Основы строительных конструкций. Деревянные конструкции

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования  
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»  
 
 

 

 

 

В.В. Ермолаев, Д.М. Лобов, А.С. Торопов, С.В. Клюев 

 

 

 

 

 

Основы строительных конструкций.  

Деревянные конструкции 

 

 

Утверждено редакционно-издательским советом университета 
в качестве учебного пособия 
 
 

 

 

 

 

 

 

Нижний Новгород 
ННГАСУ 
2023 
 

ББК 38.5 
О 75 
УДК 624.011 
 

Печатается в авторской редакции 
 

Рецензенты: 

А.Р. Столяров – канд.тех. наук, зам. директора ООО «ИКЦ» Промтехбезопасность, директор 
Нижегородского филиала 

Д.А. Ламзин – ведущий научный сотрудник научно-исследовательского института механики 
ФГАОУ ВО « ННГУ им. Лобачевского» 

 

Ермолаев В.В. Основы строительных конструкций. Деревянные конструкции [Текст]:  учеб. 
пособие / В.В. Ермолаев, Д.М. Лобов, А.С. Торопов, С.В. Клюев; Нижегор. гос. архитектур. - 
строит. ун-т. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2023. – 69 с. ISBN 978-5-528-00519-5 

 

Приведены рекомендации по изучению дисциплины «Строительные конструкции», 
раздела «Деревянные  конструкции» студентами. Описаны основные особенности освоения 
материала лекций и содержание практических занятий. Изложены базовые положения по 
изучению студентами в трех частях курса: принципы расчета по предельным состояниям, 
история применения деревянных конструкций, строение древесины, достоинства и 
недостатки материала. 
Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся в ННГАСУ 
по направлению 08.03.01 Строительство.  
 
 

 

 

 

 

 

 

ISBN 978-5-528-00519-5                                                                        © Коллектив авторов, 2023 
©ННГАСУ, 2023 

Оглавление 

1. ОСНОВЫ РАСЧЕТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ (ПО 

ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ) .............................................................................................. 4 

2. ПОНЯТИЕ О РАСЧЕТЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ 

СОСТОЯНИЯМ ............................................................................................................................ 6 

2.1. Понятие о расчете по предельным состояниям первой группы .................................................. 7 

2.2. Понятие о расчете по предельным состояниям второй группы .................................................. 8 

3. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ. 12 

4.ДЕРЕВО КАК СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ................................................................... 26 

4.1. Применение древесины в строительстве ..................................................................................... 26 

4.2. Основные свойства древесины как конструкционного материала: достоинства и недостатки28 

4.3.Строение древесины ....................................................................................................................... 29 

4.4. Основные породы древесины ....................................................................................................... 31 

4.5. Пороки древесины ......................................................................................................................... 35 

4.6. Сортамент строительных материалов из древесины.................................................................. 40 

5. КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ................................................... 44 

7. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 50 

7.1. Влияние анизотропии. Длительное сопротивление древесины ................................................ 50 

7.2. Влияние пороков древесины ........................................................................................................ 51 

7.3. Влияние влажности ....................................................................................................................... 51 

7.4. Влияние температуры ................................................................................................................... 52 

8. ЗАЩИТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ ГНИЕНИЯ ....................................... 53 

8.1. Краткие сведения о гниении древесины...................................................................................... 53 

8.2. Конструктивные меры защиты древесины от гниения .............................................................. 54 

8.3. Химические меры защиты древесины от гниения ..................................................................... 56 

9. ЗАЩИТА ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ ВОЗГОРАНИЯ ..................................... 57 

10. УСИЛЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ................................................................ 59 

Практическое занятие №1 .......................................................................................................... 62 

ОПРЕДЕЛЕНИЕИ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ  И НАХОЖДЕНИЕ 

НОРМАТИВНОГО СОПРОТИВЛЕИЯ ДРЕВЕСИНЫ .......................................................... 62 

Практическое занятие №2 .......................................................................................................... 64 

ОПРЕДЕЛЕНИЕИ РАСЧЕТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ .............................. 64 

Практическое занятие №3 .......................................................................................................... 65 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ ...................................................................... 65 

ВОПРОСЫ ПО КУРСУ «ОСК ДК» .......................................................................................... 66 

Литература ................................................................................................................................... 67 

 
 
 

1. ОСНОВЫ РАСЧЕТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И 
ОСНОВАНИЙ (ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ) 

При проектировании, которое включает в себя расчет и конструирование 

строительных конструкций, необходимо соблюдать требования СП. Требования 

строительных норм направлены на обеспечение необходимой надежности в 

работе как здания (сооружения) в целом, так и его отдельных элементов 

(конструкций), их соединений, а также оснований. При этом здания и 

сооружения должны отвечать требованиям долговечности и капитальности. 

Существующие строительные нормы предписывают вести расчет 

строительных конструкций на силовые воздействия по методу предельных 

состояний. 

Предельными называются такие состояния для здания, сооружения, 

а также основания или отдельных конструкций, при которых они 

перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям, а 

также требованиям, заданным при их возведении. Далее везде по тексту в 

целях его сокращения будет говориться только о конструкциях и зданиях, имея 

при этом в виду и сооружения, и основания, и соединения элементов 

конструкций. 

Предельные состояния конструкций (зданий) подразделяются на две 

группы: 

• 
первая 
группа ‒ 
по 
потере 
несущей 
способности 
или 

непригодности к эксплуатации. Говоря проще, состояния, относящиеся к этой 

группе, считается предельными, если в конструкции наступило опасное 

напряженно-деформированное состояние; в худшем случае, если она по этим 

причинам разрушилась; 

• 
вторая группа ‒ но непригодности к нормальной эксплуатации. 

Нормальной называется такая эксплуатация здания или его конструкции, 

которая осуществляется в соответствии с предусмотренными в нормах или 

заданиях на проектирование технологическими или бытовыми условиями. 

Другими словами, возможны случаи, когда конструкция не потеряла несущей 

способности, т.е. удовлетворяет требованиям первой группы предельных 

состояний, но ее деформации (например, прогибы или трещины) таковы, что 

нарушают технологический процесс или нормальные условия нахождения 

людей в помещении. 

К предельным состояниям первой группы относятся: 

• общая потеря устойчивости формы (рис. 1, а, б); 

• потеря устойчивости положения (рис. 1, в, г); 

• хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (рис. 1, д); 

• разрушение под совместным воздействием силовых факторов и 

неблагоприятных влияний внешней среды и др. 

К предельным состояниям второй группы относятся состояния, 

затрудняющие 
нормальную 
эксплуатацию 
конструкций 
(знаний) 
или 

снижающие 
их 
долговечность 
вследствие 
появлений 
недопустимых 

перемещений (прогибов, осадок, углов поворота), колебаний и трещин. 

Например, подкрановая балка, оставаясь прочной и надежной в работе, 

может прогнуться больше, чем установлено нормами. Вследствие этого 

мостовому крану с грузом приходится как бы выезжать из «ямы», 

образовавшейся вследствие прогиба балки, что создает дополнительные 

нагрузки на его узлы и ухудшает условия его нормальной эксплуатации. 

Другой пример: при прогибе деревянных оштукатуренных поверхностей 

(потолка) более чем на 1/300 длины пролета начинает отпадать штукатурка. 

Прочность балки при этом может быть не исчерпана, но нарушаются 

нормальные бытовые условия и может возникнуть опасность для здоровья и 

жизни людей. К аналогичным последствиям может привести чрезмерное 

раскрытие трещин, которые допустимы в железобетонных и каменных 

конструкциях, но ограничиваются нормами. 

 

2. ПОНЯТИЕ О РАСЧЕТЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО 
ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ 

Метод 
расчета 
строительных 
конструкций 
по 
предельным 

состояниям имеет своей целью не допустить наступления ни одного из 

предельных состояний, которые могут возникнуть в конструкции (здании) 

при их эксплуатации в течение всею срока службы, а также при их возведении. 

 

Рис. 1. Предельные состояния первой группы: 

а), б) потеря общей устойчивости; в), г) потеря устойчивости положения; .д) хрупкое, вязкое 

или иного характера разрушение 

 

В наиболее общем виде суть расчета по предельным состояниям 

заключается в том, чтобы величины усилий, напряжений, деформаций, 

перемещений, раскрытия трещин или величины других факторов и 

воздействий 
не 
превышали 
предельных 
значений, 
установленных 

нормами проектирования. Другими словами, считается, что предельное 

состояние не наступит, если действительные перечисленные факторы не 

превышают значений, установленных нормами. Вся сложность расчета 

заключается в том, чтобы определить величины напряжений, деформаций и 

т.д., возникающих в конструкциях под действием нагрузок. Сравнить их с 

предельными значениями обычно не представляет труда. 

2.1. Понятие о расчете по предельным состояниям первой группы 

Расчет по предельным состояниям первой группы называют расчетом по 

несущей способности (по непригодности к эксплуатации). Цель такого 

расчета заключатся в том, чтобы предотвратить наступление любого из 

предельных состояний первой группы, т.е. обеспечить несущую способность 

как отдельной конструкции, так и всего здания в целом. 

Несущая способность конструкции считается обеспеченной, если 

удовлетворяется неравенство типа 

                                                        ≤ Ф,                                  (1) 

где N ‒ расчетные, т.е. наибольшие возможные усилия (или другие 

факторы) могущие возникнуть в сечении элемента (для сжатых и растянутых 

элементов ‒ это продольная сила, для изгибаемых – изгибающий момент и т.д.), 

Они зависят в первую очередь от нагрузки и определяются по правилам 

строительной механики в зависимости от конструктивной схемы, способов 

соединения конструкций и т.д.; 

Ф – наименьшая возможная несущая способность сечения элемента, 

подвергающегося 
сжатию, 
растяжению 
или 
изгибу. 
Она 
зависит 
от 

прочностных свойств материала конструкции, геометрии (формы и размеров) 

сечения и в наиболее общем виде может быть выражена (как функция, 

зависящая от материала и геометрических факторов сечения) в следующем