Индивидуальный двухэтажный жилой дом с деревянным каркасом - АС

Содержание

1 РАСЧЕТ ОБРЕШЕТКИ

1.1 Исходные данные

1.2 Сбор нагрузок

1.3 Определение усилий

1.4 Геометрические характеристики сечения обрешетки

1.5 Расчет на прочность (1 ГПС) для второго сочетания нагрузок

1.6 Расчет на жесткость (2 ГПС) для первого сочетания нагрузок

2 РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТРОПИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

2.1 Проектирование стропильной системы

2.1.1 Геометрическая схема

2.1.2 Сбор нагрузок

2.1.3 Определение усилий в стропилах

2.1.4 Геометрические характеристики сечения стропильной ноги

2.1.5 Расчет стропильной ноги на прочность (1 ГПС)

2.1.6 Расчет стропильной ноги на жесткость (2 ГПС)

2.1.7 Расчет подкоса

2.1.8 Расчет соединения затяжки со стропильной ногой

2.2 Проектирование подстропильной системы

2.2.1 Расчет прогона с подбалками

2.2.2 Расчет стойки подстропильной системы

3 РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ МЕЖДУЭТАЖНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

3.1 Исходные данные

3.2 Расчет цельнодеревянной балки

3.2.1 Сбор нагрузок

3.2.2 Определение усилий в балке

3.2.3 Подбор сечения

3.2.4 Геометрические характеристики сечения

3.2.5 Расчет на прочность (1 ГПС)

3.2.6 Расчет на жесткость (2 ГПС)

3.2.7 Расчет на зыбкость (2 ГПС)

3.3 Расчет клеефанерной балки

3.3.1 Сбор нагрузок

3.3.2 Определение усилий в балке

3.3.3 Подбор сечения балки

3.3.4 Геометрические характеристики сечения

3.3.5 Проверка верхнего пояса на устойчивость при сжатии (1 ГПС)

3.3.6 Проверка нижнего пояса на прочность при растяжении (1 ГПС)

3.3.7 Проверка фанерной стенки на прочность при растяжении (1 ГПС)

3.3.8 Проверка фанерной стенки на прочность при срезе (1 ГПС)

3.3.9 Проверка прочности клеевых швов в опорном сечении

3.3.10 Проверка устойчивости стенки (1 ГПС)

3.3.11 Расчет на жесткость (2 ГПС)

3.3.12 Расчет на зыбкость

3.4 Расчет доски пола

3.4.1 Сбор нагрузок

3.4.2 Определение усилий в досках пола

3.4.3 Геометрические характеристики сечения

3.4.4 Расчет на прочность (1 ГПС) для второго сочетания нагрузок

3.4.5 Расчет на жесткость (2 ГПС) для первого сочетания нагрузок

4 ВАРИАНТЫ КОНСТРУКЦИИ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ ЗДАНИЯ

5 РАСЧЕТ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТОЙ СТОЙКИ

5.1 Исходные данные

5.2 Сбор нагрузок

5.3. Расчет цельнодеревянной стойки

5.3.1. Расчет размеров поперечного сечения

5.3.1. Проверка прочности принятого сечения

5.4. Расчет составной стойки

5.4.1. Проверка напряжений в составной угловой стойке

6 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ПРИ ЗАГОТОВКЕ, ТРАНСПОРТИРОВАНИИ, ХРАНЕНИИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

6.1 Заготовка

6.2 Транспортировка

6.3 Хранение

6.4 Защитная обработка древесины

6.4.1 Защита от загнивания

6.4.2 Защита от возгорания и горения

6.4.4 Защита от биологических повреждений

6.5 Эксплуатация деревянных конструкций

7 УКАЗАНИЯ ПО СБОРКЕ И МОНТАЖУ КОНСТРУКЦИЙ ДЕРЕВЯННОГО КАРКАСНОГО ДОМА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Мероприятия по защите при заготовке, транспортировании, хранении пиломатериалов.

6.1 Заготовка

Пиломатериалы получают из древесины хвойных, твердых и мягких лиственных пород в результате продольного деления пиловочного бревна (ГОСТ 9463 и ГОСТ 9462) на части и продольного и поперечного раскроя полученных частей.

Пиломатериалы изготавливают в соответствии с требованиями: ГОСТ 8486, ГОСТ 26002, ГОСТ 9302, ГОСТ 2695, ГОСТ 968, ГОСТ 24454.

Бревна, предназначенные для распиловки, должны храниться в условиях, предохраняющих лесоматериалы от загнивания. Основной способ заключается в высушивании бревен за более короткий срок (в летнее время) до влажности около 20%, при которой грибные поражения не развиваются. Бревна при этом способе для предохранения от грунтовой влаги хранят на подкладках, предварительно удалив кору.

Сушка древесины.

Сушка древесины - технологический этап подготовки сырья для дальнейшей обработки, от нее зависит прочность, отсутствие трещин на дереве, чистота спила, качество склеивания и лакировки, фрезерования и шлифовки.

Задачи процесса:

Придание древесине биологической стойкости;

Увеличение прочности древесины (сухая древесина лучше выдерживает механическую нагрузку);

Улучшение качества древесины.

Атмосферную сушку осуществляют на открытом воздухе. Доски укладывают с зазорами (на прокладках), обеспечивающими проветривание штабеля. Для предохранения от атмосферной и грунтовой влаги штабеля укладывают на подкладки и сверху устраивают навес, а для равномерного высушивания всех слоев досок штабеля периодически перекладывают. Продолжительность сушки в штабелях зависит от климатических условий местности, времени года, толщины досок и требуемой конечной влажности пиломатериалов. Например, для досок толщиной 30 — 50 мм в летнее время в районе Москвы продолжительность сушки составляет 10—16 дней при высушивании до конечной влажности 30 % и 20 —40 дней — до конечной влажности 20%. В связи с такой большой разницей в продолжительности сушки в зависимости от конечной влажности досок рекомендуется высушивать пиломатериалы до влажности 30 % с последующим досушиванием в камерах до требуемой влажности 8 —12 %.

Камерную сушку производят в сушильных камерах, внутри которых поддерживается повышенная температура и интенсивная циркуляция нагретого воздуха или перегретого пара. Удаление влаги из древесины начинается с наружных слоев , поэтому влажность остается неравномерной по толщине пиломатериалов до самого конца процесса сушки. При чрезмерно интенсивном удалении влаги из наружных слоев и большом перепаде во влажности по слоям в досках могут возникнуть трещины, поэтому процесс ведут таким образом, чтобы сначала прогреть имеющуюся в древесине влагу, ограничивая ее удаление с поверхности досок. Это достигается введением в камеру на первой стадии влажного нагретого воздуха при температуре 50±5°С. Затем по мере прогрева и снижения влажности древесины температуру воздуха повышают, а влажность воздуха понижают. Перед механической обработкой выгруженные из камеры доски должны трое суток сохраняться в помещении с температурой воздуха 16 — 22 °С и влажностью воздуха 60 — 70% (кондиционируются) с целью выравнивания влажности по сечению.

6.2 Транспортировка

Транспортировка пиловочного сырья может осуществляться сплавным путем, железнодорожным или автомобильным транспортом. Транспортирование конструкций из дерева и пластмасс должен производиться с учетом их малой твердости и легкой повреждаемости. При транспортировании элементов несущих и ограждающих конструкций из дерева и пластмасс должны быть приняты меры предохранения их от увлажнения, случайных ударов и других неблагоприятных воздействий. Особенно следует опасаться приложения усилий, которые могут вызвать разрыв древесины поперек волокон или отдир клеевого шва. Захват элементов при подъеме можно производить только в местах, помеченных на изделии в соответствии с рабочими чертежами.

Для защиты древесины и пиломатериалов от гниения, растрескивания и поражения грибами во время транспортирования применяется обработка их соответствующими защитными составами.

6.3 Хранение

Хранение пиломатериалов (ГОСТ 3808.180* и ГОСТ 731980*) должно обеспечивать предохранение древесины от поражения грибами и насекомыми, от растрескивания и коробления.

Для хранения пиломатериалов устраивают склады двух типов: открытые и закрытые.

Хранение пиломатериала на открытых складах должно происходить на сухих, хорошо проветриваемых участках, располагаются навесы вдоль направления господствующих ветров. Для открытых складов используют места с песчаным грунтом и с низким стоянием грунтовых вод. Открытые навесы применяются для хранения древесины в течение не более одного летнего сезона и для хранения древесины в период испытания ее физико-механических свойств. Емкость навеса 150—180 м3.

Закрытые навесы оборудованы разборными стенками, вытяжными фонарями и служат для длительного хранения древесины, проверенной по физико-механическим свойствам и подобранной по размерам. Емкость навеса около 300 м3 (20 платформ), длина 30—35 м, ширина 12—16 м, высота 6 м. Закрытые навесы располагаются поперек направления господствующих ветров.

По сторонам навеса устраивают основания под штабели, оставляя в середине проезд шириной 3 м. Грунт под навесом должен быть вымощен, забетонирован или покрыт асфальтом.

Боковые стены навеса должны надежно предохранять пиломатериалы от осадков и действия солнца в летнее и зимнее время и в то же время обеспечивать достаточное проветривание навеса и хорошую воздушную сушку.

Основания навесов обоих типов и основания под штабели должны стоять на каменных столбах. Деревянные части навеса и основания под штабели должны быть изготовлены из здорового леса и обработаны антисептиками (креозотом). Крыша должна быть железная или двойная толевая по сплошной опалубке. Грунт под открытым навесом необходимо засыпать песком или ишаком.

6.4 Защитная обработка древесины

6.4.1 Защита от загнивания

Гниением называется процесс разрушения древесины, вызываемый жизнедеятельностью грибов. Грибы делятся на деревоокрашивающие (не вызывающие понижение механической прочности древесины) и дереворазрушающие: плесени, лесные, складские и домовые грибы, из которых только плесени практически не снижают механическую прочность древесины.

Разрушение лигнина, производимое лесными и некоторыми видами складских грибов, называют коррозийной гнилью, разрушение основного скелета древесины (целлюлозы) домовыми и некоторыми складскими грибами - деструктивной гнилью. При деструктивной гнили возникают не только продольные, но и поперечные трещины.

Развитие процесса гниения начинается в древесине, если ее влажность не ниже 18...20% при температуре воздуха +2... ...35°С. Под водой гниения не происходит из-за отсутствия воздуха.

По стойкости против гниения породы и зоны древесины разделяют на четыре класса:

I-стойкие (сосна, ясень, ядро дуба и лиственницы);

II-среднестойкие (ель, пихта, периферическая часть кедра, заболонь лиственницы, центральная зона бука);

III-малостойкие (заболонь березы, бука, граба, дуба и клена, ядро вяза);

IV-нестойкие (ольха, осина, заболонь липы, центральная зона березы).

К конструктивным мерам защиты древесины от гниения относят следующие: проектирование и изготовление такой деревянной конструкции, которая могла бы высохнуть во время эксплуатации, даже если она увлажнится; изоляция древесины различными гидроизоляционными материалами; защита деревянных конструкций и изделий от атмосферных осадков; предотвращение конденсации влаги, отвод воды от деревянных конструкций или изделий; устройство каналов для проветривания; утепление подполья; устройство отливов и сливов у наружных оконных переплетов.

Химическая защита древесины от гниения

Антисептики. Это ядовитые по отношению к грибам вещества, которые должны сохранять заданную токсичность в течение заданного срока, легко проникать в древесину, не корродировать с металлами и не снижать прочности деревянных конструкций.

Антисептирование не является постоянной мерой защиты древесины, а защищает древесину от гниения лишь определенное время (2,.,3 месяца). Но в сочетании с конструктивными мерами защиты оно позволяет значительно продлить срок службы деревянных строительных конструкций и изделий. Антисептирование особенно необходимо, если деревянные конструкции будут работать в тяжелых влажных условиях.

Существуют следующие виды антисептических средств: антисептики в водном растворе, маслянистые антисептики, органические антисептики, антисептические пасты, антисептики в виде порошка (порошковые).

Способы антисептирования деревянных деталей и конструкций. Пиломатериалы, детали, подлежащие пропитке антисептиками, должны быть окорены с удалением луба, очищены от грязи, отсортированы по породам и влажности. В целях увеличения глубины проникания антисептика во время обработки труднопропитываемой древесины (ядро сосны, ель, пихта, лиственница) ее следует предварительно накалывать на глубину не менее 15 мм. Строганая поверхность пропитывается хуже, чем пиленая. Наилучшее антисептирование достигается не позднее 24 ч после выхода пиломатериалов из лесопильного цеха.

Применяются способы антисептирования: диффузно-порошковое антисептирование, обработка антисептическими пастами; пропитывание (на основе капиллярного всасывания) - пропитка в ваннах, поверхностная пропитка водными и масляными антисептиками; создание избыточного давления - пропитка путем вытеснения древесного сока, пропитка в автоклавах; сухое (порошковое) антисептирование (смесь антисептика с наполнителем наносится на древесину влажностью 60% и более).

6.4.2 Защита от возгорания и горения

Возгорание и горение древесины происходит в результате ее нагрева до температуры, при которой начинается ее термическое разложение с образованием горючих газов, содержащих углерод. Таким образом, древесина как органический материал сгораема.

Возгорание древесины и распространение огня невозможно без определенных благоприятных условий. Длительное нагревание при температуре 150 °С или быстрое при более высокой температуре может привести к воспламенению древесины. Окружающий воздух обогащает процесс горения кислородом и способствует распространению пламени. Элементы конструкций, состоящие из отдельных досок с зазорами между ними, быстрее нагреваются до опасного предела, чем монолитные, имеют большие поверхности соприкосновения с воздухом и смежные поверхности, взаимно обогреваемые лучистым нагревом. В результате их предел огнестойкости значительно ниже, чем у монолитных элементов.

Целью защиты от возгорания является повышение предела огнестойкости деревянных конструкций, с тем чтобы они дольше сопротивлялись возгоранию и в процессе горения не создавали и не распространяли открытого пламени. Это достигается мероприятиями конструктивной и химической защиты деревянных конструкций от возгорания.

Конструктивная защита древесины от возгорания заключается в ликвидации условий, благоприятных для возникновения и распространения огня. В конструкциях производственных зданий с горячими процессами применение древесины недопустимо. Деревянные конструкции должны быть отделены от печей и нагревательных приборов достаточными расстояниями или огнестойкими материалами. Для предотвращения распространения огня деревянные строения должны быть разделены на части противопожарными преградами и зонами из огнестойких конструкций. Деревянные ограждающие конструкции не должны иметь сообщающихся полостей с тягой воздуха, по которым может распространяться пламя, не доступное для тушения.

Химическая защита от возгорания производится в тех случаях, когда от ограждающих деревянных конструкций требуется повышенная степень огнестойкости, например в помещениях, где находятся легковоспламеняющиеся материалы. Она заключается в противопожарных пропитках и окраске. Для огнезащитной пропитки древесины применяют антипирены. Эти вещества, введенные в древесину, при опасном нагреве плавятся или разлагаются, покрывая ее огнезащитными пленками или газовыми оболочками, препятствующими доступу кислорода к древесине, которая при этом может только медленно разлагаться и тлеть, не создавая открытого пламени и не распространяя огня. Пропитка древесины производится с одновременной пропиткой антисептиками. Защитные краски на основе жидкого стекла, суперфосфата и других веществ наносятся на поверхность древесины. При нагревании во время пожара пленки их вздуваются от выделяемых газов и создают воздушную прослойку, временно препятствующую возгоранию.

6.4.4 Защита от биологических повреждений

Биологические повреждения - повреждения насекомыми (червоточина), паразитными растениями и птицами. Червоточиной называется совокупность ходов и отверстий, проделанных в древесине насекомыми и их личинками.

Дереворазрушающие насекомые разрушают различные конструкции домов: перекрытия, полы, паркет, перегородки и т. п., а также мебель, холодные постройки.

Предупредительными мерами борьбы с дереворазрушающими насекомыми являются:

Своевременное корчевание пней на лесосеках;

Уборка горелых деревьев и буреломов;

Вывоз заготовленной древесины из леса до начала периода лета жуков;

Мокрое (подводное) хранение неокоренных бревен летом;

Очистка лесосклада от древесного хлама;

Своевременное (до наступления оттепели) снятие коры с бревен, подлежащих сухому хранению;

Уничтожение пораженной древесины.

Методами защиты древесины от поражения дереворазрушающими насекомыми являются антисептирование и специальная химическая обработка древесины (в случае, если древесина уже поражена). Хорошим способом защиты древесины от червоточины является масляная окраска и лакировка при условии полной непрерывности защитного слоя. Для своевременного обнаружения насекомых и принятия эффективных мер все деревянные части зданий и сооружений должны регулярно обследоваться, особенно это касается несущих конструкций. Лесоматериал с признаками заражения дереворазрушающими насекомыми нельзя применять в строительстве.

К истребительным методам борьбы с жуками-древоточцами относятся: нагрев в камерах до температуры 80°С и выше (пригодно для пиломатериалов, мебели); окурирование в специальных камерах отравляющими газами (хлорпикрином и др.); пропитка древесины впрыскиванием инсектицидов шприцами в летные отверстия; поверхностная обработка за 2 ... 3 раза малярными кистями в период лёта жуков.

6.5 Эксплуатация деревянных конструкций

Деревянные конструкции должны надежно работать в течение всех сроков их нормальной эксплуатации, установленных СНиПом: для капитальных сооружений — 50 лет, сельскохозяйственных построек — 20 и для временных зданий — 10 лет. Доброкачественно изготовленные и эксплуатируемые в нормальных условиях деревянные конструкции могут надежно работать значительно дольше этих сроков. Нормальными условиями эксплуатации являются такие, при которых деревянные конструкции не повреждаются, нагрузки, действующие на них, не превышают их несущей способности, а температура и влажность не превышают допустимых значений. При нарушении этих условий деревянные конструкции могут преждевременно потерять свою несущую способность и жесткость.

Тщательный осмотр деревянных конструкций должен быть произведен при приемке их в эксплуатацию и в дальнейшем повторяться не реже двух раз в год, как правило, осенью и весной.

При обследовании и осмотре деревянных конструкций должны быть установлены и занесены в ведомость дефектов все дефекты, возникшие при изготовлении, транспортировании, хранении и монтаже и при нарушении нормального режима эксплуатации конструкций. В процессе осмотра главное внимание должно быть обращено на основные факторы, влияющие на несущую способность конструкции.

Отклонение размеров элементов от проектных, наличие серьезных повреждений и недопустимых пороков древесины могут привести к несоответствию несущей способности конструкции действующим на них нагрузкам.

При обнаружении указанных дефектов производится поверочный расчет конструкции с учетом этих дефектов. Если выявится, что конструкции имеют недопустимую несущую способность, величины действующих на них нагрузок должны быть строго ограничены или конструкции усилены в соответствии с указаниями.

В процессе эксплуатации конструкции из древесины повышенной влажности в элементах при высыхании могут возникнуть продольные усушечные трещины. В большинстве случаев они незначительно снижают несущую способность элементов. Если они достигают нежелательной величины, их ликвидируют, вклеивая в них клиновидные вкладыши соответствующего размера на водостойком клее.

Дерево.dwg