркаса применялись преимущественно асбестоцементные листы, которые в настоящее время запрещены для домостроения.

Впервые начали исследоваться панели на деревянном каркасе с обшивкой из асбестоцементных листов в середине 60-х годов XX века при участии И.М. Линькова в лаборатории деревянных конструкций ЦНИИСК [74]. Исследование и разработка стеновых панелей с оконными проёмами и без них проводилась на образцах 1,2x6 м, толщина панели составляла 170 мм. Панели состояли из деревянного каркаса, изготовленного из брусков сечением 100 х 150 мм и 50 х 100 мм, с расположением стоек через 1,5 м. Каркас заполнялся минераловатными плитами плотностью 200 кг/м3 и обшивался асбестоцементными листами

плотностью 1700 кг/м3 и толщиной 10 мм. Крепление обшивок к каркасу производилось с помощью шурупов 5 х 60 мм.

На данном этапе исследований вопросы соединения стеновых панелей решались чисто конструктивным подходом. Узлы сопряжения панелей были прямыми с креплением при помощи болтовых соединений.

Много исследователей занимались вопросом крепления обшивок панелей к деревянному каркаса, среди них Поляков Н.Н и Муравьёв Ю.А.

В 1978 ЦНИИСК им. В.В. Кучеренко выпускает рекомендации порациональным областям применения плит покрытий и панелей стен сдеревянным каркасом и с обшивками из фанеры, древесноволокнистых плит иасбестоцемента (технические возможности) [37]. ЦНИИЭПжилища разрабатывает рекомендации по проектированию лёгких сборных навесныхпанелей наружных стен из эффективных материалов для жилых домов [38].

Ранее проведённые исследования обусловили не только техническую возможность, но и экономическую целесообразность применения стеновыхпанелей с деревянным каркасом с наибольшими габаритными размерами, допустимыми по технологическим параметрам и условиям транспортабельности, для строительства одноквартирных жилых домов.

Наиболее существенно преимущества таких панелей проявляются при совмещении ими несущих и ограждающих функций. В этом случае стеновая панель работает как сжато-изгибаемый элемент, воспринимая сжимающую нагрузку от вышерасположенных конструкций и изгибную ветровую нагрузку.

Эффективность комплексного использование дерева в строительстве таких домов отмечена в монографии [80].

Специальные исследования конструкций несущих стеновых панелей сдеревянным каркасом, предназначенных для строительства одноквартирныхжилых домов стали проводиться в середине 2000-х годов.

Тисевич Е.К. исследовал сжато-изгибаемые клеефанерные стеновые панели с обшивкой, включенной в общую работу конструкции [93].

Практическая ценность работы состоит: в разработке новых конструкций сжато-изгибаемых клеефанерных панелей для стеновых ограждений зданий исооружений различного назначения; в разработке инженерного метода расчета предлагаемых панелей с учетом включения обшивок и вспомогательных элементов в общую работу конструкций, а также рекомендаций по их проектированию и расчету; в проведении технико-экономической оценки разработанных конструкций, которая позволила подтвердить возможность повышения эффективности строительства за счет включения отдельных элементов в общую работу конструктивной системы, максимальной заводской готовности конструкций и использования современных методов крупноблочного монтажа.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Власов, Антон Владимирович, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений: Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЭ // РГ. - 2009. Федеральный выпуск № 5079 (31 декабря).

2. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЭ // РГ. - 2008. Федеральный выпуск № 4720 (1 августа).

3. ГОСТ 11047-90. Детали и изделия деревянные для малоэтажных жилых и общественных зданий. Технические условия. - Введ. 1991-01-01. - М., 2002.

4. ГОСТ 26629-85. Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций. - Введ. 1986-07-01. -М., 1985.

5. ГОСТ 24454-80. Пиломатериалы хвойных пород. Размеры. - Введ. 1981-01-01. -М.: Стандартинформ, 2007.

6. ГОСТ 16483.0-89. Древесина. Общие требования к физико-механическим испытаниям. - Введ. 1990-06-01. - М.: Издательство стандартов, 1989.

7. ГОСТ 3916.1-96. Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона лиственных пород. Технические условия. - Введ. 1998-01-01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1999.

8. ГОСТ 16483.33-77. Древесина. Метод определения удельного сопротивления выдёргиванию гвоздей и шурупов. - Введ. 1978-01-01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1977.

9. ГОСТ 31167-2009. Здания и сооружения. Методы определения воздухопроницаемости ограждающих конструкций в натурных условиях. - Введ. 2011-03-01.-М.: Стандартинформ, 2011.

10. ГОСТ 8486-86. Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия. - Введ. 1988-01-01. Пиломатериалы. Технические условия: Сб. ГОСТов. - М.: Стандартинформ, 2007.

11. ГОСТ 26816-86. Плиты цементно-стружечные. Технические условия. . -Введ. 1986-07-01.- М.: ИПК Издательство стандартов, 1996.

12. ГОСТ 20022.2-80. Защита древесины. Классификация. - Введ. 198107-01. - М.: Издательство стандартов, 1981.

13. ГОСТ 10354-82. Плёнка полиэтиленовая. Технические условия. -Введ. 1983-07-01.-М.: Стандартинформ, 2007.

14. ГОСТ 13837-79. Динамометры общего назначения. Технические условия.-Введ. 1982-01-01.-М.: Стандартинформ, 2009.

15. СП 64.13330.2011. Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП П-25-80. - Введ. 2011-05-20. - М.: Минрегион России, 2011.

16. СП 31-105-2002. Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом. - Введ. 2002-07-01. - М.: Госстрой России: Изд-во стандартов, 2002.

17. СП 64.13330.2011. Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП Н-25-80. - Введ. 2010-12-28. - М.: Минрегион России, 2011.

18. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. -Введ. 2010-12-27, -М.: Минрегион России, 2011.

19. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий. - Введ. -2004-03-26. - М.: Госстрой России, 2004. - 96с.

20. СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003.- Введ. 2013-07-01. - М., 2012.

21. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*.-Введ. 2013-01-01. - М., 2012.

22. СНиП 23-03-2003. Защита от шума. - Введ. 2004-01-01. - М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004.

23. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. - Введ. 200109-01. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2001.

24. СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений. -Введ. 1998-01-01. -М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2002

25. МГСН 2.01-99. Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению. -М.: Москомархитектура, 1999.

26. Пособие по проектированию жилых зданий. Вып.З, Часть 1. Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85). ЦНИИЭП жилища Госкомархитектуры, -М., 1986. - 130 с.

27. Расчет и проектирование ограждающих конструкций зданий. Справочное пособие к СНиП II-3-79**. - М.: Стройиздат, 1990.

28. Технические правила по экономному расходованию основных строительных материалов. -М,: Стройиздат, 1982.-41 с.

29. EN 1381:1999. Timber structures. Test methods. Load bearing stapled

joints.

30. EN 1383:1999. Timber structures. Test methods. Pull-through resistance oftimber fasteners.

31. EN 1995-1-1:2004 Eurocode 5. Design of timber structures. Common rules andrules for buildings.

32. EN 594:1995. Holzbauwerke, Prüfverfahren - Wandscheiben-tragfähigkeit und -Steifigkeit von wänden in holztafelbauart.

33. Заключение о гигроскопической влажности и эмиссии волокон с поверхности изделий из каменной ваты производства ROCKWOOL, НИИСФ (исх. № 05/894-12 от 14.09. 2009г.).

34. Инструкция по расчёту огнестойкости лёгких ограждающих конструкций. - М.: ГУ ГПС, ВНИИПО, 1981.

35. Ограждающие конструкции на деревянном каркасе для сельскохозяйственных производственных зданий: Обзорная информация. ЦНИИЭПсельстрой. - М., 1985. - 76 с.

36. Отчёт об испытаниях на пожарную опасность образца наружных многослойных со стеновыми панелями с каркасом из бруса хвойных пород, заполненным минераловатным утеплителем, обшитым листами ЦСП для зданий с несущим железобетонным каркасом, N 10574. - ИЦ ФГУ ВНИИПО, 2011.- 135 с.

37. Рекомендации по рациональным областям применения плит покрытий и панелей стен на деревянном каркасе и с обшивками из фанеры, древесноволокнистых плит и асбестоцемента (технические возможности). ЦНИИСК им. В.В.Кучеренко. - М.: Стройиздат, 1978. - 54 с.

38. Рекомендации по проектированию лёгких сборных навесных панелей наружных стен из эффективных материалов для жилых домов, ЦНИИЭП жилища. - М., 1978. - 57 с.

39. Рекомендации по проектированию панельных конструкций с применением древесины и древесных материалов для производственных зданий. -М.: Стройиздат, 1982. - 120 с.

40. Рекомендации по проектированию и применению асбестоцементных стеновых панелей на деревянном каркасе для жилищного строительства. ЦНИИЭП жилища. - M., 1971. - 46 с.

41. Стеновая теплоизолирующая панель с вентилируемым фасадом заводской готовности «Рослав» и опорный кронштейн для её установки: патент на полезную модель. 102646 Российская Федерация: МПК E04F 13/07 (2006/01)/ C.B. Архангельский, С.Г. Каратаев, Д.А. Тепляков, A.C. Черных. - № 2010140218/03; заявл. 01.10.2010; опубл. 10.03.2011. Бюл. №7: 1 ил.

42. Стеновая теплоизолирующая панель с вентилируемым фасадом заводской готовности «Рослав» и опорный кронштейн для её установки: патент на изобретение. 2448223 Российская Федерация: МПК E04F 13/07 (2006/01)/ C.B. Архангельский, С.Г. Каратаев, Д.А. Тепляков, A.C. Черных, В.В. Барышев, A.B. Песков. - № 2010140213/03; заявл. 01.10.2010; опубл. 20.04.2012. Бюл. №11: 5 ил.

43. Ашкенази Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов / Е. К. Ашкенази. - М,: Лесная промышленность, 1978. - 224 с.

44. Башень М., Меджяловски Ч., Малеша Й., Малеша М. Экспериментальные исследования каркасных стен деревянных зданий.

Научные записки Белостокского политехнического института. // Строительство. - 1998. -№ 18.

45. Беляева З.В., Редикульцев Е.А. Численное исследование температурного режима термически неоднородной трехслойной стеновой конструкции. Строительная наука - 2014: теория, образование, практика, инновации: Архангельск, 2014. - С. 32-41.

46. Беляева C.B. Технологические особенности, проблемы и перспективы развития каркасного домостроения в условиях крайнего севера. Деревянные конструкции - 2011 : образование, практика, инновации в странах Баренцева Евро-Арктического региона: Архангельск, 2012. - С. 18-23.

47. Белянкин Ф.П. Прочность древесины при скалывании вдоль волокон. - К.: АН УССР, 1955. - 140 с.

48. Блюмберг В.А. Какое решение лучше?: Метод расстановки приоритетов / В. А. Блюмберг, В. Ф. Глущенко. - Л.: Лениздат, 1982. - 160 с.

49. Большаков В.В. Развитие деревянных конструкций в СССР: автореф. ... д-ра техн. наук. М., 1960. - 56 с.

50. Брейер Д.И. Проектирование деревянных конструкций. - Третье издание, «МакГроу-Хилл Инк», Нью-Йорк, 1993.

51. Бурова O.A. Лабудин Б.В., Щепеткина E.H. Проекты деревянных каркасных зданий поэлементной сборки в малоэтажном строительстве. Деревянные конструкции - 2011: образование, практика, инновации в странах Баренцева Евро-Арктического региона: Архангельск, 2012. - С. 31-36.

52. Вакин А.Т. Полубояринов О. И., Соловьёв В. А. Пороки древесины. -Изд. второе, перераб. и доп. - М.: Лесная промышленность, 1980. - 197 с.

53. Вдовин В.М. Проектирование ограждающих конструкций из дерева и пластмасс: Учеб. пособие. - Пенза, 2003.

54. Вдовин В.М. Исследование пространственной работы полносборного крупнопанельного деревянного дома / В.М. Вдовин, В.Н. Карпов, С.Г. Багдоев . -М.: Госстрой России, 2004.

55. Гагарин В.Г., Козлов В.В., Цыкановский Е.Ю. Расчёт теплозащиты фасадов с вентилируемым воздушным зазором. // Журнал АВОК. - 2004. - № 3.

56. Гётц К.Г., Хоор Д., Мёллер К., Наттерер Ю. Атлас деревянных конструкций-М.: Стройиздат, 1985. -272 е.: ил.

57. Гринь И.М., Джан Темиров К.Е., Гринь В.И. Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчет: Учеб. пособ. - Киев: Издательское объединение «Вища школа», 1990. - 221 е.: ил.

58. Драчёва А.А., Черемная Т.С. Технология каркасно-панельного домостроения на примере опыта компании «Беломорский лес». Деревянные конструкции - 2011: образование, практика, инновации в странах Баренцева Евро-Арктического региона: Архангельск, 2012. - С. 77-81.

59. Евсеенков К.А. Древесина, как конструкционный строительный материал // Дом из чистого дерева. - 2010. - №3.

60. Жаданов В.И. Малоэтажные здания и сооружения из совмещённых ребристых конструкций на основе древесины. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. Красноярск, 2008. - 38 с.

61. Жаданов В.И., Яричевский И.И. Рациональные панельные конструкции на деревянном каркасе для малоэтажного строительства. Строительная наука - 2014: теория, образование, практика, инновации: Архангельск, 2014. - С. 139-145.

62. Жаданов В.И. Деревянные панельные конструкции для малоэтажного строительства: моногр. / В.И. Жаданов, Д.А. Украинченко. - Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013. - 390 с.

63. Иванов В.А., Клименко В.З. Конструкции из дерева и пластмасс. -Киев: Головное издательство издательского объединения «Вища школа», 1983. -279 с.

64. Иванов В.Ф. Конструкции из дерева и пластмасс (Учебник для ВУЗов). -Л.: Стройиздат Ленинградское отделение, 1966. - 353 с.

65. Иванов Ю.М. Исследования физических свойств древесины / Ю.М. Иванов, В.А. Баженов.- М.: Изд-во Академии наук СССР, 1959. - 54 с.

66. Ивановский Е.Г. Резание древесины / Е.Г. Ивановский. -М.: Лесная промышленность, 1974. -200 с.

67. Казаков И.В., Вайнберг Г.Д., Лаушин В.А, Применение различных материалов в одном конструктивном решении легких стеновых панелей. -В кн. Легкие конструкции из не бетонных материалов». ЦНИЭП жилища. - М., 1975.-вып. 4,-С. 78-84.

68. Калугин A.B. Деревянные конструкции. Учеб. пособие (конспект лекций). - М.: Издательство АСВ, 2003. - 224 е., с илл.

69. Ковальчук Л.М. Деревянные конструкции в строительстве / Ковальчук Л.М., Турковский С.Б., Пискунов Ю.В., Варфоломеева Ю.А., Ковальчук С.Л. и др. -М.: Стройиздат, 1995. - 248 е.: ил.

70. Кондратьева Л.Е. Основы метода конечных элементов. - Владимир, изд-во ВлГУ, 2007. - 36 с.

71. Кузнецов А.И. Внутренние напряжения в древесине. М-Л.: Гослесбумиздат, 1950. - 59 с.

72. Лабудин Б.В. К обоснованию расчетной модели клееной древесины как ортогонального трансверсально-изотропного материала. // ИВУЗ. «Лесной журнал». -2006.-№5. -С. 136-139.

73. Лабудин Б.В., Гурьев А. Ю., Бурова О. А. Общественные здания с деревянным каркасом: особенности конструкции и расчета - Сборник научных трудов Международного симпозиума «Современные металлические и деревянные конструкции (нормирование, проектирование и строительство)». - Брест, 2009. -С. 142-147.

74. Линьков И.М. Разработка и внедрение панелей с деревянным каркасом для стен и покрытий зданий. В.сб. «Строительные конструкции». Труды ЦНИИСК. - Выпуск 7 «Панельные конструкции с деревянным каркасом для стен и покрытий зданий». -М.,1970. - С. 5-51.

75. Лукашев В. В., Попов В. Н., Рудный Д.А., Тестова И.В. Математическое моделирование потерь тепла в строительных конструкциях с учётом дефектов монтажа. Деревянные конструкции - 2011: образование,

практика, инновации в странах Баренцева Евро-Арктического региона: Архангельск, 2012. - С. 105-110.

76. Матея К., Ножиньски В. Подлецки С. Проектирование и строительство жилых домов на деревянном каркасе. Американо-канадская система в польских условиях. - Американо-польский институт строительства, Варшава, Гданьск, 1996.

77. Мендзяловски Ч., Малеша М. Здания с обшивкой на деревянном каркасе. Основы механики инженерных конструкций, проблемы проектирования и строительства /сб. Изыскания в области инженерии № 55 / Польская академия наук, комитет по гражданскому и гидротехническому строительству, институт фундаментальных проблем техники., Варшава-Белосток, 2006. - 320 с.

78. Москалева В.Е. Строение древесины и его изменение при физических и механических воздействиях / В.Е. Москалева. - М.: Изд-во Академия наук СССР, 1957.

79. Най Дж. Физические свойства кристаллов. - М., 1960. - 305 с.

80. Некрасов А.С., Голубев В.К. Эффективность комплексного использования дерева в строительстве. - М.: Стройиздат, 1985. - 350 с.

81. Орлов А.И. Теория принятий решений: Учеб. пос. / А. И. Орлов. — М.: Март, 2004.-656 с.

82. Орлович Р. Б. Решение плоской контактной задачи для анизотропных тел методом конечных элементов / Р. Б. Орлович. В сб. «Конструкции из клееной древесины и пластмасс». - Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР, Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт. - Л., 1983.-С .91

83. Отрешко А.И. Справочник проектировщика. Деревянные конструкции. -М.: Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1957. - 267 с.

84. Перельмутер A.B., Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа. - 4-е изд., перераб. - М.: Изд-во СКАД СОФТ, 2011.-736 с.

85. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов/ М.М. Протодьяконов, Р.И. Тедер, - М.: изд-во «Наука», 1970.-76 с.

86. Ржаницын А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность / А.Р. Ржаницын. - М.: Стройиздат, 1978. - 239 с.

87. Рыжов Н.В. Древесиноведение: методические указания к лабораторным работам / Н.В. Рыжова, В.В. Шутов. - Кострома: Изд-во Костром, гос. технол. ун-та, 2009. - 21 с.

88. Серов E.H. Рекомендации к совершенствованию норм проектирования деревянных конструкций // ИВ УЗ Строительство, 2003. - С. 9-16.

89. Серов E.H., Орлович Р.Б., Ланге М. Современные тенденции использования древесных материалов в зарубежном строительстве. // ИВ УЗ. «Лесной журнал». - 2005. - № 1-2. - С. 66-73.

90. Серов E.H., Черных А.Г., Серов А.Е., Соломаха А.Ю., Храмов К.С. Строительные нормы проектирования деревянных конструкций. Состояние, проблемы и перспективы // «Вестник гражданских инженеров». - 2012. - № 3(32). - С.107-114.

91. Слицкоухов Ю.В. Конструкции из дерева и пластмасс / Слицкоухов Ю.В., Буданов В.Д., Гаппоев М.М., Гуськов И.М., Махутова З.Б., Освенкий Б.А., Сарычев B.C., Филимонов Э.В.; Под ред. Карлсена Г.Г. и Слицкоухова Ю.В. - 5-е изд., перераб. и доп. -М.: Стройиздат, 1986. - 543 е.: ил.

92. Тестова И.В. Перенос массы газа в канале при наличии параллельного стенкам градиента температуры // «Вестник Поморского университета. Серия: Естественные науки». 2011. - №2. - С. 124-128.

93. Тисевич Е.К. Сжато-изгибаемые клеефанерные стеновые панели с обшивкой, включенной в общую работу конструкции. Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата наук. Оренбург, 2008. - 23 с.

94. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения / Б. Н. Уголев. - 3-е изд. - М.: МГУ Л, 2001.-333 с.

95. Уёмов А.И. Логические основы метода моделирования. - М.: Мысль, 1971.-48 с.

96. Украинченко Д.А. Деревянные унифицированные панельные конструкции с клеедощатой обшивкой. Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук. Оренбург, 2011. - 21 с.

97. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей здания. - 4-е изд. - М., 1973. - 288 с.

98. Формалев В.Р. Теплопроводность анизотропных тел. Аналитические методы решения задач: моногр. -М.: ЖИ, 2012.

99. Черных A.C. Комбинированная технология строительства многоквартирных жилых домов / A.C. Черных // Современные деревянные конструкции. Теория. Практика. Эксперимент: сб. материалов научно-практическойконференции / СПбГАСУ. - СПб., 2010. - С. 4-7.

100. Черных A.C. Ограждающие конструкции жилых зданий с применением стеновых панелей на деревянном каркасе / A.C. Черных // Федеральный строительный рынок. - 2012. - №1. - С. 38-39.

101. Черных A.C. Применение стеновых панелей на деревянном каркасе для жилых и общественных зданий / A.C. Черных // Светопрозрачные конструкции. - 2012. - № 1.-С.4-8.

102. Черных A.C. Современное состояние и тенденции развития комбинированной технологии строительства жилых зданий / A.C. Черных // Актуальные проблемы современного строительства и архитектуры: международная научно-практическая конференция студентов аспирантов, молодых учёных и докторантов/ СПбГАСУ. - В 2ч. 4.1. - СПб., 2012. - СЛ12-114.

103. Черных, A.C. Стеновые панели на деревянном каркасе в составе ограждающих конструкций многоэтажных жилых зданий из железобетона / Черных А.Г., Черных A.C. // Жилищное строительство. - 2012. -№7. - С. 19-23.

м

/ / I

104. Черных A.C., Песков/ A.B., Каратаев С.Г. Комбинированная строительная конструкция с деревянным каркасом. Патент на полезную модель №116525. Опубликовано 27.05.2012, Бюл. №15.

105. Щуко, В.Ю. Клееные армированные деревянные конструкции: учебное пособие. / В.Ю. Щуко, С.И. Рощина. - Владимир, 2008. - 82 с.

106. Bredenbals В., Hullmann Н. Holztafelbau-weiseimmehrgeschossigen Wohnungsbau. Bauforschung für die Praxis, Band 48. Hg. Fraunhofer IRB Verlag. Stuttgart, 1996.

107. Eriksson P.E. Wood components in steel and concrete buildings. In-fill exterior wall panels. Study compiled for the Nordic Timber Council, 2003.

108. Otto F., Ringeler M. InformationsdienstHolz, holzbauhandbuch. R1A1/F8: Funktionsschichten und Anschlüsse für den Holzhausbau. Hg. Holzabsatzfonds, DGfH Innovations- und Service GmbH, Bonn, 2004.

109. Patakar S. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Hemisphere Publ.Corp., New York, 1980.

110. Rüg, W., Mönck, W. Holzbau. Bemessung und Konstruktion. 15.,vollständig, überarbeitete Auflage. Verlag Bauwesen, 2008. - 543 p.

111. Достоинства хвойной древесины // ПК «Айсберг Сибирь». -2008.URL: http://www.bratskles.ru/useful/dostoinstva hvoinoi drevesini.html.

112. Конструкции из дерева и пластмасс // Портфель ученика. URL: http://lib.rushkolnik.ru/text/21969/index-10.html.

113. Прочность и жесткость стеновых панелей на деревянном каркасе / Черных А.Г., Черных A.C., Коваль П.С. [и др.] // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 3. URL: www.science-education.ru/103-6527