Порядок расчета деревянных конструкций

Деревянные конструкции следует применять в зданиях и сооружениях сельского, гражданского и промышленного строительства, когда это технически целесообразно и экономически обосновано. При проектировании деревянных конструкций необходимо учитывать: условия эксплуатации, капитальность, степень ответственности и огнестойкость строительного объекта, а также возможности сырьевой и производственной базы, обеспечивающие изготовление конструкций. Что нужно учитывать при расчете различных нагрузок на деревянные конструкции.

1. Приведенная гибкость сжатых и сжато-изогнутых элементов деревянных конструкций (а также отдельных ветвей их) должна быть не более величин, указанных в табл. 1.

Таблица 1

 

Наименование элементов
При опирании
полным сечением
частью сечения
Основные несущие колонны
120
100
Прочие основные элементы
150
130
Второстепенные
175
150
Связи
200
175

К основным элементам конструкций относятся сжатые пояса ферм и арок, опорные раскосы и стойки и т. п.; к второстепенным относятся прочие элементы решетки. Свободная длина стержней определяется, как правило, в предположении шарнирности закрепления элементов как в плоскости системы, так и из ее плоскости.

2. Ослабленная площадь нетто рабочего поперечного сечения деревянных элементов должна быть не менее 45 см2 и не менее половины полной площади сечения брутто. Минимальный размер ослабленного поперечного сечения должен быть не менее 3 см,

3. Полезное (разгружающее) действие трения при расчете конструкций не учитывается за исключением тех случаев, когда равновесие системы обеспечивается только трением, и при условии отсутствия вибрационного или ударного воздействия нагрузки. Коэфициент трения дерева по дереву в этих случаях принимается:

  • торца по боковой поверхности - 0,3 ;
  • боковых поверхностей - 0,2 .

При этом, независимо от трения, неподвижность сдвигающихся (трущихся) частей должна быть обеспечена специальным скреплением (болтами и т. п.). Начальное натяжение болтов при определении расчетной силы трения не учитывается. Учет трения возможен например при расчете узла кружальносетчатого свода на болтах, где поперечная сила, действующая в косяках, воспринимается трением, обусловленным рабочим натяжением болта и т. п. Учет трения обязателен в тех случаях, когда трение вызывает в элементах конструкций дополнительные напряжения; в этом случае коэффициент трения принимается равным 0,6. Это относится например к расчету поддерживающих конструкции стен, стоек и т. п.

элементы деревянных конструкций

4. При расчете конструкций необходимо учитывать возможные комбинации временной (полезной) нагрузки, являющиеся невыгоднейшими для отдельных элементов и их сопряжений.

5. При проектировании и расчете на сжатие и изгиб элементов из круглого леса следует учитывать сбег бревен (естественное изменение размеров поперечного сечения по длине ствола). Величина сбега принимается равной 0,8%.

Расчет таких элементов на прогиб и на продольный изгиб может вестись по сечению, расположенному в середине расчетной длины элемента; расчет на прочность ведется по сечению с максимальным изгибающим моментом.

6. При проектировании деревянных конструкций следует учитывать деформативность (податливость) сопряжений их элементов, оказывающую влияние как на деформации, так и на запас прочности конструкции. В целях уменьшения влияния чрезмерных деформаций, вызывающих значительные дополнительные напряжения, всем конструкциям должна придаваться, как правило, достаточная рабочая высота.

При расчете статически неопределимых конструкций, а также статически определимых конструкций пониженной (по сравнению с минимальной допустимой) высоты необходимо учитывать влияние деформаций (сдвигов) в сопряжениях их элементов. Расчетные значения деформаций (сдвига под допускаемым усилием) в сопряжениях элементов из воздушно-сухой древесины в защищенных сооружениях могут быть взяты из табл. 10.
Таблица 10

 

Сопряжение
Деформация в мм
Торец в торец
1,0
На врубках и продольных деревянных шпонках
1,5
На зубчато-кольцевых шпонках, поперечных дубовых шпонках, деревянных
и металлических нагелях и гвоздях
2,0
Примыкание поперек волокон
3,0

Для полусухой древесины расчетные значения деформаций в сопряжениях увеличиваются на 50%.

7. Напряжения, возникающие в деревянных конструкциях от изменения температуры древесины, а также от ее усушки или разбухания вдоль волокон, при расчете могут не учитываться.

8. Безраспорные (балочные и арочные с затяжкой) конструкции, пролет которых не превышает 30 м, проектируются с неподвижными опорными частями. При пролетах, превышающих указанный предел, рекомендуется делать одну из опор подвижной (на катках, качающейся стойке).

При проектировании безраспорных конструкций пролетом более 30 и без подвижной опоры необходимо учитывать воздействие на стены, колонны и т. п. сил, являющихся следствием удлинения нижнего пояса (затяжки) конструкции. Величина и направление (в обычном случае — горизонтальное) этих сил определяются из расчета статически неопределимой системы, образованной опорами и стоящей на них конструкцией. При наличии металлических затяжек учитываются их температурные деформации. В случае конструкций с повышенной затяжкой указанную проверку следует делать при пролетах их, превышающих 20 м.

изготовление деревянных конструкций

При возможности скольжения конструкции по опорной плоскости расчет стен, колонн и т. п. должен производиться на силу, не превышающую силы трения, приложенной в опорных плоскостях и равной 0,6 А, где А — опорная реакция конструкции. Необходимо при этом предусматривать такие опорные части деревянной конструкции, в которых действие сил трения не Вызовет значительных деформаций или расстройства сопряжений.
Разгружающее влияние стен, колонн и т. п. на уменьшение усилий в нижнем поясе и других элементах безраспорных конструкций, как правило, не учитывается.

9. При парной (сдвоенной) расстановке конструкций или при значительной ширине их верхнего пояса следует центрировать опирание балок или прогонов при помощи специальных подкладок и т. п. во избежание перегрузки одной из конструкций или отдельных ветвей верхнего пояса.

Рекомендуется по возможности назначать крайние пролеты консольно-балочных и многопролетных прогонов равными 0,8 величины средних пролетов во избежание перегрузки несущих конструкций, расположенных между первым и вторым пролетами, а также во избежание необходимости увеличивать поперечное сечение прогонов в крайних пролетах.

10. Прогоны должны плотно и прочно закрепляться на верхнем поясе конструкций для предотвращения выхода пояса из плоскости системы. Закрепление может осуществляться например небольшой подрезкой концов разрезных массивных прогонов или нашивкой по нижним кромкам прогонов коротышей, плотна обжимающих пояс (рис. 7).

крепления для деревянных конструкций

11. Усилие, действующее в отдельной ветви составного стержня, определяется в зависимости от количества и размеров связей, прикрепляющих данную ветвь. Необходимо стремиться к равномерному распределению осевых усилий между отдельными ветвями стержней путем соответствующего их конструирования.

Не следует применять узлы, стыки и другие соединения, в которых прикрепление элементов осуществляется с помощью двух или более параллельно работающих типов сопряжений различной жесткости. (например гвозди и кольцевые шпонки). Не следует также применять сопряжений, в которых часть элементов соединена непосредственно, а часть — двустепенно, с введением в работу промежуточных элементов и связей (рис. 8).

монтаж деревянных конструкций

12. Стыки сжатых поясов следует располагать вблизи от узлов, закрепленных связями от смещения из плоскости системы. Устройство стыков в крайних и примыкающих к коньку панелях, как правило, не допускается.

Сжатые стыки рекомендуется осуществлять непосредственно лобовым упором элементов (торец в торец) с постановкой достаточно жестких накладок и прокладок, длиной не менее трехкратной ширины соединяемых элементов и не менее чем на двух болтах с каждой стороны тыка (рис. 9).

соединения деревянных конструкций

13. Конструкция стыков растянутых элементов должна обеспечивать осевую (без эксцентриситета) передачу растягивающего усилия. Следует избегать всякого рода ослаблений дощатых растянутых элементов, особенно по кромке, а также несимметричного расположения ослаблений относительно оси элемента. В несимметрично ослабленных по пласти растянутых элементах необходимо добиваться погашения изгибающего момента от эксцентричного действия растягивающей силы путем постановки прокладок и стяжных болтов.

14. Элементы конструкций должны быть стянуты болтами, особенно в узловых и стыковых соединениях. Диаметр dδ стяжных болтов назначается в зависимости от мощности соединяемого пакета, но не менее 1,2 см. Шайбы стяжных болтов должны иметь размер сторон или диаметр не менее 3,5 dδ и толщину не менее 0,25 dδ.

15. Все деревянные элементы инженерных конструкций следует делать, как правило, строгаными, учитывая в расчете сечения обработанного материала (в чистоте).


Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с Условиями

ЕЩЕ СТАТЬИ ПО ТЕМЕ