144082 (598796), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Нижний пояс клеефанерных балок проверяют на растяжение при изгибе, верхний - на сжатие с учетом возможной потери устойчивости из плоскости изгиба. Тонкую фанерную стенку рассчитывают на устойчивость в приопорных панелях между ребрами жесткости. Кроме того, требуется проверять фанеру на растяжение по направлению главных напряжений в зоне первого от опоры стыка фанерных листов.

3.3 Треугольные распорные системы

Треугольные распорные системы иногда в литературе называют безраскосными фермами или треугольными арками из прямолинейных элементов. Выполняют их дощатоклееными со стальными затяжками и подвесками, уменьшающими провисание затяжек. В клееных поясах возникают большие изгибающие моменты. Для их уменьшения опорный и коньковый узлы решают с неполным опиранием в верхней зоне. При этом создается эксцентриситет продольной силы и разгружающий момент. Эксцентриситет в дощатоклееных элементах не должен превышать 0,15 высоты сечения, что получается, если высота неопертой части в узлах составляет не более 0,3 полной высоты поперечного сечения.

При неполном опирании торцов возникает концентрация скалывающих напряжений при изгибе. При проверке напряжений по формуле Журавского концентрация напряжений учитывается коэффициентом k_ск, значения которого приведены в табл. П24 приложения. Метод расчета распорных систем изложен в учебнике [4], пример расчета - в руководстве [12]. При этом нужно учитывать, что руководство [12] составлено на основе ныне отмененное главы СНиП II-В. 4-71 Деревянные конструкции. Расчетные формулы следует скорректировать в соответствии с ныне действующим СНиП II-25-80.

3.4 Фермы

Расчет ферм производится в соответствии с п. 6.21-6.24 СНиП II-25-80 и 6.26-6.36 пособия [11]. Продольные силы в элементах ферм можно определять любым методом строительной механики (графически, аналитически, на ЭВМ), при этом криволинейные стержни условно заменяют прямолинейными. При внеузловой нагрузке необходимо учесть возникающие в поясе изгибающие моменты. Для уменьшения этих моментов узлы ферм всех типов, кроме сегментных, решают с эксцентриситетом.

Наибольшие продольные силы в поясах возникают при загружении ферм снеговой нагрузкой по всему пролету, в элементах решетки – при загружении снегом половины пролета. Для сегментных и многоугольных ферм должна также учитываться схема с треугольным распределением снеговой нагрузки. Необходимые данные по снеговым нагрузкам приведены в прилож., табл. П30.

Для унификации узловых соединений ширину сечений деревянных элементов поясов и решетки следует принять одинаковой. Гибкость сжатых элементов ферм не должна превышать значений, приведенных в табл. П3. Нужно предусматривать устройство строительного подъема нижнего пояса ферм всех типов не менее 1/200 пролета.

Стальные элементы металлодеревянных ферм следует рассчитывать в соответствии с требованиями норм проектирования стальных конструкций, расчетные характеристики арматурных стержней принимать по нормам проектирования железобетонных конструкций. Прогибы ферм, если их высота не меньше приведенной в табл. 1, можно не определять.

3.5 Арки

Проектирование арок следует производить в соответствии с п. 6.25-6.27 СНиП II-25-80 и 6.37-6.43 пособия [11]. Стрельчатые арки нужно проектировать в двух вариантах: дощатоклееные и клеефанерные. Арки сегментного очертания с опиранием на колонны дощатоклееные.

Стрельчатые арки требуется рассчитать на нагрузки от собственного веса и веса покрытия, снеговую, ветровую, от подвесного оборудования. Ветровую нагрузку на сегментные арки можно не учитывать, т.к. при относительно малой стреле подъема она оказывает разгружающее действие.

Дощатоклееные арки рассчитывают на сжатие с изгибом и проверяют на устойчивость плоской формы деформирования. Клеефанерные арки проверяют по приведенные геометрическим характеристикам поперечных сечений как в п. 3.2. Волокна рубашечных слоев фанеры, как и в клеефанерных балках, направлены вдоль оси арки. Ребра жесткости следует располагать в местах стыкования на ус фанерных листов. Поперечное сечение клеефанерных арок коробчатое, толщина фанеры обычно 10-12 мм.

После расчета и конструирования дощатоклееной и клеефанерной арок нужно определить и сравнить расход материалов по вариантам.

3.6 Дощатоклееные рамы

Расчет трехшарнирных дощатоклееных paм следует производить в соответствии с п. 6.25-6.27 СНиП II-25-30 и 6.44-6.47 пособия [11]. Нужно учитывать постоянную, снеговую и ветровую нагрузки. При высоте стойки до 4 м расчет на действие ветра не производится. Следует рассчитать два варианта рамы: гнутоклееную и раму из прямолинейных элементов с зубчатым соединением в карнизном узле. После конструирования нужно определить и сравнить расход древесины на paмы ДГР и РДП. Опорный и коньковый узлы достаточно рассчитать для одного варианта.

Высоту поперечного сечения рамы на опоре следует принимать не менее 0,4, а высоту сечения в коньке - не менее 0,3 высоты расчетного сечения. Опиливать стойку и ригель рам с плавным изменением высоты поперечного сечения можно только с внутренней стороны, чтобы не перепилить наружные наиболее нагруженные растянутые волокна. При этом уклон внутренней кромки относительно наружной допускается не более 15 %.

Наиболее опасное сечение гнутоклееной рамы расположено на криволинейном участке. Размеры рам из прямолинейных элементов определяются прочностью биссектрисного сечения, по которому стыкуются ригель со стойкой на зубчатый шип. Привязка рам к разбивочным осям нулевая по наружным граням стоек. Это следует учитывать в геометрическом расчете.

Карнизный узел рам решается с парными боковыми дощатыми накладками на болтах. При больших пролетах и нагрузках, когда диаметр болтов по расчету может превысить 24 мм, следует принять узел с клееной подкладкой и растянутыми рабочими болтами.

4. Расчет деревянных колонн здания

Поперечная рама здания, состоящая из двух жестко защемленных в фундаментах колонн, шарнирно соединенных с ригелем (балкой, фермой, аркой), рассчитывается на вертикальные и горизонтальные нагрузки: собственный вес конструкций, снеговую и ветровую. Эпюры ветрового и снегового давления на поперечник по СНиП 2.01.07-85* приведены в приложении.

Расчетная схема рамы

Ветровую нагрузку в пределах высоты колонны можно принимать равномерно распределенной. Давление ветра на ригель заменяется сосредоточенной силой, приложенной к верху колонны.

Двухшарнирная поперечная рама однопролетного здания - единожды статически неопределимая система при расчете методом сил. При условно бесконечно большой жесткости ригеля за лишнее неизвестное удобно принять продольную силу в нем. Значение этой силы при действии ветровой нагрузки можно определить по формуле

x = x₁ + x₂. (2)

Усилие в ригеле от равномерно распределенной нагрузки на колонны:

, (3)

где w_ак и w_от соответственно абсолютные величины расчетных значений активного давления и ветрового отсоса, вычисляемых в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85*.

Усилие в ригеле от сосредоточенных ветровых нагрузок на уровне верха колонн:

, (4)

где - разность горизонтальных проекций равнодействующих ветрового напора и отсоса, собранных с участков выше уровня опор ригеля.

Примеры статического расчета двухшарнирной рамы имеются в пособиях [11] и [13].

Для унификации размеров панелей стенового ограждения привязка колонн к разбивочным осям принимается нулевой по наружной грани колонн. Расстояние между осями опор ригелей - расчетный пролет - обычно принимают на 0,3 м меньше расстояния между разбивочными осями (номинального пролета). При высоте колонн более 4,5 м высота поперечного сечения их превышает 30 см и ось споры ригеля не совпадает с осью колонны. Вес покрытия и снеговал нагрузка создают изгибающие моменты в колонне. Их также нужно учесть в расчете.

Высота поперечного сечения дощатоклееных колонн обычно принимается в пределах 1/8-1/15 высоты колонны. Если в здании нет мостовых кранов, опирающихся на колонны, размеры сечения получаются близкими к минимальному значению, устанавливаемому по предельной гибкости колонны λ_u = 120. При подборе сечения для начала следует задаться его высотой, h_min = l₀/(0,289∙λ_u) = l₀/34,7. Ширину сечения дощатоклееных колонн принимают в пределах 1/2-1/4 высоты сечения с учетом сортамента пиломатериалов и припуски на фрезерование боковых граней после склеивания.

Расчет колонн следует производить в соответствии с п.6.50-6.56 пособия [11] методом последовательного приближения. При определении гибкости расчетная длина в плоскости рамы принимается равной 2,2 действительной длины. Гибкость из плоскости рамы вычисляется по расчетной длине l_0y, равной расстоянию между узлами вертикальных связей, установленных в плоскости продольных стен через 20-30 м. Если гибкость из плоскости рамы превышает предельную 120, кроме обвязочного бруса по верху колонн следует установить продольные распорки в середине длины колонн вдоль всего здания.

Необходимо выполнить подробный расчет анкерного крепления колонны к фундаменту. Рекомендуется прикрепление на наклонно вклеенных стержнях из арматуры периодического профиля класса А400 диаметром 12-25 мм. Требуется подобрать и проверить прочность вклейки стержней, сечение анкерных пластин, траверс, анкерных болтов и шайб.

Конструкцию стенового ограждения следует принять самостоятельно. Это могут быть утепленные панели с обшивками из стеклопластика, алюминия, плоских асбестоцементных листов, древесных пластиков и средним слоем из пенопласта. Для зданий с холодным режимом можно использовать стеклопластиковые или асбестоцементные листы, доски малоценных лиственных пород, цементно-стружечные плиты и др. Конструктивный расчет ограждения не требуется.

5. Общие указания по конструированию поперечных сечений деревянных элемeнтов

Поперечные сечения деревянных элементов несущих конструкции следует подбирать, руководствуясь сортаментом пиломатериалов ГОСТ 24454-80, прилож., табл. П1. Нужно учитывать, что длина пиломатериалов не превышает 6,5 м. При проектировании неклееных конструкций (верхние пояса треугольных или многоугольных ферм) ширину сечения принимают не менее 12,5 см для обеспечения необходимой длины опирания ограждающих конструкций и монтажной жесткости. При необходимости ширина сечения может увеличиваться кратно 2,5 см до 17,5 см. Для удобства конструирования узлов ферм ширину сечения раскосов обычно принимают равной ширине верхнего пояса.

При проектирования ферм с узлами на металлических зубчатых пластинах толщину досок следует выбирать в пределах 40-60 мм, ширину - от 100 до 200 мм кратно 25 мм.

Поперечные сечения дощатоклееных конструкций подбирают с учетом фрезерования боковых поверхностей склеенных блоков. При ширине блока в заготовке до 15 см фрезеруется 0,5-1,0 см, при ширине до 20 см - 1,0-1,5 см, при большей ширине - 1,5-2,0 см. С учетом размеров пиломатериалов по сортаменту ширину сечения клееных элементов следует принимать равной:

12 см - для балок, арок, ферм, колонн и рам при пролетах до 15 м;

14 см - для тех же конструкций при пролетах до 21 м;

16-16,5 см - при пролетах конструкции 24-30 м, а для сегментных ферм при пролетах до 36 м;

23 см - для арок с пролетами, превышающими 30 м.

При этом клееный блок составляется из двух рядов досок, склеиваемых по кромкам с расположением стыков вразбежку в соседних слоях. Длина нахлестки должна быть не меньше толщины доски. Для слоев из толстых досок разность их ширины должна быть не менее 5 см, например, 10+15 cм.

Толщину фрезерованных досок для склеивания элементов несущих конструкций рекомендуется принимать равной:

1,2-1,9 см - для гнутоклееных рам;

3,3 см - в остальных случаях.

Допускается применение досок толщиной 4,2 см для изготовления прямолинейных элементов при условии устройства в слоях продольных прорезей.

В сегментных и треугольных фермах с клееным верхним поясом деревянные элементы решетки выполняют из брусьев. Для удобства решения узлов брусья фрезеруют с двух сторон до толщины, равной ширине верхнего пояса.

Сжатые и изгибаемые элементы несущих деревянных конструкций целесообразно изготавливать из хвойных пиломатериалов 2 сорта. В средней зоне высотой 0,7h дощатоклееных элементов (арки, балки, верхние пояса ферм и распорных систем, колонны) можно располагать доски 3 сорта. Это позволяет экономить более качественный материал, не снижая надежности конструкций. Допускается также устанавливать в средней зоне высотой 0,6h пиломатериалы лиственных пород, например, осины, что дает тот же эффект. Для изготовления дощатых настилов следует использовать хвойные пиломатериалы 3 сорта или малоценные лиственные.

Деревянные элементы конструкций на металлических зубчатых пластинах рекомендуется изготавливать из древесины сосны и ели 1-2 сортов шириной от 100 до 200 мм, толщиной 40-60 мм. Допускается применение нефрезерованных досок, если разнотолщинность их не превышает 1,5 мм. Зазоры в узлах конструкций на МЗП не должны превышать 1 мм.

Марку клея для изготовления дощатоклееных конструкций выбирать из табл. П26 приложения. При этом нужно учитывать, что наиболее качественные резорциновые клеи, особенно ФР-12, дороги и дефицитны. Поэтому, по возможности, следует предусматривать использование фенольных, карбамидных или карбамидно-меламиновых клеев.

При больших температурно-влажностных напряжениях в древесине рекомендуется применять для склеивания модифицированный фенольно-резорциновый клей ФРФ-50М. Этот же клей наряду с эпоксидными ЭПЦ-1 и К-153 можно использовать для вклеивания в древесину металлических стержней в клеештыревых соединениях и армированных конструкциях.

6. Обеспечение пространственной жесткости и устойчивости зданий

Характеристики

Список файлов книги