Сортамент пиломатериалов для строительных конструкций

Пиломатериалы получают в результате продольной распиловки бревен на лесопильных рамах или круглопильных станках. Они имеют прямоугольное или квадратное сечение. Более широкие стороны пилома-ов называют пластями, а узкие – кромками. Пилома-лы с поверхностями, опиленными по всей длине – обрезные. Если часть поверхности не опилена в результате сбега бревна – обзольные. Если не опилены 2 поверхности при однократной распиловке бренна – необрезным. Пилома-лы имеют стандартные длины от 1 до 6,5 м с градацией размеров через каждые 0,25 м. их разделяют на доски, брусья, бруски. Рекомендуемые для несущих конструкций доски имеют ширину от 60 до 250мм, а толщину – от 11 до 100 мм; бруски – ширину от 100 до 175 мм, а толщину – от 50 до 100 мм. Брусья имеют ширину, не превышающую полуторной толщины. Их толщина и ширина равны от 125 до 250 мм.

52. Трехшарнирные арки, проектирование, схема расчета, расчет узлов. Деревянные арки широко используют в качестве основных несущих конструкций зданий различного назначения. Их применя­ют в покрытиях промышленных, сельскохозяйственных и общест­венных зданий пролетом от 12 до 70 м. Рис. 13.1. Схемы деревянных арок: а — арки без затяжек; б — арки с затяж­ками; в — сквозные арки; / — треугольная; S — пятиугольная; 3 — стрельчатая; 4 — сегментная

Трехшарнирные арки являются наиболее распространенными. Они статически определимы и усилия в них не зависят от деформа­ций опор и затяжек. В коньковом шарнире без затруднений осуще­ствляется монтажный стык. Арки без затяжек, опирающиеся непосредственно на фундамен­ты или элементы несущего каркаса зданий, являются наиболее простыми. Они состоят всего из двух основных крупных элемен­тов— полуарок, соединенных в трех узлах. Такие арки применяют в покрытиях помещений значительной высоты, как правило, без вертикальных стеновых ограждений, например в покрытиях скла­дов сыпучих материалов, спортивных и зрелищных помещений. Арки с затяжками применяют в покрытиях общего типа в том же качестве, что балки и фермы, и опирают на несущие стены. Арки из клееных элементов заводского изготовления имеют наи­более широкую область применения, поскольку их форма, размеры и несущая способность могут отвечать требованиям сооружения покрытий самого различного назначения, в том числе уникальных по своим размерам. Арки из цельных элементов построечного изго­товления могут в ряде случаев найти эффективное применение, од­нако их форма, пролеты и несущая способность строго ограничены сортаментом лесоматериалов. Дощатоклееные арки, склееные из досок плашмя в условиях заводского изготовления, получили наиболее широкое распростра­нение в строительстве. Они имеют повышенную стойкость против гниения, коррозии и возгорания и состоят из малого числа крупных элементов и соединений. Элементы таких арок имеют, как правило, прямоугольные сечения. Клееные арки могут иметь любую из ука­занных выше форм и применяются в покрытиях с пролетами от '. 12 до 60 м. Треугольные клееные арки имеют трехшарнирную схе­му и применяются без затяжек при высоте до 1/2 пролета и с затяж­ками. Пояса таких арок имеют сечение шириной не более 17 см, что поз­воляет, склеивать их из цельных по ширине досок. Затяжки этих арок состоят в большинстве случаев из арматурной или профиль­ной стали. Треугольные клееные арки отличаются простотой изготовления, не требуя гнутья досок при склеивании. Однако они требуют повы­шенного расхода древесины, поскольку в их поясах возникают значительные изгибающие моменты. Полуарки крепятся в узлах,. как правило, с некоторым эксцентриситетом относительно их дей­ствительных осей. Благодаря этому в них возникает от действия продольных сил изгибающий момент, уменьшающий момент от вертикальных распределенных нагрузок. Сегментные клееные арки. Имеют значительную высоту, опираются на фундаменты и применяются в покрытиях общественных однопролетных зданий без стен. Сегмен­тные арки без затяжек высотой до ¹/₂ пролета и с затяжками высо­той до 1/6 пролета применяются в покрытиях пролетом до 60 м и более. Это объясняется тем, что изгибающие моменты в них от распределенных нагрузок значительно меньше, чем в треугольных арках, а сосредоточенные нагрузки, вызывающие большие момен­ты, к ним не прикладываются. Стрельчатые клееные арки имеют трехшарнирную схе­му и сегментное очертание полуарок. Их применяют, как правило, без затяжек при высотах, близких к ¹/2 пролета в покрытиях про­летом до 50 м. Сечения их при больших пролетах собираются из слоев, состоящих из двух-трех досок по ширине. Стрельчатые кле­еные арки применяют при действии и распределенных и сосредото­ченных в зоне ключевого узла нагрузок от подвесного оборудова­ния. Пятиугольные арки имеют те же параметры, что и стрельчатые. Величины усилий в сечениях трехшарнирных арок существенно зависят как от величин и характера нагрузок, так и формы их осей. Чем больше относительная величина сосредоточенной в зоне ключа нагрузки, тем ближе форма оси арки должна приближаться к треугольной, при которой от этой нагрузки не возникает изги­бающих моментов. Чем больше относительная величина распреде­ленных нагрузок, тем больше форма оси арки должна приближаться к параболической, при которой изгибающие моменты от этих нагрузок являются минимальными. При действии распределенных и сосредоточенных в ключе нагрузок в различных сочетаниях наи­лучшей формой арки является промежуточная — стрельчатая, при которой оптимальная кривизна полуарок определяется с помощью электронных вычислительных машин. Клеефанерные арки имеют треугольную форму и состоят из коробчатых клеефанерных полуарок. Такие арки имеют малую массу и позволяют получать существенную экономию древесины. Однако при этом они требуют расхода водостойкой фанеры, явля­ются более трудоемкими при изготовлении, чем дощатоклееные, и имеют меньший предел огнестойкости. Арки из цельных элементов могут быть только треугольной формы. Они в большинстве случаев имеют затяжки и изготовляют­ся в построечных условиях из- бревен, брусьев или толстых досок. Их размеры и несущая способность, ограниченные сортаментом лесоматериалов, невелики, и поэтому они имеют пролеты не более 12 м и ставятся в покрытия с шагом до 3 м Арки на податливых соединениях имеют треугольную форму. Их образуют полуарки из брусчатых балок на податливых соедине­ниях — деревянных вкладышах, в большинстве случаев — дубовых пла.стинках. Сквозные арки без затяжек и с затяжками находили некоторое применение в большепролетных покрытиях. Полуарки таких арок представляют собой сегментные дощатые фермы или брусчатые многоугольные фермы пониженной до 1/20 пролета высоты с гвозде­выми или болтовыми соединениями. Такие арки являются трудоем­кими в построечном изготовлении, требуют закрепления сжатых нижних поясов от потери устойчивости и в настоящее время почти не применяются. Расчет деревянных арок. Нагрузки, действующие на арку, могу быть распределенными и сосредоточенными. Постоянную равномерную нагрузку g от массы покрытия и самой арки определяют с учетом шага арок В. Массой арки можно задаться предварительно с использованием коэффициентов собственной массы, в зависимости от массы покрытия g_n и снега р и других нагрузок. Снеговую нагрузку р определяют с учетом шага арок нагрузоки и воздействия, условно равномерно распределен­ных по длине пролета покрытия. Ветровую нагрузку q определяют по нормам нагрузок.и воздей­ствий с учетом шага арок и считают приложенной нормально к по­верхности покрытия. Сосредоточенные временные нагрузки Р включают в себя массу подвесного оборудования и вре­менных нагрузок на нем. Геометрический расчет арки заключается в определении всех размеров, углов и их тригонометрических функций полуарки, не­обходимых для дальнейших расчетов. Статический расчет. Опорные реакции трехшарнирной арки со­стоят вертикальных и горизонтальных составляющих. Верти­кальные реакции R_a и R_в определяют как в однопролетной свободно опертой балке из условия равенства нулю моментов в опорных шарнирах. Горизонтальные реакции (распор) N_а и N_в определяют из условия равенства нулю моментов в коньковом шарнире. Необходимо определить продольную силу в месте действия максимального изгибающего момента при таком же сочетании нагрузок. Полученные результаты сводятся в таблицу усилий, по которой затем определяют максимальные расчетные усилия при основных наиболее невыгодных сочетаниях нагрузок.

Рис. 13.3. Варианты опорных узлов клееных _арок без затяжек: а — узел треугольной арки; б — узел стрельчатой арки; в — узел большепролетной арки 1 — полуарка; 2 — стальной башмак; 3 — болты; 4 — анкер; 5 — опорный лист; 6 — фасов­ка; 7 — сварка; 8 — изоляция; 9 — шарнир

Подбор сечений и проверку напряжений элементов сплошных арок производят по максимальным значениям расчетных усилий. Арки работают и рассчитываются на сжатие с изгибом древесины и скалывание клеевых швов в своей плоскости и на сжатие и устойчивость из своей плоскости. Узлы арок. Основными узловыми соединениями трехшарнирных арок яв­ляются опорные и коньковые, или ключевые, шарниры. В арках с затяжками могут иметься также стыки затяжек и узлы крепле­ния подвесок. В большепролетных арках могут встречаться жест­кие монтажные стыки. Опорные узлы арок без затяжек выполняют, как правило, в виде лобовых упоров в сочетании с металлическими башмаками, служащими для крепления их к опорам. Опорный башмак имеет в большинстве случаев сварную листовую конструкцию. Он состоит из опорного листа с отверстиями для анкерных болтов и двух вертикальных фасонок с отверстиями для болтов крепления полуарок. Узлы сегментных и стрельчатых арок, в которых действуют из­гибающие моменты разного знака и незначительные поперечные силы, центрируются по осям полуарок, а опорный лист башмака располагается перпендикулярно им. Торец полуар­ки работает и рассчитывается на смятие от действия максимальной сминающей силы N_CM. Болты крепления полуарки к фасонкам рассчитываются на действие максимальной поперечной силы Q. На эту же силу рассчи­тываются анкерные болты на срез и смятие. Бетон фундамента рассчитывается на смятие от действия силы N_CM под поверхностью опорного листа башмака. Опорный лист башмака работает на изгиб от равномерного дав­ления лобового упора торца полуарки. Опорные узлы арок с за­тяжками выполняются при помощи лобового упора и сварных металлических баш­маков. Опорный лист распо­лагается здесь горизонтально. Вертикальные фасонки могут опираться на опорный лист или опорный лист может размещаться между фасовками в зависимо­сти от конструкции опоры и способа анкеровки. Металлическую затяжку приваривают к фасонкам снаружи или изнутри. Деревянную за­тяжку располагают между фасонками и крепят к ним болтами.

Рис. 13.4. Варианты опорных узлов кле­еных арок с затяжками: а — узел треугольной арки со стальной затяж­кой; б — узел сегментной арки с деревянной затяжкой на болтах; в — узел треугольной арки с деревянной затяжкой на вклеенных стержнях; 1_Г полуарка; 2 — затяжка; 3 — стальной башмак; 4 — анкер; 5 — опорный лист; 6 — диафрагма; 7 — изоляция; 8 — бол­ты; 9 — сварка; 10 — вклеенные стержни

Опорные узлы дощатых арок выполняются в при помощи двухсрезных симметрично изгибаемых гвоздевых или болтовых соединений досок пояса и затяжки, расположенных в разных плоскостях. Количество болтов определяют с учетом угла наклона пояса. Опорные узлы арок из брусьев или бревен выполняются в виде лобовой врубки. Коньковые узлы сплошных арок решаются в виде прямых или наклонных лобовых упоров со стальными креплениями или деревянными накладками на бол­тах. Стальные крепления состоят из опорного листа и двух фасонок соединенных сваркой, с отверстиями для болтов. Фасонки предва­рительно соединяют болтами с концами полуарок, а опорные лис­ты при монтаже арки соединяют монтажными болтами между со­бой.

Рис. Варианты коньковых узлов клееных арок:а —• узел треугольной арки; б — узел сегментной арки; s — узел большепролетной арки; 1 — полуарка; 2 —стальное крепление; 3 — монтажный болт; 4 — болты; 5 —

диафрагма; 6 — фасонка; 7—шарнир

Расчет коньковых узлов производят на действие максимальных продольных N и поперечных Q сил, действующих вдоль горизон­тальных и вертикальных осей узла. Максимальные продольные силы возникают от действия всех нагрузок. Поперечные силы воз­никают здесь только от несимметричных нагрузок — односторонней снеговой и ветровой. Лобовые упоры рассчитывают на смятие под углом или вдоль волокон на действие продольной силы N. Н акладки работают на изгиб от изгибающего момента, который достигает максимального значения в сечении по оси перво­го ряда болтов. При расчете креплений подвесного оборудования шайбы или хомуты рассчитывают на изгиб, а древесину под ними— на смятие под углом к волокнам. Стыки элементов арок. Стыки клееных арок представляют собой зубчатые соединения досок по длине и стыки по пласти слоев досок между собой. Большепролетные арки имеют обычно пеперечные стыки по кромкам досок, расположенных по ширине слоев в шахматном порядке. Арки особо больших пролетов соединяются по длине также жесткими монтажными стыками из транспортабель­ных частей. Такие стыки выполняются обычно с помощью двусто­ронних накладок из профильной стали, расположенных близ кро­мок сечений, и болтов. Эти стыки рассчитывают на усилия, дейст­вующие в данном сечении арки. Стыки затяжек из профильной стали выполняются сварными или болтовыми. Стыки цельных деревянных затяжек выполняются, болтовыми с деревянными накладками. Клееные затяжки имеют заводские зубчатые соединения досок и изготовляются обычно пол­ной длины без монтажных стыков. Однако такие затяжки отдель­но нетранспортабельны и могут применяться только при выпуске заводом арок в полносборном виде.

Поиск по сайту: