Розвиток і можливості дерев'яного щитового будівництва
Дерев'яне щитове будівництво
ДІТЕР Хоору при долі Вольфганг Хаукс
Розвиток і можливості дерев'яного щитового будівництва
Розвиток дерев'яного щитового будівництва. Будівництво з дерев'яних щитів, тобто будівництво з використанням стандартних несучих або несучих просторових дерев'яних рамних елементів, отримало розвиток на основі дерев'яного каркасного будівництва в умовах підвищення ступеня стандартизації (заводської готовності). У сучасному каркасному будівництві при значній частці заводського виготовлення багатьох будівельних елементів, використанні нових, що поставляються промисловістю з'єднань і застосуванні нових методів сполук практикується відносно не залежить від атмосферних умов спосіб збірки на будівельному майданчику багатьох окремих несучих і не несучих будівельних елементів, таких, як стійки, балки , стіни, фасадні елементи, вітрові зв'язку та конструкції даху, подібно до того, як це робиться при каркасному будівництві зі сталі та залізобетону. Один елемент з'єднується з іншим і повинен приєднуватися до наступного.
Прагнення раціоналізувати і индустриализировать будівництво і перенести виробничий процес зі будівельному майданчику на незалежні од атмосферних умов промислові підприємства вже давно призвело до спроб з'єднувати окремі будівельні деталі в щити більшого чи меншого розміру, виготовляти їх заводським способом, включаючи такі необхідні елементи, як двері і вікна, і збирати з них на будівельному майданчику за допомогою простої технології готове споруда. Ця тенденція в однаковій мірі поширюється на будівництво зі сталі, залізобетону і дерева.
Раціоналізація та індустріалізація означають сборность; будівельні деталі виготовляють в майстерні або на фабриці, поки на будівельному майданчику споруджуються основні конструкції, такі як підвал і фундамент, і прокладаються головні комунікації відповідних систем. За нинішньої ступеня індустріалізації будівництва йдеться про постачання готової стандартної продукції, з якої за короткий термін може бути споруджено будинок, а не про виготовлення на замовлення будівельних елементів.
Вже в 1931 році Вальтер Гропіус розробив будівельну систему з великих стінових елементів будинку для фірми «Гірш Купфер унд Мессінгверке АГ», фінов. Стандартизовані стінові щити складалися з дерев'яних рамних елементів з прокладкою з алюмінієвої плівці, обшивкою внутрішніх стін азбестоцементними плитами в зовнішньою обшивкою з ребристих мідних плит. Ця будівельна система зводиться на основі модульного ордери: під стіновими щитами тут розуміються елементи однакової ширини з розділовою лінією посередині. З'єднання елементів між собою здійснюється за допомогою «коннектора», який через кілька років став застосовуватися в удосконаленому вигляді у системі «Дженерал пенел констракшн».
У 1943 - 1945 роках архітектори Вальтер Гропіус і Конрад Ваксман розвинули цю систему, переробивши її в США в (Пекеджд хаус систем »для« Дженерал пенел корпорейшн ».
Виготовлення просторових елементів.Для виготовлення об'ємних осередківзастосовують два метода. Перший полягає в тому, що спочатку всі плоскі елементи, такі, як щити, укладають, а потім з'єднують в просторові одиниці. Стінові щити, включаючи всі вбудовані елементи, такі, як одна, двері, електричне та санітарне обладнання, виготовляють на особливої лінії. На спеціальній технологічній лінії виготовляють щити підлоги, потім стінові елементи і, нарешті, монтують елементи стелі (мал. 124). 
За другим методом спочатку стійки і балки встановлюють і з'єднують між собою на кінцях за допомогою перфорованої листової сталі. Образующуюся таким чином раму обшивають потім з двох сторін. Об'ємні елементи з самого початку збирають на виробничій лінії як цілі одиниці і потім поступово комплектують (мал. 123).
Транспортування та монтаж об'ємних елементів. Об'ємні елементи транспортують цілком на платформах із зниженою вантажний майданчиком і встановлюють у готовому вигляді за допомогою підйомних пристроїв на стрічкові або точкові фундаменти.
При транспортуванні готових об'ємних елементів перевозиться багато порожнього простору. Тому розроблена система, що дозволяє укладати стінові елементи з елементами перекриття і, таким чином, перевозити на звичайній платформі одночасно чотири елементи (дивитися малюнки з права).
Щити підлоги встановлюють на підготовлені спочатку зовнішні стрічкові і внутрішні точкові фундаменти. Покрівельні щити з шарнірно прикріпленими до них стійками піднімають на висоту об'ємного елемента, і стійки з'єднують зі стінами у вертикальному положенні. Стійки полягають потім в жорсткі сталеві гнізда.
115. Будівельні деталі об'ємного елемента, сконструйованого виключно з дерева або деревних матеріалів розміром 2,5 × 7,5 м. З'єднання дерев'яних будівельних елементів здійснюються за допомогою сталевих деталей. Сприйняття вітрових зусиль - головна проблема об'ємних елементів - здійснюється, головним чином, за допомогою мембран перекриття і стін, виконаних у вигляді рамного фахверка, а також за допомогою жорстких на вигин рам.
1 мембрана перекриття, як на рис. 116
2 жорсткий на вигин вузол
3 жорсткі на зрушення стінові щити у вигляді мембрани
4 щит підлоги
1 стіни
2 зовнішні стіни
3 перегородки
4 стійки
5 дах в комплекті
6 підлогу в комплекті
7 опалювальний прилад
116. Додання жорсткості об'ємному блоку за допомогою стіновий мембрани і двох установлених під прямим кутом один до дугу площин.
1 нижня обв'язка, стійки і верхня обв'язка з дерев'яних брусків
2 стінові плити жорсткості
3 контурна сталева рама, міцно поєднана з дерев'яною конструкцією
117. Додання жорсткості рамної комірці в одному напрямку (поздовжньоспрямовані будівлі) за допомогою стінових мембран, а в іншому за допомогою міцних на вигин рам.
1 дерев'яний щит перекриття
2 дерев'яний щит статі
3 сталевий куточок
4 сталева жорстко затиснена стійка
118. Додання жорсткості об'ємної комірці в одному напрямку за допомогою стінових мембран (поперечний напрям будівлі), а в іншому за допомогою міцних на вигин рам.
119. Дерев'яна конструкція зі стіновими плитами жорсткості по кутах.
120. Затиснена сталева стійка, шарнірно з'єднана з дерев'яним щитом.
1 балка
2 стійки
3 щит статі
4 наповнення або обшивка
121. Сталева несуча система об'ємної осередки. Всі огороджувальні елементи - підлоги, стіна, дах, фасад - з дерева або деревних матеріалів.
1 щит даху
2 щит стіни
3 щит статі
Об'ємні елементи
Проектування з використанням об'ємних елементів. На відміну від каркасного та щитового будівництва, особливо будівництва з використанням малих щитів, при якому за допомогою несучих і огороджувальних будівельних деталей можна створювати різні комбінації на модульній сітці 1,2 або 1,25 м, можливості проектування із застосуванням об'ємних елементів в значній мірі обмежені. Модульна сітка утворюється довжиною і шириною використовуваних об'ємних елементів. Ширина цих елементів встановлюється залежно від транспортних умов. Елементи шириною до 2,5 м не підлягають жодним обмеженням з боку поліції.
Елементи шириною 2,5 - 3,0 м перевозять з дозволу поліції і за приписаними сю дорогах, а шириною більше 3,0 м лише у супроводі поліції. Ці спеціальні заходи, що вимагаються при ширині елементів більше 2,5 м, підвищують їх вартість.
Довжина об'ємних елементів визначається, головним чином, конструктивними можливостями, умовами виробництва, вагою і поперечними перетинами. Довжина конструкції, виконаних цілком із дерева, коливається в межах 4,8 - 7,5 м, а змішаних, що складаються з несучих сталевих конструкцій та огороджуючих дерев'яних а межах 8,4 - 10,0 м. Висота визначається будівельними умовами для різних областей застосування і коливається між 2,5 і 3,0 м.
Відношення ширини до довжини повинно бути таким, щоб довжина об'ємних елементів була завжди в багато разів більше ширини. При звичайній ширині об'ємних елементів від 2,4 до 2,8 м це співвідношення коливається в межах 1:2 і 1:5. Об'ємні елементи можна тоді комбінувати, створюючи великі просторові одиниці і різноманітні проекти.
Установка об'ємних елементів один на одного для отримання багатоповерхових будівель в даний час не представляє проблеми тільки при будівництві до двох поверхів.
Економія при монтажі будівлі з використанням об'ємних елементів може доходити до 30%.
Конструктивне виконання об'ємних елементів. Об'ємні елементи при будівництві з дерева виконуються у вигляді несучих та огороджуючих конструкцій з деревини або деревних матеріалів або у вигляді змішаних конструкцій. У останніх несучі конструкції складаються, частково або повністю, зі сталевих елементів, а огороджувальні в наслідок своїх будівельно-фізичних властивостей - все ж з деревних матеріалів.
Об'ємні елементи з несучими дерев'яними конструкціями - рамні конструкції - за способом і розташуванню елементів жорсткості можуть бути відкритими з двох або трьох сторін і допускати збільшення розмірів. Вони складаються з дерев'яних стійок, балкових щитів підлоги і перекриттів і стінових елементів, з'єднаних гвинтами в просторову одиницю.
Відкриті з двох сторін елементи можуть бути виконані як шарнірні рами, причому вітрові навантаження передаються через дві стіни щитів даху і підлоги.
Елементам, відкритим з двох сторін, жорсткість проти вітрових навантажень надається в одному напрямку за допомогою однієї стіни, а в іншому - за допомогою жорстких на вигин рам. Рами можуть розташовуватися в поздовжньому напрямку або по вузькій стороні.
Міцні з'єднання несучих будівельних деталей елемента, як і міцні з'єднання елементів один над одним, виконуються за допомогою сталевих куточків, сталевих башмаків і болтів.
Ущільнення вертикальних стиків швів між елементами забезпечується, головним чином, за допомогою закривають планок. Горизонтальні стики покрівельних щитів закриваються вставленими в ущільнення даху і розширюються профілями або планками. Структура щитів стін, підлоги і даху відповідає щитового способу будівництва.
Конструкція основи будівлі з об'ємних елементів складається з окремих залізобетонних і стрічкових фундаментів або теплоізоляційних фартухів між окремими фундаментами по периметру будівель. Фундаменти постачають в готовому вигляді або укладають на місці.