Главная » Литература » Деревянные конструкции » Иванов В. А.— Конструкции из дерева и пластмасс Примеры расчета и конструирования
Иванов В. А.— Конструкции из дерева и пластмасс Примеры расчета и конструирования
Конструкции из дерева и пластмасс Примеры расчета и конструирования: Учеб. пособие для вузов / Под ред. проф. Иванова В. А.— 3-е изд., перераб и дон —Киев : Вища школа. Головное изд-во, 1981— 392 с.
Рассматривания примеры расчета и проектирования конструкций из дерева и пластмасс — покрытий зданий, арочных и рамных конструкций промышленных зданий и сооружений различного назначения.
Расчеты основаны на действующих нормативных документах (справочный магериал приведен в приложениях). Изложены сведения по изготовлению и монтажу несущих и ограждающих конструкций и мерам защиты деревянных конструкций от гниения и возгорания. Раскрыта методика и дан пример технико-экономической оценки конструктивных решений.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Промышленное и гражданское строительство».
Табл. 54. Рис. 176. Список лит. : 30 назв.
© Издательское объединение «Вища школа» 1981
ПРЕДИСЛОВИЕ
В общем комплексе народнохозяйственных задач, успешно решаемых нашей партией и государством на современном этапе, весомое место занимают вопросы дальнейшего развития промышленности строительных конструкций и деталей.
В одиннадцатой пятилетке предусмотрено повышение уровня индустриализации строительного производства и степени заводской готовности строительных конструкций и деталей, расширение применения новых эффективных конструкций. В частности, предусмотрено наращивание выпуска прогрессивных деревянных клееных конструкций. Выполнению этой задачи подчинены соответствующие научные и практические изыскания, ведущиеся в данной области.
В нашей стране разработана номенклатура типовых и рекомендованных к опытному применению несущих и ограждающих конструкций из клееной древесины. В предлагаемом учебном пособии даны примеры расчета и конструирования современных деревянных конструкций и конструкций с применением пластмасс.
В первой главе книги приведены характеристика материалов и номенклатура конструкций; методика расчетов; мероприятия по защите конструкций от гниения и возгорания; вопросы применения облагороженной древесины (фанеры, древесных пластиков), использования модификаций древесины и т. д.
В последующих главах рассмотрены примеры проектирования панелей покрытий, балок перекрытий, плоских и пространственных несущих конструкций, высотных сооружений, дана технико-экономическая оценка конструктивных решений. Приведены различные решения деревянных, металлодеревянных, деревопластмассовых и фанерных несущих конструкциий и ограждающих панелей, в основном клееных заводского изготовления и, частично,— построечного.
Все расчеты и конструктивные рекомендации даны на основе действующих СНиПов, руководств, инструкций и рекомендаций; основным для расчетов является метод расчетных предельных состояний.
В конце книги приведены справочные данные для проектирования. Третье издание учебного пособия значительно переработано и дополнено В него включены новые примеры расчета конструкций: клеефанерных балок, деревянных клееных безметальных ферм, арочных и рамных несущих конструкций для промышленных и сельскохозяйственных зданий и других перспективных конструкций.
В написании пособия принимали участие: профессор В. А Иванов (предисловие, варианты I, II примера 1 и пример 10, приложения 1—15); доценты В. 3.. Клименко (глава I, § 1—5 и 8, варианты II, IV примера 2 и примеры 4, 5, 7, 8, 15, 16, приложения 16—29), Л. И. Кормаков (примеры 11, 12, 13), Л П. Куницкий (варианты I, III примера 2), П. И. Сикало (примеры 6 и 14), инженеры Г. М Носов (примеры 3 и 9) и Л. А. Пашун (глава I, § 6 и 7, вариант III примера I),
Глава I
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС
§ 1. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Общие положения* Деревянные и пластмассовые конструкции проектируются на основании соответствующих глав СНиП и других нормативных документов, а также рекомендаций, инструкций и передового опыта "проектных и научно-исследовательских организаций.
Клееные деревянные конструкции изготовляются в специализированных цехах в соответствии с требованиями [10] и относятся к категории индустриальных, Качество этих конструкций должно отвечать требованиям ГОСТ 20850-75.
Для несущих конструкций рекомендуется применять элементы из массивной цельной или клееной древесины преимущественно прямоугольного сечения как более технологичные и огнестойкие. При назначении размеров сечений элементов из цельной и клееной древесины или из отдельных досок следует исходить из ширины и толщины пиломатериала согласно СНиП И-В.4-71 (приложение 6). При этом учитываются припуски, связанные с выполнением технологических операций — сушка, механическая обработка (п 3,27 [10]). Значение припусков на ширину пиломатериалов принимается для элементов шириной от 80 до 100—10, от 110 до 180—15, от 200 до 250 —
Конструкции и элементы из массивной клееной древесины склеиваются по пласти из отдельных слоев остроганных досок, соединяемых по длине на зубчатый стык, а по ширине — в одну или несколько досок, склеенных по кромке.
Расположение слоев согласно требуемой категории качества по сечению несущих элементов указывается в рабочих чертежах. Подбор древесины по качеству и допустимым порокам для несущих конструкций из цельной и клееной древесины производится с соблюдением требований п. 2.2 СНиП П-В.4-71
Деревянные и пластмассовые конструкции следует проектировать с учетом условий их эксплуатации (с введением соответствующих коэффициентов условий работ в расчетные формулы), изготовления, транспортирования и монтажа, предусматривая необходимые меры к обеспечению их долговечности и капитальности.
При выборе объемно-планировочных решений зданий следует отдавать предпочтение бесфонарным покрытиям с боковым освещением и наружным отводом воды с кровли. Материалы* В качестве основных материалов для несущих деревянных конструкций используются пиломатериалы из сосны и ели по ГОСТ 8486—66 с преимущественной поставкой их в рассортированном виде, Применение пиломатериалов из лиственных пород деревьев по ГОСТ 2695—71 допускается при наличии специальных указаний, учитывающих особенности их использования в конструкциях.
Древесина для изготовления конструкций, эксплуатируемых в закрытых зданиях, должна иметь влажность не более 20%, в открытых наземных проветриваемых сооружениях — не более 25%. Пиломатериалы, предназначенные для клееных конструкций и элементов, должны иметь влажность во время изготовления и приемки в пределах 8—12% и удовлетворять требованиям ГОСТ 20850—75.
Фанера, предназначенная для клееных несущих и ограждающих конструкций (трехслойных панелей), должна удовлетворять требованиям ГОСТ 3916—69. Допускается применять в обшивках панельных конструкций строительную фанеру из лиственницы [13]. Жидкие клеи на основе синтетических смол для склеивания древесины, древесины с фанерой, а также древесины с металлом и конструкционными стеклопластиками в клееных деревянных, металлодеревянных (в том числе армированных), деревопластмассовых конструкциях должны применяться в соответствии с табл. 7 [1].
Рекомендуются следующие марки клеев: фенолоформальдегидный КБ-3, резорцинформальдегидный ФР-12, алкилрезорциноформальдегидные ФР-100, ДФК-1АМ, карбамидные УКС, КС-68, М-19-62. Состав клеев, порядок их приготовления и применения приведены в [10] и [14].
Требования к другим материалам, используемым для изготовления и комплектации конструкций, а также условия изготовления из них деталей регламентируются соответствующими нормативными документами. Растянутые элементы металлодеревянных конструкций выполняются из фасонной или арматурной стали классов A-I, А-П, A-III, а нагели и стяжные болты из стали класса A-L В деревопластмассовых конструкциях растянутые элементы выполняются из высокопрочного стеклопластика однонаправленной структуры типа СВАМ (СТУ 12249- 61), узловые фасонки из стеклотекстолита марки КАСТ-В (ГОСТ 10292— 74) или из бакелизированной фанеры марки ФБС (ГОСТ 11539—73), болты и нагели из стеклопластика прессматериала АГ-4С ГОСТ 20437—75 или из древесно-слоистого пластика ДСП-Б (ГОСТ 13913—68).
Мелкие ответственные детали (шпонки, нагели, прокладки, подушки и т. п.) выполняются из древесины твердых пород без наличия пороков, влажностью не более влажности древесины основных элементов.
Основные расчетные положения. В соответствии с теорией расчета строительных конструкций расчет деревянных и пластмассовых конструкций производится по двум предельным состояниям:
на прочность с проверкой устойчивости сжатых и сжато-изгибаемых элементов на действие расчетных нагрузок;
по жесткости с проверкой допустимых деформаций (прогибов) и перемещений от действия нормативных нагрузок.
Статический расчет конструкций, определение расчетных усилий в злемешах и узлах производится по обычным правилам строительной механики Усилия в элементах и соединениях находятся в предположении упругой работы материалов. При определении деформаций учитывается податливость соединений деревянных элементов.
Сбор нагрузок и выбор расчетных сочетаний их производится в соответствии с [61.
Расчетные механические характеристики материалов, взятые из [1, 7, 13], приведены в приложениях 1, 3, 4, 7, 13, а расчетные характеристики клеевых соединений из [14] — в приложении 16. Основные рекомендации и требования по расчету и проектированию деревянных и пластмассовых конструкций содержатся в литературе, приведенной в списке в конце книги.
§ 2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ ПЛОСКИХ КОНСТРУКЦИЙ НА МОНТАЖНЫЕ СИЛОВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Плоские конструкции полностью заводского изготовления или собираемые на площадке из отдельных элементов и укрупненных блоков, а затем монтируемые в целом виде, должны быть проверены на монтажные силовые воздействия В расчете следует учитывать три стадии монтажа, при которых в конструкции появляются особые усилия в элементах, узлах и соединениях:
первая стадия — кантовка собранной или привезенной конструкции из горизонтального в вертикальное положение; при этом происходит выгиб конструкции из ее плоскости, и поэтому необходима проверка стыковых соединений элементов в узлах;
вторая стадия — подъем конструкции; в этом случае в зависимости от принятой схемы захвата определяются расчетные усилия в элементах и производится их проверка, а также проверка узловых соединений (часто при этом знак усилий в элементах меняется на противоположный по сравнению с усилиями от расчетных эксплуатационных нагрузок; это полностью меняет характер передачи усилий от одного элемента на другой в узлах и работу самого узла);
третья стадия — после установки конструкции в проектное положение и раскрепления временными связями; на этой стадии конструкция и ее отдельные элементы (чаще всего верхний сжатый пояс) должны быть проверены на устойчивость из плоскости, так как раскрепление временными связями не соответствует раскреплению постоянными связями и покрытием
Расчетной нагрузкой при монтаже является собственный вес. Монтажная гибкость деревянных поясов не должна превышать: при подъеме и установке на опоры — для поясов без стыков — 400; для поясов со стыками — 350;при временном раскреплении — для поясов без стыков —• 350; для поясов со стыками — 300
Расчетная длина при монтаже принимается:
для нижнего пояса — равной пролету конструкции, если отсутствуют элементы оснастки, повышающие жесткость пояса из плоскости, или двойному расстоянию от свободного конца пояса до места перехода к усиленному оснасткой сечению [9]; для верхнего пояса — равной наибольшему расстоянию между точками закрепления обжимающими траверсами (в момент установки на опоры) или временными связями и опорными болтами.
...