Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям второй группы

6.33 Деформации деревянных конструкций или их отдельных элементов следует определять с учетом сдвига и податливости соединений. Величину деформаций податливого соединения при полном использовании его несущей способности следует принимать по таблице 18, а при неполном - пропорциональной действующему на соединение усилию.

Величину деформаций податливого соединения следует делить на коэффициенты условия работы m _в, m _д, т _н и умножать на g_н(сс) коэффициент надежности, учитывающий срок службы сооружения (таблица 12).

Таблица 18

Вид соединения	Деформация соединения, мм
На лобовых врубках и торец в торец	1,5
В примыканиях поперек волокон
На нагелях всех видов
На МЗП	1,5
На стержнях, вклеенных перпендикулярно плоскости сплачивания	1,5
На наклонно вклеенных стержнях	0,5
В клеевых соединениях

6.34 Прогибы и перемещения элементов конструкций не должны превышать предельных, установленных таблицей 19.

6.35 Прогиб изгибаемых элементов следует определять по моменту инерции поперечного сечения брутто. Для составных сечений момент инерции умножается на коэффициент k _ж, учитывающий сдвиг податливых соединений и приведенный в таблице Е.2 приложения Е.

Таблица 19

Элементы конструкций	Предельные прогибы в долях пролета, не более
1 Балки междуэтажных перекрытий	1/250
2 Балки чердачных перекрытий	1/200
3 Покрытия (кроме ендов):
а) прогоны, стропильные ноги	1/200
б) балки консольные	1/150
в) фермы, клееные балки (кроме консольных)	1/300
г) плиты	1/250
д) обрешетки, настилы	1/150
4 Несущие элементы ендов	1/400
5 Панели и элементы фахверха	1/250
Примечания 1 При наличии штукатурки, прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролета. 2 При наличии строительного подъема, предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета.

Наибольший прогиб шарнирно-опертых и консольных изгибаемых элементов постоянного и переменного сечений/следует определять по формуле

(55)

где f ₀ - прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета деформаций сдвига;

h - наибольшая высота сечения;

l - пролет балки;

k - коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;

с - коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы.

Значения коэффициентов k и с для основных расчетных схем балок приведены в таблице Е.3 приложения Е.

6.36 Прогиб клееных элементов из фанеры с древесиной следует определять, принимая жесткость сечения равной 0,7 EI _пр. Расчетная ширина обшивок плит и панелей при определении прогиба принимается в соответствии с указаниями 6.27.

Прогиб сжато-изгибаемых шарнирно-опертых симметрично нагруженных элементов и консольных элементов следует определять по формуле

(56)

где f - прогиб, определяемый по формуле (55);

x - коэффициент, определяемый по формуле (32).

Короче, здесь проверка на прогиб по формулам 55 и 56

11) Соединения ДК лобовой врубкой. Конструкция соединения, применения и расчет

Расчетную несущую способность соединений, работающих на смятие и скалывание, следует определять по формулам:

а) из условия смятия древесины

T = R _смa F _см; (57)

б) из условия скалывания древесины

(58)

где F _cм - расчетная площадь смятия;

F _cк - расчетная площадь скалывания;

F _cмa - расчетное сопротивление древесины или LVL смятию под углом a к направлению волокон;

- расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины или LVL скалыванию вдоль волокон, определяемое в 7.3.

7.3 Среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины или LVL скалыванию следует определять по формуле

(59)

где R _cк - расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон (при расчете по максимальному напряжению);

l _ск - расчетная длина плоскости скалывания, принимаемая не более 10-кратной глубины врезки в элемент;

е - плечо сил скалывания, принимаемое равным 0,5 h при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (рисунок 6, а) и 0,25 h при расчете симметрично загруженных элементов с симметричной врезкой (рисунок 6, б); (h - полная высота поперечного сечения элемента);

b - коэффициент, принимаемый равным 0,25 при расчете соединений, работающих по схеме, показанной на рисунке 5, г и b = 0,125 при расчете соединений, работающих по схеме согласно рисунку 5, в, если обеспечено обжатие по плоскостям скалывания.

Отношение l _ск/ е должно быть не менее 3.

12) Нагельные соединения

а - симметричные; б – несимметричные
Рисунок 9 - Нагельные соединения

СНиП п. 7.14 таб. 20!!!!!!!!

13) Клеевые соединения

7.4 При расчете конструкций клеевые соединения следует рассматривать как неподатливые соединения.

7.5 Клеевые соединения следует использовать:

а) для стыкования отдельных слоев на зубчатом соединении (рисунок 7, а);

б) для образования сплошного сечения (пакетов) путем сплачивания слоев по высоте и ширине сечения. При этом по ширине пакета швы склеиваемых кромок в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на толщину слоя 5 по отношению друг к другу (рисунок 7, б). По длине пакета зубчатые шипы в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на 5-кратную толщину слоя. При этом в одном сечении пакета не должно совпадать более 25 % слоев с зубчатыми шипами, кроме крайних слоев растянутой зоны изгибаемых элементов, где допускается совпадение не более двух слоев.

7.6 Применение усового соединения допускается для фанеры вдоль волокон наружных слоев. Длину усового соединения следует принимать не менее 10-кратной толщины стыкуемых элементов.

7.7 Толщину склеиваемых слоев в элементах, как правило, следует принимать не более 33 мм. В прямолинейных элементах допускается толщина слоев до 42 мм при условии устройства в них продольных компенсационных прорезей.

7.8 В клееных элементах из фанеры с древесиной не следует применять доски шириной более 100 мм при склеивании их с фанерой и более 150 мм - в примыканиях элементов под углом от 30 до 45°.

Примечание - Соединения на вклеенных стержнях рассмотрены в 7.30 - 7.45.

а - при стыковании отдельных слоев по длине зубчатым шипом, выходящим на пласты; б - при образовании пакетов и сплачивании по пласти и кромке
Рисунок7 - Клеевые соединения

11) Дощатоклееные балки.

Калугин А.В., стр. 89, нет смысла делать скрины.

14) Деревянные конструкции цельного сечения (балки, стропила). Применение и расчет.

Деревянные балки применяются в качестве прогонов кровли, наслонных сгропил, балок чердачных и междуэтажных перекрьпий, в покрытиях и перекрытиях:

а) малоэтажных жилых домов;

б) промышленных здании с химически агрессивной средой;

в) сельских производственных зданий и других объектов.

Рекомендуемые пролеты балок: 3...18 м, шаг балок от 1 до 6 м. В европейских странах имеются примеры применения клееных деревянных балок пролетами до 54 м.

Балки, как и другие изгибаемые элементы, рассчитываются на прочность и жесткость по известным формулам (см. параграф 3.5).

Балки деревянных междуэтажных перекрытий, кроме обычного расчета на прочность и жесткость, дополнительно проверяются на зыбкость расчетом на прогиб от сосредоточенной силы 1,0 кН, прогиб балки при этом не должен превышав 0,7 мм. Предельные прогибы балок перекрытий, исходя из физиологических требований, определяются также по формуле (26) раздела 10.10 СНиИ 2.01.07-85".

По типу поперечного сечения различают: балки цельного сечения, составные балки на податливых связях, клееные деревянные, клеефанерные и армированные клееные деревянные балки.

Балки цельного сечения изготавливаются из досок, брусьев или круглых лесоматериалов. Пролеты балок из-за ограниченного сортамента лесоматериалов не превышают 6,5 м. Такие балки широко применялись в середине XX века в чердачных и междуэтажных перекрытиях жилых домов

При применении деревянных балок в покрытиях для уменьшения расчетных усилий в балках используются следующие способы:

1. Разрезные балки усиливаются подводками (рис. 6.3).

Подбалки, уменьшающие расчетные пролеш балок, iнакладываются под стыки балок и скрепляются с ними болтами. Длина консоли подбалки назначается исходя из условия, что общая касательная к упругим линиям балки и подбалки должна проходить в сечении у конца консоли. При одинаковых жесткостях балки и подбалки длина консоли 02 = 0,17/+10 (см). Теоретическую длину консоли подбалки увеличивают на 10 см для обеспечения лопаточной площади смятия.

Расчетные изгибающие моменты определяются по формулам:

а) в балках максимальный изгибающий момент возникает при отсутствии временной нагрузки в соседних пролетах (при этом уменьшается расчетная длина консоли подбалки и, соответственно, увеличивается пролет балки):

б) в подбалке максимальный момент возникает при загружении постоянной и временной нагрузкой по всем пролетам

где а = 0,17*l - теоретический вылет консоли.

По найденным изгибающим моментам подбираются сечения балок и подбалок. Жесткости балок и подбалок рекомендуется принимать одинаковыми.

Подбалки применяются в конструкциях простейших мостов, в перекрытиях залов ожидания старых железнодорожных вокзалов и других объектах.

2. Балки проектируются в виде многопролетпых статически определимых шарнирно-стержневых систем

Такие системы применяются в тех случаях, когда временная нагрузка постоянна и равномерно распределена по всем пролетам. Так работают продольные балки подвесных потолков, прогоны кровли.

Рекомендуется схема со встречным расположением шарниров: по два шарнира в пролете через пролет, исключая крайние пролеты.

Различают две схемы: а) равномоментную — х — 0,15*l;

б) равнопрогибную - X = 0,21*l.

По конструктивным соображениям предпочтительнее равнопрогибное решение. По такой схеме выполняются консольно-балочные прогоны. Стыки прогонов по длине осуществляются в местах, расположения шарниров косым прирубом. Боковое смещение шарнира предотвращается установкой вертикального болта. Недостаток консольно-балочных прогонов - перекрываемый пролет не превышает 4,5 м.

По такой же схеме (равнопрогибной) решаются и спаренные неразрезные прогоны. Они состоят из двух или более рядов досок, поставленных на ребро и соединенных между собой гвоздями. Шаг расстановки гвоздей по длине прогонов назначается конструктивно 500 мм. Первый ряд досок не имеет стыка в первом пролете, а второй ряд досок - в последнем. Концы досок одного ряда прибиваются гвоздями к доскам другого ряда, не имеющим в данном месте стыка. Стыки досок устраиваются в точках, где изгибающий момент в неразрезных балках меняет знак, т.е. на расстояниях от опор, равных 0,21*l.

Балки цельного сечения также широко применяются в качестве наслонных стропил в покрытиях зданий различного назначения. Наслонные стропила (стропильные ноги) просты в изготовлении, надежны и долговечны, так как работают в условиях хорошо проветриваемых чердачных помещений. При наличии несгораемого чердачного перекрытия наслонные стропила допускается применять в зданиях любой степени огнестойкости. Наслонные стропила при правильном их конструировании и устройстве - безраспорные конструкции. Для предотвращения появления распора необходимо плоскости стропильных ног в местах опирания на мауэрлат делать горизонтальными, а появление случайного распора погашать ригелем из парных схваток.

В наслонных стропилах от вертикальной нагрузки помимо изгибающих моментов появляется продольное усилие, которое в зависимости от опорных закреплений может растягивать или сжимать стропильную ногу. Расчет наслонных стропил при угле наклона покрытия менее 45° можно вести по формулам для балок цельного сечения без учета продольной силы. В современном строительстве стропильные системы применяются при возведении мансардных этажей жилых и административных зданий.

16) Основания под рулонную кровлю. Конструкция и расчет.

В качестве основания под трехслойную рубероидную кровлю устраивается настил из двух слоев досок. Верхний защитный слой из досок толщиной 16—25 мм и шириной не более 100 мм укладывается под углом 45° к доскам нижнего настила. Нижний — рабочий слой из досок толщиной 19—30 мм (по расчету) для лучшего проветривания всего настила устраивается разреженным. Доски настила соединяются гвоздями.

В покрытиях отапливаемых зданий для укладки утеплителя применяется одинарный дощатый настил, толщина досок которого определяется расчетом. Соединение досок между собой может быть впритык или вчетверть.

При устройстве кровли из волнистых асбестоцементных или стеклопластиковых листов или других видов кровли (черепица, кровельная сталь и др.) применяется настил (обрешетка) из брусков, расположенных друг от друга на расстоянии, зависящем от материала кровли.

Такое же решение применяется для стенового ограждения.

В некоторых случаях, в особенности в северных районах страны, при неблагоприятных климатических условиях целесообразно деревянные настилы и обшивки выполнять из заранее заготовленных щитов заводского изготовления.

Размеры щитов устанавливаются в зависимости от шага прогонов, высоты этажа здания и условий транспортирования и монтажа. Доски щитов с помощью планок сшиваются гвоздями.

Для предотвращения увлажнения в процессе строительства рекомендуется оклеивать наружную грань щитов слоем битумокартона, который будет служить пароизоляцией, либо одним из слоев кровли.

При расстоянии между осями досок или брусков настила менее или равном 15 см, сосредоточенный груз передается двум элементам, а при расстоянии более 15 см — одному элементу. При двойном дощатом перекрестном настиле — сосредоточенный груз распределяется на ширину 0,5 м рабочего настила.

- Расчет на прочность и проверка прогиба ведется по формулам (17, 18) и (21—23).

- Расчетное сопротивление для древесины принимается по табл. 1 с умножением на коэффициент 1,15.

При расчете на действие сосредоточенного груза расчетное сопротивление, кроме того, умножается на коэффициент 1,2.

17) Основания под кровлю из штучных материалов. Конструкция и расчет.

Основание под кровлю из штучных материалов может быть выполнено в виде обрешетки, для его изготовления используются деревянные бруски, расположенные друг от друга на расстоянии а: -50см для шифера; -25см для плоской оцинкованной стали; -32см для металлочерепицы. Сплошной настил делается в том случае, когда в качестве покрытия используются асбестоцементные плитки. Обрешетка в скатных кровлях работает на косой изгиб.

При устройстве основания необходимо соблюдать 2 основных требования: все его элементы должны быть плотно закреплены на несущих конструкциях, а их стыки над стропилами - располагаться в разбежку. Кроме того, заданное расстояние между досками или брусками - обрешетинами - должно строго соблюдаться по всей поверхности основания.

19) Клеефанерные балки. Виды, область применения, конструкция и расчет.

Одним из путей снижения массы деревянных балок является применение клеефа- нерных балок. Вместе с тем клеефанерные балки имеют пониженную огнестойкость. Области применения кпеефанерных балок те же, что и клееных деревянных балок: прогоны покрытий, ребра клеефанерных панелей и т.д. Клеефанерные балки состоят из дощатых поясов и фанерной стенки. Для изготовления таких балок используются пиломатериалы хвойных пород 1-го и 2-го сортов и водостойкая фанера марок ФСФ и ФБС (см. параграф 2.9). Требования к качеству изготовления клеефанерных конструкций аналогичны требованиям к изготовлению КДК (см. главу 13).

Клеефанерные балки с плоской фанерной стенкой и типы поп. сечений.

С волнистой стенкой

20) Клеефанерные панели. Конструкция. Расчет.

Клеефанерные настилы являются наиболее эффективным и перспективным видом ограждающих конструкций. Плиты состоят из дощатого каркаса и фанерных обшивок, соединенных клеем Они имеют длину l=3 – 6 м, ширину b=1 – 1,5 м, соответствующую размерам фанерного листа.

Каркас панелей состоит из продольных и поперечных досок-ребер, которые могут быть цельными или клееными. Продольные рабочие ребра, сплошные по длине, ставятся на расстоянии не более 50 см друг от друга. Поперечные ребра жесткости ставятся на расстоянии не более 1,5 м, как правило, в местах расположения стыков фанеры, и прерываются в местах пересечения с продольными ребрами. Обшивки панелей состоят из листов фанеры повышенной водостойкости марки ФСФ, толщиной не менее 8 мм, состыкованных по длине «на ус». Обшивки склеиваются с каркасом таким образом, чтобы направление наружных волокон фанеры совпадало с направлением древесины продольных ребер для того, чтобы фанера работала в направлении своей большей прочности и жесткости. Клеефанерные панели выполняют функции настила, прогонов, водо- и пароизоляции. Они характеризуются малой массой при значительной несущей способности, имеют большую жесткость в своей плоскости. Поверхности панелей, обращенные внутрь помещения, покрывают огнезащитными составами для повышения их степени огнестойкости.

По форме поперечного сечения клеефанерные панели могут быть следующих видов:

1) коробчатые;

2) ребристые, обшивкой вверх;

3) ребристые, обшивкой вниз

Коробчатую клеефанерную панель применяют в утепленных покрытиях с рулонной кровлей и гладким потолком Она имеет двухсторонние обшивки, образующие вместе с ребрами ряд полостей, в которые по слою пароизоляции укладывают утеплитель. Полости всех панелей настила соединяются отверстиями в единую вентилируемую прослойку (осушающий продух), сообщающуюся с наружным воздухом, которая обеспечивает осушающий режим работы настила.

Ребристую клеефанерную панель обшивкой вверх применяют в холодных и утепленных покрытиях с рулонной кровлей без гладкого потолка. Она имеет только одну верхнюю обшивку, поверх которой укладывают утеплитель и рулонный ковер.

Ребристую клеефанерную панель обшивкой вниз применяют в утепленных и холодных покрытиях с кровлей из волнистых асбестоцементных листов. Она имеет только одну нижнюю обшивку. Листы кровли укладываются по продольным ребрам, а утеплитель размещают по обшивке между ребрами.

Наиболее распространенными являются коробчатые клеефанерные панели, которые используют не только в качестве ограждающих конструкций покрытия, но и в качестве стеновых панелей.

Клеефанерные панели опираются на основные несущие конструкции при ширине опорных площадок не менее 5,5 см Их прикрепляют к опорам шурупами или гвоздями.

Для обеспечения совместных прогибов всего настила панели соединяют между собой по кромкам. Соединять можно глухими нагелями, которые ставят через 1,5 – 2 м или гвоздями, пробиваемыми через соединительную планку через 50 см.

Дата добавления: 2015-04-24