ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Раздел: Строительство

После Великой Октябрьской социалистической революции теория и практика применения д. к. получили новое развитие, подчинявшееся интересам народного хозяйства и обороны страны.

Небывалые масштабы и темпы строительства в период первых пятилеток поставили перед советскими конструкторами новые инженерные задачи, для решения которых было недостаточно опыта, накопленного русским деревянным строительством до 1917 г. Тем более нельзя было решить эти задачи на основе иностранного опыта; механический перенос к нам заграничных образцов (таких, например, как гладкокольцевые шпонки) привел к ряду неудач в строительстве. Необходимо было создать новые виды д. к., новые приемы их расчета и конструирования.

Первые опыты применения новых конструктивных форм и способов сопряжения были сделаны еще в восстановительный период в связи со строительством Всероссийской сельскохозяйственной выставки в 1923 г. Советскими конструкторами и архитекторами были разработаны новые, оригинальные решения д. к. выставочных павильонов и' впервые была реализована идея использования жесткости двойного дощато-гвоздевого настила для обеспечения пространственной неизменяемости сооружений. Эта идея в дальнейшем нашла широкое применение в конструкциях покрытий, проезжей части мостов, кружал и т. п.

Новые формы д. к. получили дальнейшее развитие на строительстве ЦАГИ в 1925—1926 гг. Здесь впервые были использованы дощато-гвоздевые конструкции в виде двутавровых балок и рам с перекрестной стенкой ( 26), получившие массовое применение в строительстве в период первых пятилеток; тогда же в кружалах мостов были применены трехшарнирные арки из сегментных полуарок с перекрестной стенкой. Одним из примеров применения дощато-гвоздевых конструкций за рубежом (с использованием при этом перекрестных настилов в качестве стенки горизонтальных связей) могут служить арочные кружала пролетом 150 м железобетонного моста через р. Элорн во Франции, построенного в 1928—1930 гг. инж. Фрейсине (см. ниже главу V девятого раздела).

В покрытиях зданий, мостах, вспомогательных сооружениях широко применялись сегментные фермы и трехшарнирные арки из таких ферм.

Впервые в истории строительства в Советском Союзе были применены разнообразные формы пространственных дощато-гвоздевых конструкций типа «оболочек». В основу всех этих форм, выполнявшихся с дощатым, сплошным или разреженным перекрестным настилом или стенкой, был положен принцип многорешетчатой системы, что еще раз свидетельствует о жизненности и плодотворности конструктивных идей Кулибина.

Эти новые конструкции были разработаны коллективом сотрудников ЦНИПС  и изготовлены в виде тонкостенных  и ребристых  сводов-оболочек ( 27), башен-оболочек высотой 20—30 м, тонкостенных — для градирен ( 28) и ребристых — для водонапорных башен , а также куполов-оболочек, первый из которых был построен в 1932 г. На  29 изображены спаренные ребристые своды-оболочки пролетом 100 м; стенка ребер свода была также дощато-гвоздевой, многорешетчатой.

В процессе создания этих новых конструктивных форм возникла необходимость в разработке новых методов их расчета.

Здесь коллективом сотрудников ЦНИПС были в полной мере развиты традиции Кулибина и Журавского, блестяще сочетавших теорию с практикой. Благодаря тесной увязке теоретических исследований с экспериментальной проверкой конструктивных решений в СССР была создана (В. 3. Власовым, А. А. Гвоздевым, П. JI. Пастернаком и др.) прогрессивная теория расчета конструкций типа оболочек, намного опередившая научные работы в этой области за рубежом.

Описанные выше новые решения плоских и пространственных дощатых конструкций на вязких гвоздевых сопряжениях полностью отвечали не только потребностям, но и возможностям строительства в начальный период индустриализации нашей страны; они обеспечивали необходимые темпы и экономичность строительства, были просты и доступны в производстве и надежны в эксплуатации.

Оригинальным направлением в развитии сетчатых систем покрытий В. Г. Шухова являются деревянные безметальные кру- жально-сетчатые своды С. И. Песельника из косяков цельного сечения ( 30), впервые осуществленные им в покрытии вагонного сарая на ст. Люблино Московско-Курской ж. д. в 1932 г. В СССР построен также ряд кружально-сетчатых сводов и куполов с узлами на болтах. Многие из этих конструкций эксплуатируются до настоящего времени. Как показали проекты, применение кружально-сетчатых сводов и куполов из клеефанерных косяков индустриального изготовления дает возможность увеличить пролеты сетчатых д. к. до 80—120 м. В СССР впервые были построены деревянные сетчатые башни-градирни системы Шухова ( 31).

Успешное выполнение второго пятилетнего плана и ослабление дефицита металла в стране создали предпосылки ,к применению многообразных новых решений металлодеревянных конструкций в виде сборных крупноблочных ферм с использованием в них балок Деревягина для сжато-изогнутых элементов и стали — для растянутых стержней. Фермы Деревягина впервые были применены в 1936 г.

Применение в годы довоенных пятилеток новых прогрессивных решений характерно и для деревянного мостостроения. Ряд автодорожных мостов пролетом 52,5 м был построен с рациональными для больших пролетов полигональными балочными фермами: из круглого леса —типа Гау — Журавского (1934— 1935 гг.), из пиленого леса на гвоздях — по проекту Ю. С. Львова (1935—1937 гг.) и др. В 1932—1934 гг. были построены первые мосты комбинированной системы в виде гибкой арки с фермой жесткости1, в том числе мост с тремя пролетами по 44 м , который эксплуатируется до настоящего времени ( 33).

Смешанные металлодеревяганые системы получили дальнейшее развитие при строительстве двухцепного моста пролетом 100 м, построенного в 1936 г. по проекту С. А. Цаллина.

Самобытны также пути развития в СССР средств соединения элементов д, к. Об этом, в частности, свидетельствует использование обыкновенного проволочного гвоздя в качестве основного способа сопряжения в дощатых конструкциях пролетом от 6 до 100 м, а также упомянутые выше пластинчатые нагели Деревя- тина Оригинальные вкладыши системы А. В. Квятковского f2] были успешно применены на строительстве ряда мостов, креи- мущественно железнодорожных. Изготовление пролетных строений на Пестовском комбинате с последующей перевозкой их к месту установки ( 34) явилось одним из первых шагов на пути перехода от построечного к заводскому производству д. к. в годы индустриализации страны. Предложенные В. Г. Ленновым в 1941 г. и доработанные в ВИА когтевые шайбы, а также исследованные в ЦНИПС и ВИА уже в послевоенные годы клеестальные шайбы2 дают новые решения оборно-разбор- ных узловых соединений сквозных д. к. индустриального изготовления.

Опыт довоенных пятилеток в области применения д. к. обеспечил возможность эффективного использования их в период Великой Отечественной войны.

В автодорожных мостах широкое распространение получили дощато-гвоздевые балочные конструкции со сплошной перекрестной стенкой пролетом 20—40 м (достигавшим в консольных мостах 49 м) и двухшарнирные арки того же типа пролетом до 61 м.

В условиях военного времени для мостов больших пролетов особенно рациональными оказались комбинированные системы в виде арки с дощато-гвоздевой или сквозной фермой жесткости. При возведении мостов строители применяли оригинальные методы сборки и установки пролетных строений ( 35). В годы войны, в условиях острого дефицита металла, еще раз выявилось большое оборонное значение д. к.

Еще до Великой Отечественной войны в СССР были начаты исследования в области разработки клееных строительных конструкций. В тяжелых условиях военного времени эти исследования продолжались, причем в порядке опытного строительства были применены почти все разновидности клееных д. к. — балки, арки, фермы. После войны клееные д. к. получили дальнейшее развитие. Были разработаны и изготовлены новые типы клееных конструкций, начаты работы по их стандартизации К На домостроительных комбинатах было впервые организовано массовое производство клееных балок; примером серийного производства могут служить сборные конструкции зданий, изготовленные в 1952 г. для поселка строителей Дворца культуры и науки в Варшаве.

Одним из основных условий экономической эффективности применения древесины в капитальном строительстве является повышение срока службы д. к.; при рациональном решении д. к. этот срок измеряется многими десятками лет и даже столетиями; поэтому научной разработке проблемы долговечности д. к. в СССР всегда уделялось большое внимание.

Труды ученых ряда советских институтов: ЦАГИ, ВИАМ, ЦНИПС, ЦНИИМОД, ВИА, Института леса, Академии наук УССР, Института пути МПС, Ленинградской лесотехнической академии и др. — внесли ценный вклад в советское древесиноведение. Передовая советская теория расчета деревянных оболочек, составных деревянных стержней на податливых связях, нагельных и гвоздевых соединений и др. определила ведущую роль советской науки в области расчета д. к. На базе теоретических и экспериментальных исследований материала и конструкций в 1929 г. в СССР впервые были созданы систематические нормы и технические условия проектирования и возведения д. к. Последующее развитие этих работ и, в частности, исследование влияния времени, температуры и влажности на физико-механические характеристики древесины обеспечили возможность перехода в 1955 г. к новым прогрессивным методам расчета д. к. по предельным состояниям.

Широкий размах применения дерева в нашем строительстве потребовал подготовки кадров специалистов. В ряде советских вузов были организованы кафедры д. к., основателями которых являются проф. В. Ф. Иванов — в Ленинграде, проф. П. Я. Ка- менцев и проф. Г. Г. Карлсен — в Москве. Эти кафедры подготовили тысячи молодых специалистов; наряду с научно-исследовательскими институтами они представляют собой центры научной работы в области д. к. В СССР создан ряд учебников [3—6], систематических курсов [7], пособий [8, 9] и справочников [10] по д. к.