Реферат: Конструкции из дерева и пластмасс

Министерствообразования Российской Федерации

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра«Строительные конструкции и гидротехнические сооружения»Конструкции из дерева и пластмасс

Методические указания к курсовому проекту

для студентов специальности 290300 -

«Промышленное и гражданское строительство»

направления 653500 — «Строительство»

дневной формы обучения

Краснодар

2008

Составитель: профессор кафедры СКиГС В. П. Починок

УДК 624.011.1

Конструкции из дерева и пластмасс. Методические указания ккурсовому проекту для студентов специальности 290300 — Промышленное игражданское строительство направления 653200 – Строительство дневной формыобучения / Сост.: В.П. Починок; Кубан. гос. технол. ун-т. Кафедра «Строительныеконструкции и гидротехнические сооружения». Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2008. — 47 с.

Приведены варианты заданий на курсовое проектирование, изложеныуказания по расчету и конструированию несущих и ограждавшие конструкций, пообеспечению их долговечности. Даны справочные материалы и список рекомендуемойлитературы. Перечислены требования по оформлению пояснительной записки играфической части курсового проекта.

Табл. 34. Библиогр.: 15 назв.

Печатается по решению Редакционно-издательского советаКубанского государственного технологического университета.

Рецензенты: начальник отдела перспективного проектированияинститута ВНИПИТермнефть В.М.Зингер;

доц. кафедры строительных конструкций КубГТУ, канд. техн. наукВ.И. Островерхов

Содержание

Введение

1. Тематика и объем курсового проекта

2. Нагрузки

3. Указания по расчету конструкций покрытия

4. Расчет деревянных колонн здания

5. Общие указания по конструированию поперечных сечений деревянныхэлементов

6. Обеспечение пространственной жесткости и устойчивости зданий

7. Мероприятия по обеспечению долговечности деревянных конструкций

8. Определение расхода материалов на несущие и ограждающие конструкции.Разработка указаний по производству работ

9. Перечень программного обеспечения для выполнения расчетнойчасти курсового проекта

Приложение

Литература

Введение

Курсовое проектирование — важный раздел изучения курса«Конструкции из дерева и пластмасс». Цели курсового проектирования заключаютсяв закреплении теоретических знаний, полученных в процессе изучения дисциплины,развитии навыков расчета и конструирования несущих и. ограждающих конструкцийиз древесины и пластических масс, выработке навыков самостоятельной работы снаучно-технической и нормативной литературой.

В процессе выполнения курсового проекта каждый студент долженвыбрать наиболее рациональное конструктивное решение проектируемого здания,рассчитать и сконструировать основные несущие к ограждающие конструкции,узловые соединения, определить расход материалов на основные конструкции,разработать мероприятия по защите элементов здания от гниения и возгорания. Всепринятые конструктивные решения и расчетные алгоритмы должны соответствоватьтребованиям действующих нормативных документов.

1. Тематика и объем курсового проекта

1.1 Содержание курсового проекта

Курсовой проект выполняется по индивидуальному заданию. По номеруварианта задания в табл. 1-3 находят схему здания, основные размерыпоперечника, тип несущих и ограждающих конструкций, район строительства.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки объемом 30-35страниц и чертежей на 1-1,5 листах формата А1, выполненных с обязательнымсоблюдением правил графического оформления, масштабов и условных обозначений,соответствующих требованиям ЕСКД и действующих стандартов.

Все расчеты следует выполнять в системе СИ в полном соответствии стребованиями СНиП II-25-80 Деревянные конструкции. Нормы проектирования и СНиП2.01.07-85* Нагрузки и воздействия. Статический и конструктивный расчетэлементов здания в комплексе и расчет отдельных элементов может выполняться сприменением вычислительной техники. При этом в пояснительной записке следуетизложить принципы алгоритма расчета и привести расчетные схемы.

Расчетно-пояснительнаязаписка должнавключать следующие разделы с общепринятой нумерацией:

Исходные данные

Введение

1. Компоновка конструктивной схемы здания

2. Расчет и конструирование ограждающих конструкций покрытия

3. Расчет и конструирование несущих конструкций

3.1 Расчет стропильной конструкции

3.2 Расчет колонны

4. Обеспечение пространственной устойчивости здания

5. Мероприятия по обеспечению долговечности деревянных иметаллических элементов конструкций

6. Расход материалов на несущие и ограждающие конструкции

Литература

Графическая часть проекта включает:

1. Поперечный разрез здания с показом конструкций покрытия истенового ограждения в масштабе 1:100 или 1:200.

2. План покрытия со схемами раскладки прогонов, щитов, плит,связей по ригелю и колоннам в масштабе 1:200.

3. Совмещенные геометрические и расчетные схемы поперечника зданияи стропильной конструкции с указанием основных размеров и всех нагрузок в кН/м(масштаб 1:200).

4. Рабочие чертежи несущих конструкций (половины фермы, полурамы,полуарки, колонны) в масштабе 1:20, 1:40 или 1:50.

5. Узлы и детали со всеми необходимыми размерами (масштаб 1:10).

6 Чертежи конструкций покрытия (прогоны, щиты, клеефанерныеплиты).

7. Спецификации деревянных и металлических элементов и расходматериалов на 1 м2 плана здания: древесины — в м3, стали- в кг.

8. Указания по производству работ (см. разд. 8).

Чертежи могут выполняться карандашом или с использованием средствмашинной графики. Все размеры на чертежах следует указывать в мм.

Часть расчетов в проекте допускается по согласованию сруководителем выполнять на компьютере, используя специализированный программныйкомплекс, разработанный на кафедре (см. разд. 9).

1.2 Задание на курсовое проектирование

Исходные данные для проектирования следует принимать по двумцифрам номера задания из табл. 1-3.

Функциональное назначение проектируемого здания определяется попоследней цифре номера задания:

1. Склад хозяйственно-бытовыхтоваров

2. Склад полиграфическойпродукции

3. Цех по изготовлениюсложной бытовой техники

4. Крытый рынок

5. Цех сборочногопроизводства оргтехники

6. Склад запасных частейсельхозтехники

7. Гараж-стоянкасельскохозяйственных машин

8. Спортивный зал

9. Склад минеральныхудобрений

10. Выставочный павильон

Ф.И.О. студента Номер группы

Номер

задания

Подпись

преподавателя

Методические указания следует возвращать на кафедру при защитекурсового проекта

Таблица 3

Основные размеры здания

Предпо-

следняя

цифра

номера

задания

Последняя цифра номера задания

пролет l, шаг конструкций B, высота h1, в м

Район

строительства,

ветровое

давление и вес снегового

покрова,

кПа

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1

4,5

4,2

5,5

4,5

3,6

4,5

Новороссийск

wg = 1,00

sg = 0,35

4,5

9,5

4,5

5,5

1,5

3,5

4,5

8,5

4,5

4,8

Краснодар

wg = 0,45

sg = 0,90

4,5

7,5

4,5

5,5

3,5

4,5

5,5

Саратов

w0= 0,38

sg = 1,80

5,5

4,5

6,5

1,5

9,5

4,5

Самара

w0= 0,38

sg = 2,40

4,5

6,5

4,5

8,5

1,5

5,5

4,5

10,5

4,5

6,5

Пермь

w0= 0,30

sg = 3,20

6,5

4,5

7,5

4,5

1,5

4,5

Тикси

w0= 0,73

sg = 2,40

4,5

4,2

5,5

4,5

8,5

9,5

6,5

Белгород

w0= 0,30

sg = 1,80

4,5

6,5

4,5

Москва

w0= 0,23

sg = 1,80

5,5

4,5

7,5

9,5

1,5

8,5

4,5

Сыктывкар

w0= 0,23

sg = 3,20

6,5

4,5

7,5

4,5

6,5

Архангельск

w0= 0,30

sg = 2,40

Примечание: Длина зданияпринимается равной 11 шагам несущих конструкций

2. Нагрузки

В пояснительной записке должны быть начерчены расчетные схемыконструкций и их элементов с необходимыми размерами и значениями расчетныхнагрузок. Схемы загружения следует определять по СНиП 2.01.07-85*, значенияснеговой нагрузки на горизонтальную поверхность и ветрового давления навертикальную поверхность s0 и w0 приведеныв задании, табл. 3. Для Краснодара и Новороссийска в таблице указаны расчетныезначения ветрового давления и веса снегового покрова sg и wg,установленные Территориальными строительными нормами [3].

При определении веса кровельных материалов и утеплителя нужнопользоваться справочными данными. Сортаменты основных изделий и материаловприведены в приложении.

Нормативное значение собственного веса деревянных элементовследует определять умножением их объема на плотность, принимаемую по прилож. 3СНиП II-25-80 в зависимости от условий эксплуатации. Плотность клеенойдревесины принимается как цельной. В большинстве случаев при сухом и нормальномрежимах эксплуатации с установившейся влажностью воздуха до 75 %плотностьможно принимать равной:

650 кг/м3 длялиственницы;

500 кг/м3 дляостальных хвойных и мягких лиственных пород;

700 кг/м3 длятвердых лиственных пород и березовой фанеры;

1000 кг/м3 длябакелизированной фанеры.

Ориентировочные значения нормативных нагрузок от собственного весаограждающих конструкций покрытия без утеплителя приведены в табл. 2, схемыснеговой и ветровой нагрузок — в прилож., табл. П30, П31.

Нормативное значение нагрузки от собственного веса стропильныхконструкций (арок, балок, рам, ферм) вычисляется по формуле:

/>, (1)

где gн — нормативная постоянная нагрузка отмассы конструкций покрытия, опирающихся на стропильную конструкцию;

sн — нормативная снеговаянагрузка;

qэкв — условнаяэквивалентная равномерно распределенная нагрузка при наличии в пролетесосредоточенные сил;

l — расчетный пролет в м;

kсв — коэффициентсобственного веса конструкции, принимаемый по табл. 1.

Расчетная нагрузка определяется умножением нормативной накоэффициент надежности по нагрузке. Значения коэффициента gf, в соответствии со СНиП2.01.07-85* принимаются равными:

1,05 — для металлических элементовметаллодеревянных конструкций;

1,1 — для деревянных элементови конструкционных пластмасс;

1,2 — для теплоизоляционныхслоев, изготавливаемых в заводских условиях;

1,3 — для рулонных материалов,стяжек, засыпок, утеплителя и т. п., укладываемых на строительной площадке;

1,4 — для ветровой нагрузки;

1,4 — для снеговой нагрузки приотношении учитываемого нормативного значения равномерно распределенной нагрузкиот веса покрытия к нормативному значению веса снегового покрова gнсв/s0³ 0,8 и

1,6 — для снеговой нагрузки приневыполнении этого условия.

Для плоских несущих конструкций полученные нормативные и расчетныенагрузки на 1 м2 приводятся к нагрузкам на 1 м длины конструкцииумножением на ширину грузовой площади. Для основных стропильных конструкций онаравна их шагу.

Всенагрузки на конструкцию удобно свести в таблицу из четырех колонокобщепринятого вида:

Таблица 4

Нагрузки на (плиту, балку, раму, арку, ферму и т.п.)

Вид нагрузки Нормативное значение

Коэффициент надежности по нагрузке gf

Расчетное значение

Постоянные:

1.…………………..

2……………………

Итого:

Временные:

1….…………………

2……………………..

в т.ч. длительная

Итого:

Всего:

Прогибы конструкций разрабатываемых в курсовом проекте зданий ограничиваютсяпо эстетико-психологическим требованиям. Поэтому в соответствии с разд. 10 СНиП2.01.07-85* в расчете должна учитываться только длительно действующая частьвременной снеговой нагрузки. В сводной таблице нагрузок на несущую конструкциюпокрытия следует выделять отдельной строкой длительно действующую частьнормативной снеговой нагрузки для расчета прогибов. Полное значение нагрузкидля определения прогиба вычисляется суммированием нормативной постояннойнагрузки и длительно действующей части нормативной снеговой.

В соответствии с п. 1.7к) СНиП 2.01.07-85* для I и II снеговыхрайонов снеговая нагрузка считается кратковременной и поэтому в расчетепрогибов не учитывается. Для III снегового района с s0 = 1кПа длительно действующая часть составляет 30 %, для IV района с s0= 1,5 кПа — 50 %, для V и VI районов с s0 = 2 кПа и s0= 2,5 кПа — 60 %.

Предельные значения прогибов, установленные нормами (разд. 10 СНиП2.01.07-85*), для разных типов деревянных и пластмассовых конструкций приведеныв прилож., табл. П29.

3. Указания по расчету конструкций покрытия

3.1 Ограждающие конструкции покрытия

Конструктивное решение покрытия зависит от назначения здания и еготемпературного режима (отапливаемое или неотапливаемое), типа несущихконструкций и материала кровли. В задании предусмотрена кровля по прогонам снесущим дощатым настилом для утепленных помещений и со стеклопластиковымилистами для неутепленных. Беспрогонное решение кровли с применением плит,укладываемых непосредственно на стропильные конструкции, задано в трехвариантах: клеефанерные плиты с двумя обшивками под мягкую кровлю, с нижнейфанерной обшивкой под кровлю из волнистых асбестоцементных листов исветопрозрачные плиты с обшивками из листового полиэфирного стеклопластика. Длякаждого варианта задания тип кровли определяется по табл. 1 и 2.

Клеефанерные плиты следует рассчитывать на постоянные и снеговуюнагрузки в соответствии с п. 4.23-4.27, 4.32 и 4.34 СНиП II-25-80 поприведенным геометрическим характеристикам поперечного сечения. В расчетепрочности учитывается снижение расчетного сопротивления растянутой фанернойобшивки в местах стыкования листов коэффициентом mо = 0,6. Вплитах, имеющих верхнюю фанерную обшивку, шаг продольных несущих ребер недолжен превышать 0,5 м. Он определяется расчетом верхней обшивки на действиесосредоточенной силы 1 кН с коэффициентом надежности по нагрузке 1,2,вызывающей изгиб фанеры поперек волокон рубашечных слоев. При этом считается,что действие сосредоточенной силы распределяется на полосу обшивки шириной 100 см.

Толщина нижней обшивки принимается не менее 6 мм, верхней – неменее 8 мм. В расчете прочности возможная потеря устойчивости сжатой обшивкиучитывается коэффициентом jф, принимаемым в зависимостиот шага ребер и толщины фанеры. В расчете прогибов жесткость плиты принимаетсяравной 0,7ЕIпр. Расчетные сопротивления и упругиехарактеристики фанеры приведены в прилож., табл. П12 и П13.

Светопрозрачные плиты из полиэфирного стеклопластика выполняютсяпри пролетах до 3 м со средним слоем из колец, стеклопластиковых фасонныхпрофилей или гофрированных листов. При больших пролетах целесообразноизготавливать плиты с продольными несущими деревянными ребрами. Расчет плитследует производить на постоянные и снеговые нагрузки по двум предельнымсостояниям. По специальному заданию руководителя курсового проектированиявыполняется также расчет на температурно-влажностные воздействия. Расчетныехарактеристики и сортамент листов волнистого полиэфирного стеклопластикаприведены в приложении, табл.П6 и П19.

Неутепленное покрытие из волнистых листов стеклопластика поразрезным брусчатым прогонам предусмотрено заданием для двух типов несущихконструкций: стрельчатой арки с переменным уклоном покрытия и фермы наметаллических зубчатых пластинах с постоянным уклоном. Во втором случаедеревянные прогоны целесообразно выполнять дощатыми неразрезными. Собственныйвес стеклопластиковых листов пренебрежимо мал по сравнению со снеговойнагрузкой, поэтому в расчетах достаточно учесть только вес снега. Листы следуетпроектировать двухпролетными неразрезными. Шаг прогонов для покрытия пострельчатым аркам принимается равным 0,75-1,5 м в зависимости от расчетногозначения снеговой нагрузки. В покрытиях по фермам на МЗП прогоны целесообразноопирать в узлах верхнего пояса.

Волнистые стеклопластиковые листы следует проверять по прочностирастянутых волокон при изгибе, по устойчивости волны в сжатой зоне, пожесткости. Прочность на скалывание листа при изгибе обычно обеспечивается сбольшим запасом. В расчете должен учитываться коэффициент условий работыполиэфирных стеклопластиков, эксплуатируемых: в атмосферных условиях mf,значения которого приведены в прилож., табл. П20.

Разрезные прогоны по стрельчатым аркам работают на косой изгиб.Сечение прогонов следует подбирать по сортаменту в прилож., табл. П1 без учетаострожки. Необходимо рассчитать прогон в месте, где действует наибольшаяснеговая нагрузка. В покрытиях по аркам, для которых по СНиП 2.01.07-85*требуется учитывать снеговую нагрузку с распределением по треугольнику, такимбудет прогон на участке, где угол наклона касательной к оси арки составляетоколо 50° к горизонту. Прогон должен быть подобран с таким сечением, чтобыобеспечить минимальную разницу между напряжением и расчетным сопротивлением.

Дощатый настил по неразрезным прогонам бывает одинарным илидвойным с разреженным рабочим слоем и сплошным защитным. Рекомендуетсяпроектировать сборный щитовой настил из обрезных досок 3-го сорта с подшивнымидиагональными брусками или досками. Такой настил в наибольшей мереудовлетворяет требованию индустриальности строительства и быстроты монтажа приобеспечении жесткости и пространственной неизменяемости покрытия.

Щит настила работает по двухпролетной схеме и воспринимаетпостоянные нагрузки от многослойной утепленной кровли и временные — снеговую имонтажную от веса человека с инструментом Рн = 1 кН скоэффициентом надежности по нагрузке gf = 1,2. Эта монтажнаянагрузка при наличии распределительных брусков считается распределенной наполосу щита шириной 0,5 м. Расчет производится на две комбинациинагрузок:

1) постоянная и временная от снега (расчет на прочность ижесткость);

2) постоянная и кратковременная от сосредоточенного груза (толькорасчет на прочность).

Учитывая пониженную ответственность дощатых настилов, расчетноесопротивление для пиломатериалов 3-го сорта принимается как для 2-го (Rи= 13 МПа для сосны или ели). В расчете на вторую комбинацию нагрузоккратковременность действия монтажного груза учитывается коэффициентом mн= 1,2 к этому расчетному сопротивлению.

Спаренные неразрезные прогоны из досок на ребро выполняют поравнопрогибной схеме со стыкованием досок вразбежку на расстоянии 0,21 длиныпролета от опоры. Для уменьшения прогиба в первом от торца пролете и наибольшегоизгибающего момента над первой промежуточной опорой длину крайних пролетовцелесообразно уменьшить на 20 %. Можно не укорачивать крайние пролеты, авместо этого прибить здесь третью доску.

Прогоны несут нагрузку от собственного веса покрытия и снега. Приналичии жесткого дощатого настила их рассчитывают на составляющую нагрузки,перпендикулярную к кровле. Скатная составляющая воспринимается настилом. Принежесткой кровле возникает напряженное состояние косого изгиба. Расчет прогоновпроизводится на прочность и жесткость, подбирается необходимое количествогвоздей у стыка. Конструктивно доски объединяются гвоздями с шагом 0,5 м.Толщина досок должна быть не менее четырех диаметров гвоздя. Размерыпоперечного сечения досок следует принимать по сортаменту без учета острожки.

3.2 Дощатоклееные и клеефанерные балки

Расчет дощатоклееных балок на прочность и жесткость следуетпроизводить, руководствуясь п. 4.9, 4.10, 4.13, 4.14, 4.32, 4.33 и 6.19 СНиПII-25-80. Расчетное сечение двухскатных балок при равномерно распределеннойнагрузке находится на расстоянии /> от опоры, где hопи hср — высота поперечного сечения на опоре и в серединепролета. Для балок с относительной высотой hср / l > 1/10требуется проверка прочности по главным растягивающим напряжениям на уровненейтрального слоя на расстоянии х = 1,1hопотопоры. Обязательна также проверка балок на скалывание по клеевым швам у опор.

Прямослойные двускатные балки изготавливают со строительнымподъемом не менее 1/200 пролета, что должно быть предусмотрено в проекте. Длягнутоклееных балок требуется проверка по прочности на растяжение поперекволокон на криволинейном участке. Алгоритмы расчета дощатоклееных балокприведены в п. 6.10 — 6.20 пособия [11].

Расчет клеефанерных балок производится в соответствии с п.4.23-4.30 и 6.20 СНиП II-25-80 и 6.21-6.23 пособия [11] по приведеннымгеометрическим характеристикам поперечных сечений. Приведение осуществляется ктому материалу, в котором вычисляются напряжения. При этом модуль упругостифанеры следует умножать на коэффициент 1,2, учитывающий работу ее на изгиб вплоскости листа.

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 междуребрами жесткости. Кроме того, требуется проверять фанеру на растяжение понаправлению главных напряжений в зоне первого от опоры стыка фанерных листов.

3.3 Треугольные распорные системы

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

При неполном опирании торцов возникает концентрация скалывающихнапряжений при изгибе. При проверке напряжений по формуле Журавскогоконцентрация напряжений учитывается коэффициентом kск,значения которого приведены в табл. П24 приложения. Метод расчета распорныхсистем изложен в учебнике [4], пример расчета — в руководстве [12]. При этомнужно учитывать, что руководство [12] составлено на основе ныне отмененноеглавы СНиП II-В. 4-71 Деревянные конструкции. Расчетные формулы следуетскорректировать в соответствии с ныне действующим СНиП II-25-80.

3.4 Фермы

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

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

Для унификации узловых соединений ширину сечений деревянныхэлементов поясов и решетки следует принять одинаковой. Гибкость сжатыхэлементов ферм не должна превышать значений, приведенных в табл. П3. Нужнопредусматривать устройство строительного подъема нижнего пояса ферм всех типовне менее 1/200 пролета.

Стальные элементы металлодеревянных ферм следует рассчитывать всоответствии с требованиями норм проектирования стальных конструкций, расчетныехарактеристики арматурных стержней принимать по нормам проектированияжелезобетонных конструкций. Прогибы ферм, если их высота не меньше приведеннойв 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 нужнопроектировать в двух вариантах: дощатоклееные и клеефанерные. Арки сегментногоочертания с опиранием на колонны дощатоклееные.

Стрельчатые арки требуется рассчитать на нагрузки от собственноговеса и веса покрытия, снеговую, ветровую, от подвесного оборудования. Ветровуюнагрузку на сегментные арки можно не учитывать, т.к. при относительно малойстреле подъема она оказывает разгружающее действие.

Дощатоклееные арки рассчитывают на сжатие с изгибом и проверяют наустойчивость плоской формы деформирования. Клеефанерные арки проверяют поприведенные геометрическим характеристикам поперечных сечений как в п. 3.2.Волокна рубашечных слоев фанеры, как и в клеефанерных балках, направлены вдольоси арки. Ребра жесткости следует располагать в местах стыкования на усфанерных листов. Поперечное сечение клеефанерных арок коробчатое, толщинафанеры обычно 10-12 мм.

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

3.6 Дощатоклееные рамы

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

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

Наиболее опасное сечение гнутоклееной рамы расположено накриволинейном участке. Размеры рам из прямолинейных элементов определяютсяпрочностью биссектрисного сечения, по которому стыкуются ригель со стойкой назубчатый 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 накладкамина болтах. При больших пролетах и нагрузках, когда диаметр болтов по расчетуможет превысить 24 мм, следует принять узел с клееной подкладкой и растянутымирабочими болтами.

4. Расчет деревянных колонн здания

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

Расчетная схема рамы

Ветровую нагрузку в пределах высоты колонны можно приниматьравномерно распределенной. Давление ветра на ригель заменяется сосредоточеннойсилой, приложенной к верху колонны.

Двухшарнирная поперечная рама однопролетного здания — единождыстатически неопределимая система при расчете методом сил. При условнобесконечно большой жесткости ригеля за лишнее неизвестное удобно принятьпродольную силу в нем. Значение этой силы при действии ветровой нагрузки можноопределить по формуле

x = x1+ x2.(2)

Усилие в ригеле от равномерно распределенной нагрузки на колонны:

/>, (3)

где wак и wот соответственноабсолютные величины расчетных значений активного давления и ветрового отсоса, вычисляемыхв соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85*.

Усилие в ригеле от сосредоточенных ветровых нагрузок на уровневерха колонн:

/>, (4)

где /> - разность горизонтальныхпроекций равнодействующих ветрового напора и отсоса, собранных с участков вышеуровня опор ригеля.

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

Для унификации размеров панелей стенового ограждения привязкаколонн к разбивочным осям принимается нулевой по наружной грани колонн.Расстояние между осями опор ригелей — расчетный пролет — обычно принимают на0,3 м меньше расстояния между разбивочными осями (номинального пролета). Привысоте колонн более 4,5 м высота поперечного сечения их превышает 30 см и осьспоры ригеля не совпадает с осью колонны. Вес покрытия и снеговал нагрузкасоздают изгибающие моменты в колонне. Их также нужно учесть в расчете.

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

Расчет колонн следует производить в соответствии с п.6.50-6.56пособия [11] методом последовательного приближения. При определении гибкостирасчетная длина в плоскости рамы принимается равной 2,2 действительной длины.Гибкость из плоскости рамы вычисляется по расчетной длине l0y,равной расстоянию между узлами вертикальных связей, установленных в плоскостипродольных стен через 20-30 м. Если гибкость из плоскости рамы превышаетпредельную 120, кроме обвязочного бруса по верху колонн следует установитьпродольные распорки в середине длины колонн вдоль всего здания.

Необходимо выполнить подробный расчет анкерного крепления колоннык фундаменту. Рекомендуется прикрепление на наклонно вклеенных стержнях изарматуры периодического профиля класса А400 диаметром 12-25 мм. Требуетсяподобрать 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 изпенопласта. Для зданий с холодным режимомможно использоватьстеклопластиковые или асбестоцементные листы, доски малоценных лиственныхпород, цементно-стружечные плиты и др. Конструктивный расчет ограждения нетребуется.

5. Общие указания по конструированию поперечных сечений деревянныхэлемeнтов

Поперечные сечения деревянных элементов несущих конструкцииследует подбирать, руководствуясь сортаментом пиломатериалов ГОСТ 24454-80,прилож., табл. П1. Нужно учитывать, что длина пиломатериалов не превышает 6,5м. При проектировании неклееных конструкций (верхние пояса треугольных илимногоугольных ферм) ширину сечения принимают не менее 12,5 см для обеспечениянеобходимой длины опирания ограждающих конструкций и монтажной жесткости. Принеобходимости ширина сечения может увеличиваться кратно 2,5 см до 17,5 см. Дляудобства конструирования узлов ферм ширину сечения раскосов обычно принимаютравной ширине верхнего пояса.

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

Поперечные сечения дощатоклееных конструкций подбирают с учетом фрезерованиябоковых поверхностей склеенных блоков. При ширине блока в заготовке до 15 смфрезеруется 0,5-1,0 см, при ширине до 20 см — 1,0-1,5 см, при большейширине — 1,5-2,0 см. С учетом размеров пиломатериалов по сортаменту ширинусечения клееных элементов следует принимать равной:

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

14 см — для тех же конструкцийпри пролетах до 21 м;

16-16,5 см -при пролетах конструкции 24-30 м, а для сегментных ферм припролетах 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. Длинанахлестки должна быть не меньше толщины доски. Для слоев из толстых досокразность их ширины должна быть не менее 5 см, например, 10+15 cм.

Толщину фрезерованных досок для склеивания элементов несущихконструкций рекомендуется принимать равной:

1,2-1,9 см — для гнутоклееных рам;

3,3 см — в остальных случаях.

Допускается применение досок толщиной 4,2 см дляизготовления прямолинейных элементов при условии устройства в слоях продольныхпрорезей.

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

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

Деревянные элементы конструкций на металлических зубчатыхпластинах рекомендуется изготавливать из древесины сосны и ели 1-2сортовшириной от 100 до 200 мм, толщиной 40-60 мм. Допускается применениенефрезерованных досок, если разнотолщинность их не превышает 1,5 мм. Зазоры вузлах конструкций на МЗП не должны превышать 1 мм.

Марку клея для изготовления дощатоклееных конструкций выбирать изтабл. П26 приложения. При этом нужно учитывать, что наиболее качественныерезорциновые клеи, особенно ФР-12, дороги и дефицитны. Поэтому, по возможности,следует предусматривать использование фенольных, карбамидных или карбамидно-меламиновыхклеев.

При больших температурно-влажностных напряжениях в древесинерекомендуется применять для склеивания модифицированный фенольно-резорциновыйклей ФРФ-50М. Этот же клей наряду с эпоксидными ЭПЦ-1 и К-153 можноиспользовать для вклеивания в древесину металлических стержней в клеештыревыхсоединениях и армированных конструкциях.

6. Обеспечение пространственной жесткости и устойчивости зданий

Плоские несущие конструкции зданий соединяются между собой связямии образуют жесткую пространственную систему, обеспечивающую надежное восприятиевнешних сил и воздействий любого направления. Конструктивно связи выполняются ввиде скатных и горизонтальных ферм, направленных поперек здания, продольныхраспорок, в качестве которых могут выступать элементы покрытия, вертикальныхсвязей между фермами и колоннами, таких же связей между арками и рамами,обеспечивающих при необходимости раскрепление их внутренних сжатых кромок.

Горизонтальные «ветровые» фермы устраивают у торцов зданий безжесткого фахверка в плоскости нижних поясов стропильных ферм, если эти поясавыполнены из бревен, брусьев или прокатных профилей, способных восприниматьсжимающие силы. В случае применения треугольных распорных систем или ферм снижним поясом из арматурных стержней горизонтальные связевые фермы не делают.Торцевыестены должны устраиваться по жестко защемленнымфахверковым колоннам.

Скатные раскосные или крестовые связи по верхнему поясураскрепляют стропильные конструкции попарно. Их устанавливают у торцов здания ипо длине не реже чем через 30 м. В этих же местах располагают вертикальныесвязи между колоннами.

Вертикальные связи скрепляют фермы попарно с промежутками в одиншаг конструкций. Их устанавливают в плоскостях деревянных стоек или раскосовферм. Пятиугольные фермы раскрепляют в плоскостях опорных стоек и в середине,фермы других типов – в двух местах симметрично относительно середины пролета.

В плоскости кровли роль продольных элементов связей выполняютпрогоны или продольные ребра плит. Элементы крепления их к стропильнымконструкциям должны надежно удерживать фермы в проектном положении.

Расчет элементов связей в курсовом проекте можно не делать. Приконструировании сечение деревянных элементов следует подбирать так, чтобыгибкость их не превышала 200. Нужно также помнить, что длина пиломатериалов пообычному сортаменту не превышает 6,5 м.

Деревянные связевые фермы выполняют раскосными без стоек. Уголмежду связями и верхний поясом ферм должен быть около 60о. Длястальных связей из арматурных стержней крестового типа этот угол близок к 45о.

7. Мероприятия по обеспечению долговечности деревянных конструкций

Деревянные конструкции необходимо предохранять от гниения,возгорания и увлажнения. В зависимости от условий эксплуатации зданийпредусматриваются разные специальные мероприятия. Эффективным конструктивнымсредством в борьбе с загниванием деревянных конструкций является созданиеосушающего температурно-влажностного режима. К мерам конструктивнойпрофилактики относятся: устройство надежной гидроизоляции и пароизоляции,обеспечение свободного доступа к опорные узлам ферм, балок и постоянногопроветривания их, гидроизоляция деревянных элементов от кирпичной кладки,бетона и металла, устройство вентиляционных продухов в стеновых панелях иплитах покрытия.

Для изготовления конструкций допускается использовать тольковысушенные пиломатериалы. Особенно жестки требования при изготовлении клееныхконструкции. Влажность древесины следует назначать в зависимости от условийэксплуатации конструкций по табл. П25 приложения. В условиях постоянного илипериодического увлажнения конструкций и невозможности устранить эти факторы спомощью конструктивных мер нужно предусмотреть обработку древесиныантисептиками. Некоторые защитные составы приведены в прилож., табл. П27. Подробнееоб антисептировании можно прочитать в руководстве [9].

Стальные детали металлодеревянных конструкций защищают от коррозиилакокрасочными покрытиями, а в условиях химически агрессивной среды такжеметаллизацией (оцинковкой, алюминированием).

Плоские деревянные конструкции массивного сечения имеют пределогнестойкости 40-50 мин и более, поэтому для них обработка антипиренами нетребуется. Тонкостенные несущие и ограждающие конструкции должны обрабатыватьсяогнезащитными средствами, приведенными в прилож., табл. П27 и руководстве [9].

8. Определение расхода. Материалов на несущие и ограждающиеконструкции. Разработка указаний по производству работ

После расчета, конструирования и разработки рабочих чертежейнесущих и ограждающих конструкций необходимо выполнить спецификацию деревянныхэлементов по маркам и спецификацию металлических изделий. Их располагают вправой части листа графической части над основной надписью (угловым штампом).Между спецификацией и штампом следует оставлять промежуток не менее 12 мм.Рекомендуемые формы спецификаций приведены на с. 45.

В спецификации деревянных элементов указывают проектные размерыэлементов по рабочим чертежам, объем древесины по сортам в чистоте, т.е. попроектным размерам; и в заготовке, т.е. количество пиломатериалов,израсходованное при изготовлении конструкции. Спецификация составляется накаждую рассчитанную конструкцию, например, на ферму, колонну, плиту покрытия.Так же составляется спецификация металлических изделий. Марки и номера деталейна листе должны иметь сквозную нумерацию, т.е. не повторяться.

Объем пиломатериалов в заготовке определяется с учетом отходов приизготовлении конструкции. Для дощатоклееных элементов объем заготовокопределяется по формуле

Vзаг = k1k2k3k4k5Vчист,(5)

где Vчист — объем склеенного и окончательнообработанного элемента, вычисленный по проектный размерам;

k1 — коэффициент,учитывающий потери при фрезеровании пластей досок, равный отношению толщиныдоски по сортаменту к толщине фрезерованной доски:

для гнутоклееных рам из тонких досок в среднем k1= 1,35;

для других конструкций, склеенных из толстых досок, k1 =1,20;

k2 — коэффициент,учитывающий потери пиломатериалов при раскрое и вырезке недопустимых пороков,равный в среднем 1,13;

k3 — коэффициент,учитывающий потери при сращивании заготовок на зубчатый шип, равный в среднем1,02;

k4 — коэффициент,учитывающий потери при фрезеровании боковых поверхностей склеенных блоков,равный отношению ширины досок по сортаменту к ширине элемента по проекту;

k5 — коэффициент, учитывающийпотери при окончательной обработке (торцовке, обрезке по шаблонам).

k5= 1,02 дляпрямолинейных элементов постоянного поперечного сечения;

k5 = 1,03 длягнутоклееных элементов постоянного сечения;

k5 = 1,07 для гнутоклееныхрам переменного сечения;

k5 = 1,12 для клееных рамиз прямолинейных элементов с зубчатым соединением ригеля со стойкой;

k5 = 1,15 для двускатныхбалок.

Для конструкций и элементов из цельной древесины (неклееных) объемдревесины в заготовке с учетом потерь при раскрое пиломатериалов и другихпотерь можно определять по формуле

Vзаг = 1,15Vчист.(6)

Для клеефанерных конструкций расход фанеры с учетом потерь прираскрое и склеивании на ус можно определять по формуле

Vф.заг = 1,05Vф.чист.(7)

Расход клея на изготовление клееных деревянных конструкцийопределяется по формуле

/> (8)

где Pкл.ш= 0,25-0,3 кг/м3– расход клея при нанесении на пласти;

nсл- количество слоев досок в пакете;

a — толщина фрезерованнойдоски в м;

Vчист — объемсклеенного блока в м3.

При нанесении клея на кромки в широких пакетах из двух досокрасход клея увеличивается на 3,5 — 4 кг/м3.

Расход стали на металлодеревянные конструкции определяется сучетом отходов в размере 5 %от их массы по проекту.

После подсчета расхода материалов на каждую несущую и ограждающуюконструкцию необходимо определить расход материалов на 1 м2планапроектируемого здания: древесины – в м3/м2, стали- в кг/м2. Эти результаты должны быть приведены на листе графическойчасти проекта.

На чертеже также следует привести основные указания попроизводству работ при изготовлении и монтаже деревянных конструкций. Должныбыть указаны:

— породаи влажность древесины;

— характеробработки деревянных элементов (фрезерование, марка клея, пропитка защитнымисоставами, окраска, гидроизоляция опорных частей и т.п.);

— способызащитной обработки металлических деталей;

— условияизготовления конструкций (построечные, на специализированных предприятиях идр.);

— особенностимонтажа.

Чертеж каждой несущей конструкции должен сопровождатьсявычерчиванием совмещенной геометрической и расчетной схемы в масштабе 1:200 суказанием характера и численных значений в кН/м всех расчетных нагрузок.

9. Перечень программного обеспечения для выполнения расчетнойчасти курсового проекта

Для облегчения и ускорения расчета деревянных и пластмассовыхконструкций и закрепления навыков автоматизированного проектирования на кафедреразработан пакет прикладных программ, установленный на IBM-совместимых машинахв компьютерном классе. Он включает следующие основные специализированные иуниверсальные программы:

10. «НАСТИЛ» – программа подбора дощатых настилов кровли с привязкой кстандартному сортаменту пиломатериалов.

2. «ЛИСТ» – программа подбора стеклопластиковых листовсветопрозрачного ограждения с наименьшим расходом материала из имеющихся всортаменте типов волнистых листов.

3. «ПЛИТА» – программа автоматизированного проектированияклеефанерных утепленных плит покрытий с нижней обшивкой под кровлю из волнистыхасбестоцементных листов.

4. «ПЛИТА-1» – программа расчета утепленных клеефанерныхплит покрытий под рулонную кровлю с двумя фанерными обшивками.

5. «РАМА-3» – программа статического расчета трехшарнирныхгнутоклееных рам и рам из прямолинейных элементов с зубчатым соединением ригелясо стойкой. Усилия определяются в 40-60 точках от постоянной, снеговой иветровой нагрузок по всем расчетным схемам.

6. «АРКА» – программа статического расчета и подборасечений дощатоклееных арок сегментного очертания.

7. «АРКАС» – программа статического расчета и подборасечений дощатоклееных стрельчатых арок.

8. «ФЕРМА» – программа статического расчета ферм.

9. «ДЕКА» – программа автоматизированного подбора сеченияцельных и клееных элементов деревянных конструкций по деформированной схеме сучетом изменяющихся в процессе расчета коэффициентов условий работы, проверкойустойчивости плоской формы деформирования, проверкой по касательнымнапряжениям, округлением размеров до стандартных или кратных толщине слоя(фрезерованной доски).

10. «МКЕ». Позволяет выполнять статический расчетстержневых систем (рамы, фермы) на действие сосредоточенных сил, изгибающихмоментов и равномерно распределенных нагрузок.

Все программы расчета деревянных и пластмассовых конструкцийснабжены защитой от недопустимых значений исходных данных, ввод которыхпроизводится в диалоговом режиме. Результаты расчета организованы в текстовыефайлы, удобные для распечатки. Файлы результатов программ «НАСТИЛ», «ЛИСТ»,«ПЛИТА» содержат псевдографические изображения проектируемых конструкций совсеми основными размерами.

Перед началом компьютерного расчета конструкций следуетподготовить все исходные данные в соответствии с их перечнями, приведенными вметодических указаниях [15].

Приложение

Таблица П1

Сортамент пиломатериалов хвойных пород по ГОСТ 24454-80Е

Толщина,

мм

Ширина, мм 16 75 100 125 150 19 75 100 125 150 175 22 75 100 125 150 175 200 225 25 75 100 125 150 175 200 225 250 32 75 100 125 150 175 200 225 250 275 40 75 100 125 150 175 200 225 250 275 44 75 100 125 150 175 200 225 250 275 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 60 75 100 125 150 175 200 225 250 275 75 75 100 125 150 175 200 225 250 275 100 100 125 150 175 200 225 250 275 125 125 150 175 200 225 250 150 125 150 175 200 225 250 175 125 150 175 200 225 250 200 200 225 250 250 250

Примечание. Выделеныосновные рекомендуемые размеры

Таблица П2

Сортамент волнистых асбестоцементных листов

Профиль

листа

Размеры, мм

Масса

листа,

кг

Плотность,

кг/м3

длина ширина толщина волны h l Обыкновенный 1200 686 5,5 28 115 9,8 1600 Усиленный 2800 1000 8 50 167 50 1600 Унифицированный

2500

2000

1750

1125

7,5

200

1700

1650

Таблица П3

Предельные гибкости элементов деревянных конструкций

Тип элемента

Предельная

гибкость lu

1. Сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, деревянные колонны 120 2. Прочие сжатые элементы сквозных конструкций, растянутые пояса ферм в вертикальной плоскости 150 3. Сжатые элементы связей, прочие растянутые элементы ферм и других сквозных конструкций 200

Таблица П4

Сортамент и плотность теплоизоляционных материалов

Материал Размеры, мм

Плотность,

кг/м3

длина ширина толщина Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем марок: 50; 75 1000 500; 1000 60… 100 50; 75 125 1000 500; 1000 50… 80 125 175 1000 500; 1000 40… 70 175 200 1000 500; 1000 40… 60 200 300 900 450; 600 20… 40 300 1800 900; 1800 20… 40 300 1200 900; 1800 20...40 300

Плиты из минеральной ваты на битумном

связующем марок:

75; 100

150; 200

250

1000 500; 1000 50… 100 75; 100 1500 500; 1000 50… 100 2000 500; 1000 50… 100 1000 500; 1000 50… 100 150; 200 1500 500; 1000 50… 100 1000 500 40… 70 250

Вата минеральная

типа А

типов Б, В

80 100

Плиты из пенопласта полистирольного марок

20; 25; 30; 40

900…2000 500…1200 25; 30; 50; 100 20; 25; 30; 40

Плиты из

пенопласта на

основе фенолформальдегидных

смол марок:

50; 75; 100

600...3000 500...1200 50; 60; 70; 80; 100; 120; 150 50; 75; 100

Таблица П5

Сортамент стальных гвоздей

Диаметр, мм Длина, мм Масса 1000 шт., кг 3

3,88

4,44

3,5 90 6,80 4

100

120

9,80

11,77

120

150

18,30

22,40

150

200

33,20

44,20

Таблица П6

Геометрические характеристики поперечных сечений волнистых листовполиэфирного стеклопластика на одну волну

Размеры волны

длина/высота

l/h, мм

Толщина листа

мм

Момент инерции

Iв,

см4

Момент

сопротивления

Wв,

см3

Площадь

поперечного сечения

Aв,

см2

200/54 1,5 11,83 4,27 3,70 2 15,80 5,65 4,95 2,5 19,73 7,00 6,13 167/50 1,5 8,60 3,34 3,17 2 11,44 4,41 4,22 2,5 14,32 5,46 5,28 125/35 1,5 3,13 1,71 2,32 2 4,17 2,26 3,10 2,5 5,22 2,78 3,88 115/28 1,5 1,82 1,23 2,08 2 2,42 1,61 2,78 2,5 3,03 1,99 3,48 90/30 1,5 1,69 1,07 1,74 2 2,25 1,41 2,32 2,5 2,81 1,73 2,90 78/18 1,5 0,61 0,42 1,41 2 0,68 0,68 1,88 2,5 0,85 0,83 2,35

Таблица П7

Болты и тяжи для болтов с шестигранными головками

Диаметр, мм

Площадь

сечения, см2

Масса, кг

Квадратные шайбы

при смятии древесины

поперек волокон для болтов

dбр

dнт

Aбр

Aнт

1 м

болта

1 гайки рабочих стяжных шести-гранной квадратной

размеры,

мм

масса,

кг

размеры,

мм

масса,

кг

6 4,701 0,283 0,173 0,22 0,004 0,004 30´30´3 0,01 - - 8 6,377 0,505 0,316 0,39 0,008 0,007 40´40´4 0,048 - - 10 8,051 0,785 0,509 0,62 0,014 0,014 50´50´5 0,095 - - 12 9,727 1,13 0,744 0,89 0,020 0,021 60´60´6 0,164

45´45

´4

0,06 16 13,4 2,01 1,408 1,58 0,052 0,053 80´80´8 0,386

55´55

´4

0,09 20 16,75 3,14 2,182 2,47 0,093 0,095

100´100

´10

0,760

70´70

´5

0,18 24 20,1 4,521 3,165 3,55 0,141 0,144

120´120

´12

1,314

90´90

´7

0,42 27 23,1 5,722 4,18 4,49 0,182 0,187

140´140

´14

2,091

100´

100´8

0,59 30 25,45 7,065 5,06 5,55 0,291 0,297

160´160

´16

2,930 - - 36 30,80 10,17 7,44 7,99 0,496 0,506

190´190

´18

4,957 - - 42 36,15 13,84 10,25 10,9 0,814 0,831

220´220

´20

7,381 - - 48 41,5 18,09 13,52 14,2 1,244 1,373

260´260

´24

12,39 - -

Таблица П8

Значения коэффициентов kw и kждля расчета изгибаемых элементов на податливых связях

Обозначение

коэффициента

Число слоев в элементе Значение коэффициентов при пролетах, м 2 4 6

9 и

более

2 0,70 0,85 0,9 0,90 3 0,60 0,80 0,85 0,90 10 0,40 0,70 0,8 0,85

kж

2 0,45 0,65 0,75 0,80 3 0,25 0,50 0,60 0,70 10 0,07 0,20 0,30 0,40

Таблица П9

Расчетные сопротивления древесины сосны, ели, лиственницы европейскойи японской, МПа

Напряженное состояние и характеристика элементов Сорт древесины 1 2 3

1. Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон,

Rи, Rс, Rсм

а) элементы прямоугольного сечения, за исключением указанных в подпунктах «б», «в», высотой до 50 см;

б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см;

в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см;

г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении

8,5

2. Растяжение вдоль волокон, Rр

а) неклееные элементы;

б) клееные элементы

3. Сжатие Rс90 и смятие Rсм90 по всей площади поперек волокон

1,8 1,8 1,8

4. Смятие поперек волокон Rсм90 местное:

а) в опорных частях конструкции, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов;

б) под шайбами при углах смятия 60-90о

5. Сдвиг вдоль волокон, Rск:

а) при изгибе неклееных элементов;

б) при изгибе клееных элементов;

в) в лобовых врубках для максимального напряжения;

г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения

1,8

1,6

2,4

2,1

1,6

1,5

2,1

1,6

1,5

2,1

6. Сдвиг поперек волокон, Rск90:

а) в соединениях неклееных элементов;

б) в соединениях клееных элементов

0,7

0,8

0,7

0,6

7. Растяжение поперек волокон элементов из клееной древесины, Rр90

0,35 0,3 0,25

Таблица П10

Переходные коэффициенты к расчетным сопротивлениям для разныхпород древесины, mп

Древесные породы

Коэффициент mп для

Rи, Rс, Rсм, Rр

Rс90, Rсм90

Rск

Хвойные

1. Лиственница, кроме европейской и японской

2. Кедр сибирский, кроме Красноярского края

3. Пихта

4. Кедр Красноярского края, сосна веймутовая

1,2

0,9

0,8

0,65

1,2

0,9

0,8

0,65

0,9

0,8

0,65

Твердые лиственные

5. Дуб

6. Ясень, клен, граб

7. Акация

8. Береза, бук

9. Вяз, ильм

1,3

1,5

1,1

2,2

1,6

1,3

1,6

1,8

1,3

Мягкие лиственные

10. Ольха, липа, осина, тополь

0,8 1 0,8

Таблица П11

Коэффициент снижения несущей способности нагелей при передачеусилия под углом к волокнам древесины

Угол,

град

Коэффициент ka для стальных, алюминиевых и стеклопластиковых нагелей диаметром d, мм

12 16 20 24 30 0,95 0,90 0,90 0,90 60 0,75 0,70 0,65 0,60 90 0,70 0,60 0,55 0,50

Примечания. 1.Значения ka дляпромежуточных углов определяется интерполяцией

2. При расчете односрезных соединений для более толстых элементов,работающих на смятие под углом, значение kaследует умножать надополнительный коэффициент 0,9 при c/a < 1,5 и на 0,75 при c/a ³ 1.5

Таблица П12

Расчетные сопротивления клееной березовой фанеры марки ФСФ сортовВ/ВВ, В/С, ВВ/С в МПа

Толщина

фанеры и

направление

Растяжение

в плоскости листа,

Rф.р

Сжатие в

плоскости

листа,

Rф.с

Изгиб из

плоскости

листа,

Rф.и

Скалывание

в плоскости листа,

Rф.ск

Срез перпендикулярно плоскости листа,

Rф.ср

Семислойная толщиной 8 мм и более:

вдоль волокон наружных слоев;

поперек волокон наружных слоев;

под углом 45о к волокнам

4,5

8,5

6,5

0,8

Пятислойная толщиной 5-7 мм:

вдоль волокон наружных слоев;

поперек волокон наружных слоев;

под углом 45о к волокнам

0,8

Таблица П13

Упругие характеристики клееной березовой фанеры марки ФСФ сортовВ/ВВ, В/С, ВВ/С семислойной и пятислойной

Направление

Модуль

упругости, Еф

МПа

Модуль

сдвига, Gф

МПа

Коэффициент Пуассона

nф

Вдоль волокон наружных слоев 9000 750 0,085 Поперек волокон наружных слоев 6000 750 0,065

Под углом 45о к волокнам

2500 3000 0,6

Таблица П14

Коэффициент mб к расчетному сопротивлениюдревесины при высоте поперечного сечения h > 50 см

Высота поперечного сечения h, см £ 50 60 70 80 100

/>³120

Значение mб

1 0,96 0,93 0,90 0,85 0,80

Таблица П15

Коэффициент, учитывающий толщину слоя в элементах клееных конструкцийmсл

Толщина слоя, см 1,2 1,6 1,9 2,6 3,3 4,2

Значение mсл

1,2 1,15 1,10 1,05 1 0,95

Таблица П16

Коэффициент mгн, учитывающий начальныенапряжения в элементах гнутоклееных конструкций

Напряженное

состояние

Обозначение

расчетных

сопротивлений

Коэффициент mгн при отношении rк/a

150 200 250 ³ 500

Сжатие,

изгиб

Rс, Rи

0,8 0,9 1 1 Растяжение

Rр

0,6 0,7 0,8 1

Примечание: rк– радиус кривизны гнутой доски или бруска;

a – толщина гнутой доски илибруска в радиальном направлении

Таблица П17

Значения коэффициента mв учета работы древесиныв разных условиях эксплуатации конструкций

Условия

эксплуатации

Коэффициент

mв

Условия

эксплуатации

Коэффициент

mв

А1, А2, Б1, Б2 1 В2, В3, Г1 0,85 А3, Б3, В1 0,9 Г2, Г3 0,75

Таблица П18

Значения коэффициента mн учета работы древесиныпри кратковременных воздействиях

Нагрузка

Коэффициент mн

Для всех видов

сопротивлений, кроме

смятия поперек волокон

Для смятия

поперек волокон

1. Ветровая, монтажная, кроме указанной в п. 3 1,2 1,4 2. Сейсмическая 1,4 1,6 Для опор воздушных линий электропередачи 3. Гололедная, монтажная, ветровая при гололеде, от тяжения проводов при температуре ниже среднегодовой 1,45 1,6 4. При обрыве проводов и тросов 1,9 2,2

Таблица П19

Расчетные характеристики полиэфирных стеклопластиков

Характеристика

Расчетное сопротивление,

МПа

Модули упругости,

МПа

Растяжение,

сжатие,

изгиб

Rр,Rс, Rи,

Срез перпендикулярно плоскости листа Rср

Длительный,

Кратковре-

менный,

Ек

Значение 15 9 3000 6000

Таблица П20

Коэффициент условий работы полиэфирных стеклопластиков, работающихв атмосферных условиях, mf

Условия

работы

К расчетным сопротивлениям

К длительным модулям

упругости и сдвига

в районах

средней

полосы

южных

средней

полосы

южных Значение 0,75 0,65 0,85 0,80

Таблица П21

Расчетная несущая способность соединений на МЗП

Обозна-чение

Напряженное

состояние

соединения

Характерный

угол

a, b, g,

град.

Расчетная несущая

способность пластин типа

МЗП-1,2 МЗП-2

R, МПа

рабочей площади

соединения

Смятие древесины и изгиб зубьев при углах между силой и волокнами древесины

0-15

75-90

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

Rр, кН/м

Растяжение пластины при угле между

силой и продольной осью пластины a

0-15

45-90

115

200

Rср, кН/м длины срезаемого сечения пластины

Срез пластины при угле между срезающим усилием и продольной осью пластины

Примечание. Расчетные несущие способности для промежуточных значений углов a, b, иgследует принимать поинтерполяции

Таблица П22

Коэффициент h,учитывающий снижение несущей способности соединения при внецентренномприложении усилия к МЗП в треугольных фермах

Уклон верхнего пояса, град. 15 18 22 25 Более 25

Значения

коэффициента

1 0,85 0,80 0,70 0,675 0,65

Таблица П23

Коэффициенты к расчету зубчатого соединения ригеля со стойкой втрехшарнирных рамах из прямолинейных элементов

Уклон оси

ригеля

Значения коэффициентов

1:4 0,81 1,70 6,3 0,76 1:3 0,78 1,65 5,2 0,62

Таблица П24

Коэффициент kск концентрации скалывающихнапряжений при опирании треугольных распорных систем в узлах частью сечения

Отношение высоты неопертой части к полной высоте сечения c/h 0,1 0,2 0,25 0,3

Коэффициент kск

1,11 1,30 1,40 1,55

Таблица П25

Требуемая влажность древесины заготовок в зависимости от условий эксплуатациидеревянных конструкций

Группа

условий

Характеристика условий

эксплуатации конструкций

Максимальная влажность древесины, % клееной неклееной

Внутри отапливаемых помещений при температуре до 35 оС, относительной влажности воздуха:

А1 До 60 % 9 20 А2 Свыше 60 до 75 % 12 20 А3 Свыше 75 до 95 % 15 20 Внутри неотапливаемых помещений Б1 В сухой зоне 9 20 Б2 В нормальной зоне 12 20 Б3 В сухой и нормальной зонах с постоянной влажностью в помещении более 75 % и во влажной зоне 15 25

Таблица П26

Рекомендуемые марки клеев в зависимости от назначения здания иусловий эксплуатации

Тип и марка

клея

Группа

клеев

Условия

эксплуа-

тации

Рекомендуемые области

применения

Резорциновый ФР-12 I А, Б, В Преимущественно для гражданского строительства, в большепролетных конструкциях, при эксплуатации в наиболее жестких условиях Фенольно-резорциновый ФРФ-50 I А, Б, В Преимущественно для промышленного, сельскохозяйственного строительства, в большепролетных конструкциях, при эксплуатации в наиболее жестких условиях

Фенольные

КБ-3 и СФХ,

алкилрезорциновые ФР-100 и

ДФК-1АМ,

II А, Б, В Преимущественно для сельскохозяйственного строительства, в конструкциях массового применения, эксплуатации в жестких условиях

Карбамидно-меламиновый

КС-В-СК

III А2, Б2 Для конструкций, эксплуатируемых при относительной влажности воздуха до 85 %

Карбамидный

КФ-Ж

IV А1 То же, до 75 %

Эпоксидные

ЭПЦ-1, К-153

Фенольно-резорциновый

модифицированный

ФРФ-50М

V - Для соединений деревянных конструкций с вклеенными стальными стержнями

Примечание. Длясклеивания древесины и древесины с фанерой, древесно-волокнистыми идревесно-стружечными плитами должны применяться клеи I-IV групп, призначительных температурно-влажностных напряжениях – ФРФ-50М, обладающийповышенной податливостью

Таблица П27

Некоторые составы для защиты древесины от биоразрушения ивозгорания

Состав,

препарат

Компоненты и их

соотношение в рабочем

растворе,

% по массе

Концентрация раствора, % Примечание 1. КФА

Аммоний кремнефтористый

технический 10-15

Вода 90-85

10-15 Легковымываемый фунгицид, не препятствующий склеиванию древесины. Вызывает слабую коррозию стали 2. ТФБА

Тетрафторборат аммония технический 10-15

Вода 90-85

10-15 То же 3. ББ-32

Бура техническая 12

Кислота борная 8

Вода 80

20 Легковымываемый фунгицид. Безвреден для людей и животных. Не препятствует склеиванию древесины 4. ХМБ-444

Бихромат натрия или калия 5

Купорос медный 5

Кислота борная 5

Вода 85

15 Трудновымываемый фунгицид с огнезащитными свойствами. Не препятствует склеиванию, вызывает коррозию. Применяется внутри зданий и снаружи 5. МБ-1

Купорос медный 2,7

Бура техническая 3,6

Кислота борная 3,4

Аммоний углекислый 5,3

Вода 85

15 То же

6. ХМББ-

3324

Бихромат натрия или калия 2,5

Купорос медный 2,5

Кислота борная 3,3

Бура техническая 1,7

Вода 90

10 Трудновымываемый фунгицид с огнезащитными свойствами. Не препятствует склеиванию и окрашиванию. Может применяться внутри помещений и снаружи 7 МС 1:1

Диаммонийфосфат технический или аммофос 7,5

Сульфат аммония 7,5

Фтористый натрий 2

Вода 83

17 Сильный легковымываемый антипирен с антисептическими свойствами. Снижает статическую прочность на 10 %, динамическую – до 40 %. Вызывает коррозию стали. Применяют для глубокой пропитки 8. ББ-11

Бура техническая 10

Кислота борная 10

Вода 80

Антипирен для глубокой пропитки при поглощении солей свыше 50 кг на 1 м3 древесины.

9. ПП

Поташ 25

Керосиновый контакт 3

Вода 72

25 Легковымываемый антипирен для поверхностной пропитки. Применяется в сухих помещениях 10. ХВ-5169 Эмаль перхлорвиниловая -

Эластичное и трещиностойкое эмалевое покрытие. При расходе 600 г на

1 м2 древесина становится трудновоспламеняемым материалом

Таблица П29

Предельные прогибы fu элементов конструкций вдолях пролета

Элементы конструкций

Группа

требований

Нагрузки для

вычисления

вертикальных

прогибов

1. Балки, фермы, ригели, прогоны, плиты, настилы:

а) покрытий и перекрытий, открытых для обзора, при пролете l, м:

Эстетико-психологические Постоянные и временные длительные l £ 1 l/120 l = 3 l/150 l = 6 l/200 l = 24 (12) l/250 l ³ 36 (24) l/300 б) покрытий и перекрытий при наличии на них элементов, подверженных растрескиванию (стяжек, полов, перегородок) Конструктивные l/150 Действующие после выполнения перегородок, полов, стяжек

в) покрытий и перекрытий при наличии тельферов (талей), подвесных кранов, управляемых: с пола

из кабины

Технологические

Физиологические

l/300 или a/150 (меньшее из двух)

l/400 или a/200 (меньшее из двух

Временные с учетом нагрузки от одного крана или тельфера (тали) на одном пути

От одного крана или тельфера (тали) на одном пути

г) покрытий и перекрытий при наличии перегородок под ними Конструктивные Не более величины зазора и не более 40 мм Приводящие к уменьшению зазора между несущими элементами конструкций и перегородками, расположенными под элементами 2. Плиты перекрытий, лестничные марши и площадки, прогибу которых не препятствуют смежные элементы Физиологические 0,7 мм Сосредоточенная нагрузка 1 кН в середине пролета 3. Оштукатуренные элементы перекрытий Конструктивные l/350 Временные длительные 4. Клееные балки, выполненные со строительным подъемом, при пролетах l > 6 м Эстетико-психологические l/200 Постоянные и временные длительные /> /> /> /> /> /> />

Примечания: 1. В п.1в) a – шаг балок или ферм, к которым крепятся крановые пути.

2. Для промежуточных значений l в п. 1а) предельные прогибыследует определять линейной интерполяцией.

3. В п. 1а) цифры, указанные в скобках, следует принимать привысоте помещения до 6 м включительно.

Таблица П30

Схемы снеговых нагрузок и коэффициенты m

Номер схемы Профили покрытий и схемы снеговых нагрузок

Коэффициент m и область

применения схем

Здания с односкатными и двускатными покрытиями

/>/>

m = 1 при a £ 25°;

m = 0 при a ³ 60°.

Варианты 2 и 3 следует учитывать для зданий с двускатными покрытиями (профиль б), при этом:

вариант 2 — при 20° £ a £ 30°;

вариант 3 — при 10° £ a £ 30° только при наличии ходовых мостиков или аэрационных устройств по коньку покрытия.

Здесь a — угол уклона покрытия.

Здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями

m1 = cos 1,8a;

m2 = 2,4 sin 1,4a,

где a — угол уклона покрытия, град.

2’

Покрытия в виде стрельчатых арок

При b ³ 15° необходимо использовать

схему 1, б, принимая l = l’,

при b < 15° — схему 2.

Образцы форм спецификаций Спецификация деревянных элементовпо маркамМарка Размеры в чистоте, мм

Объем древесины, м3

Сорт

пиломатериала

Сечение Длина в заготовке в чистоте Д1 429 ´ 40 9220 0.26 0,17 2 0,60 0,38 3 Д2 20О ´ 12S 1200 0,033 0,03 2 Д3 250 ´ 20О 4670 0,27 0,23 2 Итого 3,95 3,16

15 40 25 35 30 40 мм

Спецификация металлическихизделий Марка №• дет Сечение Длина

Коли-

чество

Масса, кг Примечание детали. всех марки М1 1 100 ´ 8 15O 3 0,94 2,83 68,5 2 ë 63 ´ 6 5740 2 32,33 65,7 М2 3 Æ32 А400 3520 1 22,22 22,22 22,22 М3 4 ……….. ……….. ……….. ……….. ……….. ……….. М4 5 ……….. ……….. ……….. ……….. ……….. ……….. 1 % на сварные швы 12

25 10 35 20 15 15 15 15 35 мм

Примечание. Высота строк таблиц не менее 8 мм.

Спецификации должны располагаться надосновной надписью (угловым штампом) вплотную к правой границе поля чертежа.Выше основной надписи между ней и спецификацией должен оставаться свободныйпромежуток не менее 12 мм.

Литература

1. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования. — Л.:Стройиздат, 1982. — 65 с.

2. СНиП 2.01.07.85*. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР.- М.:ЦИТП Госстроя СССР, 2000.-36 с.

3. СНиП КК 20-303-2002 (ТСН 20-302-2002 Краснодарского края).Нагрузки и воздействия. Ветровая и снеговая нагрузки / Департ. по стр-ву иархитектуре Краснодарского края. – Краснодар, 2003, 12 с.

4. Конструкции из дерева и пластмасс: Учеб. для вузов/ Ю.В.Слицкоухов, В.Д. Буданов, М.М. Гаппоев и др.; Под ред. Г.Г. Карлсена и Ю.В.Слицкоухова.- 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1986.-543 с.: ил.

5. Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс: Учеб. пособие длястудентов вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1990.-287 с.

6. Проектирование и расчет деревянных конструкций: Справочник/ И.М.Гринь, В.В. Фурсов, Д.М. Бабушкин и др.; Под ред. И.М. Гриня.- Киев:Будивэльнык. 1988.-240 с., ил.

7. Иванов В.А., Клименко В.З. Конструкции из дерева и пластмасс.-Киев: Выща школа, 1983.-280 с.

8. Деревянные конструкции и детали: Справочник строителя / В.М.Хрулев, К.Я. Мартынов, С.В. Лукачев, С.М. Шутов; Под ред. В.М. Хрулева.- 2-еизд., доп. и перераб.- М.: Стройиздат, 1983.-288 с., ил.

9. Руководство по обеспечению долговечности деревянных клееныхконструкций при воздействии на них микроклимата зданий различного назначения иатмосферных факторов/ ЦНИИСК им. Кучеренко.- М.: Стройиздат, 1981.-96 с.

10.Рекомендации по проектированию панельных конструкций с применениемдревесины и древесных материалов для производственных зданий / ЦНИИСК им.Кучеренко. — М.: Стройиздат, 1982.-120 с. '

11.Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80)/ ЦНИИСК им. Кучеренко. — М.: Стройиздат, 1986.- 216 с.

12.Руководство по проектированию клееных деревянных конструкций /ЦНИИСК им. Кучеренко. — М.: Стройиздат, 1977.-189 с.

13.Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования:Учеб. Пособие для вузов / Ю.В. Слицкоухов, И.М. Гуськов, Л.К. Ермоленко и др.;Под ред. Ю.В. Слицкоухова. – М.: Стройиздат, 1991. – 256 с.: ил.

14.Вдовин В.М., Карпов В.Н. Сборник задач и практические методы ихрешения по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс»: Учеб. Пособие. – М.:Изд-во АСВ, 199. – 133 с.: ил.

15.Починок В.П. Методические указанияпо подготовке исходных данных для компьютерного расчета конструкций из дерева ипластмасс. — Краснодар: изд. КПИ, 1995.

Конструкции из дерева и пластмасс

Методические указания к курсовому проекту для студентовспециальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство» направления653500 «Строительство» дневной формы обучения

Составитель: Починок Владимир Петрович

еще рефераты

Еще работы по строительству

Реферат по строительству

Конструкции стен

25 Июня 2015

Реферат по строительству

Конструкция общественного здания

25 Июня 2015

Реферат по строительству

Конструкция склада минеральных удобрений

25 Июня 2015

Реферат по строительству

Конструкция фундамента

25 Июня 2015