В Европе за последнее десятилетие мы стали свидетелями интенсивной эволюции в области деревянных конструкций, перехода от простых покрытий к кровлям, вырезанным вручную на месте строительства, и домам, полностью выполненным из дерева с очень сложной геометрией, разработанным с помощью специальных программных обеспечений и нарезанным на заводских станках с точностью менее миллиметра.
Для выполнения соединений часто используются наружные металлические пластины, соединенные с древесиной при помощи гвоздей, винтов или болтов. Положительными характеристиками этого типа являются простота установки и экономическая эффективность системы, в то время как отрицательные характеристики связаны с пожарной безопасностью этих элементов, которые должны обеспечиваться красками или покрытиями из других материалов, в результате чего эстетический результат часто получается не самым приятным.
В настоящее время есть склонность использовать скрытые системы соединения, сила которых всегда передаётся механическим путём через металлические элементы, однако эти последние должны быть размещены внутри деревянного бруса, без выхода за его пределы. Эстетический результат получается, безусловно, положительным, потому что, глядя на структуру, вы видите только деревянную поверхность, а огнестойкость обеспечивается благодаря адекватному покрытию металла древесиной.
Рис. 1. Соединение при помощи перекрещенных шурупов с полной резьбой. Фотография предоставлена компанией Rotho Blaas
Рис. 1.1. Соединение при помощи перекрещенных шурупов с полной резьбой. Фотография предоставлена компанией Rotho Blaas
Рис. 2. Стандартные элементы алюминиевого сплава. Фотография предоставлена компанией Rotho Blaas
Рис. 2.1. Стандартные элементы алюминиевого сплава: экспериментальная проба, реализованная на бетоне. Фотография предоставлена компанией Rotho Blaas
Рис. 2.2. Стандартные элементы алюминиевого сплава: экспериментальная проба, реализованная на древесине. Фотография предоставлена компанией Rotho Blaas
При осуществлении проекта в сейсмических районах важными параметрами являются степень пластичности и диссипации энергии структуры; эти два параметра, очевидно, связаны друг с другом и, чем больше их значение, тем структура становится устойчивее к сейсмическим воздействиям. Большое значение в создании подобных качеств структуры играют механические системы соединения, будучи сделанными из металла, благодаря внутренним свойствам материала и превосходному взаимодействию с древесиной, могут обеспечивать хорошие значения пластичности и диссипации энергии.
Очевидно, что в основе этого должно всегда лежать качественное проектирование как структуры в целом, так и соединительных систем. Принимая во внимание простой эффект сдвига элемента с цилиндрической головкой, которым может являться шуруп-саморез для древесины (имеется в виду то, что шуруп является наиболее широко используемой системой в мире в сборке кровель среднего размера и деревянных зданий) для фиксации стыков на сдвиг дерево – дерево, которые можно наблюдать на рисунке 3, где показано, каким образом происходит оптимальное взаимодействие между шурупом и деревом.
В самом деле, можно наблюдать, как вокруг металлического элемента отмечается значительное разрушение древесины, что привело к изгибу металлического элемента с созданием двух пластиковых петель (одна внутри деревянного элемента справа, а другая слева). Кроме того, наблюдается глубокое проникновение в древесину головки, причиной которому послужил «кабельный эффект», который происходит по причине наличия резьбы в элементе, имеющем устойчивость к выдёргиванию больше, чем сопротивление к проникновению в древесину головки шурупа. При сдвиге шуруп оказывается чрезвычайно эластичным, как можно это заметить на графике. Все это рассматривается на примере одного элемента; но поскольку соединения никогда не осуществляются с помощью одного отдельного элемента, необходимо обратить пристальное внимание на расположение различных элементов, тщательно следуя требованиям, изложенным в нормативных документах, таким, как минимальное расстояние между элементами, минимальная глубина фиксации и т.д. (возвращаясь к концепции, в которой детали строительства, такие как соединения, должны быть хорошо продуманы).
Рис. 3. Смещение шурупа для соединений «дерево-дерево». Фотография предоставлена компанией Rotho Blaas
График 1. Смещение шурупа, образец. Фотография предоставлена компанией Rotho Blaas
Однако существует еще один очень важный элемент, связанный с испытаниями систем соединения и введением технических стандартов в области строительства: строительные материалы и, таким образом, все крепежные системы для древесины должны иметь на себе маркировку СЕ или Сертификат Технического Соответствия, выданный Центральной Технической Службой. Это касается стандартных соединительных систем, таких, как шурупы, перфорированные пластины, скобы и т.д. И это не является проблемой, так как уже существуют соответствующие правила и директивы, чтобы помочь производителям поставить на свои изделия маркировку СЕ; многие системы на рынке уже имеют на себе знак СЕ.
