Расчет и конструирование двойного дощатого настила и фермы

Дерево1(Глухоцького).dwg

Геометрична схема ферми
Загальний вигляд ферми Ф-2
Сумісний план покриття
Подвійний дощатий настил
Специфікація деревини
Багатопролітний нерозрізний дощатий прогон

Пояснювальна з дерева(Глухоцького).DOC

2. Опис конструктивного
3. Забезпечення просторової
Розрахунок конструкції покрівлі ( Дощаті щити)
1 Розрахунок подвійного дощатого
2.Нерозрізний дощатий
Розрахунок та конструювання ферми
1. Визначення загальних розмірів
2. Статичний розрахунок
3. Підбір поперечних перерізів елементів
4. Розрахунок та конструювання
Розрахунок та конструювання стояків поперечної рами
2. Розрахунок клеєфанерної
Захисна обробка та конструктивні заходи захисту
деревини від вогню та
Техніко-економічні показники прийнятих
Список використаної літератури
1. Загальні положення
У відповідності до завдання необхідно розробити проект одноповерхової
виробничої будівлі прольотом l = 18.0 м та висотою до низу несучих
конструкцій Н= 6.0 м. Крок рам В = 6.0 м.
Довжина будівлі L=9(В+2(08(В=9(6+2(08(6=6360 м.
Висота ферми в середині прольоту
Приймаємо h = 3000 мм.
Будівля відноситься до другого класу відповідальності для якої
відповідно зі СНиП 2.01.07 – 85 “Нагрузки и воздействия” додаток 1
коефіцієнт надійності за призначенням (n = 095.
У відповідності до завдання будівля проектується в м. Рівне що
відповідає згідно [ 2 ]4 – му сніговому району для якого нормативна
величина тиску снігу на 1 м2 поверхні землі So = 132 кПа та – му
вітровому району для якого характеристичний тиск вітру Wo = 052 кПа.
Роботу починаємо з розробки технологічного проекту який вимагає
схему поперечної рами схему розміщення вертикальних та горизонтальних
в’язей конструкції покриття та покрівлі поздовжній розріз із стіновим
Для захисту стін від замочування влаштовуємо кобилки з двох сторін
будівлі довжина яких с = 600 – 900 мм.
При прольоті 18м розрахункова висота ферми гребені hср=(17)
Для того щоб знайти ширину панелі знаходимо довжину верхнього поясу
Крок прогонів приймаємо а = 11 м.
Уточнюємо розміри кобилки с = 860мм де n – кількість панелей
Отже довжина верхнього поясу разом з кобилкою становить
lвп = БГ + с = 9040+ 860 = 9900 мм
Для передання будівельного підйому ферми опорні вузли опускаємо на 15
Висота ферми на опорах
BD=( hср+БА1)2=(2.6+2.5)2=22м
Геометрична схема ферми наведена на рис.1
2. Опис конструктивного рішення
У відповідності до завдання необхідно розрахувати та законструювати
одноповерхову виробничу будівлю .
Під рулонну покрівлю із схилом i = 001 приймаємо метало–дерев’яні
трапецієподібні ферми з верхнім поясом із дощатоклеєних блоків на які
вкладаються клеєфанерні панелі .
Ферми покриття шарнірно опирається на клеєфанерні колони які нижнім
кінцем жорстко заанкерені в залізобетонних фундаментах створюючи в
поперечному напрямку рамний каркас будівлі . Поперечне до осі вітрове
навантаження сприймається рамами каркасу а поздовжнє через фахверк
передається внизу на фундамент а вгорі на вітрову ферму розміщену в
площині верхнього поясу кров’яної ферми .
3. Забезпечення просторової жорсткості
Для забезпечення просторової жорсткості розробляємо систему
горизонтальних та вертикальних в’язей.
Горизонтальні в’язі влаштовуємо в площині верхнього та нижнього поясів
ферми (розпірки та хрестові в’язі між вузлами ферми верхнього поясу).
Вертикальні в’язі влаштовуємо між сусідніми фермами в прольоті та між
колонами по краям будівлі та всередині (рис.2-4). За сортаментом довжина
елементів не повинна перевищувати 65 м.
Обв’язочний брус приймаємо поперечним перерізом 200 х 200 мм.
Поперечний переріз інших елементів - виходячи із граничної гнучкості
( = 120 та розрахункової довжини в’язей але не менше ніж 75 х 75 мм
Розрахунок конструкції покрівлі
1 Розрахунок подвійного дощатого настилання.
Розрахуємо перехресне настилання під тришарову рубероїдну покрівлю
теплої промислової будівлі для міста Рівне. Кут нахилу покрівлі дуже
малий. Відстань між прогонами l1 = 11 м.
Робоче настилання орієнтовно приймаємо у вигляді дошок шириною bр=
см товщиною (р = 22 мм покладених з зазором bo = 10 см.
Розрахунок настилання ведемо для смуги шириною b1 = 1 м. Збір
навантажень на настилання проводимо в табличній формі ( табл. 1).
Збір навантажень на настилання кНм2.
№ Вид навантаження та Характерис Розрахункове(fmРозрахункове
зпйого підрахунок тичне (feексплуатацій граничне
навантажен не навантаження
Тришарова рубероїдна 0090 1 0090 130117
Цементна стяжка 036 1 036 130468
( ( ( = 002 ( 1800 (
Утеплювач фіброліт 04 1 04 130520
( ( ( = 01 ( 400 ( 10-2
Пароізоляція (1 шар 003 1 003 130039
Поперечне та діагональне0055 1 0055 110061
Захисне настилання 011 1 011 110121
( ( ( = 0022 ( 500 (
Всього ge = 1045 1045 g = 1326
Снігове навантаження S0=132 04Sе=066 10Sm=138
Повне навантаження ge=2445 1705 g=2706
Настилання розраховуємо для двох сполучень навантажень:
а) власна вага покрівлі та снігове навантаження ;
б) власна вага та зосереджене (монтажне) навантаження
F = Fn (f = 1 ( 12 = 12 кН .
Розрахунковий проліт настилання l1 = 115 м.
За сполучення навантажень “а” -згинаючий момент становить
Завдяки тому що в конструкції присутнє захисне настилання дію
навантаження F = 12 кН вважаємо розподіленим на ширину 05 м робочого
настилання. Тоді розрахункове зосереджене навантаження на ширині
настилання b1 = 1 м складає [pic]кН.
Максимальний згинаючий момент:
Отже найбільш невигідним для перевірки міцності настилання буде перше
сполучення навантажень для якого М1 =042 кНм > M2 = 02 кНм.
Момент опору настилання
Нормальні напруження
[pic]МПа [pic]МПа де
Rb = 13 МПа – розрахунковий опір деревини згину;
(с = 115 – коефіцієнт умов роботи настилання;
(n = 09 – коефіцієнт надійності за призначенням.
Жорсткість настилання перевіряємо для першого сполучення навантажень.
Момент інерції настилання
[pic] - граничний відносний прогин для настилання..
Рис. 2.1. Подвійне дощате настилання.
а) розрахункова схема для першого сполучення навантаження;
в) розрахункова схема для другого сполучення навантаження.
2.Нерозрізний дощатий прогон.
Запроектуємо багатопролітний нерозрізний дощатий прогон одноповерхової
промислової будівлі. Крок несучих конструкцій В = 6 м. Матеріал прогону-
сосновий брус вологістю 12%.
Клас відповідальності будівлі 2.
Розрахунковий згинальний момент в прогоні
Необхідний момент опору поперечного перерізу прогону
де R[pic]- розрахунковій опір згину сосни вологістю W=12%
[pic] -коефіцієнт надійності за призначенням для другого класу
Приймаємо поперечний переріз прогону із двох дошок 60х200мм з
W[pic]=800см[pic] I[pic]=8000см[pic].
Перевіряємо прийнятий переріз прогону
Відносний прогин в крайньому прольоті знайдемо за формулою
де Е-модуль пружності сосни Е=10[pic]МПа
[pic]-граничний прогин в долях прольоту [pic].
Відстань від осі опори до стику дошок приймаємо [pic].
Цвяхи які скріплюють стик приймаємо в залежності від товщини дошок
–4х100мм. Відстань від опори до центру розміщення цвяхів за дворядного їх
розташування становить [pic]
Розрахункову несучу здатність одно зрізного цвяха знаходимо:
а) із умови згину цвяха : [pic]але не більше ніж [pic]
б) із умови зминання деревини [pic]
де d-діаметр цвяха d=4мм а с- товщина дошки а=с=60мм.
Мінімальна несуча здатність Т[pic]
Необхідна кількість цвяхів з кожної сторони стику
Приймаємо 10 цвяхів і розміщуємо їх двома рядами по 5 цвяхи в кожному .
В інших частинах прогону ставимо без розрахунку по два цвяхи розмірами
х100 мм через 50см. Оскільки стандартна довжина пиломатеріалів обмежена і
становить 69м то одна із дошок прогону повинна стикуватися біля крайньої
опори. Стик перекриваємо накладкою яку скріплюємо із дошками прогону за
Рис. 2.2. Розрахункова схема багато пролітного нерозрізного дощатого
1. Визначення загальних розмірів ферми.
Геометрична схема ферми наведена на рис.3.1.1
2. Статичний розрахунок ферми.
Навантаження від покриття :
від нерозрізних прогонів gnп = 013 кНм2 ;
від настилу gп = 1045 кНм2;
Характеристична величина тиску снігу на 1 м2 поверхні землі So = 132
кНм2 . Коефіцієнт надійності за навантаженням γf = 104. Навантаження
характеристичне від власної ваги ферми :
граничне gф = gфn · γf = 021 · 11 = 023 кНм2.
Погонне навантаження на ферму від постійних навантажень становить:
qп= (g+ gф)*B=(1175+023)*11*6=1012кН*м
від снігового навантаження:
qт= Sm *B=138*6=876кН*м
Зводимо навантаження до зосередженого :
Fп= qп*АD=1012*45=4554кН
Fт= qт* АD=876*45=3942кН
Навантаження що діють на крайні вузли ферми:
F1п=05* Fп=05*4554=2277кН
F1т=05* Fт=05*3942=1971кН.
Визначаємо сумарні вузлові навантаження:
-F= Fп+ Fт=4554+3942=8496 кН
- Fкр= F1п+ F1т=2277+1971=4248 кН.
[pic]Рис. 3.2.1. Схема завантаження ферми. [pic]
Рис.3.2.2. Епюра зусиль.
розтягуюче стискуюче
Верхні10-9 22491 О1
Стояк 1-10 16992 C1
3. Підбір поперечних перерізів елементів ферми
Верхній пояс розраховуємо як стиснуто-зігнутий стержень на поздовжнє
зусилля О1= О2= 22491 кН та місцеве навантаження (рис 3.3):
Для зменшення розрахункового згинального моменту від вертикального
навантаження вузли верхнього поясу виконуємо з поза центовою передачею
зусилля О із від’ємним ексцентриситетом е завдяки чому отримємо
розвантажуючий момент М = Мq - Me =[pic].
При підборі поперечного перерізу приймаємо спочатку згинальний момент :
де ln = 453 м – довжина панелі верхнього поясу.
Задаємось розрахунковою шириною перерізу b =170 мм. ( за сортаментом
приймаємо дошки шириною 175 мм ) та з виразу для розрахунку позацентрово
–стиснутого стержня знаходимо необхідну висоту поперечного перерізу :
де = 08 – коефіцієнт який враховує збільшення моменту в розрахунках за
деформованою схемою ( в першому наближенні ) ;
γm = 1 - коефіцієнт який враховує розміри поперечного перерізу (згідно
Rb = Rc = 13 МПа – розрахункові опори сосни згину стиску (табл.3 [2]
Отримуємо що hnec = 315 cм.
За обпирання верхнього поясу на стальний башмак в опорних вузлах та
лобовими упорами в проміжних вузлах необхідно врахувати місцеву
концентрацію сколюючих напружень :
Кbr = 21 – коефіцієнт концентрації сколюючих напружень.
З останнього виразу маємо що hnec = 4563 cм.
Приймаємо висоту поперечного перерізу поясу із 11 дощок товщиною 44
см тоді висота перерізу h = 11· 44 =484 мм. Обчислюємо геометричні
характеристики перерізу :
площа А = b · h = 17 · 484 = 8228 см2 ;
Розрахункова гнучкість :
За відношення [pic] висота площадки зминання
hp = 05 · h = 05 · 484 = 242 см тоді конструктивно ексцентриситет
поздовжніх сил [pic] см.
Знаходимо мінімальну висоту площадок зминання торців :
α =260 – кут між напрямком дії сили та напрямком волокон (рис.3.3.1).
Оптимальний ексцентриситет отримаємо якщо прирівняти напруження в
поясі посередині панелі та по її краям :
Рис 3.3.1. До розрахунку верхнього поясу
Приймаємо е = 10см та висоту площадок зминання з урахуванням підрізки у
вузлах на глибину 08 см : hp = 484-(2 · 10 + 08 ) = 276 cм.
Перевіряємо прийнятий поперечний переріз в середині крайньої панелі за
повного снігового навантаження при цьому :
M = Mq – Me = 4402 – 22491 · 01= 2153 кНм.
Міцність верхнього поясу забезпечена.
Нижній пояс що зазнає розтягу проектуємо з двох нерівнобоких кутиків
із сталі С235 для якої Ry = 230 МПа γс = 09.
Розрахункове зусилля U2 = 2941 кН.
Необхідна площа поперечного перерізу двох кутиків :
Приймаємо поперечний переріз із двох кутиків розмірами 70 x 5 з
А = 2 · 686 = 1372 см2.
Стояки ( стержень 2-9 ) :
Розрахункове зусилля С1 = 16992 кН (стержень стиснутий) розрахункова
довжина lef = 2200 мм. Задаємось гнучкістю λ = 120 λu = 150 за якої
висота поперечного перерізу :
Приймаємо стояки із трьох дощок товщиною 44 мм шириною 175мм що
відповідає ширині верхнього поясу . Перевіряємо прийнятий поперечний
переріз 132 x 170 мм. Фактична гнучкість :
Нормальні напруження :
Розкоси (стержень2-8):
Розрахункове зусилля D1 = 799 кН ( стержень стиснутий ) розрахункова
довжина lef =5200 мм.
Задаємось гнучкістю λ=120 λu=150 тоді
Приймаємо стиснуті розкоси з чотирьох дощок товщиною 40 мм і шириною
[pic]Рис.3.3.2. Геометрична схема ферми.
4. Розрахунок та конструювання вузлів
Торцевий швелер приймаємо з умови згину від дії рівномірно
розподіленого навантаження [pic] кНсм.
Згинаючий момент при цьому [pic] кН·см. Необхідний момент опору для
швелера із сталі С235 (значення Ry=230 МПа) і γс=09 :
Приймаємо швелер №27 з Wy = 373 см3 >Wnec = 1957см3 для збереження
висоти площини зминання hp = 198 мм. Приварюємо до стінки швелера стальний
лист висотою hsp = 198 см шириною bsp = 17 см. Знаходимо товщину листа
tsp із умови його згину від тиску верхнього поясу :
Стінку швелера підсилюємо вертикальним ребром жорсткості розмірами
bs x ts = 100 x 14 мм.
Розглядаємо ділянку розмірами 85 x 260 мм як пластину що оперта по
контуру (див. рис 3.4) в якій згинальний момент в смужці шириною 1 см
де α – коефіцієнт що залежить від співвідношення сторін пластини
a = b2 =17 2 = 85 см.
Знаходимо товщину листа
Приймаємо tsp = 14 мм.
Згинальний момент в ребрі жорсткості :
де qs = ts · g0 · a =14 · 067 ·85 = 797 кНсм.
Положення центру ваги розрахункового поперечного перерізу :
Момент опору : [pic] см3.
Необхідний момент опору розрахункового поперечного перерізу :
[pic] см3 Ws = 3253см3.
Горизонтальний лист перевіряємо на згин від реактивного тиску опорного
стояка розміри якого 170 x 176 мм.
Реактивний тиск на лист :
Тиск верхнього поясу на лист :
де 15 см – ширина горизонтального листа на який передається
тиск від верхнього поясу що має ширину 17 см.
Розрахунковий тиск на праву ділянку листа :
Згинаючий момент в плиті що оперта на три канти із співвідношенням
сторін 7 : 11 = 064 в смузі шириною 1 см :
де – коефіцієнт згідно табл.6.3.16 [3] ;
а = 17 см – ширина верхнього поясу .
Необхідна товщина листа :
Приймаємо горизонтальний лист товщиною t = 14 мм.
Для кріплення швелера за допомогою ручного зварювання електродами Е42
при катеті шва Кf = 6 мм з кожної сторони необхідна така довжина кутових
з розрахунку за металом шва
де f = 07 – коефіцієнт який залежить від способу зварювання ;
Rwf = 180 МПа – розрахунковий опір кутового шва за металом шва ;
γwf = 1 – коефіцієнт умов роботи кутового шва .
з розрахунку за металом межі сплавлення
де z = 1 – коефіцієнт який залежить від способу зварювання ;
Rwz = 045 · Run = 045 ·360 =162 МПа – розрахунковий опір кутового
шва на межі сплавлення (Run = 360 МПа – для сталі С235 );
γwz = 1 – коефіцієнт умов роботи кутового шва .
Приймаємо довжину зварного шва lw = 15 см тобто на всю ширину листа.
Для кріплення стержня 2-10 до фасонки довжину зварних швів з катетом Кf
= 6 мм приймаємо за формулами
Проміжний вузол 9 верхнього поясу :
Розрахункові зусилля : О1 = О2 = 22491 кН С1 = 8496 кН ( всі
стержні стиснуті ).Зусилля від одного елементу верхнього поясу на другий
передаються лобовим упором через майданчики зминання hp = 198 см . Глибина
прорізу для створення ексцентриситету е =9 см дорівнює 2е = 18 см.
Стик перекривається з двох сторін накладками поперечним
перерізом 132 x 170 см на болтах d = 20 мм .
Зусилля в стояках передається на верхній пояс через майданчик зминання
під торцем стояка . Розрахунковий опір сосни місцевому зминанню поперек
волокон Rp90 = 3 МПа .
Необхідна площа зминання :
[pic]см2 b x h = 132 x 17 = 2244 см2 тому необхідності у
збільшені площі зминання немає .
Проміжний вузол2 нижнього поясу :
Розрахункові зусилля U1 = 0U2 = 2941 кН D1 =-7992 кН D2 = 25727
Для прикріплення до вузла кутиків елемента 2-10 необхідна довжина
зварних швів катетом Кf = 6 мм становить біля обушка [pic] см біля пера
[pic] см (див. розрахунок вузла 10 ).Для елемента 2-8 :
Зусилля стиску від розкосу 2-8 D1 = 7992 кН передається на металічні
діафрагми вузла ( рис 3.6.). Тиск на вертикальну діафрагму :
Згинаючий момент в діафрагмі :
де = 0107 - для співвідношення 17 : 18 =094 згідно табл.6.3.16 [3] ;
q2 = 015 · 1 = 015 кНсм – навантаження на смужку вертикальної
діафрагми шириною 1 см ;
b = 17 см – ширина діафрагми що дорівнює ширині розкосу 2-8.
Необхідна товщина вертикальної діафрагми :
[pic]см приймаємо t = 14 мм.
Розтягуюче зусилля в розкосі 2-8 згідно розрахункової схеми не виникає
але конструктивно проектуємо для його кріплення два болти d = 12 мм.
Горизонтальну діафрагму розраховуємо на тиск від стояка :
За співвідношення сторін 44 : 17 = 026 коефіцієнт =006 згідно
табл.6.3.16 [3] тоді :
де q1 = 057 · 1 = 057 кНсм .
[pic]см приймаємо t1 = 18 мм.
Вертикальне ребро яке підтримує горизонтальну діафрагму
розраховуємо як балку на двох опорах завантажену силою C1. Приймаємо
товщину ребра ts = 10 мм тоді необхідна його висота :
Приймаємо висоту вертикального ребра 90 мм.
Гребеневий вузол 8 :
Окремі напіврами які привозяться на будівельний майданчик з’єднуються
між собою за допомогою парних дерев’яних накладок поперечним перерізом 132
x 170 мм на болтах d = 12 мм та металевих фланців на болтах d = 12 мм .
Необхідний ексцентриситет забезпечується прорізом
Стискуюче зусилля в розкосі D1 = 7992 кН передається парними
накладками із швелера №10 на фланці через шви на торцях швелерів . Шви
сприймають зрізуюче зусилля D1 · sin α3 = 7992 · 0554 = 4428 кН та
стискуюче D1 · cos α3 = 7992 0832 =6649 кН де α3 = 33690 – кут між
елементами 8-9 та 2-8 . Напруження в швах катетом Кf = 4 мм і загальною
довжиною в одному швелері
lw = 2 · bf +( h-tf ) = 2 · bf + hw = 2 · 46 + 84 = 176 см
знаходимо за формулами :
Сумарні напруження :
Стискуюче зусилля від розкосу на швелери передається через розпірку із
швелера №10 ( Wy = 646 cм3). Напруження згину :
[pic] МПа [pic] МПа.
Перевіряємо зварні шви які прикріплюють розпірку до швелерів
довжиною 2 · lw = 2 · 176 = 352 см :
[pic] МПа [pic] МПа .
Розрягуюче зусилля сприймається двома болтами d = 12 мм.
За одностороннього завантаження ферми снігом у вузлі виникає поперечна
сила Q=4248 кН. Це зусилля викликає зріз чотирьох болтів :
[pic] МПа [pic] МПа
де n = 4 – кількість болтів ;
[pic] см2 – площа поперечного перерізу одного болта .
Середній стояк 3-8 проектуємо зі сталі класу А240C діаметром d = 10 мм.
Ферма опирається на стояк рами через обв’язочний брус який виконує
роль горизонтальних розпірок вертикальних в’язей жорсткості між колонами.
Висоту бруса приймаємо виходячи із максимальної гнучкості λmax = 200
( табл. 14 [2] ) за розрахункової довжини lef = 6 м :
Приймаємо брус квадратного перерізу hоб = 175 см ;bоб = 132 см
(ширину бруса призначаємо у відповідності до ширини опорного стояка ).
Необхідна довжина горизонтального опорного листа обчислюється із умови
місцевого згинання обв’язочного бруса поперек волокон :
Приймаємо lon = 440 мм.
Товщину опорного листа знаходимо із умови згину консольних ділянок
довжиною lk = 4 см від реактивного тиску :
Згинаючий момент в консолі :
де q=g · 1 см = 029 · 1 = 029 кНсм – погонне навантаження на консольній
ділянці опорного листа шириною 1 см.
[pic]см приймаємо t = 10 мм.
Перевіряємо опорний стояк на поздовжній стиск . Гнучкість :
[pic] коефіцієнт поздовжнього згину : [pic] .
[pic] Рис. 3.8. Опорний вузол 1
1. Статичний розрахунок
Розрахункові навантаження на стояк:
в) від стінового огородження [p
г) розрахункове навантаження від власної ваги стояка приймаємо попередньо
призначивши його поперечний переріз [pic]мм
Вітрове навантаження.
Швидкісний тиск вітру (м.Рівне ) становить [pic]кПа. Аеродинамічний
коефіцієнти становить
Розрахункове вітрове навантаження на раму від стіни:
Зусилля в стояках рами як системи один раз статично невизначеної
обчислюємо для кожного виду навантаження окремо приймаючи жорсткість
а) від вітрового навантаження прикладеного до верху стояка
б) від вітрового навантаження на стіни
в) від стінового огородження на відстані між центрами стінового
огородження та стояка [pic]м
Згинаючі моменти в нижній частині стояків:
де [pic] - коефіцієнт сполучень навантажень який враховує дію двох
тимчасових навантажень [pic].
Поперечні сили в місцях прикріплення стояків до фундаментів:
Розрахункові значення:
а) згинаючого моменту [p
б) поперечної сили [p
2. Розрахунок дощатоклеєної армованої колони
Підбір перерізу колони.
Приймаємо стояк прямокутного постійного по висоті поперечного перерізу
із [pic] дощок товщиною [pic]см шириною [pic]см. Тоді [pic]см [pic]см
[pic]см2. В якості повздовжньої симетричної арматури приймемо [pic][pic]
Перевіряємо міцність поперечного перерізу стояка за нормальними
Вздовж будівлю розкріплюємо обв’язочним брусом який розміщується по
верху колони а також в’язями та розпірками. Стійкість плоскої форми
деформування стояка з крайкою що розкріплена за формулою:
Стояк слід розкріпити розпірками посередині висоти коефіцієнт
де [pic] - коефіцієнт який залежить від форми епюри згинаючого
моменту; [pic] - коефіцієнт який враховує зміну поперечного перерізу по
довжині (для постійного поперечного перерізу за кількості точок закріплення
розтягнутої крайки [p [p
Перевіримо клейові шви на сколювання за формулою
Розрахунок опорного вузла колони
Колона кріпиться до фундаменту за допомогою анкерних болтів. Анкерні
болти розраховуємо на максимальне розтягуючи зусилля при дії постійних
навантажень з коефіцієнтом [pic] та вітрового тиску. Розрахункові
навантаження в перерізі 1-1:
Приймаємо опорну плиту бази колони розміром [pic]см. Знайдемо
напруження на поверхні фундаменту за формулою(при [pic]):
Відносний ексцентриситет
Для фундаменту приймаємо бетон класу [pic] для якого [pic]МПа.
Зусилля в анкерних болтах:
де [pic]см – відстань від осі анкерного болта до краю стояка.
Площа поперечного перерізу болта
де [pic]МПа – розрахунковий опір розтягу фундаментних болтів із сталі
марок [p [pic] - кількість анкерних болтів з однієї сторони стояка.
Приймаємо [pic]мм з [pic]см2. Анкерні болти кріпимо до елементів
бази які приймаємо конструктивно і заводимо в фундамент на
величину[pic]см прийнято [pic]см.
дервини від вогню та загнивання
Вогнестійкість конструкцій залежить від тривалості часу протягом
якого в умовах пожежі вони не втрачають несучої здатності і стійкості.
Вогнестійкість констукцій із деревини відносно висока в порівнянні з
металевими конструкціями але менше ніж в залізобетонних. Під дією вогню
деревина обвуглюється зі швидкістю [pic]мм на хвилину. В результаті
обвуглення переріз деревини зменшується внаслідок підвищення температури
міцність деревини знижується що приводить до руйнування конструкції.
Стійке горіння деревини проходить при нагріванні її до [pic](С і наявності
Найбільш вогнетривкими є масивні перерізи з цільної клеєної деревини.
Повітряна суміш частинок деревини є вибухонебезпечною.
Пожежостійкість конструкцій із деревини забезпечується конструктивними
та технологічними заходами.
Конструктивні заходи: використання масивних цільних перерізів без
гострих ребер відсутність щілин і тріщин. Не можна використовувати горячі
утеплювачі металеві деталі необхідно захищати вогнетривким покриттям.
Будівлі з конструкціями із деревини повинні бути поділені протипожежними
діафрагмами які розміщуються поперек з кроком не більше [pic] м ( вздовж
несучих конструкцій). Огорожуючі конструкції покриття теж поділяються на
відсіки діафрагмами із негорючих матеріалів. Крім того поверхня елементів
захищається асбоцементними або гіпсовими листами штукатуркою.
Технологічний ( хімічний ) захист застосовують тоді коли потрібно
підвищити ступінь вогнестійкості будівель ( наприклад у виробництвах де є
легкогорючі матеріали). Хімічний захист залежить від умов експлуатації
типу конструкцій вогнестійкості будівель і споруд глибини захисту
( просочення антипіренами ).
Вогнезахисні речовини при нагріванні розкладаються з виділенням
великої кількості негорючих газів збільшуючись в об(ємі захищають місце
горіння від кисню без якого воно неможливе. Просочення деревини може бути
поверхневим і глибоким під тиском в автоклавах.
Такі антипірени як ОФП-9 ВПД МС 1:1 ТХЕФ підвищують межу
вогнетривкості конструкцій перерізом [pic]мм на [pic]хв зменшують межу
розповсюдження вогню по дерев(яним конструкціям і переводять деревину в
групу важкогорючих матеріалів.
Гниття деревини – біологічний процес який приводить до її руйнування.
Збуджують гниття гриби які живляться живими або мертвими рослинами.
Гниття деревини в конструкціях починається із зволоженням а
продовжується при виділенні вологи з деревини що гниє. При цьому поступово
руйнуються клітини дерево розпадається на куски.
Гниття добре розвивається при вологості від [pic] до [pic] % і
температурі від[pic] до [pic](С наявності кисню без якого гриб не росте.
Змінюючи ці умови можна запобігти гниттю.
Зниження температури зупиняє ріст гриба але не вбиває його. Нагрів
до[pic](С вбиває грибницю при температурі [pic](С гинуть спори що не
заперчує повторного зараження дерева.
Основним в боротьбі з гнилизною дерева є підтримання його вологи до
Деревина повинна бути захищена від дощу; термоізольована з холодної
сторони і пароізольована з теплої повинне бути забезпечене просушування в
закритих частинах будівель.
Використовувати в дерев(яних будівлях внутрішні водовипуски
забороняється ліхтарі верхнього освітлення необхідно виконувати з
вертикальними стінками; дерев(яні конструкції не можна використовувати в
санвузлах банях та інших будівлях з вологістю більше [pic]%.
Конструктивні заходи захичту обов(язкові завжди.
Хімічний захист деревини ( просочуванням антисептиками )
використовують майже завжди коли вологісь приміщення більше [pic]%.
Способи насичення вибирають в залежності від споруди виду конструкції
вологи умов експлуатації.
Антисептики бувають водорозчинні і масляні.
Насичення деревини на заводах ведуть під тиском в автоклавах або в
спеціальних ваннах при вологості менше[pic]%. Якщо вологіст більше [pic]%
то насичення антисептиками ведуть комбінованим методом в
високотемпературних гарячо – холодних ваннах які суміщують в собі як
прогрівання так і просушування дерева.
Глибоке насичення складає при використанні водорозчинних антисептиків
для заболоні – не менше [pic]мм для ядра – [pic]мм для
маслянистих антисептиків – [pic] і [pic] мм відповідно.
Утеплювачі на основі деревини просочуються в ваннах гарячим водним
розчином фторідного антисептика при температурі [pic](С і при [pic](С –
якщо використовується фенольний антисептик.
До водорозчинних антисептиків відносяться: фторід натрію кремнефторід
натрію в суміші з фтористим натром.
Для підземних частин конструкцій із дерева використовують парофозну
На будівельних майданчиках захист ведуть розчинами антисептиків або
пастами марок [pic] [pic] які наносять пензлями в один або два шари.
Забезпечення просторової жорсткості плоских
конструкцій із деревини
Плоскі несучі конструкції сприймають навантаження які діють в площині
несучої конструкції. Для сприйняття навантажень які діють із площини
несучої конструкції використовуються в'язі жорсткості та вітрові в'язі що
приймають на себе ці навантаження і передають їх на стіни або фундаменти.
В'язі - це незмінні системи що розміщені в горизонтальній вертикальній
або похилих площинах.
В'язі бувають: горизонтальні (для забезпечення вертикального положення
нижніх поясів від горизонтальних навантажень);
вертикальні (для забезпечення вертикального положення конструкцій);
похилі (для забезпечення проектного положення верхніх поясів від
горизонтальних і похилих навантажень).
Для забезпечення просторової жорсткості покриття використовуються
конструкції покриття (настилання прогони) які утворюють жорстку вязеву
систему в площині схилу. Плоским конструкціям надають просторову жорсткість
під час монтажу та від дії зовнішніх навантажень шляхом зєднання їх в
жорсткий блок - вертикальні в'язі між фермами. Просторову жорсткість
будівель забезпечують шляхом улаштування в'язей між колонами.
Похилі в'язі влаштовують у торцях будівель і через кожні [pic]м по
довжині будівлі вертикальні в'язі між фермами влаштовують через [pic]м
поперек будівлі в площині стояків - ферми скріплюють попарно. Вертикальні
між колонами влаштовують у торцях будівель і через кожних [pic]м по
довжині. Якщо висота стояків велика то для забезпечення їх стійкості
приймають розпірки. По верхніх кінцях колон приймають пов’язевий брус який
виконує роль розпірки.
В'язі розраховують за граничною гнучкістю визначаючи розміри
поперечного перерізу.
[pic] - гранична гнучкість в 'язів [pic].
Вітрові навантаження на повздовжні стіни сприймає на себе каркас і
передає на основну несучу конструкцію (ригель) будівлі. В торцях будівель
влаштовують вітрові ферми або приймають фахверкові стояки які працюють на
згин від дії вітру і передають навантаження на фундаменти. Якщо жорстке
покриття відсутнє і відсутня вітрова ферма то фахверкові стояки проектують
однакової висоти до нижнього поясу ферм і об'єднують їх пов'язевою фермою.
Такі стояки розраховують як жорстко закріплені в фундаменті.
конструктивних рішень
За витратами деревини та сталі (із специфікацій креслення ) на [pic]м2
плану будівлі знаходимо :
коефіцієнт витрати металу
[pic]кН м - характеристичне навантаження від маси конструкції покриття
[pic]кН - вага сталі яка іде на виготовлення однієї ферми за
Список використаної літератури :
СНиП 2.01.07 – 85. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР –
СНиП II-25–80. Деревяние конструкции. Госстрой СССР – М.:1985 –
В.. Бабич В.. Огороднік В.В. Романюк. Довідник. Таблиці
для проектування будівельних конструкцій. – Рівне 1999 р.
А.П. Погореляк В.В. Романюк В.С. Чорнолоз О.А. Погореляк.
Конструкції з деревини та пластмас. – Рівне 2001 р.
В.А. Иванов. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета
и конструирования. – Киев. Вища школа 1981 г.
Методичні вказівки 051 – 70. До виконання курсового проекту з
дисципліни “ Конструкції з деревини та пластмас”. – Рівне
Методичні вказівки 051 – 93. До виконання курсового проекту з
Методичні вказівки 051 – 102. До курсового проектування з