ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Раздел: Строительство

1. Сборка элементов изделий

Деревянные изделия состоят из деталей, которые могут быть соединены между собой различными способами. Различают плотничные соединения без применения клея и соединения на клею.

Плотничные соединения выполняются на гвоздях, болтах, нагелях, шпонках, шипах, врубках и т. п. (например, фермы на лобовых врубках, балки на пластинчатых нагелях системы В. С. Деревягина, двери, ворота с шиповой вязкой на нагелях, щиты стен дома, щиты-перегородки, щиты черного пола и др.)» Применяются и более сложные плотничные работы.

В заводских условиях при сборке плотничных изделий применяются автоматы для забивки гвоздей, шаблоны, приспособления, кондукторы, ваймы для сборки рамочных изделий, сверлильные, универсальные деревообрабатывающие станки, а также ручные электрофицированные инструменты.

Так например, в балках Деревягина выборка гнезд под нагели производится не на стационарном станке, а ручным элект- родолбежником.

В клееных деталях, изделиях (и конструкциях основным средством соединения является клей. Винты, болты и другие металлические связи являются вспомогательными и дополнительными.

Наиболее распространены строительные конструкции и детали, склеиваемые из брусков или досок по длине, толщине и ширине или по одному — двум из этих направлений.

Основные группы клееных изделий:

1)        несущие клееные конструкции (балки, арки, фермы, и т. п.); изготовляются обычно из длинномерных пиломатериалов;

2)        столярные плиты — клееные щиты, облицованные фанерой или древесно-волокнистыми плитами. Серединка щитов изготовляется из пиломатериалов и кусковых отходов пониженного качества;

3)        доски и щиты, склеенные по длине на зубчатый шип и склеенные по ширине на гладкую кромку;

4)        столярные изделия и клееные заготовки для столярных изделий (оконные и дверные блоки и клееные бруски для них); изготовляются из сравнительно короткомерных пиломатериалов высокого качества.

Целесообразна комплексная организация склеивания всех указанных 'видов изделий, обеспечивающая возможность полноценного использования пиломатериалов и кусковых отходов различных размеров и качества.

Элементы, предназначенные для склеивания, должны быть в зависимости от назначения высушены до определенной влажности, но не выше 15%. Поверхности, подлежащие склеиванию, должны быть строгаными. При применении на круглопильных станках специальных строгальных пил можно получить без последующей строжки достаточно ровную и гладкую поверхность, годную для склеивания.

Соединение или стыкование брусков (досок) по длине производится: а) «на ус» с длиной уса не менее 10 б ( 374, а), где А— толщина бруска или доски; б) впритык ( 374, б);

в) на зубчачтый шип (СН 11-57) с углом скоса не более 7в ( 374, в).

Соединение по длине «на ус» сложно в изготовлении и вызывает заметные потери древесины в связи с большой длиной уса.

В заводских условиях для изготовления клееных конструкций применяется следующее оборудование:

а)         круглопильные станки с ручной или механической подачей для поперечного и продольного раскроя досок;

б)        строгальные станки (фуговальный, рейсмусовый, четырехсторонний);

в)         фрезерный (с шипорезной рамкой, например для зарезки зубчатого шипа);

г)         клеемешалка и клеевые вальцы для нанесения клея на склеиваемые поверхности;

д)        приспособления для сборки и склейки изделий (шаблоны, обоймы, кондукторы и т. п.);

е)         прессы и приспособления для запрессовки изделий;

ж)        транспортное оборудование (рольганги, тельферы, ленточные транспортеры и т. п.);

з)         устройства, приборы и приспособления для испытания клея и готовых клееных изделий.

При производстве клееных деревянных конструкций обязательно строгое соблюдение технических норм и правил, изложенных в СН 11-57 [И] и выполнимых лишь в заводских условиях.

Следует особо отметить, что склеивание должно производиться в отапливаемых помещениях с температурой и влажностью, соответствующими равновесной влажности высушенной древесины. Во избежание брака (коробления, растрескивания и пр.) материал после сушки до строгания и склеивания должен быть выдержан при температуре цеха в течение не менее 24 час. для некоторого выравнивания влажности и ликвидации внутренних напряжений по сечению материала.

После нанесения клея на склеиваемые поверхности производится запрессовка деталей. Наиболее доступный и простой метод гвоздевого прессования применяется только при небольших объемах производства.. Более целесообразно применение струбцин, хомутов и других приспособлений с запрессовкой электрическими или пневматическими ключами. Наиболее эффективны для этих целей механические, пневматические и гидравлические прессы с прогревом паром, нагретой водой, в поле токов высокой ча стоты и пр.

Применение прогрева обеспечивает схватывание клеевых швов в короткие сроки, исчисляемые часами, а в поле ТВЧ минутами, а в отдельных случаях и десятками секунд.

При склеивании элементов пакетного вида целесообразно применение ваймового пресса (), пресса консольного типа (), универсального ваймового пресса для склеивания криволинейных элементов с запрессовкой механическим ключом ( 379) и наиболее совершенных гидравлических или пневматических прессов с передачей давления от шлангов, в которые подается вода или воздух под давлением 3—5 ати ( 380).

С целью повышения производительности таких прессов применяются дополнительные ваймы, которые перед укладкой в пресс надевают на пакет, и после создания в прессе заданного давления подтягивают до полного обжима пакета уже в прессе ( 380). После затяжки винтов в ваймах давление в прессе снимают, пакет удаляют из пресса и выдерживают в отапливаемом складе до затвердения клея. Таким образом, пресс используется только для создания начального давления. Для склеивания пакетов все же более рационально применять прессы бездополнительных вайм, так как использование последних снижает основное достоинство шланговых прессов — равномерность давления при запрессовке, чего в хомутовых дополнительных ваймах добиться трудна

Для повышения производительности пресса целесообразна (для небольшого производства) установка пресса на колесном ходу (пресс-вагонетка) и ускоренное выдерживание запрессованного пакета (вместе с герметизированным, отключенным от компрессора шланговым прессом) в горячей камере .

Оклейка стеновых шитов или полотен щитовых дверей облицовочной фанерой или древесно-волокнистой плитой обычно производится в холодных или горячих гидравлических прессах. В целях повышения производительности холодный пресс используется только для первоначального обжатия. Сжатый пакет стягивают специальными хомутами, вынимают из пресса и выдерживают в таком состоянии до схватывания клея. Для ускорения полимеризации клея зажатый пакет может быть помещен в камеру с подогревом паровыми батареями.

При массовом производстве оклеивание щитовых дверей производят в многоэтажных горячих гидравлических прессах с паровым обогревом плит. Плиты нагреваются обычно до 130—150°, давление дается от 5 до 10 ата, иногда и больше. При применении синтетических клеев выдержка щитов в прессе — в пределах 10—20 мин.

Склеивание с прогревом в поле токов высокой частоты. Основной областью применения склеивания в поле токов высокой частоты (ТВЧ) является поточное производство деталей, изделий и конструкций. Склеиваемый элемент располагается между металлическими пластинами — электродами, которые присоединяются к источнику токов высокой частоты.

Характерной особенностью применения ТВЧ является избирательный прогрев преимущественно самого клеевого шва при минимальной затрате энергии на прогрев всей массы склеиваемой древесины; этим обеспечивается значительное ускорение

процесса схватывания и твердения клея и повышение экономической эффективности производственной технологии.

Применение ТВЧ следует считать основным средством к ускорению процесса склеивания пакетов досок шириной до 15 см при производстве многослойных клееных балок, прогонов и арочных поясов; при этом клеевой шов располагается в плоскости поля ТВЧ между электродами (параллельное склеивание). Автоматизация технологии сращивания досок на зубчатый шип, изготовление паркетных досок также базируются на применении ТВЧ.

2. Обработка элементов (узлов)

После сборки элемент (узел) не имеет еще окончательной формы и точных размеров вследствие неточности обработки отдельных деталей. Например, элемент фермы, склеенный на пласть (пакет досок), будет иметь неровные (ступенчатые) торцы и кромки и не будет иметь точных размеров по длине. В отдельных случаях необходимо обработать торцы таких элементов под требуемыми углами.

Обычно узлы или элементы после сборки подвергаются чистовой обработке по толщине, длине и ширине или же по одному, двум размерам.

При изготовлении столярных элементов (оконные створки, дверные полотна и др.) в первую очередь надо уничтожить провесы по толщине в местах соединений деталей, а затем обработать элементы по длине и ширине с отборкой требуемого профиля. После этих операций можно производить далнейшую обработку узлов — сверление отверстий под болты, выборку гнезд и т. п.

Поэтому собранный узел представляет собой своего рода заготовку, требующую определенной обработки.

Снятие провесов в щитах и рамках производится на фуговальных и рейсмусовых станках, иногда на шлифовальных. Обработка по длине и ширине производится на круглопильных станках; для точной и профильной обработки щитов и рамок по периметру применяются фрезерные станки и т. д.

Деревянные конструкции больших размеров, которые не могут транспортироваться в собранном виде на место строительства, изготовляются сборно-разборными. Поэтому комплект таких конструкций на конечной стадии производства выборочно должен подвергаться контрольной сборке и испытательной нагрузке. Такую сборку производят на специальных настилах-бойках, на которых в натуральную величину устанавливают шаблон конструкции с упорами и зажимными приспособлениями для сборки деталей, крепления узлов и загрузки. Элементы конструкции или части ее раскладывают по шаблону. Дефекты в деталях и элементах и неточности их обработки, выявленные в результате контрольной сборки, устраняют при помощи ручных электрифицированных и других инструментов и затем по этим данным кор« ректируют технологию изготовления элементов в цехе. Контроль ная сборка конструкций может производиться в цехе или же под навесом.

Кроме деревообрабатывающих станков, в сборочных цехах и участках необходимо иметь комплект деревообрабатывающего электрифицированного инструмента (электропилы, электрофу ганки, электродрели и пр.),.

Для изготовления и сборки д. к. целесообразно применять универсальные деревообрабатывающие станки, особенно при небольших масштабах работ. Отличие таких станков от специализированных состоит в том, что на них можно выполнять несколько различных операций: поперечный раскрой под любым углом, продольный раскрой, сверление, зарезку шипов и проушин, выборку гнезд и т. п.