Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчет обрешетки

1.1 Исходные данные

Рисунок 1 - Схема для расчета обрешетки

Рисунок 2 - Поперечное сечение кровли ; шаг ферм покрытия принят 0,9 м; расстояние между брусками обрешетки .

1.2 Сбор нагрузок

Таблица 1 - Постоянные нагрузки на 0,3 м? кровли, Н/м²

Вид нагрузки и ее подсчет	Нормативная нагрузка	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка
1 Оцинкованная сталь 2 Обрешетка 125х32	30 20	1,05 1,1	31,5 22
Итого постоянная:	50	-	53,5

1.3 Подсчет снеговой нагрузки

Расчетное значение веса снегового покрова 1 м? горизонтальной поверхности по таблице 4 СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия” для города Архангельск (IV снеговой район) составляет:

Нормативная нагрузка:

Расчетное значение веса снегового покрова:

где µ =0,714 - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с вариантом 1 обязательного приложения 3 СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

1.4 Полная расчетная нагрузка

Рисунок 3 - Грузовая площадь

1.5 Сочетание нагрузок

Первый вариант:

Рисунок 4 - Схема нагрузок и эпюра изгибающих моментов по 1-му варианту

Расчетная схема: двухпролетная неразрезная балка.

Изгибающий момент М?:

Второй вариант:

Рисунок 5 - Схема нагрузок и эпюра изгибающих моментов по 2-му варианту

Изгибающий момент М??:

где F = F_н·г_f = 1000·1,2 = 1200 Н - расчетная сосредоточенная сила,

F_н - нормативная сосредоточенная сила,

г_f =1,2 - коэффициент надежности по нагрузке,



Сравниваем:

Следовательно, производим проверку бруска обрешетки только на прочность (согласно СНиП II-25-80“Деревянные конструкции”).

1.6 Расчет доски обрешетки по несущей способности

Рисунок 6 - Схема для расчета доски обрешетки

Сечение доски обрешетки:

Моменты сопротивления доски обрешетки:

где W_x - момент сопротивления относительно оси х,

где W_у - момент сопротивления относительно оси у.

Моменты инерции сечения:



Изгибающие моменты:

где М_x - момент относительно оси х,

М_у - момент сопротивления относительно оси у.

Проверка:

где R_и - расчетное сопротивление древесины изгибу с учетом всех необходимых коэффициентов условий работы. Для древесины хвойных пород 3-го сорта, при температурно-влажностных условиях эксплуатации Б2 (по табл. 1 СНиП II-25-80 “Деревянные конструкции”) по таблице 3 СНиПа принимаем R_и =13 МПа.

2. Варианты конструкции стены здания

Рисунок 7 - Два варианта каркасной стены

По первому варианту (см. рисунок 7 а):

1 - декоративная штукатурка,

2 - ветрозащитная плита ISOPLAAT 25 мм,

3 - утеплитель ROCKWOOL,

4 - брус каркаса 70х195,

5 - пароизоляция,

6 - плита OSB 9 мм,

7 - обрешетка 22х50 мм. Декоративная отделка устанавливается непосредственно на OSB. Обрешетка необходима для прокладки внутренних коммуникаций. В случае отсутствия такой необходимости обрешетку можно не устанавливать.

8 - декоративная плита ISOTEX 12 мм.

По второму варианту:

1 - кирпичная облицовочная кладка,

2 - воздушный зазор 40 мм,

3 - ветрозащитная плита 25 мм ISOPLAAT,

4 - брус каркаса 70х195 мм,

5 - теплоизоляция ROCKWOOL,

6 - пароизоляция 2 мм,

7 - плита OSB 9 мм,

8 - обрешетка 22х50 мм,

9 - декоративная плита ISOTEX 12 мм.

3. Расчет фермы

3.1 Задание на проектирование фермы

Требуется выполнить проект фермы треугольного очертания с уклоном верхнего пояса 35⁰ и пролетом в осях здания 9 м для крыши жилого дома.

Ограждающие конструкции: оцинкованная сталь по деревянной обрешетке, шаг досок обрешетки равен 300 мм.

Температурно-влажностные условия эксплуатации по таблице 1 СНиП II-25-80 “Деревянные конструкции” относятся к группе А1.

Район строительства - город Архангельск.

Вес снегового покрова -

Шаг ферм здания 0,9 м.

3.2 Материал фермы

Сосновые доски 1-го и 2-го сортов с сечением после фрезерования для верхнего и нижнего поясов - 175х75 мм, для стоек и раскосов - 125х75 мм.

Металлические зубчатые пластины МЗП-1,2; МЗП-2.

3.3 Геометрические размеры фермы

Рисунок 8 - Геометрическая схема фермы

3.4 Сбор нагрузок на ферму

Для определения расчетных усилий в элементах треугольной фермы рассматривается вариант загружения постоянной и временной нагрузкой, распределенной по всему пролету.

3.4.1 Снеговая нагрузка

Полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную поверхность (согласно п. 5.7 СНиП 2.01.85* “Нагрузки и воздействия”):

Рисунок 9 - Схема снеговой нагрузки на ферму

3.4.2 Определение собственного веса фермы

Таблица 2 - Постоянные нагрузки Н, на покрытия

Элементы и подсчет нагрузок	Нормативная нагрузка	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка
Оцинкованная сталь	30	1,05	31,5
Обрешетка 0,125*0,032*500*3,3	66	1,1	72,6
Щит из досок 0,125*0,032*500*8	160	1,1	176
Утеплитель «PAROC» 0,3*30	90	1,2	108
Пароизоляционная пленка	20	1,2	24
Обшивка потолка (гипсокартон) 0,012*800	96	1,1	105,6
Постоянная без учета собственного веса фермы, всего	442		493,7

Собственный вес фермы:

,

где - постоянная нормативная нагрузка на 1м² покрытия,

- нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности,

- коэффициент собственного веса фермы,

- пролет фермы.

Нормативный вес покрытия с учетом собственного веса фермы:

3.4.3 Определение расчетных нагрузок

Постоянная нагрузка на верхний пояс:

,

где - расчетная нагрузка на верхний пояс,

- собственный вес фермы.

Временная (снеговая) нагрузка.

Схема 1:

Постоянная нагрузка на нижний пояс:

.

3.4.4 Определение узловых нагрузок

Схема 1:

Рисунок 10 - Схема приложения узловых нагрузок по схеме 1

По верхнему поясу:

По нижнему поясу:

Внеузловая нагрузка в панелях верхнего пояса:

3.5 Нахождение усилий в стержнях фермы

Рисунок 12 -Схема фермы с номерами узлов и элементов

3.5.1 Определение усилий

Таблица 3 - Усилия в стержнях фермы от полной нагрузки по сх. 1, кН

№	Элемент	Длина, мм	N, кН
1	Нижний пояс	1800	26.92
2		1800	21.05
3		1800	15.04
4		1800	21.05
5		1800	26.92
6	Верхний пояс	1099	-33.36
7		1099	-29.98
8		1099	-29.98
9		1099	-22.61
10		1099	-22.61
11		1099	-22.61
12		1099	-22.61
13		1099	-29.98
14		1099	-29.98
15		1099	-33.36
17	Стойки	1260	-3.87
20		2521	-3.87
23		2521	-3.87
26		1260	-3.87
16	Раскосы	1099	-3.38
18		2095	7.22
19		2095	-6.83
21		3277	11.18
22		3277	11.18
24		2095	-6.83
25		2095	7.22
27		1099	-3.38



Рисунок 13 - Схемы загружения фермы единичной нагрузкой

Таблица 5 - Усилия в стержнях фермы от единичной нагрузки, кН

3.6 Определение перемещений узлов фермы

Расчет фермы для определения перемещений узлов производим по схеме неразрезной пяти пролетной балки на оседающих опорах. Опорами балки являются узлы фермы. Осадки этих опор определяем по формуле:

,

где - осевое усилие в элементах от единичной силы, приложенной в том узле, перемещение которого определяется; - расчетное осевое усилие в элементах от полной нагрузки; - длина элемента фермы; - площадь брутто поперечного сечения элемента фермы; - приведенный модуль упругости материала.

Перемещения узлов фермы с учетом податливости соединений определяется с введением приведенного модуля упругости , определяемого по формуле:

,

где - по СНиП II-25-80, п. 3.5.; - площадь брутто поперечного сечения элемента фермы; - действующее в элементе осевое усилие; - длина элемента; - деформации соединения при полном использовании его расчетной несущей способности; - общее число присоединений элемента.

Вычисление приведенного модуля упругости приведено в таблице 7.

Таблица 7 - Определение приведенного модуля упругости

Определение приведенного модуля упругости I схема загружения
№ стерж	Rc	E'	Fбр	m	l	N, кН	E'пр
1	14	4200	13125	1	1720	16.79	1964.79
2	14	4200	13125	1	1720	20.15	1710.89
3	14	4200	13125	2	1720	15.29	828.00
4	14	4200	13125	1	1720	10.33	1710.89
5	14	4200	13125	1	1720	13.61	1964.79
6	13	3900	13125	2	993	-17.71	2175.91
7	13	3900	13125	1	993	-13.89	7045.01
8	13	3900	13125	2	993	-13.89	1850.83
9	13	3900	13125	1	993	-14.86	3679.27
10	13	3900	13125	2	993	-20.62	1250.01
11	13	3900	13125	1	993	-23.27	3679.27
12	13	3900	13125	1	993	-19.39	3679.27
13	13	3900	13125	2	993	-17.71	1850.83
14	13	3900	13125	1	993	-14.86	7045.01
15	13	3900	13125	2	993	-20.62	2175.91
16	13	3900	9375	2	993	-1.68	418.15
17	13	3900	9375	2	1986	-1.69	278.64
18	13	3900	9375	2	1986	-2.66	668.45
19	13	3900	9375	2	993	-2.65	948.80
20	13	3900	9375	2	2628	5.18	600.45
21	13	3900	9375	2	2628	7.75	1301.76
22	13	3900	9375	2	993	-1.68	1301.76
23	13	3900	9375	2	1720	3.44	600.45
24	13	3900	9375	2	1720	-3.18	948.80
25	13	3900	9375	2	1720	-4.86	668.45
26	13	3900	9375	2	1720	5.12	278.64
27	13	3900	9375	2	993	-2.65	208.72

Значения вертикальных перемещений каждого узла фермы, полученные в результате расчета, приведены в таблице 8, согласно которой максимальные перемещения .

Отношение нормативных нагрузок на 1 м² покрытия с учетом собственного веса фермы к расчетным составляет:

.

Максимальный прогиб фермы при пролете от нормативных нагрузок равен:

.

Таблица 8 - Определение перемещений в стержнях фермы от единичной нагрузки

Перемещения в стержнях фермы от единичной нагрузки
№	Перемещения узлов, мм при загружении по схеме I
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	2.415	2.146	1.879	1.610	1.342	1.073	0.804	0.537	0.269	2.146	1.610	1.073	0.537
2	0.562	1.124	1.687	1.446	1.205	0.963	0.722	0.483	0.241	1.124	1.446	0.963	0.483
3	0.356	0.712	1.066	1.422	1.779	1.422	1.066	0.712	0.356	0.712	1.422	1.422	0.712
4	0.241	0.483	0.722	0.963	1.205	1.446	1.687	1.124	0.562	0.483	0.963	1.446	1.124
5	0.269	0.537	0.804	1.073	1.342	1.610	1.879	2.146	2.415	0.537	1.073	1.610	2.146
6	2.014	1.791	1.566	1.343	1.119	0.895	0.671	0.448	0.223	1.791	1.343	0.895	0.448
7	0.248	0.497	0.435	0.373	0.311	0.248	0.186	0.124	0.062	0.497	0.373	0.248	0.124
8	0.945	1.892	1.655	1.419	1.183	0.945	0.709	0.473	0.236	1.892	1.419	0.945	0.473
9	0.135	0.269	0.404	0.538	0.449	0.359	0.269	0.180	0.090	0.269	0.538	0.359	0.180
10	0.397	0.792	1.189	1.584	1.321	1.056	0.792	0.529	0.264	0.792	1.584	1.056	0.529
11	0.090	0.180	0.269	0.359	0.449	0.538	0.404	0.269	0.135	0.180	0.359	0.538	0.269
12	0.090	0.180	0.269	0.359	0.449	0.538	0.404	0.269	0.135	0.180	0.359	0.538	0.269
13	0.236	0.473	0.709	0.945	1.183	1.419	1.655	1.892	0.945	0.473	0.945	1.419	1.892
14	0.062	0.124	0.186	0.248	0.311	0.373	0.435	0.497	0.248	0.124	0.248	0.373	0.497
15	0.223	0.448	0.671	0.895	1.119	1.343	1.566	1.791	2.014	0.448	0.895	1.343	1.791
16	1.575	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000
17	0.000	1.867	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000
18	1.337	2.674	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	2.674	0.000	0.000	0.000
19	0.446	0.891	1.337	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.891	0.000	0.000	0.000
20	-0.917	0.000	0.000	1.733	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000
21	0.781	1.561	2.342	3.122	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	1.561	3.122	0.000	0.000
22	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	3.122	2.342	1.561	0.781	0.000	0.000	3.122	1.561
23	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	1.733	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000
24	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	1.337	0.891	0.446	0.000	0.000	0.000	0.891
25	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	2.674	1.337	0.000	0.000	0.000	2.674
26	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	1.867	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000
27	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	0.000	1.655	0.000	0.000	0.000	0.000
Уд	11.504	18.641	17.191	19.433	14.764	19.084	16.929	18.467	12.413	16.775	17.700	17.351	16.601

Таблица 9 - Перемещения узлов фермы, полученные в Лире, мм

№ узла	X	Z
1	0	0
2	1.521	0
3	0.369	-2.989
4	0.658	-3.448
5	0.864	-3.448
6	1.152	-2.989
7	0.761	-3.071
8	1.087	-2.032
9	1.493	-3.041
10	1.36	-3.282
11	1.323	-3.552
12	0.198	-3.552
13	0.161	-3.282
14	0.029	-3.041
15	0.434	-2.032

Предельный прогиб определяем по таблице 19 СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»:

Проверка выполняется, поэтому в рабочем проекте оставим шаг ферм без изменения, т.е. равным 0,9 м.

Рисунок 14 - Схема перемещений узлов фермы

3.7 Определение изгибающих моментов в верхнем поясе фермы

Рисунок 15 - Расчетная схема фермы для определения изгибающих моментов в поясах

Опорные моменты от прогиба фермы:

Опорный момент, возникающий на n-ой опоре от деформирования фермы, вычисляется по формуле:

,

где - момент на n-ой опоре неразрезной балки за счет осадки n-ой опоры; - табличный коэффициент (коэффициенты представлены в таблице 9); - модуль упругости древесины; - момент инерции поперечного сечения в плоскости изгиба; - длина панели пояса; - расчетное перемещение соответствующего узла фермы в направлении нормали к оси; - момент инерции поперечного сечения в плоскости изгиба;

,

- длина панели пояса;

- расчетное перемещение соответствующего узла фермы в направлении нормали к оси пояса:

,

,

,

,

,

Таблица 9 - Коэффициент при осадке опоры

Опорные моменты	8	9	10	11	У
М1	3.647	-2.584	0.689	-0.172	1.58
М2	-2.584	4.336	-2.757	0.689	-0.316
М3	0.689	-2.757	4.336	-2.584	-0.316
М4	-0.172	0.689	-2.584	3.647	1.58

Рисунок 16 - Схема для определения моментов в верхнем поясе

Опорные моменты от прогиба:

,

,

,

,

Эпюра изгибающих моментов показана на рисунке 17а.

Опорные изгибающие моменты от внеузловой нагрузки в панелях верхнего пояса определены по формуле:

,

где - табличный коэффициент,

- нормальная составляющая расчетной распределенной нагрузки на пояс, - средняя величина пролетов, примыкающих к узлу.

.

Эпюра изгибающих моментов показана на рисунке 17б.

Пролетные балочные изгибающие моменты от внеузловой распределенной нагрузки:

.

Эпюра изгибающих моментов показана на рисунке 17в.

Эпюра суммарных изгибающих моментов в верхнем поясе фермы показана на рисунке 17г.



Рисунок 17 - Схема для определения моментов в верхнем поясе

3.8 Определение изгибающих моментов в нижнем поясе фермы

Опорные моменты от прогиба фермы:

Опорный момент, возникающий на n-ой опоре от деформирования фермы, вычисляется по формуле:

,

где - момент на n-ой опоре неразрезной балки за счет осадки n-ой опоры; - табличный коэффициент (коэффициенты представлены в таблице 10); - модуль упругости древесины; - момент инерции поперечного сечения в плоскости изгиба; - длина панели пояса; - расчетное перемещение соответствующего узла фермы в направлении нормали к оси пояса.

,

,

,

,

.

Таблица 10 - Коэффициент при осадке опоры

Опорные моменты	3	4	5	6	У
М1	3.647	-2.584	0.689	-0.172	1.58
М2	-2.584	4.336	-2.757	0.689	-0.316
М3	0.689	-2.757	4.336	-2.584	-0.316
М4	-0.172	0.689	-2.584	3.647	1.58

Рисунок 18 - Схема для определения моментов в нижнем поясе фермы

,

,

,

.

Опорные изгибающие моменты от внеузловой нагрузки в панелях нижнего пояса определены по формуле:

,

где - табличный коэффициент;

- нормальная составляющая расчетной распределенной нагрузки на пояс (постоянная нагрузка);

- средняя величина пролетов, примыкающих к узлу.

Эпюра изгибающих моментов показана на рисунке 19б.

Пролетные балочные изгибающие моменты от внеузловой распределенной нагрузки

.

Эпюра изгибающих моментов показана на рисунке 19в.

Эпюра суммарных изгибающих моментов в верхнем поясе фермы показана на рисунке 19г.

Рисунок 19 - Схема для определения моментов в нижнем поясе

3.9 Проверка сечения верхнего пояса

Верхний пояс работает в условиях сжатия с изгибом. Проверка верхнего пояса фермы как сжато-изогнутого элемента производится в месте действия наибольшего изгибающего момента по формуле:

,

В стержне 10: и .

Принимаем для верхнего пояса доски второго сорта сечением 175х75 мм.

Расчетное сопротивление древесины определяем по формуле:

,

где - коэффициент условий работы для района Б2 (согласно табл.5 СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»); - коэффициент условий работы для конструкций, рассчитываемых без учета кратковременных нагрузок (согласно п.3.2.г II-25-80 «Деревянные конструкции»); - переходный коэффициент; - коэффициент условий работы для конструкций, в которых напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок не превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок (согласно п.3.2.в II-25-80 «Деревянные конструкции»).

Постоянная нагрузка + временная длительная нагрузка:

.

Полная нагрузка:

.

Отношение постоянной и длительной нагрузок к полной:

, следовательно, коэффициент .

Тогда расчетное сопротивление древесины: .

, .

Расчет по прочности верхнего пояса:

Расчетная длина равна расстоянию между точками закрепления.

.

Коэффициент продольного изгиба (п.4.3. СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»):

.

Коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента (п.4.17 СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»):

.

Изгибающий момент от действия продольных и поперечных сил, определяемый из расчета по деформированной схеме (п.4.17 СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»):

.

Проверка:

.

Условие выполняется, прочность обеспечена. Недонапряжение составляет .

Рисунок 20 - Сечение верхнего пояса

Расчет верхнего пояса на устойчивость плоской формы деформирования:

Проверки устойчивости верхнего пояса из плоскости фермы не требуется, так как .

3.10 Расчет сжатого раскоса

Наиболее напряженным является раскос 19, находящийся в условиях центрального сжатия силой . Предварительно принято сечение 75х125 мм из пиломатериалов второго сорта, .

 < 70.

Проверка прочности:

Проверим условие:

.

Условие прочности выполняется. Недонапряжение составляет .

Проверка устойчивости раскоса из плоскости фермы:

Сечение раскоса 125х75 мм. Расчетная длина раскоса при наличии связей в каждом узле сжатого пояса .

Радиус инерции раскоса относительно оси у:

.

Гибкость стержня относительно оси у:

.

Коэффициент продольного изгиба (п.4.3. СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»):

.

Проверка:

Условие выполняется.



Рисунок 21 - Сечение раскоса

3.11 Проверка сечения нижнего пояса

Наиболее напряженными являются стержни 1: и

,

.

Принята древесина первого сорта, и .

Необходимо выполнение условия:

,

.

Прочность нижнего пояса обеспечена.



Рисунок 22 - Сечение нижнего пояса

3.12 Проверка сечения растянутого раскоса

Наиболее напряженными являются раскосы 21, . Предварительно принято сечение 75х125 мм из пиломатериалов второго сорта, .

.

Условие прочности выполняется.

3.13 Расчет узлов фермы

Для определения площади пластины и для прикрепления элементов (стержней) в узлах выбирают положение и типоразмер пластины МЗП в каждом узле, при этом пластины целесообразно располагать вдоль оси элемента решетки, если элемент примыкает к поясу один и параллельно оси пояса, если в узле сходятся два и более элементов решетки.

Вычисляются углы и положения пластины для элементов сходящихся в одном узле.

Стыковые соединения сжатых элементов, усилия которых направлены вдоль волокон, следует рассчитывать на смятие древесины в месте контакта.

Если пролет фермы , то площадь пластины конструктивно принимается равной .

Если пролет фермы , то площадь пластины конструктивно принимается равной .

Минимальное расстояние от плоскости сопряжения до края пластины должно быть не менее 60мм.

Терминология:

Ширина МЗП (пластины) - размер в направлении, параллельном широкой плоскости зуба;

Ось пластины - нормаль к широкой плоскости зуба;

Угол - угол между продольной осью пластины и направлением усилия (угол между направлением усилия и нормалью к широкой плоскости зуба);

Угол - угол между направлением волокон древесины и направлением усилия;

Угол - угол между продольной осью пластины и направлением срезающего усилия;

- коэффициент снижения прочности в опорном узле треугольной ферме.

3.13.1 Узел 1 (опорный)

Рисунок 23 - Схема узла 1. Усилия по схеме

Требуемая площадь соединения на верхнем поясе:

>

Требуемая площадь соединения на нижнем поясе:

>

Требуемая длина среза при усилии среза при:

(для МЗП-1,2);

(для МЗП-2).

Ширина зоны рационального расположения МЗП относительно линии среза при фактической величине:

.

Фактическая площадь соединения: .



Рисунок 18 - Размещение МЗП в узле 1

3.13.2 Узел 8

Рисунок 19 - Схема узла 8. Усилия по схеме

Требуемая площадь соединения на верхнем поясе:

, принимаем

Требуемая площадь соединения на раскосе:

, принимаем

Требуемая длина среза при усилии среза (табл. 3):

 (для МЗП-1,2);

(для МЗП-2).

Фактическая площадь соединения:

Рисунок 20 - Размещение МЗП в узле 8

3.13.3 Узел 9

Рисунок 21 - Схема узла 9. Усилия по схеме

Требуемая площадь соединения на верхнем поясе:

, принимаем

Требуемая площадь соединения на стойке:

, принимаем

Фактическая площадь соединения: .

Рисунок 22 - Размещение МЗП в узле 9

3.13.4 Узел 10

Рисунок 23 - Схема узла 10. Усилия по схеме

Верхний пояс:

* Определение равнодействующей усилий в раскосах

Угол между осями раскосов 18 и 19:

Равнодействующая усилий в раскосах:

* Определение угла наклона равнодействующей усилий в раскосах к оси стержня 19:

* Определение угла наклона равнодействующей к оси верхнего пояса:

Требуемая площадь соединения на верхнем поясе:

, принимаем

Раскос 18

Требуемая площадь соединения:

, принимаем

Требуемая длина среза при усилии среза:

(для МЗП-1,2)

(для МЗП-2)



Раскос 19

Требуемая площадь соединения:

, принимаем

Требуемая длина среза при усилии среза:

(для МЗП-1,2)

(для МЗП-2)

Фактическая площадь соединения: .



Рисунок 24 - Размещение МЗП в узле 10

3.13.5 Узел 11

Рисунок 25 - Схема узла 11. Усилия по схеме

Требуемая площадь соединения на верхнем поясе:

, принимаем

Требуемая площадь соединения на стойке:

, принимаем

Фактическая площадь соединения: .



Рисунок 26 - Размещение МЗП в узле11

3.13.6 Узел 7

Рисунок 27 - Схема узла 7. Усилия по схеме

Определение равнодействующей усилий в раскосах:

Определение угла наклона равнодействующей усилий в раскосах к оси стержня 21:

Требуемая площадь соединения на верхнем поясе:

 принимаем

Требуемая площадь соединения на раскосе:

принимаем

Требуемая длина пластины по условиям восприятия растягивающегося усилия

при б =0° (между продольной осью пластины и действующим усилием),

(для МЗП-1,2),

(для МЗП-2),

(для МЗП-1,2)

(для МЗП-2)

Рисунок 28 - Размещение МЗП в узле 7

3.13.7 Узел 3

Рисунок 29 - Схема узла 3. Усилия по схеме

Требуемая площадь соединения на раскосе 16:

(см. узел 8).

Требуемая площадь соединения на стойке 18:

(см. узел 9).

Требуемая площадь соединения на раскосе 20:

(см. узел 10).

Требуемая площадь на нижнем поясе:

принимаем .

Требуемая длина среза при усилии среза:

(для МЗП-1,2)

(для МЗП-2)

Фактическая площадь соединения:

.

Рисунок 30 - Размещение МЗП в узле 3

3.13.8 Узел 4

Рисунок 31 - Схема узла 4. Усилия по схеме

Требуемая площадь соединения на раскосе 19:

(см. узел 10).

Требуемая площадь соединения на стойке 20:

(см. узел 9).

Требуемая площадь соединения на раскосе 21:

(см. узел 7).

Требуемая площадь на нижнем поясе:

принимаем .

Требуемая длина среза при усилии среза:

(для МЗП-1,2)

(для МЗП-2)

Фактическая площадь соединения:

.



Рисунок 32 - Размещение МЗП в узле 4

3.13.9 Укрупнительный узел нижнего пояса

Рисунок 33 - Схема узла. Усилия. Размещение МЗП

Требуемая площадь сечения:

, принимаем

Требуемая длина пластины МЗП-2 по условиям восприятия растягивающего усилия

при для МЗП-1,2:

Фактическая площадь соединения:.

Будем считать, что МЗП установлены конструктивно и воспринимают монтажные усилия. Усилия от рабочих нагрузок воспринимает нагельное соединения (см. Рисунок 34)



Рисунок 33 - Схема нагельного соединения

В качестве нагелей примем болты М12. Тогда несущая способность соединения равна:

Минимальные расстояния между осями цилиндрических нагелей вдоль волокон древесины S1, поперек волокон S2 и от кромки элемента S3 равны:

3.13.10 Номенклатура и характеристики МЗП

Таблица 10

№узла	Стержень	Усилие, кН	Требуемая площадь пластины, см2	Тип пластины	Размеры пластины b?l, мм
1	1 6	26,92 -33,36	320,77 258,85	МЗП-1,2	140х100 200х180
8	6 7 16	-33,36 -29,98 -3,38	50	МЗП-1,2	100х200
3	1 2 16 17 18	26,92 21,05 -3,38 -3,87 7,22	50 50 50	МЗП-1,2	250х140 340х140
4	2 3 19 20 21	21,05 15,04 -6,83 -3.87 11,18	50 50 50	МЗП-1,2	340х140 340х140
7	10 11 21 22	-22,61 -22,61 11,18 11,18	70 70	МЗП-1,2	250х140 250х140
10	8 9 18 19	-29,98 -22,61 7,22 -6,83	50 50	МЗП-1,2	200х100 200х100
11	9 10 20	-22,61 -22,61 -3,87	50	МЗП-1,2	250х100
9	7 8 17	-29,98 -29,98 -3,87	50	МЗП-1,2	250х100
УУ	2	14,172	94,00	МЗП-1,2	120х170

3.14 Указания по изготовлению ферм

3.14.1 Подготовка пиломатериалов

При поставке древесины в бревнах их раскраивают на пиломатериалы по ГОСТ 24454-80 или на заготовки в соответствии с проектными размерами элементов конструкций и с учетом припусков на усушку и фрезерование.

Поступившие пиломатериалы или заготовки, выпиленные из бревен, сортируют по типоразмерам и подвергают сушке.

Атмосферную сушку древесины до влажности 20-25% следует производить в соответствии с ГОСТ 3808-1-75. Для получения древесины меньшей влажности сушка производится в камерах с обеспечением нормального режима сушки по ГОСТ 10773-74. Допускается одностадийная камерная сушка древесины без предварительной атмосферной сушки.

3.14.2 Материалы для изготовления ферм

Для изготовления ферм используются пиломатериалы из древесины сосны и ели по ГОСТ 24454-80 «Пиломатериалы хвойных пород».

Пиломатериалы должны подвергаться механической обработке (фрезерованию с четырех сторон) для получения заготовок необходимых размеров и прямоугольной формы поперечного сечения. Припуски на фрезерование пластей и кромок следует принимать в соответствии с ГОСТ 7307-75.

Качество пиломатериалов должно соответствовать первому и второму сорту по ГОСТ 24454-80 и дополнительным требованиям приложения I СНиП II-25-80.

В заготовках содержание поздней древесины должно составлять не менее 20%, в поясах ферм и растянутых элементах решетки не допускается сердцевина. Влажность древесины заготовок в момент изготовления ферм должна быть 202%. Для изготовления зубчатых пластин следует использовать листовые малоуглеродистые стали класса С235 с пределом прочности на разрыв не менее 320МПа, пределом текучести не менее 180МПа и относительным удлинением не менее 33% по ГОСТ 1050-74.

Пластины изготовляются в соответствии с техническими условиями методом холодной штамповки. Нанесение антикоррозийного покрытия по ГОСТ 14623-69 производится до штамповки пластин. Допускается производить оцинковку после штамповки.

3.14.3 Механическая обработка пиломатериалов

Механическая обработка пиломатериалов и заготовок включает калибровку по толщине, ширине и торцовку под заданным углом.

Калибровка по толщине должна обеспечивать разнотолщинность элементов, не превышающую 1,5 мм. Величина площади не фрезерованных участков по пласту не лимитируется. Припуски на фрезерование, нормируемые ГОСТ 7307-75, допускается снижать и принимать равными 2,5-3 мм. В процессе калибровки по толщине рекомендуется рассортировывать заготовки древесины по сортам.

Калибровка по ширине с целью обеспечения проектных размеров элементов конструкций или соединения заготовок по кромкам производится в соответствии с требованиями по ГОСТ 20850-75.

Для торцовок заготовок с целью обеспечения проектных размеров элементов конструкций по длине и заданных углов скоса припуски с двух сторон следует устанавливать по ГОСТ 7307-75.

При номинальной длине заготовок до 3 м и ширине заготовок до 150 мм припуск на торцовку должен составлять 20 мм, а при ширине заготовок более 150 мм - 25 мм. Для заготовок номинальная длина которых более 3м, припуски должны составлять соответственно: для ширины до 150 мм - 25 мм, для ширины более 150м - 30м.

Отклонения размеров ферм от проектных не должны превышать: по ширине +2,0мм; по толщине +1,0мм.

Размеры поперечного сечения деревянных элементов измеряются штангенциркулем с точностью до 0,1мм не менее, чем в тех местах, расположенных в середине и вблизи концов, а длина и форма контролируется металлическими шаблонами, изготовленными с точностью +1,0мм.

3.14.4 Изготовление МЗП

Изготовление МЗП должно производиться специализированными цехами, оснащенными штамповочным и другим специальным оборудованием (правильное устройство ПУ-400,36А; ножницы пневматические НП-2; валковая подача ВП-40 и т.п.).

Для изготовления МЗП применяются штампы с набором пуансонов. За каждую штамповку штампы пробивают один ряд или группу звеньев или всю ширину заготовки. Подача заготовки производится шаговым способом.

В качестве заготовок для пластин используются полосы металла соответствующей толщины и ширины. По ширине полосы дается припуск, который обрезается при штамповке отрезным резцом, формируя ширину пластины.

По усилию при штамповке, необходимому для вырубки всех зубьев и обрезки полосы по ширине, подбираются тип и марка пресса.

Полученные после штамповки полосы МЗП разрезаются по длине отрезным штампом на требуемые размеры и проверяются на соответствие техническим условиям. При контрольной проверке бракуются пластины, в которых:

в основании пластины имеются надрезы и трещины;

неперпендикулярность зубьев к плоскости пластины превышает 3⁰;

искривление поверхности пластины составляет более 8 мм на длине 15 см и более 3мм на ширине 5 см.

Прошедшие контроль и не имеющие антикоррозийного покрытия пластины подвергаются защитной обработке.

Готовые пластины должны быть упакованы в деревянную или другую жесткую тару общим весом не более 50кг. Укладку пластин следует производить попарно зубьями внутрь. Внутреннюю упаковку МЗП следует производить парафинированной бумагой (ГОСТ 9569-75).

Перевозка МЗП допускается любым видом транспорта при обязательном условии защиты их от атмосферных осадков. При транспортировании и хранении должна быть обеспечена полная сохранность изделий и тары.

МЗП поставляются заказчику партиями, объем которых устанавливается по согласованию сторон. На каждую партию изделий предприятием-изготовителем составляется и выдается паспорт, в котором должны быть указаны наименование предприятия-изготовителя и его адрес, наименование и тип изделия, вид защитной обработки, номер партии, количество изделий в партии, дата изготовления партии.

3.14.4.1 Проверка качества изделий в процессе освоения производства дощатых конструкций с соединениями на МЗП

Качество изделия рекомендуется проверять с помощью надеваемого на зуб полого стержня путем многократного изгиба зубьев на 45⁰ в обе стороны. Если после 6 - 8 перегибов (на одну сторону) в основании зуба появление трещин не наблюдается, то качество пластин признается удовлетворительным. Испытанию подвергается 5 - 10 пластин каждой партии.

3.14.4.2 Проверка качества изделий при изготовлении МЗП из сталей отличных указанным в пункте «Материалы для изготовления МЗП» и в случае получения отрицательного результата в предыдущем случае

Дополнительно качество пластин может оцениваться сопоставлением количества перегибов до разрушения пластин с результатами аналогичных испытаний полосы, вырезанной из нештампованного металла. Полоса должна иметь размеры свободного незащемленного конца зуба пластины. Число перегибов зуба пластины должно составлять не менее 85% от числа перегибов цельной полосы.

3.14.5 Сборка и запрессовка конструкций

Конструкции с соединениями на МЗП можно изготавливать из цельных или составных (при ширине более 150мм) элементов.

Сборка конструкций должна осуществляться на специальных сборочных установках (стендах).

Сборочное устройство должно обеспечивать проектное положение элементов с зазором между стыкуемыми элементами, не превышающим 1 мм, и расстоянием от кромок соединяемых элементов до зубьев не менее 10 мм.

Пластины одного типоразмера следует устанавливать в каждом узле с обеих сторон без смещения их относительно друг друга.

Запрессовка пластин в древесине должна производиться гидравлическими прессами. Давление запрессовки должно равномерно прикладываться одновременно по всей плоскости МЗП. Запрессовка прекращается при полном внедрении зубьев в древесину.

Качество исходных материалов и элементов конструкций должно фиксироваться в специальных журналах.

В деревянных элементах контролирую влажность по ГОСТ 2140-71, соответствие размеров - по рабочим чертежам.

Готовые конструкции проверяют на соответствие проекту с помощью шаблонов, калибров, стандартного мерительного инструмента.

Плотность примыкания элементов в узлах конструкций и глубину запрессовки зубьев МЗП контролируют визуально.

Конструкции, отвечающие требованиям качества, маркируют и плотно соединяют с помощью металлических лент или других средств, обеспечивающих возможность транспортировки их в вертикальном положении.

Принятые конструкции маркируют и плотно соединяют в пакеты по 5 - 10 шт. С помощью металлических лент и других средств, обеспечивающих возможность транспортировки их в вертикальном положении.

здание нагрузка деревянный стена

4. Проектирование стойки каркасной стены

4.1 Деревянные каркасные стены

Наиболее экономичными за рубежом признаны легкие каркасные стеновые конструкции с утеплителем из эффективных теплоизоляционных материалов и всевозможными облицовками.

Каркас состоит из стоек, обвязок, раскосов, балок перекрытий и стропил воспринимает нагрузки от кровли, перекрытий, стен и передает их на фундамент. При таком функциональном разделении каркаса и ограждения можно полностью использовать механическую прочность деревянных элементов каркаса и применять легкие стены.

Стойки устанавливаются с шагом 600 мм.

4.2 Расчет центрально-сжатой цельнодеревянной стойки

4.2.1 Исходные данные

Требуется подобрать сечение деревянной брусчатой стойки.

Материал стойки - сосна второго сорта с расчетным сопротивлением на сжатие (по таблице 3 СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»);

Высота стойки ;

Закрепление концов шарнирное;

Шаг стоек принимаем .

Расчетная нагрузка на стойку:

, где



Рисунок 34 - Схема для определения нагрузки на стойку

4.2.2 Определение размеров поперечного сечения центрально-сжатой стойки

Расчетная длина:

,

где - коэффициент, принимаемый согласно п.4.21 СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» для шарнирно закрепленных концов стойки.

Задаемся гибкостью (для колонн согласно СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» ).

Коэффициент продольного изгиба при гибкости >70:

Требуемая площадь поперечного сечения стойки:

Минимальный требуемый радиус инерции сечения :



Требуемая высота сечения стойки:

Принимаем высоту стойки .

Требуемая ширина сечения:

Принимаем высоту стойки .

Фактическая площадь поперечного сечения стойки:

.

Рисунок 35 - Поперечное сечение стойки

4.2.3 Проверка по прочности принятого сечения

Гибкость:



(табл. 14 СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»)

Коэффициент продольного изгиба при гибкости <70:

Напряжения от силы, возникающие в стойке каркаса:

Условие выполняется, прочность и устойчивость обеспечены.

Принятое нами сечение стойки деревянного каркаса 5х15 см, выполненное из древесины сосновых пород второго сорта, удовлетворяет всем заданным условиям.

4.3 Расчет составной стойки

Составная стойка в деревянном каркасе рассматривается как центрально-сжатый стержень.

4.3.1 Исходные данные

Требуется подобрать сечение деревянной стойки каркаса как составной центрально-сжатый стержень. Сечение стойки представляет собой две стойки 50х100 мм, скрепленные гвоздями диаметром 4 мм с шагом 250 мм по высоте.

Расчетная нагрузка на стойку:

,

где

Материал стойки - сосна II сорта с расчетным сопротивлением на сжатие (по таблице 3 СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»);

Расчетная длина в плоскости ох : ;

Расчетная длина в плоскости оу : ;

Закрепление концов шарнирное.

Шаг стоек принимаем .

Рисунок 36 - Поперечное сечение составной стойки

4.3.2 Проверка напряжений в составной угловой стойке

Коэффициент приведенной гибкости:

,

где - коэффициент податливости соединений; - диаметр гвоздя; - количество плоскостей сплачивания; - количество срезов связей на 1 п.м. с учетом шага гвоздей 250 мм.

Гибкость составного стержня относительно оси параллельно плоскости сплачивания:

,

где - гибкость в плоскости оу для составного сечения; - гибкость стержня между закреплениями отдельных ветвей стойки гвоздями.

Так как , то коэффициент продольного изгиба по формуле СНиП:

Проверим устойчивость в плоскости у для составной стойки:

,

где - усилие на стойке; - площадь поперечного сечения.

Проверка устойчивости в плоскости у обеспечена.

Гибкость составного стержня относительно оси х:

Устойчивость составной стойки в плоскости х обеспечена, так как гибкость относительно оси х меньше, чем гибкость относительно оси у, следовательно, стойка принимается как составной стержень из двух элементов поперечным сечением 50х100 мм каждый, соединенных гвоздями диаметром 4 мм с шагом по высоте колонны 250 мм, из сосны второго сорта.

5. Расчёт балки пола второго этажа

5.1 Исходные данные

Требуется подобрать сечение балки пола первого этажа. Пролет балки 5,3 м, шаг балок 500 мм. Междуэтажное перекрытие на отметке 2,800 запроектировано по клеефанерным балкам двутаврового сечения с плоской стенкой. Балки являются несущими конструкциями перекрытия.

Условия эксплуатации: температура помещений 18-20°С (до 35°С), относительная влажность 60-75% при этих условиях m_в=1 по СНиП II-25-80 [табл. 5].

5.2 Расчёт клеефанерной балки

5.2.1 Материал

Сосновые доски 2 сорта, расчетное сопротивление изгибу: , на скалывание , влажностью не более 12%, материал стенки - березовая фанера марки ФСФ сорт ВВ с количеством слоев не менее семи, клеи -КФ-БХ по ГОСТ 14231-78. Режим здания - отапливаемое, класс здания A I - по СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции».

Рисунок 37 - Конструкция перекрытия.

5.2.2 Нагрузки на балку

Таблица 11 - Нагрузки на балку Н, на 1 м²

Элементы и подсчет нагрузок	Нормативные нагрузки		Расчетные нагрузки
Постоянные:
Ламинированный паркет с подкладочным слоем б=3 мм	40	1,1	44
1 слоя фанеры влагостойкой фанеры 18 мм, 700кг/м2*0,02	131	1,1	144
Сплошной досчатый настил 100х32	160	1,1	176
Звукоизоляция Rockwool Акустик Баттс 50 мм 400 Н/М3	20	1,2	24
Щит из досок t=19 мм	95	1,1	104,5
Брусок 30х40 шаг 600	5	1,1	5,5
Вес 1 слоев ГКЛ	210	1,1	231
ИТОГО:	661		729
Временная нагрузка	1500	1,3	1950
ВСЕГО:	2161		2529

Собственный вес балки:

нормативная нагрузка

расчетная

5.2.2 Расчет балки в пролете между осями « А» и «Б » пролетом 5,3 м

Принимаем шаг балок равным 0,5 м.

Нагрузка на 1 погонный метр длины балки:

нормативная нагрузка: .

расчетная нагрузка: .



Рисунок 38 - Расчетная схема балки, схема нагрузки, эпюра изгибающих моментов и поперечных сил.

Усилия от расчетных нагрузок

Исходя из требований технологичности и облегчения производства балок, а также учитывая архитектурно-планировочное решение реконструируемого здания, предварительно принимаем высоту балок 360 мм () , и принимаем расчетное сечение КФБ, как показано на рисунке 39.

Необходимая суммарная толщина стенки из условия работы на срез:

-расстояние между осями поясов в опорном сечении.

-расчётное сопротивление фанеры срезу

Принимаем конструктивное решение балки перекрытия - одностенчатую балку с толщиной фанерной стенки 8мм.

Фанерная стенка приклеивается с внутренней стороны поясов.

Верхний и нижний пояса приняты одинакового сечения из вертикальных слоёв досок.

Направление волокон рубашки фанеры принимаем продольное (вдоль длины балки).

Рисунок 39 - Поперечное сечение клеефанерной балки.

Требуемую ширину поперечного сечения находим из условий ровной прочности и устойчивости растянутого и сжатого поясов при коэффициенте продольного изгиба:

- расстояние между точками раскрепления верхнего пояса из плоскости (см.рис 38)

Требуемая ширина дощатого пояса балки:

С учётом стандартных размеров досок принимаем из досок толщиной 28мм, после их острожки 25 мм.

Требуемую высоту пояса определяем:

K=0,8 - коэффициент, учитывающий напряжение в поясе за счёт включения в работу фанерной стенки;

h - полная высота балки в сечении; - расчетное сопротивление древесины 2-го сорта растяжению.

Сечение верхнего и нижнего пояса принимаем одинаковыми из двух вертикальных слоёв досок с четырёхсторонней острожкой их.

5.2.3 Определение геометрических характеристик сечения

Геометрические характеристики приводим к материалу поясов, т.е. к древесине сосны. Приведенный момент инерции в середине пролета

Кф=1,2 - коэффициент учета повышения модуля упругости фанеры при изгибе в плоскости листа.

Еф/Едр=0,9 - отношение модуля упругости фанеры к модулю упругости древесины.

5.2.4 Проверка прочности принятого сечения

Сжатый пояс проверяем на устойчивость по формуле

расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон по СНиП II-25-80 [табл. 3].

,

;

l_y - расчетная длина при расчетах на устойчивость (из плоскости балки). См. рисунок 29.



Рисунок 40 - Схема к расчету потери устойчивости балки

Прочность верхнего пояса обеспечена.

Проверка нижнего пояса

- расчетное сопротивление неклеёной древесины растяжению вдоль волокон по СНиП II-25-80 [табл. 3].

Прочность нижнего пояса обеспечена.

Проверка фанерной стенки на растяжение

- коэффициент, учитывающий снижение расчётного сопротивления фанеры, стыкованной на ус при работе её на изгиб в плоскости листа.

- расчетное сопротивление фанеры растяжению по СНиП II-25-80 [табл. 3]

Прочность фанерной стенки на растяжение обеспечена.

Проверка фанерной стенки на срез в опорном сечении

<

- расчетное сопротивление фанеры срезу перпендикулярно плоскости листа по СниП II-25-80 [табл. 10]; - статический момент половины сечения в расчетном сечении балки приведенный к фанере на уровне нейтральной оси; - момент инерции в расчетном сечении балки приведенный к фанере.

Прочность фанерной стенки на срез в опорном сечении обеспечена.

5.2.5 Проверка прочности клеевых швов между шпонами фанеры в опорном сечении

<

- расчетное сопротивление фанеры скалыванию в плоскости листа по СНиП II-25-80 [табл. 10]



Прочность клеевых швов между шпонами фанеры в опорном сечении обеспечена.

5.2.6 Проверка устойчивости фанерной стенки

Согласно п. 4.30 СНиП II-25-80. Устойчивость с продольным по отношению к оси элемента расположением волокон наружных слоев следует проверять на действие касательных и нормальных напряжений при условии:

240/8=30 <50,

h_ст - высота стенки между гранями полок.

Рисунок 41 - Схема потери устойчивости стенки

Устойчивость стенки обеспечена.

5.2.7 Определение прогиба балки

Максимальный прогиб =1/350 пролета 5300 мм/350=15,14 мм



с - коэффициент учитывающий влияние деформации сдвига от поперечной силы

;

Прогиб балки не превышает предельный.

Проверка на зыбкость

Предельные прогибы элементов перекрытый помещений жилых и общественных зданий исходя из физиологических требований следует определять по формуле:

где g -- ускорение свободного падения; р -- нормативное значение нагрузки от людей, возбуждающих колебания, принимаемое по табл. 20 СНиП 2.01.07-85*;

В данном случае р=0,5кПа; р1 -- пониженное нормативное значение нагрузки на перекрытия, принимаемое по табл. 3 и 20 СНиП 2.01.07-85*; В данном случае р1=0,3кПа;

q -- нормативное значение нагрузки от веса рассчитываемого элемента и опирающихся на него конструкций; В данном случае q=1,060 кПа;

n -- частота приложения нагрузки при ходьбе человека, принимаемая по табл. 20 СНиП 2.01.07-85*; В данном случае n=1.5 Гц; b -- коэффициент, принимаемый по табл. 20 СНиП 2.01.07-85*. В данном случае

.

Сверим соотношение :

Кроме того, согласно п.4 таблицы №19 СНиП 2.01.07-85*, в плитах перекрытий, лестничных маршах и площадки, прогибу которых не препятствуют смежные элементы вертикальные предельные прогибы fu от сосредоточенной нагрузки 1 кН (100 кгс) в середине пролета не должны превышать 0,7 мм.

Рисунок 39 - Расчетная схема балки, схема нагрузки, эпюра изгибающих моментов и поперечных сил

- предельный относительный прогиб.

т.е. прогиб не превышает предельный.

5.3 Расчёт цельнодеревянной балки

5.3.1 Материал

Рисунок 42 - Конструкция перекрытия.

Древесина сосна 2-го сорта, расчётное сопротивление , на скалывание , влажностью не более 12%, модуль упругости. Режим здания - отапливаемое, класс здания A I - по СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции».

5.3.2 Нагрузки на балку

Таблица 12 - Нагрузки на балку пола Н, на 1 м²

Элементы и подсчет нагрузок	Нормативные нагрузки		Расчетные нагрузки
Постоянные:
Сплошной досчатый настил 100х32	160	1,1	176
Утеплитель Rockwool Акустик Баттс 50 мм 400 Н/М3	20	1,2	24
Щит из досок t=19 мм	95	1,1	104,5
Брусок 40х40 шаг	16	1,1	17,6
ИТОГО:	291		322
Временная нагрузка	1500	1,3	1950
ВСЕГО:	1791		2272

Собственный вес балки:

нормативная нагрузка

расчетная

5.3.3 Расчет балки в пролете между осями «А» и «Б » пролетом 5300 мм

Принимаем шаг балок равным 0,6 м.

Нагрузка на 1 погонный метр длины балки:

нормативная нагрузка: .

расчетная нагрузка: .

Рисунок 43 - Расчетная схема балки, схема нагрузки, эпюра изгибающих моментов и поперечных сил.

Усилия от расчетных нагрузок

Требуемый момент сопротивления:

Задаёмся сечением 100х200 мм

Требуемая высота сечения:

Принимаем сечение балки: , тогда момент сопротивления:

Рисунок 44 - Поперечное сечение цельно деревянной балки.

5.3.4 Проверка прочности балки

5.3.5 Проверка касательных напряжений балки

Скалывание при изгибе:

5.3.6 Определение прогиба балки

- предельный относительный прогиб.

Прогиб не превышает предельный.

6. Расчёт доски пола

6.1 Исходные данные

Требуется рассчитать доску пола. Высота сечения доски 44 мм. Доски пола укладываются на лаги, шаг которых 600 мм.

6.2 Материал

Материал досок пола принимаем из хвойных пород, третий сорт.

6.3 Конструктивная схема

Схемой доски пола для расчета будет рассматриваться двухпролетная шарнирно опертая балка с пролетом

6.4 Нагрузки

Таблица 13 - Нагрузки на пол на 1м²

Элементы и подсчет нагрузок	Нормативные нагрузки		Расчетные нагрузки
Постоянные:
Доски	255	1,1	248
Всего:	255		248
Временная,	1500	1,3	1950
Итого:	1755		2198

6.5 Определение усилий

Рассматриваем два варианта загружения доски:

Вариант 1:



Рисунок 45 - Схема 1 загружения доски пола

Расчетная нагрузка:

Изгибающий момент определяется по формуле:

\

Вариант 2:

Рисунок 46 - Схема 2 загружения доски пола

Расчетная нагрузка:

Значение изгибающего момента:

Так как , то основной проверкой является проверка по напряжениям.

6.6 Проверка прочности

Для принятого сечения 44х100 мм найдем геометрические характеристики:

Условие прочности по напряжениям для доски пола принятого сечения 44х118мм обеспечивается.

6.7 Проверка деформаций

Прогиб для доски пола определяется следующим образом:

,

где ;

- пролет;

;

- модуль упругости древесины.

Сверим соотношение :

Проверка по деформациям выполняется.

7. Заготовка и хранение древесины

На лесопильные предприятия пиловочное сырье - хлысты (стволы срубленного дерева, у которого отделены корни и сучья) поступает сплавным путем, железнодорожным или автомобильным транспортом. При поперечной разделке хлыстов получают круглые сортаменты, имеющие различное назначение (бревна, кряжи).

Пиломатериалы получают при продольной распиловке бревен и кряжей. Качество пилопродукции зависит от состояния технологической подготовки пиловочника перед распиловкой.

Пиломатериалы хранят в штабелях под навесами или на складах в закрытых помещениях. Штабель пиломатериалов необходимо выкладывать правильной геометрической формы, боковые и торцевые поверхности должны быть строго вертикальны. Средние размеры штабеля: 1,8-2,4м, высота 2,6-5м, длина 6,5-6,8м. Штабель формируют из одинаковых по породе и толщине пиломатериалов на прокладках, в качестве которых используют антисептированные рейки сечением 25х40мм. Прокладки ставят строго вертикально, одна над другой. Крайние прокладки должны быть расположены заподлицо с торцами штабеля. Для того чтобы избежать коробления и провисания досок, необходимо укладывать определенное количество прокладок по длине штабеля, которое зависит от породы древесины, толщины и длины укладываемых пиломатериалов. При формировании штабеля можно использовать вертикальные подъемники или штабелеры. Помимо укладки пиломатериалов целым штабелем в последнее время на лесопильных предприятиях внедряется пакетный способ с использованием пакетоформирующих машин ПМФ-10. Он основан на том, что на сортировочной площадке лесопильного цеха формируют часть штабеля - сушильный пакет шириной 1,2-1,9м, высотой до 1,5м и длиной 4,3;5,8;8,8м.

При складировании пиломатериалов под навесами следует обеспечить защиту пиломатериалов от атмосферных осадков и солнечной радиации. Для этого над рядовыми штабелями монтируют односкатные крыши с уклоном 0,2, над пакетными штабелями - одно- или двухскатные крыши с уклоном 0,06; свесы на стороны штабеля 0,3-0,5м.

Открытый склад устраивают на сухом, хорошо проветриваемом участке, территорию которого тщательно выравнивают, обрабатывают химикалиями для уничтожения растительности, покрывают щебенкой и опрыскивают кузбасслаком.

Сушка древесины является одной из основных и самых сложных операций. Ее проводят для повышения удельной прочности древесины, предохранения от загнивания и коробления. Способ сушки выбирают в зависимости от назначения древесины, ее конечной влажности и требований к качеству древесины.

8. Указания по защите

8.1 Защитная обработка древесины

8.1.1 Защитная обработка древесины от загнивания

Дощатые конструкции для зданий с температурно-влажностными условиями эксплуатации А1 по табл.1 главы СНиП II-21-80 могут изготовляться без защитной обработки.

8.1.2 Защитная обработка древесины от огня

При использовании деревянных конструкций следует предусматривать мероприятия по их защите от возгорания. Не рекомендуется применять конструкции из неклееной древесины в условиях длительного нагрева, если температура окружающего воздуха превышает 50 градусов. Деревянные конструкции не должны иметь сообщающихся полостей с тягой воздуха, по которым может распространяться пламя, недоступное для тушения.

В противопожарном отношении предпочтительнее деревянные конструкции массивного прямоугольного сечения с закруглениями, имеющие большие пределы огнестойкости, чем дощатые или клеефанерные. Опасны в пожарном отношении металлические накладки, болты и другие детали соединительных и опорных узлов деревянных элементов, так как они, являясь проводниками тепла, снижают предел огнестойкости деревянных конструкций, поэтому металлические узлы и соединения необходимо тщательно защищать огнезащитными покрытиями.

К химическим мерам защиты деревянных конструкций от возгорания относится применение пропитки огнезащитными составами или нанесение огнезащитных красок. Защитные средства, предохраняющие древесину от возгорания, называют антипиренами. Огнезащитные средства, способные при нагревании разлагаться с выделением большого количества негорючих газов, либо увеличиваясь в объеме, создавать защитный слой, препятствующий возгоранию древесины и распространению по ней огня. Как правило, огнезащитные составы включают в себя смесь нескольких веществ и наносятся в виде водных растворов.