15 примеров расчета деревянных конструкций. Конструкции из дерева и пластмасс. Защита от огня

Расчет деревянных конструкций должен производиться:

• по несущей способности (прочности, устойчивости) для всех конструкций;
• по деформациям для конструкций, в которых величина деформаций может ограничить возможность их эксплуатации.

Расчет по несущей способности должен производиться на воздействие расчетных нагрузок.

Расчет по деформациям должен производиться на воздействие нормативных нагрузок.

Деформации (прогибы) изгибаемых элементов не должны превышать величин, приведенных в табл. 37.

Таблица 37. Предельные деформации (прогибы) изгибаемых элементов

Примечание. При наличии штукатурки прогиб элементов перекрытий только от полезной нагрузки не должен быть более 1/350 пролета.

Центрально-растянутые элементы

Расчет центрально-растянутых элементов производится по формуле:

где N - расчетная продольная сила,

mр - коэффициент условий работы элемента на растяжение, принимаемый: для элементов, не имеющих ослаблений в расчетном сечении,mр= 1,0; для элементов, имеющих ослабление, mр =0,8;

Rp - расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон,

Fнт- площадь рассматриваемого поперечного сечения нетто: при определении Fнт ослабления, расположенные на участке длиной 20 см, принимаются совмещенными в одном сечении. Центрально-сжатые элементы. Расчет центрально-сжатых элементов производится по формулам: на прочность

на устойчивость

где mс - коэффициент условий работы элементов на сжатие, принимаемый равным единице,

Rc - расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон,

Коэффициент продольного изгиба, определяемый по графику (рис.4),

Fнт - площадь поперечного сечения нетто элемента, Fрасч - расчетная площадь поперечного сечения для расчета на устойчивость принимаемая:

1) при отсутствии ослаблений: Fрасч=Fбр;

2) при ослаблениях, не выходящих на ребро — Fрасч=Fбр,если площадь ослаблений не превышает 25% от Fбр и Fрасч = 4/3Fнт, если площадь их превышает 25% от Fбр;

3) при симметричных ослаблениях, выходящих на ребро: Fрасч=Fнт

Гибкость? цельных элементов определяется по формуле:

Примечание. При несимметричных ослаблениях, выходящих на ребра, элементы рассчитываются как внецентренносжатые.

где Io - расчетная длина элемента,

г - радиус инерции сечения элемента, определяемый по формуле:

l6p и F6p - момент инерции и площадь поперечного сечения брутто элемента.

Расчетная длина элемента l0 определяется умножением его действительной длины на коэффициент:

при обоих шарнирно закрепленных концах - 1,0; при одном защемленном и другом свободно нагруженном конце - 2.0;

при одном защемленном и другом шарнирно закрепленном конце - 0,8;

при обоих защемленных концах - 0,65.

Изгибаемые элементы

Расчет изгибаемых элементов на прочность производится по формуле:

где M - расчетный изгибающий момент;

mи - коэффициент условий работы элемента на изгиб; Rи - расчетное сопротивление древесины изгибу,

Wнт - момент сопротивления нетто рассматриваемого поперечного сечения.

Коэффициент условий работы элементов на изгиб mи принимается: для досок, брусков и брусьев с размерами сторон сечения менее 15 см и клееных элементов прямоугольного сечения mи =1,0; для брусьев с размерами сторон 15 см и более при отношении высоты сечения элемента к его ширине h/b ? 3,5 - mи = 1,15

Расчет элементов цельного сечения на прочность при косом изгибе производится по формуле:

где Mx, My- составляющие расчетного изгибающего момента соответственно для главных осей x и y

mи - коэффициент условий работы элемента на изгиб;

Wx, Wy-моменты сопротивления рассматриваемого поперечного сечения нетто для осей x и y . Внецентренно-расгянутые и внеиентренно-гжатые элементы. Расчет внецентренно-растянутых элементов производится по формуле:

Расчет внецентренно-сжатых элементов производится по формуле:

где?- коэффициент (действительный в пределах от 1 до 0), учитывающий дополнительный момент от продольной силы N при деформации элемента, определяемый по формуле;

При малых напряжениях изгиба M/Wбр, не превышающих 10% от на-

пряжения N/Fбр, внецентренно-сжатые элементы рассчитываются на

устойчивость по формуле N

где Q - рассчетная перерезывающая сила;

mcк=1 - коэффициент условий работы цельного элемента на скалывание при изгибе;

Rck- расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон;

Iбр-момент инерции брутто рассматриваемого сечения;

Sбр- статический момент брутто сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси;

b - ширина сечения.

Расчет деревянного перекрытия

Расчет деревянного перекрытия - одна из самых легких задач и не только потому, что древесина - один из самых легких строительных материалов. Почему так, мы очень скоро узнаем. Но сразу скажу, если вас интересует классический расчет, согласно требований нормативных документов, то вам сюда .

При строительстве или ремонте деревянного дома использовать металлические, а тем более железобетонные балки перекрытия как-то не в тему. Если дом деревянный то и балки перекрытия логично сделать деревянными. Вот только на глаз не определишь, какой брус можно использовать для балок перекрытия и какой делать пролет между балками. Для ответа на эти вопросы нужно точно знать расстояние между опорными стенами и хотя бы приблизительно нагрузку на перекрытие.

Понятно, что расстояния между стенами бывают разные, да и нагрузка на перекрытие тоже может быть очень разная, одно дело - расчет перекрытия, если сверху будет нежилой чердак и совсем другое дело - расчет перекрытия для помещения, в котором будут в дальнейшем делаться перегородки, стоять чугунная ванна, бронзовый унитаз и много чего еще.

Министерство образования Российской Федерации

Ярославский государственный технический университет

архитектурно-строительного факультета

примеры расчета деревянных Конструкций

Учебное пособие по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс»

для студентов специальности

290300 «Промышленное и гражданское строительство»

заочной формы обучения

Ярославль 2007

УДК 624.15

МП ________. Конструкции из дерева и пластмасс: Методическое пособие для студентов заочной формы обучения специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство»/Сост.: В.А. Бекенев, Д.С. Дехтерев; ЯГТУ.- Ярославль, 2007.- __ с.

Приведены расчеты основных видов деревянных конструкций. Изложены основы проектирования и изготовления конструкций из дерева с учетом требования новых нормативных документов. Описаны конструктивные особенности и основы расчета сплошных, сквозных деревянных конструкций.

Рекомендуются для студентов 3-5 курсов специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство» заочной формы обучения, а также других специальностей, изучающих курс «Конструкции из дерева и пластмасс».

Ил. 77. Табл. 15. Библиогр. 9 назв.

Рецензенты:

© Ярославский государственный

технический университет, 2007

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее методическое указание разработано согласно СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции». В нем даны теоретические сведения, а также рекомендации по проектированию и расчету деревянных конструкций, необходимые для подготовки к экзамену студентам специальности «Промышленное и гражданское строительство».

Цель изучения курса «Конструкции из дерева и пластмасс» состоит в том, чтобы будущий специалист приобрел знания в области применения в строительстве деревянных конструкций, использования методов расчета, конструирования и контроля качества конструкций различных типов, умел обследовать состояние сооружений, рассчитывать и контролировать несущие ограждающие конструкции с учетом технологии их изготовления.

1. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ АСБЕСТОЦЕМЕНТНОЙ ПЛИТЫ С ДЕРЕВЯННЫМ КАРКАСОМ

Пример расчета асбестоцементной плиты покрытия.

Требуется запроектировать асбестоцементную утепленную плиту покрытия сельскохозяйственного здания под рулонную кровлю с уклоном 0,1. Шаг несущих конструкций рам составляет 6 м. Здание расположено в III снеговом районе.

1. Выбор конструктивного решения плиты .

Асбестоцементные плиты с деревянным каркасом выпускают длиной 3 – 6 м, шириной соответственно 1 – 1,5 м. Они предназначены для совмещенных бесфонарных покрытий, в основном одноэтажных зданий промышленного назначения с кровлей из рулонных материалов с наружным отводом воды.

Принимаем плиту размером 1,5х6 м для верхней и нижней обшивок принимаем по 5 листов размером 1500х1200 мм. Стыкование листов обшивок принимаем впритык. Верхнюю сжатую обшивку назначаем толщиной δ 1 =10 мм как наиболее нагруженную, нижнюю растянутую – толщиной δ 2 =8 мм. Объемная масса листов составляет 1750 кг/м 3 .

В качестве крепежных элементов используем оцинкованные стальные шурупы диаметром d =5 мм и длиной 40 мм с потайной головкой. Расстояния между их осями принимают не менее 30d (где d - диаметр шурупа, болта или заклепки), но не менее 120 мм, и не более 30δ (где δ – толщина асбестоцементной обшивки). Расстояние от оси шурупа, болта или заклепки до края асбестоцементной обшивки должно быть не менее 4d и не более 10d .

Ширину плит по верхней и нижней поверхностям принимаем равной 1490 мм с зазором между плитами 10 мм. В продольном направлении зазор между плитами предусматриваем 20 мм, что соответствует конструктивной длине плиты 5980 мм. Продольный стык между плитами осуществляется при помощи образующих четверть деревянных брусков, прибиваемых гвоздями к продольным граням плит. Образованный зазор между плитами перед укладкой рубероидного ковра уплотняется теплоизоляционным материалом (мипорой, пороизолом, вспененным полиэтиленом и др.), а деревянные бруски, образующие стык, соединяются гвоздями диаметром 4 мм с шагом 300 мм.

Каркас плит предусматриваем из древесины сосны 2 сорта, плотностью 500 кг/м 3 . Длину опорной части плит определяют расчетом, но предусматривают не менее 4 см.

Расчетное сопротивление асбоцемента изгибу R и.а =16МПа.

Модули упругости соответственно древесины и асбоцемента составляют Е g =10000 МПа, E а =10000 МПа.

Расчетное сопротивление асбоцемента сжатию R c.а =22,5 МПа.

Расчетное сопротивление асбоцемента изгибу поперек листа R wt .а =14 МПа.

Расчетное сопротивление древесины сосны изгибу R и.д =13 МПа.

Для каркасных плит используют минераловатный или стекловатный утеплитель на синтетическом связующем, а также другие теплоизоляционные материалы. В данном случае используем жесткие минераловатные плиты на синтетическом связующем по ГОСТ 22950-95 плотностью 175 кг/м 3 . Теплоизоляционные плиты приклеиваются к нижней обшивке асбестоцементных плит на слое битума, который выполняет одновременно роль пароизоляции. Толщину утеплителя принимаем конструктивно равной 50 мм.