Деревянные стойки – область применения и особенности конструкции

В строительстве деревянные стойки называют колоннами. Применяют деревянные стойки при строительстве различных сельскохозяйственных сооружений, деревянных домов, складов и временных сооружений. Также деревянные стойки нашли широкое применение как опоры для опалубки при возведении монолитных железобетонных конструкций и пр. 

При относительно небольших нагрузках, деревянные стойки изготавливаются из цельной древесины. При больших нагрузках их выполняют составными. Составные деревянные стойки выполняют путем соединения отдельных ветвей гвоздями и болтами. Часто отдельные элементы деревянной стойки склеивают между собой.

Самыми распространенными конструкциями деревянных стоек являются стойки сплошного круглого сечения. Их изготавливают из сплошного бревна. Также широко распространены деревянные стойки квадратного сечения из сплошного бруса. Такие сечения деревянных стоек экономичны с точки зрения расхода древесины при центральном сжатии.

При возрастании нагрузки на деревянную стойку, ее лучше выполнять в виде колонны составного сечения.

Особенности работы деревянных стоек

Сжатые деревянные стойки несут нагрузку и теряют свою несущую способность аналогично стальным колоннам. Это происходит по двум основным причинам:

а) в результате потери общей устойчивости;

б) в результате потери прочности.

Разрушение конструкции деревянных стоек обусловлено несколькими факторами:

- особенностью структуры, которая связана с природным происхождением;

- волокнистым строением;

- наличием в древесине различных пороков: неоднородность, сучковатость и др.

Все это вызывает в деревянных стойках характерные разрушения: появлению вертикальных трещин и смятию волокон. Часто в своей конструкции деревянные стойки имеют различные ослабления в виде отверстий, вырезов. Это приводит к потере прочности и разрушению: напряжения сжатия от нагрузки могут превзойти прочность древесины на сжатие.

Расчет деревянных стоек

Расчет деревянных стоек проводят по СНиП II – 25 – 80 «Деревянные конструкции». Общий порядок расчета деревянных стоек выглядит так:

1)      Выполняют сбор нагрузок, которые действуют на деревянную стойку;

2)      Устанавливают расчетную схему деревянной стойки;

3)      Вычисляют расчетную длину стойки из дерева;

4)      Назначают с учетом особенностей эксплуатации сорт и породу древесины;

5)      Определяют расчетное сопротивление древесины на сжатие;

6)      Задают коэффициенты предельного изгиба;

7)      По формуле СНиПа рассчитывают требуемую площадь поперечного сечения деревянной стойки;

8)      В соответствии с найденной площадью задаются размерами поперечного сечения.

9)      Для полученного сечения деревянной стойки определяют радиус инерции и проверяют выполнение условия на гибкость;

10)  Выполняется проверка принятого сечения деревянной стойки на устойчивость;

11)  Выполняется расчет по проверке прочности деревянной стойки;

12)  Если принятые размеры поперечного сечения деревянной стойки не обеспечивают требованиям устойчивости и прочности, то размеры сечения увеличивают и проверку выполняют заново.

Правила конструирования деревянных стоек

В случаях, когда деревянные стойки опираются на фундамент или кирпичную кладку, между ними необходимо устройство изоляции. Нижняя часть деревянных стоек антисептируется.

Крепятся деревянные стойки к фундаментам при помощи анкеров из полосовой стали. При сопряжении деревянных стоек с другими элементами из дерева, их соединение осуществляют посредством штырей или шипов. Для дополнительного крепления деревянные стойки закрепляют скобами.

Деревянные стойки составного сечения более рациональны по сравнению со стойками сплошного сечения. За счет уменьшения гибкости элемента можно значительно повысить его несущую способность. Это достигается путем соединения нескольких брусов, досок или бревен.

На практике наибольшее распространение получили деревянные стойки, выполненные из нескольких элементов – стержни-пакеты. Отдельные элементы плотно примыкают друг к другу по всей длине. Также распространены стержни с короткими прокладками и решетчатые стержни.

Для деревянных стоек составного сечения гибкость определяется с учетом податливости соединения.