Экспериментальное проектирование и опыт строительства из дерева
Основной особенностью древесины, определявшей области и формы конструктивного использования ее в строительстве, в следствии продажа домов из бруса, всех времен, является высокая прочность (вдоль волокон) при малом объемном весе ее: временное сопротивление разрыву древесинного вещества, образующего стенки древесных волокон близко к временному сопротивлению строительной стали (Ст. 3), а удельный вес древесинного вещества (около 1,5 кГ/ддм3) в 5 раз меньше, чем у стали. Для сжатых и изгибаемых деревянных элементов легких сооружений еще большее значение имеет относительно большая жесткость их, являющаяся следствием рассредоточенной, ажурной трубчато-волокнистой структуры древесины. При одинаковой жесткости на изгиб деревянная пластинка прямоугольного сечения примерно в 5 раз легче соответственной пластинки из Ст. 3 такой же ширины.
Экспериментальное проектирование и опыт строительства показывают, что несмотря на значительно меньшую, чем у стали прочность древесины (примерно в 15 раз) и менее совершенные способы узловых сопряжений веса равнопрочных легких ферм на дерева и Ст. 3 примерно одинаковы.
Вследствие того, что объемный вес дерева тоже примерно в 15 раз меньше, чем у стали. В гибких изгибаемых и сжатых элементах, в которых решающее значение имеют не напряжение, а деформации, не прочность, а жесткость — при одинаковых пролетах и нагрузках и геометрически схожих сечениях- деревянные конструкции дают значительную экономию в весе по сравнению с соответственными конструкциями из Ст. 3.
В частности, эта особенность деревянных конструкций выявилась еще в XVIII в., когда Кулибин, проектируя в металле вариант большепролетного арочного моста, несущего главным образом свой собственный вес, вместо одного пролета длиною около 300 м (решенного им в дереве без промежуточных опор) вынужден был принять 3 пролета по 100 м с введением двух промежуточных опор. Ведь в те времена не было еще ни профильного, ни листового проката, не было и сварки, и, следовательно, металлический сортамент кованых элементов по своей геометрической форме мало отличался от деревянного сортамента с круглым (бревно), квадратным (брус) и прямоугольным (доска) сечениями.
Такое же геометрическое подобие соблюдается и в современном строительстве, например, в ограждающих конструкциях опалубки, настилов полов, проезжей части мостов, обшивок понтонов и т. п., в которых требуется ровная поверхность и поэтому не может быть использована, например, волнистая сталь. Именно малым весом деревянных настилов и обшивок прежде всего объясняется широкое применение их в строительстве; этим же определяются преимущества клеефанерных понтонов и блочных пролетных строений военно-мостовых парков.
В растянутых частях сооружений, в затяжках и в растянутых элементах металло-деревянных конструкций применение круглой (или профильной) стали способствует не только уменьшению, веса, но и существенному повышению сборности сооружения.
