официальный сайт

Научно-технического совета  и секции «Деревянные конструкции»

Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН) и

Российского научно-технического общества строителей (РосНТО Строителей)

 

Главная Конструкции Производство Контроль качества Защита конструкций Исследования Экспл. надежность Документы Экономика и право Работа НТС и секции Люди и их дела Контакты

 

 

Раздел 2. Производство.

 

Техническое сопровождение изготовления

клееных деревянных конструкций ЦВЗ «Манеж».

 Д.т.н. Горпинченко В.М.(ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко),

Вайман Л.Я.(ЗАО «78 ДОК»),

Гопоненко И.Г. (ГВСУ «ЦЕТР» ),

к.т.н. Мышелова Г.Н.(ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко),

Паук С.В.(ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)

 

При планировании строительства уникальных зданий с использованием КДК их проектирование, техническое сопровождение изготовления, транспортирования и монтажа часто поручается лаборатории деревянных конструкций (ЛДК) ЦНИИСК им. Кучеренко.

В мае с.г. принято решение о восстановлении сгоревшего при пожаре покрытия ЦВЗ «Манеж». ЛДК  ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко разработала проект покрытия с использованием несущих деревянных клееных конструкций, аналогичный деревянным цельнодеревянным фермам Бетанкура.

Клееные деревянные конструкции  для деревянных клееных элементов покрытия  ЦВЗ «Манеж» изготавливали на предприятии – на ЗАО "78 Деревообрабатывающий комбинат –Н.М.". Сотрудничество ЛДК с данным предприятием началось с момента его технологического оснащения - подбора оборудования, формирования технологической линии. При этом были изучены и проанализированы предложения от различных поставщиков оборудования. В процессе двухсторонней работы специалистов предприятия  и ЦНИИСК  было принято решение о том, что производство КДК будет укомплектовано в соответствии с предложением компании WEINIG, как наиболее полно удовлетворяющим требования обеих сторон. Выпуск первых клееных деревянных элементов с проведением входного, операционного контроля и контроля качества готовых конструкций осуществлялся в присутствии сотрудников ЦНИИСК.

ЦНИИСК  совместно с  ЗАО «78 ДОК  Н.-М.» разработаны Технические условия и Технологический регламент на выпускаемые на предприятии  клееные деревянные конструкции с учетом технических и технологических возможностей комбината.

В мае 2004г   ОС «ЦНИИСК-сертификация» выполнил работы по сертификации выпускаемой заводом продукции на соответствие требованиям ГОСТ 20850 и ТУ 5366-024- 57186763-2003. Результаты проведенных сертификационных испытаний позволили сделать вывод о соответствии клеенных деревянных конструкций требованиям указанных нормативных документов по всем показателям.

В июле- с.г. комбинат начал выпуск клееных элементов ферм покрытия  ЦВЗ «МАНЕЖ».

ЛДК ЦНИИСК осуществляла техническое сопровождение их изготовления, транспортировки и монтажа. Данная статья затрагивает вопрос сопровождения только изготовления упомянутых конструкций. Во время технического сопровождения проводилась проверка состояния производства и качества продукции на соответствие Техническим условиям на клееные деревянные конструкции покрытия  ЦВЗ «Манеж».

Согласно спецификации для покрытия изготавливали фермы пролетом 47,3м, высотой 8,5 м, что соответствует размером исторических ферм.

Все элементы фермы приняты спаренного по ширине сечения 2х140 мм. Сплачивание осуществлялось в заводских условиях на клее и вклеенных нагелях, за исключением нижнего пояса и стоек. Нижний пояс собирается из четырех клееных элементов (два по длине и два по ширине) со стыком в середине пролета. Верхний пояс выполнен их двух блоков ступенчатой формы с шарнирным коньковым узлом и без стыков по длине. Элементы решетки выполнены также без стыков по длине, но с приторцовкой одного конца по месту при сборке.

Технологический процесс изготовления конструкций включал следующие операции:

Приемка и предварительная сортировка пиломатериалов. Для изготовления несущих  деревянных клееных конструкций использовали пиломатериалы хвойных пород 1 и 2-го  сортов, удовлетворяющих требованиям, указанным в нормативных документах.

Клеи. Для склеивания конструкций использовались клеи, обеспечивающие требуемый уровень прочности клеевых соединений, устойчивые к длительному и циклическому увлажнению-высушиванию и имеющие соответствующие сертификаты.

Сушка пиломатериалов. На предприятии проводилась принудительная сушка с использованием мягких режимов в  камерах периодического действия фирмы  «EISENMAN”, оборудованных  компьютеризированной системой контроля за процессом сушки. Все контролируемые в процессе сушки показатели (относительная влажность и температура среды в камере, влажность древесины на различных участках штабеля и по длине пиломатериала) круглосуточно фиксировались в автоматизированном режиме. После сушки пиломатериал с влажностью 8-12%  проходил стадию кондиционирования в условиях цеха, во время которой происходило выравнивание влажности по толщине  пиломатериала и снятие внутренних напряжений.

Раскрой и механическая обработка. Пиломатериалы после кондиционирования поступали на операцию раскроя. Перед механической обработкой поверхностей пиломатериала (предварительная острожка), осуществляемой на 4-х стороннем продольно-фрезерном станке Unimat 30 EL, происходил замер влажности в каждой заготовке автоматической установкой Hydromat  DVN-8. Пиломатериал с недопустимой влажностью отбраковывался.

Оценку качества пиломатериала осуществлял квалифицированный специалист, маркирующий участки с недопустимыми дефектами формы и пороками строения древесины в соответствии с нормативной документацией, которые далее удалялись автоматической установкой на  линии оптимизационного раскроя «Gre Con Dimter Opticut 150-2».

Сращивание заготовок по длине на зубчатый шип. Для склеивания заготовок по длине в слои использовали  зубчатые соединения, основные параметры которых регламентируются  ГОСТ 19414. Сращивание по длине на зубчатый шип осуществляли на линии «GREKON- CF 200-5» со станцией клеенамазки «OEST Hydromix FE». Длина шипов 20±1мм, шаг шипа – 6мм, затупление шипа 1 мм. Точность фрезерования шипа - посадка – 2 класс, плотная. Для склеивания на зубчатый шип использовали меламно-карбомидо-формальдегидный клей. При склеивании зубчатого соединения нанесение клея осуществлялось при контакте заготовки с клеенаносящей гребенкой.

При сращивании заготовок  по длине контролировали  геометрию шипа, качество древесины в зоне шипа, полное покрытие клеем всех поверхностей шипов, которое оценивалось по равномерности выдавливания клея по периметру шипа, и давлению запрессовки, которое должно быть равно 0,5-0,8 МПа. Приведенные требования в процессе выполнения рассматриваемой операции выполнялись.

После технологической выдержки склеенных по длине слоев контролировали дефекты их формы: крыловатость, продольную и поперечную покоробленность.

Крыловатость не превышала 8мм на длине 3м, продольная покоробленность по пласти была значительно ниже 20мм, а поперечная покоробленность не превышала 0,8%.

Контроль прочности клеевых зубчатых соединений осуществляли по ГОСТ 15613.4. В таблице 1 приведены  некоторые выписки из журнала контроля.

Таблица 1

Дата проведения испытаний

 

Марка 

конструкций

Показатели прочности при статическом изгибе, полученные при испытании, МПа

Нормируемые значения, МПа

Текущие значения

Среднее

Мини-мальное

Среднее

Минимальное

15.07.04

ВП 9

29,1   41,2   36,8   39,2   42,3

37,7

29,1

37,5

27,0

21.07.04

ВП 15

33,4   36,5   38,9   42,3   44,6

39,1

33,4

37,5

27,0

27.07.04

ВП 26

36,4   35,8   44,2   41,6   32,8

38,2

32,8

37,5

27,0

3.08.04

НП 7

36,5   38,7   40,3   41,3   39,5

39,3

36,5

37,5

27,0

19.08.04

ВП 58

38,6   39,6   41,6   33,9   36,7

38,1

33,9

37,5

27,0

Результаты статистической обработки показателей прочности показали, что значения вариационных коэффициентов находятся в пределах 7,9-17,1%, что менее нормируемого значения 20%.

По представленным  результатам испытаний в таблице можно сделать вывод, что прочность зубчатых клеевых соединений соответствует требованиям  нормативных документов.

Механическая обработка слоев и запрессовка клееных элементов. После формирования пакетов из слоев для запрессовки (с учетом назначения на наружные и внутренние слои) осуществлялась строжка слоёв на строгально-калевочном автомате WEINIG Kupfermuhle КН-30. После чистовой строжки, выборочно контролировали разнотолщинность, по длине и ширине слоя и чистоту обработки поверхностей слоев. При замерах были получены результаты  по разнотолщинности не более 0,1мм, что соответствует требованию нормативного документа, а чистота  обработки поверхностей слоев соответствовала чистоте эталонного образца.

При склеивании слоев по пласти использовали фенолорезорциноформальдегид-ный клей. Нанесение клея проводили методом налива с автоматическим контролем расхода клея. Запрессовка склеиваемых по пласти слоев осуществлялась в горизонтальном прессе с гидравлическим  приложением давления.

При проведении операции склеивания по пласти  контролировали удельный расход клея, равномерность его нанесения, продолжительность открытой и закрытой выдержки, величину давления запрессовки и стабильность его во времени, а также продолжительность запрессовки.

Расход клея находился в пределах 400-430 гр/м2,. Равномерность нанесения клея оценивали визуально - при наливе по равномерности распределения полос клея, -при запрессовке по равномерности его выдавливания вдоль всей длины клеевых швов. Давление прессования - 0,75МПа, продолжительность запрессовки - 5 часов. Все приведенные параметры  соответствовали требованиям технологического регламента.

В процессе доведения конструкций до проектных размеров от торцов выпиливали для  контроля качества клеевых соединений образцы двух типов: для испытаний на послойное скалывание по ГОСТ 25884 и для испытаний на расслаивание по ГОСТ 27812. В таблице 2  приведены некоторые выписки из журнала контроля.


 

Таблица 2.

Дата проведения испытаний

 

Марка

конструкций

Показатели прочности при послойном скалывании, полученные при испытании, МПа

Нормируемые значения, МПа

Текущие значения

Среднее

Мини-мальное

Среднее

Минимальное

15.07.04

ВП 9

8,7   7,8   8,6   7,4   8,6 

8,22

7,1

8,0

6,0

21.07.04

ВП 15

8,4   8,9   8,4   6,1   8,8

8,12

6,1

8,0

6,0

27.07.04

ВП 26

8,5   10,0   7,4   10,1   7,3

8,66

7,3

8,0

6,0

3.08.04

НП 7

7,7   8,5   7,2   8,1  8,8

8,06

7,2

8,0

6,0

19.08.04

ВП 58

7,0   7,7   7,4   8,1   11,8

8,4

7,0

8,0

6,0

Статистическая обработка  всех результатов испытаний показала, что  коэффициент вариации находится в пределах 9,1 – 15,0%, что менее нормируемого значения 20%. .

Согласно представленным  в таблице результатам и результатам статистической обработки, можно сделать вывод о том, что прочность клеевых соединений на послойное скалывание соответствует требованиям нормативных документов.

В результате испытаний образцов на расслаивание клеевых соединений получены значения в пределах от 0 до  3%, что удовлетворяет  требованиям нормативных документов.

Для контроля качества вклеивания металлических стержней изготавливали специальные образцы. В них вклеивали металлические стержни идентичные по диаметру тем, что вклеивались в конструкции, с использованием клея, приготовленного для заливки стержней в конструкциях. Контроль прочности клеевого соединения  металлических стержней с клееной древесиной проводили при сжатии со сдвигом (продавливании) по методике ЦНИИСК, переданной на предприятие. Средние значения прочности находились в диапазоне 7,6 –8,9МПа, что  выше нормируемого значения  6,0МПа.

 Защитная обработка.  Защитную обработку клееных элементов конструкций осуществляли после механической обработки конструкций в условиях завода-производителя.

Для защиты клееных элементов конструкций на период  транспортирования, складирования и монтажа, использовался быстровысыхающий грунт на акриловой основе «АКВИ ВУУД ПРАЙМЕР» (фирма « Tikkurila Coatings OY», Финляндия ). Грунт обладает высокой проникающей способностью в древесину, предохраняет ее от развития плесневых и окрашивающих грибов, придает древесине гидрофобные свойства, имеет нейтральный запах.

Нанесение указанного состава осуществлялось вручную, за 2 раза при общем расходе раствора 200 г/ м2 обрабатываемой поверхности. Контролировали расход состава, равномерность его нанесения.

Приемка  конструкций. Отдел технического контроля предприятия после изготовления несущих деревянных клееных конструкций осуществлял приемку и устанавливал их соответствие рабочим  чертежам  и нормативным документам по всей номенклатуре показателей.

Готовые элементы клееных деревянных конструкций ОТК принимал по следующим показателям: качество древесины наружных слоев; толщина клеевого слоя  (≤0,5мм); выступы смежных слоев (≤0,5мм); соответствие геометрических размеров проектным значениям; качество защитной обработки.

Все перечисленные нормируемые показатели  соответствовали требованиям  нормативных документов. Хранение готовых конструкций до их транспортирования на строительную площадку осуществлялось в условиях цеха при рекомендуемых температурно-влажностных условиях (относительная влажность среды 45-60% , температура 18-23°С).

Техническое сопровождение изготовления и контроль качества несущих деревянных конструкций покрытия ЦВЗ «Манеж» не выявили нарушений требований нормативных документов при изготовлении этих конструкций.

 

Журнал «Строительные материалы», № 1, январь 2005г.

 

От редакции: Мы разместили эту статью, т.к. опыт изготовления уникальные конструкций Манежа может быть использован при осуществлении новых ответственных конструкций.

 

 

Цитировать изложенный на сайте материал допускается только с разрешения авторов и при наличии ссылки на первоисточник.
Отправить сообщение для: lmk3@rambler.ru c вопросами и замечаниями об этом веб-узле.
Дата изменения: 13.01.2009.