Как проармировать древесину?

Пропил шириной 2-2,5 мм.

А какая цель возни?

Цитата
Dimon пишет: А какая цель возни?

вообще-то это стандартный строительный прием, судя по учебникам. Прочность (рассчетная) металла на разрыв в 20-100 раз выше, чем древесины. Вот и все объяснение

Цитата
МишинН пишет: Под проволку 3мм. делаем пропил шириной 2.5мм. Проволку зачеканить в этот пропил.

Древесина слишком мягка, чтоб эта зачеканка что-то существенное держала. Вдоль борозды металл будет легко проскальзывать.

Цитата
DAM пишет: Вклеить: -цианакрилатным клеем; -полиуретановым 2-х компонентным (жесткий клеевой шов); -полиэфирной смолой. Примерно в 2-е дешевле эпоксидной смолы, можно добиться застывания буквально за считанные минуты.

Огромное спасибо! Буду искать. Цианакрилатный наверное слишком дорогой и небезопасный. А 2-й и 3-й надо поизучать

Цитата
DAM пишет: Как я понял, Вы собираетесь изготовить композитный материал, в котором проволока выступает в роли арматуры, берущей на себя растягивающие усилия. Передача напряжений от матрицы (дерево) идет по касательной к поверхности армирующего элемента. Ключевым моментом успешной реализации этой идеи является прочность и жесткость сцепления проволоки с древесиной. .

Вы абсолютно правильно понимаете!
, за исключением того, что не только растягивающие, но и сжимающие. Часть длины растягивается, другая - сжимается

Цитата
DAM пишет: В этом смысле цианакрилатный клей даст наилучший результат по сравнению с др. составами, мной перечисленными. .

Я о таком впервые услышал от Вас. Спасибо огромное! А не подскажете, где такой берут?

Цитата
DAM пишет: Можно совместить предложенный способ запрессовки проволоки с одновременной вклейкой.

Я примерно так и мыслил. Можно даже диск циркулярки, пропиливающий борозду, заточить под круглый профиль. Но дело в том, что древесина, будучи недорогой и технологичной - очень гигроскопичный материал. А при изменении влажности она ощутимо меняет размеры, и, что важно, радиальные и тангенциальные (по длинне волокон как раз меняет слабо). Обеспечивать ее гидро-пароизоляцию от меняющей влажность атмосферы неэкономично. Поэтому запрессовка, к сожалению, не представляется надежной. Кроме того, есть опасение, что при запрессовке клей будет, как бы, до суха стираться сметалла. Разве что, предварительно промазывать канал? Известный мне циакрин (сверхдорогой клей!), схватывается за секунды. А на процесс нужно хотя бы несколько минут. Как у циан-акрилатов со скоростью схватывания?
Я читал, что древесину армируют металлом. К сожалению, нигде пока не нашел, как.

Цитата
DAM пишет: Полиэфирную смолу я имел ввиду стиролсодержащую. Этот материал, как и цианакрилатный клей, выделяет опасные для здоровья испарения.

А насколько ядовиты? Каковы средства защиты и насколько они эффективны?

Цитата
DAM пишет: БЕЗстирольная полиэфирная смола не дешевле эпоксидной.

Тоже впервые услышал. Спасибо! Где берут?

Цитата
DAM пишет: Полиуретановые составы относительно не из дешевых.

Да ведь и расход не высок, если удастся правильно организовать. Правда не знаю пока, как. Опыт работы с полиуретановой пеной печален в смысле поиска "кисти" для нанесения. Клеи с теми же св-вами? Или все же может быть недорогое функциональное средство нанесения, живущее хотя бы 5 мин?

Цитата
DAM пишет: Возможно оптимальным вариантом будет жесткое замковое механическое крепление арматуры (необязательно проволоки) в теле древесины.

1. "Непроволока" экономически невыгодна.
2. Влажностное изменение размеров и мягкость делает ненадежным чисто замковое крепление. Надо, чтобы приграничные волокна были еще и приклеены
3. Крепление лиш на концах и дорого, и недостаточно

Цитата
МишинН пишет: Когда то и я хотел армировать дерево для балок, но вовремя отказался.

А реальные эксперименты были?

Цитата
МишинН пишет: Дерево меняет геометрию и от влажности, и от температуры, и от бактерий.

А если все эти изменения будут внутри пенобетона? Их и незаметно будет.

Цитата
МишинН пишет: Можно прогреть древесину до 180-190 градусов, что бы разложился весь сахар, и лишить питания бактерии , но это лиш часть проблемы.

А антисептическая обработка не дешевле будет? Да и будут ли бактерии внутри пенобетона "хулиганить"?

Цитата
МишинН пишет: Древесина не на столько упругая, что бы работать в паре с металлом.

Да, модуль упругости в 20 раз хуже. На это и расчет

Цитата
МишинН пишет: Но как психологический прием- можно попробовать. Как противогаз при ядерном ударе служит для того, что бы голова не далеко отлетела, так и проволка, что бы обрушившийся потолок не упал на голову. :lol:

Как раз в этом отношении вряд ли сработает. Трудно в гражданском строительстве представить себе нагрузку, которая после пролома вдруг резко уменьшилась бы только от того, что произошло смещение точки приложения...

Цитата
DAM пишет: Зависимость геометрии деревянной конструкции от условий окружающей среды - это серьезная проблема! Например, Вы вклеили проволоку в набухшую древесину, которая затем просохла. И как арматура будет работать? Ведь размеры стали сохранились прежними!)

Возможно я не прав, но как раз это мне не кажется проблемным.
Усыхание древесины вдоль волокна незначительно. Поэтому, думаю, им можно пренебречь. Другое дело - тангенциальное и радиальное. Они у древесины очень велики. Однако при малом диаметре проволоки набегающая дельта будет столь мала, что будет существенно меньше локального смятия волокон в районе контакта с металлом, погрешностей работ.

Цитата
DAM пишет: Пропитать дерево антисептиком по всему объему - задача тоже не из легких. Только в этом случае можно обеспечить надежную биологическую защиту.

С этим напрямую связан мой вопрос в параллельном топике про поведение древесины в цементных композициях. Т.е. по Вашему мнению внутри пенобетона дерево тоже гниет? И поверхностное антисептирование не спасет?

Цитата
DAM пишет: Стерилизация нагреванием может быть рентабельнее. Кстати именно стерилизация, а не выгораний сахаров. Ведь основа древесины (~50%) - это целлюлоза, полимерная форма глюкозы. Прекрасная пища для грибков.

А при какой температуре\влажности и сколько времени ведется стерилизация?

Цитата

DAM пишет: Кину Вам еще одну идею насчет клеев. Клеи-расплавы (~110-180 град.) Вам подойдут? Например, полиамидный или самый дешевый серно-битумный. Для последнего, кстати, лучше сцепление, если проволока чуть-чуть с ржавчинкой. Внутри клея ржаветь уже не будет, сера и битум - сильные ингибиторы коррозии. Укладываете клей в канавку или заливаете, затем проволоку и, прогревая промышленным феном до расплавления клея, запрессовываете. Нагреть можно и саму проволоку током (при низком напряжении, конечно ).

Идея выглядит очень технологичной. Особенно с прогревом током! Немного смущает довольно низкая температура плавления клея. При пожаре, получается, произойдет ослабление конструкции задолго до опасного нагревания ее элементов (стали,древесины, пенобетона)

Я хочу попробовать делать многопролетные балки деревянными двутаврами. 6 метровые куски соединять накладками на клею. Уже после укладки балок пропиливать борозду (или несколько) в верхней полке 2-тавра и вклеивать в нее проволоку. Над опорами (довольно узкими) образуется максимальная нагрузка на растяжение. Но и в середине пролета будет, пусть меньшая, но нагрузка на сжатие (а насжатие то, как раз, древесные волокна в 5-10 раз слабее, чем на растяжение. Просто не бывает древесины без сучков, на которых она и ослабляется на растяжение , но не сжатие, поэтому в нормы закладывают одинаковое (или близкое) значения предельных нагрузок на сжатие и растяжение для древесины).

И всю эту "красоту" (древесину использовать несортовую и не дорогую) заливать пенобетоном (плотности 0.6-0.8 ), который не будет выполнять конструктивных функций (за исключением незначительного перераспределения по площадям точечных нагрузок при заполнении промежутков между балками) с таким рассчетом, чтоб древесина была покрыта не менее, чем 1 см слоем п\б.

Потому и задаю все эти глупые вопросы

Цитата
Портышев Вадим пишет: Олегу И.Если у вас такое серьёзное намерение клеить все подряд, то конструктивно проще выстругать в 150 мм доске

Ну доски то, в зависимости от нагрузки, разные пойдут. Где 150, где 100, а где и 200. Но везде - дюймовка, как доступная, дешевая, и достаточно тонкая для ожидания пренебрежимого растрескивания при изменении влажности.

Цитата
Портышев Вадим пишет: на расстоянии от края 25 мм радиальные канавки под проволоку.Точно также во второй доске.Затем в канавки уложить проволоку, смазать доски клеем, сложить навстречу друг другу и склеить.

Здесь я геометрию Вашего предложения по описанию не понял. Но сама идея армировать под клеевым швом (а значит, добавить еще треть к площади, а знасчит прочности проклейки) - повод для раздумий и экспериментов. Однако не в данном случае, ибо это сильно удорожает техпроцесс. По замыслу: я склеил на земле 6-метровые 2-тавры (при склеивании, есно, обжимал клеевой шев на несколько часов давлением в пол МПа), уложил 4 шт подряд (24 м.) на ригели, склеил в единое целое посредством накладок на стыках, и только после этого делаю борозду вдоль верхней перекладины двутавра и вклеиваю проволоку , единым куском. ТОЛЬКО сверху, т.к. снизу и неудобно, и опоры мешают. Может одну, может две, может даже три шт. проволоки на доску - все равно это исключительно простой и технологичный, а значит дешевый, процесс. Вклеивать же проволоку в 6-метровые куски ... Как потом, при соединении этих кусков в единое целое сваривать эту проволоку?

Однако, еслидоведется делать нечто подобное с использованием шарнирных соединений концов - обязательно попробую.

Цитата
Портышев Вадим пишет: Расход клея будет сопостовим в случае заливки. Доски можно складывать подбирая тангенциальный срез.При этом можно клеить длинные прогоны заодно, накладывая доски в разбежку.Концы балок можно клеить из толстых доск, средину из средней толщины, средину из тонки (прямо как по эпюре напряжений).

Увы, не те пролеты по длине, да и не та цена у древесины, чтоб тратиться на изменение профиля вдоль длины. То, что Вы предлагаете, имеет какой-то смысл делать с длинными (более 10 м на пролет) фермами, да и то, боюсь, не в условиях стройплощадки, а где-то в цехе.

Цитата
Портышев Вадим пишет: Проволоку в момент склейки можно нагревать, после полимеризации клея, снять напряжение получится предварительно напряженная балка.В.Л.Портышев.

Тоже прекрасная идея... если вклеить проволоку, работающую только на растяжение. В моем случае над опорами она растягивается, а в середине пролета - сжимается.

К тому-же предварительное напряжение подразумевает предварительную нагрузку на клеевое соединение и прилежащие к металлу волокна древесины, которые и без этой нагрузки являются самым слабым звеном всей системы.

Древесина - не бетон. У нее существенно слабей модуль упругости. Если бы такое было возможно - уже активно применялись бы, полагаю, преднапряженные деревянные конструкции.

Ув. Вадим!
У Вас замечательно развиты воображение и изобретательность. Но, к сожалению, похоже, Вы не потрудились свои идеи подкрепить простейшими рассчетами и изучением (точнее, пониманием) первых глав учебника по сопромату

Цитата
Портышев Вадим пишет: Олегу И.Итак вы решили, что ваша балка должна быть двутавровая.А чего ради она должна быть двутавровой в вашем случае..

Ради того, что двутавр обладает самым высоким моментом инерции при той же площади сечения по сравнению с любым другим известным профилем. Следующим (в случае досок одинаковой толщины) будет прямоугольная труба (т.е. две "серединки вместо одной"), которая обладает лишь чуть бОльшим сопротивлением изгибу при существенном увеличении расхода материала.

Цитата
Портышев Вадим пишет: Двутавровое сечение применяется для исключения перехода вертикальных изгибающих нагрузок, в горизонтальные в случае если эти нагрузки прикладываются к длинным тонким вертикальным элементам (средняя часть двутавра).

Прежде всего 2-тавр эффективен как балка с максимальным сопротивлением изгибу в одной из плоскостей по сравнению с любым другим профилем (независимо от расположения его оси по отношению к вертикали).

Цитата
Портышев Вадим пишет: Если в вашем случае три доски (верхнюю, нижнюю, и среднюю полки двутавра) склеить в брус, то скорее всего можно будет обойтись и двумя досками.Нагрузки этот клееный брус 100*150 в состоянии понести в 4 раза больше чем одинокая вертикально стоящая 50мм. доска..... В.Л.Портышев.

А вотбрус - точно одно из наименее эффективных сечений с точки зрения сопротивления изгибу. Хуже - только цилиндр. А если Ваше предложение только ради переложения нагрузки на металл, то и ходить далеко не надо -для этого давно железобетон изобретен. По себестоимости точно дешевле брусовых фантазий будет. Да и подолговечней...

Цитата

Портышев Вадим пишет: Сообщение №2.В идею зачеканки не вьехали, по вьезду, отказались.А это было самое интересное предложение.Упругие свойства древесины (особенно сырой) позволяют отстрогать в 50мм. доске паз 2,5 мм а в него запрессовать арматурную проволоку диаметром 4мм.Для эксперимента, взяли бы метровый кусок, пропили паз, запрессовали в него арматурную проволоку.Доску вертикально зажали в тисы, а на конец проволоки стали бы навешивать груз, на пятой сотне килограм у вас возникла бы проблема, где груз брать?А если еще паз с зачеканенной проволокой сверху клеем залить, то будет всё то, о чем вы вопрошали в своём первом сообщении.

Это, кстати, более конкретно, внятно, и потому очень интересно. Главное - идея технологии простого эксперимента, которая позволит дешево и относительно быстро узнать численные ответы на многие из заданных вопросов, и даже больше. За эту идею - нижайший поклон.

Цитата
Портышев Вадим пишет: Сообщение №5.Выяснилось, что сей конструктивный элемент зовётся многопролётная балка (видимо имелось ввиду длинная однопролётная балка) и её планируется заливать пенобетоном.

Балка именно многопролетная, т.к. будет лежать одним куском на многих опорах, ибо в случае разрезных однопролетных балок, как известно, максимальное разрывающее усилие, в случае равномерной нагрузки на балку, приходится на нижние волокна балки в середине пролета (изгибающий момент - q x l x l / 8, где q - нагрузка, l - длина пролета), а в случае многопролетной - они, во-первых, в полтора слабее (q x l x l /12), а во в-торых - фактически точечные (момент быстро ослабевающий по мере отхода от опоры), в третьих- приходятся на верхние волокна балки, а не на нижние. В центре пролета нагрузка на нижние волокна вдвое слабее (М=q x l x l /24), чем над опорой на верхние. Поэтому то середину снизу и нет особого смысла армировать. Есть, конечно, вариант, сделать балку разрезной с 2-мя шарнирными соединениями над четными пролетами на расстоянии в 0.15 длины от опор. В этом случае и в центре, и над опорой будет момент q x l x l / 16. Однако амплитуда прогибов будет в 2 с лишним раза больше, а я и без того беспокоюсь, что наполняющий пенобетон растрескается, т.к. его эластичные св-ва много хуже, чем у древесины.

Кстати, едва ли не главный вопрос, к-рый меня беспокоит в этой затее, именно разница упругих св-в пенобетона и древесины. Этот вопрос я задал в топике про поведение древесины в бетоне\пенобетоне, но никто так пока на него и не ответил

Цитата
Портышев Вадим пишет: Сообщение №6.Прояснилась длина балки 24метра, и что проволока будет сверху! Снизу неудобно вклеивать. А перевернуть после вклейки балку проволокой вниз слабо?Самую нагруженную часть (нижнюю) оставить без армирования!А вот верхнюю усилить.Гражданин!Поосторожней!

Перевернуть действительно слабо. Как Вы представляете себе балансирующих на ригелях рабочих, кантующих довольно тяжелую и длинную конструкцию? Да и рабочих столько на стройплощадке у меня никогда не бывает,ибо экономически не выгодно. А троих заставлять переворачивать длинную "дуру" я не рискну. Убьется кто-нибудь.

Цитата
Портышев Вадим пишет: Если растягивающие нагрузки возникающие в нижней части балки возьмет на себя стальная арматура, то величина упругой деформации сжатия сверху балки будет в разы меньше, чем если бы арматуры снизу не было.

Полагаю, Вы имеете в виду сжимающие верхние слои над местом растяжения нижних? Это действительно так, ибо, изза того, что модуль упругости стали в 20 раз ,больше , недеформируемая серединная линия сместится в сторону армирования. Кстати, спасибо за мысль, об этом я еще не думал (только с точностью наоборот, в отношении участков находящихся над опорами)

Цитата
Портышев Вадим пишет: И следовательно может верхняя часть в армировании и не будет нуждаться.

Нижняя .... Скорее всего.

Цитата
Портышев Вадим пишет: Сообщение №7.Выяснилось следующее: 1.В.Л.Портышев не потрудился подкрепить свои идеи простейшими расчётами.Простите, подвел, не сделал расчётов.Да и данных не было (ни длины пролёта, ни сечения балки, ни величины и характера прилагаемых нагрузок).А можно я расчеты не буду делать?Это ваша балка, а не моя, вот вы и делайте расчёты.Выложите здесь, можно будет обсудить.

Для этих рассчетов данные не нужны. Все легко заменяется алгебраическими переменными. Нет длины пролета? Ну так и нет высоты балки. Вдвое увеличиваем пролет (в моментах сил длина участвует в квадрате), вдвое увеличиваем высоту доски, соединяющей полки двутавра(на моменте инерции оно скажется соответственно). В конечном счете эта двойка везде и сократится.
Но если Вам ьак хочется, извольте. Пролеты не вполне одинаковы, колеблются от 310до 410 см.

Цитата

Портышев Вадим пишет: 2.В.Л.Портышев не утруждал себя изучением первых глав учебника по сопромату, вернее их пониманием. Полностью с вами согласен.Исправлюсь.Пока вы тут конструируете многопролётные 200 мм деревянные двутавровые балки длиной 24 метра, имеющие армирование только сверху, пойду первые главы учебника по сопромату изучать, чего там такого написано, про ваши макаронины, чего я не понял.В.Л.Портышев.

Не обижайтесь, пжста. Это не конструктивно. А непонимание действительно имеется, и с обеих сторон, ибо сложно словами без картинок описывать пространственные идеи. В любом случае общение с Вами меня обогащает даже в том случае, если читаем и понимаем совсем не то, что имелось в виду. И уже поэтому польза от обсуждения несомненна.

Цитата
Портышев Вадим пишет: P.S.Олег если не затруднит, все равно балочку считать придется, выложите здесь расчетик, очень интересно из какого материала должна быть балка имеющая двутавровое сечение высотой 200 мм, длиной 24 метра, и несущая вес 210 мм слоя пенобетона объёмным весом 600 кг\м.куб.Ширину этого слоя надеюсь вы уточните в своём сообщении №8.

В основном все ужеизложил выше. Добавлю,что предполагаемую полезную нагрузку рассчитываю по 600 кг на кв. м. При толщине перекрития, скажем, в 25 см его собственная масса составит 150 кг - относительно немного против полезной нагрузки. Можно даже пренебречь.

Ширина слоя - тоже вопрос для обсуждения. Я предполагаю, пока, примерно 5 балок на метр. Кстати, для полок 2-тавров хочу использовать необрезную доску. И дешевле, и больше "зацепок" для висящего между балками пенобетона.

В заключение сообщения, Вадим, хочу еще раз поблагодарить за участие. Даже если мы друг друга не всегда правильно понимаем, Ваш "фонтан" идей мои мозги неплохо оплодотворяет.

PS. Подсказка:
если Вы воспользуетесь кнопочкой "цитата" в правом верхнем углу каждого сообщения, Вам станет намного проще писать все Ваши сообщения и они смогут принять внешний вид наподобие моих.

Цитата
Портышев Вадим пишет: Я бы от многопролетной идеи отказался.В случае разрыва верхней арматуры, характер распределения и величина нагрузки меняется кардинально.Что может привести к катастрофическому разрушению конструкции.

Тут я с Вами абсолютно согласен. И арматуру я хочу закладывать как раз не для соб-сно прочности, а для уменьшения прогиба. И то только потому, что пока плохо представляю, как рассчитывать поведение пенобетона. Не хочется, чтобы он снизу покрылся сеткой трещин, перпендикулярных балке. Получится, что в случае разрыва арматуры резко увеличится прогиб и, возможно, появятся трещинки. Но катастрофа - ни-ни. Изначально сечение дерева в балке должно быть заложено с двойным запасом. Я бы вообще плитами перекрылся, да грузоподъемную технику невозможно загнать.

Цитата
Портышев Вадим пишет: Так что безопаснее расчитать разрезные балки, а в качестве меры повышающей надёжность конструкции верхнюю арматуру связать в целое.

Тут мысль не улавливаю...

Цитата
Портышев Вадим пишет: Но крайние пролёты такой балки всё таки будут работать как разрезные балки.Или предполагается концевую арматуру заанкерить кудаиньть?В.Л.Портышев.

А в крайних пролетах в дополнение к основным балкам положу еще по одной балке, т.е. фактически заполню таврами всю площадь. Другой вариант - усилить полки тавров. Или комбинация этих 2-х способов. Идей и вариантов много - решу.