Изготовление клееной балки изогнутые

сайт о деревообработке и столярных работах

Несколько важных замечаний

1. Правильно изготовленный клееный брус по своим конструкционным, механическим и прочим параметрам превосходит цельный брус, изготовленный из того же дерева и с такими же размерами.
2. Современные клеевые составы для дерева, в случае их правильного применения, позволяют получить клеевой шов более прочный, чем само дерево. Я как-то хотел оторвать приклеенный брусок к столешнице. Дело кончилось тем, что сам брусок расщепился по длине, но в месте клеевого соединения не отстал ни на йоту.
3. Во многих случаях (в том числе в домашних условиях городской квартиры) изготовить клееный брус можно без использования специального дорогостоящего инструмента, если для его производства использовать покупные детали (половые рейки, доски).

Прежде чем перейти непосредственно к технологии изготовления клееного бруса, рассмотрим некоторые определения.

На рисунке ниже показаны основные детали клееного бруса и способы их соединения. На самом деле способов соединения много больше, но на рисунке указаны наиболее простые в изготовлении в домашних условиях. Важным условием для бруса является взаимное расположение годовых колец, ламели должны быть склеены таким образом, чтобы их взаимное расположение в изготавливаемом брусе было разнонаправленным у смежных ламелей. В этом случае, брус будет наименее подвержен короблению.

Технология изготовления клееного бруса в домашних условиях

Необходимые материалы:

• Пиломатериалы (доски, брус, рейки)
• Клей по дереву или универсальный
• Растворитель 646 (ацетон) — для обезжиривания.

Технология изготовления клееного бруса будет рассмотрена на примере производства клееного бруса для изготовления оконных коробок дома.

Требования к исходному материалу. Применяемый пиломатериал должен быть сухим и здоровым. В данном случае я использовал брус из сосны и лиственницы (100 на 100 мм), который хранился под навесом, т. е. естественной сушки.

Нарезаем заготовки нужной длины, с припуском по 5 см с каждой стороны.

Отбираем три заготовки (ламели) для изготовления одного бруса. Что важно? Так как на первом этапе строгаются и фугуются только те канты (стороны) у ламелей, которые подлежат склеиванию, в которых будет выбираться паз, то необходимо заранее определить взаимное расположение ламелей таким образом, что бы рисунок годовых колец был разнонаправленным. Для соединения ламелей использовал соединение на шпонку. После острожки склеиваемых сторон, выбираем паз у крайних ламелей с одной стороны и у средней ламели два паза (по двум сторонам). По размерам пазов на циркулярной пиле делаем заготовки для шпонок.

После изготовления всех деталей будущего блока, для предварительной оценки, подгонки собираем брус на «сухую», без клея.

Подготовка склеиваемых поверхностей важная операция. В зависимости от применяемого клея порядок подготовительных действий может меняться (см. инструкцию на упаковке клея). Но основные операции, как правило, все же однотипны. Обычно необходимо:

• Сопрягаемые поверхности обработать наждачной бумагой или, что удобнее, шлифмашинкой.
• Обеспылить поверхность щёткой или пылесосом.
• Обезжирить (я использовал растворитель 646 и кисть), дать просохнуть.
• Все изготовленные детали (места стыков) обработать огнебиозащитой, за два раза с промежуточной сушкой.

После выполнения этих операций можно приступать к склеиванию бруса.

Склеивание бруса

Склеивание бруса процесс наиболее ответственный. Здесь особо важно правильно выбрать клей. Т. е в зависимости от того, где (на улице, в помещении) в каких условиях (влажность, температура) будет использоваться будущее изделие, а также в зависимости от требований к внешнему виду клеевого соединения (цвет клея) необходимо выбирать соответствующий клей. Сейчас на рынке проблем с выбором клея практически нет.

Технология склеивания зависит от выбранного клея и обычно также указывается на упаковке. Как видно на фото, клей имеет жёлтый цвет (вопрос цвета для меня не был принципиальным), клей предназначен для использования при наружных работах, по дереву, рисунок годовых колец у бруса разнонаправленный. Дефекты и сколы по краям бруса будут удалены при чистовой обработке бруса. После склеивания для сжатия и фиксации склеиваемых деталей я использовал струбцины.

Сушка клеевого соединения должна выполняться в соответствии с рекомендациями производителя клея. Как правило, необходимо соблюсти следующие условия:

• Следует избегать прямого воздействия на изделие солнца и воды (я, к примеру, сушил под навесом)
• Соединяемые детали должны быть сильно прижаты по склеиваемой плоскости
• Время сушки должно быть выдержано в соответствии с рекомендациями производителя.

Упомяну еще одну нестандартную (необязательную) операцию. С учётом того, что клееный брус создавался для изготовления оконных блоков, а силовые воздействия при выполнении конопатных работ при монтаже оконных блоков — не маленькие. Решил дополнительно усилить конструкцию бруса установкой на шканты. Шканты использовал самодельные из дуба, диаметром 22 мм, с использованием в нижней части шканта отверстия под конусный клин (шкант встаёт в распор на клин — при забивании). Сначала засверлил отверстия. Шканты и конусный клин сажал на клей. Забивал шканты кувалдочкой.

Завершающие операции при изготовлении клееного бруса

Тщательно просушив изделия, окончательно обрабатываем клееный брус. В частности, строгаем брус. При строгании нужно выдержать одинаковые размеры для всех брусьев, размеры бруса в чистоте (в сечении) — 90 на 275 мм. Далее обрабатываем склеенный брус со всех сторон огнебиозащитой, два раза.

Готовый склеенный брус представлен на фото ниже (вид с торца и вид сбоку).

Сферы использования гнутых балок из клееного бруса в строительстве

Этот материал применяют не только в жилом строительстве, но и при постройке промышленных и хозяйственных сооружений.

Гнутые балки расширяют горизонты в сфере проектирования и выполнения конструкций, позволяя решать такие задачи как:

• Дерево устойчиво к разным факторам воздействия, по этой причине конструкции из гнутоклееного материала используют для возведения складов.

• Гнутый брус дает возможность реализовать перекрытие между стенами с большим расстоянием, поскольку из него производят фермы, балки и прочие разновидности конструкций для установки кровли. Это позволяет строить здания, склады и постройки для содержания животных в больших фермерских хозяйствах и прочие сооружения, которым необходима большая площадь.

• Самый распространенный вариант применения: гнутая балка из клееного бруса – материал для постройки куполов и кровель необычной формы.

• Данный материал используют при строительстве теплиц и парников, поскольку с его помощью можно выполнять устойчивые и прочные конструкции подходящей формы и большой площади.

• Гнутый клееный брус позволяет строить и небольшие архитектурные сооружения.

Купольное строение крыши не только красиво и необычно с эстетической стороны, но и имеет ряд дополнительных преимуществ. На такой кровле не будет накапливаться снег, она слабо нагревается от солнца и не несет большой нагрузки на стены. Неудивительно именно такой тип крыши используется с древних времен.

Изготовление гнутых балок из клееного бруса

Как согнуть древесину без появления трещин, а сам материал, чтобы принял требуемую геометрическую форму? Создание гнутого бруса происходит в промышленных условиях, однако с другой стороны подобную работу можно выполнить собственноручно.

Выгибание древесины – это довольно сложный технологический процесс, требующий воздействия сразу нескольких факторов. Данная работа нуждается в определенных навыках и строгом соблюдении технологии, а иначе изделие станет непрочным и долго не прослужит.

Обычно для изготовления гнутых конструкций применяются лиственные породы дерева, поскольку они более пластичны и легко подвергаются обработке. Наиболее популярными породами являются дуб, клен, ольха, ясень и другие.

Хвойные породы используются крайне редко. Большинство гнутых заготовок для мебели и для прочих изделий производят из березового шпона. Такие материалы составляют примерно 60% всех гнутоклееных заготовок. Инструкция по сгибанию древесины:

Основы технологии производства гнутых компонентов

Основой в сгибании клееного бруса становится гидротермическая обработка – одновременное воздействие высокой температуры и пара.

Подобная обработка увеличивает пластичность древесины, в результате чего она получает повышенную гибкость и может менять ее форму, не вызывая при этом каких-либо повреждений самой структуры материала.

Высокие пластические способности дерево получает тогда, когда его влажность доходит до 30%, а температура в сердцевине заготовки – 100о. Добиться подобных показателей в домашних условиях крайне непросто, тем более что процесс пропаривания должен быть длительным. Брус, который обладает сечением 3,5 см нужно пропаривать не менее 1,5 часов, чтобы он достиг необходимого показателя гибкости.

• Заготовка помещается на шину и тщательно крепится, после чего она пропаривается необходимое время. Их снабжают специальными прямоугольными или коническими пропилами, позволяющими древесине выгнуться.

• Подготовленный материал сгибают до требуемой кривизны при помощи пресса и шины.

• Заготовка, все еще прикрепленная к шине отправляется в сушку, где получает нужный уровень влажности, подходящий для строительных работ.

В результате, заготовка получает требуемый радиус кривизны, и ее можно применять и для изготовления, и для строительства деревянных компонентов внутреннего интерьера. Брус гнутоклееный изготавливают, совмещая одновременно два процесса: ламели изгибаются и сразу же склеиваются в один блок.

В результате, материал сохраняет все положительные качества и характеристики клееного бруса, приобретая особую форму. Технология дает возможность создавать самые разнообразные конструкции и формы с разным радиусом изгиба.

Немного истории

Подобие клееного пиломатериала распространено в строительстве довольно давно, но окончательный вид изогнутый пиломатериал прессованный с применением клея принял к 1890 году – плотник Отто Хетцер из Германии использовал казеиновый клей и придал конструкциям пространственность путем выгибания элементов.

Широкое применение несущих клееных деревянных конструкций в Европе началось с середины XX века (1960-1970), именно тогда промышленность стала выпускать множество прочных и надежных клеев для скрепления ламелей в единый монолит.

Клееный брус применялся при реконструктивных работах в Троицком соборе в Санкт-Петербурге.

Интересный факт: первые составные несущие балки из ламелей соединялись при помощи клиньев и стяжек, без всякого клея. При этом их прочность позволяла выдерживать большие нагрузки. Идея соединения брусьев посредством клина принадлежит Ф. Делорну, он использовал эту технологию для строительства арочных частей дворцовых зданий.

На сегодняшний день клееный брус с изгибом используют в домостроении, возведении аквапарков и других крупных конструкций шатрового типа.

Изготовление балок и бруса изогнутой формы

В России такое производство слабо распространено, поэтому долгое время при необходимости использования гнутых балок или клееного бруса умельцы обходились собственными силами. До сих пор на строительных форумах находится минимум 3 технологии самостоятельного изготовления изогнутого клееного бруса различного сечения, причем каждый способ имеет модификации, продуманные любителями столярных и плотницких работ.

Ваймы

Простейшие столярные приспособления, выполняющие роль струбцин помогут удержать ламели в нужном положении до полного отвердения клея. Изготавливают их своими руками практически из подручных материалов. Хорошо подойдут для изготовления бруса или балок с небольшим изгибом без распаривания ламелей. Заготовки вырезаются сразу с нужным градусом искривления после чего собираются на клей и зажимаются ваймой.

Распаривание

В этом случае ламели выгибаются до нужного состояния после обработки кипятком или паром. Способ сложнее, чем предыдущий, ведь потребуется базовое оборудование и мастерская. Суть метода заключается в распаривании деревянных заготовок – ламелей, и дальнейшей их фиксации на шаблоне нужной формы. После высыхания и остывания древесина сохранит полученную форму. Тогда приступают к склейке бруса.

К плюсам метода относят возможность изгибания даже твердых пород дерева – дуба, лиственницы, карельской березы.

Изготовление гнутого бруса в заводских условиях

Удобное и простое решение – просто закажите необходимое количество изделий с выбранными параметрами у специалистов. Высокая точность оборудования, решение даже самых сложных задач и использование только сертифицированных безопасных клеевых систем – основные достоинства заказа изделий на заводе.

Популярные публикации:

Описание конструкции и основы проектирования лодокКаноэ представляет одно из самых удобных и практичных малоразмерных судов.…

Выбор материалов для изготовленияДля многоярусной полки для книг необходимо использовать тонкие и легкие доски.Классическим материалом…

Основа для сохранения теплаПеред тем как правильно утеплить пол в деревянном доме, нужно изучить схему…

Этапы проведения обшивкиПошаговый монтаж вагонки своими руками заключается в выполнении нижеследующих этапов: Выполняют подготовительные работы.…

Владельцев частных домов и загородных участков, не устраивает традиционный вариант формы кровли и стандартные размеры построек. Древесина предоставляет очень обширные возможности для строительства, и одна из них – постройка куполообразных сооружений при помощи гнутых конструкций, которые дают возможность создавать наиболее необычные и оригинальные очертания зданий с применением криволинейных поверхностей. Помимо этого, гнутоклееный брус имеет еще многие дополнительные преимущества.

Изготовление гнутых балок из бруса. Этапы:

Выбор места применения и варианта конструкции. Перед какими-либо работами следует выяснить основные нюансы будущей постройки и выбрать подходящие гнутые балки. Создание гнутых балок из бруса: выбор породы дерева, выгибание материала, гидротермическая обработка или пропаривание, сушка. Применение в строительстве. Возведение необычных крыш или конструкций.

Сферы использования гнутых балок из клееного бруса в строительстве

Этот материал применяют не только в жилом строительстве, но и при постройке промышленных и хозяйственных сооружений.

Гнутые балки расширяют горизонты в сфере проектирования и выполнения конструкций, позволяя решать такие задачи как:

• Дерево устойчиво к разным факторам воздействия, по этой причине конструкции из гнутоклееного материала используют для возведения складов.

• Гнутый брус дает возможность реализовать перекрытие между стенами с большим расстоянием, поскольку из него производят фермы, балки и прочие разновидности конструкций для установки кровли. Это позволяет строить здания, склады и постройки для содержания животных в больших фермерских хозяйствах и прочие сооружения, которым необходима большая площадь.

• Самый распространенный вариант применения: гнутая балка из клееного бруса – материал для постройки куполов и кровель необычной формы.

• Данный материал используют при строительстве теплиц и парников, поскольку с его помощью можно выполнять устойчивые и прочные конструкции подходящей формы и большой площади.

• Гнутый клееный брус позволяет строить и небольшие архитектурные сооружения.

Купольное строение крыши не только красиво и необычно с эстетической стороны, но и имеет ряд дополнительных преимуществ. На такой кровле не будет накапливаться снег, она слабо нагревается от солнца и не несет большой нагрузки на стены. Неудивительно именно такой тип крыши используется с древних времен.

Изготовление гнутых балок из клееного бруса

Как согнуть древесину без появления трещин, а сам материал, чтобы принял требуемую геометрическую форму? Создание гнутого бруса происходит в промышленных условиях, однако с другой стороны подобную работу можно выполнить собственноручно.

Выгибание древесины – это довольно сложный технологический процесс, требующий воздействия сразу нескольких факторов. Данная работа нуждается в определенных навыках и строгом соблюдении технологии, а иначе изделие станет непрочным и долго не прослужит.

Обычно для изготовления гнутых конструкций применяются лиственные породы дерева, поскольку они более пластичны и легко подвергаются обработке. Наиболее популярными породами являются дуб, клен, ольха, ясень и другие.

Хвойные породы используются крайне редко. Большинство гнутых заготовок для мебели и для прочих изделий производят из березового шпона. Такие материалы составляют примерно 60% всех гнутоклееных заготовок. Инструкция по сгибанию древесины:

Основой в сгибании клееного бруса становится гидротермическая обработка – одновременное воздействие высокой температуры и пара.

Подобная обработка увеличивает пластичность древесины, в результате чего она получает повышенную гибкость и может менять ее форму, не вызывая при этом каких-либо повреждений самой структуры материала.

Высокие пластические способности дерево получает тогда, когда его влажность доходит до 30%, а температура в сердцевине заготовки – 100 о . Добиться подобных показателей в домашних условиях крайне непросто, тем более что процесс пропаривания должен быть длительным. Брус, который обладает сечением 3,5 см нужно пропаривать не менее 1,5 часов, чтобы он достиг необходимого показателя гибкости.

Схема изготовления:

• Заготовка помещается на шину и тщательно крепится, после чего она пропаривается необходимое время. Их снабжают специальными прямоугольными или коническими пропилами, позволяющими древесине выгнуться.

• Подготовленный материал сгибают до требуемой кривизны при помощи пресса и шины.

• Заготовка, все еще прикрепленная к шине отправляется в сушку, где получает нужный уровень влажности, подходящий для строительных работ.

В результате, заготовка получает требуемый радиус кривизны, и ее можно применять и для изготовления, и для строительства деревянных компонентов внутреннего интерьера. Брус гнутоклееный изготавливают, совмещая одновременно два процесса: ламели изгибаются и сразу же склеиваются в один блок.

В результате, материал сохраняет все положительные качества и характеристики клееного бруса, приобретая особую форму. Технология дает возможность создавать самые разнообразные конструкции и формы с разным радиусом изгиба.

Древесина – податливый материал с практически безграничными возможностями. Его используют как для строительства зданий традиционной формы, так и для возведения оригинальных конструкций необычного вида. В последнем случае применяются особые элементы – гнутые балки из клееного бруса.

Рис.1. «Жизненные» этапы балки из клееного бруса

Применение гнутых клееных балок для строительства крыш жилых домов

К самым распространенным типам крыш современных загородных коттеджей относятся:

• Двухскатная. Традиционная и наиболее простая форма кровли, которая часто встречается у дач и компактных жилых домов.
• Вальмовая. Состоит из двух пар скатов треугольной и трапециевидной формы. Подходит для коттеджей большой площади.

Гораздо реже встречаются крыши купольной, полукруглой или стрельчатой формы. Минусы такой кровли – высокая стоимость применяемых для ее изготовления гнутых балок из клееного бруса. Но у нее также много плюсов.

Рис.2. Как смотрятся гнутые балки для крыш в интерьере

На округлой крыше не скапливается снежная масса и не застаивается дождевая влага. Она более устойчива к мощным порывам ветра. Может стать украшением интерьера мансарды, если ее отдельные внутренние элементы будут выполнены в виде ферм. Кроме того, дом с крышей необычной купольной или стрельчатой формы сразу попадает в разряд эксклюзивных жилых строений.

Где еще применяются гнутые клееные балки

Гнутоклееные элементы из дерева применяются также при строительстве таких объектов, как:

• Строения хозяйственного назначения: большие склады, ангары, здания для содержания животных.
• Промышленные постройки: производственные, сборочные, упаковочные цеха, технологические линии.
  
  Рис.3. Примеры использования гнутого клееного бруса в различных постройках
• Здания религиозного назначения: православные храмы, соборы, колокольни.
• Сооружения для выращивания растений: теплицы, парники, зимние сады.
• Крытые легкие постройки: флигели, беседки, веранды, террасы, шатры.
  
  Рис.4. Примеры использования гнутого клееного бруса в легких постройках

Из этого материала возводят также большие навесы для торгово-развлекательных центров, выставочных и спортивных залов, концертных площадок.

Особенности технологии изготовления гнутых клееных балок

Выгибание клееного бруса – технологически сложный процесс, который следует проводить только в промышленных условиях. Профессиональный подход помогает предотвратить образование трещин при получении необходимой геометрической формы балки. А также гарантирует качество и долговечность готового материала.

Согнуть древесину любого типа можно только с помощью ее гидротермической обработки. Под действием высокой температуры и влажности жесткое дерево приобретает пластичность. Это дает возможность выгнуть балку, сохранив ее структуру. Максимальную гибкость древесина приобретает при достижении 30%-ной влажности материала и 100-градусной температуры в центральной части балки. При самостоятельном изготовлении добиться таких показателей сложно.

Еще одна особенность производства гнутых клееных балок – длительность гидротермической обработки. Заготовка закрепляется на шине, после этого обрабатывается паром больше часа, до приобретения достаточной пластичности. Иногда дополнительно выпиливаются пазы в форме прямоугольника или конуса. Такие пропилы помогают задать балке требуемый радиус кривизны. Изгиб заготовки выполняется с помощью шины и пресса.

Рис.5. Как гнут клееный брус

Когда изделие приобретает выгнутую форму, его просушивают в специальных условиях. И только после доведения уровня влажности до нормативных значений, отсоединяют от шины. Гнутые клееные балки получают путем совмещения криволинейных заготовок и склеивания их между собой.

Плюсы и минусы гнутоклееных балок

Даже в изогнутом состоянии балка из клееного бруса сохраняет все достоинства этого материала.

Основные преимущества таких изделий:

• Большая протяженность. Производственная технология дает возможность изготавливать особо прочные гнутые балки из клееного бруса длиной в несколько десятков метров.
• Стабильность формы. Радиус изгиба не меняется на протяжении всего периода эксплуатации здания или сооружения.
• Долговечность. Все поверхности пропитываются специальными защитными и антисептическими составами, поэтому деревянные элементы изогнутой формы не уступают по надежности металлу.

Гнутые балки применяются для строительства изящных домов и бань со скругленными стенами. С их помощью также возводят крыши с плавными очертаниями, без стыков. Этот материал помогает реализовывать сложнейшие дизайнерские замыслы.

К минусам гнутых балок из клееного бруса относят:

• высокую стоимость, которая объясняется большой трудоемкостью производственных операций;
• сложную схему расчетов, применяемую при изготовлении конструкций из этого материала;
• возможность расслоения балок (исключается при выборе надежного производителя, у которого имеется профессиональное оборудование).

Гнутые клееные балки – материал штучный, большими оптовыми партиями его не производят. Эти изделия стоят в полтора раза больше, чем обычный клееный брус того же размера. Но они дают возможность создавать уникальные проекты домов с замысловатой формой крыши и других элементов конструкции дома. При этом несущая способность качественных гнутых элементов сохраняется на высоком уровне.

«>