Расчет клеефанерных панелей

Расчет производят по прочности и прогибам при изгибе по схеме однопролетной свободно опертой балки на нормальные состовляющие нагрузок от собственной массы g_x и снега p_x. От суммы этих двух нагрузок определяют расчетный изгибающий момент, поперечные силы и максимальные прогибы. Верхнюю обшивку дополнительно проверяют на местный изгиб от сосредоточенной силы Р=1•1,2=1,2 кН, условно распределенной на ширине 1 м, как жестко заделанную в местах присоединения к ребрам.

Фанерные обшивки и продольные ребра работают совместно благодаря жесткости клеевых соединений.

Сечение коробчатой панели считают условно двутавровым, а ребристых – тавровым полкой вверх или вниз.

При этом ширина стенки равна сумме ширин ребер (b_ст=Σb_реб), а расчетная ширина обшивок принимается равной:

b_расч=0,9b, при l=6a,

b_расч=0,9 , при l<6a, где

b – полная ширина сечения панели;

l – пролет панели;

a – расстояние между продольными ребрами в осях.

Геометрические характеристики сечений панели определяют с учетом различных величин модулей упругости древесины E_д и фанеры E_ф. В результате определяют приведенные геометрические характеристики сечения. Приведение выполняется к тому материалу, в котором определяется напряжение.

Так, площадь сечения, приведенного к фанере:

Приведенный момент инерции:

Приведенный к фанере момент сопротивлдения:

, где Z_ф – расстояние от фанерной обшивки до центра тяжести расчетного сечения, для коробчатых панелей с одинаковыми верхней и нижней обшивками:

. В общем случае .

Сечения клеефанерных панелей подбирают методом попыток, при котором предварительно задаются сечениями, а затем производят все необходимые проверки и определяют способность по прочности и прогибам

При расчете клеефанерной панели производят следующие проверки:

1) растянутой обшивки на прочность:

σ= , где

М – расчетный изгибающий момент;

W_пр.ф. – момент сопротивления, приведенный к фанере;

R_фр – расчетное сопротивление фанеры растяжению;

k_ф=0,6 для фанерымарки ФСФ (0,8 – для бакелизированной фанеры) – коэффициент, учитывающий ослабление сечения стыком «на ус».

2) сжатой обшивки на устойчивость:

, где

ϕ_ф – коэффициент продольного изгиба

, при а/δ≥50,

, при а/δ<50, где

а – расстояние между ребрам в свету,

δ – толщина фанеры.

3) верхней обшивки на местный прогиб от сосредоточенной силы Р=1,2 кН:

, где .

4) на скалывание по клеевому шву (в местах приклейке ребер к обшивкам):

, где

b_ст – суммарная ширина ребер каркаса;

R_фск – расчетное сопротивление фанеры скалыванию.

5) по прогибам:

, .

Клеефанерные панели стен рассчитывают на изгиб от вертикальной нагрузки и собственного веса. Предельный прогиб = .

Панели с деревянным каркасом и плоскими асбестоцементными обшивками имеют такую же конструкцию и размеры, как и клеефанерные панели. Их применяют в холодных и утепленных покрытиях и помещениях с асбестоцементной и рулонной кровлей, потолок которых должен быть несгораемым.

Обшивки соединяются с каркасом шурупами, которые обладают податливостью, необходимой для соединения разнородных материалов. Эти панели работают и рассчитываются по прочности асбестоцементной обшивки на растяжение при изгибе, по прочности соединений и по прогибам, как балки составного сечения на податливых связях.

23) Фермы на врубках. Схемы ферм, применение, конструкции узлов, расчет.

Фермы на лобовых врубках - один из самых старых и надежных видов деревянных ферм. Основной тип - треугольная ферма с нисходящими сжатыми раскосами и растянутыми стойками-тяжами из круглой стали. Фермы изготавливаются из бревен или брусьев. Для нижнего пояса используется древесина 1-го сорта. Ширина сечения поясов и решетки принимается одинаковой, а высота определяется расчетом.

Опорный узел решается лобовой врубкой с одним или двумя зубьями либо лобовым упором на металлических натяжных хомутах, передающих усилие от вкладыша, в который упирается верхний пояс, на накладки, соединенные с нижним поясом при помощи болтов и нагелей. Последнее решение более надежно, чем врубка, так как исключена работа на скалывание «хвоста» фермы.

Коньковый узел выполняется простым лобовым упором и перекрывается парными деревянными накладками на болтах и нагелях. Ухты примыкания раскосов к поясам выполняются при помощи лобовых врубок с одним зубом и дополнительно крепятся болтами или скобами для предотвращения случайного выхода из плоскости. Исключение составляет средний узел нижнего пояса, где сходятся два раскоса, которые упираются в специальную бобышку со скошенными торцами. Введение такой бобышки позволяет уменьшить ослабление нижнего пояса врезками.

Стыки верхнего пояса ферм осуществляются, как правило, в узлах лобовым упором и перекрываются парными накладками на болтах. Стыки нижнего пояса ферм пролетом до 12 м устраивают в центральном узле, а в фермах пролетом свыше 12 м - в местах перелома нижнего пояса для образования строительного подъема. Стыки нижнего пояса также перекрываются парными деревянными накладками на болтах и нагелях. Высота накладок равна высоте пояса, а толщина накладок принимается равной 0,5 толщины нижнего пояса.

Для снижения напряжений в ослабленных врубками сечениях поясов ферм из брусьев, центрирование в опорных и промежуточных узлах производится по центру ослабленного сечения поясов. Подвесной потолок крепится только к узлам нижнего пояса. Порядок расчета ферм на лобовых врубках аналогичен расчету других видов деревянных ферм, отличие состоит лишь в конструировании и расчете лобовых врубок.

Расчет.

После определения усилий в элементах ферм, порядок конструктивного расчета ферм на лобовых врубках следующий:

- определяется ориентировочно площадь сечения верхнего и нижнего поясов в опорной панели по известным формулам у четом ослаблений сечений врубками;

- конструируется и рассчитывается опорный узел

- проверяется сечение верхнего пояса: при узловой нагрузке - по формулам для центрально-сжатых элементов; при внеузловой нагрузке - по формулам для сжато- изгибаемых элементов;

- конструируется и рассчитывается коньковый узел (лобовой упор с деревянными накладками), промежуточные узлы (как лобовые врубки с одним зубом), стыки нижнего пояса, подбирается сечение стоек-тяжей, рассчитываются шайбы под тяжи, а также вкладыши и накладки;

- проверяются элементы фермы на монтажные усилия во время подъема, назначается величина строительного подъема.

24) Сегментные фермы из дощатоклееных блоков. Схема ферм, применение, конструкция узлов и расчет.

Сегментные фермы экономичнее треугольных по расходу материала, так как верхний пояс очерчен по дуге окружности, близкой к эпюре давлений при равномерно распределенной нагрузке по всему пролету, что резко снижает изгибающие моменты в поясе и усилия в раскосах.

Сегментные фермы отличаются небольшой массой, малым числом монтажных элементов, простотой узловых соединений. Пролеты ферм назначают 15, 18, 21,24 м. В ссшентных фермах не рекомендуется устраивать различные надстройки, световые фонари, подвесные потолки, так как это значительно усложняет конструкцию таких ферм.

В практике строительства в покрытиях однопролетных зданий нашли применение в основном два типа сегментных ферм:

металлодеревянные сегментные фермы с клееным верхним поясом (см. рис. 9.4);

фермы из брусков и досок на гвоздях (см. рис. 9.8,9.18).

В сегментных металлодеревянных фермах клееный верхний пояс может быть неразрезным, т.е. состоять из одного элемента длиной от одного опорного узла до другого - основное решение, и разрезным - состоящим из двух (со стыком в коньке) или нескольких элементов (со стыками в узлах).

При разрезном верхнем поясе все панели выполняются одинаковой длины, а при неразрезном длины крайних панелей (у опорных узлов) должны составлять 0,7 длины средних панелей.

При разрезном верхнем поясе в его стыках помещаются металлические вкладыши, зажимаемые торцами сходящихся в узле криволинейных элементов верхнего пояса. Этот вкладыш обеспечивает необходимую плотность примыкания и центрирование торцов отдельных элементов. Узловой болт располагается в центре вкладыша. Усилия от раскосов через пластинки-наконечники воспринимаются узловым болтом, который передает их равнодействующую на вкладыш, а последний - на верхний пояс фермы. Стык верхнего пояса перекрывается деревянными или стальными накладками на болтах.

При неразрезном верхнем поясе узловой болт проходит через отверстие в верхнем поясе и двусторонних металлических накладках, которые крепятся к верхнему поясу стальными нагелями. Как и при разрезном верхнем поясе, равнодействующая усилий сходящихся в данном узле раскосов передается металлическими пластинками- наконечниками на узловой болт, а от него рассредоточено нагелями на верхний пояс. Пластинки крепятся к раскосам на глухарях или болтах. Под одну из пластинок делается стальная подкладка той же толщины, что и сама пластинка, благодаря чему пересекающиеся в узле пластинки оказываются расположенными в разных плоскостях (см. рис. 9.5,6). Нижний пояс выполняется из двух уголков, имеющих прямолинейное очертание, но при сборке ферм для создания строительного подъема ему придают небольшую кривизну.

Конструкция узлов нижнего пояса в принципе аналогична узлам верхнего пояса: в центре узлов в вертикальных накладках делаются отверстия для узлового болта, на который при сборке надевают пластинки-наконечники раскосов. Все сходящиеся в узле элементы должны быть строго центрированы.

Опорный узел ферм решается преимущественно в «открытом» варианте, когда боковые пластаны в меньшей степени закрывают верхний пояс. Торец верхнего пояса упирается в упорную пластину, выполняемую обычно из швеллера, который вваривается между боковыми пластинами. Для уменьшения ширины фермы уголки нижнего пояса привариваются к боковым пластинам опорного узла изнутри.

Узлы сегментных металлодеревяниых ферм показаны на рис. 9.5.

В дощатых сегментных фермах (см. рис.9.1В) верхний пояс состоит из 2...3 ветвей, которые набираются из пакета брусков размерами 50x50 мм, 40x80 мм. В пределах каждой панели между ветвями ставятся прокладки из досок. Все бруски в ветвях верхнего пояса скрепляются по высоте вертикальным гвоздевым забоем, а в горизонтальной плоскости крепятся гвоздями к прокладкам. Стыки брусков верхнего пояса располагаются по длине с таким расчетом, чтобы они находились не ближе 1/5 длины панели от узлов и чтобы расстояние между стыками было не менее 50 см.

Крепление к поясам дощатых элементов решетки осуществляется на гвоздях с эксцентриситетом, с центрированием по внутренним кромкам досок решетки.

Нижний пояс проектируется из 2...4 досок. Стыки досок нижнего пояса перекрываются накладками и прокладками на нагелях и болтах (рис. 9.19). Опорный узел дощатой сегментной фермы показан на рис. 9.20.

В современном строительстве сегментные дощатые фермы на гвоздях практически не применяются, однако в старых зданиях (см. рис. 9.7) встречаются довольно часто, и при правильной эксплуатации работают вполне надежно 60 и более лет.

9.4.2. Особенности расчета сегментных металлодеревянных ферм

Статический расчет сегментных металлодеревянных ферм ведется но общим правилам строительной механики на два вида загружсния:

постоянная и временная (снеговая) нагрузка по всему пролету;

постоянная нагрузка по всему пролету и временная (снеговая) на половине пролета.

Снеговая нагрузка принимается по схеме 2 лрил. 3 СНиП [1J для сводчатых покрытии, при этом наиболее невыгодное сочетание нагрузок получается обычно при учете односторонней снеговой нагрузки, распределенной по закону треугольника.

Геометрические размеры элементов ферм определяют, заменяя криволинейный верхний пояс прямолинейным, т.е. соединяя узлы верхнего пояса прямыми линиями - хордами.

Конструктивный расчет ферм заключается в подборе сечения поясов, раскосов, конструировании и расчете узлов. Верхний пояс ввиду криволинейности и приложения нагрузки между узлами рассчитывается как сжато-изгибаемый элемент по формулам (3.20)...(3.23) главы 3.

Расчетный изгибающий моме*гт в панелях верхнего пояса определяется как сумма моментов от поперечной нагрузки и момента от продольной силы, возникающего за счет выгиба панели (см. рис. 9.21).

Моменты от продольных сил определены, исходя из предположения, что каждая панель представляет собой однопролетную балку, причем крайние панели считаются шарнирно опертыми с одного конца и с жестко закрепленным другим концом, а средние панели - с обоими жестко закрепленными концами. При определении гибкости расчетную длину крайних панелей принимают равной 0,8 длины хорды, а средних панелей - 0,65^.

Сечение нижнего пояса подбирается по формуле для центрально-растянутых стальных элементов по площади нетто, то есть с учетом ослаблений от отверстий для узловых болтов. При расположении узлового болта с эксцентриситетом относительно оси нижнего пояса, нижний пояс проверяется на внецентренное растяжение с учетом нагрузки от собственного веса.

Сжатые раскосы рассчитываются на продольный изгиб с расчетной длиной, равной длине раскоса между центрами узлов фермы. Растянутые раскосы рассчитываются на растяжение с учетом имеющихся ослаблений. В целях унификации все раскосы принимаются одинакового сечения.

Затем определяется количество глухарей (нагелей), необходимых для крепления пластинок к раскосам, рассматривая наиболее нагруженный элемент. Проверяют стальные пластинки на растяжение по ослабленному сечению и на устойчивость из плоскости, принимая расчетную длину планки равной расстоянию от узлового болта до ближайшего к нему болта раскоса. Для уменьшения расчетной длины планок ставится дополнительный стяжной болт вне раскоса.

Конструируется и рассчитывается опорный узел фермы:

- выполняется проверка торца верхнею пояса на смятие;

- назначаются размеры опорной плиты из условия оттирания и закрепления анкерными болтами;

- определяется необходимая длина сварных швов для крепления уголков нижнего пояса к фасонкам опорного узла.

При необходимости рассчитывается стальной вкладыш в узлах разрезного верхнего пояса и узловой болт. Узловой болт, на который надеваются пластинки раскосов, рассчитывается на изгиб от равнодействующей усилий R& возникающих в примыкающих раскосах при односторонней нагрузке. Момент в узловом болте

26) Двускатные пятиугольные фермы из дощатоклееных блоков. Схемы ферм, применение, конструкции узлов, расчет.

Клеедеревянные фермы заводского изготовления в основном имеют пролеты 18-30м и высоту равную 1/6 пролета. Пятиугольная клеедеревянная ферма имеет малые уклоны верхнего пояса. Она служит основой для деревянных покрытий с рулонной формой. Ферма имеет треугольную со стойками схему решетки. Верхний пояс состоит из четырех клеедеревянных стержней прямоугольного сечения, которые соединяются в узлах эксцентрично по отношению к их осям. Средние панели нижнего пояса и опорные раскосы, в которых в которых действуют большие растягивающие усилия, делаются из двойных стальных уголков. Сжатые стойки и средние раскосы, в которых действуют небольшие знакопеременный усилия, делаются клеедеревянными. Такие фермы относятся к менее экономичным типам ферм.

Расчет смотри в учебнике «Иванов_Конструкции из дерева и плстмасс_1981_392» стр.145 и далее.

27) Обеспечение пространственной устойчивости плоскостных деревянных конструкций. Связи, их виды, конструкция и расчет.

Плоскостные несущие деревянные конструкции (балки, арки, рамы, фермы) предназначены для восприятия нагрузок, действующих в их плоскости. В зданиях и сооружениях плоскостные несущие конструкции при помощи связей в продольном направлении объединяются в общую систему, которая доводится до неподвижных частей (фундаментов) и сооружений. Эта система должна обеспечивать пространственную неизменяемость, устойчивость, прочность и жесткость конструкций от воздействия внешних сил любого направления при расчетном сочетании нагрузок. Для восприятия связевой системой этих нагрузок необходимо надежное взаимное крепление элементов связей между собой и с несущими конструкциями.

По конструктивным особенностям различают связи: горизонтальные (скатные) – с раскосной или крестовой решеткой (рис. сверху); вертикальные (наклонные) – в виде связевых ферм или распорок (рис. сснизу).

28) Кружально-сетчатые своды. Конструкция, применение, расчет.

Кружально-сетчатый свод является пространственной конструкцией из однообразных дощатых, поставленных на ребро элементов (косяков), идущих по двум пересекающимся направлениям. Пролеты, перекрываемые кружально-сетчатыми сводами из косяков цельного сечения, ограничены предельными размерами сечений пиломатериала и не превышают 18—20 м, но встречаются и большие пролеты до 50м. Узловые сопряжения в сетке свода образуются при помощи врубок (рис. 153, в) или стальных креплений (болтов, а иногда и скоб) (рис. 154, 155).

Кружально-сетчатые своды применяют в: 1) амбары, сараи, склады; 2) производственные помещения; 3) манежи; 4) гаражи; 5) ангары; 6) спортивные залы; 7) выставочные павильоны; 8) театры, кино и концертные залы; 9) мансарды жилых домов; 10) дачи.

Расчет КСС:

30. Воздухоопорные пневматические консрукции. Область применения. Особенности конструкции.

Появившись около двадцати лет назад, пневматические строительные конструкции быстро нашли широкое применение.

Это объясняется многими преимуществами их по сравнению с применяемыми до сих пор строительными конструкциями.

Пневматические конструкции уникально легки и предельно компактны в сложенном виде. Они легко перевозятся любым видом транспорта и возводятся в кратчайшие сроки, измеряемые часами, без тяжелых вспомогательных приспособлений. С помощью пневматических конструкций можно перекрывать помещения больших объемов и площадей. Они обладают сейсмостойкостью и в процессе эксплуатации не могут обрушиться.

Вместе с тем срок службы их не более 10—12 лет.

Учитывая вышеперечисленные свойства, пневматические строп- тельные конструкции рекомендуются для применения в покрытиях быстровозводимых временных или сборно-разборных сельскохозяйственных, промышленных и общественных зданий (склады, укрытия техники и оборудования, сезонные здания цехов и мастерских, закрытые спортивные площадки, бассейны, выставочные павильоны, цирки, гаражи и т. п.). Кроме того, они могут применяться как укрытия для зимнего строительства и опалубки при возведении железобетонных и сборке крупногабаритных конструкций.

Особенно эффективно применение их в удаленных, мало освоенных и сейсмических районах страны.

Пневматические строительные конструкции состоят из воздухонепроницаемых оболочек, в которых поддерживается постоянное избыточное давление воздуха. Оболочки изготовляются из воздухонепроницаемых синтетических тканей с резиновым или поливинилхлоридным покрытием и армированных капроновыми сетками синтетических пленок, физико-механические характеристики этих тканей и пленок приведены в табл. 12.

Воздухоопорные конструкции представляют собой незамкнутые пневмооболочки цилиндрической или сферической формы или их сочетания (табл. 69). Оболочки работают совместно с воздухом помещения, находящимся под избыточным давлением, величина которого устанавливается расчетом и практически составляет от 0,001 до 0,01 amм или от 10 до 100 кгс/м2

Воздухоопорные конструкции применяются, в основном, холодные, но могут быть и утепленные. В этом случае применяются двухслойные ткани с эластичным утеплителем.

Наиболее рациональными воздухоопорными конструкциями как по изготовлению, так и для эксплуатации являются цилиндрические (рис. 92, б, в).

Они просты при раскрое, в процессе изготовления и при устройстве и ремонте заводских и монтажных швов.

Соединения воздухонепроницаемых тканей выполняются путем прошивки нитями, на клею или сочетанием прошивки со склеиванием. Швы, как правило, гермегизпруются с наружной и внутренней сторон тканевыми лентами на клею.

Армированные пленки соединяются с помощью тепловой сварки, а также сочетанием прошивки со склеиванием.

Конструкция соединительных швов выбирается в зависимости от условий работы оболочки, типа склеиваемых прорезиненных тканей и клея. Виды заводских швов и рекомендуемые клеи для их выполнения приведены в [24]. Монтажный шов показан на рис. 93.

Воздухоопорные конструкции крепятся к основанию с помощью лотков или труб, расположенных по периметру оболочки и заполняемых песком или водой. Более надежным считается крепление к винтовым (штопорным) металлическим анкерам (рис. 94, б).

В последнем случае для более равномерной передачи растягивающих усилий на анкерные устройства в нижней части оболочки крепятся катенарные пояса. Катенарный пояс выполняется из полосы ткани шириной 1 —1,5 м, очерченной в нижней части по окружностям или параболам. К криволинейным частям пояса закрепляется трос с помощью лент ткани и клеешнтых швоз.

В местах пересечения кривых пояса трос выступает наружу и имеет специальные петли, которыми закрепляется к анкерам.

По опорному контуру оболочка герметизируется путем заведения нижнего внутреннего края оболочки в грунт или в материал пола и закрепления к контурным устройствам.

Для создания внутреннего избыточного давления при подъеме оболочки и поддержания его в процессе эксплуатации воздухоопорная конструкция снабжается двумя центробежными или осевыми вентиляторами. Мощность каждого вентилятора подбирается по расчету в зависимости от скорости подъема оболочки и потерь воздуха в процессе эксплуатации.

Для предотвращен и я резкого падения внутреннего давления воздуха в помещении воздухоопорные конструкции оснащаются шлюзами или вращающимися дверьми (рис. 94, а). Шлюзы могут устраиваться как воздухоопорные, так и из жестких конструкций. Оболочки устраиваются полностью или частично светопрозрачными.

31) Пневмокаркасные конструкции. Область применения, особенности конструкции.

Форму, устойчивость и несущую способность сооружений из пневмокаркасных конструкций обеспечивают избыточным давлением воздуха от 50 до 150 кПа в пневмоарках каркаса. Здания и сооружения из этих конструкций используют в качестве полевых зернохранилищ, теплиц, павильонов, передвижных выставочных павильонов, укрытий для возводимых в зимних условиях сооружений, опалубки оболочек и других объектов временного типа. Базовым элементом ПКС является пневмокаркасный модуль, который состоит из нескольких пневмоарок - 3, соединенных продольными пневмобалками - 1 и зачастую используются пневмостойки - 2. С наружной и внутренней сторон имеются тканевые обшивки, выполненые из прочного негорючего материала.

Внутри камеры поддерживается постоянное избыточное давление воздуха = 0,01 – 0,5 атм. Торцы силовой оболочки заканчиваются металлическими или пластмассовыми башмаками, через которые пневмоэлементы опираются на нижележащие конструкции. Для предотвращения выхода из строя одного из пневмоэлементов покрытия, иногда их устраивают с поперечными диафрагмами, которые разбивают пневмоэлементы на отдельные, не сообщающиеся отсеки.

32) Виды соединений пластмассовых конструкций

Методы соединения пластмассовых деталей.

Состав: наполнитель и связующие

Для соединения пластмассовых конструкций применяют следующие способы:

1) склеивание;

2) формование;

3) механические способы.

Дата добавления: 2015-04-24