В настоящее время весьма распространёнными элементами в строительстве различных объектов являются деревянные конструкции. Имеются несколько факторов, объясняющих такую популярность применения именно этого типа конструкций. Во-первых, в нашей стране по вполне очевидным причинам широко распространён и доступен данный материал, то есть благодаря обилию лесных массивов, недостатка в древесине не имеется и даже не предвидится. Во-вторых, древесина сравнительно легко добывается и обрабатывается, что дает возможность создавать любые конструкции за небольшие промежутки времени и с минимальными затратами. В-третьих, дерево может служить материалом для конструкционных элементов, ограниченных стандартами допускаемого веса, поскольку обладает сравнительно малой объёмной массой и в тоже время отличается высокой прочностью. И, кроме того, древесина обладает достаточно высокой стойкостью к химическому воздействию газа или дыма, поэтому является оптимальным материалом для конструкций, используемых в строительстве промышленных объектов. 

В то же время, используя в строительстве деревянные конструкции, всегда следует учитывать возможные деформации древесины: разбухание, коробление или усушку. Обычно все эти проблемы достаточно легко устранимы, но всё же требуют особого внимания на стадии выбора и обработки исходного материала. 

Проектирование деревянных домов предполагает максимальный баланс между использованием основных достоинств древесины и устранением её отрицательных качеств. Каждый проект должен акцентироваться на технологических, конструкционных и, разумеется, эстетических качествах материала, и при этом максимально исключать возможные проблемы, связанные с недостатками древесины. Для достижения оптимального результата необходимы глубокий расчёт, наличие новейших средств моделирования, а также хорошая подготовка и достаточно богатый опыт конструкторов-проектировщиков. Таким образом, проектирование деревянных конструкций – непростая задача в строительстве и с технической, и экономической стороны. 

Задачей проектирования деревянных конструкций является достижение наиболее высокого качества в сочетании с минимизацией возможных расходов на материалы, эксплуатацию и проведение работ. Долгое время расчёты по проектированию деревянных конструкций исполнялись по допускаемым напряжениям. Этот метод заключается в том, что с допускаемым напряжением в элементе сравнивается расчетное напряжение от эксплуатационных нагрузок. В результате лабораторных испытаний небольших образцов древесины принимается предел прочности, используемый в расчётах допустимого напряжения. А величиной коэффициента запаса оценивается влияние на прочность конструкций различных пороков древесины, длительности воздействия нагрузки и прочих факторов. Значение этого коэффициента различается для сжатых или растянутых, либо изогнутых деревянных деталей. 

Данный метод расчёта, безусловно, позволяет оценивать прочность деревянных конструкций при их эксплуатационной нагрузке. Однако в состоянии, предельно близком к разрушению, он не дает возможность правильно оценить работу деревянных конструкций. Для многих материалов, в том числе и дерева, на практике метод допускаемых напряжений оказался неприемлемым, поскольку он не учитывает пластические свойства исходных материалов. Использование этого метода не дает возможность достаточно точно оценить запас прочности. 

Российские учёные провели большую исследовательскую работу, в результате которой проблема расчёта деревянных конструкций была решена. Новый метод расчётов, называемый методом по предельным состояниям, дает правильное представление о влиянии всевозможных обстоятельств на прочность конструкции. Коэффициент запаса при этом методе расчленяется на целый ряд отдельных коэффициентов: коэффициент перегрузки, коэффициент качества, коэффициент условий работы. Этот метод позволяет учитывать неблагоприятные обстоятельства, такие как возможное уменьшение прочности древесины, возможное увеличение нагрузки на деревянную конструкцию, влияние различных условий работы элемента на его прочность в деревянной конструкции. По этому методу расчётов можно определить несущую способность конструкции из дерева, то есть её выносливость, устойчивость и прочность. 

Кроме метода расчётов по первому предельному состоянию, при проектировании деревянных конструкций, применяется так называемый метод по второму предельному состоянию, в котором учитывается, что в деревянной конструкции в процессе её эксплуатации не должно допускаться излишних деформаций от динамических и статических нагрузок. 

В наши дни в строительной индустрии многие отдают предпочтение натуральным, экологически чистым материалам. Поэтому на сегодня востребованной и актуальной услугой становится проектирование деревянных конструкций. Специалисты в области проектирования, архитекторы и конструкторы должны быть готовы к передовым методам и технологиям, которые в настоящее время активно внедряются в российское строительство.

Автор: Стройкомплект-С