Что относится к деревянным конструкциям
Что относится к деревянным конструкциям
____________________________________________________________________
Текст Сравнения СП 64.13330.2011 с СП 64.13330.2017 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________
Дата введения 2011-05-20
Сведения о своде правил
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 64.13330.2010
ВНЕСЕНЫ правки на основании информации об опечатках*, опубликованной в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 7, 2011 г.
* См. ярлык «Примечания».
Правки внесены изготовителем базы данных
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных
Введение
Настоящий свод правил составлен с целью повышения уровня безопасности в зданиях и сооружениях людей и сохранности материальных ценностей в соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», выполнения требований Федерального закона от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», повышения уровня гармонизации нормативных требований с европейскими и международными нормативными документами, применения единых методов определения эксплуатационных характеристик и методов оценки. Учитывались также требования Федерального закона от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и сводов правил системы противопожарной защиты.
1 Область применения
1.2 Нормы не распространяются на проектирование ДК гидротехнических сооружений, мостов, фундаментов и свай.
1.3 При проектировании деревянных конструкций следует руководствоваться требованиями СП 118.13330 и СП 70.13330, предусматривать защиту их от увлажнения, биоповреждения, от коррозии (для конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивных сред) в соответствии с нормами по проектированию защиты строительных конструкций от коррозии СП 28.13330, от воздействия огня в случае пожара в соответствии с нормами по обеспечению пожарной безопасности, а также с учетом сейсмических воздействий при строительстве в сейсмических районах в соответствии с СП 14.13330.
1.4 Деревянные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (первая группа предельных состояний) и по деформациям, не препятствующим нормальной эксплуатации (вторая группа предельных состояний), с учетом характера и длительности действия нагрузок.
1.5. ДК следует проектировать с учетом особенностей изготовления, а также условий их эксплуатации, транспортирования и монтажа.
1.6 Долговечность ДК должна обеспечиваться конструктивными мерами в соответствии с указаниями раздела 8 настоящих норм и, в необходимых случаях, защитной обработкой, предусматривающей предохранение их от увлажнения, биоповреждения и возгорания. Декоративная отделка и огнезащитная обработка ДК должны выполняться, как правило, после устройства кровли.
2 Нормативные ссылки
В настоящем СП использованы ссылки на нормативные документы, перечень которых приведен в приложении А.
3 Термины и определения
В настоящем СП применены термины и определения по ГОСТ 8486, ГОСТ Р 56705-2015 и другим нормативным документам, на которые даны ссылки в тексте.
4 Материалы
4.1 Для изготовления деревянных конструкций следует применять древесину преимущественно хвойных пород. Древесину твердых лиственных пород следует использовать для нагелей, подушек и других деталей.
4.2 Качество древесины, используемой для элементов несущих ДК, должно соответствовать требованиям действующих нормативных документов, а также дополнительным требованиям, указанным в приложении Б.
Прочность древесины соответствующих сортов (классов прочности) должна быть не ниже нормативных сопротивлений, приведенных в приложении В.
4.2а По функциональному назначению клееные ДК подразделяют на классы, указанные в таблице 1а.
Обозначение класса функционального назначения
Общая характеристика класса
Несущие конструкции с пролетами более 100 м
Несущие конструкции для зданий музеев, спортивно-зрелищных объектов и торговых предприятий с массовым нахождением людей, а также сооружений с пролетами более 60 м; мачт и башен высотой более 40 м
Несущие конструкции любых форм пролетом до 60 м, не вошедшие в классы 1а, 1б, 2б и 3
Конструкции стен зданий и сооружений различного назначения, не вошедшие в класс 3
Конструкции покрытий и перекрытий пролетами до 7,5 м, к которым предъявляются требования нормы ПК («промышленное качество») по качеству древесины поверхностей КДК (см. 6.4.4)
Конструкции теплиц, парников, мобильных зданий (сборно-разборные и контейнерного типа); складов временного содержания; бытовок вахтового персонала и других подобных сооружений с ограниченными сроками службы и пребывания в них людей
4.3 В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации (классов) должны предъявляться требования к максимальным значениям эксплуатационной влажности древесины и учитываться зависимость ее прочности от этих значений.
Классы условий эксплуатации
Эксплуатационная влажность древесины, %
Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С, %
Что относится к деревянным конструкциям
Дата введения 2017-08-28
Предисловие
Сведения о своде правил
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 64.13330.2011 «СНиП II-25-80 Деревянные конструкции»
Изменения N 1, 2 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2018; М.: Стандартинформ, 2019
Введение
Настоящий свод правил составлен с целью повышения уровня безопасности в зданиях и сооружениях людей и сохранности материальных ценностей в соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», выполнения требований Федерального закона от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», повышения уровня гармонизации нормативных требований с европейскими и международными нормативными документами, применения единых методов определения эксплуатационных характеристик и методов оценки. Учитывались также требования Федерального закона от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и сводов правил системы противопожарной защиты.
1 Область применения
1.2 Настоящий свод правил не распространяется на проектирование ДК гидротехнических сооружений, мостов, фундаментов и свай.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия
ГОСТ 9077-82 Кварц молотый пылевидный. Общие технические условия
ГОСТ 9463-2016 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия
ГОСТ 10587-84 Смолы эпоксидно-диановые неотвержденные. Технические условия.
ГОСТ 18288-87 Производство лесопильное. Термины и определения.
ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 30247.0-94 (ИСО 834-75) Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования
ГОСТ 30247.1-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции
ГОСТ 30403-2012 Конструкции строительные. Метод испытания на пожарную опасность
ГОСТ Р 56705-2015 Конструкции деревянные для строительства. Термины и определения
СП 14.13330.2014 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах» (с изменением N 1)
СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции»
СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»
СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии»
СП 63.13330.2012 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» (с изменениями N 1, N 2, N 3)
СП 70.13330.2012 «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции» (с изменениями N 1, N 3)
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены термины и определения по ГОСТ 18288, ГОСТ Р 56705.
4 Общие положения
4.1 ДК подразделяют (классифицируют) по основным признакам: функциональному назначению, условиям эксплуатации, сроку службы (приложение А).
4.2 При проектировании ДК следует руководствоваться требованиями СП 70.13330, предусматривать их защиту от увлажнения, биоповреждения, от коррозии (для конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивных сред) в соответствии с нормами по проектированию защиты строительных конструкций от коррозии СП 28.13330, от воздействия огня в случае пожара в соответствии с [1], а также с учетом сейсмических воздействий при строительстве в сейсмических районах согласно СП 14.13330.
4.3 ДК должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (1-я группа предельных состояний) и по деформациям, не препятствующим нормальной эксплуатации (2-я группа предельных состояний), с учетом характера и длительности действия нагрузок.
4.4 ДК следует проектировать с учетом особенностей изготовления, а также условий их эксплуатации, транспортирования и монтажа.
4.6 Долговечность ДК должна быть обеспечена конструкционными мерами в соответствии с указаниями раздела 9 и, в необходимых случаях, защитной обработкой, предусматривающей их предохранение от увлажнения, биоповреждения и возгорания.
5 Материалы
5.1 Для изготовления ДК следует применять древесину преимущественно хвойных пород. Древесину твердых лиственных пород следует использовать для нагелей, подушек и других деталей.
5.2 Качество древесины, используемой для элементов несущих ДК, должно соответствовать дополнительным требованиям, указанным в приложении Б.
Прочность древесины соответствующих сортов или классов прочности должна быть не ниже нормативных сопротивлений, приведенных в приложении В.
5.3 В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации (классов условий эксплуатации) следует предъявлять требования к максимальным значениям эксплуатационной влажности древесины и учитывать зависимость ее прочности от этих значений.
5.4 Не допускается применение КДК 1а, 1б и 2а классов функционального назначения (А.1 приложения А) для класса эксплуатации 1а (относительная влажность воздуха в зоне расположения конструкций менее 45% при температуре не выше 35°С, допускается кратковременное понижение минимальной влажности помещений в течение 2-3 нед. в году). Допускается применение КДК 2б и 3 классов функционального назначения при относительной влажности воздуха не менее 30%.
5.5 В конструкциях из цельной древесины, эксплуатируемых в условиях классов эксплуатации 2, 3 и 4, когда усушка древесины не вызывает расстройства или увеличения податливости соединений, допускается применять древесину с влажностью не более 40% при условии ее защиты от гниения.
Класс условий эксплуатации
Эксплуатационная влажность древесины, %
Максимальная относительная влажность воздуха при температуре 20°С, %
Деревянные конструкции
Общая характеристика и свойства исследуемых конструкций. Дерево как строительный материал, виды и формы его обработки, а также требования к конечной продукции. Защита деревянных конструкций от гниения. Общие сведения о пластмассах, их основные виды.
1. Общие свойства конструкций
деревянный пластмасса строительный
Породы древесины, применяемые в строительстве. Хвойная древесина характеризуется при небольшой плотности достаточной прочностью меньше подвержена усушки и разбуханию. К лиственным породам, применяемым в строительстве, относятся бук, дуб, береза, осина.
Вследствие пористого строения древесина характеризуется низкой теплопроводностью, что обусловливает ее широкое применение в ограждающих конструкциях отапливаемых зданий. Толщина деревянных стен принимается значительно меньше, чем кирпичных, так как брус толщиной 15 см, например, по теплопроводности эквивалентен кирпичной стене толщиной 51 см, т.е. в два с половиной кирпича.
Деревянные несущие и ограждающие конструкции применяют в зданиях и сооружениях, возводимых в районах, лесной фонд которых имеет эксплуатационное значение, а также в районах расположения производственных баз по изготовлению таких конструкций. В других районах страны такие конструкции используют в зданиях с агрессивной средой по отношению к железобетонным или стальным конструкциям, а также в сборно-разборных конструкциях различного назначения при заводском изготовлении.
деревянный пластмасса строительный
Деревянные конструкции, как правило, рекомендуются для возведения одно- и двухэтажных жилых (Рис. 1.) и общественных зданий, зрительных залов, мостов, сельскохозяйственных помещений и складов минеральных удобрений, для опор линий электропередачи напряжением до 35кВ (в отдельных случаях до 22кВ), линий связи и др.
Наряду с господствующими в настоящее время видами строительства из камня, бетона, стали, смешанных строительных конструкций проектировщикам нередко предлагаются деревянные конструкции. Области, где они могут применяться, значительно расширились в связи с развитием новых приёмов в строительстве. Широкому распространению дерева как строительного материала способствует легкость его заготовки и обработки, вне сезонность применения, химическая стойкость, диэлектрическая стойкость, а также высокая показатели физико-механических свойств при малой плотности. Основные возможности, обусловленные природными свойствами древесины как строительного материала, остаются прежними. Однако в связи с применением новой техники соединений и возможностью получения различных комбинаций строительства из дерева и древесных материалов стали многообразие.
Решение возвести здание из дерева, возникает в особенности тогда, когда это позволяет оптимально использовать его качества и показать, что при строительстве может быть выявлена красота дерева, заключаясь в его свойствах.
для древесины из сосны с на сжатие и изгиб 1300/0,5=2600 м;
для бетона М 200 (на сжатие 900 палки 2,2=410 м;)
Из этих данных видно, насколько выгодным является применение древе в сжатых и изгибаемых элементах конструкции. Конструкции из дерева по своей массе лишь немного тяжелее соотносительных стальных и значительно (6,5…6 раз) легче бетонных и железобетонных.
Строительство из дерева имеет следующие преимущества:
Б. Она лёгко поддаётся обработке, как на заводах, так и на строительных площадках;
В. Строительные детали из древесина могут быть соединений различными способами;
Г. Деревянные конструкций позволяют создавать формы, трудно или совсем не осуществимые при использовании др. материалов.
Д. деревянные конструкции особого вида (напр-р оболочки) часто оказываются более экономичными, чем бетонные или другие массивные конструкции;
Е. Древесина обладает рядом ценных строительно-физических свойств, например высокой теплоёмкостью.
Ж. Конструкция из дерева имеет неповторимую архитектурную привлекательность., эстетический калорит и естественность
Недостатки, ограничивающие применение деревянных конструкций, опасность загнивания и возгорания их, усадка, раз буханные, коробление и растрескивание, неоднородность строения и наличие пороков могут быть устранены консервированием и облагораживанием древесины антисептированием и использованием огнезащитных пропиток или покрасок.
Применение производственных материалов из древесины (фанеры, различных видов древесно-слоистых пластиков (ДСП), прессованной древесины, древесно-волокнистых материалов (ДВП) и др.) и зашита древесины существенно повышают долговечность деревянных конструкций и расширяют области их эффективного применения.
Рациональное использования древесина в строительных конструкциях заключаются в совершенствовании конструктивных решений, обеспечении долговечности материала, индустриализации производства детали и конструкций, целесообразным её применении с учетом условий эксплуатации и. т.д. Комплексное использование отходов лесной промышленности, а также отходов при изготовлении конструкции из дерева на основе их химической или химико-механической переработки значительно повышает эффективность использования древесины.
Новая техника строительства деревянных конструкций привело к тому, что при проектировании и возведение крупных сооружений (Рис. 2.) наряду с архитектурными работниками и плотниками, занимающимся этим традиционно, в дело включились такие инженеры-строители. В тех случаях, когда предстоят, решать сложные технические проблемы, их участие необходимо с самого начала, при разработке принципа сооружения.
Именно при строительстве из древесины возникает стремлении найти оптимальное решение, пользуясь сравнительно недорогими средствами. Свидетельствами того, что может быть достигнуто при строительстве из дерева, служат, например, те классические деревянные каркасные сооружения в Средней Азии, Европе, Америке или Японии, каждый элемент которых отражает принцип формы. Точно также это демонстрируют бревенчатые и брусчатые сооружения или стрежневые мачты на Севере.
Каждый раз, когда предполагается построить что-либо из дерева, речь идет о чем-то новом, даже если при этом не пользуется устаревшая техника строительства.
Только, когда архитектурные и конструктивные компоненты находится в максимально соответствии друг с другом, может быть достигнуто некое единство структуры, которые и представляет собой подменную архитектуру. Чтобы добиться высокого качества при строительстве из дерева, нельзя формально подходить к выполнению расчетов, выбору размеров и формы, нельзя втискивать конструкцию в каждую ей по существу форму, а нужно стремиться к достижению общей гармонии.
Основные конструктивные положения. Для деревянных конструкций, применяемых в строительстве, используется цельная древесина, пакеты клееных досок и древесные материалы. Цельная древесина дешевле других древесных материалов, поэтому ее используют в виде бревен, брусьев, пиломатериала и досок там, где их размеры достаточны и не предъявляются особых требований к внешнему виду и наличию трещин и где могут применяться обычные соединения и крепления. Выбор древесного материала (фанеры, древесностружечных и древесноволокнистых плит) определяется их техническими свойствами, стоимостью и несущей способностью.
2. Дерево как строительный материал
В несущих и ограждающих строительных конструкциях необходимо более эффективно использовать такие положительные свойства древесины, как невысокую плотность, большой коэффициент теплового сопротивления, малый коэффициент термического расширения, высокую удельную прочность. В ряде случаев это позволит обеспечить не только экономически целесообразную, но и более качественную и долговечную конструкцию. Деревянные конструкции вполне удовлетворяют современным требованиям индустриализации строительства и круглогодичного производства работ. Использование деловой древесины в качестве конструктивного материала позволяет значительно снизить массу здания по сравнению с железобетоном.
В современном строительстве необходимо применять высококачественные, долговечные и экономичные деревянные детали и конструкции, удовлетворяющие требованиям индустриального изготовления, с применением комплексной механизации и переработки отходов производства. По экономическим соображениям для зданий капитального назначения вполне достаточно обеспечить срок службы деревянных конструкций в 40-50 лет.
Клееные деревянные конструкции в наибольшей степени отвечают требованиям современного строительства. Они позволяют повысить качество строительства и широко применять сборные детали любой формы и размеров серийного заводского изготовления; клееные конструкции являются также наиболее экономичными по расходу лесоматериала. Достижения химии в разработке водостойких и грибоустойчивых синтетических клеев позволяют изготовлять как стержневые клееные элементы, так и водостойкую фанеру.
При проектировании и строительстве особое внимание следует уделять защите деревянных деталей и конструкций от загнивания и возгорания, применяя биостойкие и термостойкие кровельные материалы, а также антисептическую обработка. Чтобы уменьшить усушку, разбухание, коробление и растрескивание древесины, ограничить процессы гниения, в дело необходимо применять сухую древесину.
Структура и состав Физические и механические свойства древесины определяют ее строением и структурной клеток. Древесина состоит из трубчатых клеток, расположенных вдоль ствола. Оболочка трубчатых клеток состоит в основном из целлюлозы и лигнина. Трубчатые клетки склеены между собой межклеточным веществом, состоящим главным образом из лигнина. Прочность древесины зависит о сопротивления силовым воздействиям как древесных волокон, так и склеивающего их вещества
Деревянные сооружения специального назначения. Деревянные башни относятся к специальным инженерным сооружениям с развитой по сравнению с поперечными размерами высотой. Башни состоят из ствола, фундамента, рабочих и лестничных площадок.
Рис. 3. Различные варианты купольных покрытий из дерева.
Физико-механические характеристики и несущие конструкции из дерева
В железобетонном элементе, например, можно, если потребуется, не изменяя размеров и формы этого элемента «добавить пару стержней». Когда же речь идет о дереве, то напротив, малейшее изменение любой детали бросается в глаза и может потребовать изменения всех размеров.
Поэтому древесина заставляет предварительно обдумывать, точно детализировать и тщательно выбирать правильную несущею систему. Древесина, используемая как строительный материал для всякого рода несущих покрытий, хотя и позволяет архитектору реализовать многообразные формы и идеи, требует, однако, пожалуй, более чем какой-либо другой материал, параллельной работы инженера
Механические свойства древесины. Древесина обладает реологическими свойствами, которые проявляются в том, что при длительном воздействии нагрузки деформации существенно увеличиваются, и остаточные деформации бывают значительными. Примером может служить остаточный прогиб досок, находящихся долгое время под воздействием нагрузки.
Модуль упругости Е колеблется в значительных пределах даже для одних и тех же пород древесины, причем заметное влияние на него оказывает влажность. При повышении влажности модуль упругости уменьшается и наоборот.
Древесина как строительный материал обладает замечательными свойствами. Главные его достоинство обусловлены удачным сочетанием легкости (дерево почти в 2 раза легче воды и в 14 раз легче стали) со сравнительно высокой прочностью на растяжение, сжатие и изгиб. Если ввести понятие относительной прочности, т.е. прочности, отнесенной к единице объема, то дерево приближается к стали и в 10 раз превосходит бетон. Другими словами, конструкция из древесины во много раз легчи железобетонной того же назначения при тех же нагрузках и одинаковых прочих условиях.
Древесина очень гигроскопична. С ростом влажности ее объем увеличивается, прочность уменьшается. При этом неравномерное набухание и высыхание приводят к выпучиванию и искривлению деревянных элементов.
Физические свойства древесины. Плотность древесины зависит от пустот, толщины стенок волокон и содержания влаги. Она различна даже в переделах одной и той же породы. Расчетные величины прочностей приведены в табл.
Раздел 4. Деревянные конструкции
4.1 Виды и свойства древесины
Деревянные строительные конструкции, надежные, легкие и долговечные. Строительные конструкции изготовляют обычно из хвойных пород древесины – сосны, ели, лиственницы, пихты, кедра. Эти породы характеризуются прямолинейностью, лучшими, чем у лиственных пород, механическими свойствами и большой стойкостью против гниения, благодаря смолистости. К основным недостаткам можно отнести низкую огнестойкость, способность к загниванию и поражению древоточцами (низкую биостойкость), сильную зависимость физико–механических свойств от температурно-влажностных условий эксплуатации и длительности действия нагрузок, значительной неоднородности. Лесоматериалы, получаемые строительством, делятся на круглые и пиленые (рис.1).
Рис. 1 Лесоматериалы:
1-бревно; 2-пластина; 3-сбег (уменьшение диаметра) бревна; 4-лежень; 5-полуобрезной брус; 6-обрезной брус; 7-брусок; 8-тонкая доска; 9-толстая доска.
4.2Конструирование соединений элементов деревянных конструкций
Соединения на врубках. Врубками называют соединения, в которых усилия от одного элемента передаются другому по площадке смятия и скалывания, без специальных промежуточных рабочих связей. Чаще всего лобовые врубки применяются в узлах бревенчатых и брусчатых ферм. Наибольшее распространение получили лобовые упоры и лобовые врубки с одним зубом, лобовые врубки с подушкой применяют реже (рис. 2).
Рис.2 Лобовые упоры и лобовые врубки:
а, б, в – лобовые упоры; 1 – штырь; 3 – плотная приторцовка; 2 – скоба; 4 – стяжные болты;
г, е – лобовые врубки; д – распределение усилий в опорном узле;
5 – опорная подушка;
Нагельные соединения. Нагелями называются стержни или пластинки, препятствующие взаимному сдвигу соединяемых элементов. Используют стальные и деревянные нагели. Нагельные соединения бывают односрезными и двухсрезными (Рис.3, б, в), а также симметричными и несимметричными.
Рис.3 Нагельные соединения
б – расчетные схемы; 5 – симметричное двухсрезное; 6 – несимметричное односрезное;
в – схема работы; 5 – симметричное двухсрезное; 7 – эпюра напряжений смятия древесины.
Рис.4 Схемы соединений и расстановки нагелей и гвоздей.
а – продольное соединение;
б – угловое соединение;
в – рядовая расстановка ригелей: то же шахматная;
г – то же, косыми рядами;
д, е – рядовая расстановка гвоздей.
Клеевые соединения. Склеивание древесины – наиболее прогрессивный способ соединения деревянных элементов. Клеевые швы относятся к неподатливым и обеспечивают монолитность конструкций.
Рис.5 Клеевые соединения
а – поперечные стыки; б – продольные стыки; 1 – стыки по пластям; 2 – по кромкам; 3 – по пласти и кромке; в – угловой стык; 6 – угловой зубчатый шип.
4.3 Деревянные конструкции зданий и сооружений
Настилы покрытий используют в качестве несущих и ограждающих элементов деревянных покрытий. Они служат основанием водо- и теплоизоляционных слоев покрытия. Конструкция настила зависит от типа кровли и теплоизоляционных свойств покрытия (рис.6). При рулонной кровле настил должен иметь сплошную ровную дощатую или фанерную поверхность. При чешуйчатой кровле в виде волнистых листов асбестоцемента, стеклопластика или черепичных плиток настил должен иметь для них отдельные опоры в виде досок или брусьев обрешетки или открытых ребер клеефанерных плит. С чешуйчатой кровлей особенно эффективно применение
деревянных покрытий. Деревянные настилы делятся на два основных вида – дощатые и клеефанерные.
Рис.6 Дощатые покрытия
а – неутепленное под рулонную крышу; б – то же утепленное;
в – неутепленное, обрешетка под асбестоцементную кровлю; г – то же утепленное; 1 – настил; 2 – рулонная кровля; 3 – асбестоцементная кровля;
4 – утеплитель; 5 – пароизоляция.
Двойной перекрестный настил (рис. 7,а) состоит из двух слоев: нижнего – рабочего и верхнего – защитного. Рабочий настил несет на себе все нагрузки, действующие на покрытие. Защитный настил образует необходимую сплошную поверхность, распределяет сосредоточенные нагрузки и защищает кровельный ковер от разрывов.
Рис.7 Дощато-гвоздевые щиты настилов покрытий
а – щит двойного перекрестного настила; б – щит однослойного раскосного настила; 1 – доски; 2 – гвозди; 3 – косой защитный настил; 4 – разряженный рабочий настил; 5 – раскосы; 6 – поперечный раскос.
В настоящее время широко применяют два типа плит: дощато-гвоздевые щиты, состоящие из брусчатого каркаса, обшитого досками; и клеефанерные щиты и плиты с обшивкой из водостойкой фанеры, приклеенные к деревянному каркасу (рис.8).
Рис.8 Клеефанерные ребристые плиты настилов
1,2 – продольные и поперечные дощатые ребра;
3 – вентиляционные отверстия;
4 – строительная фанера;
6 – коробчатая плита с двумя обшивками;
8 – ребристая плита с верхней обшивкой;
9– то же, с нижней обшивкой.
Рис.9 Брусчатые прогоны покрытий:
а – прогоны; б – расчетные схемы; 1 – брусья; 2 –стыки; 3 – болты;
4 – основные несущие конструкции; 5 – бобышки; 6 –гвозди.
Составные балки. Из-за ограниченности сортамента древесины под заданный пролет и нагрузку в практике строительства часто нельзя применять конструкцию из цельной древесины, поэтому приходится использовать составные балки (Рис. 10).
ис.10 Составные балки
а – простая составная балка;
б – балка на пластинчатых нагелях;
в – двутавровая балка с дощатой перекрестной стенкой.
В практике строительства стали применяться и армированные балки, представляющие собой новый вид индустриальных конструкций. Армирование повышает несущую способность и снижает деформативность балок.
Деревянные стойки могут быть цельнодеревянными, составными, клеедеревянными и решетчатыми. Применяют в виде опор покрытий, навесов, рабочих площадок, платформ, опор линий электропередач и связи. Стойки из брусьев квадратного сечения и из круглых бревен применяют в основном в тех случаях, когда их концы закрепляются шарнирно и на них действует только сжимающие нагрузки. Составные стойки состоят из цельных брусьев или из толстых досок, соединенных по длине болтами или гвоздями. Длина составных стоек, как и цельнодеревянных, не превышает 6.4м. Клеедеревянные стойки (рис.11) являются конструкциями исключительно заводского типа. Их формы и размеры могут быть любыми и определяются только назначением, действующими нагрузками, расчетом и не зависят от ограничения сортамента досок, применяемых для их склеивания.
Рис.11 Клеедеревянные стойки: а – постоянного квадратного сечения; б – постоянного прямоугольного сечения; в – переменного прямоугольного сечения.
Рис.12 Типы деревянных ферм:
а – с параллельными поясами; б – треугольные; в – трапециевидные; г – сегментные.
Рис. 13 Дощатые фермы с гвоздевыми накладками:
2 – металлические пластинки.
Деревянные арки и рамы. Конструкция арок. Деревянные арки применяют в покрытиях производственных промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданиях с пролетами 12…80м. По статическим схемам деревянные арки разделяются на трехшарнирные, имеющих два опорных и один коньковый или иногда, так называемый, ключевой шарнир, и двухшарнирные, у которых только два опорных шарнира. Клеедеревянные арки (рис. 14), их формы, размеры и несущая способность могут отвечать требованиям сооружения покрытий самого различного назначения, в том числе уникальных по своим размерам и формам. Элементы арок могут иметь любую из указанных выше форм оси в покрытиях с пролетами 12…80м.
Рис. 14 Клеедеревянные арки: а – сегментные; б – треугольные;
Конструкции деревянных рам. Рамы один из основных классов несущих деревянных конструкций. В строительстве в основном применяют однопролетные двускатные рамы при пролетах 12…24м. По статическим схемам деревянные рамы могут быть статически определимыми и однократно статически неопределимыми. Трехшарнирная рама (рис. 15, а) является статически определяемой. Преимущество этой схемы – независимость действующих в ее сечениях усилий от осадки фундаментов и относительная простота решений шарнирных опорных узлов. Двухшарнирная схема с жесткими опорными узлами (рис. 15, б) является однажды статически неопределяемой. Преимущество – отсутствие изгибающих моментов в шарнирных соединениях ригеля со стойками. Двухшарнирная схема с шарнирными опорными узлами (рис.15, в) также однажды статически неопределима. Преимущество этой рамы – отсутствие изгибающих моментов в шарнирных опорных узлах. По конструкции деревянные рамы делятся на трех- и двухшарнирные, клеедеревянные, цельнодеревянные и клеефанерные.
Рис.15 Статические схемы деревянных рам
а – трехшарнирная; б – двухшарнирная жестко опертая; в – двухшарнирная шарнирно опертая.
Трехшарнирные клеедеревянные рамы бывают бесподкосными и могут иметь от двух до четырех подкосов (рис. 16). Гнутоклееная трехшарнирная рама (рис. 16, а) состоит из полурам Г- образной формы прямоугольного переменного по высоте сечения, изогнутых при изготовлении в зоне будущего карниза. Первое достоинство этой рамы в том, что она состоит только из двух крупных элементов – полурам, которые соединяются при сборке всего тремя узлами – двумя опорными и одним коньковым. Это сводит к минимуму время и трудоемкость сборки и установки таких рам. Второе достоинство – это переменная высота сечений – максимальная в зоне выгиба, где действуют максимальные изгибающие моменты, и минимальная в узлах, где моменты отсутствуют. Ломаноклееная рама (рис.16, б), называемая также клеедеревянной рамой с жестким стыком на зубчатых шипах, состоит из двух полурам. Каждая полурама имеет Г- образную форму с переломом оси в месте будущего карниза. Полурама состоит из двух прямых элементов – стойки и полуригеля, имеющих переменные сечения, максимальные в зоне перелома оси. Имеет существенные достоинства, она малотрудоемка при монтаже, проста в изготовлении. Эти рамы не требуют дополнительных стержней для опирания настилов в карнизных узлах. Клеедеревянная трехшарнирная четырехподкосная рама (рис.16, в) состоит из большого числа элементов и узлов, что повышает трудоемкость изготовления и сборки. Подкосы также сокращают свободное пространство помещений, поэтому применение этих рам наиболее рационально в покрытиях навесов. Двухподкосная клеедеревянная трехшарнирная рама (рис.16, г) состоит из двух стоек, двух полуригелей переменного сечения и двух подкосов постоянного сечения. К недостаткам этой рамы относится наличие значительных растягивающих усилий в карнизных узлах, для восприятия которых необходимо применять металлические крепления и винты. Изгибающие моменты в стойках и ригелях этой рамы значительно больше, чем в рамах с парными подкосами. Клеедеревянная трехшарнирная рама с опорными подкосами (рис. 16, д) состоит из двух полуригелей переменного сечения, двух подкосов и двух стоек постоянного сечения. Достоинство этой рамы те же, что и прочих подкосных рам. Недостатки – это работа стоек на растяжение и изгиб от ветровой нагрузки, что усложняет конструкцию их узловых креплений, и значительная длина сжатых подкосов, сечение которых определяется из условий предельно допускаемой гибкости. Клеедеревянная трехшарнирная рама с наружными раскосами (рис.16,е) отличается от предыдущей только наружным расположением раскосов. Наружные раскосы работают в этой раме на растяжение и могут выполняться как из клееной древесины, так и из стали, при этом они не уменьшают внутреннего пространства помещений.
Рис.16 Клеедеревянные трехшарнирные рамы: а – гнутоклееная; б – ломаноклееная; в– четырехподкосная; г –двухподкосная; д– с внутренними опорными подкосами; е – с наружными опорными подкосами.
Двухшарнирные клеедеревянные рамы (рис. 17) состоят из трех конструктивных элементов – двух вертикальных стоек и горизонтального ригеля. Двухшарнирная клеедеревянная рама с жесткими опорными узлами (рис. 17, а и б) может иметь две клеедеревянные стойки постоянного, переменного или ступенчатого сечения. Основным недостатком этой рамы – относительно большая сложность жестких опорных узлов стоек, чем шарнирных. Такая рама может иметь также комбинированную конструкцию. Двухшарнирная клеедеревянная рама с шарнирными опорными узлами (рис. 17, в) может иметь две стойки постоянного или переменного клеедеревянного сечения наименьшей высоты в опорных узлах, где нет изгибающих моментов. Ригели этой рамы крепятся к стойкам на разных высотах, образуя жесткое рамное соединение.
Рис. 17 Двухшарнирные клеедеревянные рамы: а – с жесткими опорами и аркой; б – с жесткими опорами и фермой; в – с шарнирными опорами и клеедеревянной балкой.
Трехшарнирная дощато-гвоздевая рама состоит из дощато-гвоздевых двутавровых стоек и полуригелей переменной высоты, в настоящее время не используются. Расчет рам производится на различные сочетания нагрузок от собственного веса, ветровой, снеговой нагрузки и т.д. Раму рассчитывают как трехшарнирную конструкцию. В результате расчета получают значения изгибающих моментов, поперечной и продольной сил.