Конструктивные и технологические расчеты в производстве деревянных клеёных конструкций

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

В. А. БУДАЕВ      А. А. КОЛЕСНИКОВА 

 
 
 

КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ 

РАСЧЕТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ 

ДЕРЕВЯННЫХ КЛЕЁНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 

 
 
 

Рекомендовано УМО по образованию в области лесного дела  
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных  

заведений, обучающихся по специальности 250403.65 «Технология  
деревообработки», направления подготовки бакалавров 250400.62 

и магистров 250400.68 «Технология лесозаготовительных  

и деревоперерабатывающих производств» 

 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

2015 

УДК 694.143.001.24 
ББК  38.55 

Б 90 

 

Рецензенты: 

директор Института строительства и архитектуры ПГТУ, 

кандидат технических наук, доцент В. Г. Котлов; 

кандидат технических наук, доцент ПГТУ В. М. Поздеев; 

кандидат технических наук, директор ОАО «Пайн» Е. И. Кропотов 

 
 
 
 
 
 

Будаев, В. А. 

Б 90       Конструктивные и технологические расчеты в производстве де-

ревянных клеѐных конструкций: учебное пособие к по курсовому 
и дипломному проектированию / В. А. Будаев, А. А. Колесникова. 
 Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический 
университет, 2015. – 118 с. 
ISBN 978-5-8158-1556-8 

 

Представлена методика расчѐта и проектирования несущих деревян-

ных клеѐных конструкций  арок кругового, стрельчатого очертания и 
клеѐных балок. Приведены методики расчета поперечного сечения дере-
вянной клееной арки с учетом расчетных величин равномерно распреде-
ленной снеговой, ветровой нагрузки при эксплуатации, расчета количества 
сырья и материалов, параметров режимов, необходимого оборудования, 
заработной платы и технико-экономических показателей. Для автоматиза-
ции расчетов в методиках использованы компьютерные программы. При-
ведены примеры технологических решений, схемы, контрольные вопросы. 

Для студентов, обучающихся по специальности «Технология дерево-

обработки» и направлению подготовки бакалавров и магистров «Техноло-
гия лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств».  

 

УДК 694.143.001.24 

ББК  38.55 

 

ISBN 978-5-8158-1556-8 
© Будаев В. А., Колесникова А. А., 2015  
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2015 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 
Предисловие .................................................................................................. 5 

 

Введение ........................................................................................................ 6 

 

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ 
КУРСОВОГО И ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТОВ ......................................... 7 
 
1. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ........................................................ 11 

1.1. Требования нормативно-технических документов 
по изготовлению деревянных клееных конструкций ........................ 12 
1.2. Вычисление изгибающих моментов, нормальных  
и поперечных сил в арке от единичной равномерно  
распределенной нагрузки ..................................................................... 13 
1.3. Вычисление изгибающих моментов, продольных 
и поперечных сил от единичной равномерно распределенной 
нагрузки на половине пролета ............................................................. 22 
1.4. Программа расчета арки от ветровой нагрузки ........................... 29 
1.5. Расчет суммарных нагрузок на опасных  
максимально нагруженных точках сечения арки ............................... 36 
1.6. Расчет размеров поперечного сечения  
деревянных клееных конструкций ...................................................... 42 
1.7. Расчет на устойчивость плоской формы деревянных  
клееных конструкций............................................................................ 47 

 
2. РАСЧЕТ ДЕРЕВЯННЫХ КЛЕЕНЫХ БАЛОК .................................... 52 

2.1. Алгоритм расчета деревянной клееной балки ............................. 52 
 

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ...................................................... 64 

3.1. Расход материалов в производстве деревянных  
клееных конструкций............................................................................ 65 
3.2. Баланс отходов. Мероприятия по их использованию ................. 71 
3.3. Расход клеевых материалов .......................................................... 72 
3.4. Описание технологического процесса ......................................... 74 
3.5. Методика заполнения расчетов в технологической карте .......... 77 
 

3.6. Расчет количества оборудования в схеме  
технологического процесса .................................................................. 79 
 

4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ КОНСТРУКЦИЙ 
ОТ ГНИЕНИЯ И ВОЗГОРАНИЯ .............................................................. 90 
 
5. РАСЧЕТ ФОНДА ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ ......................................... 93 
 
6. РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ ПРОДУКЦИИ ..................................... 96 
 
7. ПЛАНИРОВКА ОБОРУДОВАНИЯ В ЦЕХЕ ...................................... 99 
 
Заключение ............................................................................................... 101 
 
Библиографический список .................................................................... 102 
 
Приложения .............................................................................................. 105 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
Учебное пособие по дисциплине «Технология клееных материалов» 
разработано для студентов направления подготовки 
«Технология и оборудование лесозаготовительных и деревоперерабатывающих 
производств» в соответствии с основной частью 
федерального государственного образовательного стандарта.  

Цель пособия – закрепление теоретических знаний по курсу, 

получение практических навыков выполнения конструкторских, 
технологических расчетов, разработки технологических схем, 
проектирования производственного цеха.  

Анализ современного состояния промышленности, изучение 

требований государственного стандарта на продукцию, нормативных 
документов, расчет поперечного сечения проектируемой 
клееной конструкции с учетом эксплуатационных нагрузок, необходимого 
количества материалов на производственную программу, 
подбор оборудования по схеме технологического процесса, 
расчет основных технико-экономических показателей в 
ходе курсового проектирования обобщают весь цикл производства 
несущей клееной деревянной конструкции.  

Данное учебное пособие способствует более углубленному 

изучению дисциплины «Технология клееных материалов» и позволяет 
студентам самостоятельно спроектировать производство 
деревянных клееных конструкций для конкретного предприятия.  

Замечания и предложения по совершенствованию учебного 

пособия просим направлять по адресу: 424000, г. Йошкар-Ола, 
пл. Ленина, 3, кафедра деревообрабатывающих производств. 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Производство клееных деревянных конструкций из древесины 

является одной из прогрессивных отраслей деревообработки и 
находится на этапе динамично устойчивого развития.  

Деревянные клееные конструкции (ДКК) обладают относительно 
высокой прочностью при небольшом весе. Вес ДКК в пять 
раз легче железобетонных и позволяет производить монтаж конструкций 
больших пролетов, сложных криволинейных форм и 
архитектурных решений. Высокая химическая стойкость незаменима 
в сооружениях в контакте с агрессивной средой.  

Высокие эстетические и экологические достоинства древесины 
с надежностью ДКК сочетаются в зданиях и сооружениях общественного 
назначения, в спортивных сооружениях, манежах, 
выставочных залах и др., где конструкции успешно применяются 
в открытом интерьере.  

По объемам и количеству научно-проектных разработок выделяются 
несущие конструкции, хотя объемы их производства 
составляют только треть общих объемов строительных ДКК. 

Перспективная объемность производства и применения дере-

вянных клееных конструкций, их высокая технологичность и 
наукоемкость, инновационная активность производства ДКК и 
его значимость для проблемы конкурентоспособного уровня и 
повышения товарности продукции отечественной деревообработ-
ки определяют необходимость комплексных и разноуровневых 
решений в этой сфере. Поэтому инженеры-проектировщики кле-
ѐных деревянных конструкций должны хорошо знать технологию 
их изготовления. В свою очередь, инженерам-технологам необ-
ходимо владеть методикой расчѐтов и проектирования ДКК. 

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ  
КУРСОВОГО И ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТОВ 

 
При разработке курсового (дипломного) проекта студенту 

необходимо ознакомиться с характеристикой продукции по тре-
бованиям ГОСТ, СНИП, с существующими типовыми проектами 
цехов по производству клееных деревянных конструкций, их 
продукцией; изучить передовые технологии, оборудование, спра-
вочную, учебную, научную литературу и использовать компью-
терную технику. Работа над проектом завершается оформлением 
пояснительной записки и графической части.  

Пояснительную записку выполняют на листах формата А4 

шрифтом Times New Roman. Размер шрифта 12 пт.  

Графическая часть включает план цеха с расстановкой необ-

ходимого технологического оборудования и организацией основ-
ных рабочих мест в соответствии с расчетными данными, приве-
денными в пояснительной записке и выполняется в масштабе 
1:200 или 1:100. В дипломном проекте приводятся чертежи клее-
ных деревянных конструкций, в курсовой работе магистранта 
приводится схема технологического процесса с подбором необ-
ходимого оборудования и с описанием последовательности тех-
нологического процесса, процессов подготовки материалов и 
склеивания, расчет режимов склеивания. 

Оформление пояснительной записки, таблиц, рисунков, фор-

мул и графической части выполняется в соответствии с требова-
ниями ЕСТД, ЕСКД, ЕСПД. 

В конце работы указывается использованная литература в со-

ответствии с ГОСТ 7.1-2008. 

Задание на проектирование следующее:  
1. Спроектировать деревянные клеѐные арки для строитель-

ства спортивного сооружения в районе города. Размер пролета 
деревянной клееной конструкции L, м; шаг несущих конструкций 
В0, м.  

2. Подобрать оптимальную высоту подъема F, м; значения горизонтального 
смещения центра радиуса кривизны P, м; вертикального 
смещения D, м; величину радиуса кривизны арки R, м.  

3. Рассчитать внутренние усилия в арке от будущих эксплуатационных 
нагрузок, размеры поперечного сечения арки, необходимое 
количество материалов на годовую программу Рг, м3.  

4. Составить схему технологического процесса, технологическую 
карту, определить потребное количество оборудования для 
производства ДКК. Вычислить годовой фонд заработной платы и 
себестоимость выпускаемой продукции.  

5. Начертить планировку оборудования в цехе. 
 
Пояснительная записка объемом не более 50 страниц содержит 
следующие разделы: 

Введение. Современное состояние, перспективы развития 

клееных деревянных конструкций.  

1. Конструктивные решения 
1.1. Требования нормативно-технических документов по изготовлению 
клееных деревянных конструкций:  

- ГОСТ 20850. Конструкции деревянные клееные. Общие технические 
условия;  

- СНиП II-25-80. Деревянные конструкции;  
- СТО 36554501-003-2006. Деревянные клееные конструкции 

несущие. Общие технические требования;  

- ОСН АПК 2.10.16.001-04. Инструкция по изготовлению контролю 
качества деревянных клеѐных конструкций для производственных 
сельскохозяйственных зданий. 

1.2. Определение изгибающих моментов М, нормальных сил 

N, поперечных сил Q от единичной равномерно распределенной 
нагрузки по всему пролету конструкции при воздействии покрытия. 
Анализ рациональных геометрических параметров конструкции. 
Чертеж схемы арки с геометрическими размерами в 
масштабе 1: 100 или 1:50. Построение эпюр воздействия нагрузок; 


1.3. Расчет конструкции арки от единичной нагрузки на половине 
пролета при воздействии снеговых нагрузок; 

1.4. Расчет конструкции арки от ветровой нагрузки; 
1.5. Расчет суммарных нагрузок на опасных максимально 

нагруженных точках сечения арки. 

1.6. Расчет и анализ рационального поперечного сечения деревянных 
клееных конструкций. Проверка на прочность и устойчивость. 


2. Технологические решения 
2.1. Расчѐт пиломатериалов и клея на годовую программу. 
2.2. Разработка схемы технологического процесса и описание 

его.  

2.3. Подбор и расчет потребности технологического и транс-

портного оборудования. Составление технологической карты, 
спецификации оборудования. 

2.4. Защита конструкций от гниения и возгорания.  
2.5. Определение фонда заработной платы  
2.7. Расчѐт калькуляции выпускаемой продукции и основных 

технико-экономических показателей. 

Выводы по проекту. 

Графическая часть – план цеха с расположением технологи-

ческого и транспортного оборудования в масштабе 1:200 или 
1:100. 

Расчет курсового проекта проводится по вариантам или по 

индивидуальному заданию (см. таблицу). Номер варианта выби-
рается согласно списку группы по рекомендации преподавателя. 

 

Данные для вариантов заданий  

 

№ 
вар.

Пролѐт 

L, м

Шаг ДКК 

В0, м

Нормативная 
нагрузка по-
крытий, кг/м2
Город
Программа
Рг, м3/год

Марка 
клея

1
12
6
55,5
Тюмень
2678
ДФК=14р

2
18
6
65
Екатеринбург
2876
Akzonobel

3
24
5,1
70
Ижевск
2998
Каsкоliт

4
30
4,8
55,2
Москва
2789
МКФ

5
33
4,2
40
Киров
3081
Prefere

6
27
6
55,5
Кострома
3075
ФРФ-50

7
36
3,6
67
Вологда
3000
Dynea AS

8
30
4,8
50
Йошкар-Ола
2809
Casco 

Adhesives

9
12
5,4
57
Саранск
3065
КСВСК

10
18
5,4
48
Уфа
2798
КСВСК

11
24
4,2
50
Мурманск
2888
ММФ

12
30
4,2
60
С.-Петербург
3067
ММФ

13
24
4,5
70
Казань
3300
ПУР

14
18
5,2
62
Новгород
2812
ЭПИ клей

15
18
5.4
55,5
Псков
3500
Каsкоmin

16
24
4
65
Архангельск
3333
ММФ

17
18
4,2
48
Новосибирск
2999
Purbond

18
27
4,2
65
Тверь
3111
МКФ

19
36
4,2
70
Тула
3011
ФР-12

20
30
4,8
55,2
Самара
3255
ФРФ-50

21
12
6,0
50
Сыктывкар
3422
Dynea AS

22
18
5,4
55,5
Ухта
3211
ФР-12

23
30
4,0
62
Пермь
2999
ЭПИ клей

24
33
3,6
55,5
Чебоксары
2877
Каsкоmin

25
27
4,2
55,5
Саратов
2788
ММФ

Примечание. 15…25 % от годовой программы составляют деревянные клеѐные арки 

(ДКА), а 85…75 % – прямолинейные балки (ДКБ) длиной 9 м или другие прямолинейные 
конструкции. 

 
 

1. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ 

 

Деревянная клееная конструкция (ДКК) – это монолитная со-

вокупность деревянных деталей определенных параметров и вза-
иморасположения, соединенных клеевой прослойкой. Деревян-
ные клееные конструкции предназначены для выполнения несу-
щих, ограждающих и декоративных функций в строительных из-
делиях и конструкциях. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 1.1. Схема расположения арок в конструкции, ее поперечное сечение 

 
Данная работа предусматривает выполнение задач с целью 

расчета поперечного сечения деревянной клееной арки кругового 
или стрельчатого очертания. На рис 1.1 приведена схема  расположения 
арок в конструкции и ее поперечное сечение.  

1.1. Требования нормативно-технических  

документов по изготовлению  

деревянных клееных конструкций 

 

Проектирование и расчеты деревянных клееных конструкций 

связаны с задачами строительной механики, с нормативными документами, 
свойствами древесных материалов и клеев, технологией 
изготовления. 

Деревянные клееные конструкции должны изготовляться в 

соответствии с требованиями нормативно-технических документов 
по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.  


При изучении нормативно-технического документа (ГОСТ, 

СНиП, СТО, ОСН, ТУ) необходимо выделить разделы, где описаны 
требования, предъявляемые:  

- к породе древесины, ее качеству по размерным, макрострук-

турным и физико-механическим показателям; 

- клеям и их свойствам; 
- размерам, качеству поверхности склеиваемых заготовок, 

подготовке пакета к склеиванию; 

- нормативным и расчетным нагрузкам элементов КДК; 
- к методам физико-механических испытаний клеевых соединений 
и готовой продукции; 

- нормативным значениям физико-механических свойств зубчатых 
и клеевых соединений при различных испытаниях. 

- мерам защиты конструкций от увлажнения, биоповреждения, 

возгорания и химической коррозии. 

Также необходимо изучить особенности изготовления продукции 
по рекомендуемым литературным источникам и интернет