Автор: Иванов В.А.
Теги: строительство строительные конструкции учебник деревянные конструкции
Год: 1956
Текст
ДЕРЕВЯННЫЕ
конструкции
Ленинград-1956
в Ф ИВАНОВ
ДОКТОР ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК.
ДЕРЕВЯННЫЕ
КОНСТРУКЦИИ
- I 9 5 6 - М о с
рецензенты — кафедра деревянных конструкций Московского инженерно-
строительного института и профессор, доктор технических наук
П. Ф. Плешков
Научный редактор — кандидат технических наук, доцент Е Н. Квасников
В учебнике рассматриваются вопросы
проектирования, изготовления и эксплуатации деревянных
конструкций применительно к программе инженерных
сооружений и строительных конструкций для
специальностей «Городское строительство и хозяйство и
«Сельскохозяйственное строительство», утвержденных
Министерством высшего образования СССР.
Расчеты конструкций изложены в соответствии со
Строительными нормами и правилами (СНиП), а
также Нормами и Техническими условиями
проектирования деревянных конструкций (НиТУ 122-55),
утвержденными Государственным комитетом Совета Мини*
строе СССР по делам строительства для
обязательного применения.
Учебник может служить пособием для студентов
других факультетов строительных вузов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В учебнике излагаются вопросы проектирования,
изготовления и эксплуатации деревянных конструкций применительно к
программам факультетов «Городское строительство и хозяйство>,
«Сельскохозяйственное строительство» и других факультетов
строительных вузоэ, студенты которых изучают курс деревянных
конструкций по сокращенной программе.
В учебнике учтены требования Строительных норм и правил
(СНиП) и новых норм проектирования деревянный конструкций
(НиТУ 122-55). В нем разъясняется сущность метода расчета
инженерных конструкций по предельному состоянию, излагается сам
метод и приводятся примеры расчета деревянных конструкций по
этому методу.
Уделяя главное внимание рассмотрению новых
прогрессивных сборных конструкций заводского изготовления, автор не
считал В03М0ЖИЫ1М обойти некоторые старые конструкции, с
которыми инженеру придется встретиться в отдельных случаях на
постройке и при эксплуатации зданий.
При составлении учебника использован курс деревянных
конструкций под редакцией профессора Г. Г. Карлсена,
многолетний опыт учебно-методической и научно-исследовательской
работы кафедры деревянных конструкций Ленинградского
инженерно-строительного института, а также материалы проектных и
строительных организаций.
ВВЕДЕНИЕ
Дерево является одним из первых строительных материалов,
которые человек применил для постройки жилищ, мостов и
других сооружений К 1лавным преимуществам дерева относятся
малый вес, ле1 кость фанспортировки и обработки, высокая
механическая проч1 ость, малая звуко- и 1еплопроводность и, па-
конец, выразительное1Ь рисунка
В доисторическую эпоху человек каменным топором
обрабатывал дерево м использовал его для своих построек
Деревянные сооружения, которые были возведены с помощью
каменного топора, известны под названием «свайных
построек».
В дальнейшем дерево продолжали применять для постройки
жилищ, оборонительных и других сооружений, состоящих из
простейших элементов в виде балок, стоек и частокола из
заостренных бревен
С появлением специалистов — плотников, «городников» и
«мостовиков», как называли их раньше, строительаво все более
совершенствовалось как в отношении конструкций, так и в
отношении повышения темпов их постройки
Выдающимся для своего времени примером возведения
деревянных сооружений служит город-крепость Свияжск, под
Казанью, осуществленный в 1551 г Город «рубили» зимой в
Угличском уезде за 1 000 км от Казани После пробной сборки части
сооружения бьпн отправлены сплавом по Волге к устью р Свняги
Здесь в течение месяца на высокой горе iiocTpoiiKa была
собрана Руководителем работ был одни из основоположников
сборного строительства — русский зодчий («юрододетец») Иван
Выродков.
Постройка свияжских укреплений представляет образец
скоростного сборного строите.'1ьства из дерева Такое строительство
проводилось и при Петре I
Остатки рубленых крепостных сооружении сохранились и по
настоящее время Под г Архангельском (рис 1, 2) была
сооружена ограда Пнколо-Карельского монастыря, похожая внешне на
оборони 1ельное сооружение, особенно своей башней,
построенной в конце XVIII века
Древнерусское деревянное зодчество, как можно судить по
дошедшим до нас сооружениям, отличалось выразительностью
архитектурных форм, постройки отличались высоким качеством
исполнения. В великолепных храмах — шатровых, клетских, кубо-
ватых. многоглавых, ярусных, сохранившихся в Северных райо-
ЫФ=г-1— I I I
0 12 3 СаЯс.
Рис. 1. Главная башня Николо-Карельского монастыря.
Фасад
нах (рис. 3, 4, 5), — воплощены наилучшие традиции русского
деревянного зодчества, исключите^чьио высокого плотничного
мастерства и художественной одаренности русского народа,
умение правильно решать сложные строительные задачи.
Главным орудием в те далекие времена был топор, которым
бревна обрабатывали, раскалывали клиньями на доски и бруски,
тесали, делали пазы\ и гнезда, рубили срубы. Топором рубили
избы, хоромы, храмы и другие сооружения Пты и друшс
инструменты на наиболее крупных постройках начали
применяться в XVI—XVII веках
Интересным примером русского инженерного искусства
первой половины XVIII века являются гидротехнические
сооружения Вышнсвочоцкой системы, реконструированной в 1772 г
: 2 Разр«
5 Саш
Д в Мплееву)
М И Ссрдюкоиым, аеревяниые hi позы Ладожскою uanaia, по-
С1роеппые в 173! г
Почьшим вкчадом в развитие инженерных дсрсвяиныч кон
струкцип бы'| проект моста через Неву, сосгавлсиныГ!
выдающимся р\сским мечанпком Иваном Петровичем Кулибиным По
его проекту мост должен быт преде 1ав1ять собой решетчатую
конструкнию с пролетом 140 сажен (окою 300 м) Для
определения очертания арки моста н >сп1ий в отдельных частях
конструкции Кутибин нровет оригинальные эконерименты, которые
назва I '<неревочиымн оныгами»
Для проверки предложенного Кулибиным проекта на
модели в Vio натуральной величины моста в 1776 г в Российской
Академии наук была образована специальная комиссия, в
которую вошли академики Леонард Эйлер, С К Котельников и др
Испытание модели полностью подтвердило техническую
возможность постройки грандиозного но тому времени деревянного
моста (рис 6).
Проф Д И Журавскип в 1859 г писал в «Вестнике
промышленности» «Па модели моста Кулнбина печать гения, она
построена по системе, признаваемой новейшею па>кою сахюй
рациональной, мост поддерживает арка, изгиб ее
предупреждает раскосная система, которая по неизвестности того, чго
делается в России, называется американскою» Проект Кулибина
так и не был осун;ествлен Модель моста была выставлена для
обозрения в Таврическом саду в Пе1ербурге Общсс1венио-эко-
иомичсские условия России юго времени не позволили
осуществить смелые замыслы Кулибина
В дореволюциоииой России многие несущие деревянные
конструкции, НС исключая и \rocrou, строились преим\щественно из
бревен и брусьев в виде балочных, подкосных и шпренгельных
систем, а также в виде арок из брусьев н досок Примером
наиболее крупных конструкции, на которых лежит печать высокого
Рис. 4. Продольный разрез церкви Покрова под Вытегрон
Рис 5 Трапезная церкви в Пучуге (по А. Бобринскому)
мастерства русских плотников конца XVIII н начала XIX веков,
служат сохранившиеся до нашего времени покрытия манежей
Покрыт не б Михайловского манежа (ныне Знм)1сго стадинжт
Ленинграде), построенное по проект у apx)iieKTopa СТ Соко юв
?^
в конце XVin века, было основано на двускатных деревянных
фермах пролетом 38,60 м, преде [авляющнч слож)1ые "подвесные
системы с перекрестными раскосами (рис 7)
Конструкция покрытия манежа в Москве была построена в
начале XIX века (в 1817 г) в виде подвесной системы с
пролетом 49,6 м (рис 8)
Подобные конструкции встречаются и в других манежах, в
нескольких залах здания Горного института в Ленинграде,
построенного в 1806 г архитектором А Н Воронихиным Подобные
конструкции применены для покрытия Колонного зала Дома
Союзов в Москве и др
Рис 8 Деревянное покрытие Московского манежа
Выдающимся образцом пространственной деревянной
конструкции, выполненной из брусьев, служит шпиль здания
Адмиралтейства в ЛениН1раде высотой 72 м, сооруженный по проекту
архитектора И К Коробова в 30-х годах XVIII века (рис 9).
Конструкция шпиля Петропавловскою собора, построенного
в 1722 г, после пожара, вызванного ударом молнии в 1756 г,
была заменена деревянной конструкцией, выполненной по проекту
архитектора Бауера, и простояла около 100 лет, пока не
была заменена металлической При сооружении Исаакиевского
собора и Александровской колонны в Петербурге потребовались
специальные леса и конструкции портальных кранов для подъема
и установки тяжелых, до 100 т каждая, гранитных колонн
Исаакиевского собора и Александровской колонны весом в 600 m
(рис 10)
Дальнейшее развитие деревянных «ояструкций связано с
именем чзвестного русского nnavenepa н ученого Дмитрия
Ивановича Журавского (1821 — 1891 пг), который разработал
теорию расчета деревянных мостовых ферм с металлическими
тяжами по образцу ферм Гау Эту теорию Журавский применил
при проектировании мостов па железнодорожной магистрали
между Петербургом и Москвой (1845—1848 гг) Он
улучшил конструкцию ферм, установил, как распределяются усилия
между шпонками в составных балках, вывел формулу для
расчета из1ибаемых брусьев на скалывание. Свои теоретические
|шап
1
Щ
шаш
Ц^
D
^S n
Рис 9 Дерев
г."
конструкция шпнля
скок башни
Рис 10 Деревянная конструкция
портального крана для подъема Александровской
колонны в Петербурге
о—общиП вид, б—дета л крана
выводы Д и Журавский подкреплял обстоятельно
проведенными исследованиями механических характеристик древесины
сосны, а также испытаниями моделей конструкций
Идею создания иеразрезных деревянных ферм Журавский
блестяще осуществил при сооружении деревянных
большепролетных мостов и в особенности при постройке знаменитого
Мстннского моста, применив неразрезные дсвятипролетныс
решетчатые деревянные фермы каждая пропетом 61 м Мстниский
мост является выдающимся сооружением 'как'повеличине пролета,
так и по высоте деревянных с наружной обшивкой опор (рис 11).
Л1ногое сделал для развития пространственных систем
деревянных конструкций видный представитель русской науки и
техники Владимир Григорьевич Шухов (1853—1939 гг) Он
впервые спроектировал н построил легкие и экономичные
деревянные сетчатые своды в нескольких павильонах Нижегородской
промышленной выставки в 1896 г Эта оригинальная конструкция
состояла из нескольких взаимно пересекающихся под углом
слоев тонких гнутых досок, уложенных плашмя и связаиньвх
между собой гвоздями Устойчивость сводов была обеспечена
стальными затяжками и тяжами, установленными в
направлении хорд (рис 12)
Подвергнутая дальнейшему совершенствованию, указанная
конструкция получила затем широкое применение в
отечественном и зарубежном строительстве в виде двойных гнутых и
сетчатых сводов
Изобретенная Шуховым оригинальная конструкция
водонапорной башни в виде гиперболоида выполнялась затем не только
13
из стали, ио и из дерева (при постройке водонапорных башен и
градирен).
В Г. Шухов умело использовал дерево для постройки
различных сооружений, достигая при этом значительной экономии
материала и снижения затрат труда Следует отмстить, что в
1921 г В Г Шухов впервые провел эксперимент с деревянными
трубами клепочной спстемьр, скрепленных стальными хомутами,
в ходе которого он в простой и доступной форме установил
закон сопротивления деревянных груб раньше, чем в других
странах, наметил пути практического применения их в
строительстве
Нельзя не упомянуть о русском инженере В А Защуке,
который накануне первой мировой войны спроектировал и
построил самые большие для того времени деревянные эллинги
пролетом 40 и длиной 123 м Конструкция состояла из трехшар-
нирных деревянных решетчатых арок, установленных на
деревянные козлы (рис 13)
Грандиозный масштаб и небывалые темпы промышленного,
гражданского и сельского строительства, начавшегося в нашей
стране после победы Великой Октябрьской социалистической
революции и особенно в годы первых пятилеток, потребовали
от ученых и инженеров разработки новых видов деревянных
конструкций и способов соединения их элементов, а также
глубокого изучения физико-механических характеристик
древесины', создания рациональных методов расчета сооружений,
конструирования и составления норм
14
в развитии деревянных конструкций в СССР большая роль
принадлежит коллективам многих научно-исследовательских
институтов (Центрального научно-исследовательского института
промышленных сооружений, Центрального
научно-исследовательского института механической обработки древесины, Академии
наук УССР и др), высших учебных заведений (Московский и
Ленинградский инженерно-строительные институты,
Военно-инженерная академия и др),
проектных и строительных
организаций (Промстройпроект
и др.) и отдельным ученым
(П. Я. Каменцсву, Г Г.
Карлсену, Ф П. Белянкину, 10 М
Иванову и др.)
В 1923—1925 гг в Москве,
Ленинграде и других городах
Советского Союза появились
первые конструкции из досок,
скрепленных гвоздями
Следует ирн этом отметить,
что деревянные конструкции
выполнялись в тот период пре-
имушсственно с узловыми
соединениями на гладких
кольцевых шпонках Несколько
позже появились конструкции из
досок на гвоздях в виде
двутавровых балок и рам с перекрестной дощатой стенкой Широкое
распространение получили также фермы из досок на гвоздях с
криволинейным верхним поясом и дощатые арки различных
систем.
Развитие указанных конструкций решетчатых ферм на
гладких кольцевых шпонках и сегментных ферм на 1воздях
позволило создать трехшарнирныс арки пролетом до 60 ж
В 1930 г инженер В. М Скворцов предложил
комбинированные металло-деревянные фермы арочного типа С 1932 г
получили распространение брусчатые составные балки на
пластинчатых нагелях, а затем разработанные В С Деревягиным
и сборные металло-деревянные фермьр с верхним поясом,
составленным н.э таких балок
В 1930—1935 гг появились пространстве1Н1ые деревянные
конструкции из досок на гвоздях в виде двойных гнутых сводов, а
также тонкостенных и ребристых оболочек, цилиндрических и
складчатых покрытий, башен и куполов Эти новые виды дерг-
вянных конструкций были созданы благодаря трудам советских
ученых В 3 Власова, А А Гвоздева, развивших технику
расчета оболочек, что дало воэможность на этой основе ввести
новые принципы конструирования пространственных систем дере-
15
А Защукз
конструкций, разработанных Г Г Карлсеном, М Е.
Каганом, П И Ершовым и др
Несмотря на большой интерес, который вызвали эти
конструкции оболочек, в дальнейшем они все же не
получили широкою распространения При пролетах в 50—
100 м влияние собственною веса конструкции оказалось
настолько значительным, что примснепне в ней гвоздевых
соединений вследствие ползучести и больших прогибов было
нецелесообразным
Большая трудоемкость постройки оболочек, возможность
загнивания и трудность расчета также ограничивала широкое их
применение в строительстве
Опыт эксплуатации деревянных конструкций, построенных в
годы первых пятилеток, показал, что некоторые из них вследствие
применения недоброкачественного лесоматериала и
неквалифицированного исполнения оказались недостаточно прочными и
долговечными
Большой опыт проектирования, строительства и
эксплуатации позволил определить пути повышения качества различных
деревянных конструкций и область их оптимального
применения Этому
способствовало и другое важное
обстоятельство В
результате большой работы,
проделанной по оснащению
строительства
разносторонней техникой, а также
благодаря реконструкции
па широкой технической
основе
деревообрабатывающей и лесной
промышленности качество и обра
ботка пссоматериала по-
высичись, появилась
возможность перехода к индустриальным методам нзгоювления
деревянных конструкций
В Советском Союзе стали широко применяться
балки и фермы системы В С Дсревягина (рис 14),
конструкции сетчатых сводов с узлами на врубках системы С. И
Песельника (рис 15), каркасные и щитовые деревянные конструкции
Благодаря работам Г Г Карлсена, А В Губенко и др внедрены
в СССР клееные конструкции (на водостойких клеях) в виде
двутавровых баюк из досок и балок с фанерной стенкой, а также
арок и ферм с элементами из клееных блоков, с использованием
в них обычною и маломерного пиломатериала (рис 16 и 17) Эти
конструкции лучше других были приспособлены к условиям
заводского
Всемерно развивающаяся промышленность домостроения
вместе с многочисленными цехами для ивготовления различных
теплоизоляционных материалов должна послужить базой и для
15 Круж!
ю сетчатый свод с
л С И Песельника
opi аинзации производства инженерных деревянных конструкций
При выборе
деревянных конструкций
С1едует считаться с
местными условиями
В тех районах, где дре-
Bei iiHji имеется в изо-
бтим, могут и сейчас
найти применение
деревянные конструкции
Для центральных без-
lei ны.\ |)аноиов
следует выбирать траиспор-
габельныс конструкции
(авидского изготовле-
чия, выполненные из
досок, брусьев и клееных блоков
Дальнейшее развитие деревянных конструкций в СССР оп-
|)еделяется директивами XX съезда КПСС об увеличении
производства пиломатериалов и различных строительных деталей,
о дальнейшем развитии комплексной механизации лесозаготови-
ГС.1Ы1ЫХ работ и строительного производства, о широком
внедрении новой техники в целях снижения стоимости, улучшения
качества и сокращения сроков строительства
16 Клееные дсреня
2-В Ф ИМНО!
17
Отечественная школа деревянных конструкций, имеющая
богатый опыгг и немалые достижения, насчитывающая тысячи
замечательных ученых, инженеров, располагающая всеми возможно-
Рнс 17 Общий вид деревянного покрытия на клееных арка\
стямн ДЛЯ успешной творческой работы, может и должна решить
стоящие перед ней задачи
Раздел первый
ДЕРЕВО-КОНСТРУКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ
ДРЕВЕСИНА, ПРИМЕНЯЕМАЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
§ I ОТБОР ДРЕВЕСИНЫ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНЫХ КОНСТРУКЦИИ
Преобладающее значение в строительстве деревянных
конструкций в СССР имеют хвойные породы, в первую очередь coi
на н ель, а затем — мн.чта н кедр Эго объясняется главным o6p.i-
80М тем, что хвойные породы занимают в нашей стране почти
75% всей площади iccob, распоюжснных в умеренном
климатическом иоясе
В интересах экономною расходования указанных выше
древесных пород «Технические правила но экономному
расходованию металла, леса и цемента в строительстве» (ТП-101-54)
рекомендуют применять д 1я тех же целей и древесину других
пород — осниу, березу, ольху, лину и тополь (см
приложение 16)
Для обеснечення прочности элементов инженерных
конструкций отбор лесоматериалов проводится в зависимости от вида
напряженного состояния элементов (растянутые, сжатые,
изгибаемые, внецентренно растянутые и внецентренно сжатые)
В связи с этим устанавчиваются дополнительные требования к
песоматерналам в отнощенин допустимых пороков (см
приложения 1 и 15) Причем наиболее высокие требования предъяв-
1ЯЮ1СЯ к качеству материала, испотьзуемого для растянутых
этементов, менее высокие —к матернатам, предназначенным для
сжатых и изгибаемых элементов, и полижеиные требования — к
материалу для неотве1Ственных элементов (настилы и
обрешетки иод кровлю), повреждение которых не нарушает целостно
сти конструкции Для удобства целевого огбора материала на
lecHbix складах необходимо ограничить число типоразмеров и
Д.1Я пиломатериалов С этой целью введен сокращенный
сортамент сечений П1помагс|)натов (см приложение 2)
Необходимо иметь в виду, что 30% высокосортных и 70%
матсриа.'юв обычного качества может быть получено из
комлевой части CTBoia, а in остачьной части — только 2%
высокосортных материя 10В
2* 10
в дополнение к качественному отбору лесоматериалов рско-
¦мендуется проводить контроль прочности частей древесины
путем лабораторных испытаний малых стандартных образцов
Прочность древесины сосны н елн должна быть не менее
300 кг/см? при сжатии вдоль волокон и 500 кг/сл^ при изгибе
При отсутствии возможности испытать образцы в
лаборатории применяются полевые методы испытаний древесины, к
которым относится огнестрельный способ К П Кашкарова и лр
§ 2 НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ
ДРЕВЕСИНЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИИ
А. Влажность древесины
Влажность древесины определяется количеством водьг,
которая в ней содержится, в процентах от веса древесины Влага,
которая заполняет в древесине внутренние пустоты (каналы,
сосуды, полости клеток, межклетчатое пространство), называется
капиллярной или свободной, а влага, пропитывающая
оболочки клеток, — гигроскопической или
связанной
Свежесрубленная древесина, находящаяся на открытом
воздухе или в помещении, постепенно теряет влагу, причем виачаче
испаряется свободная влага, а затем и связанная Самый
процесс высыхания древесины начинается с поверхности, с пос it-
дующим за этим перемещением наружу внутренней влаги
Поэтому распределение впаги в древесине в процессе ее высыхания
не будет равпомерньгм.
Влажность древесины постепенно приходит в состояние
равновесия по отношению к окружающей среде, в которой сна долго
находится Этим и объясняется благоприятная сушка
древесины в штабелях на открытом воздухе или под навесами
Продолжительность сушки, например, досок с влажностью от 30 до
20% в зависимости от времени укладки их в штабели под
навесом можно определитыю графику (рис 18) Из графика видно,
что наиболее эффективная сушка досок при указанных
условиях происходит в теплое время года — в нюне —
августе
Изменение влажности древесины на единицу длины (по
толщине и ширине доски) называется градиентом
влажности На рис 19 показана кривая распределения влажности {А)
в начальной стадии, когда снаружи доска уже просохла, а внутри
ее осталось до 50% влаги
Нижняя линия (С) соответствует почти абсолютно сухому
состоянию доски на поверхности Средняя линия (В) характеризует
распределение влажности в момент, когда влагонасыщеиность
внутренних слоев остается почти неизменной
Высыхание древесины прекращается только в том случве>
когда влага в древесине распределяется равномерно, а величина
влажности будет соответствовать температуре и влажности
окружающего воздуха Такое состояние древесины и называется
равновесным, а влажность ее — равновесной или устойчивой.
Таким образом, каждому сочетанию температуры и влажности
воздуха будет соответствовать определенная влажность древе-
снпы, практически не зависящая от ее породы
Когда стенки клеток будут насы- ^
щены влагой, а полости заполнены '^'^\_
воздухом, величина влажности,
определенная по отношению к весу
абсолютно сухой древесины, находится
в пределах от 25 до 35% и в
среднем равна 30% (при / = 20°) Такая
N
м
\
\
S
л
ч\
1 '1
1._
_^
-2-
S--
I р<|ф||К для ориентировочного
синя продолжительности сушки
досок в сутках
стаями лроцссса сушки
степень влажности называется точкой насыщения
волокон Свойство древесины поглощать пары воды из окружающего
воздуха называется гигроскопичностью Количество по-
I пощаемой влаги зависит от температуры и влажности воздуха и
может быть определено по диаграмме (—•:>—W (рис 20). Зная
заранее условия, в которых будет находиться древесина
(влажность и температуру), можно будет определить необходимую
равновесную влажность лесоматериала (и^'%) График показывает,
21
что чем больше влажность воздуха и чем ниже его температура,
тем выше влажность древесины Поглощение и отдача связанной
влаги имеет большое практическое значение, так как всякое
изменение количества этой влаги вызывает изменение линейных
размеров конструктивных элементов
Температура Воздуха в 'li(t)
Б. Усушка, коробление, растрескивание, разбухание
Уменьшение линейных размеров и объема древесины при
высыхании называется усушкой древесины
Испарение из древесины свободной влагн происходит
сравнительно быстро и не 'Вызывает уменьшения размеров, а приводит
только к уменьшению ее веса Испарение же связанной влаги
происходит значительно медленнее и сопровождается усушкой
древесины Последняя начинается с того момента, когда
влажность древесины станет меньше точки насыщения волокон
Усушка от точки насыщения волокон до абсолютно сухого
состояния называется потной усушкой. Попная линейная усушка
вдоль волокон составляет 0,1—0,3% Усушка волокон в
радиальном направлении достигает 3—6% и тангенталыюм — 6—12%
Объемная усушка в среднем равна 12% (рис 21)
Вследствие разтнчня ко'*(рфициентов усушки в тапгснтальном
Ш—3
Рис 21 Три ос-
: плоско-
разрсза
дерева
и радиальном направлениях в годовых слоях возникают
растягивающие напряжения, в результате которых появляются
радиальные трещины, уширяющиеся от центра к периферии Если указаы-
ные напряжения не перешли своего предела, трещины не
появляются, а вместо них с течением времени возни-
Kaei коробление
В пиломатериалах годовые кольца перере-
заньг, поэтому они трескаются под влиянием
естественной сушки обычно меньше, чем бревна
Процесс образования сердцевинных
продольных трещин в досках может быть
объяснен неравномерной усушкой поперек вонокон
заболоиной и ядровой частей досок
Крайние заболонные кромки доски
усыхают сильнее, чем ядровая часть в направлении
волокон Это приводит к тому, что средняя,
слабая часть доски стремится уменьшить свою
длину Возникающие при этом в обоих
кромках доски в поперечном направлении растяги
вающие напряжения вызывают в наиболее
опасном сечении доски со слабой древесиной, с
сердцевинной трубкой, разрыв и появление
продольной трещины _
Торцовые трещины являются результатом Ьадвальяыа 5-
того, что концье досок, брусьев и бревен высы- таитотльныи
хают раньше, чем средняя часть Быстрота высыхания торцов
настолько значительна, что уже в самом начале процесса
высыхания они доводят процент влажности ниже точки насыщения (см
рис 19, линия а — а), когда в части доски или бруса, более
удаленной от конца, имеется
еще избыток свободной воды
В соответствии с этим торцовая
часть начинает усыхать,
сжиматься, а следующая за ней
часть препятствовать усушке
Развивающиеся при этом
усилия в отдельных случаях
вызывают трещины на концах
досок, брусьев и бревен Эти тре-
щннье обычно направлены в
радиальной плоскости доски при тангентальной распиловке и по
кромке для досок радиальной распиловки (рис 22).
С увеличением плотности и, следовательно, объемного веса
древесины размеры усушки увеличиваются Поэтому величина
усушки в радиальном и тангентальном натгравленнях будет
больше у летних годовых слоев, чем у весенней древесины Эти
различные величины усушки и приводят к короблению досок
Рис 22 Горновая трещина в
Разбухание древесины представляет собой явление, обратное
усушке, и заключается в увеличении размеров древесины при
поглощении ею влаги, пропитывающей оболочки клеток до точки
насыщения волокон Дальше указанного предела разбухания не
будет
Рис 23 Коровлепие древесины
-бревна; б, в—нзыененне размеров н формы поперечного
усушки (в продольном направленпн 0,1—0J' , по рад|
В. Объемный вес
Объемный вес древесины в конструкциях приводится в табл. 1.
с древесины в конструкциях в Kzjjfi
Породы древесины
Хвойные
Сосна, ель. кедр, пихта . . .
Лнственннца . . , .
Твердые лиственные
Дуб, бук, береза, ясень, клен, граб,
акация, вяз, ильы .
Мягкие лиственные
Оснна, тополь, ольха, липа
06ъ1
уоижнсиия
500
65(t
700
500
T^j^sr-
=V.
600
800
800
600
щ.
850
900
lOOO
850
г. Коэффициент линейного расширения
Коэффициент линейного расширения древесины а весьма мал
и при проектировании деревянных конструкций с ним не
считаются
§ 3 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ
Механическая прочность древесины зависит от многих
факторов породы, строения, объемного веса, температуры, влажности
н др Напряжение, соответствующее максимальной нагрузке,
называется пределом прочности.
Средние округленные значения пределов прочмости древе
сины для сосны н ели при влажности 15% приведены в табл 2
Средине значения предела прочности и средние вариационные
коэффициенты > свойств древесины сосны и ели
Оиа напряженного состаяина
Из1нб статммескнй
Скалываннс влоль волоком
Предел прочности
^.Ге-
к
Иск
.Лм^
по
10U0
4П11
68
Hue К09Ф41Н
15
20
13
20
Модуль упругое! и древесины вдоль волокон
независимо от породы ее принимаегся прн определении деформаций
конструкции, защищенных от увлажнения н нагрева и находящихся
под воздействием постоянной и временной нагрузок ?=
= 100 000 кг/сл2
При повышенных влажности н температуре, прп воздействии
на конструкции только постоянной нагрузки величина модуля
упругости принимается как произведение указанной выше
величины на следующие коэффициенты при кратковременном
увлажнении древесины с последующим ее высыханием — 0,85, при
воздействии устаповившенси температуры воздуха в пределах от 35
до 50° (например, в производственных цехах), а также при
воздействии постоянной нагрузки — 0,80 (см табл 6)
Неоднородность строения древесины и зависимость ее свойств
ог различных факторов значительно затрудняют изучение ее
механических характеристик Существенным обстоятельством при
механических испытаниях древесины является влияние скорости
загружсния Чем быстрее повышается нагрузка, тем большим
оказывается преде-'i прочности С другой стороны, этот предел
уменьшается прн длительном действии нагрузки
При выдержпванмп образца под нагрузкой наблюдается
постепенный рост деформаций, киторын со временем прекращается
(затухает), если нагрузка не превышает определенного предела
При снятии нагрузки часть деформации исчезает, а другая
постепенно уменьшается (затухает) Описанное явление называется
упрушм последействием, а предел нагрузки, дальше которого это
явление не наблюдается, называется пределом длите 1ьпого со-
иротив 1ения древесины
Пел» нагрузка превзойдет указанный предел, то рост
деформации не прекратится, образец через некоторое время разруштся
Процесс непрерывного роста деформаций при постоянной
нагрузке называется но тзучесгью, а этап ползучести, при
котором наблюдается установившаяся (равномерная) скорость
деформации, называется пластическим течением
Явления упругого последействия и ползучести усиливаются
1ри увеличении напряжения, влажности и температуры
С лрсдыдущим явлением тесно связано наблюдаемое
уменьшение внутренних напряжений при постоянной де<|)ормации,
получившее название релаксации
Явление последействия можно наблюдать на деревянных
балках перекрытий, которые при длительном действии нагрузки
дают с течением времени прирост деформаций. Указанное
влияние времени вносит существенные поправки в результаты
обычных лабораторных испытаний древесины Учет этнх явлений
также необходим при рассмотрении изменяющихся во времени
внешних воздействий, как нагтример, вибраций, влияния быстрой
lai рузкн и разгрузки, подвижных нагрузок и т н
Ф П Белянкнн на основании исследований сопротивления
древесины во времени \станови i иов\ю механическую
характеристику, которую назвал предетом долговременного
ГСП роти в л ей ня древесины (/?„,)
5)та харакгсрипика явтястся нижним пределом прочности
(рсвесииы при длитетьном действии нагрузки Ил иострацией
(ависимисти сопротивления oi времени действия нагрузки служат
I рафики, состав пенные Ф П Пс (япкииым Па рис 24 показан
рафик длительною сопротивления для древесины сосны
Ф П Велянкин построил и кривые пластических
деформаций древесины при длительном тействин нагрузки На
рис 2* б показана зависимость пределов прочности от
длительной! действия Haip\3KH Всртикатьный участок диаграммы
деформаций (рис 24, а) отвечает моменту нагружеиия образца, первый
криво 1,шейный участок соотвегств^ет деформациям упругого
последействия, прямотниейный восходящий участок дна1раммы
отражает развитие тастических ^формаций при установившейся
скорости их (птастическос течение) и, наконец, восходящий
криволинейный учаскж диа1раммы представляет ускоренное
развитие де(|юрмаций, заканчивающееся разрушением обраща
Расчетное значение предела долговременного сопротивления
древесины определяется умножением предела прочности, полу-
'leHHoro при машинных испытаниях малых стандартных образцов,
на коэффициент долговременного сопротивления, который принят
ныне действующими
нормами для изгиба,
растяжения и сжатия
равным 0,66
Кроме сказанною
выше, на
сопротивление элементов
деревянных конструкций
оказывают влияние
различные пороки древе
сииы
При растяжении
деревянных образцов
строительных размеров
значг1тельпую роль
играет наличие сучков, их
величина и
расположение в сечении,
направление волокон, а
также размеры!
образцов, в результате чею
возникают
значительные колебания предела
прочности
Влияние сучков при
сжатии меньше, чем
при растяжении
Велико влияние сучков п
косослоя при изгибе
Небольшой сучок,
расположенный в растя
нутой зоне, может
снизить предел прочности
более чем в два раза
по сравнению с
прочностью чистой древе- Р„с 24
СИМЫ В бревнах это о-крипая дсфориоцнй do прсмсип /-при »0д.„
влияние отражается S «-при »<'>дл в-крнпая длительного сопротяв-
меньшей степени Па •"'""" *" """"
величину предела
прочности древесины при изгибе влияет также высота элемента и
форма его сечения', а также неоднородность строения древесины
сопротивление d
27
1100
900
800
SOO
500
300
гоо
wo
Sj
\
1
1
w
fk
1щЛ
Время
-Si
4.
n08^
V
^
.w
Унг/
л
г
W,5 "/
Si
&
ы
s
"оюго 40 50 80 I
я деревянных балок и
При исследовании напряженного состояния нагибаемою
элемента обычно предполагается изменение деформаций по высоте
сечения по прямолинейному закону, а соответствующие им
напряжения определяются из испытаний того же э.чемспта древесины
Рис 25 Смятие древесины поперек волокон
на сжатие и растяжение При этом модули упругости при сжатии
и растяжении в пределах пропорциональности, определяемые в
диаграмме «папряженпя —
относительные деформации» тангенсами углов па-
клона прямолинейных >часгков
диаграммы, незначительно отличаются один
от другого Разрушение при изгибе
обычно иаступаег or разрыва вочокон
с одновременным появлением признак.]
разрушения сжатых во юкоп в мнде
образования складок
Наиболее слабое со.чротивчение
оказывает древесина при сжатии или
смягии поперек волокон, когорое со
провождается значительными пласгп-
ческнми деформациями до «продела
> про"нсния древесины», после которого
происходит быстрый рост нагрузки
при замедценном росте деформаций
При расчете на смятие древесины
различают смятие по всей поверхности
поперек волоко», смятие поперек
волокон на части длины и смятие на ча
сти длины и части шн'рнны (рис 25)
При смятии под углом а (между на
правлением силы н волокон) величина
предела прочности с уменьшением угла
возрастает (рис 26)
Сопротивление скалыванию
поперек волокон и под углом к волокнам меньше, чем вдоль волокон
Наличие трещин, совпадающих с площадкой скалывания, снльн1;
Рнс 26
направления
сопротивление
древесины
снижает сопротивление скалыванию. Здесь следует различать
промежуточноескалыванне (рис 27, а, б, в) и од н о-
стороннее скалывание (рис 28, а, б. в) Напряжение
при промежуточном скалывании, как видно из рисунков на
эпюрах в, распределяется более или менее равномсрио по
площадкам скалывания Одмостороппее скалывание вызывает
неравномерные напряжения
Скалывание обычно сопровождается расщеплением или отры-
аом волокон древесины в поперечном направлении, нашчие
которого объясняется внецентрсммым действием скалывающей силы
на [иющадку скалывания (рис 28, а)
Влажность оказывает существенное влияние на механическую
прочное 1Ь древесины только до точки насыщения волокон, т е.
при влажности до 30% При сжатии, поперечном изгибе,
скалывании и смятии влияние влажности велико, а при растяжении
незначительно
Предел прочности при любой влажности для сравнения
приводится к одной стандартной влажности (в 15%) по формуле:
o„ = a^[\+a{W-l5)l
(1)
г о„,—искомый предел прочности при ^^=15%;
<Jw—предел прочности при данной влажности W%;
а— поправочный коэффициент иа влажность при
статическом изгибе, для древесины всех пород принимается
равным 0,04 и для скалывания вдоль волокон —0,03
При сжатии вдоль волокон он принимается для сосны
и лиственницы 0,05, а для ели, пихты и дуба — 0,04,
при растяжении вдоль волокон для лиственных пород —
0,015, для хвойных пород перечисление на влавкиость
не производится
При повышении температуры от 20 до 50°, со1ласна данным
Ф П Беляикина и II Л Леонтьева, предел прочности при
растяжении снижается на 12—15%, при сжатии—на 20—40% и при
скалывании—на 15—20% Модуль упругости также падает
с повышением температуры, при этом возрастает и деформация
древесины При температурах ниже нуля предса прочности прн
любой влажности повышается—при поперечном изгибе на 40%,
прн сжатии —на 30% и при скалывании — на 70% Древесина
при этом становится более хрупкой, отчего состротивленне
ударному изгибу снижается
С увеличением объемного веса при одной и той же влажности
предел прочности древесины повышается На прочность
оказывает свое влияние и ширина годичных слоев и содержание в ней
поздней, более плотной древесины Наблюдения показывают,
что чем выше процент поздней древесины, тем она прочнее; мел-
кослойная древесина будет прочнее крупнослойной, при наличии
не менее пяти-шести слоев на 1 см
§4 МЕРЫ БОРЬБЫ С ВРЕДНЫМИ ВОЗДЕЯСТВИЯМИ НА ДРЕВЕСИНУ
А. Способы защиты древесины от загнивания
Разрушение древесины от гниения при благоприятных
условиях происходит чрезвычайно быстро. Поражающие древесину
грибы отлнчают-ся 'большим разнообразием, начиная от почти
безвредных плесеней до весьма афессивиых разрушителей дре-
Грибы-разрушнтсли разделяются на три группы леей ы е,
складские (биржевые) и домовые Особенно хорошо
строители должны знать две поа1еднне группы
Складские грибы поражаюг срубленную дреиесииу, не
потерявшую еще соков, при хранении ее в лесу, на складах и при
транспортировке К складским грибам-разрушителям относится
столбовой гриб (Леццитсс сспнариа — Lenzilcs sepiaria),
который наиболее часто встречается в штабе.1яч бревен и
брусьев
Слаборазрушающне грибы окрашивают древсспн\ в
серо-синеватый цвет; к ним относятся и плесени, которые образуют на
поверхности древесины пушистые налеты, указывающие на
неблагоприятный для древесины температурно-влажностный режим,
который в да 1ьнейшем может привести к появлению более
опасных грибов
30
Опасные деревораарушающие i рибы поражают не только
древесину, 110 и древесново'юкнистые тнты, соаомит, камышит,
картон и др
К мим относятся грибы домовый (Мер^лиус лякриманс—
Merulius lacrimans), белый (Пориа вапар'ариа — Ропа vapo-
raria), пленчатый (Кониофора церебелла —Coniophora ccrebella)
и др. Пораженная этими грибами древесина является источником
заражения для всей окружающей древесины
Процесс развития грибов в древесине происходит лишь при
определенной влажности и температуре воздуха в среднем от
-1-5° до -1-25° Накболее благоприятствует развитию грибов
предельная влажность древесины, начиная с точки насыщения
волокон (для хвойных пород 30%) до 50—70% и выше в зависимости
от вида грибов Температура ниже 0° задерживает развитие
грибов, но ие убивает нх Отсутствие вентиляции, неподвижность
воздуха, окружающея-о древесину, при повышенной влажности
способе 1вуют размножению грибов
При гниении структура древесины изменяегся в одном
случае она приобретает различную окраску, физико-механические
свойства се меняются незначительно, в друшх случаях под
воздействием разрушающих грибов происходит значительное
уменьшение объемного веса и понижение механической прочности
древесины В последних стадиях гниения древесина становится тем-
нобурой или темнокоричневой и легко распадается на отдельные
призмы, расслаивается по годовым копьцам, почти полностью
теряет свою механическую прочность
Конструктивная ирофил;1К1Ика
Необходимо принять профилактические меры против
увлажнения древесины. Увлажнение может быть двух видов — и е п о-
средствеинос и конденсационное
Источниками непосредственною увлажнения являются прежде
всего ат.мосферные осадки и грунтовые воды, а затем и влага,
образуемая при эксплуатации, как, например, по всех помещениях
с «мокрым» технологическим процессом (прачечных, банях,
складах сырых продуктов н 1 п), при протечках в кровле и мытье
1ЮЛ0В и, наконец, при 'порчс сантехнического оборудования (во
допровода, канализации и т п )
Конденсационное увлажнение появляется при осаждении во
дяных паров, насыщаюишх окружающий воздух, на поверхно
стях с температурой ниже точки росы Конденсационная влага,
возникающая при периодическом и суточном колебании
температуры, относится к дифференциальной конденсации Появление
такой влаги наблюдается иа поверхности стальных соединений
конструкций н в особенности, когда они находятся в замкнутых
частях (как, например, на всех ста1ьных вкладышах и т п.), а
также в глухих стальны'Х башмаках (например, в опорных частях
конструкции)
Защита элементов деревянных конструкций от нешосредствен-
«ого увлажнения сводится, в основном, к устранению в кровле
протечек и организации правильного технического надзора за
состоянием конструкций при эксплуатации, к периодическим
внешним осмотрам их Действенным средством защиты от
дифференциальной конденсации является обеспечение свободного
проветривания указанных элементов конструкций Например, опорные
узлы ферм не должны наглухо заделываться в каменные или
бетонные стены
Для защиты от дифференциальной конденсации и грунтовых
вод в местах соприкасания деревянной конструкции с
бетоном, кирпичной или бутовой кладкой необходимо по слою
гидроизоляции уложить теплоизоляционный слой нз креозотированиой
древесины или двух-трех рядов рубероида, толя и других
подобных материалов
Для защиты деревянных конструкций в полах первого этажа
необходимо осущес1вить вентиляцию подполья путем установки
решеток с бортами и щелевых плинтусов
Для создания в пустошых деревянных конструкциях (стен н
перекрытий) правильного тспловтажностною (осушающею)
режима последние должны обладать теплоустойчивостью и
сопротивлением теплопередаче, соответствующими данной климатше-
ской зоне и иазначеяию здания При этом взаимное
расположение различных строительных материалов в конструкции должно
обеспечить .постепенное падение упругости аодяных паров
воздуха, проходящего через толщу конструкции в направлении от
более высоких температур воздуха внутри помещения к более
низким температурам наружною воздуха. Для предупреждения
образования в толще конструкции конденсата необходимо
предварительно проверить ее путем расчета Следует избегать
внутренних водостоков и световых фонарей с накюнным остеклением
Как правило, деревянные покрытия должны oL•ylцe^•тnлятьcя с
наружным отводом воды и без устройства фонарей
Кроме профилактических мер, применяются специальные
меры (аитисептирование) ио защите древесины oi загнивания
Литисептироваине
Срок действия антисептика зависит от ряда причин, а именно,
от условий службы сооружения, глубины проникновения
антисептика в древесину, качества его, концентрации раствора и i д
Антисептики разделяются на две группы
водорастворимые (неорганические) и маслянистые (органические) От
антисептиков требуется, чтобы они отличались наибольшей
токсичностью (ядовитостью) по отношению к дереворазрушающим
грибам и долгое время сохраняли бы эти свойства, чтобы они
были безвредны для людей, не разрушали металлических
креплений (болтов, гвоздей и т п ) и наиболее глубоко проникали в
толщу древесины
32
к, водным антисептикам относякя соли и некоторые составы,
растворимые в воде в первую очередь, фтористый натрий (с
концентрацией раствора 1,5—3%), кремнвфтористын натрий в омеси
с фтористым натрием, в пропорциях 1 3, а затем динигрофепо-
лят натрия Для пропитки подземных сооружений применяется
парофазная фслольная смола, которой пользуются для защиты
древесины от непооредствениого воздействия воды н др
К маслянистым антисептикам, применяемым в открытых под-
к-мных и подводных сооружениях, относятся каменноугольное
креозотовое и антраценовое масло, древесный — березовый —
деготь ', древесная омола хвойных деревьев, сланцевое масло,
торфяной или древесный креозот и др
Для той же цели служат антисептические пасты — битумные,
экстрактовые, силикатные и глиняные, которые отличаются между
собой, главным образом, связующей основой, с помощью которой
антисептик закрепляется на поверхности древесиньи
Способы антисептирования различны, сюда входит опрыски-
иаиие или обмазка, пропитка в горячих и холодны* ваннах, обжиг
с последующей пропиткой в ваннах, пропитка нод давлением и,
наконец, диффузионная пропитка порошкообразными
антисептиками, происходящая при влажности древесины более 407о
В последнее время А И Фоломин разработал надежный и
простой комбинированный способ обработки сырой древесины по
схеме, предусмагривающсй высокотемпературную сушку в
органических жидкостях, маслах и смолах, и пропитку маслянистым
антисептиком деревянных элементов конструкций Наиболее
подходящей жидкостью оказался получаемый при очистке нефтяных
смазочных масел петролатум (смесь парафина и цсрезита)
Стоимость 1 т петролатума—151 руб франко-станция назначения
Первый процесс нагрева и сушки древесины осуществляется
погружением штабеля (нз досок, брусьев и бревен), сложенного
в стальную клеть с прокладками толщиной около 3 ел в
открытый стальной или железобетонный бак, заполненный пстролат)-
мом с температурой 120—140° Прп этом требуется обесятечить
выход из толщи древесины наибольшего количества воздуха до
достижения высокой температуры С этой целью пача.1ьиая тем
нература при загружешн) лесоматериала может быть несколько
ниже, в зависимости от породы древесины и начальной ее
влажности Практически температура жидкости доводится
вначале до 120°
Нагрев жидкости наиболее целесообразно осуществлять при
помощи трубчатого парового регистра, расположенного несколько
выше дна бака для отстаивания в нем грязи
Второй процесс — пропитка — заключается в быстрой пере-
1 рузке клети из указанного выше бака в другой с нагретым антра-
' Применяется главным образом для устройства гидроизоляционных
цеповым маслом с темнерат>рой не инжи 80^ Д тгстьи.и-тью вы
держкн в нем лесоматериала регулируется глубина ip лиик i
В результате применения указанного комбинированного спо
соба обработки сырой древесины достигаются иск 1Ючитсльно вы
сокие темны сушки и пропитки древесины, хорошее качество про
дукиии (без трещин), достаточная стабилизации и полная
стерилизация древесины Небольшие начальные капитаювложення и
мамая стоимость оборудования, лмжость обстуживання и
безопасность в пожарном отпошеини являются ботьишм досюипством
мрсд'южеиною А И Фоломнным новою способа сушки и
пропитки древесины
Вся указанная ус1аиовка в производственных >ч:ловия,ч с
пропускной способностью в 2 000 ,«¦' лесоматериала в i од, за исклю
чснием сюимости установки парового когла, оисчпвается чрп-
Mopiio в 25 30 руб" на 1 л' древесины
Б. Повреждение древесины насекомыми и меры борьбы с ними
Кроме разрушения при гниении, древесина подвергается
поражению насекомыми, которое зак 1ючас|>.я в образовании на
поверхности круглых или овальных отверстий, а внутри извили-
vTbix ходов (червоточин)
В деревянных сооружениях особенно опасны ж у к и • т о
чильщикн (домовые п мебельные), тичинкн коюрых сильно
разрушают древесину
Деревянные сооружения на побережьях морей часто
поражаются морскими древоточцами, из которых особенно опасными яв-
1ЯЮТСЯ морские черви Эти черви быстро приводя г древесину к
разрушению
Зан1ита древесины от повреждения пассломыми может быть
осуществлена ujicm иронитю! антраценовым маслом, а также
поверхностной антисептической обмазкой, масляной окраской и
laKHpoBKOH при наличии спчошпого слоя Наконец, для
истребления появившихся жуков можно применить и окуривание
древесины отравляющими i азами в специальных камера^, а также
многократное иснрыскнванис раствором фторнсюю п.ирия
Дли борьбы со всеми видами морских древогочиев служит
1лубокая нронитка древесины креозотом — аи|раценовым маслом,
коюрое при введении в древесину в количестве 300 кг на 1 .и^
может сохранить ее о г повреждения па срок не менее 30 лет
В. Горение древесины и меры ее защиты от возгорания
Горение представтяет собой процесс термического разложения
древесины, состоящий из пламенной фазы, характеризуемой двн-
жеинем горячих газов наружу, и тления, при котором происходит
движение кислорода воздуха в толщу древесины
Горение может происходить только в юм спучае, ко1да
имеется достаточный приток кислорода воздуха, а сама 'ешота сгора-
ния НС рассеивается, а идет на прогрев новых смежных участков
древесины до температуры воспламенения. Температура воспла
менения, т е момент вспышки горючих газов для различных по
род древесины колеблется в сравнительно небольших пределах —
от 250 до 300° Длительный нагрев древесины при температурь
120—150° сопровождается медленным и постепенным обуглнва
нием се, с образованием при этом самовоспламеняющегося на
воздухе )'гля, весьма опасною для незащищенных деревянных
элементов, подверженных действию тепла печи, дымохода и т п
Воспламеняемость древесины связана с се объемным весом,
в.1аж11осгью, мощностью внешнего источника нагрева, формой
сечения деревянно! о элемента, скоростью воздушного потока
(тяги), положением эпемснта в тепловом потоке (горизонтальное,,
вертикальное) и т п Решающее значение для процесса горения
имеет калорийность материала Сухая и легкая древесина
воспламеняется быстрее, чем плотная (дуб и т п ) Мокрая
древесина труднее воспламеняется, так как до воспламенения необхо-
чимо израсходовать дополнительное количество теплоты на
испарение воды Замедляющим фактором также является повышенная
теплопроводное гь мокрой древесины; загоревшийся
поверхностный слой ее скорее охлаждается Круглые и массивные элементы
юрят хуже, чем с прямоугольным профилем и с малым сечением,
с острыми ребрами и относительно развитой боковой
поверхностью Несгроганая поверхность элементов, подобная рыхлой
древесине, воспламеняется быстрее, чем гладкая
Химический процесс, связа11)1ый с разложением древесины и
1101иощеннем ее топла, происходит при температуре 130—280''
При дальнейшем повышении ее процесс разложения сопровож
чаегся выделением тепла и горючих газов, последние,
воспламеняясь на воздухе, при температуре 400—500°, горят светлым
пламенем при температуре 700° и более
Для замедления процесса разложения древесины и начала
воспламенения продуктов разложения и устранения раопростра-
нсиня пламен» по поверхности деревянных элементов необходимо
подвергну lb их огнезащитной обработке Открытые части
деревянных конструкций, находяи;ихся в зоне возможного
воспламенения, необходимо отдалить от источника нагревания или
устроить непосредственно возле них 01иезащнтный барьер
(например, из асбестовых листов) или огнестойкие перегородки (из
кирпича, бетона, гипса, асбеста и т п )
Выполненные в перекрытиях и покрытиях беспустотные
деревянные конструкции из сухого леса, вследствие отсутствия в них
нозлуха, более гарантированы от возгорания, чем пустотные
конструкции
Деревянные конструкции, подверженные постоянному
интенсивному воздействию лучистой теплоты, необходимо оградить
несгораемыми экранами, препятствующими повышению
температуры древесины сверх 50° Для этой иели могутсчужить слой термо-
3» ЗЬ
изоляционной штукатурки юлщпной 1 — 1,5 см. паиесеппын на
поверхность деревянных элементов, обшивка деревянных
поверхностей огнезащитными листовь»1н ма1ериаламн, обтиновка их
плитами из материалов, обладающих oiнестойкими csoiiciBaMH
(например, асбестовый картон, асбестофапера, кровельная сталь
по войлоку, смоченному глиной и т н ) Наконец, защитой от
возгорания может служить и пропитка древесины отезащитыми
водорастворимыми составами, окраска отезащишыми красками
и обмазка теп'юизолирующими составами
Наилучший эффект даст глубокая пропитка лревеч.нпы с
применением вакуума и давления в 10—20аг в автоклавах при расходе
80—100 кг сухой смеси ошезащтных солей на 1 м^ дрсвсгины
Хорошие результа1ы также дает и пропитка древесины в
горячих и холодных ваннах Для такой пропитки применяется
аммофос — белый кристаллический порошок, ирсдставляющин собой
аммоинальныс соли фосфорной кислоты, сернокислый аммоний
(технический), диаммонийсфа! (технический), не вызывающие
коррозии стали
Для получения раствора, обладающею Одновременно
огнезащитными и аншсептнческимн свойствами, в cociau добав1яе1ся
фтористый натрий
15олее иросты^м, но менее эффекгивным средством огнезащиты
деревянных элементов являекя поверхностная их пропитка путем
погружения на 2—3 часа в водный paciBop солей
(фосфорнокислый, сернокистый ам'моиик и т н) или поверхностная двух-трех-
кратная обработка (краскопультом или кнс1ью) водным,! оше-
защнтными рас1ворами юю же состава При этом раствор
проникает на |лубнну 1 — 1,5 мм
Наконец, еще одним н также простым средством явтяется
окраска поверхностей деревянных элементов снециапьнымн огне-
защигиы'мн стикатными и другими красками или обмазка
oiнезащитным составом (сулсрфос(|)агом и др )
Все огнезащитные окраски и обмазки частично задерживают
возюрание При высоких температурах древесина под покровом
краски ти обмазки пoдвcplaelvя сухой перегонке, с выделенном
продуктов разложения— горючих газов, выходящих наружу, с по-
с.чедую|цим выпучиванием н разрывом покрова При этом лорение
газовы.ч cipyfi происходит в знанию 1ьном отдалении от
поверхности древесины при уменьшенном подогревающем действии
пламени и замедленной скорости и распаде древесины О!незашитпое
действие окраски и обмазки обьяснястся также
теплоизолирующим действием нх покрова, который у некоторых красок способен
при действии высоких температур значительно увеличиваться в
объеме, образуя йену или пузыри, отдаляющие начало сухой
переюнки дерева
Все указанные методы окраски и обмазки, 1лавным образом,
применяюгся л 1я защигы готовых конструкций или отдельных
элементов сборных конструкций
36
ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ В ОГРАЖДАЮЩИХ
ЧАСТЯХ ЗДАНИЙ
КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЙ и ПЕРЕКРЫТИЙ
§ Б ОБЩИЬ СВЕДЕНИЯ
Любое деревянное зданнс iiMoei осаждающие и несущие
конструкции Ограждающие конструкции служат для защиты
сооружения от виешннх атмосферных воздействий, а несущие —для
восприятия нагрузки (собственного веса, снега, ветра, полезных
нагрузок и др ) на сооружение и передачи ее на основание
В покрытиях к ограждающим конструкциям относятся кровля
с обрешеткой и утеплением, а к несущим — фермы,
располагаемые на расстоянии 3—6 м одна от друюй
Стены деревянного здания являюгся одновременно
ограждающими и несущими конструкциями Как несущие конструкции,
стены должны обладать достаточной прочностью и устойчивостью
при воздействии ма них внешних нагрузок — собственного веса,
напрузки от веса крыши п перекрытий, а также ветра и полезных
нагрузок
В зависимое ги от назначения деревянного здания и местных
климатических условий деревянные стены, как осаждающие
конструкции, должны сохранять внутри сооружения оиредсленный
тентовтажностиый режим, и поэтому в них кроме несущей
сплошной или каркасной конструкции имеется теплоизоляция, звуке л
пароизоляция и обшивка, а в отдельных случаях и штукатурка
Для обеспечения осушающего экоплуатациоиного режима в
стенах утепленных каркасных и сборных щитовых зданий
принимается схема конструкции (рис 29), в которой «|аронзоляциониый
слой 5 должен располагаться с теплой стороны, а
термоизоляционный слой 3 — с холодной На том же рисунке показаны
наружная обшивка /, воздушный прослоек 2, который должен
сообщаться с наружным вовдухом и внутренняя обшивка 4 со
штукатуркой 6
Чердачные и междуэтажные перекрытия также являются
ограждающими несущими конструкциями В состав чердачных
11е1рекрытий входят балки, иодшивка и пастил с конструкцией
тепло- и пароизоляции, а в состав междуэтажных перекрытий —
балки, подшивка, подбор, овукоизоляция н чистые полы Место
расположения термо- и пароизоляционных слоев назначается в
соответствии с указанной выше схемой для утепленных
ограждающих конструкций
Для ограждений следует применять
преимущественно сборные конструкции из
укрупненных блоков в виде холодных или утеплен
ных щитов и других деталей, заранее aai
отопленных на заводах н собираемых на
строительстве, с использованием отходов строительных
материалов
§ в КРОВЛЯ и ОБРЕШЕТКА
В настоящее время применяются ^-тать-
иые, черепичные, асбсстоцсментные, толевые
и рубероидные, а в сельском строительстве
также и тесовые, гонтовые и драночные
кровля В зависимости от кровельного материала
устанавливается угол (э) наклона кровли,
величину которого рекомендуется принимать
согласно данным табл 3
Конструкция деревянной обрешетки
зависит от материала кровли (рис 30) Обрешетка
под рубероидную кровлю состоит из двух гла-
ев нижнего — рабочего настила из досок или
Сввпре""н^Го6шнв брусков ТОЛЩИНОЙ ОТ 3 ДО 5 СМ, уложснных с
«n^^s-nopoHJonmuin- зазором мсжду НИМИ В 2—3 см, и верхнею —
таль штукатурка защитною КОСОГО (под углом 45°) дощатого
настила из узких досок шириной от 5 до 10 см
и толшлной от 1,6 до 1,9 см Указанный защитный настит из
узких ДОСОК обеспечивает сохранность кровельного ковра (а)
Кроме того, такой косой настил придаст пространственную
жесткость всему покрытию
Рис 29 Основная
схема
расположения термоизоляции
Углы наклона а
крыши
для разных материале
В.«кро..
Стальная
Черепичная
Рубероидная
Тесовая
Гонтовая (ч
Драночная
асбесто-цемснтиая
шуйчатая)
(еляиая
i
17
35'
6'
35»
27°
40-
i*.
— V2'
- 40'
-35°
— 45'
-45*
-45*
"-""Тк'т".""'"*
(1/35-
(1 1.5 -
(1/10 -
(1/1,5-
(1/2,0 -
(1/1.25
1/2 5)/
1/1,25)<
1/1 5) I
1,10) I
1/1.0) I
-1/1,0) <
- горизонтальная проекция ската
1ля ^р\г.1\ маторпаюв кровли конструкция обрешетки, со-
сгоя1це.1 из брусков, жердей или пластин, показана на том же рм
оункр для этернитоной (в), волнисюй асбестофаиеры (г),
черепичной (d), щепяиой. Iоптовой, драночно)! и т п (е) и
тесовой (ж) На рнс 30,3 приведена оправдавшая себя в
эксплуатации KOHcipjKUHn полутеплой крыши, состоящая из дощатого
шпунтового 1'астила толщино!! от 4 до 6 см с уложенным паро-
лзоляцноииым слоем толя и слоем литого или плитного пенобего-
iia толщиной от 6 до 12 см в зависимости от теплотехнических
требований Для выравнивания поверхности на пенобетон наносится
цементная корка inn, лучше, асфальтовая стяжка толщиной до
1,5 см, на которую по мастике наклеиваются два слоя рубероида
Обрешетка укладывается на проюны крыши или вс110могатс1ь-
ныс стропила, уложенные по прогонам На рис 31 показана
схема покрытия'по треугольным фермам с узловыми прогонами,
прикрепленными к верхнему поясу ферм (/ н 2)
В качестве сборных укрупненных блоков для холодных крыш
39
могут служить кровельные щигы размером 1X3—4 м, оклеенные
по настилу одним слоем толя (рис 32) Поело укладки таких
щитов по проюиам или непосредственно по фермам вес швы в
местах сопряжений оклеиваются узкими полосками толя, г
последующей наклейкой одною или двух слоев кровельного ковра по
всей поверхности крыши
Утепленные крыши могут иметь пустотную и беспустотную
конструкции Во-первых, в целях сохранения древесины от
загнивания необходимо иметь
осушающие продухи для впуска и
выпуска свежею воздуха В целях
обеспечения пожарной безопясио-
C1II в свободных просграиствах в
голще конструкции необходимо
устраивать огнезащитные
преграды с воздунтым ш 1юзом
(например, ш чаковые отсыпки и т п )
Конструкция утепленных
блоков для крыш выполняется в виде
щитов размером 1—1,5x2—3 м
из досок толщиной 22—25 мм,
усиленных снизу косорасположен-
ными брусками (рис. 33) Такие
щиты укаады'ваются вдоль ската но прогонам, а при малом рас
стоянии меж^ху формами—непосредственно по их верхним
поясам Заполнение между брусками осуществляется минеральным
войлоком, плнтиым или засыпным утеплителем Поверх таких
утепленных щитов укладываются и закрепляются на бр>ч;ка)с
кровельные холодные щиты, о которых говорилось выше
Воздушные проспойкп между брусками холодных щитов вей-
тилируются в направлении от карниза к коньку, причем каждый
участок продуха не сообщается с соседним ввиду наличия в верх
них щитах .пришитых к ним снизу в поперечном направлении
брусков, 410 значительно повышает огнестойкость конструкции
К наиболее совершенной беспустотной утеллснной конструк
ции крыши относится рассмотренная выше конструкция из д'чла-
гого настила с пснобетонным слоем (рис 30,з)
Настил в такой
конструкции находится в
теплой зоне, а пенобетон — »
переходной Пароизоля-
ционный слой из толя с
проклеенными швами в
ароцессе строительства
служит временной
кровлей Применение для той
же цели утепленной
беспустотной конструкции
крыши в виде деревопли-
гы с кровельным ковром в
настоящее время не рекомендуется из-за возможност;!
образования в швах между досками кондснсацноипого увлажнения, а
впоследствии и загнивания досок
Для всех огражчающих деревянных конструкций с
воздушными прослойками шароизоляционный слой (пергамин, толь
и др ), как сказано было выше, следует распола1агь со стороны
отат1Л1гааемо1 о помещения В эюм случае в толщу ограждения не
будут поступать водяные пары нз помещения, что лает
возможность предотвратить конденсационное увлажнение и связанное с
ним загнивание древесины
В качестве эффективного утепления может служить
минеральный войлок—лрессоваииая минеральная вата толщиной от 25 до
100 мм. пропн1анная битумной эмульсией и оклеенная с двух
сторон нароизоляцноиной бумагой в виде тюфяков
Объемный вес такого утеплителя, в зависимости от толщины
слоя и плотности ею, колеблется в пределах oi 200 до 300 кг/м^
К другим термоизоляционным материалам, когорые в
настоящее время используются на строительствах, счедует отиестн ше-
вслин, оргалит (древесноволокнистые титы), торфончнты,
фибролит и т д
§ 7 МЕЖДУЭТАЖНЫЕ И ЧЕРДАЧНЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ
Деревянные междуэтажные и чердачные перекрытия
применяются в деревянных и малоэтажных каменных зданиях Эти
перекрытия должны отвечать ряду требований, среди которых
первое место занимают вопросы обеспечения необходимой прочности
и жесткости элементов перекрытия При этом особое внимание
необходимо уделить тем случаям, когда на перекрытия действуют
длительные постоянные или вибрационные нагрузки Обеспечение
жесткости деревянных перекрытий сводится не только к
ограничению величины прогиба, но и к предупреждению повышенной
зыбкости перекрытий, что проверяется путем специального расчета
Кроме того, дочжно быть выполнено требование, предъявляе
мое ко всем ограждающим конструкциям—обеспечение малой
звукопроводности Последнее условие достигается путем правиль
ного проектирования н применения эффективных
звукоизоляционных материалов
Должны быть также приняты меры по защите деревяины,\
конструкций от загнивания путем проведения необходимой
профилактики, систематической просушки древесины, а также
применения антисептиков К последнему средству прибегают в тех
случаях, когда древесина имеет повышенную влажность, а
быстрое просушивание ее в конструкции не может быть осушеотв
лено
Во всех случаях домжиы быть предприняты меры к полному
предупреждению или уменьшению опасности возникновения
пожара Кроме соблюдения общих и специальных правил пожар1Юй
безопасности, предусматривается разделение пустот и воздушных
прослойков в перекрытиях на отдельные отсеки постановкой диаф
рагм из фибролита, шлаковой отсыпки и т п При этом
диафрагмы не должны препятствовать осушающей вентиляции внутренних
полостей конструкции Кроме того, рекомендуется ircno ibsouan.
штукатурку для защиты поверхности деревянных конструкций oi
возгорания В необходимых случаях следует применять
огнезащитную окраску и строганые материалы там, где не предпола-
I ается штукатурка и окраска
Важными явтяются вопросы экономного и рациона ibHoro
использования лесоматериалов, внедрение новых эффективных
конструкций перекрытий из сборных элементов, обеспечивающих
снижение стоимости, улучшение качества и сокращение сроков
строительства
В конструктивном и технологическом отношениях перекрытия
можно подразделить на балочные, в которых несущими
элементами явтяются балки, а все остальные выполняют функции
ограждения, и на щитовые, в которых основные элементы
конструкции одновременно являются 01раждающими и несущими
В балочных перекрытиях не исключается применение
отдельных элементов ограждения в виде заранее заготовленных щитов;
поэтому принятое здесь подраздеаение перекрытий является
Конструкция опирання балок на стены, как одна из важных
детален при устройстве перекрытия, прежде всего зависит от
материала стен При каменных стенах рекомендуется глухая заделка
концов балок, наиболее удовлетворяющая современным
требованиям конструктивной профилактики (рис 34) При этой заделке
Рис 34 Схема конструкции Рис- 35 Схема копструкц.ш свобидпого они
глухой заделки концов де рання конца лерепяпной fiaiKii на камеи
балки в каменную ную стену
I 5—бруски. 7—своряыЯ пштовоа а
концы балок 4 покрываются антисештической пастой 5 с
последующей оберткой боковых граней балкн толем 1 Скошенный
конец балки, покрытый только антисептической пастой, без обертки
толем, остается открытым для просушки древесины с торца При
этом необходимо предотвратить доступ к ие"у те^-'о'-о вот/духа из
помещения путем заделки
зазоров возле конца балки 2
В процессе работ, для лучшей
просушки балок. 1иезда в
кирпичной кладке желательно
оставлять сквозными, с
последующей посае окончания
Рис 38 Схема конструкции
прогонов и балансов к подвеси(
строительства задечкой их снаружи пустотелым кирпичом 3 при
штукатурке фасадов
Более совершенным является свободное опиранис балок и
щитов па заложенные во время кладки стен железобетонные плиты
(рис 35)
Для изоляции по ним укладывается толь 2, а в целях
утепления конца плиты—минеральный войлок 5 Такая конструкция
опираиня бапок дает экономию в древесине и некоторое
удорожание за счет применения плит
ЛАежду деревянными балками перекрытия в целях ускорения
строительства рекомендуется укладывать заранее заютовленные
щиты-блоки (рис 36) Щиты б с помощью пришитых к ним
поперечных планок 9 укладываются иа нижние полки клееных балок
рельсового профиля или на бруски, пришитые к балкам
прямоугольного профиля По щнтам укладывается слон пергамина
(пароизоляция), шлак, прока
ленный песок н т п Для
заполнения между балками мо-
|ут быть рекомендованы также
и гипсовые бюки Па рис 37
показаны раз шчные типы кои
струкций межл\ этажных пер^
крьггнй, основанных на
клееных балкач
Чердачные псрекрыгия
отличаются от междуэтажных
а конструкции иодвечюю
и теске прогона к узлам
а фермы, расположенном
карманы хомуты
перекрытии отсутствием чистого пола и на 'ичием утепления,
которое укладывается но настилу ипи в щитах К этим пере
крытням относятся также конструкции подвесных потолков,
основанных на прогонах, подвешенных непосредственно к нижним
узлам пояса ферм (рис 38) или на прогонах, укрепленных на
специальном брусе, который подвешен к нижнему поясу фермы
(рис 39 н 40)
Как в том, так и в другом случае иа нроюнах основывается
конструкция 1ютолка, которая принципиально не отличается от
обычного чердачного перекрытия Для уменьшения нагрузки на
фермы следует предельно облегчить вес подвесного потолка за
счет применения эффективных утеплителей
§ 8 КОНСТРУКЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ СТЕН
Обладая небольшим объемным весом, достаточной прочно«-1ЬЮ
м малой теплопроводностью, древесина является хорошим
материалом для стен В основном для этой цели применяются хвойные
1юроды— сосна и ель Деревянные стены малоэтажных зданий в
целях наиболее экономного использования древесины, ускорения
строительства и снижения его стоимости рекомендуется собирать
из деталей заводскою изготовления
Стены малоэтажных зданий могут
быть каркаснообшнвной или каркасно-
щитовой системьв, а в лесных районах
СССР не исключается применение
стен из брсвси или брусьев
На рнс 41 показана одна из
конструкций каркасиообшивной стоны,
которая состоит из вертикальных стоек и
горизонтальных верхних и нижних
обвязок Для двухэтажных зданий
стойки могут быть поэтажные и сквозные
на высогу двух этажей (рис 42, а б)
Для увеличения жесткости всего
каркаса в угловых частях здания ставятся
раскосы Стойки связываются между
юбон верхними н нижними обвязками
Обшивку стоек прн угеиленных стенах устраивают с обеих
сторон, причем наружную обшивку для придания большей
жесткости всему зданию рекомендуется делать под углом 45°
Для больших деревянных соорулгений в промышленном и
сельском строительстве схема конструкции каркаса в основном
остается та же, но лишь с той разницей, что основные несущие стойки
каркаса делаются составного сечения (см раздел IX)
Для каркаснообшнвных стен применяются засыпные
утеплители (KoievibubiH шлак, антисентированные опилки и т п ) и
плитные утеплителя Для обеспечения стен от загнивания лучше
применять плитные утеплители, как например, минеральная вата,
минеральный войлок, фибролит, камьш1ит, оргалит и другие,
которые располагаются между обшивками (рис 43)
Для каркасных зданий следует применять однотипные детали,
заранее изготовленные на заводе, с сопряжениями без врубок
и с утеплением стен плитами Наиболее индустриальными
конструкциями, заготовпениыми на заводе, являются стены,
собираемые из верг,1кальных щитов, шириной от 0,80 до 1,20 м и
высотой, в зависимого oi вьк-оты этажа, от 2,8 до Зл Толщина таких
Рис 41 Конструкция
карклснообшивнмх стен
V наружной и Diiyipeii
ней обшнвкоП с утепли
Рис 42 Конструкция каркаса для двухэтажных
"°1!^'то"цы"б^™к''^-г1еро11'ычка7°^^ """" ~"'
Ркс 43 Конструкция отепленныч
каркасных стен с плитам»
утеплителей
1ципх)В колеблется от 10 до 12 см Каждый щнт состоит из обвя
зон, обшнвки н утеплителя в виде тюфяков из минерального
войлока, оргалиювых 1ПНТ и т п (рис. 44) Схема конструкции
таких сборных зданий со всеми деталями показана на рис 45 Кон-
Рис -l-l Схема конструкции
ов для каркасио ш
1дустриалы1ого типа
в—дверной щнт 1, Л—конструкция сопряже
струкция сопряжений между щитами показана на рнс 44, г, д
К новым конструкциям сборных деревянных домов заводскою
нзютовлсния следует отнести щиты с фанероваинымн плитами из
древесной шерсти и др
Брусчатые стены, как н zTtwvi из бревен, являются
капитальными сборно-разборными конструкциями Стандартные размеры
48
адеменюи брусча1ы\ стен позволяют оргатьовать ^'ассовын их
выпуск на заводах с утилизацией 0|\одов ироизвочства
При заготовке в бр>сьях следует летать по одному
продольному проп;;лу Д1я
предотвращения глубоких
усушенных трещин па
боковых повер\иогтях
Пропилы делаются на свс ке-
cpj б пенных бревнах од-
повре^!СН11о с распиловкой
до появ пения первых усу-
шечных трещин (рис '16)
Недостатком
брусчатых стеи по сравнению со
стенами из бревен
является нродуваемосгь их при
сильном ветре Для
борьбы с эгим недостатком
,1риме1!яются различные
способы (рис 46,6).
В данном случае вместо
одного вертикального
пропила в нижней грани
брусьев делается два иа-
''J
6J
Рис 46 Схема конструкции брусчатых и бревенчатых с
клонных (под углом 60°) с использованием выпадающих при этом
треугольных реек для образования грсбпя, предотвращающего
продувание швов н боковое смещение брусьев
4 — в Ф Иванов
Раздел третий
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ
ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
РАСЧЕТ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ПО ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ
До последнего времени расчет деревянных конструкции
производился по допускаемым напряжениям По этому меюду
расчетное напряжение в элементе от эксплуатационных нагрузок
сравнивалось с допускаемым, последнее устанавливалось путем
деления предела прочности на коэффициент запаса
1=1=-^' (^)
при этом предел прочности принимался на основании обычных
лабораторных испытаний малых образцов древесины Влияние
длительности де»'1ствня налрузки, пороков древесины и других
факторов на прочность деревянных конструкции оценивалось
величиной коэффициента запаса, который имел различные
значения для растянутых, сжатых и изогнутых элементов
Эют метод расчета позволял судить о работе конструкций при
эксплуатационной нагрузке, но не давал правильного
представления о работе конструкции в состоянии, близком к разрушению
Исходные положения метода допускаемых напряжений о 'iiiHeii-
нон зависимости между напряжением и деформацией
о = Ег, (3)
неприменимы на практике для многих материалов и особенно для
дерева, даже при мапых напряжениях
И1морированне пласгнческих свойств материалов,
недостаточный учет действительных условий работы конструкции под
нагрузкой, в методе расчета по допускаемым напряжениям, не
позволяли получить правильного представ тения об истинном
запасе прочности
В результате ботьшой исследовательской работы, проведенной
сими учеными, была разрешена проблема о расчете ниже-
нерных конструкции по предельным сос1Х)яниям Этот новый
метод расчета позволяет учитывать влияние различных
обстоятельств на прочность конструкции
В методе расчета по предельным состояниям, в отличие от
метода допускаемых напряжений, коэффициент запаса
расчленяется на ряд отдельных коэффициентов ku k^, Лз, . й,„ которыми
учитывается вероятное изменение нагрузки (коэффициентами
перегрузки и), возможное изменение прочности материала
(коэффициентами качества к) и особенности рлботы элемента в
конструкции (коэффициентами условий работы' т)
Основная формула метода предельного состояния имеет
следующий вид
Ы = 2п-М''-<Ф{5-к R" т), (А)
где Y,'^ Л'"—сумма расчетных усилий в конструкции от
нормативных (эксплуатационных) нагрузок в иан-
болсс невыгодной комбинации, умноженных на
соответствующие коэффгщмснты перегрузок,
т е
V /V" я = /V« я, -L /V« Wj -1- Л'« w, +
где
S—гсоме1рнческая характеристика сечения —
площадь,'Момент инерции, момент сопрот1!влсния н пр ,
R"— норма(ивное сопротивление древесины,
k— коэффициент однородности — качества древесины;
т— коэффициент условий работы конструкции;
Ф —послсльная несущая способность сооружения
В этой формуле учитывается ряд неблагоприятных
обстоятельств возможное увеличение эксплуатационных нагрузок до
предельного значения (оценивается введением коэффициентов
перегрузки к расчетным усиаиям от этих нагрузок), воэможное
уменьшение прочности материала до предельного значения
(учитывается введением коэффициентов однородности к нормативному
сопротивлению), влияние условий работы элемента па его
прочность в конструкции (концентрации напряжений, изменения
несущей способности за счет формы сечения и т д )
Формула (4) выражает ly мысль, что за время эксплуатации
сооружения не наступит ин одно из опасных предельных состоя-
miH По этой формуле определяется несущая способность
конструкции (прочность, устойчивость, выносливость)
Анализ формулы (4) показывает, что методу расчета по
предельному состоянию можно придать форму расчета по методу
допускаемых нагрузок
Действительно, применяя формулу (4), например, для
центрального рас1яження, получим
Swi Nl< F k R" m,
ni N4 -F k R" m,
где rti—приведенный коэффициент ио отношению к нагрузке
Л/', равный сумме членов, включеииЫ'Х и скобки
Из последнего уравнения имеем
^1 ^ г,н km ^ R
-^</? -^, „л„о<—.
где о—расчетное напряжение,
fti= -^^—общин коэффициент запаса.
Очевидно, ToibKO в частном случае, «ри П]=П2=Пз= . =п
може. быть получено совпадение результатов расчета по тому и
другому методам
Таким образом, метод расчета по допускаемым напряжениям
является частным случаем метода расчета по предельному
состоянию.
Кроме определения несущей сиособиосш конструкций,
которое называется расчетом по первому предельному состоянию,
деревянные конструкции рассчитываются еще по второму
предельному состоянию, из условия, что в процессе эксплуатации в
конструкции не должно быть чрезмерных деформаций от статических
нли динамических нагрузок Определение деформаций (прогибов
и амплитуд колебаний) конструкций производится по усилиям ог
эксплуатацнониой нагрузки (без введения коэффициентов перс-
грузки)
ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИИ
ПО ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ (ПО НиТУ-122-55)
§ 10 РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ R
Расчетное (основное) сопротивление древесины оиреде-чяется
как произведение нормативного (сниженного) сопротивления
чистой древесины на соответствующий коэффициент
однородности древесины, т е R=k R"
52
от :,тажне1|1,я ннмрег.а /а^н-
(см Г1>аф|1к —п|)».пом-енке 2!)
¦—
luT^
С/ктие II смягнс вдоль юлокии » лобовых EfyO-
Сжатне и с.мнтме поперек соло
верхиости (л также и соириже
вых врубках и т п)
Смятие поперек волокон на ча
длине свободных концов н
площадки смигия и 10Ли1ИНЫ
а) при длине площадки смя
кои 10 см II более, а так
пнях на лобовых вр\
и в опорных плоскостях
б) при длине площадки смя
же под шайбами, при
90- до 60°
он по всей по-
мснсе длияы
конструкций
гия 3 см. а так-
)гле смятия от
Скалывание вдоль волокон (максимальное) при
Скалываипе поперек во. окон
ври налимий пр. жима скалып
емой ^али
0.0....,,» i
/v'«
lip
Rc. I^CM
/?r«
/?rtO. /?ГЖ1,Г)
RcMVi
RcMto
RcK
f^Mn
covH.^^-T'Z.
130
ll;0
130
150
18
30
40
21
12
Для других пород древесины данные табл 4 умн(
коэффициенты табл. 5
KojciKjiHUHCHTbi ноомативиых и расчетных сопротивлений для
разных пород по отношению к древесине сосмы '
Найме, ованнс
ХвоШ
Лиственница
Кедр сибирский
Твердые ли
Дуб . .
Ясень, клен граб
Акации .
Depej.i, бук
Вяз, нльм .
Мягкие лис
Сейма; ?"йоль
во...
ые
с т в е ПН ы е
т в с IIII ы е
'^"^'i '"'"•¦".
Р^с.яжс 0,
"'" ол';:;;,;;.'""'
1.2
0,!)
0,И
1,3
15
i!o
0.8
0,8
,;:i'^;,r;;;^"
¦¦„ло.„„
1,2
0,9
0,8
2,0
2,0
2.2
1,6
1,6
1.3
1,0
р.счо„ио
1,2
0.9
0,8
1.3
1,6
1,3
1,0
1 1
0,8
Расчетное сопротивление древесины смятию под упом а к
направлению вочокогг определяется по формуле (5)
I
IRc^
— I sin» о
где RcM " ^см'Ч)— расчетные сопротивления смятию вдоль и
поперек волокон
Лналогнчное выражение для определения расчетного
сопротивления ска гыванию древесины под упом а к напратению
волокон
/?г^
- I sin' а
где Rcit и /?^^„о — соответствующие расчетные сопротнвлег
древесины на скалывание
Учет влияния втажиостн и температуры древесины и длите
пост загружения нроиаводнтся согласно табл б
(5 а)
Коэффициенты снижения расчетных сопротивлений для учета влни)
повышенноГ! вла>1<11ости древесины, пооышеиных температур
и длительности загр>же11ия
Условия эксплуаюцпи коистр)кцн11 н
DUJU нагрузок
Конструкции, полв(;р|аю1Ш1еся
кратковременному увлажнению с (юслслзюшнм высыханием
Коистр)Кцни. подвергающиеся длите 1ьному ув-
Конструкции прн поздействнн установнвтенгя
температуры воздуха 35—50" (в П110изпод-
ственных помещениях)
Констр)кц11и. рассчитываемые па воздействие
KoHcipNKnnH, рассчитываемые на монтаЛ1ну1о
HaipyiKv, кроме расчета на смятие
То жи прн расчете на смятие
Конструкции, рассчитываемые на септическую
iiaipy3Ky, кроме расчета на смятие
То же, прн расчете на смятие
Коэффициент»
c"o„%=^L
0,85
0,75
0,80
0.80
I 1
I 2
1 5
r;;?r;r,
085
0,75
0.80
§ II КОЭФФИЦИЕНТЫ УСЛОВИИ Р.«кБОТЫ
В гияние размеров и формы сечения элсмеитои, ггеравномер-
ностн распредетемня по тощачи скалывания и связанная сними
концентрация напряжении, при натнчни отверстий, нодатл!
связей и пр иа величину расчетного сопротнвлепня учитывается
коэффициентами условий работы т, которые для основных
случаев даны в табл. 7; для других случаев эти коэффициенты
указаны ниже в соответствующих параграфах
Коэффициенты условий работы для элементов
при изгибе, растяжении, сжатии, смят
Ви1 сопротивлснид древесины
Поперечный нзгнб
а) для досок, брусков, брусьев с размерами
стороны семеиия менее 15 см, а также
занныхв„(г) ; . ¦
б) для брусьев с размерами сюрон
поперечного сечения 15 см н более при отношении
высоты сечения элемента к его
ширине — < 3,5
в) для бревен, не имеющих нрезок в
расчетном сечении'
д) для составных элементов на податливых
Растяжение
а) для элемснтон, не имеюии1х ослаблений
U расчсгном сечении
б) для элементов, имеющих ослабления
Сжатие и сыятне
а) сжатие и с.мя1не в элементах
б) смнтне в соприженннх
Скалынанне
а) при и31Нбе
б) в сопряжениях
деревянных конструкций
НИ и скалывании
0-..ченн,
/й„
т„
"'<¦'••
1.0
1.15
1.20
См разд V
См разд V
10
0.8
1,0
См. разд IV
1.0
См разд IV
э длине бреве
При гнутье досок н брусьев возникают начальные напряжения,
которые снижают несущую способность таких элементов по
сравнению с прямолннсйиыми. Указанные начальные напряжения, как
показывают опыты, с течением времени несколько снижаются и
затухают
Ниже дается табл 8, которая ттозволяет учесть снижения этих
напряжений от гнутья коэффициентами условий работы т„,
найденных опытным путем При расчете гнутых элементов учет
осуществляется путем умножения этого коэффициента для
расчета на сжатие на т, и для изгиба — на т„, т е вместо
коэффициентов табл 7—/?г, и т„ вводятся соответственно
коэффициенты т^т^^ и т„т_.^
Таблица 8
Коэффицнс15Ты услооий работы т^н длп п-утых элсмс.:той
Коэ1||([т11циеит m2f^ для
Бид иапря/! "I'lioro со
:;.1еме11та
стояния
.3
0,7
отношения
1?.0
0.8 1
г
а
200
0,9
! 2?0 II
1 1,0
г—радиус кривизны гпутого элемента;
а—р.чзмер сечения одной изгибаемой доски или бруска в направлении
радиуса кривизны.
Определение деформаций производится от действия
нормативных нагрузок. При этом модуль упругости древесины вдоль
волокон для конструкций, защищенных от увлажнения,
независимо от породы древесины", принимается равным 100 000 кг/см'^.
Влияние влажности, температуры и действие длительной
постоянной нагрузки учитывается по данным табл. 9, НиТУ
122-55.
Прсдсль'ныс допускаемые прогибы изгибаемых элементов
приведены в приложении 5.
12. НОРМАТИВНЫЕ НАГРУЗКИ И КОЭФФИЦИЕНТЫ ПЕРЕГРУЗКИ
Таблица 9
Некоторые основные величины нормативных нагрузок
и K03(pt;-Hu-chTi>B перегрузки п
Наименование 11.1груиок
Норматняная Кочффианеит
iiai ру-жа мсрегрузхи я
Б /.V СМ- ' > rj
Собственный вес ограждающих и несущих
конструкций, за исключением собственною веса
термоизоляционных плит и засыпок
От снега
От ветра
На чердачные перекрытия
На перекрытии жилых зданий
В залах и коридорах театров, кино, клубов,
школ, вокзалов, трибун
На [1ерекрь.тия проуышленных зланий. складов,
музеев - по действительной нагрузке, но
не менее
На лесшицы, террасы, балконы и вестибюли . .
75
150
400
400
1.1
1.4
1.2
1.4
1.4
1.2
1.'2
1,4
^.ТТЕМЕПТЫ ДЕРСВЯННЫХ КОНСТРУКЦИИ
ЦЕЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
§ 13 ЦЕНТРАЛЬНОЕ Р\ГТЯЖСИ11Е
Лабораюрные испыгакия рас1ямугых деревянных сгсржией
.юказывагог, что пороки древесины "(сучки, косое loii, трещины
н пр ) снижают предел ирочносщ ири растяжении При этом
особую роль играют несимметричное расположение сучков и дру-
1ие дефекты в сечении элемента Иатичне врезок и огвсрстии
приводит к образованию около них в ослабленном сечении
концентрации напряжений вместо предполагаемого в элементарных
расчетах равномерного распределения напряжеииГг В гияиие
концентрации напряжений в ослабленном сечении элемента
учитывается умножением расчстною сопротивления па коэффициент
условий работы ш^, = 0,8 (см табл 7).
Исходная формула (4) при центра тьном растяжении для
предельного состояния элементов с симметричным ослаблением
сечения примет вид
Л' < т^ R^ F„r, (6)
где iV—расчетная растягивающая сича от нормативных
нагрузок с введением коэффициентов перегрузки п (см
табл 9);
Ri,— расчетгюе сопротивление растяжению;
Шр—коэффициент условий работы;
/¦¦„г—площадь 'понеречиого сечения за вычетом площади
01табления
Пороки древесины, особенно сучки, оказывают больн1ос втия-
иие на прочность растянутых элементов Ослабление сечения
сучками, вызываемое ими искрит; iiie во юкои и нерайпомериое
распределение напряжений в осааблсниом сечении приводят к
резкому уменьшению сопротивления растянутых элеменгов Втняи!^
пороков на работу расгя1!)тых элементов учитьшаегся
введением к нормативному (минимальному) соиротивлсиию при рася-
женин R^, =370 кг/см^ коэффициента однородности /г = 0,27
После умножения нормативного сопротнв ¦1ения на
коэффициент однородности получается величина расчетного
сопротивления (для сосны н ели) /?^,= 100 ка/см'^ (см табл 4)
§ 14 ЦЕНТРАЛЬНОЕ СЖАТИЕ
При испытании на сжатие дрезосииы с пороками наблюдается
уменьшение ее механической прочности но сравнению с чистой
древссниой Нарушая правильность и однородность строения
древесины, сучки отклоняют волокна от осевого направления деист-
57
вующей в сжатом элементе нормальной силы Ослабление
сопротивления волокон при наклонном их положении по отношению к
продольной силе и неблагоприятное распределение напряжений в
зоне расположения сучков приводит к уменьшению прочности
древесины на сжатие. Падение прочности сучковатых элементов
при сжатии наблюдается в меньшей степени, чем при
растяжении, при здоровых и сросшихся с древесиной сучках влияние их
на прочность сжатого элемента, как показывают опыты1, раино-
сильно ослаблению этого элемента отверстиями, равными
диаметру сучков
Приняв уменьшение прочности при сжатии сучковатых
элементов, равное отношению шющадн сечения, за вычетом сучков,
к полной площади сечения, получим соответствующее значение
коэффициента уменьшения нрочности (коэффициент
однородности)
Для древесины II категории, из которой выполняют элементы,
работающие на сжатие, допустимая сучковатость принимается не
более '/з части сечения (см приложение 1)
Соответствующий этой норме коэффициент однородиости
будет к = Vs. По II и ТУ 122-55 коэффициент однородности при
сжатии й = 0,65 После умножения коэффициента однородности на
минимальное нормативное сопрогивление сжатию R^ =200 кг/см^
получается величина расчетного сопротивления сжатию R^ -
= 130 кг/см^ Следует отметить, что согласно исследованиям
Н Л Леонтьева сучкн понижают значение модуля упругости при
сжатии Для древесины II категории, со1ласно этим
исследованиям, в зоне ослабления сучками произойдет уменьшение модуля
упругости примерно в той же степени, что и уменьшение
прочности
Наличие упруго-пластической работы древесины, при сжатии
позволяет НС учитывать концентрацию напряжений в ослабленном
сечении сжатого элемента п принять коэффициент условий
работы при сжатии тс= 1 В данном случае достаточно будет учесть
только величину и положение ослаблений
Проверка прочности сжатого стержня производится по
формуле
N,.<m,R,-F„r (7)
где Ni.— расчетное сжимающее усилие с введением
коэффициента перегрузки,
R^— расчетное сопротивление сжатию,
т^—коэффициент условий работы
Кроме расчета прочности сжатого стержня требуется
произвести проверку его устойчивости Для упругого центрально
сжатого стержня предельная (критическая) на1рузка определяется
по формуле Эйлера
Л'., = ^-. (8)
58
где t— модуль упругости древесины,
J— минимальный момент ииврцни сечення;
/о—расчетная длина стержня (равная при шарнирном
описании его концов действительной длине)
Па основании формулы (8) критическое напряжение в
стержне будет
Учитывая, что -=- = г^ н-^ = \ где г — радиус инерции
сечения, а Л — гибкость стержня, получим
Взяв отношение критического напряжения з^^, к пределу
прочности R, получим
R >.Щ '• ^^>
Полученное отношение называется коэффициентом продольного
изгиба <? По данным испытаний, от ношение модуля упругости
к пределу прочности независимо от породы лесоматсрната и
степени его влажности можно считать постоянным Это отношение
считают неизменным и при длительном действии нагрузки
При пропорциональном снижении модуля упругости и прсдсма
прочности для сечений, осла6лс1Н1ы.х сучками, в зоне ослабления
за счет влияния сучков, можно также принять
где /?„— норма гивный коэффициент однородности, учитывающий
влияние сучков
Отсюда следует, что для всех рассмотренных случаев
величина коэффициента продольного изгиба не зависит от
абсолютных значений модуля упругости н предела прочности
Приняв на основании исследований ЦНИПС-^ —312,
получим
^^.».^3.2 ^3100. (,0)
Для диаграммы сжатия в координатах о — е (рис 47) будем
нмегь в точке а, расположенной на диаграмме выше предела
пропорциональности, значение модуля упругости Я, =tg р, где р —
угол наклона касательной в точке а, зависящий от положения
этой точки на криволинейном участке диаграммы
Очевидно, 1<?Р <1с( а , '1 потому с повыпю" 'с^м па ^."'ження
перемен ibiii м \\ |ь > пругостн будет умсньша1ься Форм) la (8)
може! бы1ь страссдлнзоп и за пределом ynp\roCiH сг ni вме. то
постоянного моду||я упругости Е ввести прнвеч'" пым \ о .у 1ь
vnpviot'iii Е,, мсныннн Е. Для прямоуго ibHoio сечен)'я
приведенные модуль упругое!II Е^ будет равен
где Е — tga— постоянный модуль упругости;
Ео =-j7^ ^^ tgj5—переменный модуль jnpyrocTH, опреаелсн-
ный из диа1раммы сжатия в той же се
точке, для которой крнгическое
напряжение 3^, имеет заданное значение
На рис 48 приведен график коэффициента продольного
изгиба, полученный иа основа-
пин нсслсдований ЦНИПС.
За пределом упругости
кривая о построена по
формуле, предложенной Д. А.
Кочетковым, которая имеет
вид:
.-=1-08
100 ]
(12)
Используя
установленную выше общую
зависимость между критическим
напряжением и пределом
прочности (9), можем написать:
Учи1ывая длнтельнос1ь действия нагрузки и влияние гороков
на сонропшление сжатию, мы до"жиы подставить вместо R
величину расчетного сопротивления сжатию Re Так как R-k^, k„=R,,
то для данного случая получим:
Критическое напряжение здесь являйся напряжением эле
меита в предельном состоян]!и Оно может бы1ь выражено через
предельное значение продольной силы N и площади сечелия F
После подстановки в формулу (13) значения критического
напряжения 3,^ II коэффициента условий работ т„ получим
формулу для проверки устойчивости сжатого стержня
N<9-m,Kf,„c... (14)
60
f^c-
- рлгч'>'..1..я ni)o,iaibiiaji сила;
расЧч.мно^ со tpoiявление дрсвссппы сжатию вдо ш
волокон,
.7'^—коз(');пиц1-411 условий работы при сжагии, принимае-
Mb'ii равным едни11цс;
¦f—ко5.ьфиц!;е111 продольного изгиба, определяемый по
формучам (10) и (12) тн по графику (р ic 48),
fpac'i— расчетная площадь почеречного сечекия
На основании ПнТУ 122-55, при о1сугствин ослабления
fpac;=''(>;,> ^ "Р" "ЗЛИЧИН еГО
а) при ослаблении, не выходящем на кромку, fp„c,, — ^6p>
если площадь его не превышает 25% Рср> ^^ ^расч= з"^'"'' ^*^''"
площадь ослабления
превышает 25 "/о Ро,'>
б) при симметричном
ослаблении, выходящем на
кромку, Fpac'i^pHT ,
в) при несимметричном
ослаблонни, выходящем иа
кромку, элементы следует ,
рассчитывать, «ак сжато-
изогнутые
Расчетная длина опреде-
1яется в зависимости от за-
крепления концов стержня.
Если один конец его
защемлен, а лруюй свободен, то
/о = 2/, где / —
действительная длина стержня. Если
один конец защемлен, а
другой шарннрно оперт, то /о=
=0,8/ (вместо
теоретического значения 0,71/) Наконец,
если оба конца стержня
защемлены, то/о = 0,65/ (вместо теоретического значения — 0,5/)
(см рис 48) Отличие указанных норма 1НВНЫХ значений для
расчетной длины /о в двух последних случаях объясняется
невозможностью осуществить полное защел1ление стержня за счет
неизбежного обмятия древесины в местах защемления
Расчетная гибкость
ии ттгтя
где /(,— расчетная длина стержня.
Радиус инерции для прямоугольного сечения определяется по
формуле
, ^ = V-p'- = V^-шг -'^ -,= = 0.289Л,
" г Atf;, У 12ЛЛ |/i2
Г, = /^ = /S = ^ = 0,289й,
*^ ' I бр г 12»Л J/12 ' '
ДЛЯ кру1 ЛОГО сечения
.= ]/^^ = 0,25rf
Для бревен, учитывая их сбег (1 см на 1 м длины), радиус
инерции определяется для сечения, расположенного в середине
длины
После соответствующих преобразований полученных выше
формул для расчета сжатых стержней на устойчивость можно
получить простые формулы, позволяющие по дайной сжимающей
силе непосрелпвенно определить сечение, не зная еще гибкости
X Залаиаясь предварительно гибкостью / "^ 75, определяем
сечение Если гибкость полученного стержня окажется < 75, то
сечение определим по формуле, когорая справедлнва для X ^ 75
Рассмотрим два следующих случая
а) A-7.i
Согласно формулам (10) и (14) при тс=\
N = oR^F= —j^ Rf, или F = 3 ,рц^^
1) Для круглого сечения
F= — /;_'/' -2^ /' ^ 16/3 ^ i6n/i _
и, следовательно.
F-^V^; (15)
rf= 1,1351/7: (i(i)
2) Для прямоугольного сечения
F = bh==kb\
(в
Г' ''^yW '
,j_ Р _ /г 12 _ 12ft/2
следовательно,
^^3100F np^J58.^,p
откуда
/^ = ;fe6= (18)
Для квадратного сечения k=l н, следовательно,
б) X < 75
Согласно формулам (12) и (14), при /Пс=1
/V= <р/?,/^= [ 1 _ 0,8(-4-У]/?с/^= [/^--i^ >'=/']/?с =
= [F-0fi00O8i.^F]R„
откуда
F = -|^ + СООООвХ'-:/-- (20)
1) Для круглого сечеиия
Подставляя полученное ранее значение для ^' = -^,
будем иметь с округлением
F=^~+0,0011' (21)
rf= 1,1351/7;
2) Для прямоугольного сечения.
По предыдущему имеем
х^ = 4?^.
и, следовательно,
F=-^ + 0,001 kP, (22)
Для квадратного сечения k=l.
F=^ + 0.001P. (23)
т. е. то же, что и для круглого сечения
зяииой стойки, нагруженной с
niyio (16)
'!=-- 1,1!5K3U7- 109 CM.
Проножа
.iept-счет
Л1 (/ = L41 f.i
lie требуете;
>VIfL_ = nO>75.
я. так как вначале расчетг
лы, отвечающие се гибкости > > 75 Егла бы оказалось что > мс
ci4fime слсдои;по бы определять но формулам (20) и (2!) бет п
м'| проверки 1нб:<ост11
б) Для квадратного (.ечсния, по формуле (19), получим
55" |/ 10"Й
Поверка но нормагивноП формуле (14) на устойчивость здесь пе
требуется, тйк как использованная формула (15), (16) и (21) получена была ич
той же формулы (14)
Действительно, iianpiiMep, для круглого сечения по формуле (10) имеем
31 М
? —-|-fQ;- 0 25 (то же значение получим и по графику), в таком случае
будем иметь
3.14 20'
(4,7 + 3.'15) 1000 = 8 150 < 1 130 —^^ = 40820 кг
§ 15 ИЗГИБ
На работу изо1 истого элемента оказывают существенное
влияние пороки древесины, особенно, если они находятся в наиболее
напряженных волокнах растянутой зоны Надежная работа
изогнутого элемента обеспечивается соответствующим отбором
материала на складах и учетом снижения прочности элементов
крупных размеров по сравнению с малыми образцами древесины
вследствие нензбежиой неоднородности материала и наличия в
нем пороков Влияние пороков на Сопротивление изгибу
элементов деревянных конструкций учитывается введением
коэффициента однородности Л = 0,4 После у.множения нормативного
сопротивления из1ибу чистой древесины /?,,,= 330 кг/см^ иа
коэффициент однородности и округления получается расчетное
сопротивление изигбу /?„ = 130 кг/см^
Испытания на изгиб элементов деревянных конструкций также
показывают, что при прочих рав.иых условиях несущая
способность при изгибе зависпт от формы поперечною сечения
элемента При равных моментах сопротивления несущая
способность элементов с круглым поперечным сечением выше несущей
способности этементов с прямоугольным поперечным сече-
Для элементов с прямоугольным сечением лрн равных
поперечных сечеинях несущая способность при изгибе зависит от
величины отношения высоты сечения к его ширине Сопротивление
Н31 нбу элемента двутаврового профиля ниже сопротивления
элементов с прямоугольным сечением при равных моментах
сопротивления В этом случае сопротивление зависит от соотношения
между шириной полки и толщиной стенки балки
Влияние формы поперечного сечения элемента на его несущую
способность при изгибе учитывается умножением расчетного
сопротивления изгибу на коэффициент условий работы, который
изменяется в зависимости от указанных обстоятельств— от 1,2 до
0,75.
Расчет прочности изгибаемых элементов производтся по
формуле
M<m,R„W, . (24)
где М—расчетный нлнбающпй момент, полученный от
нормативных нагрузок, умноженный на коэффициенты
перегрузки (по табл 9),
/?а— расчетное сонротнв lenne изгибу,
Wht— момент сопротивления в ослабленном сечении с
максимальным изгибающим моментом;
/и„—коэффициент условий работы при изгибе (по табл 7).
Подбор сечения при изгибе следует определять по
формуле-
Деформации при изгибе определяются от нормативной
(эксплуатационной) нагрузки Рекомендуется проверять балки
перекрытий не только на прогиб, но и на зыбкость (см
приложение II к Н и ТУ-122-55) При определснни прогиба обычно не
учитывают влияния на его величину касательных напряжений
Значение момента инерции определяется без учета местных
ослаблений, если они невелики
Для определения жесткости балки устанавливается расчетная
величина относительного прогиба, которая сравнивается с
предельным относительным прогибом (но приложению 5)
4-<f4-l (25)
Для упрощения проверки жесткости балки можно
пользоваться формулон, устанавливающей связь между относительным
прогибом — и величиной -^ мз условия обеспечения
необходимой жесткости балки
Папричер, для однопролстиой балкн с равномерно
распределенной нагрузкой имеем:
J 384 EJ 48 8 ' EJ '
5 М„а,,1 ^ ^
I 24 Е
В общем виде можем написать-
Л = й-^-[^|/, (26)
где А —численный коэффициент, зависящий от вида загруже-
иия и схемы опнрания балок (см приложение 4),
з„ — напряжение изгиба от нормативных нагрузок;
Е— модуль упругости;
I -г берется по приложению 5
Пример 1 Подобрать сечение деревянной балкн для междуэтажного
перекрытия жилого здания Расчетный пролет 4,5 м\ эксплуатационная
(нормативная) нагрузка от собственного веса балки вместе с весом конструкции
перекрытия 7«(-=250 кг/,н и временная нагрузка ?«»= 150 /сг/л, Л„—
= 130 Ko/ois и т„=1,15
Определяем расчетную нагрузку с учетом коэффициентов перегрузки
(по табл 9)
Чрас- " ^50 1.1 + 150 1,4 - 485 кг/м
Требуемый момент сопротивления равен
4,85 150^
Примем с некоторым запасом для обеспечения требуемой
— = ——, сечоипе бруса 18X20 си
Тогда
Нормапшпая нагрузка па балку
7«-250-1-150 = 4(Ю кг1м
Кроме того, для пазначенпого сечения имеем
J jj-^ = 1'2 000 CV*; ? =• 100 000 KijCAfl;
5 -1 'ISO' 1 _ 1
100000 lie
Для пспользоваиня d тех же целя^ формулы (26) при * = -^ получи»
зиряжспие изгиба от нормативных itarpysoK
Л «02
'" - TVmT = 83 хгЮм^
^^-Ж -ТоОООб- 256.450=19,5.^
С округлением высота может быть принята раоиоЛ 20 с н
Расчет на скалывание древесины производится в месте
наибольших скалывающих усилий по формуле
Q <'"«¦/?«•-^, (27)
где Q—расчетная поперечная сила в рассматриваемом
сечении;
Sgp— статический момент брутто сдвигаемой части сечения
относительно нейтральной оси;
Jgp — момент инерции рассматриваемого поперечного
сечения;
b — ширина того же сечения в плоскости сдвига;
/я„—коэффициент условий работы элемента на скалывание
при изгибе, принимаемый по табл 7
Формула (27) представляет собой видоизменение формулы
Д И Журавского --.=.¦^^ .
Поверка на скалывание лри изгибе элемента необходима
только для очень коротких балок прямо)тольного сечения (при
/ *~ 5,4/г) с большими сосредоточенными нагрузками возле опор
и для двутавровых кчееных балок
к особым случаям при изгибе следует отнести расчет
элементов с подрезкой сечения на опоре Такую подрезку делают в
элементах подвесною потолка, опирающихся на прогоны, и в других
случаях Чрезмерные подрезки растянутых волокон в месте опи-
рания балок опасны, так как это ведет к уменьшению рабочей
высоты сечения, сопротивляющегося скалыванию Кроме тою, в
местах резкого изменения сечения возникают растягивающие па-
пряжсния в поперечном к волокнам направлении и скалывание
волокон, которые вы-
/1—onopii
- зывают появление трещин и
снижение прочности,
особенно значительное при косых
трещинах Постепенным
изменением высоты сечения у
опоры за счет скоса угла,
как показано на рис 49, до-
49 Пре1елы1ые значения под- стнгастся синжение КОПЦбН-
,Гп?акцГпрп''л>'?ГсГ'<оз* „рп Т-Рании напряжсний в месте
12<-л о< оЛ, прил<12с«. a<'o..'j/i почрезкн Учитывая огрица-
тсльноо влияние подрезки
растянутых волокон на прочность изгибаемых элементов, следуем
избегать ослабления крайних вочокои в наиболее напряженных
местах Допускаемая величина подрезки а растянутых волокон
в балке определяется, согласно рис 49, следующим условием
при-^ > б «a/cjf', «<0,1Л, где Л —опорная реакция балки
от расчетной нагрузки;
при -^ > 4 KzlCM-', а < 0,25Л;
при -щ^ > 2,5 кг/с.м^ а ^ 0,5Л
Кроме указанных условий, глубина подрезки должна быть
при Л > 18 с к а<0,ЗЛ,
при Л =.18 — 12 ся а < 0,4Л;
при Л < 12 с к а < 0,оА
§ 16 КОСОЯ ИЗГИБ
При иесовпадепии направлений действия сил с главными
осями сечения возникает косой иэшб Прогоны крыши
прямоугольного сечения, уложенные на верхний пояс фермы, должны
быть обязательно рассчитаны на косой изгиб (рис 50) Согласно
обозначениям рис 50 будем иметь 9:^ = 9 "Sm я и д^=д-со5л и,
следовательно
м^ My
Суммарное напряжение при косом изгибе не должно превышать
расчетного сопротивления изгибу R^
Эта формула может быть приведена к виду
где Мх и
Mj,—составляющие расчетного изгибающего
момента, соответствующе! о
главным осям х н у н W^ и
Wg — моменты
сопротивления рассматриваемою
поперечного сечення нетто для
осей хну;
т,, — коэффициент
условий работы элемента на
изгиб
Формулу (28) в целях
облегчения подбора сечення
при прямоуютьном
профиле сечения можно привести
и к другому виду, позволяю- iipuiun
HiCMy проводить подбор сечения но одному моменту
сопротивления Wx Перепишем формулу (28) в таком виде
^^(Ж, + Ж,-^)
<Ru,
\V,>
Mr -I- сМу
(286)
1де c=~~-=— , величина коэффициента с при лгалом уклоне
опорной поверхности изгибаемого этемента может быть при
наиболее выгодном соотношении сторон элемента принята рав-
В частном случае, при 0^ = 0^ будем иметь
My
niuWx
заменяя значения изгибающих моментов для равномерно рас-
пределенно!! нагрузки, получим
-f7 = T = *g«
Принимая f,=fy, будем иметь:
"384 EJy ~ 384 'ЁТГ >
откуда
Расчетная величина лрогиба при косом изгибе определяется
следующей формулой
/=]/7r+7J (20)
Если составляющая нагрузки, направленная вдоль ската (^х)
крыши, может быть воспринята настилами, надежно скреп len-
иымн с ироюнами и между собой и коиьке, через
второстепенные прогоны и т п, то в I аком случае прогон можно
рассчитывать без уче1а kocojo изгиба
§ 17 СЖАТО-НЗОГНУТЫЕ СТЕРЖНИ
При расчете верхнего пояса ферм при внеузтовой iiaipysKe,
при расчете колонн с эксцентричной напрузкой и в других
случаях необходимо рассч11тыва1ь такие элементы на совместное
действие сжимающей силы и изгибающего момента Л1
Кроме основною MOMenia, вызываемого поперечной
нагрузкой, при расчете сжаго-мзо1нутых деревянных стержней
учитывается еще дополнительный момент, который возникает от
действия продольной силы на деформирован.1ЫЙ стержень (рис 51).
Этот дополнительный момент равен произведе1пно продольной
силы N на стрелу прогиба/ Величина полною прогиба зависит
от взаимодействия между моментом М и продольной стой N
Приблизительно можно считать, что связь между прогибом от
поперечной naipyjKH f„ и полным прогибом может быть
выражена следующей формулой
/=—^. (30)
где N^p — критическая сила по Эйлеру, при любой гибкости
стержня
Приняв синусоидальную форму из| иба от симметричной
поперечной нагрузки, будем иметь.
3'=/oSin-^ ,
или
/' = -/o-J-sin^
и, следовательно, для середины пролета, т е при .
опуская знак (—), получим
У —/о р — EJ >
откуда
л. mi' т
"J __ -^? ^^
'^ I ' ^-^^ш —-
__-:|^
в таком случае суммарный прогиб
/ =
а суммарное напряжение
'—> -г 1^ ;
подставив сюда значение прогиба из форму аы (31), получим для
максимального краевого напряжения
'' = -F+ 1 " N \ (31^)
Приняв максимальное краевое напряжение в предельном
состоянии .равным расчетному сопротивлению на сжатие, можем
написать
= \ к преобразуем это выражение
Значение критической силы N„^ может быть представлено
через критическое напряжение и площадь поперечного сечения
элемента
^.p = Rc9F; (32)
3100 хр С7 у /
приняв <р = —р— , получим окончательное выражение
^= ' - Тшо "WT ^^^^
Величина коэффициента 5 действительна в пределах от 1 до О
Действительно, приняв ; = 1, мы должны положить )>=0, т е.
пренебречь влиянием гибкости стержня на ею напряженное
состояние Тогда формула (31а) примет свой обычный вид
Приняв «=0, получим
так как
" = —+-Г
В этом случае вся несущая способность стержня использована
для работы на сжатие, и нагрузка от изгиба не может быть
допущена Подставив в формулу (316) значение ; из (33), получим
формулу для расчета сжато-изогнутого стержня в виде
N , М
-</?,
Внесем дополнения в эту формулу, учтя возможное ослабление
сечсння стержня н неравенство в общем случае расчетных
сопротивлений и коэффициентов условий работы при сжатии и при
изгибе. После этого
N_,__mcRcM
- « m,R„
в результате мы получим формулу для расчета сжато-изогиутого
стержня по предельному состоянию
в этой формуле коэффициентом ; учитывается увеличение
изгибающего момента М за счет действия продольной силы на
деформированный стержень
Полученное выражение для коэффициента ; является
приближенным, так как при выводе его было принято значение <f=^ ,
что справедливо только для стержней с гибкостью )>75 и при
допущении, что формулы для прогиба стержня, выведенные из
условия ? = const, будут справедливы и для предельного состоя-
ини стержня По н при наличии указанных неточностей
выведенная формула для расчета сжато-изогнутого стержня дает
удовлетворительное приближение к результатам более точных
расчетов
Для устранения недоразумений, которые могут получиться
при расчете сжато-изогнутых стержней с гибкостью менее 75,
когда <р=1—0,8/-ygQ-j\ Нормы (ПиТУ-122-55) рекомендуют при
напряжениях изгиба-^—, не превышающих 10% от напряжения
J—, не учитывать изгибающего момента и рассчитать стержни
в этом случае только на устойчивость
Сжаю-нзогнутый стержень должен быть проверен на
устойчивость в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба В этом
случае изгибающий момент не учитывается и проверка проводится
по правилам, установленным для расчета центрально сжатых
стержней
Расчетное значение поперечной силы (Q) и сдвигающего
усилия (Т) в сжато-изогнутом стержне с учетом влияния продольной
силы N будет
Wparv- 5 , (35)
Пример Верхний пояс деревянной фермы пролетом 14,20 м имеет
сечепие 15 X 18 см Длина панели 2,4 м
В пролете панели уложено лва прогона п
щее усилие от постоянной нагрузки A^i = 2,5
^2 = 3,70 т Расчетная длина 'о = 2,4 м
Сосредоточенная постоянная нагрузка от каждого прогона Pi = 250 кг н
временная от снега —/^j = 375 кг Проверить принятое сечение верхнего
iV-2.5 1,1-f 3.7 1,4 = 8.0 т
Местная нагрузка в панели верхнего пояса от каждого прогона
Я = 250 1,1+375 1.4-800 кг
Наибольший изгибающий момент от местной нагрузки
Л^«аи= 800 0,8 = 640 кгм
Пользуясь формулой (34), для лрямоугольного сечения, н%
2-10
' = ТЩдГПв = '"'• ^ер = 15 18 = 270 слА;
162 8 000
Согласно данным табл 7 (сч § II, глава II, раздел 111), нмеег
фнцнемт условии раСоти для сжатия т. = 1,0 и для изгиба — пр
1Н
= -fg-=1.2<3,5, тогда «i„-l,15
Подставляя полученные значения в формулу (34), имеем
8 0(Ю 64 000
Т0-270"ТЗ{Г + ¦о;85"8То' \,\Ъ~Ш =".23 + 0.62 = 0,8Г) < I
§ 18 РАСТЯНУТО-ИЗОГНУТЫЕ СТЕРЖНИ
В растяиую-изотнугых стержнях дейсшие продольной си 1ы иа
деформироцанный при иагибе стержень приводит к уменьшению
расчетного момента (рис 52) В данном случае этим влиянием
продольной силы пре-
Я иебрегают н ведут рас-
iiiminiiiiiiiiiiiiiiiiiliiiiiiiiiiiiiiiiiim _ чет стержня без учета
Л'—-т—^^—-— J __^_Oii|;—L разгружающего момеи-
"- I "'^-'^ ^''—^"Т f "^ та от продольной силы
* [-—¦ I — -1 ' f После подстановки
в известную формулу
Рис 52 Растяпуто-изогиутый стержень сложного сопротивле-
иия пределов
прочности и коэффициентов условий работы при растяжении л изгибе
получим
"tpRpF^r ¦' "'«/?»VC^T
(36)
где Rр, /?„, гПр, т^—.расчетные сопротивления и коэффициенты
условий работы при растяжении и изгибе,
Л^— расчетное растягивающее усилие;
М — изгибающий момент от поперечной
нагрузки с введением коэффициента .перегрузки.
Формула эта имеет 'правильные пределы при N=0 или
М=0 превращается соответственно в формулы для расчета на
изгиб Ш1Н центральное растяжение
БАЛКИ ЦЕЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
§ 19 ОДНОПРОЛЕТНЫЕ БАЛКИ ЦЕЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
Одиопролстные балки цельного сечения широко применяются
в междуэтажных и чердачных перекрытиях, в конструкциях крыш
и подвесных нотопков, стенах каркасных здан;н"| и т д Простота,
возможность выполнения из бревен, брусьев и досок позволяют
во многих случаях заменить этой конструкцией бо lec сложные
Пролег деревянных балок обычно не превышает 6,5 м
§ 20 БАЛКИ ЦЕЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ, УСИЛЕННЫЕ ПОДБЛЛКАМИ
Для усипения балок примсняюгся подбалкн Будучи соеди-
не|Ц1ыми с концами бачок при помощи бо itob (рис 53), они в то
же время служа! и для скрепления стыков балок Расчет
производится с учетом опирания концов ба юк на подбалкн в шчке
касания их упругих лилий в пролетах с временной нагрузкой и
опирания на концы подбалок в пролетах без временной нагрузки
(рис 53.6)
Согласно обозначениям на рис 53,6, из условия равновесия
подбалкн, нагруженной реакциями от нагрузок в смежных
пролетах, имеем
gl __ (g -f р) I
откуда
Наибольший изгибающий момент в середине пролета балки,
нагруженной постоянной н времснпой нагрузкой, будет равен
^^'макс— 2" 2 S
расчетный пролет /i=/—2ai, откуда после преобразования полу-
. (е + р)
Ц1-Аа,)
Для подбал1Ги
^т
.ж.
Длину подбалки обычно назначают равной а = от 0,1/до0,15/
Крайние пролеты рассчитываются, как балки, опертые одним
концом на крайнюю опору, а другим—на консоль В указанном
случае полбалка на крайней опоре не уменьшает расчетного
пролета ба1ки
Л9^р)
Балки с подбалкамн применяются главным образом в \
струкциях простейших мостов, эстакад, в промышленном
сельском строительстве
Пример Прогоны крыши
нения, перекрывают iieci—
нал оиириымн стоГжами
(с обсыпкой земли — гл1
Нагрузка на прогон
- _ J л, с подбалкамн длиной в
Постоянная нагрузка от собственного веса кр
ы и дерна) g = 3,0 m/л и от снега р = 0,3 m/j
^ = 3 1.1 ==3,3 miM,
р = 0,3 1,4 - 0,42 т/м
расчетный пролет равен
/, = (3,0 _2-(),44) = 2,12 м
Наибольший пролетный изгибающий момент по формуле (38) раиен
3,3 + 0,'12
М^акс =- 8 3,0 (3,0 - А -0,44) = 1,7 шм
« случае по формуле (24а)
170 000
1,2 130
W > ..-, ,.„¦ = 1 090 см-^
Принимаем сечеине бревен d=24 см, для которого коэффициент условпп
работы здесь будет равен, согласно табл 7, т„ = 1,2
Расчетный изгибающий момент
3,3 3 1.0 „
м - -^Y~ ¦ Т ~ ^•*'' ""•"'
в таком случае момент сопротивления должен быть
247 000 , ,„,
15> > ),^.)зо - 1 583 см'
§ 21 КОНСОЛЬНО-БАЛОЧНЫЕ И НЕРЛЗРЕЗНЫЕ ПРОГОНЫ
В конструкциях 1псрекрытий с одинаковой ишепсивиостью
нагрузки во всех пролетах можно применить коисольно-балочиые
прогоны (рис 54).
В этих системах, в зависимосгн от расположения шарниров в
их пролетах, можно получить р ав но м оме нт иое или р а в-
нопрогибиое решение
Существуют в этих решениях две схемы расположения шар1П1-
ров с двумя шарнирамн (стыками) через проле! (рис 54, а) и
с одним шарниром в пролете (рис 54,6) Вторая схема плоха
тем, что в случае разрушения одною нз пролетов происходит
последовательное разру1нение проюпов во всех остальных проле-
lax Поэтому она не может быть принята для отдельных
прогонов, а пригодна только для спаренных прогонов
Расчет коисольно-балочных прогонов с равными пролетами
ведется при равномерно распределенной нагрузке
При расстоянии шарниров от опор во всех пролетах л: = 0,146/
~0,15/; изгибающие моменты в середине пролета и на опоре
будут
Наибольший .прогиб в тех отролетах, где нет шарниров, будет
Стыки прогонов осуществляются косым прирубом Боковое
смещение в шарнире предотвращается установкой одного
вертикального бол1а (рис 54, в)
При использовании пиломатериалов с предельной длиной
6,5 м величина пролетов консольно-балочной системы не должна
превышать 4,5 м
=^
J^
. 1t 1t 1t It
t''-' yi' tr tl" tt'
3^
Спаренные нсразрсзные .прогоны проектируются по второй
схеме путем соединения двух систем с противоположным
расположением шарниров (рнс 54, г) При этом все стыки
делаются с прямым упором на расстоянии 0,21/ вправо и влево от
опор
При равных пролетах момент от равномерно распределе1Н10й
нагрузки будет Др- , на второй опоре тоже равен-^, а на
последующих-'g При уменьшении крайнего пролета на 20% моменты
^^a опорах выравниваются В этом случае опорный момент будет
/Ио=-^у, а пролетный М„ = ~
Уменьшение крайнего пролета на 207о полезно еще и потому,
что при величине средних пролетов 6 м крайний элемент прогона
вместе с консолью будет иметь такую же длину В противном
случав потребовалось бы
для крайних элементов
применять длинномер или
устраивать стык вблизи
крайней опоры, что ие
рекомендуется
Стыки досок
скрепляются шоздями,
рассчитанными на действие
поперечной силы Q,
определяемой из условия (рис. 55)
Рис 55 Работ:
Л^„п
= 2Q..
Число гвоздей при расчетной несущей способности на один
срез гвоздя Т^, будет
Полученное число 1воздей необходимо располагать по обеим
сторонам стыка. Па остальной части прогона ставится по одному
гвоздю через 0,5 м
§ 22 ДЕРЕВОПЛИТА
К балкам относится также и деревоплита, которая
представляет собой сплошной настнл из досок или брусьев, поставленных
иа ребро (рис 56) Ее применяют в конструкциях крыш и
перекрытий для по.мещений с влажностью воздуха не более 50—607о
и в качес1ве настилов автодорожных мостов
Деревоплита требует большого расхода пиломатериалов и
поэтому ее можно .применять только в районах, богатых
древесиной Преимущества дереволлиты беспустотность конструкции н
повышенная сопротивляемость действию огня, простота
конструкции и возможность сборки из отдельных блоков К
недостаткам дсревоплиты следует отнести большой расход
пиломатериалов и возможность быстрого загнивания
Деревоплита монтируется из отдельных досок или из заранее
заготовленных блоков шириной 0,5 м Стыки досок располагаются
на расстоянии от опор около 0,21/ и вразбежку по схеме
спаренных неразрезных прогонов При монтаже на месте доски скола-
чиваются гвоздями через каждые 40—60 см и в шахматном
порядке В щитах доски оплачиваются сосновыми нагелями
2,4X2,4 см длиной около 400 мм, которые забиваются в шезда
диаметром 25 мм через 50—60 см
Расчет доревоплнты ведется на прочность и жесткость
Прочеты деревоплиты делаются длиной не свыше 6 м
Рис 56 Схема конструкции дс|)евоплнти
деревоплиты, б—деревоплита, собираемая аз досо
1IIT3, собираемая из готовых щптоп, е— сопряжение ня
Учитывая повышенную зыбкость деревоплиты вследствие ее
малой высоты, кроме обычного расчета на прогиб от
полной нормативной нагрузки, производят еще и
дополнительную проверку на зыбкость (см НнТУ-122-55
—приложение II).
Для деревопчнты бесчердачных покрытий требуется
произвести тбилотсхиичсский расчет В покрытиях по дсревоплите
укладывается косой защитный пастил из узких м тонких досок
В проезжей части автодорожных мостов для лучшей связи с
аофальтобеюнным покрытием проезжей части дсревоплита
устраивается с ребрами (рнс 56, е),
НнТУ-122-55 требуют для всех конструкций
междуэтажных перекрытий, кроме обычного расчет а на
прогиб от полной нормативной нагрузки, .проводить проверку на
прогиб от полной нормативной нагрузки и от сосредоточенного груза
весом GO кг При этом величина прогиба не должна превышать
0,05 см (НиТУ-122-55, раздел V и лриложение II).
' - в •» Иванов
Раздел четвертый
СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
§ 23 КЛАССИФИКАЦИЯ СОСДИНЕНИЙ
Ограниченность сортамента песоматсриата приводит к
необходимости соединять элементы как по длине (сращивание и
наращивание), так и по высоте (сплачивание) Кроме того, в узлах
ферм деревянных конструкций приходится присоединять под
углом одни элементы к дру1им
По характеру работы все средства соединения деревянных
конструкций можно разделить на четыре группы
1) работающие преимущественно иа смятие и скалывание
К ним относятся врубки (лобовые, щековые и др ), шпонки
различною вида (геризматические, круглые, гладко- и
зубчато-кольцевые) ,
2) работающие преимущественно на изгиб К ним относятся
все остальные нагели (боттопые, гвоздевые, шурупьр и др ),
нагели из твердого дерева цилиндрические и пластинчатые;
3) работающие лреимуществеино на сдвиг (различные виды
клеев),
4) работающие иа растяжение К ним относятся болты, тяжи
хомуты, стальные накладки, шурупы, глухари и скобы, а также
гвозди
Врубки принадлежат к наиболее старым средствам
соединений Они обладают существенными недостатками (большие
ослабления рабочего сечения, значительная трудоемкость
изготовления, трудности, связанные с применением механизации для их
изготовления)
Все это привело к ограниченному применению врубок в
современных условиях Однако этот вид соединений не потерял своего
значения для конструкций из бревен Он применяется в
некоторых конструкциях, выполненных из досок и брусьев, а также
в деревянных покрытиях производственных помещений, где
выделяются газы, вредно действующие иа стальные элементы
соединения
Соединения на нагелях, начиная от обычною дубового
цилиндрическою на'ОЛЯ н кончая стальными цтшприческнми
различного вида (c;i юшногоилитрубчатоюсечения), мало
ослабляют рабочее ее leniie соечипяемых элементов Для ич изготовтения
не 1ребуется большого количества материала Наге.'1ьные соеди-
пемняогличаются простотой исполнения и надежностью в работе
Для иа1елсй в виде тонких стальных штифтов и обычных
проволочных гвоздей не требуется предварительного высвсрлива1П1я
отверстий
В составных балках успешно примепяе1ся пластинчаты!)
деревянный нагель В С Деревягипа
Соединения на шпонках претерпели за поечедиее время
существенные изменения Вследствие цзудисклей, связанных с нспо 1Ь-
зованием средств мечапизацни для изготов 1ения д\бовых
призматических Н1П0Н0К, последние почти исчезли из употребления и
с успехом заменяются пластиичагыми на1елямн В узловых coeui-
нениях и стыках круглая лубовая uinoHKa вытеснена стально11
гладко-кольцевой
Применение ко шцево!! ншонки позволило в свое время
создать из досок сложные инженерные деревянные конструкции
с большими нролелами
Дальнейшим шагом вперед явилось применение зубчалой
кольцевой шпонки; последняя, в отличие от гладкой ко 1ьцевой,
не требует предварительной подготовки гнезда и позволяет
упростить конструктивное решение узлов ферм Однако отсутствие
специальною оборудования, необходимого д ш запрессовки таких
шпонок, большая трудоемкость сборки препятствуют широкому
внедрению их в практику строительства
Из всех видов соединения клей обеспечивает наиболее
высокую прочность рабочею шва и возможность изготовления моно-
лнгиых конструкций с различной формой поперечного сечения,
пролетами и высотой
Клееные конструкции должны изготовляться из сухою лесо-
магериала в заводских или близких к заводским условиях
Проведенные советскими учеными многочисленные
исследования средств соединений показали, что, за исключением клея,
все остальные средства соединений более или менее податливы,
что способствует увеличению деформации конструкций Гвозди,
зубчатые шпонки, цилиндрические нагели и пластинки системы
В С Деревягипа при загружении дают в начальный период
работы сравнительно небольшие деформации, которые пришостоян-
ной нагрузке с течением времени возрастают
По величине деформаций, количеству поглощеииой работы
соединения подразделяют на более и менее вязкие К первым
относятся гвозди, стальные, деревянные нагели, поперечные
деревянные и зубчатые стальные шпоики и врубки при больших углах
примыкания; ко вторым — продольные шпоики, врубки при
малых углах примыкания и кольцевые шпонки
6» 83
Вязкость соединений имеет большое значение для деревянных
конструкций, так как способствует выравниванию усилий между
отдельными <;вязямн и параллельно работающими элементами,
что особенно важно для растянутого пояса фермы, состоящего из
нескольких досок или брусьев
Средства соединения могут быть выполнены в конструкциях,
сделанных на заводах, и в конструкциях, нз1 отовленных в
построечных условиях
К первой группе следует отнести клеи, предназначенный для
соединения элементов различных конструкций, пластинчатые
нагели в составных балках и клеестальные шайбы в узлах ферм
Ко второй относятся врубки в конструкциях из бревен н брусьев,
гвозди в дощатых конструкциях, нагели в конструкциях из досок
и брусьев, деревянные шпонки в составных балках
Зыбср того ити иного средства соединения должен быть
сделан с учетом местных условий, возможностей применения
механизации при изготовлении соединений на С1роительстве и изю-
товлсиня конструкций на споциатьных заводах, домостроительных
комбинатах н т п
§ 24 ЛОБОВЫЕ ВРУБКИ
Лобовые врубки применяются в узлах ферм, сделанных нз
бревен и брусьев Врубки эти бывают с одним нти двумя
зубьями; особенность 'первых заключается в прохождении оси
примыкающего сжатого элемента через центр тощадки смятия Г<.„
(рис 57)
Иссчедования показывают, что площадку смятия
целесообразнее располагать перпенднкуля^рно к оси сжатого этемеита При
другом направлении (например, по биссектрисе внешнего угла
врубки) усилие, передаваемое подкосом, должно быть разложено
на состаи«чяющую, перпендикулярную к этой площадке, и на со-
ставтяющую, нерпенднкутярную к площадке наклонного среза
подкоса Вторая составляющая часто не может быть восшрннята
из-за появления щели в этом месте сопряжения при усушке
древесины и при возможном повороте подкоса (рис 57,6). В этом
случае указанное разложение сил не может иметь места Тогда
остается разложить усилие в подкосе на нормальную и
касательную составляющие к площадке смятия Однако касательная
составляющая может быть погашена силами трения между
подкосом и поясом при значении внутреннею угла Bpj^JKH а до 60°.
Следовательно, указанное разложение не будет иметь место в деи-
При перпендикулярном направлении площадки
смятия к оси подкоса работа врубки будет вполне
определенной
Для устранснпя смещения сопрягаемых элеменюв,
возникающего под действием случайных причин (например, при монгаже
или эксплуатации) во врубках ставятся на1яжные болты, скобы
или хомугы В опорных узлах .предпочтительнее ставить болт, ко-
юрый, будучи правильно рассчитанным, включается в работу при
случайном разрушении
врубки, предотвращая тем
самым в некоторых
случаях разрушение
конструкции Такой болт
называется аварийным
Площадка смятия в
сжатом элементе
сминается под углом 0° (вдоль
волокон), а ц растянутом—
под У1Л0М а к
направлению его волокон
Следовательно, площадка
смятия должна быть
рассчитана в растянутом
элементе
Несущая способность
лобовой врубки
определяется расчетом на смятие ^7го"смтГ ммГ разр^шспиГ пл^
по площадке f,, и на ска- «"я Vi." ~''<¦«
пывание но площадке f^
Расчетная несущая способность врубки из условии смятия будет
(41)
Рис 57 Лобовая врубка
N,, < m,^Rc.aF,„,
le 7??.„„ — расчетное сопротивление смятию под углом а к на-
праичеиию волокон;
Шсм— коэффициент условий работы при смятии,
принимаемый равным единице,
^сч—расчежая тощадь смятия
Для врубок ц конструкции из брусьев
f^^=-^»P-A (см рис 57, а)
^см < т,Лм.
Умножив обе части неравенства у
что /Vfj, cos а = Np, получим
, cos а и приняв в
Np<m,,Rc.J,,b,
(41а)
где Л'р — «родтьпая растягивающая сила;
Щм " ^ся, — 11^'еют вышеуказанные зпачепня,
Z)—толщина бруса и
h„p—ыубнна врезки
По нормам (НиТУ-122-55) глубина лобовых врубок в
промежуточных узлах принимается не более 'ЛЛ, а в опорных уз1а<
ферм—НС более '/зЛ Минимальная глубина врубки усгапавли-
вается в брусьях 2 си( и в бревнах 3 см Расчетная несущая
способность врубки .по скалыванию б>лет
Np < т,, Ri:, F,„ (42)
где m^^—коэффициент условий работы для лобовых врубок
на скалывание, который при одном зубе равен еди-
Н1Щ0 (т^^ =1);
RcM—сиеднсе расчетное значение сопротивления
скалыванию под уыом 'J. к направлсн1мо волокон,
которое умножается на соотиегстиующин поправочный
коэффициент (табл 6)
Всчичипа его определяется по формуле
/?^2, = ^Ц . (43)
где /?«,— расчетное максимальное сопротивление
скалыванию лод углом л X паправ'юиию волокон,
Р— коэффициент, равный при одностороннем
скалывании ft =0,25,
^ск—расчетная длина плоскости скалывания,
принимаемая не более 10 глубин врезки ввиду
возможности выклинивании волокон
(скалывания) по косослою,
Л„р—ьтубина врезки;
е— плечо сил скалывания, равное при
односторонней врезке е=0,5/г (половина высоты
растянутого элемента) (см рис 28)
Минимальная длина плоскости скалывания берется равной
1,5Л, где Л —высота сечения элемента по направлению врубки
Несущая способность растянутого элемента должна быть
проверена в месте наибольшего ослабления врубкой по формуле
Np<mpRpF,r, (44)
где гПр — коэффициент условий работы при растяжении
элемента с ослаблением;
Rp — расчетное сопротивление при растяжении вдоль
волокон и
Рят —ослабленная площадь сечения растянутого
элемента
Формула (44) предполагает равномерное распределение
напряжений в ослабленном сечении (/—2) при условии
центрирования равнодействующей растягивающего уси.шя N, по оси
ослабленного сечения (рис 57, а). При отсутствии такого
центрирования, когда растягивающая сила будет приложена с
эксцентриситетом по отношению к центру ослабленного сечения,
необходимо учесть дополнительное напряжение в растянутом элементе
от изгибающего момента M = Np Сл'.р Расчет в этом случае
должен быть проведен по формуле (36), как для внецснтрепно
растянутого элемента
Расчеты'показывают, что небольшое нарушение центрирования
узла по ослабленному сечению приводит к снижению несущей
способности лобовой врубки Для увеличения запаса прочности
растянутого элемента снизу к нему прибивается подкладка,
которая одновременно служит н для упора стяжного болта Чтобы
зафиксировать проектное |Положенне опорного бруса, в подкладке
возле наружной кромки опорного бруса делается лодрезха, а в
самом брусе с обеих сторон делаются небольшие скосы
(рис 57,а). Для лобовых врубок в конструкциях, выполненных из
бревен, разрешается центрировать растягивающую силу по оси
растянутого элемента, так как в этом случаеэксцентриситет
оказывается весыма малым На рис 58 показана конструкция врубок
в промежуточных узлах фермы из бревен Конструкция опорного
узла фермы из бревен дана на рис 59
В тех случаях, когда при расчете лобовой врубки с одним
зубом глубина врезки окажется больше -j- h, целесообразно
применять лобовую врубку с двойным зубом Построение такой врубки
делается с расчетом, чтобы вершина второго зуба
находилась на оси сжатого элемента, а площадка скалывания второго
87
зуба была ниже площадки скалывания первого зуба не менее,
чем на 2 см. При этом глубина врезки второго зуба не должна
превышать ^ ^ Длина площадки скалывания второго зуба со-
э нормам (НнТУ-122-55) должна быть /„2<10/V' (Р"<= ^^^
Расчет лобовой
врубки с двойным зубом
ведется в предположении,
что усилие сжатого
элемента распределяется
пропорционально расчет-
ной площади смятия пер
вого зуба FcM,\ и второго
зуба Fc„,}
Величина этих
площадок определяется из
следующих соображений
Из пропорции
%.^'
Расчет лобовых врубок с двумя зубьями на скалывание по
верхней поверхности на глубине врезки первого от торца зуба ло
НиТУ-122-55 производится на усилие
где T'^^=^NcM. I cosa;7"?.^=/V^—лолное усилие скалывания (растя
гнвающее усилие в нижнем поясе)
и/"<•„ =/"г„+/-j„ —полная
расчетная площадь смятия.
Заменяя здесь F'^^ и /^i-^, выражениями F'^^ = -^^^ ""
^'см— 'cos а" (''"•'^^ * — ширина сечения бруса), формула (45)
может быть .переписана прн применении брусьев в следующем виде
Т^г^=Т^с.-1^^— (45а)
Пользуясь этой формулой, определяем длину скалывания
первого зуба /«.I по формуле
0.8««°j°,
|де 0,8 — коэффициент для врубки с двойным зубом (по табл 7)
при расчете первого от торца зуба
Расчет несущей способности на смятие второго зуба ведется
на полное усилие N^ cos а= Л'^, = 7V^ с введением к расчетному
сопротивлению коэффициепта условий работы /«^, =1,15
Поверка скалывания по нижней плоскости на полное значение
скалывающей силы, равной N^, производится в предлоложсиии
неплотного примыкания первого зуба к площадке смятия и
передачи всей силы на второй зуб При этом расчетное сопротивление
скалыванию может быть повышено введением коэффициента
т^^ =1,15 Если будет обеспечена прочность на скалывание
нижней площадки, то верхнюю площадку достаточно проверить на
чрйствие силы Т^^ с учетом возможной перегрузки и введением
коэффициента условий работы /«^^=0,8 к расчетному
сопротивлению на скалывание
Изготовление рассмотренной выше лобовой врубки с
двойным зубом должно быть высокого качества, с обеспечением
наибольшей H'lOiHocTH примыкания обоих зубьев Лобовые врубки
образуются с помощью специальных шаблонов путем пропилов
по двум наклонным направлениям плоскостей врубки
Пример Дан опорный узел фермы из сосновых бревен, защищенный от
увлажнения Диаметр бревен в верхнем и нижнем поясах D=20 см, а — 35°
Усилие в верхнем поясе от постоянной нагрузки Л^^ =2318 кг н от снега
W°=4 250 кг и в нижнем поясе —от постоянной нагрузки Л'^=|900кг
II от снега Л^" =3 500 кг (рис 59) Требуется рассчитать лобовую врубку
Задаеися глубиной врезки Л,р= 6,5 см < —20=6 67 см Длина хорды и нло
. соответствующие глубине врезки в 6,5 см, равны S = 18,7 ел
При ортогональном решении врубки площадь с
Л^<. = 2318.1,1 +4250 1,4 =-8 500 кг.
Л^р = 1 900 1,1 + 3 500 1,4 = 700 кг
Согласно данним табл ЛляяЯгм » RcmSiO пр" о=35° расчетное со-
гнвление смятию (по фор.муле 5)
150 150 „^ , ,
*« = П50 \ П50 \ - ^ "^1"^'
1 + (-30- - 11 s.n'35' 1 + (-gg- - l] 0.5733
Сопротпнленнс скалыванию под углом а (но фор.чуле 5а)
1-1 (-12—1 )•'""= 35-
/?f? а = -
1+0,25.-[о-
Расчетная несущая способность врубки
Nc=\ 85.105 = 8 925 > 8 500 кг.
Г.) по скалыванию
/Vp - 1 10 18,7-40 = 7480 > 7000 кг
Поверка несущей способности на растяжение нижнего по»
hnp <~Х ^ не обязательна
> узла в данном случае пронзведеио i
§ 25 ТРЕХЛОБОВОЛ УПОР
В узловом соединении трех сжатых элементов, а также в
соединении растянутого элемента с двумя стержнями, сходящимися
под большим углом, применяется трсхлобовой упор (рис. 61)
Наиболее целесообразным является решение, в которо.м поверх-
ности смятия направлены по биссектриссам у1лов 1юверх1юстей
Отсутствие в такой врубке скалывания древесины волокон яв-
пиется большим се достоинством
Каждое из трех сжимающих усилий в трехлобовом упоре рас-
к чадывается на две составляющие, нормальные к плоскостям
смятия (рис 61, а) При этом yro^i между направлением сминающей
силы и волокнами, при упомянутом выше решении, уменьшается
вдвое Это дает возможность значительно повысить расчетное
сопротивление смятию Па
рис 61,6 дано определение
усилий, действующих на
площадки смятия
Как видно из
равностороннего треуюльиика, все
усилия смятия
перпендикулярны к площадкам смятия,
расположенным в их центре
/\нало1ичное построение
будет иметь место при разной
ширине элементов и
неравностороннем силовом
треугольнике
Указанный трехлобовон Рис 61 Трехлобовой упор
упор может ЛМСТЬ и другое <>, л -«ема^^даПсгвня уснлиП » рпзложспнс ^нх
направление 'пнощадок смя- "одерсинйЧспмГч" трм^^^
ТИЯ, менее эффективное, чем ^^^¦*^¦•^ """Рснн^го узла рампой конструкции
бисссктрисиое Па рис 61, о
приведена схема трехлобового упора в }элс металло-деревянных
ферм со вкладышами для прикрепления стальных растянутых
элементов, а на рис 61, г — схема решения внутреннего узла рам-
нон конструкции при помощи трехлобовою упора При
изготовлении узлов с трехлобовым упором требуется особенно
тщательная приторцовка поверхностей смятия
§ 26 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Шпоики представляют собой вкладыши, .препятствующие
взаим]юму сдвигу сопрягаемых элементов К ним относятся
(рис 62,а,б) следующие шпонки призматическая лродольная /
и поперечная 2, наклонная.?, дисковая 4, падкая кольцевая 5 и
зубчато-кольцевая 6
Шпонки применяются, для сплачивания брусьев в составных
; (балках и стойках), в которых они воспринимают сдви-
I @ G Q
гающие усилия; дчя сра11;ивання по длине брусьев в растянутых
стыках (рис 63) и в узловых сопряжениях, для
присоединения одного элемента к примыкающему под углом,
например, присоединение к поясу растянутого раскоса,
прикрепленною с 'ПОМОЩЬЮ двух гладких кольцевых шпонок
(рис. 63, в)
§ 27 ПРИЗМАТИЧЕСКАЯ ШПОНКА—ПРЯМАЯ И КОСАЯ
Призматическая шпоика, изготов пенная нз твердых пород
дерева, преимущественно дуба, применяется в составных
брусчатых или бревенчатых балках
Па рнс. 64 показано сопряжение нз двух брусьев на прямых
продольных призматических
шпонках Волокна ШП01ЮК
расположены параллельно волокнам
сопрягаемых элементов
Со1ласио НиТУ-122-55,
глубина врезок шпонки /г„^,
принимается в брусьях к„„ ^ -g-h, а в брсв-
л„„<-
D, где h
мер сечения бруса в направле
НИИ врезки, а и — диаметр
бревна, во всех случаях /г„^, 2 см
Торцы продольных шпонок долж- _ ^^ ^ _ ^ _^^__ „„.„„„„
ны обрезаться перпендикулярно к
направлению волокон шпонок
Характерной особенностью работы Ш1Понки является наличие
распора, который возникает под действием эксцентрично
приложенных сдвигающих устий, стремящихся повернуть шпонку
Величина этого распора Q,„ определяется нз условия
равновесия, которое выражается уравнением
где ГА,р—опрокидывающий иомент,
Q,„i„ —удерживающий момент
Учитывая возможность пекоюрои неплоггюстн пригонки
шпонки, силами трения здесь пренебрегают Величина распора в таком
случае будет равна
где Т — несущая способность одной шпонки
Распор в рассматриваемом сопряжении воспринимается
стяжными болтами, которые ставятся посредине между шпонками и
на концах стачиваемых элементов Сечение болтов рассчиты-
1М диаметр болтов должен
быть не менее 12 мм
Чтобы быть устойчивой,
шпонка должна иметь
длину 5 Л,э Расстояние
между шпонками в свету
должно быть не менее ее
длины /„,
Поперечная шпонка
состоит из двух клиньев со
скосом от 7б до Vio (рис
65), выполняемых из твер-
Рис 65 Составная балка па поперечных ДОГО Дерева ТакИе ШПОН-
шпонкач Подтяжка сопряжений произво- КИ устанавливаются С
Д11ТСЯ ударом молотка d торцы шпоиок ПЛОТНОЙ заклинкой Для
а-рлзрм, 6-плап /-всрмшП брус 2-Гю1ты провеДеПИЯ ПерНОДИЧбСКОЙ
подклинки при
эксплуатации конструкции снаружи оставляются выступы, равные
величине /г,^,
В целях увеличения длины площадки скалывания в
сопрягаемых элементах и экономии материала применяются
продольные наклонные шпонки (рис 66) Для них длина площадки
скалывания в сопрягаемых элементах принимается равной
расстоянию от рабочего торца шпонки до середины соседней шпонки,
но не больше ЮЛ,,^,
94
в отличнс от прямых продольных шпонок наклонные нгпонки
могут воспринимать действие сдвигающих усилий только в одном
направлении Это исключает возможность применять их в тех
случаях, когда знак сдвигающих усилий меняется при вибрационных
и других нагрузках
При конструировании составных балок в целях увеличения
момента сопротивления между сплачиваемыми элементами иногда
оставляется зазор Sq В этом случае шпонки получают название
колодок Наличие
указанного зазора
способствует проветриванию
поверхностей
сплачиваемых элеменгов (рис
67). Распор для таких
составных элементов,
очевидно, будет
равен* Р"с 67 Составная балка и
Все рассмотренные сопряжения на шпонках и колодках
требуют тщательной пригонки к гнездам Для продольных шпонок
эта операция осуществляется с большими трудное!ями В случае
неточного выполнения соединения возникает опасность перегрузки
отдельных шпонок, коюрая может привести к последовательному
скалыва1шю шпонок и разрушению всей конструкции
Поперечные шпонки более податливы, чем продольные Это
условие, а также возможность подклинки шпонок позволяют
включать в работу все шпонки
В силу всех paccMoi репных выше причин предпочтение
отдается соединению на поперечных шпонках
Соединения на деревянных призматических шпонках всех
видов по НиТУ-122-55 (п 73) применять не рекомендуется, их
можно допускать лишь в отдельных случаях При необходимости
поверки существующих конструкций с призматическими
шпонками следует руководствоваться приведенным ниже расчетом по
действующим нормам с учетом сделанных выше замечаний
Несущая способность сопряжений на .призматических шпонках
и колодках определяется
.по смятию в плоскости врезки шпонки или колодки
Tcm<^mRcmFcm. ; (47)
Т,,<т,^ЩрР,, (48)
Коэффициенты условия работы для всех шпонок и колодок
с =1, для продольных шпонок и колодок от„=0,8; для попе-
речных шпонок /и„ =0,9; для скалывания в сплачиваемых
элементах, для продольных прямых и косых шпонок и колодок
/ге^^=0,7 и при поперечных шпонках т,^ =U,85
Величина R^^ ^ определяется по формуле (43)
§ 28 ГЛАДКАЯ КОЛЬЦЕВАЯ ШПОНКА
Гладкая кольцевая шпонка представляет собой тонкую
стальную полосу, согнутую в холодном состоянии в кольцо диаметром
do от 10 до 16 СМ; с — от 0,3 до 0,22 do, где ^о — внутренний
диаметр кольца с зазором в месте разреза от 0,5 до 1,0 см Ширина
кольца принимается на
более 0,2 внутреннего дна-
метра кольца и должна
быть равной не менее 2 см.
При сборке такая
разрезная шпонка вставляется в
высверленный в каждой
доске кольцевой желобок
глубиной, равной
половине ширины шпонки При
этом разрез шпонки
всегда располагается
перпендикулярно направлению
усилия, действующего на
шпонку. В центре кольца
ставится стяжной болт
(рис 68)
Благодаря
эластичности разрезного кольца
действующее на шпонках
усилие распределяется на
две площади смятия— на-
^1°\""одтом'адсмснте""/-™яжноЯ РУЖНуЮ И ВнуТрСННЮЮ
|)лспрсде.1ети; напряжений смят» ДвуМ ПЛОШЭДЯМ СМЯТИЯ
отвечают две площадн
fi — внутренняя, окруженная кольцом (сердечник^
и наружная, на конце доски (рис 68, а, б) При сжатии
элементов шпонка работает лучше, так как при этом раопределемие
скалывающих напряжений в сердечнике будет более
равномерным, чем при растяжении В последнем случае скалывание
сердечника будет происходить исравиоморно, подобно
одностороннему скалыванию в лобовьих врубках
Для нормальной работы соединений на кольцевой шпонке
необходимо применять древесину с влажностью не свыше 25%, без
сучков в зоне сопряжений Б сухой и полусухой древесине
неизбежно появятся усушечные деформации кольцевого желобка
(искажение его), что приведет к нарушению нормальной работы
96
Рис 68 Сопряж(
а. б—сопряжения вс
X кольце.
соединения Требуется также и особо точное высверливание
желобков
При наличии сокращенного сортамента пиломатериала
диаметр шпонок может быть принят равным 10, 12, 14 и 16 см
Расстояние от центра кольца До торца доски должно быть не менее
в растянутых элементах—1,5 do, в сжатых — do Между
центрами соседних шпоиок вдоль волокон как в сжатых, так и в
растянутых элементах расстояние принимается равным не мсисс 2 do
В настоящее время эти соединения, как и призматические
шпонки, не рекомендуются для применения
Глава IV
НАГЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
§ 29 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Нагелем называются гибкие стержни или пластинки,
предназначенные для соединения элементов деревянных конструкций в
стыках и узлах ферм, в составных стержнях и балках Стальные
нагели представляют собой стержни круглого илн трубчатого
сечения. К нагелям цельно! о сечения относятся болты, проволочные
гвозди, шурупы и глухари (рис 69, а, б, в, г, д, е, ж).
Деревянные круглые н пластинчатые нагели изготовляются из твердой и
вязкой древесины (из дуба или ангисептированной березы)
/ t
1
1 f 1
7-
и\
Все цилиндрические нагели ставятся в равные их диаметру
заранее просверленные отверстия Для пластинчатых нагелей
гнезда сверлятся с помощью специального портативного элсктро-
долбежиого станка Гвозди диаметром не свыше 6 мм забиваются
в древесину Шурупы и
глухари завинчиваются в
~Т отверстия, несколько
меньшие, чем диаметр ненаре-
заниой их части
При деформации
гельное соединение не дает
раопора, который свой
ствеиси шпоночному
единению В данном слу-
/ ¦¦ { ^ I ! ( "'^^ момент от действую-
j 5 I \ I t г щих возле шва сопрягае-
' ¦ ¦ ''' мых элементов 7',ei будет
уравновешиваться обрат-
Рис 70 Схема распределения напряжения ним моментом Tjej, где
смятия в древесине (упрощеппая) j.^ „ Гг -
равнодействующие соответствующих ус И
ЛИЙ смятия (рис. 70).
В зависимости от способа прпложе1Шя внешних сил и числа
швов в соединении, различают два вида соединения нагелей
симметричное—двухсрезиое и
М1югосрезиое (рис 71, а,
б) и иосим(метрич1юе —
одиосрез1юе и
многосрезное (рис 71,в, г). При
этом срез считается
условным, так как прежде
всего изгибается сам
нагель Поворот и изгиб
нагеля вызывают
неравномерное смятие древесины
в гнезде
Кроме изгиба,
деревянный нагель работает ла
смятие При расчете
пренебрегают силами трения
вследствие возможного появлении щелей между досками при
усушке древесины Не следует ставить нагели по средней линии
элемента, где мо1ут появиться продольные трещины
Благодаря большой гибкости гвоздей и цилиндрических
нагелей малого диаметра нагельное соединение отличается
податливостью По этой .причине усилие равномерно распределяется
между нагелями, что способствует повышению надежности
нагельного соединения по сравнению с другими Простота изготов-
''^
и
т
п1
п
двухсрсзвое — В)
лення и надежность нагельного соодннсния обеспечили широкое
применение его в строительной практике
Расстановка цилиндрических нагелей может быть прямая
(рис 72,а) н шахматная (рис 72,6), а для гвоздей принята
расстановка еще и косыми рядами (рис 72, в)
По нормам (11иТУ-122-55) расстояние между осями
цилиндрических нагелей вдоль волокон Si, поперек волокон $2 н от кромки
Si должно быть не менее
для стальных нагелей Si=7d; S2=3,5d, $з = М;
для дубовых на1елей s, = 5d; S2 = 3rf; S3 = 2,5rf
при толщине пакета b - \Ы разрешается принимать
для стальных нагелей Si = 6d, S2=3d; S3 = 2,5d;
для дубовых нагелей S| = 4d; S2=S3 = 2,5d.
Расстояние между
осями гвоздей вдоль волокон о) к)
должно быть не менее pJi^vg-rOiH , \^ б -А -щ^&ЬЬЗ-,
s, = 15d,„ при толщине про- ' ' ' 1 г .^Ьотст^ '-'-'•'
бивасмого элемента (с)
больше lOd^e и Si=25d,
при толщине
пробиваемого элемента (с), равной
Расстояние между
гвоздями поперек волокон
должно быть не менее
S2=4rf„ при прямой
расстановке и не менее S2=
3d,, при шахматной
расстановке II расстановке
косыми рядами Большее
расстояние между
гвоздями, принятое в нормах,
объясняется образованием
при забивке гвоздей в
чревсснне продольных
коротких трещин,
уменьшающих сопротивление ска-
лываиню промежутков
между гвоздями (рабочих
птощадсй скалывания'
(рис 72, г)
В гвоздевых соединениях должно быть учтено уменьшение
рабочей длины 1воздя в крайнем элементе за счет возможного
зазора между досками и за счет отщвпа при овободном выходе
гвоздя В соединениях на нагелях крупного диаметра возможно
появление трещин на концах соединяемых элементов, вызванное
расклинивающим действием таких нагелей В соединениях под
углом указанные расстояния между осями нагелей должны быть
соблюдены для каждого из соединяемых элементов
В одпосрезных сопряжениях со стальными накладками
применяются шурупы и глухари Нормы расстановки их такие же, как
и для нагелей из круглой стали
Деревянные цилиндрические нагели могут применяться лишь
при наличии оказываемого на иих химического воздействия,
I ГТТ1 i ilg^-"
Рис 73 Пластинчатый и
о нормативные размеры
нагель в—глухой плас
а также в гидротехнических и подобиык им конструкциях, когда
не может быть допущено применение стальных соединений,
могущих подвергиуть(.л неизбежной коррозии.
Пластинчатые нагели изготовляются длиной ^„.,=54 иля
72 мм и толщиной 8=12 или 16 мм (рис 73) Глубина глухого
гнезда на 2 мм больше длины пластинок, причем последние аре-
заются в каждый брус на глубину не бопсс '/з его высоты Для
более плотного прилегания лласгинок к стенкам гнезда
начальная влажность древесины (дуба или антиссптированной березы)
не должна превышать 8—10%, т е быть значительно ниже
влажности сплачиваемых (Зрусьев Последующее набухание этих
(сухих) пластинок будет способствовать более плотному
сопряжению
Глубина врезки пластинок и расстояние между ними
показаны на рис 73
§ 30 МЕТОД РАСЧЕТА НАГЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИИ
Советские ученые проделали большую работу по изучению
свойств нагелей н изысканию методов их расчета
До последнего времени применялся метод расчета нагелей,
осиоваиный на теории упругой работы древесины н нагеля Этот
метод НС позволял учесть особенности работы нагельного соела-
неиия при напряжениях, превышающих предел
пропорциональности, и поэтому не получил достаточного подтверждения при
испытаниях
Новый метод, исходящий из общих положении расчета по
ирсдсчьиому состоянию, учитывает упруго-пластическую работу
дровесины на смятие и нагеля на пзгиб '.
Формулы для расчета нагельного соединения, выведенные по
i
!* ^'
1 1
i
Hvf^ =
1-
Рис 74 Схема загруже]
эюму методу для основного случая, когда демсiвующее усилие
направлено вдоль волокон элементов (рис 74, а), принимаются
и для случая действия усилии под углом к волокнам (рис 74,6)
с 1юправками за счет влияния угла смятия на расчетную
несущую способность соединения
В табл 10 приведены данные о расчетной несущей способности
цилиндрического 11а1еля 7" в соединениях элементов, выполненных
из сосны и ели при направлении усилий, передаваемых стальными
и дубовыми цилиндрическими нагелями вдоль волокон элементов;
для гвоздя — под любым углом, при расчете защищенных от
увлажнения и нагрева конструкций на воздействие постоянных и
временных нагрузок
' Разработан В М Коченовим а принят в НиТУ 122-55
Расчетная несущая
Схема работы
¦*
Симметричное
соединение
\\\ Ml
444
-ja-1-ej-
Нсгимл
соед
г»
lit
JrirH
соед
[|-Т
1) i
W
'•\-c\al'
етричное
пение
'Щ
ричиые и
етрнчные
инсини
способность цилиндрнчес
(по НнТУ-122-55)
Расчетное >сло1111с
а) Смятие в
средних эле-
б) Смятие в
крлнннх эле
тах равной
толщины, а
также в более
диненнй
б) Смятие в бо-
Из.бна.е.я
Расстна,
—
50 с,1
SO ad
35 cd
SO ad
250 dH
400 di
ей
"i?;;^^;;;;:^'""^'
SV/h'IIm™
50 cd
80 ad
35 cd
SO ad
180d',
+ 2a2 HO
"250 "</2^
ци*'.ТрИ
50 ad
20 cd
45 </2 +
+ 2a'.Ho
"б5 d»" ^
..._. J способность пластинчатого нагеля T=l4b„,l„^ (см
НиТУ-122-55. п 95)
Примечания I Расчетная несущая способность нагеля в
рассматриваемом шве из условии смятия принимается равной меньшему яэ двух
значений, полученных для прилегающих к этому шву элементов
102
2 Обозначения г —толщина средних элементов, а также равных н
более толстых элементов односрезных соединений, а—толщина крайних
элементов, а также более тонких элементов односрезных соединений; rf —диаметр
нагелей
Вели'жны а, с h d принимаются в см
3 В таблице термин «срез> принят условно, поскольку соеднненне на
нагелях разрушается от смятия древесины или изгиба самого нагеля, но не от
При паправлеиии передаваемого нагелем усилия под углом к
волокнам элементов расчетная несущая способность нагеля
умножается при расчете на смятие древесины в нагельном гнезде на
коэффициент ka (см. табл 11), а при расчете на изгиб нагеля —
на коэффициент уТ.
а градуса»
30
60
90
Значения коэффициентов
ДЛ,С.,ЛЬ.«„
. 1 .0
0.95 0,9
0,75 0,7
0.7 0.6
1^2 ДЛЯ разных углов а
..ЛС...РИ..
,0
0,9
0.65
0,55
..
0,4
0,6
0,5
1,0
0,8
0.7
Примечание Значение коэффициента к^ для промежуточных углов
определяется по нмтерполяцнн
Кроме учета коэффициентов А", hV^, , при определении
расчета! ой несущей способности нагеля, для
конструкций, находящихся в условиях повышенной влажности, ловышен-
ных температур, монтажных нагрузок и других факторов,
необходимо вводить аналогичные поправки, учитывающие
действие указанных факторов по табл 4, 5 и 6 (§ 10, глава II,
раздел II).
При определении расчетной длины защемления конца гвоздя
fli не учитывается заостренная часть 1воздя ~ l,5d н все зазоры
между соединяемыми элементами в каждом шве по 2 мм Если
расчетная длина защемления конца гвоздя oi получится меньше
4d, то работа конца гвоздя пе учитывается
При налипни в односрезных соединениях стальных накладок
в качестве нагелей, работающих на сдвиг, допускается
применение винтов-глухарей и шурупов, которые должны завинчиваться
в предварительно .просверленные в металле и древесине
отверстия Несущая способность виитовтлухарей и шурупов
определяется по правилам, принятым для стальных цилиндрических
нагелей Расстояния между ними те же, что и для стальных
цилиндрических нагелей
103
Если заглубление в древесину нснарезанной части винтов-
глухарей и шурупов менее двух диаметров в неослабленном
резьбой сечении, то расчет винтов и шурупов производится, как для
нагелей, на сдвиг но внутреннему диаметру ослабленного резьбой
сечения
Пример I Рассчитать стык растянутого пояса фермы, защищенной от
увлажнения, из сосновых брусьев на стальных нагелях
Сечение пояса— 12X16 см
Усилие в растянутом брусе от постоянной нагрузки N^ = 1,8 m и от
сиега—/Vp =3,8m (рнс 74,а)
12
Диаметр нагелей принимаем d = l,8 см, что меньше-g- =2,4; толщину
2
накладок принимаем y 12 = 8 си
В таком случае несущая способность для одного среза симметричного
нагельного соединения по табл 10 определится одним из следующих трех
значений
Га = 80 8 1,6-1 024 кг; Т^ = 50 12 1.6 = 960 кг;
r„-180-l,62-(.2 82-589 кг
Np- 1,7.1.1-1-3,8 1,4-7,19 т
нагелей при
/„ = 2-8 + 12-28 си > 10rf=10 1.6=16 см
н поперек волокон и
S, = 7 1,6 = 12 см. S, - 3.5 1.6 - 5.6 си; s, - 3 1,6 = 1,8 см
Ослабление сечения пояса равно
F„T - 12(16-2-1,6)- 153.600 154 ем^
и тогда по формуле (6) получим несущую способность пояса ^
Np = 0,8 100 154 = 12320 > 7 190 кг
где тр-=0.8 согласно указанию табл 7
Если принять толщину каждой накладки равной ноловинр ишрины
стыкуемого элемента (6 см), то при аналогичном расчете стыка получим то же
число нагелей и некоторое уменьшение длины нагеля и веса стали
Пример 2 Рассчитать растянутый стык из двух с
нием каждая 5 X 16 c\t па гвозлях Стык с двумя накладками и одной про
кладкой сечоннсм 5Х 16 см
Пгшиимасм гвочли d , ^П,5 си и длиной / , = 15 см Топа ллнпа ia-
шкца гвоздя щ в прокладке, согласно указанию па стр 103, равна
а, = 15 - (2 5 + 2 0,2 + 1,5 0,5) = .3 85 см > Id,.,
Np =7 19 m берем из предыдущего примера
Та = 250 0,5! + 3 852 = 77.32 кг
н для а = 5 ел
7-„ = 250 О 52 + 5» = 87,5 < 40Qd,, = 200 кг
Расчетное усилие двухсрезпого гвоздя, забитого с одной стороны стыка
будет равно 77,32+87,5=165 кг и число гвоздей, необходимое для забивок
с двух сторон, равно
„,.= 7!^^^^44шт
105
Принимаем общее число гвоздей, равное 50, с каждой стороны забиваем
по 25 гвоздей
Принимаем прямую расстановку гвоздей в 5 рядов, по 5 в одном ряду
Расстояние между гвоздями определяется из услонин /- "- lOrf,,— Ю u5—
= 5 см, в данном случае с = 5 см В таком случае имеем
S, = 15-0,5 - 7,5 с и. S, - 6з = 4 0,5 = '2см,
[фипнмаем расстояние крайних гвоздей до кромки доски в 3 cjk и расстон
пне «2=2,5 см
Площадь сечепия, ослабленного гвоздями,
Fht -2|5(16-5 0,5)1 = 135 fi(2
и несущая способность стыка будет
Np = 0,8 10U 135 = 10800 > 7 190 «г
СОЕДИНЕНИЯ НА РАСТЯНУТЫХ СВЯЗЯХ
§ 31 тяжи, ХОМУТЫ, СКОБЫ и т п
Стальные связи могут быть рабочими (расчетными) и
вспомогательными — конструктивными К рабочим связям относятся
болты в соединениях на шпонках (для погашения распора
шпонок), металлические затяжки арок или тяжи для растянутых
элементов ферм, подвески, гвозди и шурупы при работе их на
выдергивание. Размеры сечений таких элементов назначаются на
основании расчета по нормам для стальных конструкций
(НиТУ-121-55)
105
к вспомогательным связям, служащим для скрепления между
собой элементов и сохранения необходимой плотности всего
сопряжения, относятся стяжные (нерабочие) болты Во врубках
(например, в балках системы В С. Дерсвягина), затем скобы,
хомуты Для изготовления связей вспомогательного
характера применяется обычно немаркированная сталь, а
размеры их ссчепнй назначаются но конструктивным сообра-
При эксплуатации деревянных конструкций необходимо
проводить периодическое подтягивание тпжей и болтов Для прсдо!-
вращенкя отвинчивания гаек при динамических воздействиях
ставятся еще и контр!айки Длина нарезки в этом спучае
назначается в пределах от 3,5 d до 4,5 d
В целях уменьшения смятия древесины под гайкой ставится
шайба нз листовой стали, сторона которой определяется из
условия работы ее на изгиб, а также и равиопрочиостп стержня
болта п 1и тяжа на растяжение и древесины под шайбой на
смятие и практически назначается равной примерно 4,5 d, где d —
диаметр болта «ли тяжа вместе с нарезкой Толщина такой
шайбы для d от 10 до 16 мм принимается равной от 5 до
8 мм
Если концы растянутых тяжей при монтаже нли
эксплуатации конструкции окажутся недоступными для подтягивания гаек
(например, в затяжках, в растянутых элементах решетки
фермы), то на тяжах ставятся стяжные муфты
Расчетное сопротивление для тяжей и болтов, работающих
на растяже1ше, принимается, как для прокатной стали
соответствующей марки, а в нарезанной части таким же, с введением
коэффициента 0,8 (см 11иТУ-122-55, п 25 и приложения 17 и 20)
При расчете двойных или тройных тяжей н болтов расчетное
сопротивление стали снижается на коэффициент 0,85 (см п 25
ЛиТУ-122-55) Коэффициент условий работы для болтов от^ = 0,8
Элементы конструкции с применением тяжей и хомутов
показаны на рис 75
На рис 75, а показан криволинейный хомут нз круглой стали
для крепления растянутого элемента к деревянным нактадкам
со стальной криволинейной подкладкой в месте касания к
торцам накладок; вместо круглой можно применять и полосовую
сталь Стальной хомут из круглой стали (рис 75, б, в) при
наличии стяжных муфт используется для затяжек в
распорных конструкциях и подвески прогонов подвесного
потолка
Хомуты из полосовой стали (рис 75, г, д. ж) применяются
для стяжки МИ0Г0СЛОЙНЫ1Х элементов или элементов с поодоль-
ными трещинами от усушки, а хомуты-кармапы (рис 75, з) —
для подвески балок к прогону
Кроме расчета растянутых элементов, проводится проверка
на смятие дерева под шайбами и хомутами
106
в растянутых брусчатых или бревенчатых стыках могут
применяться стальные накладки, которые также относятся к
расчетным связям Крепление нх к деревянным элементам
осуществляется с помощью болтов, шурупов, глухарей пли гвоздей
В моотостроонни в стыках брусчатых ферм используют
стальные накладки со шпонками называемые гребенками (рис 76,а),
причем это допускается лишь при условии, что одновременно
(при помощи шаблона из фанеры) будут просверлены отвср
стия в стальных накладных и деревянных элементах Толщина
стальных накладок с учетом возможной коррозии принимается
не менее 6 мм Во избежание образования усушечных трещин в
деревянных элементах ширина стальных накладок не должна
превышать половины высоты в плоскости накладки сопрягаемых
элементов (бревен, брусьев и досок)
К нерабочим (конструктивным) связям, служащим для
скрепления в построечных условиях бревен и брусьев,
относятся скобы из круглой стали диаметром от 10 до 22 мм (рис 76, б)
Диаметр круглой стали для скоб принимается от 12 до 18 мм
при длине от 200 до 500 мм Длина загиба скоб —от 80 до
120 мм Применение скоб в деревянных конструкциях сейчас ие
рекомендуется
Шурупы и глухари завинчиваются в предварительно про-
107
сверленные отверстия в металле и древесине Диаметр отверстий
в деревянных элементах должен быть на 2—3 мм меньше
диаметра шурупа пли глухаря При этом продольная расстановка
производится на расстоянии 10 d, а в поперечном к волокнам
направлении на 5 d Здесь d — диаметр не ослабленной резьбой
части сечения
Расчетная несущая способность шурупа или глухаря на
выдергивание определяется но формуле
Т,а= R,e-^dl,g, (49)
где R ,а—расчетное сопротивление выдергиванию винта на
1 см^ поверхности сцепления с древесиной
нарезанной его части, для сосны R ^=20 кг/см^;
/„( — длина защемленной части винта в пределах
нарезки в см;
d — диаметр не ослабленного резьбой сечения винта
Учитыва1Ь работу гвоздей на выдергивание разрешается
только для вюростепенных элементов (например, для подшивки
и т п ), а также в конструкциях, в которых выдергивание
гвоздей сопровождается подобно нагелям одновременной работой на
сдвиг При забивке гвоздей в заранее просверленные отверстия,
¦при вибрационных .нагруз-
"J ках, а также при забивке в
торец запрещается
учитывать работу 1В03ДЯ на
выдергивание
Расчетная несущая
способность гвоздя на
выдергивание при соблюдении пра-
Bin расстановки гвоздей при
работе их на сдвиг
определяется по формуле:
T.b = R«,rd,ehs, (оО)
где /?„д =3 кг/си(2 _ д^я
древесины, защищенной от
увлажнения и нагрева, для
ы- сырой древесины!, высохшей
при эксплуатации
конструкции, /?,„ =1,0 кг/см^; L,„ =
= ai — расчетная длина
защемленной части 1В03ДЯ без учета длины ею острия (1,5 d^J
и величины зазоров но 2 мм в каждом шве (должна быть не
менее 4 d,„ ) и не менее двойной толщины прибиваемого элемента
(а) При rf„>0.5 см диаметр гвоздя при определении /?,, при-
иимаегся равным 0,5 см Толщина прибиваемого элемента
должна быть не менее 4 d..
СОЕДИНЕНИЯ НА КЛЕЮ
§ 32 ВИДЫ КЛЕЕВ И МЕТОДЫ СКЛЕЙКИ
Наиболее надежным средством соединения в деревянных
конструкциях является клен Благодаря большой псследоватсчь-
ской работе, проведенной в Советском Союзе и за границей,
были получены! составы водостойких клеев, которые позволяют
изготовлять из маломерного лесоматериала клееные
конструкции больших размеров.
Наличие значительных сил сцепления, возникающих в
клеевом шве, позволяет путем надлежащего подбора пиломатерна-
•юв создать наилучшую конструкцию индустриального изготов-
чеиия Прочность клеевого шва после завершения процесса
схватывания и твердения клея, при условии собчюдения уотаиов-
лепных правил склейки, значительно превосходит прочность
самой древесины Поэтому 'при хорошем качестве склейки
разрушение клееного элемента при скалывании будет
происходить по древесине Благодаря этому имеется возможность
получать клееный элемент требуемых размеров и формы
(рис 77)
Применение клея даст возможность преодолеть есгествснную
ограниченность сортамента лесоматериалов
В HacTOHUiee время для изготовления клееных конструкций,
согласно Инструкции по проектированию и изготовлению клее-
НЫ.Х деревянных конструкций (ИСП-101-51 и ИиТУ-122-55), при-
меняются водостойкие и 1рнбоустойчивыс фенолформальдегид-
ные клеи марки КБ-3 и с некоторыми ограничениями среднево-
достойкне казеиноцементные клеи
Клей марки KD-3 состоит из двух компонентой фенолфор-
мальдегиднон смолы Б и отвердитсля в виде керосинового
контакта I сорта (ГОСТ-463-43). Казсиноцементный к.1ей
приготовляется из казеиновою клеевою порошка сорта «Экстра» (В-107)
или сорта (ОБ) и портландцемента марки 400 и выше В
качестве антисептика для казсииоцементного клея рекомендуется
динитрофенол или эксидифснол.
Согласно указанной Инструкции, жизнеспособность готового
клея КБ-3 при температуре 20" определена не менее 2 час, а ка-
зсниоцсмеитных клеев — не менее 3 час
Предел прочности клеевого шва при испытании иа
скалывание для сосновых образцов в сухом виде должен быт1;
рав.ным 60 кг/сж2, а для дубовых —80 kzjcm'^, после
вымачивания их в продо1жение 24 час, соответственно, 40 кг/сж^ и
55 /сг/сж^
0J
п I
'\
1
».,
¦^ l^i
-1 *
f
voj
Рнс 78 Направления г
профиля
!—чередующиеся о-
ш >с. 2—впритык
Для клееных конструкций применяется древесина хвойных л
в отдельных случаях—лиственных пород При этом влажность
древесины до1Жиа быть не свыше 15% и в крайнем случае не
превышать 18% Пиломатериалы Д1Я склеивания следует
применять толщиной от 19 до 50 мм, при условии острожки
С целью уменьшения внутренних напряжений в клеевом шве
при yeyuiKC и разбухании элементов клееной древесины, реко-
менлуе1ся применять при пакетной склейке досок согласованное
направление годовых слоев всех склеиваемых элементов
(рис. 78,а).
Запрессовка скчсиваемых элементов производится при
помощи Прессов или монтажных гвоздей При склейке дощатых
многое чойных прямолинейных или криволинейных элементов
необходимо применять пневматические нли гидравлические
прессы Струбцины, ваймьр и другие ручные винтовые прессы
допускаются при условии применения механических ключей
(пневматических ти электрических — электрогайковертов), которые мо-
гут обеспечить быстрое завертывание гаек зажимных болтов и
давление от 3 до 5 kzIcm"^
Температура в помещении, где изготовляются клееные
конструкции, прн фснолформальдегидных клеях должна быть не
ниже 16°, а при казеиноцементных — не нмжс 10°
Древесина необходимого качества, предназначенная для ск1ейки
элементов, может быть получена из пиломатериалов понмженно-
ю качества путем вырезки мест с недопустимыми пороками и
последующим стыкованием оставшихся частей по длине и
ширине Из тех же соображений может быть допущено применение
и маломерного пиломатериала, но длиной не менее 2 м При
Разрез по II
Рнс 79 Узел фермы на клеестальных шайбах
JTOM растянутые стыки досок осуществляются «на ус», длина
которого должна составлять не менее 10-кратной толщины
доски, а сжатые «впритык» (лобовым упором) — плотно
приторцовываться и насаживаться на клей (рис. 78, в)
При изготовлении клееных конструкций широко применяется
водостойкая строительная фанера, склеенная из шпонов, тол-
и1иной до 3 мм \\ шириной от 1,5 до 2 м
Инструкция (ИСП-101-51) и п 127 НпТУ-122-55
предусматривают применение двух видов фанеры водостойкой (В) и
средней водостойкости (ВВ)
Водостойкая фанера (на фенолформальдегид1юм клее)
применяется для несущих конструкций — балок, арок, рам и
т д — в открытых сооружениях с окраской их поверхностей и в
гюмещепнях с влажностью не свыше 70%, для кровельных
щитов с 1 идроизоляцией и Д1я стен и других наружных частей
здания — с окраской поверхностен
Фанера средней водостойкости (на карбаммдных,
альбуминоказеиновььх и других клеях с антисептиком)
используется для несущих конструкций в помещениях с влажностью
воздуха не свыше нормальной — с окраской и для инвентарной
опалубки.
Для наиболее напряженных частей конструкции
рекомендуется применение фанеры НВ с рубашкой из шпона сорта не ниже
Вис середниками шпона сорта не ниже ВВ.
Основные размеры листов строительной фанеры
—трехслойной—1525X1525 и 1525X1220 мм, с толщинами «^^ =3, 4, 6,
8 мм и пягислойной 0^—8, 10, 15 мм.
Благодаря совместным усилиям сотрудников
Научно-исследовательского института пластмасс и экспериментального
завода пластмасс имени М. В. Фрунзе удалось изобрести новый
водостойкий и грибоустончивый клей для склейки древесины со
сталью. С появлением laKoio клея стало возможны.м
предложить новый вид сборно-разборного соединения элементов
деревянных конструкций при помощи клеестальных шайб.
С помощью таких шайб можно соединять элементы при дейсг-
вии СИЛЫ' вдоль волокон (в растянутых стыках) и под углом к
волокнам (в узлах ферм) (рис. 79). Применение клеестальных
шайб наиболее целесообразно в сборно-разборных
конструкциях.
Приклеивание шайб к древесине производится на заводе в
специальных прессах при температуре 140—145° и давлении 10--
15 кг/см^.
Раздел пятый
ПЛОСКИЕ СПЛОШНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ
КОНСТРУКЦИИ
ВИДЫ плоских сплошных ДЕРЕВЯННЫХ
КОНСТРУКЦИИ
§ 33 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Элементы конструкций цельною сечения имеют ограинчеиныс
сортаментом длину и размеры сечения В конструкциях с
размерами, ВЫХОДЯЩИМИ за пределы сортамента, иримопяются раз
личные соединения элементов
В этом разделе рассматриваются п.юскпе сптошиые kohci-
рукции составные балки из брусьев или бревен, банки на
шпонках (рис 80 и 81) или колодках различного вида (рис 82) и
на пластинчатых нагелях (рис 83, а), балки на 1В0здях (рис
83,6), клеедощатые (рис 83, о, г) и клеефаиериые балки
(рис 83,(3), стойки составного сечения на шпонках, нагетяч и
на клею Кроме того, рассматриваются и трехшариирные системы
(рис 84, а), арки из дощатых косяков (рис 84,6, о), а также
арки (рис 85) и рамы (рис 86) из досок иа гвоздях с
перекрестной стенкой и на клею
По способу изготовления упомянутые bhuic конструкции
можно отнести к заводским; в крайнем счучае они могут бьггь
изготовлены иа строительстве К первым относятся клееные
конструкции и бапкн на птастинчатых нагелях, а ко вторым — все
остапьные
§ 34 РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ
Нагрузки, действующие иа сооружение, подразделяются на
постоянные и временные К постоянным, прежде всего, относи г-
ся собственный вес ограждающих и несуищх конструкций, к вре-
ме!Н1ым — нагрузка от снега, действия ветра, нагрузка от
оборудования и другие не постоянно действующие нагрузки
Значение временных нагрузок и коэффициентов перегрузок
даны в строительиьп нормах и правнтах (ч И, раздел В,
^-В Ф Ио»ноо из
Рис 80 Состави<-1Я балка на прнзматиче-
r-lc,-^
S!3f5d
Рис 82 Составная балка на колодках
Рис 83 Составные балк
глава II, а также табт 9) Нагрузка от собственною веса может
быть предварите 1ьно подсчитана но формуле (см приложения
7 н 18)
где gee — собственньш вес самой несущей конструкции;
р— временная и ^ — иостояиная нагрузки, которые имеют
размерность в кг/м^ или в кг/м;
I— расчетный пролет в м;
кг в— коэффициент собственного веса для различных видов
несущих леревяниьга конструкций, состав пенный по данным
спецификации материалов по ютовым проектам, величина его
колеблется в довольно больших пределах — от 3 до 14, в
зависимости от типа конструкции Коэффициент собственного веса
kce характеризует затрату материала на несущую деревянную
конструкцию, чем меньше его значение, тем меньше будет расход
материала Следует, однако, отметить, что оценка качества
проекта по одной только затрате материала не является
исчерпывающей, так как необходимо еще учитывать затрату труда на
осуществление проекта в натуре
После выполнения проекта определяется величина
коэффициента собственною веса на основании формулы (51) или же по
графику (см приложение 7).
Со1ласно Строительным нормам и правилам (ч II), при
расчете должны приниматься наиболее невыгодные для
отдельных элементов или всей конструкции комбинации
нагрузок
Основные сочетания нагрузок для зданий и сооружений
состоят из собственного веса конструкции, полезных, снеговых
нагрузок и на1рузок от рабочих кранов или монорельсов
Дополнительно учитываются нагрузки, входящие в основные сочетания,
с добавлением ветровых и монтажных нагрузок Расчетные
сочетания нагрузок состоят из особою воздействия (например,
сейсмическая нагрузка), собственного веса конструкций, полезных
нагрузок и ветра При расчетах, включающих дополнительные или
особые сочетания нагрузок, величина расчетных нагрузок,
кроме собственного веса, умножается на коэффициент,
равный:
а) при учете дополнительных сочетаний — 0,9;
б) 1при расчете особых сочетаний — 0,8
При расчете на основные сочетания нагрузок каждая
нагрузка, как об этом сказано выше, должна быть умножена на
соответствующий ей коэффициент перегрузки
116
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА СОСТАВНЫХ СТЕРЖНЕЙ
§ 35 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
При расчете составных стержней на изгиб, сжатие и сжатие
с из1Ибо.м учитывался влияние податливосш связей,
вследствие этою повышается деформация составного стержня,
снижается его несущая способность Поэтому при расчете составных
стержней совершенно необходимо учитывать податливость
связей
Теория расчета составных стержней на податливых связях
впервые была разработана
советскими ученымл В Г р_
Писчиковым, П Ф Плешко- LZ
вым, А Р. Ржаницыным ^-^
^^
Для пояснения метола \ ^ j i^' ¦ 71 Р Г^
расчета составных стержней I ' ^ ! ' ' ' 4-- ^"^ П [^
рассмотрим вначале работу ^ f„ —¦'' ' " ^
составного стержня при из- б> ,
гибе нз двух элементов рав- 1 ¦<'' ';; 1 Щ гО
ного сечения При этом пред- ^^^,,j_ j-—1,,—-^ " С2
положим, что в одном слу- '
чае оба элемента скрепле;ш
между собой клеем, в
другом — податлнвымл связями ?"= 8^ Составные стержни
(болты, нагели ИТ П), а в ?^„7б-н'Гпода?.°"?иГс"язй''1^'ри^^^^^^
третьем — вовсе не имеют цилиндрических hhi пластинчатых и.гелях)
связей (рис 87) Прогиб "- *" """"
стержня без связей,
очевидно, б\дет большим, чем с податливыми связями Наименьший
тпогпГ) nMeei место при составном стержне, скретенном на клею,
которьп! может рассматриваться как С1ержень цельного сечения
(монотитный)
Так как прошбы обрагно пропорциональны .момеи1ам
инерции, то можем написать
Л >Л > Л н соответственно Г,, >W„> W „
где У„ и W,^ относятся к цельному сечению, /„ \\W„ —к
стержню на податливых связях и У„ и W„—к стержню без связей
Сдвигающие усилия, возникающие в к^теевом шве между
соединяемыми элементами в балке, тес весьма жесткими
связями (на клею) будут больше, чем в ба 1ке с податливыми
связями В балке без связей сдвшающие усилия в шве равны нулю
Поэтому можем написать соответственно принятым
обозначениям
Тц>Тп> Т'о, где Г„ = 0.
Расчет составных стержней может быть сведен к расчсгу
стержней цельною семепня путем введения поправочных
коэффициентов А; у к Moweniy инерции и к^^—к момету сопротивления
стержня цельного сечения
J„ = k,-J,^, \
(52)
При помощи коэффициентов kj п к w , которые меньше
единицы, учитывается снижение жесткости и прочности составною
стержня по сравнению со стержнем цельною сечения
Значение этих коэффициентов можно получить гсоретическим
нлн экспериментальным путем нз рассмотрения деформации и
напряжений составного стержня Для определения прогибов
указанных выше составных балок на жестких н на податливых
связях воспользуемся следующими общими выражениями
' •/«
иЛ =
где А — постоянная величина, зависящая от вида нагрузки,
пролета н модуля упругости, который в данном случае для той
и другой балки будет одинаковым. Величина эта, например, при
равномерно распределенной нагрузке будет равна
л - 5 ql*
^ - 3S4 я
Сравнивая оба выражения, имеем
/л=/л.
откуда
J„ = J„ -ji.=kjj^.
где kj= ^ .
Из сопоставления краевых напряжений стержня с
податливыми связями з„ и стержня с жесткими связями з^ может
быть получено для к,у следующее выражение
-«=^ (52а)
Аналогичные рассуждения справедливы и для внецентренно
сжатых стержней.
Значение указанных коэффициентов, полученных на
основании общей теории составных стержней на податливых связях,
сложны н неудобны для практического пользования Поэтому
в обычных случаях расчет составпы'Х стержней производится
более простым приближенным методом , изложенным в нормах
(НиТУ-122-55)
§ 36 РАСЧЕТ СОСТАВНЫХ СТЕРЖНЕЙ НА ПОДАТЛИВЫХ СВЯЗЯХ
А. Поперечный изгиб
Расчет на прочность ведется по общей формуле (см § 15,
разд III)
M<m„R,W„, (24)
с введением в нее коэффициентов условий работы kw = от„, i le
/Яц в данном случае учитывает в^тияние податливости связей
Прогиб составной балки проверяется по общим формулам
с учетом расчетного момента инерции
(53)
ГДР kj— поправочный коэффициент к моменту инерции,
вающнй податливость связей Значения коэффициентов г
приведены в табл 12
Таблица 12
я составных балок
Г;
с пролетом от '
до 6 л
а„л.,..
„3..0Р...
09
0,7
...... Деро..„.
..З.Р.О.С.,
0.8
0,6
Связи в швах составной балки ставятся в
эпюрой сдвигающих усилий, которая не совпадает с эпюрой
сдвигающих усилий при абсолютно жестких связях, т. е АО А'
(рис 88) При расположенной симметрично нагрузке эпюра
сдвигающих усилий с достаточной точностью может быть
представлена в виде косинусоида АЕО (с ординатой на опоре АЕ)
Площадь, ограниченная кривой АЕО, составляет примерно 7з (точнее
2,7.) от площади прямоугольника Л?1)0.
Если бы усилия во всех связях на половине длины балки
были одинаковыми, то при равномерной их расстановке
воспринимаемое ими усилие было бы п , Т, где Т — расчетное
усилие для одной связи, /г„ — количество связей на половине
пролета балки.
Такому распределению усилий в связях отвечала бы
прямоугольная эпюра AEDO, ио так как в действительности
распределение усилий в связях при равномерной их расстановке
происходит по фи1уре АЕО, то воспринимаемое связям)! усилие будет
h>^
^p.=^J,
ппййА'о
-nnQAED; l^^:^:^^^^^
^vj
'/"воспользуемся формулой
Приравняв усилие в
связях величине расчетной
сдвигающей силы на
половине пролета балки
'li,2 получим.
, откуда
«„=1,5.-^ • (54)
Для определения
расчетной сдвигающей силы
_ QSep
(55)
где Q— поперечная сила в рассматриваемом сечении;
Sep— статический момент сдвигаемой части сечения брутто,
огсекаемоп рассматриваемым щвом относительно
нейтральной оси;
Je,,— момент пнсрпин поперечною сечения брутто
относительно не11тральной оси
Сдвигающая сила Т".: от опоры'до Mecia максимального
момента определяется по формуле
(56)
На основании формул (54) и (56) получим следующее
выражение:
«„>1,5-^V, (57)
где Т — расчетная несущая способность одной связи в данном
шве; остальные значения были даны вьше
До установки связей составным балкам при их изготовлении
придают конструктивный строительный подъем,
выгиб, который можно определить по формуле
I — пролет балки в см;
5 — расчетная величина сдвига в сопрягаемом шве
(например, для нагелей всех видов 'j =0,2 см, для шпонок
¦всех видов 5 =0,3 см и для колодок ¦•' =0,4 см),
«ш — число швоБ сдвига;
Ло — расстояние между осями крайних элементов составного
сечения
Б. Центральное сжатие
Основные типы составных стержней показаны на рис 89
При расчете устойчивости сжатых составных стержней
относительно оси (/-ов учет влияния податливости связей производится
путем определения приведенной гибкости Приведенную
гибкость таких стержней относительно оси у-ов — /у определяют,
исходя из обшей формулы с введением поправочпою
коэффициента kj к моменту инерции за счет податливости связей
Приведенная гибкость составного стержня равна
"У^ l/^^"l/4
V*/
где коэффициент ^ — по нормам обозначен через \^y и тогда
Kp=V^/y. (59)
где \1у—коэффициент проведения гибкости, величина которого
меньше сдпници (к,<1)
Для всех составных стержней, приведенных на рис 89, с
учетом возможной деформации отдельных вегвсй между точками
их закрепления, привсдепиая гибкость относительно оси у
в общем случае примет следующее выражение:
Kp = V(V^yK)4-H. (60)
>',,— гибкость всего стержня относительно оси у-ов,
вычисленная по расчетной длине его /о без учета
податливости соединений,
',— гибкость отдельной вегви относительно осн /—/,
вычисленная по расчетной длине I] (расстоянию между
связями),
|1у — коэффициент приведения, который определяется по
формуле (61),
^=/^ + ^4"?' ('•)
I элемента в см з
Л — полная высота поперечного сечения в см,
/, —расчетная длина стержня в м (см раздел III § 14),
я,—расчетное число срезов связей в одном шве на 1 м
элемента;
/г„,— расчсгное число швов и элементе; п|)и наличии
нескольких швов с различным числом срезов принимается
среднее для всех швов число срезов,
kc— коэффициент податливости связей, величина которого
дана в табл 13, в зависимости от диаметра нагеля (d)
в см ,
В практике проектирования деревянных конструкций
наиболее часто встречаются следующие основные типы составпььх
стержней, для которых в отношении осн у—у имеем
1) Стержень-пакет (рис 89,а)
Приведенная гибкость определяется по формуле (60) при
^1=0 ^-p — V-v '«¦ где Х„ определяется по J^p и tgp для
всего сечения стержня
2) Стержень с короткими прокладками (риг
89.6)
Коэффициенты податливости связей I
Гвозди
Стальные цилиндрические пагсли
Дубовые цилиндрические нагели
Клен . . ...
Коэфф.
-ЗГ"
1
10d2
1
1
l,5rf
0
.v:z.
1
TSd}
Т'
0
Расчетная гибкость определяется по формуле (60), в
которой А, —гибкость отдельной вствн ornocmeibHoocii /—/,
определенная 'ПО расчетной длине вствп 1\, равной расстоянию между
крайними связями прокладок, причем, если /, меньше семи
толщин ветви, то принимается ) =0 Расчетная площадь
равна площади ветвей без учета прокладок
3) Стержень, часть ветвей которого не оперта
(рис 89, в, г)
Расчетная гибкость определяется по формуле (60), как для
пакетов (при ', =0), но при условии, что/,, опредепяется для
всех опертых и иеопертых ветвей
Устойчивость OTHociiTeibHo оси л'-ов стержней-пакетов
(рис 89, а) и стержией с короткими прокладками (рис 89, б)
не зависит от сдвига в швах п производится по правилам,
установленным для стержней цельного сечения
Для стержней, часть ветвей которых не оперта, расчетный
момент инерции относитечьно оси дг-ов определяется с учетом
неполного включения в работу иеопертых ветвей за счет подат-
1ИВ0СТИ связей, а именно
7 = /„ -f 0,5 /„<,.
(62)
/о — момент инерции поперечного сечения опертых ветвей,
1„д— момент ииерции поперечного сечения неоперты* ветвей
Радиус инерции относительно оси х-оъ находится по
формуле
.-/.
/о 4
(63)
где Fo — площадь поперечного сечения опертых ветвей
Расчетная площадь поперечного сечения стерж1гя при
центральном сжатии определяется только для опертых ветвей
ДальпеПшнй расчет таких стержней на устойчивость при
центральном сжатии ведется по правилам, усгановлепиым для
стержней цельного сечения.
В. Внецеитренное сжатие
Внецситреино сжатые стержни рассчитываются на прочность
по общей формуле (34).
^ 1 А^ ^1
"UKcFhi ^ iin„R„ 1Г'„, ^ ''
В которой при определении момента сопротивления W„r и
коэффициента i должно быть учтено влияние податливости связей
соотвстствующ)1м выбором коэффициента условий работы т„
(см табл 12) и определением приведенной гибкости (см
формулу 60)
Кроме тою в составных висцентренио сжатых стержнях
проверяется устойчивость наиболее напряженной ветви, если
расчетная длина ветви превышает ее семикратную толщину, по
формуле
^ + ^«Р:/?. (64)
где с, —коэффициент продольного изгиба для отлепьной
ветви, определяемый по ее расчетной длине /i, а fд„ и Wg^ —
площадь и момент сопротивления поперечного сечения
Количество связей в nice л..„ на половине расчетной длины
внецентрснно сжатого стержня должно удовлетворять условию
(см формулу 57)
1де S^p—статический момент брутто части поперечного
сечения, отсекаемой расс.\гатриваемым швом;
J^p— момент инерции брутто рассматриваемого
поперечного сечения;
Т— расчетная несущая способность одной связи,
;— коэффициент, определяемый по формуле (33)
Пример 1 Центрально сжатый составной стержень, зашнщеиный от
увлажнения и нагрева, нагружен постоянной нагрузкой N, = 6,5 т н аре
.чениой от снега «j =^ 3,0 '« Сечеине стержня составлено из трех сосновых
досок сеченнс.м 18X6 см каждая Длниа стержня / = 4,0 н Закрепление
К01Щ011 — шарнирное Соединение досок на гвоздях d,«=0,55 см и lu-"
Определить необходн.мое число гвоздей Г = 3 6 18 = 324 см'; длина
защемления гвоздя в третьей доске (сч стр 103)
Пэщ - 17,5 — (2 6 ¦)- 2 0,2 + 1,5 0,55) - 4,2 > 4 0,55 = 2,2 ем
Расчетная нагрузка будет
^,,а« = 6,5 1,1 + 3.0 1,4 = 11,35 т.
гибкость X,, определяем, как для цельного стержня
У" -,/10692
У "Ш~
По формуле (61) имеем (табл 13)
1 _!_ 100 5
при he' ,0 0 55^ - 3 - "«- 20 ¦
25;
|iy = 1/ 1 + - ' , , . — 1,47 и гибкость стержня с учетом
связей по формуле (60) будет
Лу= 1,47 47 = 69 < 75
Поэтому ? = • — 0.8 I-joQ-) =0,60 и по формуле (14) при т. = 1 и
/?.= 130 кг/см' получим:
IK 300 < О6 I 130 264 = 20592 кг
Следовательно, принятая конструкция верхнего пояса удовлетворяет
условиям устойчивости и прочности
Момент инерции относительно оси х на основаинн формулы (62)
^ж =/о+ 0,5/„о будет
6 22' 6-223
/, = 2. -^if- + 0,5 —j2- = 13 310 см*
""'" »,--^-42<69.
т е меньше гибкости
СПЛОШНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
БАЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ
Конструкция составной балки, предложенная В С Деревя-
гнным, состоит из двух или трех брусьев, связанных между
собой пластинчатыми нагелями из твердого дерева (рис 90)
Гнезда для пластинок выбираются при помощи переносного
цепного электродолбежника Благодаря податливости
пластинок, работающих на изгиб, хорошо обеспечивается их
совместная работа В случае применения брусьев повышенной
влажности появление трещин на боковых поверхностях
предупреждается устройством продольных вертикальных пропилов на верхней
и нижней сторонах брусьев Суммарная глубина пропилов
должна быть не более '/з высоты отдельного бруса
По сравнению с другими составными балками (например на
'I I ^
041 —-h— о,гг —Ь— 0,41 —-
Рис 90 Составная балка системы В С Деревягина
шпонках или колодках) конструкция Деревягина имеет
значительные преимущества Большим достоинством этих
конструкций является отсутствие в них стяжных болтов, которые необхо-
ДИМЫ в составных балках на шпонках Балки Дсревягина
можно изготовлять из окантованных бревен с использованием
естественного сбега Наибольший пролет балок этой конструкции
определяется стандартной длиной лесоматериалов (для брусьев
не более 6,5 м и для бревен — не более 8 м)
Расчет составных балок Деревягииа сводится к подбору
сечения элементов балки, определению числа пластинок и
вычислению величины строительного подъема
Величина момента сопротивления балки определяется из
формулы
где Ru— расчетное сопротивление при изгибе,
/га„—коэффициент условий работы при изгибе (см
табл 12), а множитель 1,15 вводится согласно
табл. 7.
Высота балки Л при заданной ширине b определяется по
формуле
•V'-
6W
(66)
Ослабление сечения от пластинок не учитывается ввиду его
малого влияния на результаты расчета
Получив общую высоту Л, принимаем для балки из двух
брусьев высоту одного бруса /ii=-s-, а для трех брусьев —
Л|= "З" Ближайшее большее к ним значение принимаем в
соответствии с сортаментом.
Проверка на прогиб составной балки ведется с учетом
снижения момента инерции поперечного сечения При этом
коэффициент снижения kj к моменту инерции принимается по табл 12.
Количество пластинок на полупролете балки определяется
по формуле (57)
После подстановки в формулу (57) значений Sgj, и Jg^, для
балки из двух брусьев будем иметь:
Лл.>1.5 Щ—- = Ш (б'^)
Для балки из трех брусьев получим
п„,>.1^'- (67а)
При симметричной относительно середины пролета нагрузке
в среднем участке на длине около 0,2 / можно пластинки не ста-
вить в этом случае число пластинок На потупролете балки
определяется по формуле:
п„^ > 1,2 '^J^"' (68)
После подстановки значений для 5„-,, и У^у, будем иметь
/1,,>1,8-%^ (68а)
Расстановка пластинок ведется с шагом S=9o„,, где о^,—
10 1щина пластинок (см § 29, раздел IV)
Если полученное число пластинок не размещается в шве, то
сечение составной балки следует увеличить и весь расчет
следует сделать вновь
Определяем строительный подъем по формуле (58).
Подставляя указанные выше значения для о, п,,, и Ло в
формулу (58), получим для балок из двух или трех брусьев более
простое выражение для строительного подъема
Лш,=0.1^. (58а)
где /ii —высота одного бруса; fcmp — в см
При изготовлении балок Деревягина требуется тщательно
ai бирать лесоматериал с учетом вида работы элемеиюв Для
нижних растянутых брусьев рекомендуется использовать
лесоматериал первой категории, а для верхних сжатых — второй
При изготовлении балок из трех брусьев для средних брусьев
разрешается применять лесоматериал третьей категории (при
обязательном ограинчеиии глубин горизонтальных трещин в
одном сечеиии, суммарная глубина которых не должна быть
больше '/з ширины бруса Ь) Пластинчатые нагели делаются из
древесины с втажностью не более 15%
Сборка составных балок Деревягина производится на
специальном станке (рис 91), приспособленном для изготовления
одновременно двух балок и состоящем из средника с прикреп-
.генными к нему короткими прокладками с двумя хомутами. До
забивки пластинок балкам 'придается строительный подъем
Плотность швов в брусьях обеспечивается установкой дополнительных
струбцинок Дальше, после разметки гнезд, производится
долбление их цепным электродолбежником (рис. 92), как показано на
рис 91, с последующей установкой пластинок в гнездах легким
ударом деревян}Юго молотка
При глухих гнездах обе балки вместе со средником
переворачиваются, и весь процесс установки 'пластинок повторяется
После установки всех пластинок хомуты освобождаются,
готовые балки вынимаются из станка, а на концах их ставится по
одному стяжному болту
V балок системы
атверстнП. б—электродадбежк
Рассмотренный выше механизированный способ выбирания
гнезд, при тщательной заготовке самих пластинок,
автоматически обеспечивает плотность их установки как во время
транспортировки, так и в процессе эксплуатации балок
При 1Ср PatiMii.rari. балку системы В С Деревягина пролетом 5,5 м
Постоянная нагрузка от веса конструкции крыши (см § 39) 9i = 285 кг/м
II нагрузка от снега <7г = 340 кг/м
Принимая предварительно коэффициент собственного веса kf„ = 7, по
формуле (51) имеем
340 + 285
^'•' = ¦^000 25л-г/л
7'5,5" " '
Расчетная Harpvsha па балку (на основании дапны\ табл 9) Пудет
Ч,,ш; - (285 + 25) I I +• 340 I 1 Ь17 кг и
Расчетнып шшбаюшнй момент равен
817 Ьо'- ^, ^^ ,
Мраеч = "
е (65) будет
3()88и0_
^^' - 13о-1,Г5"о,9 -2^^6c
>, общая высота балкн при Ь=\
Л-^11;^^^-30 с.
,1кух брусьев при
фогнб от норчатнвьон нагрузки при kj—0,7 (потабл 12)
0,7 ^ 23Ь25 смЧ q = 2,65 н о,-..) г 0,25 = 6,5 кг'см.
Несущая способность одной пластинки по табл 10
/•-14 1„^Ь„„
Г=и 5,4 15- 1135 кг
Необходимое число пластниок в каждом шве па участке длиной
,4 5,5 = 2,20 м определяется по формуле (67) (в средней части пролета
а длине 0,2'5,5=1,1 л нластинкн не ставятся)
2,25 311300
""*- 30 1 135 =^"
' При определении W имелось в виду применение брусьев со сторонами
Расстоят»' М1'Ж ly 11ла1-л1||кам11 iiplimiM.ieM
.S--;).-„,--О 12- 10,8- II см
На указанных участках балки длиной 2.20 м можно поставить пластинок
п„, = ]"| = 20 Слеловатолыш спроектированная балка удовлетворяет
Необходимый строительный подъем для балки определяем но формуле
(58а)
' 050
Jcmp = 0>' ~}^ '^ 0,1 —jg- = 3,67, примем '1 см
Собственный вес балки
01 . 2 0,15(5.5 + 0,2)500
По формуле (51) действительный коэффициент собственного веса равен
^<^-' ~ (340 + 285Т"23)5.5' " ^•''
В настоящее время не рекомендуется применять составиы*;
балки на призматических шпонках и на колодках Однако в
некоторых отучаях MoiyT применяться балки на поперечных
шпонках, а при подви/киои нлручке банки на колодках (в мостах)
Расчб! таких балок производится по правилам, установленным
для балок на пластинчатых нагелях, за исключением расчета
самих шпонок (см § 27)
Следует име1ь в внд\, '.ю, вместо балок, пашпонкачи
колодках, там, где это возможно, необходимо применять составные
балки на пластинках, на клею и другой более совершенной
конструкции
Гвоздевые балки с перекрестной дощатой стенкой при
наличии отбора древесины для нижнего пояса применяются в
покрытиях зданий пролетом не свыше 12 м По очертанию эти
балки могут бы1ь с параллельными поясами, двускатными и
односкатными (рис 93) Угол наклона верхнею пояса для
покрытий принимается в зависимости от материала кровли Прн
рулонных кровлях уклон верхнего пояса принимается равным '/ю.
Полная высота балки с параллельными поясами односкатных в
середине пролета и двускатных балок в четверти пролета
должна сос1аплять ПС менее '/о пролета Высота балок с наклонны.ми
поясами > опор назначается не менее 0,4 высоты по середине
пролета
132
Балка состоит из двух поясов н перекрестной стенки из двух
слоев досок шириной не менее 15 см. наклоненныч к нижнему
поясу под углом 45—30° Всохчий и нижний пояса каждой из
двух досок охватывают стенку Для пояса берутся доски
толщиной 4—6 н шириной 15—22 см
Доскн пояса прибиваются к стенке гвоздями Для
устойчивости стеиок на опоре и в пролете ставятся ребра
жесткости, состоящие из досок, установленных между поясами по
обе стороны перекрестной стсики и скрепленных с ней
гвоздями
Ребра жесткости
ставятся по длине
балки на расстоянии не
более '/ю пролета
балки В местах, где
располагаются прогоны
крьпии или имеются
подвески грузов,
рекомендуется Ставить
ребра жесткости с
накладками, охватывающими
пояса балки Такие
ребра жесткости
скрепляются с поясами
болтами, а со стенкой —
гвоздями Длина гвоздя тавровыч Палгж ¦, дошпчи п(;рек|11'СТ110й
принимается с таким стенкой
расчетом, чтобы
защемление конца гвоздя во второй поясной лоске за вычетом 6 мм
па щели между досками (по 2 мм на каждую щель) и длины
острия — 1,5 d.^ была не меньше 4 (/ , (см § 30)
Оба слоя досок перекрестной стенки скрепляются но всей
длине балки одним или двумя рядами 1Воздей На рис 94 по
казаны детали конструкции гвоздевой балки При этом гвозди
располагаются с таким расчетом, чтобы свибодная длина доски
стенки не превышала 30 топ'цин Ч'1ски На рис 94,«, б
показана конструкция стыков в сжатом верхнем поясе,
осуществленных путем приторцовки досок пояса и скрепления их парными
накладками иа болтах
На рис 94,5 показам план стыка (о) Дпя возможно
большего использования длины поясных досок стыки верхнего пояса
располагают в середине пролета Стыки растянутого нижнего
пояса располагают, как правило, в середине пролета
Конструкция стыков нижнего пояса состоит из деревянных накладок и
прокладок, прикрепленных к поясу нагелями В месте
установки прокладки 'перекрестная стенка вырезается Для
прикрепления стенки к поясам служат два бруска, прибитые к поясам и к
стенке гвоздями (рис 94, в)
Pile 94 Детали конструкции гвоздевых двутавровых балок
й—стыки верхнего сжатою пояса /-гвоздевой з<|боП, о~ стык нижнего
астянчтого пояса на мячмях /—т-ртнка.тьныЛ юоздевой «абой надстыко
ымн брусками; 2—болты 5—стальные цилиндрические иагст, ¦/—нагели:
в случае, если обшая толщина стенки меньше толщины
доски пояса, то, во избежание перенапряжения прок падки, обе на
клатки удлиняются (рис 94,г) Это денается с таким расчетом,
чтобы соотношение суммарного количества срезов nai елей в
прокладке н числа cpejoB нагелей в двух накладках было г
как отношение толщины доскн прокладки к толщине доски
пояса При равной толщине
- ^
прокладки и пояса
суммарное количество срезов в
прокладке и в двух накладках
должно быть одинаково. В
¦} ех случаях, когда пояса
балки выполняю 1ся из брусьев,
рекомендуется каждую
полубалку изготовлять отдельно.
Следует прикреплять одни
слон досок стенки к одному
поясу с внутренней стороны
стенки гвоздями. Длина
гвоздей должна быть равна
утроенной толщине доски
стенки (рис 95) После
изготовления таких двух полуба.
а стенки — гвоздями.
Рис 95 Схема конструкции
гвоздевой балки с брусчатыми поясами
ок их пояса скрепляются болтами.
§ -iO РАСЧЕТ БЛЛОК
Расчет балки производится в предположении, что
нормальные усилия воспринимаются только поясами
Наибольшее растягивающее усилие в нижнем поясе находим
по формуле
N„a.. = ~. (69)
М—и.11ибающий момент в месте наибольшего значения
нормальной силы,
Л -расстояние между осями поясов в том же сеченнн
Наибольшее значение нормального уси1пя ^,„,,, для балок
наклонным верхним поясом находится из общего выражения
N-.
. М^
При раиномерио распределенной по пролету (/) нагрузке {q)
имеем (р"с 96):
М^^-^ {1-х) н А, = А;,-Ь xtga
Пользуясь этими вырзжонмями, составляем производную от Nx
по к и нриравннвяс\ се нулю Решение помученного уравнения
решается не производить проверку на устойчивость Гвоздевой
забой для скрепления поясных досок со стенкой
рассчитывается, исходя из следующих соображений (рис 97)
Сдвигающее усилие, возникающее при изгибе балки в швах
между поясными 'досками и стенкой иа единицу длины, равно:
Г =
QS .
(72)
Рис 97 Схема работы гвоздеи в составных двутавровых
йалках Построение диаграмм для определения усилий
в раскосах
заменяя здесь S и I чх значеннямн, т е
S = F -'!'- »J=F-
r = ^ (72а)
ЭтЧ) сдвигающее усилие воспринимается двухсрсзными
гвоздями. Кроме того, гвоздн работают на срез в шве между двумя
слоями стенки на погашение вертикальной составляющзй
усилии V в досках раскосов стенкн Усилие ±D в одной доске
раскоса шириной b определится следующим путем
Ширина доски раскоса по направлению пояса равна
Следовательно, Сдвигающее усилие по тому же направле!
той же длине будет
sinp
ию на
Из условия равновесия имеем
2Dcosp =
Это—усичче на одну доску раскоса шириной & по ее
направлению Вертикальная составляющая его будет равна
а на единицу длины сумма таких составляющих будет
при р = 45'' ±D = T'-b и V = 0,5 Г,
при р = 30° ±D=1,15 Г Ь п 1/=0,288 V
На основании произведенного расчета гвоздей,
предназначенных для прикрепления досок стенки, а также учншвая
возможность продольного изгиба сжатых досок стенки, можно
сделать вывод, что угол наклона раскоса й не следует допускать
меньше 30°
Сложная работа гвозля в составной стенке учитывается
коэффициентом 0,8 к расчетным усилиям гвоздя по смятию в
стенке н в досках пояса
Требуемое число гвоздей на единицу длиньи пояса
определяется по основной работе гвоздя на сдвн| ающсс усилие Т' по
наибольшему нз следующих трех значений
'^''>'mтZ7+тГГ^ ' (73)
' 0,8|7-„.„+7-„„,1
(74)
; Т^д „ — расчетная несущая способность гвоздя по смятию
в поясной доске толщиной а;
Т,, д — то же, по смятию в защемленной части Я] гвозля
'ВО второй поясной доске,
T^^f — то же, по смятию гвоздя в толще перекрестной
стенки и 7" „ „J — то же, по изгибу гвоздя
Если постоянная нагрузка составляет 80% и более от пол-
й HarpysKH то для уменьшения полчучести 1воздевых соедч-
нений при длительной нагрузке расчетные усилия уменьшают
путем умножения их на коэффициент условий работы 0,8 (см
НиТУ-122-55, п 22) ^
Для балок с наклонным верхним поясом сдвигающее усилиг
на единицу длины определяется по формуле:
где М, Q п ho относятся к рассматриваьмому сечению
Величина поперечной силы Q принимается со своим знаком,
знак минус у второго члена принимается для участков балки с
верхним поясом, нисходящим к левой опоре, т е для
односкатных балок .на участке от ойоры с меньшей высотой до сечення,
где Q = 0, а также для двускатных балок; знак плюс—1ля
остальной части длины односкатных балок
Количество нагелей в стыке при расчетном усилии N,t ъ
месте стыка определяется по формуле
««=4V^ . (77)
где «„ — число требуемых четырехсррзных нагелей;
/ — расчетная несущая способность нагеля на одни срез
нагеля
Для стыка с удлиненными накладками (см § 39) число
четырехсрезпых нагелей, соединяющих доски пояса с накладками
и прокладкой, определяется по усилию
где а — толщина прокладки,
а — толщина доски пояса
Число срезов нагелей в накладках определится по величине
усилия, приходящегося на накладки
N"--^Nrr - ^'
Гвозди для скрепления надстыковых бр\1:ков со стенкой и
поясом, забиваемые по юризонташ и вертиками,
рассчитываются по сдвигающему усилию, полученному от поперечной силы
при наивыгоднейшей комбинации нагрузок
Проверка устойчивости сжатых досок стенки из своей
плоскости производится по усилию в одной сжатой доске стенки,
действующему в середине первой панели нижнего пояса
Усилие в одной доске раскоса равно
и, следовательно,
D < fm.R.FA , f78)
где Fu —сечение одной доски раскоса,
(р — коэффициент продольного изгиба, определенный по
свободной длине доски стенки, равной расстоянию
между гвоздями, забитыми в стенку
Гвоздевой забой в поясах располагается по зонам В пределах
каждой зоны расстаиовка гвоздей не меняется. Длина зоны
равна расстоянию между ребрами жесткости (рис. 96, а) При за-
гружении балки равномерно распределенной нагрузкой или
близкой к ней принимаются две зоны у каждого конца балки, н третья
зона — в остальной части пролета При этом необходимо, чтобы
каждая доска стенки была лрикрсплеиа к поясу не менее чем
тремя гвоздями В первой от опоры зоне число гвоздей
определяется по поперечной силе в середине нижнего пояса; во
второй— в середине второй паисли и в третьей — в середине
полупролета.
При брусчатых поясах 1ВОЗдевой забой скрепляет каждыми
слой стенки полупоясамн и рассчитывается по уситию 0,57'',
В таком с^пучас будем иметь (рис 95))
«.>^. (79)
где Tg^— расчетная несущая способность гвоздя по смятию
одного слоя досок стенки (с\)
Гвоздевой забой для скреп-
аения полустенок,
располагаемый ВДОЛЬ внутренних бортов
стенки, рассчитывается по
усилию ^=0,57 Igi-i м забивается
косо в брусья поясов
Процесс сборки гвоздевых
двутавровых балок проводится
в следующей
последовательности (рис 98) на
горизонтальном сплошном дощатом
настиле (б), выверенном по уровню,
вычерчивается в натуральную
величину внешнее очертание
Рис 98 Ваймы-сжимы и их разме- балки С показанием осей, ребер
щсние при изготовлении гвоздевых жесткости, мест СТЫКОВ поясов
двутавровых балок С учетом строительно) о подъе-
м7ш|""/-^?!^оз^1 *1^"%?шГбр^о?"''"- ^^ ^° нанесенным осям ребер
высота балкн с прпвйвдснием 5 см для аа- жесТКОСТН НаГЛуХО ПрнбИваЮТ-
КЛ11НК11 ее в ваднс ^.д ваймы-сжимы (рис 98, а) с
двумя упорными брусками в
концах 2 на расстоянии, равном высоте балки с добавлением
50 мм. на зазор для установки двойных клиньев (рис 98).
Заготовленные поясные доски первого слоя закрепляются в ваймах
на расстоянии 50 мм от упоров Между досками поясов ставятся
140
прокладки ребер, а затем двойная перекрестная дощатая сгенка
и второй слой поясных досок Дальше по осям между поясами
ставятся доски ребер жесткости
Одновременно с указанным .процессом в местах стыков
поясов ставятся накладки и прокладки, в которые по специальным
шаблонам забиваются гвозди или в просверленные отверстия
усганавливаются нагели Той же самой операции подвергаются
ребра жесткости и перекрестная стенка.
После перевертывания балки процесс забивки гвоздей
повторяется Под всеми головками болтов ставятся шайбы
Строительный подъем для балки принимается равным
fcri, = -20(Г I
§ 41 КЛЕЕНЫЕ БАЛКИ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
КОНСТРУКЦИЯ КЛЕЕНЫХ БАЛОК
Клееные балки имеют свою особенность — жесткость клеевого
шва н монолитность всей конструкции Эти балки могут быть
изготовлены с различными профилями поперечного сечеиня и дли-
пой, не зависящей от размеров имеющихся пиломатериалов, в них
можно размещать по высоте сечения различные по качеству
пиломатериалы
В малонапряженных местах используется пиломатериал лиз-
кого, а в более напряженных — высокого качества Поперечное
сечепне балок, склеенных из досок, уложенных плашмя, может
быть двутавровое и прямоугольное Наряду с такими балками
применяются балки с дощатыми поясами и фанерной стенкой.
На рис 99 показаны различные клееные балки, на рис 99, а
приведена конструкция двутавровой балки со стенкой из одной
доски с ребрами жесткости на концах, на рис 99,6 — балка со
стенкой из двух досок на робро со стыками вразбежку, при высоте
стенки менее 15 см. концы досок в м«сте стыка промазываются
клеем на длину, составляющую 15-кратную толщину доскн
стенки На рис 99, а, показаны стыки растянугой полки балки,
выполненные «на ус», длина которых должна достигать не менее
10-кратной толщины стыкуемой доски Такие стыки в растянутой
зоне осуществляются на глубину, равную Vio высоты балки На
рис 99,6 показана конструкция многослойной балки, в
которой стыки в растянутой зоне осуществляются также «на ус»
на Vio высоты балки (рис 100, а) и впритык на 7io высоты балки
(рис 100,6)
Рис 100, е показывает конструкцию растянутого стыка в
сборной балке с тяжами Пролеты двутавровых балок,
составленных из трех или шести досок, принимаются до 7 .« Балки-пакеты
ив досок, уложсниьк ¦плашмя, применяются при пролетах ДО
12 ж, а клеефанерные балки —до 15 ж
Для изготовления клееных балок применяются доски
толщиной не свыше 50 ям.
Ml
ill!x2L_ "^"i \'"^"^ Snpambm odiiou doom .
С/Л ,/л- ,.'0 ,jc '"ижнеа полни
lipomsia клеем , t r, •
iiS t-W(?\ л ^ iinun Олритиш offHou
С11К0Й 113 дпух досок с
a досок стыки досок
к в растивртов зоне —
Высо1а клееных балок с прямоугольным или двутавровым
профилем принимается в пределах от 7i2 до '/з пролета Для
придания большей устойчнвосги отношение высоты к ширине ба юк
прямоугольного или двутаврового про(|зиля н высоты сгенкп к се
ширине принимается не более 6
Стыки досок в сжатой зоне
осуществляются впритык с
перекрытием снизу прн двутавро
DOM профиле накладками на
к 1ею, расположенными в край-
щи третях пролета Рассюяннс
между стыками в верхней и
нижней полках и стыком
стенки должно быть равно не мснео
20-кратной толщины доски
Прн этом в одном сечении
допускается стыкование не спы-
ше 25'% всех досок и но бо
лее одной доски в наибо lee
напряженной зоне
Дощатые пояса для
двутавровых балок с фанерной степ-
коп рекомендуется делать из I
дву^ с'юев досок, каждый
толщиной не более 5 см Первый J
слой, примыкающий к
фанерной стенке, следует
осуществлять ич двух узких досок
шириной не свыше 10 см по высоте
с небольшим зазором между
одной широкой доски
Па рис 101 показана конструкция двускатной двутавровой
балки с одиночной фанерной стенкой для покрытия пролетом
12 м
Применение рассмотренной выше конструкции двуслойных
дощатых поясов балок с фанерной стенкой вызвано
необходимостью уменьшить деформации прн усушке и разбуханнн досок
пояса и фанеры Усушка и разбухание этих элемелтов
конструкции неодинаковы потому, что направление волокон в наружном
слое фанеры перпендикулярно направлению волокон в досках
Пояса двутавровых балок с фанерной стенкой такие же, как н
пояса обычных гвоздевых балок Фанерная стенка должна иметь
толщину не менее 10 мм и осуществляется из водостойкой или
среднсводостоикой строительной фанеры с обязательной
окраской снаружи Для фанерных конструкций в малонапряженных
местах допускается применение березовой фанеры сорта В или
88, а в наиболее напряженных частях—сорта НВ, иэготовляе-
сборной бал к
|ими, а второй — наружны!
мой по опециальному заказу Прочность фанеры на растяжение
н сдвиг (срез) в различных направлениях не одинакова.
Рнс 101 Двускатная клееная балка
0-o6uOlfl "ИД, б—К0НСГТРУКШ1Я опопкоП аястп Лял:
нт- ПО ребру ЖСС1К0С111, <»—С(
фанерной стенкой
ду реорам'н жса
§ 42 РАСЧЕТ КЛЕЕНЫХ БАЛОК
Расчет клееных балок ведется по правилам, принятым для
балок цельного сечения
Расчетное сопротивление изгибу /?„ следуе! умножать на
коэффициент условий работы wi,„ равный при прямоугольном
профиле 1,15 для балок с размерами сторон не менее 15 см, при
отношении ВЫС01Ы балки к ее ширине -^ < 3,5 и т„ =0,85—для
Таблица 14
Коэффициенты условий работы
для двутавровых дощатых клееных
I О, I
балок с прямоугольным
профилем и высотой сечения
более 50 см .при ширине
досок не свыше 10 см,
Злачение коэффициента
т,, для двутавровых
дощатых балок берется из табл.
14 в зависимости от
отношения толщины досок стенки Ьх
к ширине полки Ь.
Расчемюе сонрогивленне скалыванию R^.^ =24 кг/см^, ввиду
возможной непроклейкн в швах и особенно при топких стенках;
при ширине клеевых швов менее 8 см снижается умножением на
коэффициент условия работы m^^=0,50, при клеевых швах
шириной 8 ел и выше— на т„ =0,75 (см НнТУ-122-55 § 45)
Опасное сечение при равномерно распределенной нагрузке
для двускатных балок с прямоуюльным профилем определяется
нз тех же соображений, какие были применены прн выводе
формулы (70) для дощатых двутавровых балок с двойной
перекрестной стенкой
Изгибающий момент М, для двускатных балок с
прямоугольным профилем прн равномерно распределенной нагрузке
и момент сопротивления в том же сечении
1 сечения у опоры, и, следовательно, напряжение
Подставив сюда полученные значения для Мх и W,, взяв
производную по X 1г приравняв ее нулю, получим для опасного
сечения следующее выражение
" 2Л„
(80)
le Лдя— высота балки на опоре;
Л^р— высота ее в середине пролета При двутавровом
профиле балки величина х„ определяется по формуле,
как для двускатных балок с двойной перекрестной
стенкой (см разд V, глава III, § 40) (см форм (70)
Про1 нб двускатных балок определяется из формулы
/=^. (81)
le ffp— прогиб для балок с постоянным сечением в середине
пролета;
К— коэффициент, зависящий от соотнотиения высот на
опоре и посредине пролета, который учитывает
переменность сечения С достаточной для практики
точностью величина К может определяться простой
линейной зависимостью
для прямоугольного сечения
/С=0,15 + 0,85-^; (82)
для двутаврового сечеиия
/<:=0,4 + 0,6-^, (83)
где Ао,, и Л^^, — расстояние между осями поясов на опоре и в
середине пролета, причем формулы (82) и (83) оказываются
действительными, когда величина отношения -?^ равна от 0,25
до 0,75
Прогиб клееных двутавровых балок при /<20Л, вследствие
значительных напряжений в них от сдвиюв и стоике при
наименьшем количестве лесоматериала, следует опрсделягь с учетом
дополнительного прогиба от сдвигающих усилий Такой прогиб для
балки с равномерно распределенной нагрузкой может быть
выражен известной формулой из сопротивления материалов-
Jco — i^ на/- •
где G — модуль сдвига и li — коэффициент, учитывающий
влияние нерав'номерного распределения каса1е.'1ьиых напряжений по
сечению и зависящей от формы поперечного сешпия, он
определяется в общем виде по формуле
QS . 0^ _ _J__
Jb ' F ~ гЧ
гдв S—статический момент сечения отлосительио нейтральной
оси сечения,
г — радиус инерции и
b — толщина сечения
Используя приведенную выше формулу для/,^, получим
величину полного прогиба клееной балки двутаврового профиля от
изгибающе! о момента /« и от сдвигающих усилий /^
или, после ироведенны'Х сокращений, в таком окончательном
виде:
где а = 9^6-^^5^—коэффициент, определяемых по таблице 15
при условии Q- ~ 20 (по данным исследований ЦНИПС)
Коэффициент 1 для определения прогиба двутавровых клееных балок
ВН1 балок
Uarxa с клееной до
стенкой
ba.ua с фанерной с
:;::
Коэффициент а
'
2'1
0.6
37
рн значении
0.33
50
38
о^ошекн.
0,«
64
48
ь,.
0,145
Г20
90
При расположении нагрузки на нижней полке дощатой балки
необходимо проверить ее на отрыв по формуле Р -<., а&,
(рис 102).
где Р—расчетиая величина сосредоточенного груза в месте
опнрання опорной планки (например при укладке
между балками щитов),
а— ширина опорной планки,
й,—толщина стенки.
Для двутавровых дощатых балок со стенкой из досок на
ребро со стыком к моменту инерции сечения их вводится
коэффициент 0,85
В двутавровых клееныхбалках с
фанерной стенкой MOMeiHT инерции
поперечного сечения определяется с учетом
различия модулей упругости
древесины и фанеры Это может быть сделано
путем введения в расчет приведенных i
момента инерции и площади сечеиня
" Рис 102 К расчету нижней
где индексы д относятся к дощатым полки двутавровой балки н
элементам, а ф- [ ^ " " '"' " "
из значения J„p, момент сопротивления
определяется по общей формуле:
Тонкую фанерную стенку необходимо проверять на срез
в месте максимального значения поперечной силы у опоры При
этом статический момент сдвигаемой части фанерной стенки
относительно нейтральной оси умножается на отношение -^*-
Кроме 1010, необходимо нроизвесги проверку фанерной стенки
на устойчивость в ее плоскости
,^=-=р8*К]. (86)
где т, — допускаемое напряжение скалывания по данным
ИСП-101-51,
Ьф— суммарная толщина фанерной стенки;
«—коэффициент устойчивости, определяемый в
зависимости от отношения расстояния о в свету между
ребрами жесткости к толщине фанеры, величина
которого равна
'?=(-^Т^/ (57)
При наличии диагонального подкоса о=-д- фактического
расстояния между ребрами жесткости Прн а<655^ принимается
? = 1
В остальном расчет балок с фанерной стопкой следует вести
в соответствии с Инструкцией (ИСП-101-51) '
Изготовлепие клееных балок должно производиться в
заводских (нлн близких к заводским) условиях, с соблюдением
надлежащего отбора пиломатериалов и контроля качества клея и
склейки, а также выполнения других технологических условий
изготовления клееных конструкций (см НиТУ-122-55, § 123—136)
Глава IV
РАСПОРНЫЕ СПЛОШНЫЕ СИСТЕМЫ
ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Трехшариирная система из балок Деревягина со стальной
затяжкой приведена на рнс 103 Стрела подъема для таких систем
принимается в пределах от -g- до -g- пролета.
При наибольшей возможной длине балок Деревягина пролет
конструкции может достигать 8—12 л Затяжка выполняется из
профильной или круглой стали Простота и сбориость, возмож-
мула (86) д
четное успл
Hocib изгоювления в заводских условиях явпяются большим
преимуществом К0НС1 рукцни
При KOHcrpMiponasimi подобных систем добиваююя
уменьшения из1Ибаю1ис(0 момеша в верхнем поясе о г поперечной нагрузки
Узе/'5
Рнс 103 Коиструк!
, составленной ^
за счет изгибающего момента противоположною направле
ния, созданного путем приложения нормальной силы N с
эксцентриситетами с, и ёг в опорном и коньковом уз,;ах
На рис 104 показаны
приемы создания эксцентря- . K-^sJV^
ситетов при поясе из двух и \р Y^-^i^^~^^''^'
трех брусьев '^
Изгибающий момент от
нагрузки на верхний пояс
дтя балки пролетом 0,5/
М =-
- = -Т2- . (88)
где q — нагрузка ла 1 м ее
горизонтальной проекции В
таком случае распор для нее
будет равен
я-4
qti
(89)
Нормальная сила в месте
максимального изгибающего
момента определяется по формуле
/V = ^cosa-f QoSin
где Qo —'Поперечная сила балки пролетом / в месте М^„„
Расчетный изгибающий момент будет:
Л^ = ^макс - 'VC, (90)
где с—эксценгрнснтет приложения нормальной силы N равен-
е— 2
где Ci и «2 — соответствующие эксцентриситеты в опорных и
коньковом узлах.
Проверка напряжений в верхнем поясе производится по
формулам (§ 17, глава III, раздел III)
/у I м _ ,
fnT
m^WHT '^^"
где /га„ учнтыаает составность балки, а множитель 1,15
—коэффициент условий работы для брусьев
Гибкость определяется без учета податливости связей по
формуле для прямоугольного сечения
Х =
где / — длина балки;
Л — ее высота в плоскости изгиба.
Число пластинчатых нагелей на длине от опоры до места
с Mj^a^c определяется ло формуле
.^>Ь5-^9^ + *Т- (91)
Лиакс§__
Второй член дает здесь число дополнительных пластинок в
зависимости от способа приложения нормальной силы к брусьям,
имея в виду дополнительную нагрузку на пластинки при
отсутствии опирання всех брусьев (см схемы опирання балок на
рис 104).
Коэффициент k принимается равным
й=0,4 — при передаче И на концах балкн одному крайнему брусу,
*=0,2 —то же, при передаче крайним и среднему брусу;
k= О —при передаче N всем брусьям
Шайбы в опорных узлах рассчитываются по приближенным
формулам
Л1=^. (92)
где а — сторона квадратной шайбы,
S—толщина шайбы;
d — диаметр отверстия в ней
Все остальные расчеты проводятся по общим правилам
расчета элементов деревянных конструкций
§ 44 КРУЖАЛЬНЫЕ АРКИ
Конструкция кружальной арки состоит обычно из двух и более
слоев косяков, соединенных между собой гвоздями, болтами или
дубовыми нагелями с расположением стыков вразбежку
(рис 105).
Очертание арок принимается либо по дуге окружности, либо
стрельчатое Каждый стандартный косяк высотой Л^ не менее до-
пролета изготовляется из доски
с опиленными концами Длина
косяка выбирается с таким
расчетом, чтобы ои ие разрушился
от расщепления поперек
волокон Для этого следует брать
длину косяка не меньше 13-
кратиой высоты, т е. /„ >
13Л..
Нормальный пролет арок
кружальной системы
определяется высотой досок,
имеющихся для их изготовления
При досках с Л 22 см пролет
арки возможен в пределах от р„5 ,05 Элементы арки кружальной
13 до 18 л Учитывая малую системы
несущею способность КружалЬ- а-тппы косяков «-расчетная схема аркн
ных арок, расстояние между
ними принимается не свыше 2 м. Это позволяет укладывать
настилы крыши непосредстзсино по аркам Арки кружальной
системы в настоящее время могут весьма ограниченно применяться
во временных сооружениях и в подвесных потолках
криволинейного очертания
Расчет кружальных арок производится на воздействие
изгибающего момента М ^^^^ и нормальной силы N от полной
'Постоянной и временной нагрузки (рис 105, б) Найдя эти
расчетные значения, определяем напряжения из формулы (34):
<' 1 -
* *_
•ч
i
р^
U-
^^
а
,ч
=Ы
' 1 '|
^
(нетто) вс^'х косяков в месте их стыка.
Wht — момент сопротивления (нетто) не перерезанных в
стыке косяков '.
При определении момента инерции Jg^ учитываются только
не перерезанные в стыке косяки В площадь поперечного сечения
включаются все косяки. Расчетная длина арки /о, согласие
НнТУ-122-55, принимается в случае симметричной нагрузки для
двухшарнирных арок /o=0,6S; для трехшарнирных —/o=0,7S
При несимметричной нагрузке /o=0,5S, где S—полная длина
дуги арки Гибкость арки определяется без учета податливости
связей по формуле
). Д^. (94)
V
Необходимое число «срезов» связей Пс с каждой стороны
стыка косяков арки, при сосредоточенной расстановке связей
у стыков, определяется по формуле
«c«w- (95)
где а— расстояняе между центрами зон размещения связей н
Т^ расчетшая несущая способность одной связи на один
срез;
4 — учет влияния нормальной силы Л^
Конструкция трехшарнирных арок с перекрестной стенкой
состоит из двух жестких сегментов, в которых верхний пояс coi-
ставлеи из нескольких гнутых брусков, соединенных гвоздями, со
стыками, расположенными вразбежку Нижний пояс составлен нз
досок Расстояние между поясами также, как в i воздсвых балках,
заполняется стенкой из перекрестных досок Пролеты таких арок
принимаются в лределах от 20 до 40 м. Очертание верхнего
пояса арки назначается круговое или стрельчатое Раопор таких
арок воспринимается затяжкой обычно нз профильной стали
Устойчивость верхнего и нижнего сжатых поясов арки
обеспечивается устройством попереч'иых связей и жесткостью
конструкции крыши (рис. 85)
Конструкция опорного и конькового узлов арки показана на
рис 106
Основной частью конструкции опорного узла является
стальной башмак с вкладышем (2) Конструкция замкового шарнира
осуществляется с помощью двух стальных планок, закреллен-
ных на кромках двух ветвей поясов полуарок с помощью
шурупов. Нагом же рисунке показана и другая конструкция замкового
' Перерезанные в стык? косяки считаются не воспринимающими изгн->
шарнира, которая осуществляется с помощью четырех
изогнутых стальных планок с приваренными к ним четырьмя неравно-
бокими уголками Связь межлу полуарками обеспечивается
деревянными накладками на двух болтах С целью сохранения
древесины во всех местах соприкосновония ее со статьными n'5B^.'pxиo-
стями необходимо ставить
гидронзочяционпые
прокладки (например из
толя) и применять антисеп-
тироваиие
При расчете трехшар-
пирных арок па гвоздях
расчетные усилия
приводятся к оси, проходящей
через нижний пояс
сегментов Схемы нагрузки
показаны на рнс 107,6
Из этого рисунка видно,
что при расче(ге арок
учитываются три возможные
схемы временной
нагрузки — '/2, 'Л н '/< 'Пролета
арки Для определения
усилий в поясах
применяется схема П1, а для
расчета элементов
двойной перекрестной стен
ки —схемы I и II
Благодаря
прямолинейному очертанию
нижнего пояса сегментов, од-
носторонияя загрузка на
одной половине арки
вызывает в нижнем поясе "иш'б'>''о"1иш'ый"''*"'Т1<-соч''н''""' хне'го
другой половины ПОСТОЯН- ?"|11;жнс1о'7|'оямо,"'?-затяжкв''*вГз??1К09ЫП
НОе по всей его длине шарнир ,- а» ст.пм.ыс .иклллкн
сжимающие усилие (рис
107,6, схема 1). Поэтому и расчет такой арки сводится к
определению AIj,a,.„ как для однопролетной балки Л—С или С—И,
равиой полупролету арки
В таком случае максимальное сжимающее усилие в верхнем
поясе от воздействия изгибающего момента и максимальное
растягивающее усилие в нижнем поясе левой полуарки будут равны
(рис 107, с)
в верхнем поясе
106 Конструкция трехшариирной
|)К11 из гвоздевых двутавровых балок с
криволииеЛпым верхним поясом
(96)
153
в нижнем поясе
и, следовательно, расчетное растягивающее усилие в нижнем
поясе левой половины арки будет
где
N„ = Hcos^ + Q^sin^
В правой половине арки максимальное сжимающее усилие в
нижнем поясе, при той же схеме загружения, будет равно
yV„„ = +-J^!—Ясо5р-до51пр,
Расчетные усияия в
поясах опорных и вамковЫ'Х
шарниров определяются
путем разложения реакций в
этих узлах по направлению
касательной к верхнему
поясу и по направлению
нижнего пояса
Расчет гвоздевого забоя
следует вести по
сдвигающему усилию, действующему
между поясом и
перекрестной стенкой, которое
определяется, как для .простой
балки, наклоненной под
углом р, с пролетом, равным
полупролету арки,
загруженной по длине четверти
пролета арки.
Для сечения д (рис 107), например, указанное сдвигающее
усилие будет равно
где Q' — поперечная сила в оечсн!
пролетной балки А — С (рис 107,6)
Поверка напряжений в верхнем поясе ведется .по
максимальному сжимающему усилию, с учетом устойчивости из плоскости
арки Расчетная длина верхнего лояса принимается равной
расстоянию между прогонами крыши; несущая способность верхнего
пояса определяется по формуле (14).
N < <fm^RcF
В нижнем поясе, с растягивающим усилием, поверка ведется по
формуле (6)-
X < m.R.F„
Тв =
(Q'cosp-^.tgOj,
\ д нижнего пояса для одно-
При сжимающем усилии в нижнем поясе поверка ведсгся по
формуле (14).
где о определяется по гибкости нижнего пояса из плоскости арки
с расчетной длиной между поперечными связями жесткости,
увеличенной на 25% (см Н и ТУ-122-55, п 56).
Для увеличения устойчивости нижнего пояса полуарок снизу
к не.му подшиваются горизонтальные доски (см рис 106,4)
§ 46 КЛЕЕНЫЕ АРКИ
Клееные арки (рис 108) состоят из двух криволинейных
блоков с деревянными накладками в верхнем узле и со стальной
затяжкой в опорных узлах Величина пролета таких арок может
быть принята в пределах 12—24 м Стрела подъема принимается
равной Ve пролета
Сечение клееных блоков арки принимается прямоугольным
с отношением сторон (высоты к ширине) не свыше 4. Как в
верхней, так и в нижней части сечения клееных блоков устраиваются
стыки «на ус» ввиду возможности появления растяжения и в той
и в другой части.
Стыки на ус устраиваются в пределах 0,1—0,15 высоты блока.
Затяжка арки может быть выполнена ич уголков или и^ круглой
стали Для поддержания загяжкн к верхнему узл> арки
прикрепляется подвеска
Расчет арок производится по правилам, устаиовпенным для
клееных конструкций
Кроме арок из криволинейных блоков можно применять трех-
шарнирные системы из клееных балок (рис 109), однако по за-
Щ т tie '3
трате древесины они менее выгодны Пролет таких систем
ограничивается пределами 12—18 м
§ 47. ТРЕХШАРНИРНЫЕ РАМЫ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ
Трехшарнирные или двухшариирные деревянные рамные
конструкции могут быть сделаны из досок на гвоздях с перекрестной
стенкой илн из досок на клею с фанерной стенкой
Особенностью таких рам является наличие жесггкнх узлов в
месте соединения ригеля со стойкой В деревянных конструкциях
податливость связей может существенно влиять на деформации
системы' л, в частности, на жесткость узлов Для устранения
неопределенности в распределении усилий за счет влияния
податливости связей, в деревянных конструкциях следует принимать
статически определимые системы рам, к которым и относятся
трехшарнирные рамы (рис 110,а). Кроме того допускаются
упрощенные схемы двухшарпнрных рам с жестким ригелем и гибкими
стойками (рнс 110,6), в которых усилия в ригеле можно
определять без учета деформаций системы
На рис 111, а показано решение основного узла рамы, в кото-
166
ром растягивающее усилие в верхнем Поясе передастся на
стальную накладку, а сжимающее усилие в нижнем поясе н в диаго-
Рнс 110 Схема простейших одс.опролетных рачиых
сборных конструкций с дощатой перекрестной или
фанерной стойкой
нали воспринимается трехлобовым упором На рис 111, а
показана перекрестная стенка 2, ребра жесткости 3 и прокладка в
плоскости поясов 4 Из рис.
111,6 видно, что доски
поясов доходят ло фундамента
и опираются в него. Кромки
яосок окаймляются
стальными накладками,
присоединенными к доскам
шурупами //. В месте опирания
досок на фундамент
укладывается прокладка из
рубероида 8. Анкеровка в опорном
шарнире выполняется с
помощью двух тяжей из
круглой стали, заделанных в
фундамент и прикрепленных
к двум уголкам 7 на
наружных сторонах опор рамы
Конструкция замкового
шарнира (рис 111, в)
осуществляется с помощью трех
изогнутых планок 5 из
полосовой стали, окаймляющих
кромки поясных досок и до- ^'•^^
сок перекрестной стенки 6 ^_^^
Расчет деревянных рам ныд
ведется по осям контура этих ж^гк^иГ^^"
рам Изгибающие моменты, "н. «-гндронзмяция^ /-уг<мкн: в-шдровэо-
нормальные и поперечные '""""' кТвдгаГ^-ста^нис u^i^JfJAKE""* ""
силы определяются по
общим правилам строи1«льиой механики После определения усилий
в поясах рамы расчет ведется по правилам, установленным для
гвоздевых балок
157
рукцнй трехшар-
нириой рамы
|не рвгеля со стойкой, 6, »—опор-
;ооыП uiapHBp, /—стальная
накладная перс рестная стенка: ^—ребра
ААонтаж готовых балочных и арочных сплошных деревянных
конструкции сводится в основном к двум операциям — к
строповке и установке Строповка начинается с выбора мест захвата
конструкций стропами, при этом обязательно учитываются
возникающие в конструкции монтажные усилия Подъем балок из
бревен или брусьев, например системы' В С Дсревягииа или
клееных, учи1ывая небопьшон их вес, может производиться
простейшими приспогоблениями — передвижной мачтой, копром, краном
небольшой мощности, с захватом балки
тросом посередине ее длины, либо в двух
местах — в третях или четвертях пролета
Рис 112 Схема строповки гво»де-
вых и клееных балок
Гвоздевые балки следует захватывать в местах их ребер
жесткости Для устранения возможного выпучивания таких балок из
своей плоскости необходимо по длине балки в местах захвата
вводить траверсы, при которых верхний пояс балки ие будет
испытывать сжимающих усилий Все места захватов стропами
саедует предохранить от обмятия древесины конструкции путем
установки различного вида подкладок
Схема указанной строповки для гвоздевой балки локазана на
рис 112.
Монтаж всех арочных и рамных сплошных конструкций, за
исключением трехшарнирных арок и рам с дощатой перекрестной
или фанерной стенкой, производится теми же приспособлениями,
15Х
о которых говорилось выше, с применением траверс или
распорных брусьев. На рис. ИЗ показана строповка арок с
прямолинейным и криволинейным очертаниями.
Монтаж трехшарнирных арок и рам производится при -помоп;и
двух мачт на расчалках, копров или подвижных кранов с
устройством дополнительных площадок для проведения монтажа
замковых шарниров и стыков затяжки (см. дальше рис. 145).
При 'Проведении монтажных работ следует уделить особое
внимание технике безопасности. Наличие даже незначительных
на первый взгляд ошибок — в сохранении устойчивости
конструкции после установки ее на место до укладки прогонов крыши и
поперечных связей, без временного раскрепления растяжками,
может привести к большим деформациям со значительными
повреждениями, а в отдельных случаях и к обрушению уже
установленной конструкции.
Наиболее ответственными операциями при монтаже
конструкции являются: подъем и установка подъемных средств —
мачт, копров, башен и т. п., закрепление расчалок и мест захвата
конструкции, установка и раскрепление конструкции
поперечными связями. Во всех указанных случаях категорически
запрещается оставлять поднятые конструкции на весу длительное
время, а рабочихм находиться на самой конструкции или под ней.
Полное закрепление установленной конструкции вместе с
прогонами и поперечными связями должно быть закончено до
освобождения стропов.
t^ а i о е л шестой
ПЛОСКИЕ СКВОЗНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ
КОНСТРУКЦИИ
ОСНОВНЫЕ виды сквозных ДЕРЕВЯННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
§ 49 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
в современных деревянных конструкциях покрытий
применяются преимущественно статически определимые фермы По
очертанию деревянные фермы разделяются на треугольные,
прямоугольные (с параллельными поясами), полигона 1ьиые и
сегментные
На рис 114 показаны схемы треугольных ферм с нисходящей
(с), восходящей (б) н с треугольной [в—е) решетками Парис 115
представлены схемы ферм с параллельными поясами (а и б),
полигональные {в—е). На рис 116 даиы схемы мноюугольных
{а, в) и сегментных (б) ферм
В настоящее время рекомендуется применять фермы,
изготовленные на заводе, с последующей сборкой и установкой на
строительной площадке Фермы построечного изготовления могут быть
рекомендованы к использованию при малом объеме работ или
когда изготовление ферм на заводе по гем или иным причинам
невозможно.
Ниже рассматриваются основные типы сквозных деревянных
конструкций, начиная с простейших. К ним относятся все фермы
с узловыми сопряжениями на цилиндрических нагелях, гладких
кольцевых шпонках и на врубках, а также сегментные фермы
с гнутым верхним поясом н с соединениями на гвоздях В
последнее время получили распространение фермы с многоугольным
верхним поясом, показанные на схемах рис 116, а, в
Трудность подбора пиломатериалов высокого качества для
растянутых элементов, а также, главным образом, необходимость
упрощения конструкции узловых решений обусловили широкое
применение металло-деревянных ферм, сначала построечного, а
затем и заводского изготовления (рис 117). В таких фермах все
сжатые и сжато-изогнутые элементы выполняются из дерева, а
растянутые — частично или полностью из стали
160
На рис 117, а, б, в. г, д и е показаны иакболее
употребительные схемы сборных металло-деревянных ферм с верхним поясом
составного сечения из брусьев на пластинчатых нагеаях или из
досок на клею
Особенностью металло-деревянных ферм являетси наличие у
них больших панелей верхнего пояса,
изготовленного из составных балок, gj
рассчитанных на местную нагрузку от .¦¦¦¦. у. '
прогонов крыши Благодаря целесооб- i\l\j\l/I/1/1 -^
разному распределению функций ме-
"Т
Рис 114 Схем» Йа-
S)
1/И/МЧМ
Рис 115 Схемы ба-
жду деревом, хорошо работающим на сжатие с изгибом,
и металлом, хорошо работающим на растяжение, и
заводскому изготовлению элементов, мегалло-деревянные фермы
отличаются более высокой надежностью, чем все виды
деревянных ферм
Фермы с узловыми соединениями на кольцевых шпоиках
могут применяться ограниченно, лритом только прн условии
тщательного подбора пиломатериалов для растянутых элементов в
при заводском изготовлении В таких фермах, изгоговлеиньа
П-в Ф Иино! 161
в построечных условиях, соединения растянутых элементов часто
получались недостаточно надежными.
К арочным конструкциям, которые возможно еще изготовлять
в отдельных случаях на
строительстве, относятся трехшар- о)
нирные арки, сосгавлеииые из
двух гвоздевых сегментных
ферм с затяжкой из стали, с ,
пролетами 20—40 м В некото- ^
рых случаях применяются трех- "-v^^ii i^^^
шарнирные рамы ^ '¦^
К комбинированным
системам деревянных конструкций
следует отнести клееную трех-
шарнирную гибкую арку,
усиленную балкой жесткисги
Такая конструкция может иметь
ограиичениое применение
(например в мостостроении).
Во всех сквозных
деревянных конструкциях большое
Рис 116 Схема многоугольных Рис 117 Схема металло-дере!
i сегментных ферм балочной ферм балочной системы с в(
системы чоясом нз балок Деревягнна i
клееных блоков
о, б, в, ш. О, е—с оряуененнеи 6t
вначрние имеет отбор пиломатериала для растянутых
элементов {особенно растянутых поясов). При отсутствии возможности
обеспечить такой отбор следует применять металло-деревянные
конструкции
162
Глава II
КОНСТРУКЦИИ из БРЕВЕН И БРУСЬЕВ
§ 50 ШПРЕИГЕЛЬНЫЕ, ПОДВЕСНЫЕ И ПОДКОСНЫЕ СИСТЕМЫ
К простейшим комбинированным конструкциям относится
деревянная балка, усиленная металлической треугольной или
многоугольной подпружной цепью Такая конструкция 'называется
шпреигельной балкой (рис \\7,а,б,в) К комбинированным
конструкциям относятся устарелые
системы подвесных стропил _^^-.г-т7*СГ7\Г7*^т-,.^ '
Различные подкосные системы, YYY ТтТ
которые могут изготовляться 4 i i i i i—
ГТТТТТ1
которые могут
тотько на строительстве,
относятся также к
комбинированным системам (рис 118)
Последние системы, в отличие от
шлренгельных и подвесных,
являются распорными. Распор в
этих системах передается на ^^^ ,,д ^^^^^ „р^стейших подкос-
опоры или воспринимается за- „о-балочных деревянных конструкций
тяжкой 113 бревен или брусьев (с указанием
Шпренгельиые конструкции мест стыков)
применяются в виде прогонов
с пролетом до 8 м
Превращение обычных балок в шпренгельньм; является одним из способов
эффективного усиления существующих деревянных конструкций.
Различные подкооиые системы иа врубках применяются еще
во временных сооружениях и в виде стропил, но и здесь они
вытесняются сборными конструкциями из брусьев и досок иа болтах.
§ 51 ФЕРМЫ ИЗ БРУСЬЕВ И БРЕВЕН НА ЛОБОВЫХ ВРУБКАХ
Фермы из брусьев и бревен на лобовых врубках рекомендуется
примени!ь в покрытиях зданий с пролетами 9—18 м
Геометрические схемы таких ферм должны выбираться таким образом, чтобы
раскосы были сжаты, а стойки — растянуты Этому требованию
отвечают треугольные фермы с нисходящими раскосами
(рис 114, а) и пол^хгоиальные фермы с восходящими раскосами
(рис 115,6, д)
В полигональных фермах при односторонней нагрузке
возможно появление растягивающих усилий в раскосах средних 'па-
иелей Устанавливаемые в этих панелях дополнительные
обратные раскосы будут в этом случае работать иа сжатие. Фермы на
лобовых врубках относятся к конструкциям, которые могут (быть
изготовлены на строительной площадке
В фермах на лобовых врубках наиболее целесообразно могут
быть использованы бревиа, комлевые концы которых следует
11» 163
pacno/laiaTb в более напряженных узлах, к которым, в лервую
очередь, относятся опорные узлы
Наличие в этих фермах растянутых стоек в виде стальных
тяжей обеспечивает возможность уменьшения провеса ферм путем
подтягивания стоек
Относительная простота иэготовчеиия ферм на лобовых
врубках и возможность использования для них лесоматериала с
минимальной обработкой, при наличии квалифицированнЫ'Х плотников;
при осуществлении стыков в растянутом нижнем поясе на
нагелях из круглой стали и опорных узлов на стальных хомутах,
повышают эксплуатационные показатели этих ферм, обеспечивая
надежность их работы
Решение узлов в фермах из брусьев и 'бревен показано на
рис. 119, а, б, в, г, д В фермах из брусьев центрирование средних
узлов в нижнем поясе выполняется в зависимости от
местоположения стыков
При наличии стыка возле промежуточною узла (рис 119,5)
в целях уменьшения «апряженин в ослабленном сечении
центрирование узла рекомендуется производить по ослабленному
сечению
При расположении стыка на расстоянии от промежуточного
узла не менее, чем на две панели, центрирование узла возможно
производить по геометрической оси пояса В этом случае
вследствие неразрезности пояса при прогибе фермьр возникают
дополнительные напряжения от изгиба, которые суммируются с
напряжениями в ослабленном сечении нижнего пояса по его нижней
кромке При центрировании растя! ивающей силы в'нижнем поясе
по геометрической оси возникает момент обратного знака,
который уменьшае! дополнительные напряжения в ослабленном
сечении от прогиба фермы
В фермах из бревен центрирование усилий производится ло
геометрической оси пояса фермы
Опорные узлы в фермах из брусьев или бревен решаются
при малых 'пролетах на лобовых врубках с одним или двумя
зубьями (рис 120, а, б), а при больших пролетах и нагрузках—
на лобовом упоре с применением стальных натяжных хомутов
(рис. 120, в) В целях усиления опорною узла рекомендуется
во всех случаях ставить подбалкн (рис 120, а, б, в). Стыки в
растянутом поясе выполняются с помощью деревянных
накладок на нагелях и болтах, стыки в верхнем поясе
осуществляются простым упором с правильной приторцовкой поверхностей
упора и установкой деревянных накладок на болтах
Прогоны' крыши, как 'правило, ставятся нормально к скату с
устройством креплений, необходимых для обеспечения
устойчивости верхнего сжатого пояса фермы из своей плоскости и
против отрыва прогонов от пояса Такое крепление следует
осуществлять с помощью обрезков досок, прибитых к прогону с
каждой стороны пояса /, двух разворотных планок из тонкой
164
щЩг
Рис 119 Решеине конструкции узлов метзлло-деревянной
фермы треугольной системы на лобовых врубках из брусьев
II бревен
полосовой стали 2иодиой косой деревянной колодки5 (рис 121).
Все крепления указанных элементов осуществляются на гвоздях
На рнс. 122 показаны возможные решения среднего узла фермы.
З.Я'^.Р,
Рис 120 Решение опорных узлов металло-деревянных
ферм треугольной системы на лобовых врубках из бревен
и брусьев я лобовым упором с натяжными хомутами
а—из бревен на лобовов врубке с дву>1я зубьяив. б—то же. с одяву
вубои: в—из брусьев. /—площедка скалывания у первого зуба, i—тоже
у второго зуба; Л—опорные площадки: <—подкладка; 5—опорная пло-
На рис. 123 приведена конструкция 'полигональной фермы из
брусьев со стальным нижни.м поясом и стойками'. Верхний
пояс этой фермы выполняется из двух брусьев — верхнего, вое-
Рис 121 Конструкций креплс-
~ I прогонов крыши в узле
принимающего нагрузку от прогонов кровли, установленных на
расстоянии 0,8—1,2 н, и нижнего, работающего на сжатие и
местный изгиб от нагрузки, передаваемой верхним брусом
Благодаря деревянным прокладкам между двумя брусьями,
скрепленными с ними стяжными болтами, изгибающий момент от
местной нагрузки распределяется
между брусьями ттояса
пропорционально их моментам
инерции
На рис. 123, б изображен
опорный узел фермы, состоящий нз
стального башмака с
приваренными к нему уголками нижнего
пояса и площадками для упора
раскоса и опорной стойки. На
рис. 123, в показан центральный
узел нижнего пояса с монтажным
стыком уголков и подушкой для
примыкания обратных раскосов.
Далее показаны промежуточный
узел нижнего пояса (г) и узлы
верхнего пояса {д, е. з, и)
Конструирование указанных ферм нз брусьев н бревен
сводится прежде всего к решению опорного узла, с выявлением
необходимых сечений
верхнего и нижнего по- ^Л^
ясов, а затем к
подбору сечеиий деревянных
раскосов и стальных
тяжей, с последующим
расчетом всех узлов
При этом необходимо
стремиться к
уменьшению типоразмеров
сечений элементов
фермы (поясов, раскосов и
стоек), так как при
этом облегчается
отбор материала и
изготовление ферм.
Пример Рассчитать
опорный узел брусчатой
фермы на лобовом упоре
(рис. 124)
Сжимающее усилие в
верхне- поясе от постоянной нагрузки N,
Рис 122 Узлы нижнего пояса п середине
пролета для треугольной металло-деревян-
ной ферми
, от нагрузки снега Wj —
I Сечение накладок в опорном узле —8X18 с.
sm 27" = 0.454; cos 27'=• 0.891. fg27*-0.51.
Fep = 16 20 = 320 cj^
1 +
le
IS- = И u
s верхнем н нижней поясах с учетом коэффициентов
^с = 12.4-1.1 + 6,3.1.4 = 22.46 т.
Np = 22.46 0,891 = 20 m
и опорная реакция
А-20 0,51 = 10.2 т
По формуле (41) для смятия имеем
22460 < 1 85 (16 20) = 27 200 кг
Расчетная несущая способность нагеля при d= 1,8 см по формулам
табл 10 будет
/•» - 80 8 1.8 - 1 152 кг, Г^ - 50 16 1.8 - 1 440 (сг и
Г= 180 1,82 + 2 8'^715 '-250.1.8г =. 830 кг
Количество двухсрезных нагелей
_2О^0ОО_
"•< ~ 2 . 715
Определим расстояния между нагелями
J, - 7.1.8 = 12,6 ~ 13 см. St = 3.5 1,8 = 6,3, примем 6,6 см
«3=3 1,8-5 4, примем 5,7 см
Следовательно принятое распределение иагелеб дает паи
2 5,7 + 6.6=18 см,
что соответствует высоте иакладкн 18 см
Проверяем нижний пояс на растяжение с учетом ослабления его наге
лямп по формуле (6) при тр=0,8 по табл 7:
20000 < 08 100(16-2 1.8)16 = 20992 кг
Для накладок, аналогично, ниееи
0.8 1Ю (18 - 2 1.8) 8 - 9 216 ~ 0,5 20 992 кг
Для тяжей d = 3 см имеем F„, = 5.06 см', при т=.0.8. т^ =08 (по
§ 31) и /?р=1700 кг/см' —цля Ст. О (см приложение 17) имеем:
20000 < 0,8 0,8.1 700 5.06 4 - 22021 w
Для закрепления тяжей у опорной поверхности вкладыша ставим в
торцах его два вертикальных неравнобоких уголка 120X80X6 мм, к которым
привариваем два горизонтальных уголка—100X100X10 мм Через гсри-
вонтальные уголки пропускаем четыре тяжа, концы которых в торцах
накладок закрепляем в двух вертикальных неравнобоких уголках (см рис. 124)
Для уголка 120X80X6
Изгибающий момент в вертикальной уголке (рис 124, а)
2000 Г (18 + 3)
М = —2~ 2 — -J- = 30 000 кгсм
и, следовательно, по формуле (24) при Ru = I 700 кг/см' (для Ст 0)
"^"" 30000 < 1 1 700 28 = 47600 кгсм
Изгибающий момент для горизонтального уголка в опоре (рнс 124, б)
и, следовательно, по формуле (24) полуяни
37500 < 1 1700 25 - 42500 кгсм
Ширина опорной подушки определяется из формулы
10 200
Ь = jg 3U = 2''2 '¦"'
принимаем ?2 см
§ 52 МЕТАЛЛО-ДЕРЕВЯННЫЕ ФЕРМЫ СИСТЕМЫ
В С ДЕРЕВЯГИНА
Металло-деревянные фермы системы В. С. Деревягина
представляют собой усовершенствованные подвесные и шпренгель-
иы€ системы Применение для сжатого пояса составны^х балок на
пластинчатых панелях, а для нижнего пояса профильной или
круглой стали позволило значительно увеличить пролет и
несущую способность этих новых конструкций по сравнению со
старыми подвесными и шпренгельными системами
Решетка в фермах Деревягина, как правило, не подвержена
большим усилиям, что упрощает ее прикрепление к поясам.
Наличие мощного сечения верхнего пояса при большей длине его
панелей (от 4,5 до 6,5 м) позволяет располагать прогоны крыши
по длине верхнего пояса на малых расстояниях Это, в свою оче-
Деревягняа на пла-
редь, упрощает конструкцию крыши, которая выполняется без
применения вспомогательных стропил. Кроме того, небольшое
число узлов позволяет изготовлять такие фермы на заводе в
виде отдельных транспортабельных крупных блоков
171
Для уменьшения изгибающего момента от местной внеуаловой
нагрузки, в верхнем поясе искусственно создаются обратные по
знаку изгибающие моменты за счет виецентрепного приложения
сжимающих усилий.
В каждой панели брусьям верхнего пояса придается
строительный подъем, который не учитывается при расчете верхнего
пояса.
Конструкция двускатной треугольной фермы пролетом 15 м
показана на рис. 125.
Другая конструкция металло-деревянной фермы,
предложенная В С Деревягиным, показана на рис. 126. Многоугольное
очертание верхнего пояса здесь осуществлено из отдельных
примыкающих лрут к другу с эксцентриситетом коротких одинако-
Cmtik ииЛнггс. поп
вых брусчатых косяков, стыки которых перекрываются
накладками на болтах Благодаря малым усилиям в элементах решетки
многоугольной фермы, однотипности узловых рещенпй, наличию
нижнего пояса из профильной стали и, наконец, простоте
конструкции в целом, такие фермы имеют несомненные преимуще-
ства Узлы верхнего пояса в этих фермах решаются с помощью
двух брусчатых пЯ'Кладок н болта, расположенного в центре
узла, на который надеваются стальные планки с прикрепленными
к ним легкими деревянными элементами решетки Консгрукции
всех узлов в этих фермах показаны на рис 126
В последнее время получили распространение металло-дере-
вянпые фермы с верхним поясом из клееных блоков
Конструкция ферм собирается из небольшого числа крупных
клееных блоков, решетки и стального нижнего пояса,
состоящего из блоков, соединяемыос между собой в середине пролета
фермы Элементы фермы изготовляются на заводе, а сборка
производится на строительной 'площадке Эти конструкции
обладают высокой надежностью и экономичностью
Рис 127 Конструкция
вс]).\нин поясом
На рис. 127 показана односкатная шпренгельная ферма с
прямолинейным верхним поясом из двух клееных блоков длиной
7,5 м Блоки стыкуются над центральной стойкой при помощи
деревянных накладок на болтах и на гвоздях В целях
уменьшения изгибающего момента в верхнем поясе от веса крыши и
нагрузки на нее продольные усилия прикладываются к нему с
эксцентриситетом
Па рис 128 изображена трехпанельная ферма с верхним
поясом из криволинейных клееных блоков длиной (по хорде)
6 м Стык блоков скрепляется двумя деревянными накладками
173
из брусьев на болтах Средний болт в узле верхнего^ пояса
служит для присоединения деревянного раскоса Нижний пояс feg-
мы выполняется из круглой или профильной стали В первом
случае закрепление затяжки на опоре производится при
помощи хомута, а во втором — применяется сварной башмак для
присоединения уголков нижнего пояса и опорного блока
Центральный узел нижнего пояса состоит из двух монтажных плз-
Конструкции клееной трехпанельиой металло-деревяжюй
фермы пролетом 15 м
верхвего пояса: S. i—раскос, <—стальная планка. 5—болт «—отаерствя
нок, К Которым присоединяются элементы нижнего пояса и
решетки Сечение всех клееных блоков 'принимается
прямоугольным с отношением их высоты к ширине не более 5; для
криволинейных блоков это отношение припнмается не
более 4
На ряде домостроительных комбинатов организовано м
вое производство клееных деревянных конструкций для
промышленного, гражданского и сельского строительства До сих пор
такие фермы изготовлялись по индивидуальным проектам и
заказам, что создавало затруднение в организации
производства
По предложению А. Б. Губенко, Н П. Птицына и Г Н
Зубарева в Индустройпроекте разработаны конструкции металло-
деревянных ферм разных пролетов и видов, в которых деревян
ные сжатые элементы выполняются из стандартных клееных
блоков заводского изготовления, а растянутые элементы — нз
стали
174
Так же, как и клееные фермы с «риволинейным верхним
поясом, предложенные конструкции металло-дерсвяниых ферм
приспособлены для массового заводского изготовления
На рис 129 показаны! схемы ферм из прямолинейных
клееных стандартных блоков (трапецевидных, полигональных и
треугольных форм) для верхнего пояса, предназначенные для
теплых и холодных покрытии однопролетных и многопролетныч
зданий с наружным отводом воды при рулонной кровле Верч-
ний пояс ферм рассчитан на сжатие с изгибом от нагрузки
1 200 кг/м с учетом расположения прогонов крыши в любом
месте панели
Для верхнего пояса возможно применять четыре типа
клееных блоков, размеры которых даны ниже
Марка Т-1, сечение 150X300, длина 7 700 мм
. Т-2, . 1Ы1Х350, . 9200 ,
. Т-3, . 150X300, . 10 700 .
. Т—4, . 150X450, . 12 200 .
Высота ферм принята от Чв До Чт их пролета Растянутые
элементы выполняются из ¦парных прокатных уголков
Кроме указанных выше ферм рекомендуются также арки и
фермы с криволинейным верхним поясом для пролетов от 12 до
24 м, предназначенные для теплых покрытий однопролетных
зданий, а также для многопролетных зданий с наружным отводом
воды.
Высота этих ферм принята равной '/е пролета Расчетная
нагрузка для всех ферм принята 1 000 кг/м, в том числе 625 кг/л
от собственного веса 375 кг/м от снеговой нагрузки Верхний
пояс составлен из клееных криволинейных блоков двух типов
длиной каждый 6,5 м, сечением 150x306 и 150x340 мм, с
радиусом кривизны 15 и 20 л Решетка ферм выполняется из
клееных блоков сечением 150x102 и 150X136 мм, длиной от 2 680
до 6 640 мм Нижний пояс ферм и арок состоит из стандартных
элементов из парных уголков с npHBapenHbtMH к ним планками
На рис 130, а, б, в, г, д показаны рекомендуемые схемы
таких металло-деревянных ферм с криволинейным верхним
поясом для пролетов от 12 до 24 м.
Необходимо отметить, что в интересах типизации длина
криволинейных блоков принята не свыше 6,5 м. При сборке коисг-
рукции блоки в концах обрезаются и приторцовываются с
учетом получения возможно меньшего перелома в месте
соединения.
Устройство надстроек для создания пологих крыш, фонарей
и подвесных потолков для металло-деревянных ферм с
криволинейным верхним поясом не рекомендуется, так как это приводит
к значительному их утяжелению. Наличие в этих случаях
значительных узловых нагрузок прн отсутствии местной нагрузки
r-г т-2
Уг(П)
^Т^^^^ ^-^^^^^ I^^INr^j
Рис 129 Cxemt ферм нэ прямолинейных клееных стандартных'блоков
вызывав! в верхнем криволинейном поясе большие
изгибающие моменты от эксцентрично действующей нормальной
силы
Па рис 131, fl, б, в, г показано применение наиболее
целесообразных систем металло- ^^^^_
деревянных конструкций для .«^"ПП^^З
производственных и других зда- ^^ ^'^
Изготовление ферм
на лобовых врубках
из бревен и брусьев пролетом
от 10 до 20 л может
осуществляться в горизонтальном
положении, непосредственно иа
строительстве, ва площадке из
досок (бойке), имеющей
размеры, несколько превышающие
размеры фермы Все
размеченные на бойке элементы
должны заготовляться по
шаблонам, сделанным из сухих
досок Лесоматериал для
элементов ферм распределяется по
категориям (см приложение!)
Изготовление ме-
талло-дерсвянных
ферм системы В С. Де-
ревягина ведется тем же
способом, на бойке, с особенно
тщательной проверкой
правильности прнторцовки и пропилов в узлах стыкуемых
деревянных элементов Здесь также необходимо вести наблюдение и за
правильностью натяжения парных, параллельно работающих
стальных тяжей
Заготовка отдельных элементов для ферм с многоугольным
верхним поясом производится по шаблонам. Необходимо до
сборки обеспечить приторцовку косяков иа специальном
верстаке. Сборка ферм производится в вертикальном положении с
передвижных лесоо Изготовление металло-деревянных ферм с
прямолинейным и криволинейным клееным верхним поясом
рекомендуется вести серийно иа заводе.
Монтаж всех указанных ферм ведется с помощью мачт,
копров и крапов с применением монтажных схваток из бревен,
12-в Ф Ивоиоо 177
Рис 130 Схемы клееной арки н
сегментных металло-деревянных ферм т
стандартных клееных криволинейных
блоков для пролетов 12, 15, 18, 21
и 24 JM
пластин или брусков, особенно в местах крепления к ним
стропов (рис 132)
Если iip'i подъеме фермы некоторые элементы могут выклю-
<1
^^^с
||
\.— то шов-
tcpot
-imo-z-iom —>
1
Р'С 131 Схема конструкций промышленные зданий
Глава III
ФЕРМЫ ИЗ ДОСОК
§ 55 СЕ1МЕНТНАЯ ФЕРМА
НА ГВОЗДЯХ
Сегментная ферма на
гвочлях 01Н0СИ1ГЯ к кон-
С1р)кц11ям построечного нз-
roioi
;ния
Типовые схемы
сегментных ферм лтя про leiOB от
на рис 133 Из рисунка видно, что крайние
средних примерно на '/з Укорочение крайних
панелей делается дая того, чтобы уменьшить в них напряжение
При этом расчет верхнего пояса ведется по второй панели
Длина панетн верхнею пояса в проекции (rf) принимается в пределах
от 1,5 до 2 л и в крайнем случае не свыше 2.5 м Схема
поперечных сечений верчнсго и нижнею поясов и элементов решетки
показана на рис 134 Число брусков в сечении верчнего пояса
принимаегся 4—5, а толщина их—5—6 см
Стыки брусков тот но
приторцовывают н pacnoiarawT по
длине вразбежку с таким расчетом,
чтобы они находи чись не ближе
лтнны 11<!мс'1и от узюв фермы, расстояние межд> ними
жно быть не Meirec 50 см При
жси 6i.li.. то 1ько один стык
же и в \3ia.\ ие си-т'
шаек
I нар>ж
с 0руск(
в одном сечении
pa.iHMX панелях, а
С1ЫКН Не разре-
во второй от опор-
11о Bi.cii л IHHC верхнего пояса между его ветвями
необходимо ггавить прокладк.1 из нетьных досок, ширина которых
назначается с таким pai4PT0M, чтобы, по крайней мере, три бруска
пояса мопи бы1ь ириб.пы к прок1а1че 1воздями в юризонталь-
ном па1рй8!0нии bp\i.i<ii кажлои ве1ви дотжиы бы1ь по высоте
скрошены ГВОЗД1МИ, забитыми в вертикальном направленич
(.Bcpw II С1пп> по всей д DiMc кажчой панети
t 1ЫК11 досок нижнею пояса 01.>щсств 1яются с помощью нэ-
К1ад.1К и проктадок, скрепленных с поясом цилиндрическими
нагетями и болтами.
Все элементы решетки размешаются между ветвями поясов
с условием, чтобы внутренние кромки сходящихся в узле
12'
179
»лементов (с целью уменьшения ^к(,цен1рисите10в)
пересекались на оси пояса
Скреплять элементы решетки с верхним поясом, ввиду
ограниченности площадей для размещения гвоздей, разрешается г
соблюдением следующих условий расстояние от гвоздя до шва
между пояснымп брусками должно быть не менее 3 d„, таким
Sir" ^- **
"-- % Sof/f%^
ы\ фермах
образом S) > 3 dig и расстояние между гвоздями поперек
волокон бруска при косой расстановке не менее 2d „
Расстановка гвоздей в элементах решетки и в нижнем поясе приннмаетси
в соответствии с общими правнпами (см раздел IV, главу IV,
§ 30) Пример распределения гвоздей в узлах показан на рис 135.
Кроме гвоздей во всех узлах, как правило, для увеличения
плотности узлового соединения, С1авится один болт.
Конструкция опорных узлов осуществляется лобовым упором
с натяжными хомутами из круглой стали (рис 136, а и 136,6)
Хомуты, выполненные по типу (а), позволяют подтягивать их,
180
доводя до минимума все неплотности, образовавшиеся от
неточной пригонки отдельных элементов узла
Жесткость опорных швеллеров здесь обеспечивается
приваркой к ним уголков (в типе а) или стальных диафрагм (в типе б)
(дерхнийпаяс снят)
1С узлов для сегмент-
Расчет верхнего пояса свгл»ентной фермы, ввиду сложности
учета всех факторов, влияющих иа его работу (как, например,
неразрезности многослойного составного криволинейного пояса,
эксцентричного присоединения к поясу элементов решетки и т п ),
рекомендуется вести по приближенному методу, принятому
Нормами (НиТУ-122-55), который в достаточной степени
гарантирует надежность работы фермы'
Сжимающее уситие N в панели кривотинеПного верхнего
пояса, направленное по прямой ^жпии между \з1уми, вызывает
в середине панелн нзшбающий момент (см рис 137,о), равный
Л//„, где
/о =
8«
стрела подъема рассматриваемой панели, (.оотвстствующая дтиме
/„ и радиусу ее кривизны R Ратиус кривизны должен здесь
определяться соыасно указанию норм без yieTa (.[ротелького
подъема фермы по формуле
где Ло—расстояние между осями поясов
Учитывая возможность некоторого защемления брусков
верхнего пояса в узлах, считают, что нулевые точки в эпюре изгибаю-
ших моментов рассматриваемой панели находятся в расстоянии
0,05/„ от узлов В таком случае длина сжатого поя я будет
равна 0 9/,,, и изгибающий момент в середине i.ro 'ipjneia с
учетом неразрезности будет равен
а на опоре
yW„„ = 0,2 М,
где iW—полный нзгибаюший момент в панели, опрочеляемый по
схеме с шарнирным опнраиисм в узлах
Величина его равна
M=Nf,-M,„ (94)
где Мо— изгибающий момент ог местной narnv чи п miihc.i
верхнего пояса, опречепенчый как дтя простой 0,1 i, i i io ipiOm
равным расстоянию межчу улами /„ npoierii-n i' 'ыкш и
момент М„„ распрсдстясгся в середине nant м \ч > и' в(1вями
панели и проктадками пропорнмонатьно и\ v'm.i i\i иче.шии
Принимая это соопюиюн'-е и исходя m Toooi , i> '^ f.mu'ihh
моментов инерции ветвей и лромалох, Нормы (11,|1У 122 55)
принимают, что на проктадки передастся okjio -U npoiciHoro
момента, т е
0,75 М„р = 0,75 0,8 М = 0 1) М
На ветви пояса с зачаом принимаюг 0 25 А(
В соотве|С1вии с н . южеимым, pacnei ь'|1>"".о пояса
сегментных ферм велог^я по (Ьорчп пе (34) ii.i i ^ i • i м мое г катнс
с учетом коэффицисиюн i.ij.ibsi и hOiф(l^;iiI л'ы.1 . idb ui работы
на сжатие п!,. и из: nfi/7f„
Принимая рисчсг,!'„'М мом~мт для основных ветвей верхнего
пояса равным 0,25 А/, пол,» .iiM
/V "_ , 0 2,Ш _ , ,
"V" .'Л/ло "^ iii'„m ,,R„Wo„ ""
Умножая все члены уравнения на R, н учи1ывая по табл 4, что
д- = 1, получим при т^ и т,„ равными ечнннце (но табл 7),
расчетную формулу для основных ветвей верхнею пояса
сегментной фермы, приведенную в НнТУ-122-55
где /Vh М— расчетная продольная сила н нт- 1'1пюший момент
в рассматриваемой панели ве,)% чо ноя. а,
определяемые с учетом коэффициеаыв nepeip)jKH
'ПО табл 9;
Fg — площадь сечения брусков пояга,
"' -сумма моментов сопротивления бр.мков верхнего
пояса (без учета их скрепления tboj 1лми),
-коэффициент, определяемый но формуле (34),
1ад
i".-
Гибкость определяется с учетом частичного защемления пояса
в узлах-
У-
где J в —сумма моментов инерции сечения основных ветвей
верхнего пояса (без учета их скрсплс«ня гвоздями);
J„p — момент инерции сечения 'прокладок
В отсутствие изгибающего момента М, а также, если
напряжение от лростого изгиба меньше 10%, т е когда
расчет ведется на устойчивость по формуле (14)
Для 'расчета лрокладок верхнего пояса при условии, что они
воспринимают изгибающий момент, равный 0,6, получим следующую
формулу
0,6iW^6m„ /?„U^'„^„ (100)
где "^„р—момент сопротивления проклз'док
Влияние ослабления сечений гвоздевым забоем не
учитывается, так как оно всегда меньше 10% сечения лояса
Число горизонтальных гвоздей между каждой ветвью и
прокладкой нли двумя прокладками (для средней ¦ветви),
расположенных по всей длине 1панели, согласно указаниям норм,
находится из следующего 'неравенства
п„>25-^-^, (101)
где F, — сечение рассматриваемой ветви .н Т—расчетная
несущая способность одного гвоздя на один срез Расхтояние между
горизонтальными гвоздями не должно быть больше ^Ы^„, а рас-
с(гояние крайнего ряда от концов прокладки—не меньше I5rf „
(рнс 137, б, в) Вертикальные гвозди для скрепления брускоо
ветвей забиваются сверху и снизу ветвей, при толщине ветвей не
более? см — в один ряд, а при толщине более 7 см— в два ряда
При этом шаг гвоздей не должен быть более iOd^„ (рис 137)
Нижний пояс сегментных ферм следует рассчитывать с учепхэм
внецентренного присоединения к нему элементов решетки в
условиях полного и одностороннего воздействия снеговой нагрузки
Расчетный изгибающий мо'^внт М в узле яижшего пояса
определяется, как сумма произведений из усилий в раскосах 1при
одностороннем загружении фермы снеговой нагрузкой на соответст-
вевные эксцентриситеты или, что то же самое, произведение
разности устий в смежных панелях нижнего пояса (Д/V) на
величину ее расстояния е от центра узла
В этом случае расчетный изгибающий момент в нижнем поясе
будет равен
ЛГ« = ДЛ^в
В верхнем поясе дополнительный момент от внецеятренного
присоединения раскосов не учитывается
Поверка устойчивости верхнего пояса фермьг из своей
плоскости ведется по правилам расчета составных стержней
(раздел V, глава II, § 36)
В целях типизации конструкции фермы элементы решетки по
своим усилиям раз1биБаются на две группы—сильно и
слабо'нагруженные. Для каждой (Группы в узлах принимается одинаковое
число гвоздей, рассчитанных по наибольшему для каждой группы
усилию При этом ширина досок решетки, назначаемая в
зависимости от числа гвоздей, сохраняется постоянной для всех
элементов данной группы При отсугствии на верхнем поясе сегментной
фермы местной нагрузки (под фонаря\ш и другими
надстройками) напряжения от изгиба значительно возрастают, что
приводит к увеличению сечения пояса фермы
Поэтому НС рекомендуется проектировать фонари и другие
надстройки на BepxiHCM поясе сегментной ч|)ермы, а также
подвешивать к узлам нижнего пояса ферм 31начитсльные грузы Усилия
в стержнях при этом резко возрастают, гак как гвоздевое
соединение решетки не рассчитано на действие больших нагрузок
Разметка и сборка сегментных ферм в основном производятся на
байке
После разметки ||)срмы на банке 'псрпендикуляр'но к оси
нижнего (пояса на расстоянии 1—1,5 ж прибиваются доски на ребро
(ваймы — рнс 138) В этих досках делаются вырезы для
верхнего и нижнего лоясов Ширина выреза должна быть больше
высоты пояса, чтобы можно <Зыло забить парные клинья Сначала
укладывают нижний брусок первой ветви верх'него пояса
Брусок заклинпваегся в ваймах, стыки его тщательно приторцовы
ваются После закрепления монтажными гвоздями первого
бруска укладываются поочередно остальные йруски верхнего
пояса, которые после приторцовки стыков тгрийиваются
монтажными гвоздями к ранее уложенным брускам Затем переходят к
забивке предусмотренных проектом гвоздей в вертикальном
направлении и приторцоБке брусков к опорному вкладышу
По окончании сборки первой ветвн верхнего .пояса переходят
к сборке нижнего пояса, 'начиная ее с размещения опорных и
стыковых (иакладок, на которые укладываются основные доски
нижнего пояса Потом укладывают доски решетки, накладки и
прокладки в верхнем и нижнем поясах Сборка следующих ветвей
верхнего и нижнего поясов выполняется в той же
последовательности
в собранной ферме сверлят отверстия для болтов и 'нагелей и
в горизонтальном направлении забивают с лицевой стороны
гвозди Гвозди с обратной сюроны забиваются после установки
фермы в вертикальное положение
При птъеме сегментных ферм обычно не требуется
дополнительных кретеннй решетки, так как гвоздевое соединение
допускает работу стержней на знакопеременные усилия, возможные
при монтаже Миоочоди.х.о хоть о в мслзх крстепня тросов
предусмтреть подктадкн Стропы рекомепдускя'крепить в узлах
фермы (рис 138).
сегментной фермы длиной 2 30 л
- Ь4 m и от 11<1гр\зки с
т прогона с крышей P, = \i
%г
П р н м с г
(:а 2(4X5
В трстя.
1 Панель
Л 6) <«-¦.
им 0 <22
i.d or IIOcl
Постоянная Hai-pysKc
и от снега Pj = Н" ''^
число всех гвоздей (рис
вегхпого ПС
В cei-д' 1С
с. PajHvc
Проверить
139)
4 5 = 20 > -^ 230 = 15.33 см, Fe= 2-4.5 6 - 240 см^
Опре (сляем моменты инерции и моменты сопротивления брусков
верхнего пояса, прсдпола1ая их пе скреп
лсннымн между соиой; в таком случае
б 5'
Jg^Z —,-5 ¦500сл«;
We^b — (,^=--200 с.Л
для прокладки
J --^^2i.
Jnp - ,2 ¦
6 •-''>:
Гийкость
5324 с
0 9 .>30
л/ ьап "озп
стрела подъема криволинейной палелн в серелнис пг
Расчетное сжимающее усилие в поясе, с умето
1РУЗКИ но табл 9 ранио
Л" ^6 1 1,1 + 5,5 1,4-- 11,74 п
То же для прогонов криши
/¦>'- 180 1,1 + 110 1,4 -^ЗЧ! лг
коэффициента
перерасчетный нзгнбаюишП МО
равной 230 cos 20°. 216 см н
(направлспного по .чсрдс) piu
Поверка сечения основных ветвей пояса на сжатие с изгибе
муле (99). мри зиачеипп коэффициентов условия работы т,= 1
14 740 0?5 31576
240 + 0,71 1,0 :
г = 117 < 130
Для прокладки по формуле (100) имеем
0,6 31 576 = 18 946 < 0.71 -1,0 130 481 -
Лля скреплеиия прокладки с дву.\|я i
^ — принимаем гвозди d « =0,55 см i
второй ветке
яг, •= 17,5 - (2 6 + П,2 2 + 1,5 0.55) - 4,27 > 1 0,55
пая несущая способность гвозля определяется по
/а-80.6 0.55-264 («;
Тс = 50-6 0,55 - 0,55 - 165 кг
Г«-250 0553+62- 111 кг,
Гвозди в вертикальном направлении
в 20 см в один ряд с верхней и 1Н1жней стороны каждой ветви пакета
брусков
§ Se ДЕРЕВЯННЫЕ ФЕРМЫ НА КОЛЬЦЕВЫХ ШПОНКАХ
Благодаря то.му, что кольцевая ш1понка .может передавать
растягивающие н сжимающие усилия, в конструкциях на такн.ч
шпонках обеснечииается возможность одинаковою присоединения
к лоясам как растянутых, так и сжатых элементов решетки При
этом для консфуктивнон гразра^ботки пригодна схема ферм с
любой решеткой (раскосной, треугольной и др )
Универсальность конччруктивных решений обеспечивается
расчленением верхнего и нижнею поясов фермы иадва, три и
четыре элемента с целью создания наибольших ¦возможиостей для
прикрепления элементов решетки
Многослонность конструкции обязывает конструктора нри-
лять меры к обсспсчснню равномерного распредслошя усилий
между отдельпы'мн ветвями (что особенно важно для растянутых
стержней) н по обеспечению надежного соединения отдельны.х
ветвей (что особенно важно для сжатых стержней)
В этих фермах сечение растянугых элементов решетки
определяется чистом кольцевых шпоиок, необходимых для передачи
Рис 140 Схема решений
узловых сопряжений ферм в
поперечном разрезе
растягивающих или сжимающих усилий Сжатые элементы
решетки располагаются либо в плоскости поясных ветвей
(рис 140, а, в) с упором их в ветви поясов, либо в промежутке
между элементами пояса или растянутыми элементами решетки
с соединением в этом случае при помощи кольцевых шпоиок
(рис 140, б) Упор сжатых элементов решетки в кромки поясов
(рис 140, а, в) дает наиболее простые решения в тех случаях,
когда такими сжатым'И элементами
будут стойки Поэтому из всех схем „i g,
ферм наиболее удобными для
применения указанного конструктивного
приема будут фермы с раскосной
решеткой, в которьгх стойки будут
сжаты, а раскосы растянуты
(рис 141, а)
Стыки в нижнем поясе
осуществляются с помощью иаклалок и
прокладок, соединенных с
основными ветвями кольцевыми шпонками
Стыки верхнего пояса выполняются
простым упором с накладками и
прокладками, с установкой с
каждой стороны стыка не менее двух
болтов
На рис. 141 приведены примеры коисфуктнвиого'решения
некоторых узлов в фермах из досок на кольцевых шпонках
Рис. 141, а дает решение 'промежуточного узла фермы с упором
сжатой стойки в ветви пояса и присоединением растянутого
раскоса при помощи кольцевых шпонок Число ветвей в раскосах и
стойках должно быть принято из условия равномердой
передачи их усилий отдельным ветвям тюяса
На рис 141,6 приводится рен1ение центратьного узла
нижнего пояса фермы с сжатыми раскосами, растянутой стойкой и
стыком нижнего пояса Приняв число ветвей в элементах решетки
такое же, как в поясе, и расположив их между торцами
стыкуемых ветвей, лолучим 'наиболее простое решение
На рис 141,5 дано аналогичное решоние для tojo случая,
когда в раскосах могут бытырастягивающие усилия, на рис 141, в
показано примыкание сжатого подкоса к поясу и через
прокладку—к растянутой стойке; на рис 141, г приведено решение
переломного узла всрх'него пояса в полигональной .ферме путем
врубки опорной диаюнали в верхний пояс и присоединения рас-
тяшутой стойки кольцевыми шпонками
Основные недостатки ферм на кольцевых шпонках
заключаются в трудности отбора высококачественною сухого
пиломатериала для растянутьгх элементов, а также в необходимости
обеспечения точного высверливания гнезд для шпонок при
изготовлении фер.м на строительной площадке Тробоваиие точного соб-
ЛЮденйЯ всех технологических условий при изготовлении таких
ферм ограничивает возможности их широкого применения
Выявюиные в практике сфоитетьства и эксплуатации
недостатки ферм из досок на котьцевых шпоиках не nosBOvinraT реко-
мендова1Ь их для применения
Применение ф'-рм на кольцевых ипоикях эа рубежом, i
равным образом в США о'1ъягчяР1ся ipm чю эги фермы с про lera-
ми до 18 м тг010В1ЯЮчя uii чакодях up!) бо ibHinx проюгах они
вып\ска101ся отле 1ьны\ы юювычя б i жпми ч liiiioil до 10 м
каждый Бкжи собираюня по';ккр<"и пч ипо на t ipomeibiiciii
площадке Бтаюдаря этому на м^-.ге wibhobkh ферм производятся
только монтажные ра6о1ы выпотняемые в ботьшинп не случаев
при помоши кранов, без иене 1ьзования лесов и подмостей
Транспортировка готовых конструкций производится в
большинстве случаев автотранспортом, в зависимости от местных
190
условий, на расстоянии до 500 км, причем доставка их ведется Не-
посредственно к месту монтажа с установкой на опоры
автомобильным краном
Существенной особенностью американской практики
применения указанных ферм является совместное проектирование и
изготовление ферм на одном прсдприя1ии Это дает возможность
вводить изменения в конструкции в процессе их изготовления.
-<^
ivwm
и
в зависимости от поступления материалов Кроме того, благодаря
получению с лесо.ппьных запилов выч'окола leciвенных
высушенных пиломатериа 10В крупных lcchhh и нпимсненню кольцевых
шпонок малых Л)1аме11)1)в. имс.;^1ся возможность так'с шпонки
ставить по высоте в два ряда и, тем самым, в значигетьной
степени повысить нсс\щ}ю cnoL-обиость элементов }310вых
соединений (рис. 142).
Все пиломатериалы, nocTvnaiOHine с лесопильных заводов и
предназначенные для шгои)в 1ения деревянных коногр^кний,
делятся на 1ри катеюрми, в зависимос1и oi вида конструюивного
элемента. Эти материалы имеют 1арантийн>ю прочность (с
указанием механических харак1еристик — для сжатия, растяжения и
изгиба).
АРОЧНЫЕ И РАМНЫЕ СКВОЗНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ
КОНСТРУКЦИИ. РЕШЕТЧАТЫЕ СТОЙКИ
И КОМБИНИРОВАННЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Трехшарнириыс арки из сегментных ферм могут быть поло-
1ие, с передачей распора 'иа стальные затяжки и стрельчатые, с
передачей распора на фундаменты' (рис 143, а, б) В арках,
благодаря небольшим усилиям в элементах решетки, все сопряжения
выполняются на гвоздях
Для обеспечения устойчивости нижнего пояса ферм для
каждой пары трехшарнирных арок рекомендуется ставить через
панель (в плоскости стоек решетки) поперечные связи, подобно
тому, как это делается в обычных фермах (рис. 144)
Сечение верхнего сжатого и сжато-изогнутого нижнего поясов
сегментных полуарок при больших пролетах для придания
поясам большей устойчивости нз плоскости арки рекомендуется
принимать из трех ветвей, как для сегментных -ферм (см рис 134)
Между ветвями поясов ставятся сплошные прокладки с обрывом
их возле узлов для пропуска между ветвями элементов решетки
Сечеиия всех эле- t*«-^«-^
1-—MoSm—4
Рис 144 Схема
ментов решетки,
независимо от знака и
величины расчетного
усилия, принимаются
одинаковыми
На рис 145
показаны три этапа
монтажа трехшарнирной
арки из сегментных ферм
со стальной затяжкой:
подъем полуарки (а),
продолжение подъема
(б) и установка
полуарок на опоры я
передвижную временную
башню / со сборочной
площадкой для
устройства шаривра
На рис 145,6
видны растяжки (5),
которые удерживают
полуарки в требуемом
положении и обеспечивают
устойчивость мачты или
копра при подъеме
§ 68 РАМНЫЕ
ДЕРЕВЯННЫЕ
КОНСТРУКЦИИ
Рамные сквозные
деревянные конструкции
могут быть двухшар-
иириыми или трехшар-
нирными Преимуще-
стео следует отдать
трехшарнириым
системам. "
Рамы могут иметь ,_,
пролет, как правило, ие ¦«'
свыше 24 м. Примером """"кн,'
рамной конструкции из
досок на гладких кольцевых шпонках может служить
конструкция, приведенная на рис 146, которая 26 лет эксплуатируется на
одном из заводов Ленинграда' Опорный узел выполнен упором
' Спроектирована автором
с овшивкой кромок даух нойсов полосовой сталью, закрепленной
шурупами и анкерами.
iK рамным конструкциям относятся также и системы,
состоящие из сплошных или решетчатых стоек, защемленных в
фундаментах и шариирио связанных с фермами (рис 147, 148, 149)
По характеру действия горизонтальашх нагрузок такие рамы
являются статически неопределимыми
Распределение сил взаимодействия между стойками рамы при
ветровой нагрузке показано иа рис. 149,6.
146 Схема конструкции сквозной двухшариир-
с двумя консолями рампой конструкции н решение
— " "а гладких кольцевых
На рис. 147 приведена конструкция стойки рамы, состоящая
из |брусьев на колодках Защемление стойки в фундаменте
обеспечивается при помощи аикеров из круглой стали и деревяиных
иакладок, прикрепленных к брусьям болтами В верхней части
стойка связана с фермой при помощи насадки Связь с соседними
стойками обеспечивается обвязками
На рис 148 представлена конструкция ступенчатой стойки,
верхияя ее часть сплошная, а нижняя—решетчатая Такая
конструкция применима в зданиях высотой более 6 м при наличии
нагрузок иа стойку от мостовых кранов, перекрытий и пр.
f 69 КОМБИНИРОВАННЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
В конструкциях с большими пролетами (в мостах, ангарах,
стадионах и пр) допускается применение комбинированных
Рнс 147 Схема конструкции составной
стойки из двух или четырех обзольных
брусьев
Рис 148 Схема конструкции решетчатой
наружной стойки из обзольных брусьев при
наличии мостового крана
Рис 149 Схемы решений двухшарнкрных однопролетиых
II двухпролстпых рамных конструкций с составными и
решетчатыми стойками Схема действия иа решетчатую
стойку внешних яагруэох
^'Ф' ' ^
деревяйных конструкций, состоящих из гибкой арки и балки
жесткости (рис. 150).
В комбинированных конструкциях тибкая арка воспринимает
нормальные усилия, а изгибающие моменты и поперечные силы
передаются балке жесткости. При отсутствии шарнирного стыка
в балке жесткости указанная система является статически
неопределимой. В этом случае при расчете принимаются во внимание не
только деформации элементов, но и соединений.
Гибкая арка может быть выполнена из досок на гвоздях или
лучше на клею. В 'последнем случае арку можно собирать из
отдельных блоков. Балка жесткости может быть запроектирована
в виде сплошной системы из досок на твоздях, на клею или в виде
фермы. Как правило, комбинированные системы тяжелее жест-
ккх арок. Сборка и установка таких систем отличается большой
трудоемкостью. По указанным причинам применение
комбинированных систем во многих случаях экономически нецелесообразно.
Раздел седьмой
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ
КОНСТРУКЦИИ
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ
ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
§ 60 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Все инженерные конструкции являются пространственными,
однако многие из них для упрощения расчета расчленяются иа
отдельные плоские системы, работающие независимо одна от
другой Так, например, при расчете стропильных ферм,
связанных между собой конструкцией крыши и специалыными связями,
каждая ферма рассматривается, как самостоятельная плоская
система При этом пренебрегается не только возможностью
перераспределения .временной нагрузки между отдельными фермами,
но и участием в работе каждой фермы ограждающей
конструкции
К собственно пространственным системам относятся
инженерные конструкции, у которых рабочие элементы не находятся в
одной плоскости При расчете таких систем, как правило,
принимается во внимание работа несущих элементов в различ'иых
плоскостях
В .пространствсиных системах деревя'мных покрытий, к
которым относятся различные своды и купола, во многих случаях
учитывается также работа }1астилов и 'прогонов, которые при
расчете плоских систем рассматриваются как вспомогательные
конструкции
Сов1мещеиие ограждающих и несущих функций свойственно
сводам и куполам со сплошными рабочими настилами
Помещения, перекрываемые пространственными
конструкциями, могут иметь пламы прямоугольного, квадратного,
многоугольного или кругового очертания
По форме поверхности простраиствеиные системы
можно подразделить иа цилиндрические, складчатые,
конические и сферические При пересечении цилиидри-
198
ческих поверхиостей могут быть также •получены крестовые
нсомкнутые оболочки
По способу опираиня различают оболочки, опертые
преимущественно на продольные стены (распорные
цилиндрические своды), -безраспорные цилиндрические оболочки и складки,
/^ /ff^
опертые на торцовые стены:; крестовые своды, опертые в углах
здания, сомкнутые своды, опертые на стены, и купола с опира-
нием преимущественно по контуру.
По степени жесткости пространственяые системы
подразделяются на тонкостенные и .ребристые
В зависимости от способа соединения элементов и их
взаимною расположения различают сплошные и сетчатые
простралствеииые конструкции.
Не все деревянные конструкции, называемые
пространственными, полностью удовлетворяют указанным выше
требованиям
Есть такие конструкции покрытий, элемеитьи которых
находятся не в одной плоскости, но в то же время они легко
расчленяются на отдельные плоские системы, способные благодаря своей
жесткости принять на себя всю внешнюю нагрузку Такие
конструкции являются по форме пространственными, а по условиям
своей работы плоскими К ним относятся конструкции,
изображенные на рис 151, образованные из трехшарннрных арок,
пересекающихся в замковом шарнире и опертых на стены или
фундаменты
В зависимости от видов плана и арок могут быть получены
покрытия различной формы
в этих конструкциях пастилы и прогоны выполняют ту же
роль, что и в покрытиях по плоским несущим
конструкциям
к пространственным «онструкциям, которые при расчете
можно условно расчленить на плоские системы (арки), относятся
распорные своды (сетчатые и сплошные) (рис 152)
Расчет куполов и безраспорньих цилиндрических оболочек и
складок производится с учетом пространственной работы их
элементов При сравнительной оценке различных видов
пространственных деревянных конструкций необходимо иметь в виду, что
своды и купола со сплошными рабочими обшивками по затрате
древесины являются наиболее экономичными, >но большая
трудоемкость их изготовления, возможность быстрого разрушения от
загнивания не позволяют рекомендовать эти конструкции для
широкого применения в капитальном строительстве
Сетчатые своды и купола не являются совмещенными
конструкциями, и поэтому онн более устойчивы в отиошенни
загнивания. Большим достоинством этих сводов является
стандартность их элементов, возможность предварительной заготовки
этих элементов на заводе, а также сборность и разборность
конструкции По сравнению с другими пространственными системами
сетчатые конструкции являются наиболее эффективными
Многие пространственные системы деревянных покрытий
позволяют эффективио использовать внутреннее пространство
перекрываемых помещений, что позволяет применить их в
выставочных павильонах, летних театрах, спортивных сооружениях и
в других здаин}» Использование пространственных систем
наиболее целесообразно в покрытиях помещений, имеющих в плане
форму круга, квадрата или правильного многоугольника
Во всех случаях применения простра1Нствеиных систем
предпочтение следует отдавать индустриальным конструкциям
ДЕРЕВЯННЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СВОДЫ И КУПОЛА
§ 61 КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
Кружальио-сетчатый свод представляет собой конструкцию,
составленную из коротких стандартных косяков, расположенных
по двум взаимно пересекающимся винтовым линиям (рис. 152, а,
б). Узловые сопряжения в сетке свода образуются при помощи
врубок (рис 153, в) или стальных креплений (болтов, а иногда
и скоб) (рис 154, 155).
Ввиду большой гибкости таких сводов высота косяка в
середине должна быть принята не менее '/юо пролета свода (т. с
Л^> J-QQ /) Применяя для изготовления косяков доски высотой
до 22 см, можно получить своды с пролетом до 22 м. Косяки,
склеенные по высоте, позволяют увеличить пролет данных сводов
Благодаря стандартности, небольшим размерам и
транспортабельности таких косяков, создается возможность быстро
произвести сборку и разборку всей конструкции. Поэтому такие своды
полностью удовлетворяют и требованиям, которые
предъявляются к современным индустриальным конструкциям. Лучшим
решением из двух указанных вариантов конструкции по способу
узловых сопряжений следует считать сетчатые своды на врубках
системы С П. Песельника, отличающихся простотой
изготовления и монтажа.
Кружально-сетчатые своды — на врубках и на (болтах или
скобах — могут иметь круговое очертание со стрелой подъема не
менее '/т пролета и стрельчатое очертание со стрелой подъема не
201
Рис 153 Разбивка в плане сетки для
кружально-сетчатых сводов:
а—прямоугольная, б—ромбическая в—схе
Песельника г—расчет
менее '/з пролета Для стрельчатого свода подъем дуги полусвода
относительно ее хорды должен составлять не менее Vis величины
хорды (рнс 152, о)
Рис 154 Конструкция узловых сопряжений кру-
Опорные узлы свода выполияюкя врезкой косяков в
настенные брусья Свод может опираться как на продольные брусья,
уложенные па стены, так и на
отдельные опоры
Для восприятия распора свода
ставятся стальные затяжки на
расстоянии от 1,5 до 3 л (рис 152,6) в
зависимости от шага (с) опорных
коснков Для устранения
провисания затяжки ставятся подвески,
прикрепленные к своду
В торцах здания примыкание
косяков к аркам кружальной системы
осуществляется жестким фронтоном,
состоящим из двух-трсх слоев
косяков При наличии связи свода с
жесткими фронтонами учитывается
их влияние на работу свода В
данном случае за счет опирания свода
иа фронтоны происходит
уменьшение изгибающих моментов в
пролете свода Это уменьшение
учитывается путем деления расчетного
изгибающего момента на
коэффициент кф, величина которого
зависит от отношения расстояния между фронтонами В к длине
дуги свода S Коэффициент *^, определяется по табл 16
Настилы «рыши укладываются непосредственно по косякам
На рис 156, а показа-на конструкции неотепленной крыши с
покрытием из кровельной стали, а на рис 156, б —утепленная, с
рулонным покрытием
Таблица 16
Определение коэффициента жесткости 1гф
BjS
кф
1
2
1,5 2,0 2,5
.1.4 1.1 1,0
Рнс 156 Конструкции хо
лодной и утепленной кры
ши для кружально<етчатых
сводов
А Кружально-сетчатый свод
с узлами на врубках
системы С. И. Песельника
Сетка свода может быть
прямоугольная и ромбическая с углом
между косяками —45° (рнс 153, а,
б). В ромбической сетке углы
примыкания двух косяков к сквозному косяку —острые. В целях
упрощения изготовления косяков рекомендуеах;я принимать углы
в 45°. Угол а между косяками и осью дуги свода в этом случае
будет равен Ы°Ш
Для получения сетки образующая свода делится на равные
отрезки (с), называемые шагом сетки (см рис. 152,6, 153,а, б),
величина которого принимается в пределах от 0,7 до 1,5 л, а
наружная дуга свода делится на равные части Д5 Диагонали
квадратов или прямоугольников определяют положения центров
узлов В результате такого построения сетки косяки образуют на
поверхности свода винтовые линии Более простая конструкция
свода получается, как видно из рнс 153, лри прямоугольной сетке,
в которой концы косиков и шипы имеют простую и удобную для
изготовления форму
Высота шипов и гнезда в косяках принимается равной 'Л
высоты косяка При этом длина шипа должна быть не менее
толщины косяка Гнезда располагаются в середине длины и высоты
косяка Размеры и форма шипов и гнезд должны быть подобраны
с таким расчетом, чтобы было обеспечено плотное соприкасание
всех рабочих плоскостей между собой и с гнездам
Длима косяка (/») принимается в пределах от 1,8 до 2,2 м
в зависимости от раскроя досок, с учетом получения наименьших
обрезков, но 'не менее Ю-кратной высоты косяка в середине его
длины Указанные пределы длины косяков соответствуют
предельным размерам сечений досок по сортаменту (от 2,5X18 до
6X22 см).
204
Толщина косяка (bj в своде назначается в пределах от 2,5
до 6 см. Отношение высоты косяка к его толщине должно быть
ие более 4,5, т е Ь^> ^ К
Приближенный расчет свода производится для полосы
шириной, равной расстоянию между узлами по длине свода (см.
рнс. 153,г), которая рассчитывается как двух- или трехшарннр-
ная арка, в зависимости от ее очертания (кругового или
стрельчатого). Определив максимальный иэгнбающнй момент М н
соответствующую ему нормальную силу N от постоянной и
односторонней временной нагрузки, приступают к расчету основного
косяка с учетом угла а между косяком и осью дуги свода.
Расчетное значение изгибающего момента косяка AJ^ и
нормальной силы Л/„по методу, принятому НнТУ-122-55 (см
рис 149,2), определяется из следующих выражений:
^*=та?^. 002)
Л^* = ^1Е^. (103)
где а — угол между направлеинем косяка и образующей свода,
коэффициенте определяется по формуле (104)
в которой расчетная гибкость свода по НиТУ-122-55 будет *•
>¦_ 4.5/о
|дс/о —расчетная длина дуги свода определяется по данным
§ 44 для расчета арок кружальной системы;
коэффициент ft^—коэффициент, учитывающий
разгружающее влияние фронтонов (см табл 16).
Расчет косяка ведется по формуле (34) внецентренного
сжатия (см разд III, главу III, § 17). Формула после подстановки
значений для М^, и Л^* приме! следующий вид:
2f яг sin <
- + -г,Jг^w;;;l^^<'i^• Oos)
При доске высотой 22 см наименьшая толщина по сортаменту уста-
вается 6 см Поэтому, как исключение, для указанной высоты косяка
22 см толщина его принимается не 5, а 6 см.
^ Учитывая частичное защемление расчетной полосы своаа, т е. арки в
/Л' О 289 А,
Tf—~ —п—~
— 0,2Ак, получим расчетную гибкость свода равной X — '^ " « ' ^ =г
= • " . где 0.9 — эмпирический коэффициент
Толщина косяка (&«) в своде назначается в пределах от 2,5
до 6 см. Отношение высоты косяка к его толщине должно быть
не более 4,5, т е ''к> 4;f- '•
Приближенный расчет свода производится для полосы
шириной, равной расстоянию между узлами по длине свода (см.
рис 153,2), которая рассчитывается как д/вух- или трехшариир-
ная арка, в зависимости от ее очертании (кругового или
стрельчатого). Определив максимальный нагибающий момент М и
соответствующую ему нормальную силу N от постоянной и
односторонней временной нагрузки, приступают к расчету ооновного
косяка с учетом угла а между косяком и осью дуги свода
Расчетное значение изгибающего момента косяка AJ^ и
нормальной силы N^no методу, принятому НнТУ-122-55 (см
рнс 149,2), определяется из следующих выражений:
М,= ,,^1, ; (102)
(103)
где а — угол между направлеиием косяка и образующей свода,
коэффициент ? определяется по формуле (104)
в которой расчетная гибкость свода по НиТУ-122-55 будет *•
1ДС/о —расчетная длина дуги свода определяется по данным
^ 44 для расчета арок кружальной системы;
коэффициент ft^ — коэффициент, учитывающий
разгружающее В1ИЯНИС фронтонов (см табл 16).
Расчет косяка ведется по формуле (34) внецентренного
сжатия (см разд III, главу III, § 17). Формула после подстановки
значений для Лf^, и N^ примет следующий вид
+ -г.^гл^;:7шг<'^^- (ю^)
2/=«rSlna" "Г кфГПаШнт
: высотой 22 см наименьшая толшнна по сортаменту уста-
м Поэтому, как исключение, для указанной высоты косяка
I толщина его прннн.частся ие Ь, а 6 см
Учитывая частичное защемление расчетной полосы свода, т (
велнчниу радиуса ннсрцнн сечения косяка, т е га= у yf
/У»' О 289 А»
2J
— 0,2Ак, получим расчетную гибкость свода равной X-
0,Г/о
. 4,5 /о
е 0.9 — эмпирический коэффициент
в — расстояние между фронтонами, которое принимается не
(более 2,5S (см. табл. 16)
Конструкция кружально-сетчатых сводов на врубках
получила применение в СССР для легких покрытий (выставочных
павильонов, летних театров, клубов и т. п )
Б. Кружально-сетчатый свод с узлами на болтах или скобах
В сводах с узлами на болтах или скобах применяется
ромбическая сетка с шагом (с), который назначается в пределах от 0,7
до 1,0 м, при углах между косяками и осью свода от 30 до 50°
Величина смещения примыкающих косяков к сквозному
косяку при обычном для такого свода у|ле ^ между косяками н
образующей свода определяется по формуле 50=26^ -(-30 мм
Ось болта или скобы должна пройти через центр узла Каждый
сквозной косяк в середине имеет продолговатое отверстие, длина
KOTopoi о вдоль косяка выбирается с таким расчетом, чтобы через
него могли пройти болт или скоба. Диаметр отверстий иа концах
косяка должен превышать диаметр болта или скобы на 4 мм.
При высоте торцовой части косяка свыше 18 ел в узле ставятсн
не один, а два болта
Консгрукция всех узлов кружально-сетчатого свода иа болтах
показана на рис 154 На рис. 154, а приведен узел в .пролете
свода, на рис 154 — торцовый у фронтона, «а рис 154,
в—опорный узел На рис 155 изображен узел сетки со скобой.
Величина угла <!» между косяками и осью свода здесь
назначается Б пределах от 30 до 50° (см рис 153, г)
Сила СМЯ1НЯ в узле торцовой части косяка в направлении
нормали к сквозному косяку определяется по формуле:
^с = ^ШТШ2Г' (110)
а усилие в болте или скобе по формуле
^^=^Ш^ (111)
Разгружающее влияние трения здесь не учитывается
Вес кружально-сетчатые своды изготовляются на
деревообрабатывающих заводах с применением точных шаблонов. Особо
необходимо соблюдать точность при обработке косяков,
обеспечивающих плотные узловые сопряжения Косяки изготовляются
из пиломатериалов второй категории с влажностью не более 25%
§ 62 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СПЛОШНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СВОДАХ
К существующим в настоящее время деревянным сплошным
цилиндрическим сводам относятся распорный дво й ной
гнуты й свод Шухова (рис 157, 158) и безраспорный свод-
Рнс 157 Схема конструкции двойного гнутого свода:
прогона, /—рубероидный кровельный ковер; 2—защитны
J—рабочий разряженный настнл, 4—воздушный п
наружным воздухом, 5—прогон; S— тернонзол —
8—паровзоляшя
Рис 158 Конструкция осушающих продухов в схема
утепления свода:
а) рсбрнешй свод, б) ыногорядовоО свод, в) складка
оболочка (рис 159), являющиеся конструкциями, которые
могут изготовляться на строительной .площадке
Двойной гнутый овод состоит из верхней и нижней обшивки
по прогонам, расположенным параллельно образующей свода
Верхняя обшивка состоит из рабочего настила толщиной 1,9—
3,5 см с просветами между досками для вентилирования
внутренних полостей свода и косой обшивки, которая служит основанием
под рулонное покрытие и для придания жесткости своду Нижняя
обшивка сплошная На нижнюю обшивку по слою толя
укладывается утеплитель Свод передает нагрузку на стены через
опорные брусья Распор свода воспринимается затяжками,
поставленными через 1,5—3 м Ось свода очерчивается по дуге
окружности со стрелой подъема Д равной '/s пролета Пролет свода не
должен быть более 20 м
Конструкция свода отличается большей гибкостью особенно
при односторонних нагрузках Свод является совмещенной
конструкцией и поэтому особое внимание следует обратить на защиту
его от загнивания
Деревянный свод-оболочка представляет собой безраспорное
цилиндрическое .покрытие с квадратным или прямоугольным
планом, опирающееся только на торцовые стены (рис 159, а, б)
Установив несколько сводов-оболочек, можно получить многорядовое
покрытие больших площадей (рис 159,6) Однако идея такого
покрытия без внутремних опор-колонн практически оказалась
мало пригодной Образование снеговых мешков между волнами
свода и загнивание элементов свода в местах возможного
увлажнения приводили к увеличению деформаций и уменьшению
долговечности свода Такие своды благодаря опиранию на торцовые
стены работают, как балки корытного сечения с растянутым
нижним н сжатым верхним поясом
Конструкция ребристого свода-оболочкн (рис 160) состоит из
двух косых (под углом 45°) настилов 2. 3 к одного продольного
настила 4, верхнего и нижнего поясов /—/ В верхнем и нижнем
поясах свода число досок продольного пастила увеличивается,
образуя утолщения, называемые бортами Продольные настилы
воспринимают нормальные усилия, действующие по длине свода,
а косые настилы — сдвигающие усилия, действующие под углом
45° к оси свода Усиленные продольные настилы в верхней и
нижней частях свода воспринимают наибольшие сжимающие и
растягивающие усилия
Рис 160 Конструкция ребристого свода-
оболочки
о) обпшй вид; 6) ребро жесткости с двумя внж-
рхывй лояс ребра,
Кроме ТОГО, на всей длине сводач)болочки располагаются
ребра жесткости 6 в виде сплошных или решетчатых арок серло-
видного очертания с двутавровым или коробчатым поперечным
сечением, с прогонами-распорками 9 и подкосами 10
Расстояние между такими ребрами принимается в пределах от 2 до
6 л. В промежутке между ребрами располагаются
вспомогательные арочки 5, составленные нз двух нлн трех слоев досок Как
сами ребра, так и арочки используются для устройства над ними
стыков досок косых и продольных настилов, а также и дли
монтажа самого овода-оболочки.
Применение сводов-оболочек в настоящее время не может
быть рекомендовано ввиду большой трудоемкости нх
изготовления, а также из-за больших деформаций свода вследствие
ползучести гвоздевых соединений при длительном действии
нагрузок
§ 63 КУПОЛА
в купольном покрытии, основанном на пересекающихся в
шиие купола трехшарнирных арках, расположенные между
арками прогоны не участвуют в общей работе купола как
пространственной системы, а передают лишь нагрузку на арки Для
придания покрытию купола общей жесткости рекомендуется в
струкцию крыши вводить косой дощатый настил
Рис 161 Деревянное купольное покрытие из трехшарнирных арок
для кинотеатра «Колизей» в Ленинграде
а) схем» трехшарккркой аркя. в) хокструкцня арки с надстройкой веитиля-
цкониого фонаря н план замкового шврккра. о) общиЯ вид купола а плакс,
С) заиковыЯ шарнир в плане д) вснтнляцнинмый фонарь о алане
Примеры решений таких куполов приведены на рис 161 и
162 На рис 161, а, (9 показана схема конструкции купола с
арками из сегментных ферм, на рис 161,6—конструкция
примыкания арок к верхнему и нижнему опорным кольцам; на
14» 211
рис. 1б1,в дан обший вид в плане верхнего Кольца, а на
рис 161,3 —вентиляционный фонарь
На рис. 162 видны основные детали конструкции кулола,
образованного нз серповидных арок а—общий вид серповидной
арки купола и схема решетки полуарки, б, в —схема
конструкции верхнего шарнира и примыкание к нему полуарок, г — схема
конструкции опорного шарнира Из последних двух схем видно,
Л| пол>арка, в) di
ЧТО крайние панели полуарок возле верхнего и опорного шарниров
между ветвями поясов для придания в этих местах
конструкции большей жесткости заполнены двойной дощатой
перекрестной стенкой.
Расчет, изготовление н монтаж арок купола ведутся так же,
как и для обычных трехшарнирных арок
Купола-оболочки состоят из кольцевых и перекрестных
дощатых настилов, прибитых к меридиональным аркам из гнутых
досок Такой купол называется тонкостенным
При пролетах купола более 35 м, кроме указанных
меридиональных арочск, вводятся еще и серповидные ребра жесткости.
Такой купол называется ребристым
212
На рис. 163 показан пример конструкции тонкостенного
купола, который состоит нз меридиональных арочск прямоугольного
профиля /, кольцевого настила 2, вершего кольца кружальной
системы 3, косого настила с переменным направлением раскосов
для каждой пары полуарок 4, второго кольцевого настила,
смещенного на половину ширины досок первого кольцевого
настила 5 На том же рисунке а —схема купола, б —план всех
Рис 163 Конструкция
i—верхнее кружалыи
настилов с кровлей и прогонами, в — сечение арочки и
д—сечение верхнего кольца кружальной системы с примыканием к нему
арочек.
На рис 164, а представлена схема конструкции ребристого
купола Опорное кольцо — железобетонное Конструкция
примыкания ребер к верхнему кольцу показана на рис. 164, в, а
сечение арочек и настилов—на рис 164,г Устойчивость нижних
поясов ребер обеспечивается при помощи подкосов (рис. 164,(9)
Расчет таких куполов ведется .по безмомеитной теории,
согласно которой находят меридиональные кольцевые и
сдвигающие усилия Меридиональные усилия воспринимаются
меридиональными арками и ребрами, кольцевые усилия — кольцевыми
настилами, а сдвигающие усилия — косыми пастила.мн
Кроме упомянутых конструкций куполов, имеются и другие,
как, например, купол, состоящий из брусчатых косяков одного
типа, который собирается без лесов. Каждый кольцевой слой
косяков скрепляется гвоздями г нижележащим кольцевым слоем
_Д]/ .41/.
^^
Рис 165. Схема конструкции
(купольного покрытия из брусчатых
косяков), предложенная автором
в 1932 г
Каждый косяк в этой конструкции должен быть хорошо
приторцован и иметь прав1у1ьную однотипную форму На рис 165
показана схема такого купола'.
Рис 166 Схема кружально-сетчатых купольных
покрытий
а, б) купола, в, г) соикаутого свода
По типу описанной выше конструкции кружально-сетчатых
сводов могут быть образованы сетчатые купола, тип косяков
которых меняется с лерехо-
дам от одной зоны к другой
(рис 166,а,б). Узловые
сопряжения в сетчатых
куполах решаются на врубках
или «а болтах
При 'Пересечении
нескольких цилиндрических сводов
образуются покрытая в виде
сомкнутых или крестовых
сводов (рис 166, в, г; 167).
Сопряжение цилнидриче-
" *" ских сводов в местах их
пересечений осуществляется с помощью ребер (гуртов)
кружальной системы Благодаря тому, что сомкнутые и крестовые своды
составлены из отрезков цилиндрической поверхности,
стандартные размеры всех косяков сохраняются. Такие своды относятся
к сборно-разборным конструкциям.
Рнс 167 Схема конструкций кресто-
Раздел восьмой
ДЕРЕВЯННЫЕ КАРКАСНЫЕ ЗДАНИЯ
СООРУЖЕНИЯ, ВОЗВОДИМЫЕ В ДЕРЕВЕ
§ 64. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Некоторые жилые, общественные, промышленные и сельские
здания строятся с деревянными каркасными стенами '
Деревянные каркасные здания состоят из крыши, поперечных рам н
связей, обеспечивающих пространственную жесткость и
неизменяемость сооружения.
Стены каркасных зданий включают основные стойки, на
которые опираются несущие конструкции покрытия, и вспо.могатель-
ные элементы, предназначенные для устройства обшивок и
утепления или для установки щитов Поперечные рамы каркасного
здания могут состоять из стоек, закрепленных с помощью
анкеров в каменных или бетонных фундаментах и шариирно
соединенных с жестким ригелем в виде балки или фермы (рис 168, а).
В расчетах таких рамных систем жесткость EJ ригеля
принимается равной бесконечности
Поперечная жесткость здания может быть достигнута 'Путем
создания жестких узлов в местах соединения ригеля со стойками
и с помощью введения подкосов при шарнирном соединении стоек
рамы с фундаментом (рис 168,6)
Для обеспечения поперечной жесткости каркасного
здания могут быть использованы также рамные и арочные
конструкции.
На рис 168, в показана схема трехшарнирной поперечной
рамы
Необходимо отметить, что согласно Указаниям по
проектированию деревянных конструкций временных зданий и сооружений
(У-108-55), все такие здания должны проектироваться сборно-
разборными с применением щитов и блоков В высоких стеиах,
главным образом временных производственных зданий, для по-
вышения прочности и устойчивости, стойки рам применяются
составного сечення из двух или четырех брусьев с сопряжением на
колодках и болтах, а в некоторых случаях — из досок на клею
Большое значение приобретает здесь вопрос о создании таких
трамспортабельных сборных каркасов из плоских крупных
блоков (холодных или утепленных), неизменяемость и устойчивость
которых должны быть обеспечены самой их конструкцией. В этом
Рнс 168 Схемы поперечных рам каркасного здания
случае должно быть уделено осо1бое внимание конструкции
сопряжений указанных блоков в швах между обвязками, которые
осуществляются специальной конструкцией нащельников (см
^ 8, раздел II, глава II).
Каркасное здание в делом представляет собой
пространственную конструкцию, состоящую из связанных между собой плоских
систем.
Для придания такому зданию неизменяемости и устойчивости
в продольном направлении в крайних панелях продольных и
торцовых стен между стойками ставятся крестовые или другого
вида связи из досок, брусьев или стальных тяжей (рнс 169).
Для зданий большой протяженности такие связи повторяются
через 20—25 л Для той же цели ставятся связи н в плоскости
крыши
Наличие в конструкции крыши косого и рабочего настилов,
прочно прибитых к прогонам, прикрепленным к верхним поясам
ферм или арок, обеспечивает неизменяемость и пространственную
жесткость конструкции покрытия В крышах при отсутствии
защитного косого настила необходимо ставить связи, пришивая их
снизу к прогонам Одной обрешетки с прогонами в этом случае
недостаточно
Концы прогонов должны быпгь прочно связаны с торцовыми
стенами Стыки прогонов по длине покрытия должны быть
надежно скреплены накладками на болтах или гвоздях
Схемы конструкции деревянных торцовых стен в каркасном
здании могут быть выполнены в двух вариантах В первом случае
торцовая стена образуется вертикалвиыми стойками,
опирающимися внизу на фундаменты, а вверху—на торцовые фермы. Во
втором случае торцовая стена поддерживается горизонтальными
217
прогонами илл фермами, опертыми на крайние стойки торцовой
стены (рис 169, г, д) Выбор варианта конструкции зависит от
высоты и длины торцовой стены Заполнение торцовых стен не
отличается от заполнения продольных стен
Для обеспечения устойчивости внутреннего пояса решетчатых
стоек торцовых и продольных стен при- высоких торцовых стенах
ставятся горизонтальные подкосы между внутренним
поясом стойки и обвязкой
(рис 169,(3) или
горизонтальные в той же
плоскости связи в виде ферм
Ветровая нагрузка от
торцовой степы
передается на крышу,
фундаменты и продольные стены
Поставленные п крайних
панелях крыши и
продольных стен связи
позволяют пе1редать
ветровую нагрузку от
торцовой стены на фундамент
продольных стен
Для арок и рам,
торьчх внутренний .пояс
работает на сжатие,
необходимо ставить попереч
иые связи, при этом i
которых случаях, как
сказано было выше, возмож-
Рнс 169 Схема несущих конструктивных
элементов деревянного здания каркасной
системы
J ферму ка CTOfli
IX фундаменты Рг
ферм
но ставить арки и рам1
попарно (рис 144). Попе
речные связи в фермах,
арках и рамах не следует
ставить на всем
протяжении здания, так как
выход из строя связей одно-
Привести к деформации всех остальных кон-
" повреждением
го пролета
струкций с -последующим
При устройстве световых фонарей особое внимание
необходимо уделить вопросу устойчивости сжатых элементов ферм, арок
и рам в пределах фонаря, где отсутствует крыша
Связи жесткости, расположенные в плоскости крыши,
рассчитываются на 0,02 усилия, действующего в сжатом поясе фермы
илн арки Гибкость каждого элемента связи с учетом состав-
ности, определяемая по формуле (60)-
должна быть не более 200
218
'L
Рис 170 Расположение
прогона каркасной стены при с(
X стойках из брусьев
Усилия, действующие на поперечные связи, и гибкость
элементов этих связей определяются па ооноваини тех же указаний
Реакции от ветровой нагрузки в шарнирных узлах поперечных
рам каркасных зданий определяются в зависимости от вида
рамы, числа стоек, способа их со-
едипеиия с ригелем и
фундаментом, а также от жесткости самих
стоек Деформациями ригеля при
этом пренебрегают Неизвестные
величины наход?ггся из условия
равенства смещений всех верхних
шарнирных узлов рамы (см рис
149,6)
Распределение усилий от
ветровой нагрузюи в раме с двумя
стойками .показано па рис 149,6
Стены каркасного здания
гут примыкать к наружной
стороне стойки ИЛН проходить по „^ „,,„ закрспленим мрошна .;„.,,,^~
оси ее На рис 170 показаны об- Л) шж зпнрсплстш прогонл н п^омс-
вязка стены каркаса, конструкция f^" /i'SnK"°""'Lro°pHMMTijibHH°e
составной стойки из четырех бруски для опиршшя nporoHoD^^<-cn
брусьев, прокладки между бруСЬ- спшт.. стояка .11 4 русьеи
ями и наружная обшивка степ
§ 65 СХЕМА КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИИ ВРЕМЕННЫХ
ДЕРЕВЯННЫХ ЗДАНИИ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Деревянные здания временного назначения, как, напрИимер,
выставочные павильоны, летние театры, гаражи, склады сыпучих
масс, мастерские, сельские nociройки н т п могут иметь
деревянные каркасные стены
А Выставочные павильоны, цнрки, панорамы и другие здания
с центральным залом и пристройками
Основная схема здания для выставочного павильона
предусматривает центральный зат с примыкающими к нему
'Пристройками для малых залов и служебных помещений (рис 171)
Покрытие центрального зала с планом в виде квадрата, М1ногоуголь-
ника или круга может быть ретпено на пересекающихся в центре
зала трехшарнирных арках различного вида или в виде
ребристых куполов Лучшим решением в данном случае может быть
сомкнутый сетчатый свод из косяков системы С И Песельника
или на болтах со сплошными или решетчатыми гуртами
Для боковых пристроек в зависимости от их назначения
конструкция покрытия выполняется по фермам или аркам лк>бой
конструкции Возможно в отдельных случаях и применение
сетчатого свода С И Песельника В пристройках, при небольшой про-
тяженности, можно применить Г-образные рамы, установленные
перпендикулярно к стенам центрального зала (рис 171,(3)
При подвесных потолках криволинениого очертания
конструкция их основывается на
кружалах, о^Зшиты'Х снизу
досками или фанерой.
Покрытия цирков н
других зданий с круглым или
многоугольным планом
могут быггь запроектированы в
I виде пересекающихся трех-
шарннрных арок с опира-
нием их на многоугольное
кольцо (рис 171, е)
Б. Летние театральные
здания и концертные эстрады
временного назначения
План театрального зала
в большинстве случаев
решается в виде
прямоугольника (рис 172) Иногда
залу придают трапецевидное
очертание с веерным
расположением несущих
конструкций Кроме зала, в
театральном здании должны бьпъ и
пристройки для коридоров,
фойе и других помещений.
Стены здания могут
иметь каркасно-обшивную
или каркасно-щитовую
конструкцию В качестве
несущих конструкций могут быть
фермы, арки и рамы (рис
172, а, б, г). При
полукруглом плане (в эстрадах,
музыкальных раковинах) мо-
<•, с, в. г, д) К0.1С-1ПКШ1Я центоального ЖбТ ПрИМеНЯТЬСЯ неСуЩаЯ
аомх пазл"^*'снст"м'' еГмсма^купадь- КОНСТРУКЦИЯ ПОкрыТИЯ, СО-
ного покоит я luiDxa ставленная из кружальных
полуарок, расположсннЫ'Х
падиально, или на
кружальных арок разного пролета, расположенных параллельно
(рис 172,ак), применяемая в Англии Во всех случаях арки
обшиваются внутри в радиальном направлении тонкими досками или
Рис 172 Схема песушнх конструкций летних театральных зданий и к
I цертных залов временного н "•"¦"•"•""°
, б) коистржики на фермах балочной снстс;
1»моутолы1ом п.1ане зала, в. с) хоиструкцнн
уарках с решеткой Гау Журав-
:альвой системы
фанерой Возможно также в некоторых случаях применение и
тонкостеиного полукупола Пример решения покрытия в схеме при
том же плане на полуарках с решеткой Гау-Журавского показано
на рис 172, е
В покрытиях, приведенных на рис 172, а, б, в, г, допускается
использование подвесных потолков, собранных нз готовых щитов
Конструкция покрытия с прямоуюльным или трапецевидным
планом зала может быть основана на двух мощных продольных
фермах и расположенных между ними фермах или составных
балках малого пролета, как показано на рис 172,5 Сценическую
коробку рекомендуется выполнять из несгораемых материалов и
только для малых летних театров, как исключение, можно
сделать ее из дерева. Несущие сгонки каркаса в эюм случае должны
быть составного сечения Крыша сцены поддерживается фермами,
к которым, кроме того, подвешиваю1ся колосники Расположение
ферм может быть параллельно порталу или перпендикулярно
к нему.
В. Спортивные сооружения временного назначения
Крытые стадионы имеют план в виде вытянутого
прямоугольника с примьжающими к нему полукругами (рис 173, а)
Покрытие таких стадионов при небольшом числе зрителей может быть
Рис 173. Схема несущих конструкций крытого стадиона
решено при помощи трсхшариирных арок, расположенных в
поперечном направлении, и нолуарок, поставленных в торцах
раднально Возможно применение сетчатой конструкции —
в средней части в виде цилиндрического свода, а в торцах — в виде
полукуполов или полусомкнутых сводов. Распор от оолукуполов
в вершине их должен быть воспринят системой связей,
расположенных в цилиндрической части покрытия, а вертикальная
нагрузка от элементов полукупола должна быть воспринята
парными арками, расположенными в месте сопряжения полукупола
с цилиндрической частью покрытия Покрытие должно опираться
иа стальное или железобетонное опорное кольцо, уложенное на
стены или отдельные
колонны. На рис 173,6
показано решение покрытия
сетчатой конструкции,
которая была п1>именена
за рубежом прн пролете
56 ж (США).
Покрытия
гимнастических залов, теннисных
кортов и манежей,
имеющие прямоугольный план,
могут быть основаны на
фермах или арках
различного вида Для той
же цели возможно
применение круговых или
стрельчатых сетчатых
сводов С. П Песельника.
Покрытия трибун
рекомендуется решать прн
помощи решетчатых кои-
сольно-балочных или
рамных систем с консолями
Пример такой
конструкции крытых трибун
показан на рис 174, из которого видно, что под действием
временной нагрузки (снега) в крайней (наружной) стойке
возникает растягивающее усилие, которое может быть настолько
большим при значительном выносе консольной части, что усилие
в той же стойке от нагрузки в пролете не будет его погашать
Поэтому для таких покрытий трибун не рекомендуется
проектировать консолн с большим вылетом Независимо от этого, анке-
ровка обеих стоек здесь обязательна, так как в таких открытых
конструкциях могут возникнуть под воздействием на покрытие
ветра снизу растягивающие усилия в обеих стойках
Г. Здания колхозных рынков
Здание рынка может быть запроектировано в виде
прямоугольного трехпролетного зала с повышеиной средней частью
для получения фонарей с вертикальным остеклеинем В качестве
несущих конструкций покрытия среднего зала могут быть
использованы рамы, арки и фермы Покрытие двух боковых залов при
пролетах не свыше 10 л может быть устроено по односкатным
составным балкам.
На рнс 175, а показан пример покрытия центрального зала
рынка со ступенчатым очертанием крыши для устройства
вертикального остекления
На рис 175, б дано решение покрытия рынка при помощи
ферм.
Д. Здания гаражей, авторемонтных и машинно-тракторных
мастерских
Гаражи и авторемонтные мастерские, как правило,
проектируются одиопролетными. Покрытие их может быть основано на
сборных фермах или арках пролетом от 15 до 20 л в зависимости
от условий размещения автомашин и оборудования При
проектировании таких покрытий необходимо учесть нагрузки от
подвески монорельсов В отдельных случаях, как исключение, может
224
быть допущен световой фонарь, но только с вертикальным
остеклением.
Согласно указаниям противопожарных норм' необходимо
предусмотреть устройство отсеков и противопожарных зон
Стеиы зданий, как лравило, следует делать из несгораемых
материалов Для
временных зданий, как ис- ^„.^•]<]^>у^^
ключение, могут быть ¦ '
допущены деревянные
стены
Машинно-тракторные мастерские
представляют собой в
большинстве случаев одно-
пролетные здания с
пристройкой Основное
помещение имеет
покрытие пролетом от 9
до 12 м по мсталло-де-
ревянным шпренгель-
ным фермам, а
пристройки .пролетом по
ом—с односкатным
покрытием по балкам (по
данным Гипросельхо-
за) (рис 176, а, б, в)
Е. Сельские здания
Сельскохозяйственное строительство имеет свои характерные
особенности, которые состоят в использовании местных
строительных материалов и з применении преимущественно облегченных
конструкций В лесных районах СССР возможно применение для
сельских построек деревянных конструкций в виде составных
балок, подкосных систем, ферм из бревен на лобовых врубках
н других ферм
На рис 177 показаны схемы сельскохозяйственных лостроек
различного назначения (поданным Гипросельхоза ва 1954 г),
с использованием деревянных конструкций (гаражи, коровники,
овчарни, птичники, зернохранилища, силосохранилища н склады).
Стены деревянных сельских построек, как правило, должны
иметь каркасную систему с различными заполнителями из мест-
' Противопожарные нормы строительного проектирования
ных материалов При отсутствии чердачного помещения крыша
делается отепленной, а при налнчнн чердака отепляется чердач
ное перекрытие
¦/Зм —J L——да-пм —^J
Асфальт по беттц
1\ сельскохозяйственных
Ж. Сборно-разборные здания для строительных площадок
В настоящее время па каждом крупном стронтельствс при
нято создавать комбинат производствонных предприятий, для
оргаинзацни которого обычно отводятся сжатые сроки Чтобы
> южиться в эти сроки, необходимо возводить сборно-разборные
здания Конструкция таких зданий состоит из укрупненных
элементов — инвентарных щитов, клееных или цельных блоков
прямолинейного или криволинейного очертания, балок, стоек и ме-
талло-дерсвянных ферм из готовых крупных блоков.
22(>
с 1950 г Главнндустрой и другие строительные организации
приступили к серийному изготовлению сборно-разборных одно-
пролетных зданий типа СР-2 по проектам, разработанным Инду-
стройпроектом (инж Р О. Мелик-Адамян). За основу такич
зданий принята секция рамной конструкции пролетом 8,2 м и
стеновые щиты шириной 1,5 м Такие секции позволяют скомпоноват»
здания с прямоугольным, Г-образным, Т-образным и другими
планами очертания для использования их в качестве клубов,
столовых, мастерских, временных общежитий, лабораторий, контор,
складов и т. п
Из приведенной схемы оборно-разборной рамной конструкции
(рис 178) видно, что все скрепления в узлах осуществлены на
стальных угольниках н болтах Промежутки между рамами
заполнены стеновыми и кровельными щитами, скрепленными с по
мощью нашельников и болтов
Стеновые н кровельные шиты состоят из каркаса, выпо шен
ного нз брусков 60X80 мм, обшитого с наружной стороны
шпунтованными досками, а с внутренне» — фанерой толщиной 6 чм
с заполнением утеплителем из минеральною войлока Дчя
устранения осадки утеплителя при транспортировании п мочиже r
каркас щита введены специальные бруски
Для облегченного типа таких зданий с секцией 4X4 л
стеновые щиты размером 2X4,0 м обшиваются с двух сторон фанерой
толщиной 6 мм.
Кровельные щигы (несущие) для образования шатровых
крыш для тех же зданий облегченного типа имеют тр^1
типоразмера треугольной (2,66X4,36 м), трапецондальной (2,66x3,18л)
и прямоугольной (2,66X2,00 м) формы В качестве утеплителя
и в этих щитах применен минеральный войлок.
Нижнее перекрытие решено в двух вариантах холоднее с
утепленным подпольем и ;еплое с проветриваемым подпольем
В первом сл)чае перекрытие собирается из щитов, сосюящих из
одною каркаса или утепленных щитов каркасной сипемы с об
шивкой их с одной стороны досками чистого пола толщиной
22 мм
Все щигы перекрытия укладываются на подкладки п.) балкаv
(Д1я секций размером 1,5X8,20 м) или без них (для секций
размером 4X4 .и)
Щиты переюродоксостоят из каркаса (из брускои 50Х40л/1)'
II двусторонней обшивки фанерой
Во всех случаях применяется водостойкая илн 01раничвнио
водостойкая фанера в заипсимости от назначения здания
Наибольший вес одного сборного элемента в таких зданиях
не превышает 150 кг, что дает возможность перевозить их на
автомашинах и монтировать без применения сложной
механизации. Монтаж рассмотренных сборпо-разбориых здании ведется в
строгой последовательности — сначала строится основание на
коротких сваях (длиной 1,5 л) с укладкой по ним обвязок, а затем
собираются в горизонтальном положении рамы с последующей
установкой их па место со всеми стеновыми и кровельными
щитами Последние оклеиваются рулонным кровельным материалом
Разборка ведется в обратном порядке
щптоо: г) сборно разборноо
150 мм в—утепляющая ||рох.1адкв (строительные воАлок)
Основные показатели одной секции здания размером в плане
1,5X8.20 м площадь помещения 12 м^, кубатура 39 л', пило-
матерначоп Я Я -к^, расход фанеры 0,12 м^; другой секции разме-
ром 4X4 л площадь помещения 15 л^, кубатура 39 At', расход
пиломатериалов 2,2 м^, расход фанеры 0,5 м?
Рассмотренные конструкции сборно-разборных зданий были
широко применены па строительных объектах Министерства
путей сообщенмя СССР Полностью была доказана возможность
6-кратной сборки, разборки и транспортировки конструкций 'iea
их ремонта
Те же конструкции были широко использованы на строитель
стве Дворца науки и культуры в Варшаве Здесь в короткий срок
потребовалось создать крупнейший комбинат производственных
предприятий
Чтобы успешно решить эту задачу, нужно было, кроме рас-
см<угренных конструкций однопролетных зданий, применить также
сборно-разборные холодные и утепленные конструкции зданий
обшей шириной 18 м Такие здания в зависимости от их
назначения были возведены по проектам инж В П Проневи la,
И В Шуб и М Я Якобсона Здания каркасно-щитовой
конструкции собирались из однопролетных рамных каркасов с
консолями или без них с шарнирным соединением в коньке
(рис 179) Все элементы таких рам — ригели и стойки — из-
гх)Товлялись в виде крупных клееных блоков постоянного или
переменного сечения (в соответствии с эпюрой изгибающих
моментов). Сопряжения ригелей со стойками выполня1ись
аналогично однопролетным рамам при помощи стальных подкосов и
накладок на болтах Сетка колонн лпя таких зданий, как пра
вило, была принята 6x5 м, за исключением гаража, для
которого она была принята 6X7 м с соответствующим усилением
сучений элементов рам Продольная жесткость зданий длиной до
140 м обеспечивалась попарным через пролет соединением стоек
стальными подкосами аналогично креплению узлов рамного кар
каса.
Все стеновые щиты (размером 1 240 мм по ширине и 2 490 и
1 240 мм по длине) в зависимости от высоты здания ставились
в 2 или 3 яруса с установкой между ярусами горизонтальных об-
зязок и двусторонних нащельннков с заделкой зазоров
минеральным войлоком Щиты крыши имели размеры 2000x990 мм
Наибольший вес щитов не превышал 120 кг
На рис 179, в, г показаны конструкции узлов
рассматриваемых оборно-разборных зданий
Все полурамы каркаса из двух стоек и ригеля также
собирались в горизонтальном положении и устанавливались на место
с захватом рам стропами в узлах, причем после установки каждая
рама раскреплялась продольными обвязками и щитами
Рассмотренное выше здание с тремя пролетами площадью до
2500 м на строительстве Дворца науки и культуры в Варшаве
монтировалось за 5 дней Стоимость строительно-монтажных
работ для отапливаемых зданий (без стоимости чистого нола) для
большинства зданий не превышала 7,95 руб/м^
Все конструкции здания, входившие в комбинат
производственных предприятий, изготовлялись на домостроительных
комбинатах Главстройдетали с последующей сборкой на строитель-
аой площадке.
Рис 179 Схема каркасов трсхпролетных сборно-
.'азборных зланий нз прямолинейных клееных
блоков
1) для склада, в) для мастерских, а, г) конструкция
узлов каркаса, /—стойка 2—ригель. 5—прогон; •«—щиты
покрытия; 5—щнты стен; tf—гттьиоЯ подкос 7—стальное
Опыт Проектирования и стронтельства в заводских условиях
всех рассмотренных сборно-разборных зданий доказал
техническую возможность и целесообразность применения такого типа
>дани& на больших строительствах
Раздел девятый
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ СООРУЖЕНИЯ
БАШНИ. СИЛОСЫ И БУНКЕРЫ
§ 66 РЕШЕТЧАТЫЕ И СПЛОШНЫЕ БАШЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Конструкции деревянных башен разделяются на решетчатые,
сетчатые и башии-оболочки. Решетчатые башни состоят из стоек,
установленных вертикально или наклонно н с различной
решеткой (рнс 180^ Сетча-
гые башнн
представляют собой гиперболоид
вращения,
образованный системой
наклонных пересекающихся
прямых стержней,
скрепленных в точках
пересечения болтами и
усиленных
кольцевыми диафрагмами (рнс
180, з). Башнн-оболоч-
кн со сплошными или
каркасно - обшивными
стенками имеют
цилиндрическую или слегка
коническую форму П
зависимости от
назначения различают
башенные опоры,
водонапорные башни,
надшахтные копры, буровые „
вышки, башни-граднр- »
ни, геодезические, на-
')людательные и
другие вышки, башнн-силосы
Решетчатая башни в зависимости от формы плана может со-
отоять из трех, четырех и большего числа стоек
В зависимости от размеров башен и величины нагрузки из
Рнс 180 Конструкции башев
>нструхцая башвн-грузоподъеынш с с
другие башни специального i
башню сечення стоек могут быть из одной или нескольких ветвей
На рнс 181 показаны основные типы сечении сгоел и примыкание
к ним решетки в башнях с прямоугольным н многоугольным пла
ном Из всех решеток в башнях наиболее распространена одно
Раскосы в зависимости
6)
направления нагрузки
могут иметь как растягивающие, так и
сжимающие усилия, что требует прч
менения нагелей в узловых соеднне
ниях. При этом соедннеине раскосов
и затяжек с поясом выполняется без
соблюдения центрирования в узле
Применяется также решетка и с пе
рекрестными деревянными раскоса
ми на врубках, которые могут
воспринимать только сжимающие уси
ЛИЯ При заданном направлении
горизонтальных сил работают раскосы
Грачи а
181 Основные виды сече
поясов н решетчатых ба
генных конструкциях
Рис 182 Схема решетки по гра
иям леревятюй конструкции
решетчатой 6ашН|1
одного направления, а при противоположном направлении сил-
другою Это позволяет рассчитывать такую решетку как одн')
раскосную Замена деревянных перекрестных раскосов стальными
1яжамн также позволяет рассматривать такую решетку как одно-
раскосную, так как в этом случае тяжи-могут воспринимать только
расгягнвающие усилия.
Необходимо отметить еще одну особенность конструкции
2д2
решетчатых башен Вследствие затруднений с конструированием
узлов по всем граням башни на одном уровне приходится сме
щать УЗЛЫ' по вертикали в смежных гранях (рис 182)
Для придания башням требуемой жесткости и устойчивости
необходимо в нескольких поперечных сечениях башни, в зависи
мости от высоты, ставить жесткие диафрагмы Эти диафрагмы
состоят из четырехугольной рамы, повернутой на 45° Элементы
диафрагм связываются болтами
со стойками II поясами башни j.
На рис 183 показаны основные ^jio --'"^Х
части конструкции водонапорной ^ "
башни высотой до днища бака 15 м, с деревяш1Ь1М'И перекрест
иымн раскосами, с баком клепочной системы для воды
емкостью 25 «3
На рис. 184 показана сетчатая башня системы Шухова, ис-
^oльзyeмaя как градирня (сооружения для охлаждения воды в
целях повторного ее использования в промышленных установках)
Соединение стержней башни в местах пересечения выполняется
фн помощи болтов Стыки стержней по длине перекрываются
деревянными накладками на гвоздях Для обеспечения поперечной
жесткости башни и устойчивости отдельных стержней на расстоя
НИИ 5—6 м, ставятся жесткие кольца Для таких сетчатых башеь
может применяться как пиленый, так и круглый лес
'-•d3
Сетчатые башни рекомендуется применять преимушествешн!'
8 строительстве граднрсн Расчет решетчатых башен ведется сно
ообом разложения их на плоские фермы с последующим построе-
чием для этих ферм диаграмм усилий
Башни-оболочки (рис 185) состоят из дощатых или
брусчатых стоек, установленных вертикально или с некоторым
наклоном, колец, выполненных из гнутых досок или кружал, двух
рабочих косых .настилов под углом 45° из тонких досок Скрепление
всех элементов между собой обеспечивается гвоздями Для
увеличения общей жесткости всей конструкции в башнях-оболочках,
за исключением градирен, ставятся в нескольких местах жесткие
диафрагмы
Конструкция водонапорной башни-оболочки (рис 186)
состоит из вертикальных ребер составного сечения 250x310 мм и
двух косых настилов из досок толщиной 2,5 мм По высоте башни
через 5,4 м ставятся диафрагмы жесткости, конструкция которых
показана на плане башни (рис 186, а) Все ребра заанкерованы
в фундаментах Бак для воды здесь деревянный, собранный из
клепок (см § 67).
§ 67 ДЕРЕВЯННЫЕ СИЛОСЫ И БУНКЕРЫ
К башням относятся также и деревянные силосы со стенками
из клепок или из досок, уложенных плашмя На рис 187 показана
конструкция снлосов клепочной системы. Такие конструкции
снлосов могут применяться в сельскохозяйственном строительстве
23«
0,
14
I
^ш^Ш
^^Щ
8^И
fflffl
о) ковструкцвя в впде усечслного
нуса, б) конструкция в i
/—наружвые ребра; 2—варужные хо
ы; J—ниутреннпе ребра. 4—вкутрен-
хонуты; 5—рабочие косой ваствя/i?/»
юсов юлщвноА 25 ju> ff—второй T"J
косое ваствл вз досок толщввой 26 «* -' »
На рнс 188,0 показана конструкция деревянной башни на
400 m силоса с клепками из досок 45x120 мм (д) Эта
конструкция с пирамидальной крышей (б, в, г) проста в работе и надежна
8 эксплуатации
Для тех же целей строятся силосные башни обшивной кон
струкцнн (рис 189), которые состоят из
дощатых стоек, установленнБгх на нижней
обвязке через 25—35 см, с обшивкой
изнутри ц снаружи горизонтальными доска
мн в четверть (13 мм) в два слоя, с
прокладкой между ними толя Все стойки
прикреплены к фундаментам стальными
анкерами.
Снлосы (рнс 190) состоят в
большинстве случаев из квадратных или
многоугольных ячеек со стенками нз досок
толщиной 5 см, уложенных плашмя и
сшитых между собой гвоздями под углом
Стьжи досок одного горизонта пьного
слоя перекрываются здесь досками
второго слоя На рис 190, а показаны ячейки
силоса /, доски, уложенные плашмя 3 и
торцы досок 2 Толщина стенок силоса
определяется расчетом на действие
распора от засыпки, вертикальных нагрузок в
„.?f 1^1. J^°"«I™J!i ветра (для наоужных стенок) и прини-
Г„очГ/Гсхе?ьГсо «ается^не меньше 10 см Стх>;о„ы 'квад-
стальными или дере- ратных в плане ячеек принимаются рав-
хомутами ными в среднем 2,5—3,2 м; высота может
, пил^ач.^. дости1ать 20 м
рв8нквы™»2рты!"' 3- На рнс 191 показана типовая кон-
клепкн ^-деревянный струкцня четырехрядового деревянного
"¦"^ элеватора, а на рнс 192 — детали его
днища Стена этого элеватора выполнена
аналогично конструкции стен силосов (см рис 190) Та же
конструкция ячеистого типа может быть использована также н для
хранения цемента н других сыпучих материалов
Стенки бункеров с пирамидальными днищами работают на
изгиб н поэтому требуют большого расхода древесины
В подвесных бункерах, очерченных по кривой провисания
гибкой нити (см рис 193), расход лесоматериалов для устройства
дннща уменьшается за счет применения стальных гяжей. Дей
отвне засыпкн вызывает здесь растяжение стальных тяг 3, сжатие
распорок / н изгнб опалубки бункера Вес бункера н засыпки
передается на стойкн 2 и фундаменты 4 Внутренняя поверХ|Ность
бункера обшивается кровельной сталью 5
Снизу в лотке устраиваются разгрузочные отверстия с
секторными затворами Поверх лотков — на площадке 6 устанавли-
^36
кружальной (
n n
Ж
Piic 189
Ц11Я
/-стойки
6,Ч-В MM.
Обтнвн
СИЛОСНО!
3^ 15 см: i
oil обшкак
фундаые
ая копструК"
башни
-первый uH)t
1 J—обшявк»
15 см. 4-ла
и\я. »—бутовый
нт
^^-згоо А-зш-^згт-
^С.е^'^ч
Рис 193 Конструкция подвесного деревянного хранилища
ваютсн транспортеры для загрузки бункеров. В зависимости от
сыпучего материала, лоток делится 'поперечными стенками на
отсеки При указанной конструкции подвесных бункеров снижается
стоимость н сокращаются сроки стронтельова складов сыпучих
материалов'
На piiic 193, б показано 1прнмеиеиие гибких бункеров в складе
чемеита емкостью 1 000 т.
В результате произведенного Ленинградским отделением
Промстройпооскта сравнительного анализа двух вариантов
'роекта склада —с металлическими бункерами н с деревянными
П0ЛВССНЫ.МИ лотками для одной итой же емкости (1
ОООш)—установлено, что склад, устроенный по второму варианту, обошелся
ршсвле на 25%
8 6S /ЧЛЧТЫ РАЗНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Мачты применяются для подвески линий высокого напряже-
^тройства воздушных переходов через рекн, для укреп-
ння, для
1ення антенн, для
гих челе!
строительных конструкций и для дру-
Для устойчивости высоких
мачт ставятся многоярусные
оттяжки, которые располагаются в
плане под углом 90 или 120°
(рнс. 194).
Кустовая мачта составляется
из одного, трех или четырех
бревен (рис 195) Сопряжение
бревен между собой осуществляется
в ней с помощью колодок н
болтов Колодки врезаются в бревна
л ставятся волокнами п юль
мачты Колодки принимаются с
отношением длииы к ширине от 2
до 2,5.
На рис 196 показаны различ-
оис 194 Расположение оттяжек ные конструкции составных мачт
аля мачт из бревен и крепление к ним
оттяжек Закрепление нижних
концов оттяжек в простейших случаях осуществляется при
невысоких мачтах с помощью деревянных анкеров (рнс 197, е, ж) и
установкой на оттяжках стяжных муфт. При высоких мачтах
' «Бюллетень строительной техники» № 23, 1947, «Строительные кои
струкцки» Москва, 1942 Конструкция подвесных бункеров предложен»
А П. Вагановым
концы оттяжек закрепляются в специально устроенных
фундаментах.
Стыки бревен выполняются косым прирубом дл1иной от 3 до
3,5 диаметра бревна и скрепляются стальными хомутами
Возможно также примыкание бревен впритык с соединением стыка
деревянными накладками на болтах Каждый стык смещается по
длине мачты при трех бревнах — на '/з длины бревна, при
четырех—на 'Д. Крепления к мачте оттяжек принимаются на
расстоянии 10—15 л. Опорные концы бревен закрепляются в
бетонном фундаменте с помощью отрезков швеллеров, скрепленных
с бревнами болтами Расстояние анкерных креплений оттяжек от
мачты принимается равным половине высоты мачты Анкерные
крепления при высоких мачтах выполняются обычно в бетонных
фундаментах с жесткой стальной арматурой
Расчет бревенчатой мачты ведется условно, как разрезной
балки с точками опоры в местах крепления оттяжек Такое
допущение тгозволяет вести расчет оттяжек для каждого яруса
независимо от соседних ярусов Оттяжка рассматривается
работающей на растяжение при действии ветра на ствол мачты Ствол
мачты рассчитывается как сжато изогнутый составной стержень
по FIihTV-122-55',
Для продления срока службы указанных выше мачт
рекомендуется пропитка всех эламентов антисептиком, не исключая и мест
врезок. Торцы колодок следует покрыть слоем тугоплавкого
битума. Конструкция монтажных мачт выбирается в зависимости от
условия монтажа и веса монтируемого элемента конструкции и
требуемых сроков производства монтажных работ.
В простейших случаях при небольшом объеме монтажных
работ и малом весе монтируемых элементов конструкции, а также
' Промстройпроект, Справочник проектирования промышленных
сооружений «Деревянные конструкции», ОНТИ, М, 1937 Савицкий Г А,
Антенные сооружения, Связиэдат, 1947
при отсутствии кранов требуемой грузоподъемности применйютсй
деревянные мачты простой конструкции Для подъема элементов
весом не более 10 т применяются одностоечные мачты высотой от
6 до 15 л. Такие мачты выполняются из бревен диаметром от 18
до 24 см
Рнс 196 Конструкции креплений к составным
На рис 197 показаны монтажная мачта, детали стыка,
конструкция опоры, способ закрепления блока петлей троса с
винтовыми оттяжками
При той же высоте мачты, но при большей
грузоподъемности ствол мачты следует компоновать из двух бревен,
а при высоте ее до 25 л и при грузоподъемности не свыше
7,5 m — из четырех бревен Бревна в таких составных мачтах
скрепляются между собой хомутами н болтами со стыками их
впритык, расположенными вразбежку, с перекрытием
накладками.
242
Для крепления таких мачт сгавягся обычно четыре стальные
или пеньковые ваиты-оттяжки (рис. 197) с закреплением нижних
концов в закладных якорях, с установкой на вантах возле якорей
винтовых стяжек Такие якори состоят из зарытых в землю i
клонных свай, о которых говорилось выше
ДЕРЕВЯННЫЕ МОСТЫ И ЭСТАКАДЫ
§ 69 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МОСТАХ
По сравнению с другими материалами применение дерева для
постройки мостов 'позволяет знач1Ительно снизить стоимость
сооружения
В районах, где дерево является местным материалом,
целесообразно использовать его для сооружения временных мостов н
переправ Применение дерева дает возможность упростить и
ускорить постройку моста в любое время года К недостаткам
деревянных мостов прежде всего нужно отнести высокую
стоимость их содержания и ремонта по сравненлю с мостами,
построенными из других материалов
Гниение дерева ограничивает срок службы мост<ж,
построенных из непропитанной древесины, от 6 до 12 лет Пропитка
16» 243
и защита древесины от постоянного увлажнения позволяют
удлинить этот срок до 40—50 лет При этом первоначальная
стоимость моста увеличивается, но зато уменьшаются расходы на его
содержание.
Конструкция любого моста состоит из пролетного строения,
проезжей части и опор Крайние опоры моста называются
устоями, а промежуточные—быками.
Различают мосты (рис. 198) с ездой понизу, поверху и посере-
Рис 198 Схемы деревянных мостов балочной системы-
а) с ездой понвэу; в) с ездой посередине, в) с ездой поверху
дине По сроку службы мосты разделяются на 'постоянные (срок
службы 40—50 лет) и временные (срок службы 4—5 лет).
В зависимости от назначения, мосты могут служить для
'проезда через водные препятствия, через глубокие овраги (виадуки),
для пропуска одной дороги над другой (путепроводы) и, наконец,
для устройства проезда на определенной высоте от поверхности
земли (эстакады).
При расчете мостов необходимо учитывать следующие
основные нагрузки собственный вес конструкции моста и временные
нагрузки от различного вида транспорта (автомобилей,
тракторов, сельскохозяйственных машин, пешеходов и т п.), действие
ветра, центробежных и тормозных сил, вызываемых транспортом,
и от давления земли на опоры.
Габариты мостов и нагрузки различного вида определяются
нормами, разработанными Главным дорожным управлением при
Совете Министров РСФСР и специальными Техническими
условиями и нормами '
I Технические условия и нормы проектирования искусственных
сооружений на городских путях сообщепия, Министерство коммунального хозяйства
РСФСР, 1948
Технические условия и нормы на проектирование искусственных
сооружений на автомобильных дорогах (Н-106 53),
установленные-Государственным комитетом Совета Министров СССР по делам строительства
Временная подвижная нагрузка установлена нормами трех видов
автомобильная, специальная колесная или гусеничная (НК или НГ) и нагрузка
толпой
Габариты приближения конструкций мостов на дорогах союзного,
республиканского и областного значения установлены Государственным
общесоюзным стандартом (ГОСТ 2863-45)
244
S 70 ПРОЕЗЖАЯ ЧАСТЬ ДЛЯ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ
И СОПРЯЖЕНИЕ ИХ С НАСЫПЯМИ
Конструкция проезжей части (рис 199) деревянных мостов
бывает с настилом из неотесанного и отесанного накатов и
пластин, со щебеночным «ли песчаным покрытием
В этих конструкциях пластины или накат покрываются
одиночным или двойным дощатым настилом — продольным и
перекрестным.
^3^?^^
•^*М^'^^
Рис 199 Конструкция ароеэжсй части деревянных мостов
Типы настилов, а) пз наката. С) нэ отесанного наката, я) из пллстпн, г) с щейе
ночным, граонйимм или песчаным покрытием, д) т пластин, покрытых досками:
е) двоЛноП дошотыП иастнл. ж) из наката, покрытого досками J) двоПпоЯ дота
тыП настил (перекрсстпыП), и) с покрытием из асфальтоИстона, /—прнжнм 2—отс
6x10 в 6X14 см, М—асфальтобетон—4—5 см
По краям Проезжей части ставятся прижимные бревна или
брусья, с помощью которых закрепляются все элементы ездового
полотна Следует отметить, что при двойно.м настиле из пластин
или наката верхний настил может быть уложен в попвречио.м
или в продольном направлениях. При этом верхний поперечный
настил подвергается меньшему износу, но при ремонте требует
полной замены Наоборот, продольный верхний настил
изнашивается быстро, но при ремонте требует только смены части досок,
расположенных в зоне наибольшего воздействия колесных или
гусен'ичных нагрузок Под действием этих нагрузок верхний
косой настил изнашивается меньше Для защиты пластин или
наката от быстрого износа и для правильного распределения
давления от колес на большее их число верхний настил покрывается
слоем щебня или гравия по глиняной смазке Особенно большую
пользу щебеночный слой оказывает при движении по мосту
гусеничных тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных
машин
Для дорбг с асфальтовым noKpHTHeM наиболее рациональной
будет конструкция ездового полотна — деревоплиты из креозоти-
рованных досок разной ширины в виде гребенки для лучшей
связи с асфальтобетонным слоем (рис 199, и)
При большом движении по бокам проезжей части моста
устраиваются тротуары с возвышением их примерно на 15 ел над
уровнем полотна дороги Ширина тротуаров принимается кратной
0,75 м. (1,5; 2,25 и т д) Наиболее простым решением является
устройство тротуаров на одном уровне с поверхностью проезжей
части.
опструкция сопряжения
Для спокойного (без резких толчков) перехода автомобиля
с моста на насыпь и обратно необходимо применить специальную
конструкцию сопряжения моста с насыпями При этом требуется
обеспечить возможно меньшую просадку насыпи возле моста и
принять меры для защиты концов этементов пролетного строения
Простейшая конструкция такого сопряжения тюказана на
рис 200 В этой конструкции доски настила проезжей части
пропущены в сторону насыпи и опираются на уложенный на насыпн
брус На глубине примерно 30 см, от поверхности дороги под
песчаным слоем располагается распределительный слой мостовой
кли деревянный щмт из тастнн дтиной около одного метра,
уложенный с уклоном в 'Л—Vs в сторону моста для стока воды
Более совершенная конструкция такого сопряжения (рис. 201)
состоит из покрытия /, уложенного на песчаное основание 2,
деревянного щита нз пластин 4 с глиняной смазкой 5, заборной стенки
«3 бревен 5 с заполнением между ней и земляной насыпью мятой
глиной 6, щебеночной «воронкн», уложенной на слой мятой
глины.
Проезжая часть моста опирается иа прогоны, которые
располагаются, как правило, иа расстоянии 50—70 см или сближен-
но на более близком расстоянии друг от друга Такое
расположение прогонов
позволяет упростить
конструкцию проезжей
части, которая в этом
случае может состоять из
одиночного дощатого
настила Однако такую
конструкцию не следует
применять в
постоянных мостах вследствие
малой жесткости
одиночного настила н
возможности быстрого его
износа.
Для пролетов не свыше 8 м прогоны могут быть выполнены из
бревен и брусьев цельного или составного сечения
$ 71. ОПОРЫ ДЕРЕВЯННЫХ МОСТОВ БАЛОЧНОЯ СИСТЕМЫ
Опоры деревянных мостов бывают свайные, рамные и
ряжевые При малых пролетах мостов и при грунтах, допускающих
забивку свай, применяются свайные опоры Рамные опоры приме-
"J
'
% 6}
"It'
у\
'"'
няются преимущественно в мостах через овраги, в эстакадах я
при наличии грунтов, не допускающих забивки свай. Ряжевые
опоры, представляющие собой срубы, заполненные камнем н
опущенные на дно реки, ставятся в тех случаях, когда невозможно
применить другие опоры.
в балочной системы
Массивные — каменные или бетонные — опоры примеияются
в деревянных мостах на больших реках с сильным ледоходом или
в мостах с деревянным
пролетным строен нем, подлежащим в
ближайшем времени замене
стальной или железобетонной
конструкцией.
На рис. 202 показана схема
свайных опор для мостов
балочной системы различной высоты.
Хорошо оправдывают себя опоры
высотой свыше 5—6 м с
наклонно забитыми крайними сваями
В многогфолетных мостах для
придания им продольной
жесткости и устойчивости, кроме
плоских опор, необходимо ставить
через 15—25 м башенные опоры
(рис 203).
Для мостов с решетчатыми
фермами применяются более
сложные конструкции опор. На
рис. 204 приведены схемы таких
опор для многопролетных мостов
Рис 204 Схема опорных конст- С решетчатыми фермами. Кон-
рукинн лля многопролетиого мо- струкция простой рамной опоры
<=^^ показана на рис. 205. Указанные
а) плоеная Pf^^^^^^J^^p""»"*' "> "»• рамные опоры устанавливаются
на слой щебня, крупного песка
или гравия.
Ряжевые опоры со стенками, днищем н перегородками нз
бревен или пластин устанавливаются на опланнрованное дно реки
348
(рлс. 206) Основным недостатком таких опор является большой
расход лесоматериала и сильное стеснение ими русла реки,
быстрое загнивание древесины в пределах колебания горизонта вод
и большая осадка стен
*~~^
''^il
L^^^L//
р^ 'Ц '^
f\
by '¦ lb '-^
Песок
у
1щ
/ -ч/ sy sy sy_<>/.y7f
Подготобка из ш^бия или. ер'ад'ия
Рис 203 Конструкция аростейшей рамной опоры
Рис 206 Схема конструкций р
§ 72 ДЕРЕВЯННЫЕ МОСТЫ МАЛЫХ ПРОЛЕТОВ ^
Все деревянные мосты балочной системы с пролетами до 8 л
изготовляются на месте постройки. Обычная конструкция
балочного моста с простыми Гфогоиами из бревен представлена на
рис 207. На том же рисунке изображена деталь фасада моста
с проезжей частью, выполненной из неотесанного наката Вместо
простых прогонов в таких мостах иногда применяют прогоны
в виде пакетов из бревен или составных балок системы
249
13*^3 f^i, ••'?!. ¦JHbiu разрез
КомОиниробаннок системы
[-—1=т-г5м—Ц'
Деревягина. При пролетах свыше 8 м, допускается применение
различных подкосных систем мостов (рис. 208 и 209)
При одностороннем загружении опоры таких мостов работают
иа сжатие с изгибом (рис 210), в связи с чем при высоких
мостах необходимо переходить от гибких опор к более жестким.
Подкосные системы относятся к конструкции построечного
изготовления. Основной недостаток этих систем — большая
трудоемкость их изготовления и сборки. Подкосиые системы мало
пригодны для заводского их изготовления.
По указанным причинам в настоящее время избегают
применять подкосные системы в постоянных мостах и стремятся
заменить их более индустриальными конструкциями Применение
подкосных систем может быть оправдано во временных мостах
малых пролетов при возведении конструкций из местных материа-
§ 73 АРОЧНЫЕ МОСТЫ
Основные схемы арочных мостов с ездой поверху и понизу
показаны на рнс 211 и 212, а сечеине арок из брусьев — иа
рис. 213 Для постройки арочиых мостов раньше применялись
брусья В последние годы применялись арки из досок на гвоздях
В настоящее время целесообразнее применять клееные арки с
различной формой поперечного сечения (см § 46, раздел V,
глава IV).
Наличие в арках из досок большого числа швов,
способствующих загниванию в них древесины, п1>ивело к необходимости
строить такие арки из антисептированного пиломатериала В
опорах арок укладываются дубовые подушки Для придания
большей жесткости арки связываются между собой продольными
и -noneipeqHUMH связями. Наличие в арочных мостах
значительного распора требует обеспечения большой жесткости
опор
352
6}
Рнс. 212 Основные схемы ароч-
вых мостов
а, 6, г) с ездой пэнкзу, в) с ездой
§ 74 ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ МОСТОВ С ФЕРМАМИ
Во временных мостах при пролетах до 20 м и малых
нагрузках возможно применение подвесных и шпренгельиых систем
(рис 214) Эти конструкции, изготовляемые на постройке из
местных лесоматериалов, могут также собираться из заранее
заготовленных транспортабельных блоков
Т-— 8-1гм —4
Рис 214 Схемы подвесных и шпренгельиых систеы
При пролетах деревянных мостов более 20 м применяются
различные системы балочных ферм с ездой поверху и понизу. В
первом случае конструкция моста получается более экономичной.
Одними из наиболее распространенных конструкций,
используемыми в мостах с пролетами от 20 до 50 м, являются решетчатые
фермы Гау-Журавскою с ездой поверху и понизу (рис. 215).
3 (f у Пояса и раскосы этих
_А,__ ферм выполняются из
круглого леса или нз
брусьев, а стойки в
виде тяжей из круглой
стали с гайками на
концах для
подтягивания. Сопряжения
раскосов с поясами
осуществляются в этих фер-
иГы'"^?б"р«^.сТ-с"«ы': rj.,.i;-;;?r°no"c'! мах с помощью поду-
«-внжнив пояс, 7-узлоиые подушки ШеК, ИЗГОТОВЛЯеМЫХ ИЗ
твердого дерева.
На рис 216 показаны наиболее распространенные на
автомобильных дорогах схемы мостов с фермами Гау-Журавского.
Двойные перекрестные раскосы здесь ставятся для того, чтобы
при любом положении временной нагрузки в одном из
перекрестных подкосов в каждой панели аозникало бы сжимающее усилие,
а в другом — пулевое, так как конструкция примыкания подкосов
к поясу не приспособлена для передачи растягивающих усилий.
Стальные стойки во всех случаях работают здесь на
растяжение При эксплуатации моста такие стойки требуется регулярно
подтягивать Длина панелей фермы принимается в 'пределах от
2,5 до 5 м. Наиболее распространенной для автомобильных дорог
является конструкция ферм с ездой поверху Для уменьшения
длины особо больших панелей верхнего пояса ставятся
дополнительные стойки На рис. 217 показана конструкция пролетного
строения системы Гау-Журавского пролетом 21,2 л
Высота для всех ферм Гау-Журавского принимается в
пределах от Vs до '/9 пролета Угол наклона раскосов колеблется
в пределах от 40 до 60°. Поперечные балки для поддержания
ездового полотна располагаются возле узлов главных ферм
или же в пределах панелей По своей конструкции поперечные
балки могут быть составного сечения или шпреигельной
системы.
При езде поверху в плоскости верхних и нижних поясов
устанавливаются продольные связи Кроме того, у опорных концов
ферм и через 5—8 м по длине пролета ставятся и аертикальиые
поперечные связи. При езде понизу вместо вертикальных
поперечных связей в плоскости опорных раскосов располагаются
поперечные ветровые рамы При пролетах деревянных мостов свыше
50 м могут применяться арки, усиленные балкой жесткости
решетчатой или сплошной системы.
На рис 218 показаны схемы мостов комбинированной
системы распорной (а) и безраспориой (б) с указанием
расположения связей (в).
Гибкие арки в комбинированных мостах могут быть
выполнены из досок на гвоздях и болтах Лучшим решением будет
¦применение гибких арок из клееных блоков
Балками жесткости могут служить фермы Гау-Журавского,
балки из досок иа гвоздях или на клее На рис 219 показана
деталь части моста комбинированной системы
Существенным достоинством этих систем является наличие
в них отдельных элементов малой длины и возможность сборки
их из отдельных заранее заготовленных блоков. Сборка таких
систем производится навесным способом при помощи крана.
Установку на место производят наплавиы)М способом или надвижкой.
Кроме решетчатых ферм, применяются также фермы на
гвоздях с перекрестной стенкой. Пролетные
строения из дощато-пвоздевых ферм весьма просты и могут быть вы-
Видстща
Раз/КЗ S т
полнены в короткие сроки Особенностью конструкции таких
мостовых ферм по сравнению с обычными, описанными выше
(раздел V, глава III, § 39—40) балками иа гвоздях с перекрестной
стенкой, заключается в том, что здесь пояса ферм составляются
из нескольких досок толщиной 5—7 см с одним или двумя рядами
досок по высоте, со стыками вразбежку иа гвоздях или нагелях
(рис 220).
Двойная дощатая перекрестная стенка скрепляется гвоздями,
и все детали конструкции решаются по аналогии с гвоздевыми
балками Для защиты указанных мостовых ферм от увлажнения
на верхнем поясе каждой фермы устраиваются защитные
-;,,-^=frr:r^^_
верхние сВязи
1 и:^жкк1 1
нижние сВйэа
ош>ш<кккга
I Схемы комбинированных ферм
Рлзрм т оси нос то
Козырьки, а сами фермы снаружи обшиваютсй досками. Все
элементы конструкции таких ферм до их изготовления необходимо
аитисептировать При проектировании пролетного строения моста
на дощато-гвоздевых фермах расстояние между ними в плане
принимается or 2 до 3 м Для придания пролетному строению
моста общей жесткости между фёрмамл ставятся продольные и
поперечные связи
Дощато-гвоздевые
системы пролетных
строений мостов широко
применялись во время
Великой Отечественной
войны и в
послевоенный период.
На автомобильных
Рис 220 Поперечные сечения поясов гвозде- ДОрогах нашли также
вых прогонов двутаврового профиля применение фер.мы ри-
гельно-раскосной
системы с ездой поверху, пролетом от 8 до 25 м. Особенность
таких ферм состоит в том, что в пределах средних панелей
верхний пояс усилен ригелем, связанным с ним болтами В концы
ригеля упираются крайние раскосы (рис 221) Средние
раскосы со знакопеременными усилиями присоединяются к
поясам при помощи стальных нагелей. Конструкция ферм ригельио-
раскосной системы является развитием ригельио-подкосных
систем. Для пролетов от 10
до 15 м расстояние между
поясами принимается равным '/$
и Ve пролета (т. е. 2 и 2,5 м).
Пояса ферм изготовляются из
бревен с обработкой их в
местах сопряжений Решетка
выполняется из бревен и пла<
стии
По верхнему поясу,
состоящему из двух нл)1 трех бревен,
укладываются поперечины из
бревен и рабочий иастлл из
пластин Узловые соединения и стыки растянутого пояса
решаются при помощи нагелей и болтов. Условия размещения
нагелей в узлах определяют число бревен в наиболее напряженных
узлах верхнего и нижнего лоясов.
Для обеспечения пространственной жесткости в фермах
ставятся продольные и 'поперечные связи.
Рассмотренная система пролетного строения мостов проста
в изготовлении и не требует большого расхода стали
Ригельно-раскосные системы полностью себя оправдали для
пролегов до 20 м Для пролетов свыше 20 м эта система мостов
уступает по своим технико-экономическим показателям
пролетным строениям с фермами Гау-Журавского
§ 75 ЛЕДОРЕЗЫ
Для защиты опор мостов от повреждений и ударов льдпн во
время ледохода, а также для направления -]ьдин в пролеты
мостов устраиваются плоские или шатровые деревянные ледорезы
W 250^50 Х'250 •
(рис 222 п 223) Расстояние ледореза от опоры моста
принимается, в зависимости от скорости течения, в пределах от 1,5
§ 76 НАПЛАВНЫЕ МОСТЫ
В зависимости от типа пловучих опор наплавные мосты
разделяют на плотовые, понтонные .и плашкоутные.
К недостаткам мостов, сооружаемых на плотах, относится их
малая подъемная сила; кроме того, они сильно стесняют движение
на реках Со временем бревна насыщаются водой и подъемная
сила таких мостов резко уменьшается
Понтонные мосты применяются преимущественно в военно-
мостовых переправах Понтоны — плоскодонные с прямоугольным
планом суда, собираемые из стандартных секций
Примером постоянного понтонного моста является мост в Риге,
построенный еще в 1895 г
Плашкоутные мосты состоят из пловучих опор в виде
плоскодонных судов с большой грузоподъемностью пролетного строения
в виде балок нлн ферм Сопряжение плашкоутного моста с
'берегом осуществляется при помощи эстакады и переходного пролета,
обеспечивающего возможность въезда на мост 'при различных
уровнях воды в реке (рис. 224).
ffl л<-
i^rf'
Рис 224 Схема наплавного моста на плашкоутах
Для пропуска судов устраиваются выводные звенья длиной
от 10 до 60 м в зависимости от скорости течения реки и условий
судоходства. Вывод звеньев осуществляется с помощью поворота
их вокруг неподвижной оси Плашкоуты закрепляются якоря.ми
с верхней и нижней сторонами против сноса их течением и
ветром
Наплавные мосты применяются в городских условиях
преимущественно как временные сооружения
ОПАЛУБКА. КРУЖАЛА И ЛЕСА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
БЕТОННЫХ. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И КАМЕННЫХ
КОНСТРУКЦИИ
§ 77. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Опалубкой называется вспомогательная конструкция, предиа-
значенная для придания заданных форм и размеров бетонным,
железобетонным и каменным конструкциям в лроцессе их
возведения или изготовления
Опалубка и поддерживающие ее конструкции должны
обеспечить точное соблюдение запроектируемых размеров и очертаний
выполняемых конструкций, предохранить их иа время отвердения
бетонной массы или раствора от просадки и обеспечить их
неизменяемость под действием собственного веса и бокового
давления.
Для поддержания опалубки монолитных бетонных,
железобетонных, а также каменных конструкций требуется установка
специальных лесов При изготовлении сборных железобетонных
конструкций таких лесов не требуется При массовом
изготовлении элементов сборного железобетона в целях ускорения ведения
таких работ сроки распалубки должны быть значительно
сокращены Отсюда вытекает требование обеспечить наиболее простую,
быструю и легкую сборку и разборку опалубки, многократную ее
оборачиваемость, наименьшее повреждение ее элементов
Согласно Указаниям по проектированию деревянных
конструкций временных зданий и сооружений (У-108-55) и
Техническим правилам по экономному расходованию металла, леса и
цемента в строительстве, к которым относится и постройка
опалубки, рекомендуется для ее изготовления, кроме древесины
хвойных пород, иопользовагь и пиственные породы — осину,
ольху, березу, бук, липу и тополь (см приложение 16) При этом
особо рекомендуется применение инвентарных сборно-фазборных
конструкций опалубки из щитов и блоков, а также подвесной
конструкции с использованием, где это возможно, вместо лесов
несущих арматурных каркасов или балок перекрытий при
наличии стальных каркасов
В соответствии с указанными выше нормативными
материалами для различных влдов опалубки должна быть обеспечена
оборачиваемость не менее
для опалубки монолитных массивов и конструкций . 5 раз
для опалубки сборных железобетонных тяжелых
колонн и балок, а также и лесов ... 8 ,
для опалубки плит и легких желгзобетоннмх изделий
и конструкинй в зависимости от их формы 10—30 .
Типы опалубки весьма разнообразны и зависят как от вида
самой конструкции, которая выполняется в пей, так и от методов
производства работ и материалов, необходимых для изготовления
опалубок В конструктивном отношении опалубка может быть
разделена на следующие типы
On алубка, которая строится на месте из
отдельных досок, брусков и т. п Такая опалубка в современных
условиях может применяться только в исключительных случаях при
постройке индивидуальных сооружений и сложной форме их
частей.
Опалубка разборно-переносной системы,
состоящая из отдельных, предварительно заготовленных,
собираемых элементов — щитов, в которой широко применяются инвен-
тарные части, приспособления и детали (как, например, раздвиж
ные стойки, хомуты колонн, стяжные болты и пр). Такая
опалубка должна применяться во всех случаях массовой постройки
однотипных конструкций, а также при возведении
индивидуальных сооружений большой протяженностп, которые могли бы быть
разбитыми на участки одинаковой формь», выполняемые
последовательно—поточным методом
Инвентарная опалубка, состоящая из набора
инвентарных щитов определенных типоразмеров, которая при помощи
определенной комбинации позволяет создать требуемую форму
для постройки сооружения При этом часть щитов должна
допускать изменение размеров путем введения раздвижных элементов
или специальных «компенсаторов>.
Подвижная и передвижная опалубки,
конструкции которых позволяют или непрерывно продвигаться вверх
по мере укладки материала (скользящая опалубка) или
периодически перемещаться вдоль линейно протяженного сооружения
(катучая опалубка, применяемая при обделке тоннелей, каналов
и других сооружений).
Ниже рассмотрены все основные типы опалубки, которые
применяются в гражданском, промышленном н сельском
строительстве, в основном, при ведении бетонных и железобетонных работ
и в исключительных случаях каменных работ (как, например, при
постройке каменных сводов двоякой кривизны).
§ 78 КОНСТРУКЦИЯ РАЗБОРНО-ПЕРЕСТАВНОЙ ОПАЛУБКИ
ДЛЯ МОНОЛИТНЫХ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
А. Опалубка для фундаментов
Опалубка для ленточных фундаментов (рис 225)
прямоугольного профиля строится из щитов, скрепленных вверху планками
и раскрепленных деревянными распорка.чи в стенки котлована
Если такой же фундамент возводится на общей выемке, то
указанное выше боковое раскрепление щитов распорками заменяется
установкой на расстоянии 3—4 м подкосов с укреплением внизу
вертикальных тапок кольями, забитыми в грунт.
На рис 226, а показана опалубка прямоугольного
фундамента под колонну.
Опалубка ступенчатых фундаментов под колонны (подколон-
ннков) строится из коробов без дна, собираемых из двух пар
щитов—зак л ад н ы х (рис 226,6) и накрывных различной
ширины —30, 50 и 70 см, стянутых попарно проволочной
стяжкой Каждый короб устанавливается одни на другой Во всех
коробах, начиная со второй ступени, нижние доски накрывиых
щитов удлинены для опирания ими на нижеустаиовлениый короб
Для получения плотного сопряжения между собой щитов
va
Рис 226 Опалубка фундаментов noi колонны
К.1, J—подкосы, ^—прижимная ДО'. _
в концах накрывных щитов с внутренней стороны, обращенной
к бетону, прибиты планки, за которые и заводятся закладные
щиты.
При наклонных гранях фундамента опалубка строится также
из щитов (рис 227, а) — прямоугольной и трапецоидальной фор-
^ мы, которые во избежание
с] ,^г подъема их яри бетоииро-
'^^ "^ ваиии привязываются
проволочными стяжками к
арматуре ({>ис. 227,6).
:^
Б. Опалубка стен
Опалубка стеи состоит
из двух горизонтальных
щитов, закрепленных в^-
тикальными стойками —
ребрами жестоости,
усиленными
горизонтальными парными дощатыми
схватками (рис. 228). Для
¦ крепления опалубки
против бокового давления
бетонной массы ставятся
стяжные болты илн стяжки из проволоки в одну, две или -ф"
нитки.
Для стен толщиной более 20 см или с гладкой поверхностью
не рекомендуется применять такие стяжки, так как в этом
случае они вытягиваются с последующим выпучиванием опалубки
Для сохранения проектной толщины стены и устранения прогиба
частей опалубки во внутреннюю сторону между щитами в
плоскости ребер ставятся деревянные распорки, которые по мере
бетонирования удаляются.
Более совершенной конструкцией является замена деревянных
распорок полыми бетонными распорками с пропущенными через
них стяжными болтами, которые после распалубки оставляются
в стене, с последующим удалением болтов и заделкой цементным
раствором отверстий При тонких стенах опалубка ставится с
одной стороны, а с другой — в последовательном порядке, по
мере укладки бетона
Аналогичная конструкция опалубки стен применяется и для
криволинейных в плане стен
Для удержания опалубки стен в вертикальном положении в
плоскости ребер ставятся подкосы и.ч досок или круглого леса.
Расстояние между такими подкосами подлине стены принимается
равным от 3 до 4 я.
гм
в. Опалубка плоского ребристого и безбалочного перекрытий
Опалубка ребристого перекрытия состоит из
опалубки колонн, прогонов, балок и плиты.
Опалубка колонн прямоугольного профиля строится в
виде коробов, состоящих из двух пар щитов, — двух внутренних
шириной, равной одной стороне колонны, и двух наружных
шириной, .равной другой стороне колонны, увеличенной на двойную
толщину досок щитов (рис. 229) Доски всех щитов короба с
одной стороны должны быть остроганы
Короб колонн связывается по высоте инвентарными хомутами,
пригодными для наибольшей оборачиваемости и применения их
для разных сечений колонн Расстояние между хомутами
принимается в пределах от 50 до 60 см в зависимости от типа хомута
Хомуты применяются двух типов Первый состоит из четырех
досок, связанных между собой под прямым углом деревянными
клиньями, забиваемых по двум углам хомута Для изменения
265
размеров в таких хомутах в концах их пришиваются
дополнительные планки, второй тип хомута — металлический, более
совершенной конструкции, благодаря имеющимся в его элементах
^J п ^'
?
~~~ Z7~ ~
-_ .:г - -—-1
Рнс 229 Опалубка для колонн с разборными хомутами
а) общий вид 6) дсрсояикый хомут на клиньях а) детали уз
лов деревянного хомута г) мсталлкчсскиЯ хомут, д) рамка noi
опалубку колонн, /—хомуты. 2—короб, J—рамка; 4—дверца
нескольким вырезам представляет большие возможности для
изменения его размеров
Нижняя часть короба колонн ставится в рамку, прикретпен-
ную на деревянных пробках к фундаменту или плите перекрытия
Для восприятия бокового давления бетонной массы при
бетонировании рамка стягивается хомутом Внизу короба должно быть
оставлено отверстие с дверцей, чтобы до начала бетонирования
колонны можно было очистить основание от мусора
266
Все стыки щитов смежных сторон короба колонны следует
располагать вразбежку с установкой в сопрягаемых швах
деревянных планок с хомутами.
При тавровом профиле колонны в короб ее с прямоугольным
профилем вставляются вкладыши в виде закладных коробов или
брусков
I ^
Вес щитов не должен превышать 70—80 кг В этом случае
они легко могут быть установлены двумя рабочими.
Короба прогонов и балок состоят из дниша и двух
боковых щитов с толщиной досок, равной 19, 25 и 40 лл
Боковые щиты, примыкающие к днищу с двух сторон, укрепляются
прижимными досками, прибитыми к перекладинам оголовников
стоек, поддерживающих короб На рис 230 показана конструкция
раэборно-переставной опалубки прогонов и балок в местах их
примыкания.
Опалубка прогонов отличается от опалубки балок наличием
в боковых щитах вырезов для установки в них коробов балок,
Рис 231 Способы крепления боковых щнтов балок н прогонов:
ыык.1||.1е опзлубЮ! г ...
жальная доска. 5—проваючная стяжка,
порка: {—фризовая доска, $—гвозди, 10—i
роба балки: /i—моотажкыс гвозди, М—под
над опорой /4—кружала W—гвозди. 16.
соответстаующих наружному очертанию, с обрамлением краев
рейками Для образования в колоннах, прогонах и балках фасок
в соответствующих углах коробов ставятся треуюльиые рейки.
Способы крепления щитов балок и прогонов показаны на рис 231
Опалубка плиты состоит из щитов, которые
укладываются на кружала (доски на ребро), опертые в концах на подкру-
жальныс доски, прикрепленные к боковым щитам балок. Подкру-
жальные доски через подставки опираются на оголовки стоек
В боковых щитах прогонов подкружальные доски не ставятся.
Все доски опалубки щитов для коробов прогонов и балок, так
же, как и для коробов колонн, должны быть с одной стороны
остроганы На рис. 232 показан общий вид опалубки для
ребристого перекрытия
Временная
Рис 232 Общнй вид опалубки ребристого перекрытия
Опалубка безбалочного перекрытия состоит из
опалубки колонн, капителей и плиты Опалубка плиты вжлючает
щиты, уложенные по кружалам (доски на ребро) между
фризовыми досками, опертые в ко1щах на прогоны из парных досок,
установленных на ребро и скрелленных болтами Концы прогона
опираются на специальные оголоыси стоек на клиньях (рис. 233)
Конструкция оголовка позволяет при распалубке сначала снять
опалубку плиты, а затем стойки н фризовые доски (рис 233 и
234).
Предварительно за1готовленную опалубку капители
устанавливают на верхней части короба колонны, о котором уже
говорилось выше Стойки возле колонны располагаются с таким
расчетом, чтобы поддержать опалубку капители по наружному
(верхнему) ее краю Детали укрепления короба капители видны иа
рис 234.
При опалубке ребристых и безбалочных перекрытий высотой
до 6 ж от уровня пола рекомендуется применять
инвентарные раздвижные стойки без предварительного
устройства лесов и подмащивания
2М
Конструкция таких стоек может быть дерево-металлическая
или деревянная
Дерево-мета лл и ческа я конструкция
раздвижной стойки (рис 235) состоит из двух частей
металлической—постамента—и деревянной раздвижной части с
оголовком При ПСА10ЩИ вкладыша, вставленного в прорези в уголках
Рис 233 Опалубка безбалочиого железобетонного
перекрытия
/—стоВка, г-прогои 4X15 см, j—кружала 4x11 см
постамента, длину стойки можно изменять в пределах от 1 до
1,5 м Регулировка длины стойки производится при помоши
домкрата, установленного на ее нижнем конце При отсутствии
домкрата для той же цели можно использовать парные клинья При
установке раздвижной стойки в два яруса высоту ее Му)жно
повысить до 8,5 м Высота первого яруса принимается в эгом случае
равной половине высоты помещения.
Конструкция инвентарной деревянной раздвижюй стойки
тила «Нониус> (рис 235,6) состоит из трех брусков (среднего
270
идвух крайних— подвижнЫ'Х), стягиваемых между собой болтами
Выдвижная часть закрепляется в различных положениях на
нижней части вставкой болтов в отверстия, имеющиеся в той или
другой части В брусках верхней части отверстия расположены на
расстоянии 16 см, а в нижней — на 12 см. На участке в 48 см
крайние отверстия совпадают При смещении на 4 см вверх и
вниз совпадают другие отверстия Через совпадающие отверстия
вставляются болты. Уточнение высоты стойки достигается 'При
помощи парных клиньев, уложенных под сюГжой
Опалубка для других элементов бетонных и железобетонных
конструкций является комбинацией рассмотренных выше
конструкций, применяемых для степ, колонн, балок и пр и
принципиально мало от них отличается Вес сводится к применению той
илн иной формы коробов, составленных из инвентарных uwtob и
стоечных лесов различной конструкции, не исключая и
инвентарных раздвижных стоек
§ 79 ПОДВИЖНАЯ — СКОЛЬЗЯЩАЯ ОПАЛУБКА
При бетонировании высоких сооружений (силосов, угольных
башен, труб, высоких массивов и т п), имеющих одинаковую
толщину по всей высоте, целесообразно применять
подвижную— скользящую опалубку, в состав которой входят
три основные части собственно О'П а л уб ка, эл е м енты
для подъема опалубки, прогоны и рабочий пол для
рабочих, ведущих бетонирование и подъем опалубки (рис. 236).
Опалубка состоит из двух торизоитальных — наружных и
внутренних—рам илн колец кружальной системы (сколоченных
из нескольких рядов косяков) с обшивкой внутри и снаружи
вертикальными досками толщиной 25 мм, образующими для у^кладки
бетона форму, имеющую небольшое расширение книзу
(конусность) высотой около 1,2 м Эта форма висит на вертикальных
стальных стержнях, заделанных в бетон и наращиваемых по мере
подъема опалубки Подъем ее осуществляется при помощи
Рис 235 Инвентарные раздвижные
стойки
ня; в) дер«-
— , _ ,Ала А дере-
-._ /—средний брус 2—боковые
брусья; Л—оголооок; ¦<—болт: f—клнн;
5—хомут, «—болт. S—болт: 10—шайба. П—клпа »
винтовых домкратов - «Джеков», — укрепленных на П-образных
рамах — «исках», — сосюящих из двух брусков, связанных двумя
парами горизонтальных схваток и болтами (рис 237). Кружала
опалубки при помощи угольников и болтав прикреплены к
упомянутым вертикальным брусьям На внутренних кружалах
улажен по прогонам рабочий пол Расстояние между «Джеками»
принимается в пределах от 1 до 2,5 м из условия наибольшей
нагрузки на пего не более 1,25 т
Для шгукатурных и других отделочных работ пользуются
подмостями, которые подвешиваются к наружным и внутренним
кружалам
В обычных температурных условиях— 15—20° —средняя
скорость движения опалубки вверх — около 1 м за смену
§80 ПЕРЕДВИЖНАЯ —КАТУЧАЯ ОПАЛУБКА
При постройке бетонных и железобетонных каналов и
тоннелей в городах, для прокладки водопровода, канализацин,
газопровода, кабелей и т п, заложенных на небольшой глубине и
возводимых в открытых
котлованах, или для обделки
тоннелей на большой
глубине, при большой
протяженности, применяется
передвижная —
ту чая опал у б
Такая опалубка дает
большую экономию леса и
других материалов
Передвижная — кату-
чая опалубка применяется
для бетонирования стен и
плоских или сводчаты-х
. покрытий при
предварительно построенном
днище с нижними частями
стен Конструкция такой
; опалубки состоит из двух
¦ частей наружной — из
кружал, скрепленных со
стойками, поддерживаю-
^л,..о»„ л "*""" рабочий настил, с
обшивкой кружал досками и виугреннсй - из двух ташх же ча-
стен кружальной конструкции, связанных между собой вверху
St«v!I nУ^^^^'^ " «"-^^Р^"""" опалубки связаны между собой
болтами Опалубка устанавливается на парных клиньях, уложен
ных на лагах На рис 238 показана конструкция такой опалубки
кружал!
криволинейного очертания, которая по мере бетонирования
перемещается после освобождения парных клиньев
Имеется много примеров применения более сложной
конструкции катучей опалубки при бетонировании монолитных
железобетонных сводов оболочек и обычных цнлиндрнческих сводов
большого протяжения, конструкция которой показана на рис 239
Такая опалубка
состоит из нижней катучей
части и установленных
на ней
подъемно-опускных кружал, которые
передвигаются по
рельсовым путям на
тележках Подъем каждой
секции между ребрами
осуществляется при
помощи четырех талей,
которые
подвешиваются к верхней распорке
колонн кружал. На
новую позицию опалубка
передвигается лебедка- Рис 239 Передв
f^^^^ сводов большого
По тому же
принципу может быть
осуществлено и бетонирование тоннелей большого заложения
(например, при обделке проходок метрополитена).
катучая опалубка для
а (пунктиром показана
опущенная опалубка)
§ 81 ОПАЛУБКА СВОДОВ И АРОК
Опалу<5ка сводов н арок может быть неподвижной при
небольшом протяжении (например, для постройки арок) н п о д-
вижной прн постройке цилиндрических сводов большого
протяжения
При небольших протяжениях н небольшом пролете опалубка
арок и сводов выполняется на деревянных арках кружальной
системы, составленных из одного или нескольких рядов косяков с
обшивкой дощатой опалубкой
Опалубка для постройки тяжелых сводов большого пролета
состоит нз двух частей — верхней дощатой опалубки
соответствующего очертания, уложенной по кружалам из косяков, и
нижней — поддерживающей части — лесов стоечной системы.
Для удобства раскружаливания между кружалами (рис 240)
н лесами ставятся домкраты, клинья, песочницы и тому подобные
приспособления (рнс 241) Конструкции лесов и кружал
определяются в зависимости от габаритов сооружения и требова1тя
устройства под сооружением проходов и проездов
18*
275
При больших высотах и пролетах возводимых сооружений
при постройке кружал используются арки кружальной системы
из сегмент пых ферм или 6а ток на гвоздях с двойной перекрест-
нон стенкой с криволинейным верхним поясом, а также шпрен-
гельпые конструкции различною типа Косяки кружал в этом
Рис 240 Схема конструкции кружал
счучае должны иметь рабочий пролет не свыше 3—4 м.
Кружалам необходимо придавать сфоигельный подъем
При проектировании опапубкн особенно необходимо обеспе-
чи1ь удоС^1во сборки и разборки кружал и лесов с целью
повторною нсмотьзования их при постройке однотипных
конструкций или вообще для дру1их целей, ко1да требуется постройка
подобных временных конструкций
276
Кладка сводов двоякой кривизны производится по
передвижной опалубке, служащей для одиовремснной ктадки двух волн
свода
Такая опалубка состоит нз двух или трех трехшарпирных
деревянных арок с затяжками, соединенными между собой
поперечными связями, обеспечивающими жесткость опалубки при ее
передвижке и кладке свода
Примерная конструкция опалубки показана на рис 242
Лоткн из гнутых реек, уложенные по верхнему ряду поперечных
связен, служат опалубкой для кчадки граней в<аммт)1о
примыкания смежных волн свода Для усфойства подмостей по
нижнему ряду поперечных связей укладывается сплошной дощатый
настил.
Несущие щнты опалубки выполняются пз досок, скреп пенных
между собой брусками 'И 1раскосами из досок, пришитых
плашмя
277
Изготовление элементов сборных железобетонных
конструкций ведется двумя путями на заводах и в подсобных
предприятиях строительных организаций или нспосредстветю иа
строительстве
Заводское изготовление предусматривает использование
опалубки, выполненной в стальной конструкции или при помощи
Пои
матриц На строительстве при полигонном изготовлении сборных
конструкций широко применяется и деревякная опалубка
Наиболее экономичным является индустриальное
изготовление элементов сборных железобетонных конструкций (плиты,
балки и прогоны междуэтажных перекрытий и покрытий, а также
другие детали)
Элементы, отличающиеся значительными размерами и весом,
целесообразно изготовлять иа строительной площадке, так как
перевозка таких элементов с заводов, находящихся далеко от
монтажной площадки, сопряжена с трудностями Целесообразнее
изготовлять на строительстве и мелкие сборные детали, если они
не являются массовыми
При изготовлении элементов сборных железобетонных
конструкций непосредственно на строительстве для опалубки обычно
применяют деревянные формы инвентарной
системы, в которых все соединения между щитами
осуществляются при помощи болтов, инвентарных хомутов и клиньев с
учетом многократной оборачиваемости всех частей
Для облегчения распалубки щиты следует изготовлять
строгаными Во избежание вытекания цемсигного молока при
вибрировании бетона места соединений щитов не должны иметь щелей
и зазоров
Особое внимание должно быть уделено надежному опиранию
нижних щнтов опалубки, во избежание их проги'ба при
бетонировании, с устройством бетонной подготовки и пола для укладки
по нему подкладок и нижних щитов фермы
Опалубка для колонн сборного железобетона представлена
на рис 243
В конструкции опалубки для прямолинейных колонн с
небольшой капителью (рис 244) взамен болтов, которые служат для
соединения вертикальных планок боковых щитов, могут быть
27?
применены металлические хомуты, поперечные стяжки или планки
Боковы€ щиты понизу раскретяются при помощи клиньев.
Па рис 244,6 приведена она |убка для балок прямоугольного
профиля, а на рис 245 — ома 1убка д 1я ребристых плит и арок
сборного железобетона
Разрез .
§ 84. ЛЕСА И ПОДМОСТИ
Леса при возведении зданий и инженерных сооружений
служат для временных целей, а также используются и при
ремонтных работах Конструкция лесов должна быть сборной и состоять
пз отдельных стандартных элементов, что позволит
механизировать их изготовление
К инвентарным лесам относятся сборио-разборные
конструкции и, в первую очередь, лестничного типа, которые собираются
из отаельных сборных лестниц или монтируются мелкими сек-
280
циями — блоками (блочные леса). Имеются и другие
конструкции лесов.
Гораздо больший ипгерес представляют конструкции
передвижных лесов, перемещающиеся в новое положение при помощи
катальных досок и брусьев или гележек на колесном ходу, а
также и все ¦подвесные
подмости, которые даю i
высокую
транспортабельность и экономию
при сборке всех
деревянных рабочих
элементов.
При постройке
сводов кружально-сетча-
тых и других систем
щироко пользуются
подвижными катучими
под.мостями (рис. 246),
о которых говорилось
выше при
рассмотрении опалубки для
сводов.
В крупных
инженерных сооружениях с
большими пролетами,
кроме указанных
конструкций инвентарных
j[ecoB и подмостей,
пользуются и лесами стоечной системы, конструкция которых со-
ртоит из бревенчатых стоек, прогонов и дощатых связей.
Рис 246 Полвижпые подмости для сборки
сводов кружально-сетчатой системы и
двойны,х гнутых сводов
/—DonxHiifl пояс- |1одуо(тсГ(—кружала по шаблону;
:'-1).|бочис плоталки: Д—поперечные вертикальные
да. 5—поперечные
стойки и ио.гкосы, 7—ка
Раздел dec я т и й
ИЗГОТОВЛЕНИЕ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ
ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Все применяющиеся в настоящее время деревянные
конструкции по заготовке и сборке можно разделить на несколько групп
а) конструкции из круглого леса на врубках и болтах (под-
косных систем, ферм, башен, мачт и т п ), изготовляемые на
постройке с применением несложного инструмента (топора, пилы,
сверла),
б) конструкции из брусьев на п шстинчатых — деревянных и
на болтовых нагелях (балки Деревягина, фермы с верхним
поясом из балок Деревягина и из косяков), изготовление которых
может быть налажено на временных подсобных и передвижных
предприятиях (строительных дворах или на заводах,
выпускающих брусковые и каркасные дома, с применением круглопиль-
ных станков, цепно-долбежников и другого оборудования),
в) конструкции из готовых пиломатериалов на гвоздях и
болтах (балок, ферм и арок из досок на гвоздях и нагелях), заю-
товлеииые на строительных дворах с применением несложных
инструментов и собираемые на постройке;
г) конструкции из досок на водостойких клеях (балки, арки,
фермы), выпускаемые на заводах с применением сушки,
машинной обработки, пропитки и склейки древесины с запрессовкой
изделий,
д) конструкции из водостойкой фанеры (балок, щитов, арок),
изготовляемые на заводах с применением обработки, принятой
для клеедощатых элементов с отделкой и окраской фанеры.
При изготовлении деревянных конструкций на постройке или
в заводских условиях прежде всего необходимо:
1) осуществить тщательный качественный отбор
лесоматериалов по категориям (см приложение 1),
2) произвести контрольное определение механической
прочности применяемых древесных пород путем лабораторных или
полевых методов испытаний;
3) определить влажность лесоматериала и в случае
необходимости произвести подсушку его до влажности, указанной
нормами для данного вида деталей или конструкций
После заготовки и обработки элементы конструкции антисеп-
тируются частично или полиостью в зависимости от условий, в
которых будет находиться конструкция в период постройки и
эксплуатации
Затем .производится предварительная сборка деталей или
всей конструкции, после нее — окончательная, в зависимости от
условий производства работ
Любое производственное предприятие по выпуску
стандартных деталей и конструкций состоит из следующих цехов
1) лесопильного, где производится продольный раскрой
бревен на детали конструкций с применением лесопильных рам,
шпалорсзных станков и другого оборудования,
2) сушильного с применением тепловой, высокотемпературной
сушки и сушки токами высокой частоты;
3) раскроечного, выпускающего черновые заготовки
соответствующих размеров и длин,
4) машинного с обработкой черновых заготовок (строгание,
торцевание, зашиповка, выборка гнезд и продольных отверстий,
профилирование),
5) сборочного с предварительной сборкой деталей,
соединением отдельных деталей и сборггой конструкции в целом,
6) отделочного для зачистки, шлифовки, окраски изделий
При ограниченном объеме производства заготовка и сборка
деталей выполняются в одном цехе — заготовительно-сборочном
При значительном объеме обработан пиломатериалов острожка
производится в самостоятельном цехе
Технологическая схема предприятия должна быть разработана
на основе поточного метола, предусматривающего расчленение
технологического процесса на составные части, расположение
рабочих мест и оборудования по ходу технологического процесса,
вакрепление за каждым рабочим местом одной или нескольких
повторяющихся операций и последовательную передачу
кратчайшим путем изделия с одного рабочего места на другое при
'Помощи механических устройств
Поточному производству свойственны максимальная
последовательность, непрерывность, прямолинейность и ритмичность
производственного процесса Примером поточного производства
может служить организация заготовки и сборки щитов в
домостроительных цехах заводов сборных жилых домов
Для производства строительных деталей применяются
следующие виды деревообрабатывающих станков
а) круглопильиые для поперечной, продольной и сл!ешанной
распиловки;
б) ленточно-пипьные для продольной, поперечной и
криволинейной распиловки,
в) строга 1ьные, к которым относятся фуговапьные н
рейсмусовые станки (для осI рожки на заланпую юлшину),
г) фрезерные для различной обработки кромок, закругления
торца, нарезания шипов;
д) сверлильные для получения иилинлрических отверстий;
е) долбежные для выборки 1незд и продолговатых отверстий,
ж) токарные для обточки деталей,
з) шлифовальные для шлифования плоских и
криволинейных поверхностей
Кроме указанного основного оборудования, применяется
вспомогательное для внутрицехового транспорта (ленточные,
роликовые, скребковые, цепные транспортеры и другие транспортные
средства), вспомогательное оборудование Д1я сборки (ваймы,
сборочные станки, приспособления для намазки клея прессы
н пр ) Необходимо также имегь оборудопанче л 1я антисептиро-
вания и противопожарной обработки строительных деталей, а
также лабораторное оборудование для коигроля качества
древесины, клея и других применяемых материалов
При изготовлении клееных конструкций .придерживаются в
основном рассмотренной технологической схемы
В цехе дая изготовления клееных конструкций
предусматриваются три отделения
1) заготовите 7ьиое, в котором производится выдерживание,
торцовка и острожка досок;
2) клеевое, где производятся предварительная сборка
конструкций, приготовление клея, намазка его на доски и
запрессовка;
3) отделение выдерживания оклеенных конструкций, где
происходит полное затвердевание К1ся Это отделение можно не
создавать 'при прогреве склеиваемых деталей в сушильных камерах
электронагревателями контактного типа или с помощью токов
высокой частоты
Сборка, склейка и запрессовка производятся в
пневматических, гидравлических, шланговых или в ваймовых прессах с
применением электрогайковертов (см раздел Ml, гл VI, § 32)
Пакет намазанных клеем элементов с надетыми на него
струбцинами зажимается в прессе, струбцины затягиваются, а затем
после освобождения пакет удаляется из пресса и выдерживается
до затвердения клея Такой комбинированный способ позволяет
максимально использовать прессы Применяется также
запрессовка при помощи монгажпых гвоздей. Весь процесс гвоздевой
запрессовки производится на верстаках и бойках различной
конструкции Намазка клея осуществляется по одной поверхности
доски, а в стыках «на ус» по двум поверхностям
384
Для клееных конструкций, защищенных от непосредственного
увлажнения агчосферпыми осадками, может применяться казеи-
иово-цемешный клей, отличающийся средней водостойкостью.
Для консфукций, находящихся в условиях переменного или
постоянного увлажнения атмосферными осадками, следует
применять водостойкий фенопформальдегидный клей марки КБ-3.
Необходимо здесь отметить, что для приготовления этого клея
требуется специальное ломсщснне с вытяжным шкафом. Кроме того,
самый цех должен иметь вентиляцию
Готовые клееные коиструкцин должны быть выдержаны в
продолжение 24—30 час в помещении с температурой, установленной
для склейки
ЭКСПЛУАТАЦИЯ. РЕМОНТ И УСИЛЕНИЕ
ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
§ 86 ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИИ
Применение недоброкачественных пиломатериалов,
неудовлетворительная конструкция крыши при неправильной
эксплуатации деревянных конструкций приводит к развитию в них
гниения
В предотвращении аварийных явлений большую роль играет
качество выполненных работ н проведение правильной
конструктивной профилактики в ответственных частях конструкции
(в опорных узлах, в .конструкции крыши и т п) Правильная
эксплуатация деревянных конструкций сводится, в основном, к
постоянному техническому надзору за ними (к наблюдению за
полезными нагрузками, за своевременной очисткой с крыши снега,
аа изменением температурно-влажностного режима помещения,
за соблюдением огнезащитных мероприятий и т п ) и к
периодическому обследованию конструкций
В последующие годы эксплуатации конструкций необходим
ежегодный (весной) технический осмотр их с выявлением
замеченных дефектов в отдельных элементах (искривлений, трещин
и т п ) н значительных деформаций (прогибов, отклонений от
вертикальной плоскости и пр ), а также механических или
биологических повреждений (в особенности в опорных узлах, под
фонарями и в разжелобках, парапетах и т п )
С целью прекращения развития обнаруженных дефектов
необходимо провести в установленный срок все требуемые
ремонтные работы
В отдельных случаях, когда в конструкции обнаружены
аварийные явления, например разрыв стыков, сплошное загнивание
опорных узлов и т п, необходимо в срочном 'Порядке временно
укрепить конструкцию, а затем провести ремонтно-восстанови-
тельные работы.
Для облегчения технического наблюдения за конструкциями
рекомендуется в первый же год эксплуатации сделать
нивелировку узлов нижнего пояса конструкций (гвоздевых балок,
ферм и друи их конструкций) В последующие годы эксплуатации
необходимо повторить нивелировку наиболее ответственных узлов
конструкции Требуется также иметь для обследуемой деревянной
конструкции поверочный расчет по действующим во время
постройки нормам, а также обмерные чертежи
§ 87 РЕМОНТ И УСИЛЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИИ
Для включения в работу элементов усиления необходимо,
прежде всего, разгрузить конструкцию, установив временные
леса, состоящие из опорных стоек, схваток, с применением
двойных клиньев под опорными стойками или винтовых домкратов
(рис 241) Если эти работы в силу каких-ли<Зо причин провести
невозможно, то требуемое усиление конструкции следует
отложить до того времени, когда конструкция не будет иметь
полезных чагрузок (снега и пр )
Работы по усилению отдельных элементов и целых
деревянных конструкций сами ко себе весьма разнообразны и должны
решаться индивидуально .ц каждом частном случае
Рнс 247 Способы зам
ожсн канд тсхн наук С
епы сгнивших концов балок
Д ДандОсковым); а, 6 а в) а
Тем не менее, имеются все же основные приемы, которые
могут быть рекомендованы для проведения всех указанных работ.
Замену сгнивших концов деревянных балок наиболее
целесообразно проводить с немощью стальных башмаков-протезов
системы С Д Даидбекова или же с 'помоиу>ю двух деревянных или
стальных (из швеллеров) накладок На рис 247 показаны приемы
замены сгнивших концов балок, которые можно проводить €ез
прекращения эксплуатации помещения Усиление целых или
составных деревянных балок
легко осуществляется путем
введения стальных игарсигслей
с натяжными
приспособлениями (муфтами) (рис 248)
Усиление растянутых стыков
хорошо выполняется с помощью
стальных хомутов (рис 249)
Усиление деформированных ,
сжатых и сжато-изогнутых
элементов может быть
осуществлено с помощью временно ус-
тановленны1Х жестких накладок
(из брусьев или отрезков швеллеров), стянутых с усиляемым эле-
ментом стальными хомутами или болтами, с последующей
дополнительной установкой связей (гвоздей, болтов, хомутов) (рис. 250).
248 Способ усиления монолнт-
i составных балок с поме "
введения стальных шпренгелев с
дой стороны
/-иатяжная муфта
Рис 249 Способы усиления дефектных растянутых
стыков
Усиление опорных узлов осуществляется с помощью
деревянных накладок и стальных хомутов или же стальных башмаков,
при этом во всех случаях загнившие части опорных узлов
удаляются, а оставшиеся антисептируются.
На рис 251 показан опорный узел дощатой фермы, у которого
удалена загнившая часть и вмесю нее введены новые деревянные
и стальные элементы усиления
Усиление ферм может быть осуществлено путем лревращения
их в трехшарннрные системы (рис 252, а, б) или, если это
допустимо по условиям эксплуатации, введением шодпружных
стальных цепей (рис 252, в)
В простейших случаях для усиления только нижнего пояса
достаточно установить с каждой его стороны стальную
287
затяжку с натяжными муфтами, скрепленную с поясом в узлах
фермы.
Полная смена аварийной конструкции покрытия без
нарушения эксплуатаини здания может быть осушествлсна с помощью
Рис 250 Выпрямление деформирован Рис 251 Способ замены пора-
ного вер.чнего пояса ссгментиоЛ фор жениой гнилью древесины
мы с помощью домкратоц и крупною опорного узла
сечения бруса нлн швеллера /-бо<ти п клкмн: 2—гвозди (зачер
/-брус U1K швеллс]! г-доньраты m шил—концы сясатого н растяну
ших элементов опорного узла)
надстройки существующих cich и устройства нового покрытия,
с последующей разборкой авариЙ1Юго 110кры1ия
Рис 252 Способы усиления дефектных ферм
трехшарннрные фермы путем н iujiibkii с к
ьнмх поясов с перекрестной стенкой, а)
ним подпружных стальных цепей с иатя)
ПРИЛОЖЕНИЕ. I
А. Пиломатерналы
Сучки, кроме рыхлых и табачных,
допускаются при условии, если
а) расстояние между мутовками не
менее
б) на длине 20 см сумма размеров
всех сучков на пластн или кромке
)1С более ....
в) в зонах соединений (кроме
требований п. Г примечания) размер
каждого сучка без выхода на ребро
ие более
Сучки табачные и рыхлые допускаются
в элементах II и II катеюрий в норме
обычных сучков, но при условии, если
а) размер сучка не пренышает
б) количество сучков на длине I «
Косослой на I м длины не более . .
Трещины вне зоны соединений
допускаю 1ся
а) глубиной (при симметричном распо
ложении на противоположных
сторонах элемента — суммарной
глубиной) не более . .
б) длиной (в брусьях каждая в
отдельности, а в досках обишм
протяжением на одной стороне доски) не
более ....
Трещины на плоскостях скалывания в
зонах соединений
До..уск.о«ые „орокл
1ЛЯ злем^нтов,
отнесенных к треи категормм
п.р...
50 см
'/«
«ор..
40 см
'Is
соответствующей
стороны элемента
стороны элемента
Не
допускаются
То же
7 см
Vi
20 мм
Ю см
толщины элемента
длины элемента
1
Не допуска
Не допускается
H0I1 6 см н менее
гр««
Не
нормируется
¦/з ширины
Не
нормируется
50 мм
2 шт
16 см
Не
нормируются
То же
Не допу-
в^балках
при толщине
досок б см
Сучки, кроме рыхлых и табачных,
допускаются при условии, если
а) расстояние между мутовками не
менее . . . .
е зон соединений
г) размеры сучков в
а) размер сучка ие превышает . .
б) количество сучков на длине 2 м не
Косослой на I м длины ие более . . .
Трещины вне зон соединений допускаются
а) глубиной (при симметричном
расположении на противоположных
сторонах элемента - суммарной
глубиной) не более
б) протяжением каждая не более
Допускаемые пороки
диаметра бревна
V, I '/.
диаметра бревна
Чь I ^ '/4
диаметра бревна
диаметра бревна
Примечания А Качество древесины хвойных и лиственных пород
в готовых элементах конструкций н в их отдельных участках должно
удовлетворять требованиям глав I-A, И и 111-Г 6 ОН и П в зависимости от
категорий элементов
Б Категории элеч|ентов несущих деревянных конструкций
I категория — для растянутых элементов, ие исключая растянутых
элементов составных балок с использованием более 70% нх несущей способности
И категория — для сжатых и
растянуто изгибаемых элементов п
способности
290
Катвгори,1 злемеитоИ
^
"-^
T=d,u
111 категория — для настилов, обрешетки под кровлю м неотвстствен-
иых элементов, повреждение которих не нарушает прочность несущей ков-
струкцин
В. Допускаемые размеры сучков для
всех категорий элементов несущих
деревянных конструкций указаны на рисунке
Размер сучка определяется в поперечном на-
правлсиин элемента пиломатериала по
величине *, а для бревен — по величине
диаметра й в данном сечении
Г Для пиломатериалов и бревен
гинль и пасынки для всех категорий, а
червоточина — для третьей категории не
допускаются Для третьей категории
червоточина допускается только на поверхности
Д Требования к качеству древесины
для сжатых и изгибаемых элементов
конструкций при условии использования не
более 70°/о их расчетной несущей способно"
сти, а также требования к качеству древе»
сипы клееных конструкций могут быть
снижены в соответствии с указаниями
Технических условий <НиТУ-122-55 табл 17
Чпх
Категория элементов Ш
А 18)
^'WV'-^V^J
ПРИ ПОЖЕНИВ 2
Сокращенный сортамент пиломатериалов для несущих
деревянных конструкций, р,екомендованный НиТУ-1гг-55
со всеми необходимыми данными для расчета
""•
1,6
1,9
2,5
3
4
5
...
10
12
К)
12
18
10
12
15
18
10
12
15
18
5
10
12
15
18
5
6
8
"""
16
19,2
19
22.8
34,2
25
30
37,5
45
30
36
45
54
20
40
48
60
72
25
30
40
W-
J33.2
230
158.2
274
924
208
360
7(15
1215
250
432
8+4
1458
41,7
333
576
1 125
1044
52.1
90
213
«^.«.-
26,7
38,4
31.6
45.6
102.6
41,7
60
94
135
50
72
112
162
16.7
66,7
96
150
216
20.8
30
53.3
Jmuh f-"'
3,4
4,2
5.7
6,9
10,3
13
15,7
19.6
23,6
22,5
27
33,7
40.5
26.7
53.3
64
80
96
52,1
62,5
83,3
^мин f-"*
4.3
5.1
6
7,2
10.8
10.4
12.5
15.6
18,7
15
18
22,5
27
13.3
26,7
32
40
48
20,8
25
33,3
.с.
6
7
8
10
12
15
18
20
22
...
12
15
18
20
6
8
12
15
18
20
22
12
15
18
20
22
15
18
20
22
15
18
20
22
12
15
18
20
18
20
22
20
22
F см»
60
75
90
100
36
48
72
90
108
120
132
84
105
126
140
154
120
144
160
176
150
180
200
220
144
225
270
300
324
360
396
401)
484
^макс <'''•
720
1406
2 430
3333
108
256
864
1687
2916
4 000
5324
1008
1969
3 402
4 667
6211
2 250
3 888
5333
7 099
2 812
4 860
6667
8 873
1728
4219
7 290
10000
8748
1201)0
15 973
19520
^макс'*'
120
187
270
333
36
64
144
225
324
400
484
168
262
378
467
565
3<)0
432
533
645
375
540
667
807
562
810
1000
972
1200
1452
1333
1775
Jmu. с-
125
156
187
208
108
144
216
270
324
360
396
343
429
514
572
629
640
768
853
1250
1500
1667
1833
1728
4 219
5 052
5 625
8 748
9 720
10 692
13333
19520
WjiuH **•
50
62,5
75
83,3
36
48
72
90
108
120
132
98
122
147
163
180
160
192
213
235
250
300
333
367
288
562
675
750
972
1080
1 188
1333
1775
Радиусы инерции
R прямоугольного сечеиня 2) для круглого сечения
P = bh /=•--j-
r - 0,25rf
Расчетные данные для раздпиых поперечных сечениА из бревен
с™..
у.
'Щ
Y-i
Ш
]?
л i
t
К'Л
"Ш^
^
Ширина Ь
-
0,5 <<
0,333 <f
0.25 rf
0.333 rf
0^0 rf
В.с„..
<<
0.933 rf
0,97Ы
0.984 d
0.97 Ы
0,933 rf
F
0.785 <P
0.763 <P
0.779 rf«
0.783 rf*
0.779 d2
0.763 rf*
уилениых
0.5 rf
0.486 rf
0.4S6rf
0,498 d
0496rf
0486rf
^x
0,083 d»
0,073 d»
0,008 rf3
0.080 d»
0,077 d»
0,063 d»
Ix
0,049 d*
0,044 d<
0.047 d<
0.048 d*
0,047 d<
0.044 d*
«'r
0,098 d»
0,090 d»
0,095 d»
0,096 d»
0,096 d»
0.091 d3
r.u.
0.25 d
0,24 d
0,25 d
0.248 d
0.247 d
0540 d
с».
Ях,
¦^
i
tr
Шнркаа ft
0.25 rf
0.33 rf
l'.5rf
d
-
Высота A
0 986rf
0,942 rf
0.866 rf
0.5 d
d
I'
0.781 d2
0.773 d«
0,740 d*
0,393 d2
0,393 d»
=:
0.484 d
0.471 d
0.433 d
0.29d
0.5 d
Ст1тнче-
0,081 d»
0U77d'
0,063 d»
0,022 d»
0,04 Id»
/x
0,047 d*
0.045 d*
0,039 d*
0,007 d4
0,025 d<
Wx
0 097d>
0.095 ds
0,090 d»
0,024 d»
0,049*
'-
n,24'j d
0 241 d
0.230 d
0.132 d
0,135 d
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Значения коэффициентов М^„кг, коэффициентов
нагрузок для деревянных настилов, балок
их опираниях
прогонов при различных
Ркчепи. схемш
4\N Л
1— ^ —-i
^
ш—^-^
р
л
Г=гГ=|
ё^
л
MiimiMmiimiiiiimiii
Щ.
Ч
'"леке
~ 2
-Pt
+ 4
+0.0703?/»
-0.1259Р
*
0,5
2
"Г
5
24
1
0,154
0,087
Эканвалектиая нагрузка
Ч, '1',^^
4<7
8Я
/
«7
2Я
/
0,562?
Я
по 'И^д^.^
ЗМЯУ
»/—5,.- /*!«
0,6?
25.6-J-
Ч
16Я
/
0.416?
J«— I ^ I —^\
-J^,J77U—
L^_ .T- T
Равномоментная схема
/, =Го 8Я/;
1- -0.06259P
ly^imjAiifiHmvA
Рапиопрсинбиая о
/,=Ч8/.
'24 ~
= -0.08337Zi
Примечание Эквивалентная нагрузка принята по отношению
к однопролетной, свободно опертой в концах балке с равномерно распреае-
ленной нагрузкой q
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Значение предельных прогибов изгибаемых
Для междуэтажных перекрытий , .
Для чердачных перекрытий
Дли покрытий (кроме ендов)
а) для проюнов стропильных ног
и деревоплиты
б) для обрешетки н настилов под
кровлей ...
В ендовых местах покрытий . .
Для опалубки закрытых поверхностей
конструкций
Для опалубки открытых поверхностей
конструкций .
меиевтов nepespi
UTHft ш пожрнта
Пределыш* лрогяб
""Sr"
1
250 '
1
200 '
1
200 '
1
150 '
1
400 '
-
-
—Л^ЙГ'
1
200 '
1
150" '
1 ,
150
1 .
100
1оо~ '
1
250
1 .
400
Примечание При наличии штукатурки прогиб балок междуэтажных
перекрытий только от полезной нагрузки не должен превышать д^ /
Для деревоплиты в этом случае предельный прогиб ие должен быть
больше gg^ /
ПРИЛОЖЕНИЕ б
dcM
7
8
9
10
И
12
13
14
и см
21.99
25.13
28, Л
31.42
34.56
37,70
40,84
43,98
fCJ.»
38,48
50.27
63,62
78.54
95.03
113,1
132,7
153,9
/cV
117,9
201,1
322,1
490,9
718.7
1018
1402
1886
Wfji»
33.67
50,27
71.57
98.17
130.7
169,7
215.7
269.4
...
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
?9
30
и см
47.12
50,V6
53,41
56.55
50.69
6.'.83
65 97
72.26
75.40
78 54
81,68
84.82
87.97
91.11
94.v;5
..V
176 7
201,1
227.0
254 5
2835
314.2
346.4
38П.1
415.5
452.4
490 9
5309
572,6
615,8
91 11
91,Л
у«.
2 485
3217
4 100
5 153
6397
7 854
9547
11500
13 740
16 2)0
19 180
22 430
26090
30 170
660.5
, >706.9
Wrji»
331,3
402.1
482 3
572.6
673,4
785,4
909,2
1045
1 194
1357
1534
1726
1932
2155
2 394
2 651
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
12
//
#
п г
kl\l
^/А/ \/
Щ'/V
//УГ/'\
у
г Wzi 30 3
/
/
/
Yv
у
/
Г/
у
й
1
/
^ь^^
jj
— вес кровли, утеплителя, подшивки,
обрешетки, иастнлов, вспомогательных стропил, про-
— нагрузка снега, полезная, чердачная и т п,
— пролет несущей деревянной конструкции, вес
в кг/л' покрытия пли в кг на одни узел
фермы ^ли и кг на всю ферму
ИРИЛОЖЬНИЬ s
] определения Fht, Wht, Jht для бревен,
ПРИЛОЖВНИЬ. 9
т
^о,а\
ioA
\.\
1 т
о,з\
о,г\
шШШ.
ИИ!
tlittHliltiJM
Я^ЯЯ
O.OS 0,1 0,1i о/. О^Ь 0,3 0,3S о,* 0,1>5 Ofi ('•Г'Гг-стмонебпас»
ПРИЛОЖЕНИЕ 10
Расчетная несущая способность стального цилиндрического нагеля в кг
на 1 срез при направлеиин усилия вдоль волокон сосновых и еловьи
влементов, защищенных от увлажнения н нагрева
*
1*
1.2
1.4
1.6
1,8
2,0
2,2
2.4
"=¦
Та
Та
Та
Та
Тс симметр
Та
'с симметр
'с симметр
Расчетн1я несущ» способное
2.6
240
150
105
280
175
122
320
200
140
360
225
157
400
250
175
440
275
192
480
300
210
<
291
240
168
385
280
196
493
320
224
576
360
252
640
400
280
704
440
308
768
480
336
>
309
300
210
403
350
245
511
400
280
633
450
315
770
500
350
880
550
385
960
600
420
•
331
360
252
425
420
294
533
480
336
655
540
378
792
600
420
943
661)
462
1107
720
504
7
ь в лг при то
«
3571 360
360 360
294 336
451
490
343
559
560
392
681
630
441
818
700
490
969
770
539
1134
840
588
481
490
392
589
640
448
711
720
504
848
800
560
999
880
616
1165
960
672
10
360
360
36(
490
490
490
640
640
560
783
810
630
920
1000
700
1071
1 1(H)
770
1235
1200
840
Ч
360
360
360
490
490
490
640
640
640
810
810
756
1000
1000
840
1159
1210
924
1440
1008
IS
360
360
360
490
490
490
640
640
640
810
810
810
1000
1000
1000
1210
\по
1155
1440
1440
1260
более
360
360
360
490
490
490
640
640
640
810
810
810
1000
1000
1000
1210
1210
1210
1440
1440
1440
Примечание Расчетную несущую способность данного среза нагеля
принимают равной меньшему из табличных значений Т, и Т, для
прилегающих к этому шву элементов, определяя (см табл 10)
Та — по толщине а крайнего элемента симметричных соединений
или более тонкого крайнего элемента несимметричных
соединений.
с среднего элемента симметричных соединений;
всех элементов с (или а) одинаковой толщины
в несимметричных соединениях, а также по толщине с более
толстого элемента одиосрезных соединений
Во временных зданиях и сооруженнях все табличные значения умиожа
я на коэффициент 1,25
ПРИЛОЖЕНИЕ 11
расчетная несущая способность гвоздя в к« на 1 срез
при направлении усилия под любым углом к волокнам сосновых
и еловых элементов, защищенных от увлажнения и нагрева —
для строительных гвоздей (круглых) по нормальному сортаменту
(ГОСТ 4028-48)
|з
0,3
0,35
0.4
0,45
0,5
0.55
0,6
Та
Тс
Тс
Та
Тс
Тс
Та
Тс
Тс
Та
Тс
Тс
Га
Тс
Тс
Та
'с
Тс
''а
Тс
Тс
;^S'
чссмч
wumT
есамм
гсимн
есимч
ссимм
"ccZT
J
2(,
30
21
35
35
24
44
40
28
55
45
31
66
50
35
_
—
_
Р.^чет
ия нес
г.з
29
36
26
37
44
31
46
.50
35
57
56
39
69
62
44
82
48
96
75
52
3
31
36
31
40
49
37
49
60
42
60
67
47
71
75
52
84
82
58
99
90
63
утая с
3,5
35
36
36
43
49
43
52
64
49
63
79
55
75
87
61
88
96
67
102
105
73
юсобность в
4
36
36
36
47
49
49
56
64
56
67
81
63
78
100
70
91
110
77
106
120
84
5
36
36
36
49
49
49
64
64
64
76
81
79
87
100
87
100
121
96
115
144
105
кг при
6
36
36
36
49
49
49
64
64
64
81
81
81
98
100
100
111
121
115
126
144
126
б^Ле
36
36
36
49
49
49
64
64
64
81
81
81
100
100
100
121
121
121
144
144
144
i
7
8
8
9
10
11
12,5
15
17.5
20
III
3.95
4,5
6,15
6.9
9,9
10,9
15,7
23Д
32,8
43,9
Примечание Расчетную несущую способность данного среза гвоздя
принимают равной меньшему нз табличных значений Т, и Г, для
прилегающих к этому шву элементов, определяй (см табл 10)
Та —по толщине а крайнего элемента симметричных соединений
или более тонкого крайнего элемента несимметричных
соединений,
Тс симметр -ПО толщине С среднего элемента симметричных соединений;
Тс несинн — по толщине всех элементов с (или а) одинаковой толщины
в несимметричных соедииеннях, а также по толщине с более
толстого элемента одкосрезных соединений
Во временных зданиях и сооружениях, а также при расчете опалубки
при наличип бокового давления бетонной смеси все табличные вначеиия
умножаются на коэффициент 1.25
301
ПРИЛОЖЕНИЕ 12
Расчетная несущая способность дубового цилиндрического нагеля в к*
иа 1 срез при направлении усилия вдоль волокон сосновых в еловых
элементов, защищенных от увлажнения н нагрева
„«
1.2
1.6
2.0
2,4
JO
Та
¦iV.TcuZ''
Та
IfcuMwemp
Та
'Tf с и „метр
1а
TrcuMMimp
Тснесимн
Та
Тс симмгтр
Тс нки мм
ч,ь
77
90
60
127
120
80
192
150
100
271
180
120
375
225
150
Расчетная несушаа сиосо
'
94
94
94
147
166
123
212
240
160
291
288
192
437
360
240
'
94
94
94
165
166
160
230
260
200
309
360
240
455
450
300
'
94
94
94
166
И)6
160
252
260
240
331
374
288
477
540
360
'
94
94
94
166
166
166
260
260
260
357
374
азб
503
585
420
«
94
94
94
166
166
166
260
260
260
374
.374
374
533
585
480
«'oVe
94
94
94
166
166
166
260
260
260
374
374
374
585
585
585
Примечание Расчетную несущую способность данного среза нагеля
принимают равной меньшему из табличных значений Та н Тс для
прилегающих X данному шву элементов, определяя
Та— по толщине а крайнего элемента симметричных соединений или
более топкого крайнего элемента несимметричных соединений,
Тссимметр—^^' толщнне С среднего элемента симметричных соединений;
Тснесимм —по толщнне всех элементов с (или а) одинаковой толщины в
несимметричных соединениях, а также по толщине с более тол-
а одпосрсзных соединений
ПРИЛОЖЕНИЕ 13
Деформации соединений при полном н
На врубках и торец в торец . .
Иа Hill елях всех видов .... ...
На шпинках всех видов, кроме колозок, а так-
На колодках
X использовании
Деформации в мя
„ссхсиных
1.5
2
3
временных
2
3
5
5
ПРИЛОЖЕНИЕ Ы
Вид вшряжевного сочояш.я
Изгиб
Растяжение вдоль волокон ...
Сжатие и смятие вдоль волокон
Сжатие и смятие поперек волокон по
всей поверхности . .
Смятие поперек волокон иа масти длины
при длине свободных концов не менее
длины площадки смятии и толщины
элемента
а) при длине площадки смлтил влоль
волокон 10 см н более, а тdкжc в
лобовых врубках и опорных шюско-
стях конструкций . ...
б) при длине площадки смятия 3 см, а
также под шайбами при углах смнтия
or Л)» до 60* . . ...
Смятие по плоскостям скольжения клн-
Скалывание вдоль волокон(максимальное)
Скалывание поперек волокон (макснмаль-
ное) ....
ОбоЗН!-
Ru
Rp
Re \
RcM J
?l}
R.^
Rcj^
Rc,m>
RcH
/?„.
оп'луАки!
150
85
150
20
35
45
25
24
12
опалубки
180
100
180
25
40
50
25
24
12
Примечание Расчетные сопротпвлеипя смятию поперек волокон
при расчете конструкций, подвергающихся кратковременному воздействию
нагрузок, а также в тех случаях, когда повышенные деформации не опасны,
повышаются умножением иа коэффициент 1,2
ПРИЛОЖЕНИЕ 15
„,---- - в отношении допустимых пороков
для «лементов несущих конструкций, подлежащих расчету для временных
л ^ сооружений (по У 108-66)
Накиеаоынке пороков
Сучки всякие допускаются прн ус-
в) в зонах соединений не более
Косослой на 1 м длины не более
Трещины
а) по плоскостям
зонах соединений
б) в остальной части элементов
глубиной н длиной не более
соответственно
Сердцевина
нод-
'/з янаметра брев-
>/< диаметра брев-
Me нормируется
То же
>/4 стороны эл
10 см п досках
брусках,
вергающнхся
ударным -
действиям
'/а толщины (диаметра) н
Не допускается
Примечание В изгибаемых сна ребро» и в сжатых досках сучок на
одной кромке (узкой стороне) допускается размером до '/г ширины кромки,
а в изгибаемых сплашмя» досках допускается во всю ширину кромки
Размер сучка определяется в поперечном направлении элемента
ПРИЛОЖЕНИЕ 16
УКАЗАНИЯ
пород
бука,
(Из «Технических правил по экономному расходованию металла, леев
и цемента в строительстве» — ТП 101-54)
1 Древесину лиственных пород следует применять
а) для изготовления доступных для осмотра и проветривания наслонных
стропил, обрешетки, стоек и подкосов каркаса временных подсобных
производственных зданий (складов, сараев, навесов и т д) н для строительства
304
сооружений вспомогагелыюго назначения (ктакад, вышек,
бункеров, закромов н сплосов для хранения строительных материалов н т Л.У,
б) для изготовления опалубки бетонных и железобетонных коиструвднй,
лесов, кружал, временных креплений, котлованов и траншей, вреиенньи
оград и заборов, обносок, защитных козырьков н т д.
в) для изготовления доступных для осмотра и проветривания наслонных
стропил и обрешетки (кроме березы) в покрытиях постоянных зданий с
чердаком (жилые дома, общественные здания, бытовые помещения и т д),
г) для изготовления кровельных и облицовочных деревянных плиток по
ГОСТ 4136-48 «Плитки деревянные кровельные н облицовочные», а также
кровельные стружки, дранки, гонта и т д ,
д) для изготовления древесноволокнистых плит и тсплонзоляцпоиных
материалов
Древесину лиственных пород, как правило, не следует применять в частях
постоянных сооружений, соприкасающихся с грунтом н засыпками Элементы
стропил, примыкающих к каменным наружным стенам здания, должны
антисептнроваться
2 Древесину лиственных пород (кроме липы) допускается применять для
изготовления внутренних дверей, фрамуг и наличников в помещениях с
нормальным температурно-влажностным режимом, а также для изготовления
окон н дверей в сельскохозяйственных н надворных постройках и в зданиях
временного типа в соответствии с указаниями ГОСТ 475-50 «Окна и дверн
деревянные Технические условия» и ГОСТ 6857-54 «Детали деревянные
погонажные Технические условия»
Древесина лиственных пород может также применяться для
изготовления столярных перегородок, а также столярных плит для изделий, устанав-
внутри здания
соответствии с ГОСТ 5600-50 «Дома деревянные жилые заводского
Детали Сечения заготовок, их назначение, приемка, хранение
и транспортирование» лесоматериалы лиственных пород лонусклется
применять для изготовления
а) стропил, прогонов коньковых н подстропильных, стоек н подкосов
стропил, обрешетки, опалубки крыши, консолей н зонтов крылец (за
исключением березы, липы н тополя);
б) обшивок внутренних стен, перегородок и накатов при условии
янтисептяроваиия древесины:
в) подшивки потолков,
г) стоек н щитков фронтонов.
д) внутренних архитектурных детален, плинтусов, галтелей, карнизов,
наличников, раскладок, багетов, нащельников н т п
е) деталей перегородок, встроенных шкафов н другой встроенной мебели.
ж) чистых полов — дощатых н щитовых (кроме липы и тополя)
4 В соответствии с ГОСТ 1005-49 «Щиты деревянные для перекрытий в
жилых и гражданских зданиях» и ГОСТ 1006 49 «Шиты деревянные для
чеждукомнатпы\ перегородок» допускается применение лиственных пород
для изготовления щитов междукомнатиых перегородок и наката для
перекрытий прн условии обязательного антисептирования древесины каждого
Применение березы и бука для указанных щитов не рекомендуется и
допускается только при условии глубокой пропитки антисептиками
Применение щитов наката из древесины лиственных пород в
конструкциях полов первого этажа не допускается
5 Для изготовления элементов конструкций применяются лесоматериалы
лиственных пород по ГОСТ 4533-48 «Лесоматериалы строительные круглые
лиственных пород» и ГОСТ 5444-50 «Пиломатериалы лиственных пород для
строительства и других видов промышленного потребления»
6 Применение древесины лиственных пород в стенах, перегородках н
перекрытиях, ограждающих помещения с повышепгюй влажностью
(санитарные узлы, прачечные и др.), в постоянных зданиях не допускается
20_в Ф Имноа 30S
ПРИЛОЖЕНИЕ П
Расчетное сопротивление R
в кг/сж» ДЛЯ
прокатной стали
толщиной от 4 до 40 лсм включительно (по Н я ТУ 121-55)
ВНЖ Н.ПРЯЖСННОГО
Растяжение, сжатие н из-
Смлтне торцовой поверх-
Диаметралыюе сжатие
катков при свободном
касании . .
Растяжение . ...
Срез
^"""^
Срез . . .
Усло.„ое
к
RcMT
RcK
Rp
t<cp
RcM
Rd
kcp
llpoKiTK» ст.ль uapox
Ст 0
t
1700
1000
2500
bO
Ст 2
в
2О0О
1200
3000
70
Ст 3
»
2100
\Ш)
3 200
80
Ст 5
г
2400
1400
3600
90
НЛ1
д
2500
\М)
3800
95
НЛ2
е
2900
1700
4300
НО
Мерные и анкерные болты из стали
Ст 0 в конструкциах hi стзлн марок
1700
900
2100
1700
900
2400
1700
900
2 600
_
-
_
-
_
-
Черные и анкерные болты из Ст. 3
в конструкциях из стали парок
2100| 210о| 210о| 210о| 210о| 2100
I 1501 1 1501 1 1501 - 1 — 1 —
2100
2400
2600
-
-
-
ПРИЛОЖЕНИЕ 18
Ориентировочные значения коэффициентов собственного веса kf,
^^^_____ (для предварительных расчетов)
Балк» Деревягииа ,
Балки с двойной перекрестной стенкой на гвоздях
Простейшие шпрснгельпые и треугольные ферчы с i
Треугольные и прямоугольные фермы из бреЕ
со стойками из стали
Металло-дерепянные фермы Деревягииа
Пятиугольные фермы на клеестальных шайбах
Многоугольные брусча1ые фермы сегментного очертания
Мсталло деревянные сегментные фермы с клеевым верх
Сегментные гв01девые фермы и арки
Арки из балок Деревягнна . . ...
Арки И1 дощато-гвоздевых балок сегментного или
серповидного очертания . . . .
Арки из клеефанерных балок сегментного или
серповидного очертания
и брусьев
4-6
3-5
ПРИЛОЖЕНИЕ 19
Весв и коаффициенты теплопроводностя моляционвых матернадов
Объемный вас 1 Коэффициент
Минеральный войлок на битумном вяжущем . .
Ячеистые бетоны (пенобетоны и пеносиликаты)
Шлак котельный (остатки от сжигания угля) .
Шлак доменный гранулированный (жидкий
шлак, подыергнутый быстрому охлаждению)
Шлаковая вата уплотненная (волокнистый
доменный шлак)
Камышит и соломит (спрессованные и
прошитые проволокой щиты из камыша или соло-
мы4 толщиной SO -70 мм ...
Фибролит магнезиальный —жесткие плнты
толщиной 5 и 7 с^ . .
Оргалит (древесноволокнистые плиты из
измельченной древесной массы) толщиной
12,5-23 лж
Древесные антисептированные опилки , .
Глниоопилки ...
Шевелии (стеганые полотнища нз отходов
льняного производства) толщиной 12,5-15 лл
Гипсовые плиты с наполнителями (опилки,
стружки) толщиной—5-7—9 мм
Стеклянная вата . . . .
Глине песчаная сухая смазка
Глино-солоиеннам' сыаэка ....
200-400
400-800
800-1200
120-360
450-600
140-260
660-950
150-200
0.055-0,57
0,08-0.12
ОД-0,5
0,14-0,22
0,05-0,08
0,06-0,09
0,04-0,045
0,18-0.27
ПРИЛОЖЕНИЕ 20
Расчетная несущая способность болтов и тяжей в мг
"dp
6
8
10
12
14
16
18
"»,
в нарезке
4.701
6,377
8,051
9,727
11.400
13.400
14,750
''бр
в см'
0,283
0,505
0,785
1,130
1,540
2,010
2,543
''нт
асм>
0,173
0,316
0,509
0.744
1,020
1,408
1.708
Дл«
поЛвр
Ир-\Ш
кг см
481
859
1334
1921
2 618
3417
4 323
Ст 0
nof„
кг.см'
235
430
692
1012
1387
1915
2323
Д.1« Ст 3
noftfp
«р-г.оо
кгск>
594
1060
1648
2370
3 230
4 210
5 330
по Fht
-1680
кг/см'
290
530
854
1250
1714
2366
2870
/ер
20
22
24
27
30
36
42
48
•:^-
16 750
18.750
20100
23.100
25.450
30,800
36.150
41.500
i-ap
3.140
3 799
4 521
5.722
7.065
10,170
13 840
18,090
/•„,
2.182
2,740
3.165
4,180
5,060
7.440
10,250
13,520
лла Ст. 0
/?р -1700
кгсм*
5338
6 460
7 684
9 724
12000
17290
23528
30 753
nof„
0,8 «р -
-I860
2967
3726
4304
5685
6 882
10118
13940
18387
дли Ci 3
noftfp
«р- 2 100
6590
7 980
9500
12О0О
14 830
11830
29080
38 000
noF„,
0.8 Rp -
-1 680
3665
4 605
5320
7020
8500
12500
17220
22 730
ПРИЛОЖЕНИЕ 21
График расчетных сопротивлений древесины снятию и
под углом к волокнам
(ктав* 4. S 10 г
скалыванию
ISO-SO «г1см>-\
130-18 кЦсм'- смятие'
Л-12 кЦсМ"-
ЛИТЕРАТУРА
1 Строительные нормы и правила, ч 2, глава V, 1954
2 Нормы и технические условия проектирования деревянных
конструкций (НиТУ-122-25).
3 Технические правила по экономному расходованию металла, леса и
цемента в строительстве (Т 101-54)
4 Нормаль Балки деревянные клееные рельсового и двутаврового
сечения (НР-156 53)
5 Технические условия на производство и приемку строительных н
монтажных работ Раздел 5 Изготовление и монтаж деревянных конструкций
6 Технические условия па производство и приемку строительных и
монтажных работ Раздел 3 Бетонные и железобетонные работы
7 Конструкция по проектированию и возведению каменных сводов
двоякой кривизны, Стройнздат, 19.50
8 Инструкция по испытанию древесины огнестрельным способом Маш-
стройнзлат, 1950
9 Противопожарные нормы строительного проектирования
промышленных предприятий и населенных мест (Н-102-54)
10. Инструкция по монтажу деревянных каркасных домов заводского
изготовления, серия К-МСПТИ. Москва, 1953
И Указания по проектированию деревянных конструкций временных
зданий и сооружений (У-108-55)
12 Инструкция по борьбе с гниением н повышению огнестойкости
деревянных элементов зданий и сооружений, Государственное архитектурное
издательство, 1949
13 Нормы и технические условия проектирования вспомогательных
зданий и помещений промышленных предприятий (НнТУ-125-55)
14 Инструкция по проектированию и изготовлению клееных деревянных
конструкций (ИСП-101-51), Стройиздат, 1931
15. Карлсен Г Г, Больн1акон В В. Каган М Е. Свеи-
цицкий Г В, Деревянные конструкции, Стройиздат, 1952
16 Свенцицкий Г, В, Деревянные конструкции, Стройиздат, 1952
17Коченов В М, Расчет деревянных конструкций по расчетным
предельным состояниям, Стройиздат, 1955
18 Кочетков Д А., Деревянные конструкции, «зд Министерства
коммунального хозяйства РСФСР, 1950
19 Шишкин В Е, Деревянные конструкции, Стройиздат, 1954
20 Иванов В Ф, Проблема долговечности деревянных конструкций,
Стройнздат, 1950
21 Отрешко А И, Строительные конструкции, т И сДеревянные
конструкцни>, Трансжелдориздат, 1950.
22 Крутецкий Е В.. Поливанов Н И, Славуцкий А. К-,
Дороги п мосты, Ичд Министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1952.
23 К о ч е и о в В М., Несущая способность элементов и соединение
деревянных конструкций Стройиздат 1953
309
24 Балдпи В А. 1оль,1Сиблат И И, Кочеиов В М.
Пнльдиш М Я, Таль К Д, Расчет строительных коиструкций по
предельныч состояниям, под редакцией Келдыша В М, Стройнэдат, 1951
25 Большаков В В, Руководство по эксплуатации и ремонту
деревянных конструкций, Стройпздат, 1939
26 Центральный научно-исследовательский институт промышленных
сооружений (ЦНИПС), Вопросы прочности и изготовления деревянных
коиструкций, Стройиздат, 1952
27. Губенко Л Б, Клееные конструкции из досок, Стройнэдат, 1949
28 Топчнй Д Н, Сельскохозяйственные здания п сооружения,
Стройпздат, 1954
29 Архипов П П, Крыловы В, Сельскохозяйственные
производственные здания и сооружения, Сельхозгпз, 1955
Зи В а н н и С И., Древссиноведеннс, Гослесбумиздат, 1949
31 Фоломии А. И, Высокотемпературная скоростная сушка и
антисептическая пропитка древесины, сСтроительиая промышленность» Nt 9, 1954
32 Гольдин М. М, Антисептическая зашита деревянных
конструкций, Государственное архитектурное издательство, 1951
33 Б е л я II к и н Ф П , Длительное сопротивление дерева, Стройиздат,
1934
34 Белянки и Ф П, Современные методы расчета прочности
элементов деревянных конструкций, изд Академии наук УССР, 1951
35. К а ш к а р о в К П , О пределе пластического течения древесины,
<Стронтельная промышленность» № 12, 1950
36 Бойко М. Д, Влияние темнературно-влажностпого состояния
древесины Hi ее прочность, Стройиздат, 1952
37 Плсшков П Ф, Теория расчета деревянных составных стержней,
Стройиздат, 1952
38 Инструкция по изготовлению балок н ферм системы инж В С Дере-
вигина (П-9и 44), Стройиздат, 1944
39 быковскнн В Н, Соколовский Б С, Деревянные
клееные конструкции, Машстройнздат, 1949
4U. Г и б ш м а н Е Н, Деревянные мосты на автомобильных дорогах,
Изд Министерства коммунального хозинства РСФСР, 1950
41 Кочеиов В И, Геллер В А, Деревянные конструкции
промышленных и гражданских зданий, сСтроительиая промышленность» № 7,
1951
42 Ковальчук М Ф, Примеры проектирования деревянных
конструкций, Стройиздат, 1941
43 Иванов Ю М, Новая характеристика прочности древесины,
«Труды Института леса АН СССР», т IV, 1949
44 Вага н OR А П, Деревянные подвесные хранилища для сыпучих
матерна.1011, «Строительная промышленность» № 10. 1950
45 Лесоматериалы, Методы физико-механических испытаний древесины,
ГОСТ 6336-52, Стандарт! нз, 1954
46 Беля н кии Ф П, Прочность древесины при скалывании вдоль
волокон, Киев, 1955.
47 Губенко А Б, Применение фанеры в строительстве. Стройиздат,
1948
48 Строительные конструкции. Центральный институт информации по
строительству Государственного комитета Совета Министров СССР по делам
строительства, Москва, 1952
49 Строительные конструкции промышленных сооружений. Сборник
статей, Стройиздат, 1946
50 Михайлов В Н, Столярно-мехаиические производства,
Гослесбумиздат, 1951
51 Песоцкий А Н, Лесопильно строгальные производства,
Гослесбумиздат 1949
310
52. г р у б е А Э, Станки и инструменты по деревообработке, т 1И,
Гослесбумиздат, 1949.
53 Пинский А. Н, Арматурио-опалубочные блоки с несущими
опалубочными коробами, собираемыми нз инвентарных элементов,
«Строительная промышлепиость» №11,1953.
54 Светозарова Е И, Влияние высоты сечення деревянной балки
на сопротивление ее чистому изгибу, Гослесбумиздат, 1954.
55 Р ж а н и ц ы и А. Р , Теория составных стержней строительных
конструкций, Стройиздат, 1948.
56 Карлсен Г Г, Фоломни Л И, Знаменский Е М,
Силин В Н., Лапшин К С. Норовский В И,
Филимонов И. С, Методы и примеры проектирования деревянных конструкций,
нзд ВИА. Москва, 1954
57 Белянкин Ф П, Прочность и дефор.матнвность деревянных
стержней при кручении, нзд. АН УССР, 1949
58 Перелыгин Л М, Строение древесины, изд АН СССР, 1954
59 Кондратьев Л А, Основы проектирования н примеры расчета
деревянных мостов, Автотрансиздат, 1954
60 Лакотош В К-, Пути повышения выработки деревянных строн-
тельны.х деталей, «Строительная промышленность» № I, 1952
61. Иванов 10. М, Деревянные конструкции и их производство
н США, «бюллетень строительной техники» № 1, 1946
62КОСТЮКОВСКИЙ М. Г, Васильев Б Ф, Опытное
строительство железобетонного покрытия в подвижной опалубке, «Бюллетень
строительной техники» Ms 7, 1948
63. Проневич В. П, Шуб И В. Якобсон М Я.
Сборно-разборные здания производственных предприятий, «Бюллетень строительной
техники» Ws 3, 1952
64 Уткин Б В, Новейшие формы организации монтажа на
строительстве деревянных эллингов в Америке, «Бюллетень строительной техники»
№ 22—23, 1944
65 Храковский А 3, Индустриальная база массового жилищного
строительства, «ьюллетень строительной техники» Лз 16, 1950
66 Мазур М В, Проневич В П, Заводское изготовление
клееных балок и щитовых дверей, «Бюллетень строительной техники» № 16,1950
67 Крейдлнн А Н, Заводское изготовление клссны.х конструкций,
«Бюллетень строительной техники» № 20, 1951
68. Журнал «Wood» за 1954 н 1955 гг
69 Журнал .Official archlieciuie ..nd Planniiiji •, 1955
70 Мелик-Лдамян P О, Сборно разборное здание на
строительных площадках, «Бюллетень строительной техники» Л» II, 1951
71 Мсрксль М Я, Плотник-опалубщик, Трудрсзервиздат, 1955
72. Альбом типовой опалубки для бетонных и железобетонных
конструкций, 1952
73 Ваганов А П, Сборные подвесные хранил1Ш1а, Госстройиздат,
Ленинград, 1955
74 Howard J Hansen. СЕ .Modern Timbi г Design ".New Joik, 1943 и 1948
75. Журнал .L'Archltecture D' Aujour ¦tinl № II. 1938.
7b Журнал .bchwelg. Baugtg,' 1955.
77. Журнал .Der BanlngcnUuf. 1954-1955.
78. Ж>|)нал .Gfenle Civil", № 22- 1925, J« 13-1939.
79 Журнал .La technique des travaux" -Januar 1939.
80 Журнал .Die UaotechniK' 1954-1955
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр
Предисловие 3
Введение 4
Раздел первыК
Дерево — конструктивный материал
Древесина, применяемая в строительстве . 19
§ I Отбор древесины для MHKenepiHJx конструканй 19
§ 2 Некоторые сведения о физических свойствах древесины,
необходимые для проектирования деревянных конструкций 20
А Влажность древесины 20
Б Усушка, коробление, растрескивание, разбухание 22
В Объем11Ы|1 вес 24
Г. Коэффициент линейного расшпрспия 25
§ 3 Механические свойства древесины . . 25
§ 4 Меры борьбы с вредными воздействиями на древесину 30
А Способы sauuiTu древесины от загнивания 30
Б Повреждение древесины насекомыми к меры борьбы с
ними . 34
В Горение древесмнм и меры ее зашиты от возгорания 34
Раздел второй
Деревянные коиструкцнн в ограждающих частях зданий
Глава I. Конструкции покрытий и перекрытий 37
§ Г) Общие сведения 37
§ 6 Кровля н обрешетка 38
§ 7 Междуэтажные и чердачные перекрытия 41
Глава П Стены 46
§ 8 Коктрукцпя деревянных сте i 46
Раздел 1ретий
Расчет и проектирование элементов деревянных конструкций
Глава I. Расчет деревянных конструкций по предельному состоянию 50
§ 9 Исходные положения расчета элементов деревянных
конструкций 50
Глава If Данные для расчета деревянных конструкций по предельному
состоянию (по НиТУ-122-б5) . . .52
§ 10 Расчетные сопротивления R 52
I П Коэффициенты условии работы . 54
§ 12 Нормативные нагрузки и коэффициенты перегрузки • 56
Щ2
Cip
Глава III. Элементы деревянных констружцяй цельного сечеяяя 57
§ 13 Центральное растяжение 57
I 14 Центральное сжатие . 57
§ 15. Изгиб 64
§ 16 Косой изгиб . 68
§ 17 Сжато-изогнутые стержни 70
§ 18 Растянуто-изогнутые стержни 74
Глава IV Балки цельного сечеиня . 75
§ 19 Однопролетные балки цельного сечения 75
§ 20 Балки цельного сечения, усиленные подбалкамн 75
§ 21 Консольно-балпчные и неразрезные прогоны 77
§ 22 Деревоплнта 79
Раздел четвертый
Соединения элементов деревянных конструкций
Глава I Основные положения . . 82
§ 23 Классификация соединений 82
Глава И Врубки . . 84
§ 24 Лобовые врубки 84
§ 25 Трехлобовой упор 90
Глава т. Шпоики 91
§ 26 Обшис сведения 91
§ 27 Призматическая шпонка — прямая н косая 93
§ 28 Гладкая кольцевая шпонка 96
Глава IV Нагельные соединения 97
§ 29 Общие сведения . 97
§ 30 Метод расчета нагельных соединений 100
Глава V Соединения на растянутых связях 105
§ 31 Тяжи, хомуты, скобы и т п 105
Глава VI. Сосдниеиня на клею 109
§ 32 Виды клеев и методы склсПки 109
Плоские сплошные деревянные конструкции
Глава I Виды плоских сплошных деревянных конструкций 113
§ 33 Общие сведения 113
§ 34 Расчетные нагрузки 113
Глава II Особенности расчета составных стержней . 117
§ 35 Общие сведения 117
§ 36 Расчет составных стержней на податливых связях 119
А Поперечный изгиб . 119
Б Центральное сжатие 121
В Внецентренное сжатие 124
Глава III. Сплошные деревянные конструкции балочной системы 126
§ 37 Балки системы В С Дерсоягина Конструкция и расчет 126
§ 38 Составные балки на призматических шпонках и колодках 132
§ 39 Конструкция балок на гвоздях с перекрестной стенкой 132
$ 40 Расчет балок 135
313
Cip
§ 41 Клееные балки Общие сведения Конструкция клееных балок 141
§ 42 Расчет клееных балок . 144
Глава IV Распорные сплошные системы деревянных конструкций 148
§ 43 Трехшарнпрные системы из балок В С Деревягииа 148
§ 44 Кружальные арки . 151
§ 45 Трехшариирные арки на гвоздях с перекрестной стенкой 152
§ 46 Клееные арки 155
§ 47 Трехшарннриые рамы сплошного сечения 156
§ 48 Общие сведения о монтаже балочных и арочных сплошных
деревянных конструкций 158
Раздел шестой
Плоские сквозные деревянные конструкции
Глава ! Основные виды сквозных деревянных конструкций . 160
§ 49 Общие сведения 160
Глава П. Конструкции из бревен н брусьев . 163
§ 50 Шпреигельныс, подвесные н подносные системы 163
§ 51 Фермы нз брусьев и бревен на лобовых врубкач 163
§ 52 Металло-доревянные фермы системы В С Деревягииа 170
§ 53 Мсталло-черевянные фермы с верхним поясом из клееных
блоков 173
§ 54 Изютовленне и монтаж деревянных ферм 177
Глава III Фермы из досок . 178
§ 55 Сегментная ферма на гвоздях 178
§ 56 Деревянные фермы на кольцевых шпонках 188
Глава IV. Арочные и рамные сквозные деревянные конструкции.
Решетчатые стойки и комбинированные деревянные конструкции 192
§ 57 Трсхшарннрная арка нз сегментных сквозных деревянных
ферм 192
§ 58 Рамные деревянные конструкции 193
§ 59 Комбинированные деревянные конструкции 194
Раздел седьмой
Пространственные деревянные конструкции
Глава I Основные виды пространственных деревянных конструкций . 198
§ 60 Общие сведения 198
Глава II Деревянные цилиндрические своды и купола 201
§ 61 Кружалыю сетчатые своды 201
А Кружально сетчатый свод с узлами на врубках системы
С И Песельника ¦ 204
Б Кружально-сетчатый свод с узлами на болтах или скобах 207
§ 62 Общие сведения о сплошных цилиндрических сводах 207
§ 63 Купола 211
Раздел восьмой
Деревянные каркасные здания
Глава I Сооружения, возводимые в дереве . . 216
§ 64. Основные положения 216
§ 65 Схема конструктивных решений временных деревянных
зданий различного назначения 219
314
Стр
А Выставочные павильоны, цирки, панорамы и другие
здания с центральным залом и пристройками . 219
Б Летние театральные здания и концертные эстрады врс-
мениого назначения . 220
В Спортивные сооружения временного назначения 222
Г Злання колхозных рынков 223
Д Здания гаражей, авторемонтных и машинно-тракторных
мастерских . 224
Е Сельские здания - 225
Ж Сборно-разбориые здания для строительных площадок 226
Раздел девятый
Специальные деревянные сооруження
Глава I Башнн, силосы и бункеры . ... .231
§ 66 Решетчатые и сплошные башенные конструкции . . 231
§ 67 Деревянные силосы и бункеры • 234
Глава И Мачты ... . . 240
§ 68 Мачты разного назначения . . 240
Глава 1П Деревянные мосты и эстакады . . 243
§ 69 Обшнс сведения о мостах 243
§ 70 Проезжая часть для автодорожных моетов и сопряжение их
с насыпячи 245
§ 71 Опоры деревянных мостов балочной системы 247
§ 72 Деревянные мосты малых пролетов 249
§ 73 Арочные мосты 252
§ 74 Пролетные строения мостов с фермами 254
§ 75 Ледорезы 259
§ 76 Наплавные мосты 259
Глава IV Опалубка, кружала и леса для изготовления бетонных,
железобетонных и каменных конструкций 260
§ 77 Общие сведения . 260
§78 Конструкция разборно-переставной опалубки для монолитных
бето1Н1ых и железобетонных конструкций . 262
А Опалубка для фундаментов 262
Б Опалубка степ . . . 264
В Опалубка плоского ребристого и безбалочного перекрытш! 265
§79 Подвижная — скользящая опалубка . 271
§80 Передвижная — катучая опалубка 27}
§ 81. Опалубка сводов н арок 275
§ 82 Опалубка сводов двоякой кривизны каменных и
железобетонных конструкций 277
§ 83 Опалубка для изготовления сборных железобетонных
элементов 278
§ 84 Леса и подмости 280
Раздел десятый
Изготовление, эксплуатация и ремонт деревянных конструкций
Глава I Методы изготовления деревянных конструкций . 282
§ 85 Построечный и заводский методы изготовления деревя1П1Ых
конструкций 282
Глава И Эксплуатация, ремонт н усиление деревянных конструкций 2S5
§ 86 Эксплуатация деревянных конструкций 285
§ 87 Ремонт и усиление деревянных конструкций 286
Э1&
Стр.
Перечень таблиц
1 Объемный вес древесины в конструкциях в ка/ж> 24
2 Средине значения предела прочности н средние вариационные
коэффициенты свойств древесины сосны и ели . . . 25
3 Углы наклона а крыши для разных материалов кровли . 38
4 Расчетные сопротивления R для древесины сосны и ели
в кг/см^ (для защищенных от увлажнения и нагрева
деревянных конструкций) на воздействие постоянной н временной
нагрузок . . 63
5 Коэффициенты нормативных и расчетных сопротивлений для
древесины разных пород по отношению к древесине сосны и
ели . . . . 53
6 Коэффициенты снижения расчетных сопротивлений для
учета влияния повышенной влажности древесины, повышенных
температур и длительности эагружения . 54
7. Коэффициенты условий работы для элементов деревянных
конструкций при изгибе, растяжении, сжатии, смятия и
скалывании 55
8 Коэффициенты условий работы m « для гнутых элементов . 56
9. Некоторые основные величины нормативных нагрузок и
коэффициентов перегрузки л . .56
'i'lO Расчетная несущая способность цилиндрических нагелей
(по НнТУ-122-55) 102
11 Значения коэффициентов к, для разных углов а . . .103
12 Коэффициенты та'= >>„ и /л„ = kj для составных балок
с пролетом от 4 до 6 ж . . . >• 119
13 Коэффициенты податливости связей Л<: 123
14 Козффицненты условий работы для двутавровых дощатых
клееных балок т„ . .144
15 Коэффициент а для определения прогиба двутавровых
клееных балок . 147
16 Определение коэффициента жесткости кф 204
Прнл оже ния
1 Дополнительные требования к качеству древесины готовых
элементов деревянных конструкций 289
А Пиломатериалы 289
Б Бревна . 290
2 Сокращенный сортамент пиломатериалов для несущих
деревянных конструкций, рекомендованный НпТУ-! 22-55 со всеми
необходимыми данными для расчета 291
3 Расчетные данные лля различных поперечных сечений из
бревен . 293
4 Значения коэффициентов М„„лг коэффициентов ft и
эквивалентных нагрузок для деревянных настилов, балок и прогонов
при различных их опираннях 295
5 Значение предельных прогибов изгибаемых элементов
перекрытий и покрытий 297
6 Таблица для круглых сечений длины окружности U см,
площади F см'; момента инерции J см* и момента
сопротивления W см* . 297
7 График дли предварительного определения собственного
веса gee несущих деревянных конструкций покрытий (см
формулу 51) 298
8 График для определения f-нт, Wht, Jht для бревен,
опиленных на один кант . ... 299
9 График Jht и Wht поперечного сечения бревен, опиленных
на два и четыре канта 299
^16
Стр.
10 Расчетная несущая способность стального цилиндрического
нагеля в кг на 1 срез при направлении усилия вдоль волоксж
сосновых и еловых элементов, защищенных от увлажнения в
нагрева 300
11 Расчетная несущая способность гвоздя в /сг на 1 срез при
направлении усилия под любым углом к волокнам
сосновых и еловых элементов, защищенных от увлажнения и
нагрева — для строительных гвоздей (круглых) по нормальному
сортаменту (ГОСТ 4028-48) 301
12 Расчетная несущая способность дубового цилиндрического
нагеля в»кг на 1 срез при направлении усилия вдоль волокон
сосновых и еловых элементов, защищенных от увлажнения н
нагрева 302
13 Деформации соединений при полном их использовании . . . 302
14. Основные расчетные сопротивления /? древесины сосны и ели
в KZJCM^ для временных зданий и сооружений (по У 108-55) . 303
15. Дополнительные требования к древесине в отношении допу- "
стимых пороков для элементов несущих конструкций, подлец
жащих расчету для временных зданий и оошужешй
(по У 108-55) . . ; ^304
16 Указания по применению в строительстве древесины ляп-щк,^.
венных пород —осины, березы, ольхи, бука, липы и тополя Т'^З^
(из «Технических правил по экономному расходованию ме- «г^^Ь
талла, леса и цемента в сгроительстве» ТП-101-54) .... ^ЩЛ
17. Расчетное сопротивление R в кг/сл* для прокатной стали ' "Щ
толщиной от 4 до 40 жл включительно (по НиТУ 121-55) . . 306
18. Ориентировочные значения коэффициентов собственного веса
*сч! (для предварительных расчетов) 306
19. Веса и коэффициенты теплопроводности изоляционных
материалов 307
20. Расчетная несущая способность болтов и тяжей в кг . . . . 307
21. График расчетных сопротивлений древесины смятию и
скалыванию под углом к волокнам 308
Литература 309
ОПЕЧА ГКИ
Строка
7-я сверху
115-я .
11-я снизу
1-я .
2-я .
11-я сверху]
24-я снизу
119-я .
13-я сверху
[-я н 2-я
I нижние циф<
ровые
строки таблицы
I (графы 3 и 4|
слева)
[т]
так как гвоздевое
Не допускаются
[для третьей категории
91,11 I 6fi0.5
94,25 I 706.9
Слелчет 'итать
Ti'^EJ
l-F~
ll , -и \ I Л
. -Г-*7гН
[7-1
My
Q.-r--y:-
2 - .^
-yti.J- /-/2
между тем как
гвоздевое
10 см ^ \Ъ см
для ncpnoi'i и в юрой
катсюрш!
6Г)0 5 1 31720
70(3,9 1 39 760
По чьей iHHe
Типографии
Авгора
•
.
,
Владимир Федорович Иванов
ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Релактор издательстоа М Я Каплан
Технические редактор ? А Пулькина
Корректоры М Б Рейз, К Л Ланская
Слано в набор 18 IV-l9o6 г. Подписано к печати 4 IX-I93J г М-37334
Бумага 60x92'/,, -10 бум. л 20 псч л (21.4 уч -нздат. л.) Изд. )* 1Л2-Л
Тараж 40 000 экз. (1-й завод 1-20 000 экз ) Цена 7 руб 50 кол Переплет 1 руб Заказ М 6SI