Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Влага в древесине. Виды влагиСтр 1 из 21Следующая ⇒
Влага в древесине.Виды влаги Два вида влаги: связная и свободная Связная влага находится в толще клеточных оболочек, а свободная в полостях клеток и в межклеточных пространствах. Кроме этих – химически связная влага. При изменении влажно-сти от нуля до предела насыщения клет. оболочек объем древесины раз – бухает, а снижение влажности в этих пределах уменьшает его размеры (усушка).Усушка в радиальном направлении колеблется от 2-8 %, в тан-генсальном направлении 2-14 %.Из-за этого происходит короблении. Высыхание: -испарение влаги с поверхности; -перемещение из внутренних слоев к наружным. Чем выше плотность древесины, тем меньше скорость высыхания. Свежесрубленная древесина содержит 80-100 % влаги, влажность сплавной древ-ны доходит до 200%. Механичес-ие свойства древе-ны Основная причина изменчивости механических свойств древесины- нестандартность трахеид. При быстром кратковременном действии нагрузки древесина сохраняет упругость и подвергается небольшим деформациям. Под действием постоянной нагрузки в древесине появляются упругие деформации, а со временем развиваются эластичные и остаточные деформации, которые исчезают после снятия нагрузки. Древесина – анизотропный материал, и ее механ. свойства зависят от угла наклона м/у направлением действующего усилия и направлением волокон. Для определения несущей способности дер. элем. является предел прочности. Он определяется испытанием стандартных образцов. На прочность древесины влияют скорость приложения нагрузки или продолжительность ее действия. Кривые деформации во времени а) при G<Gдл б) G>Gдл Работа древесины на растяжение и сжатие. Предел прочности древе-ны при растяж-ии вдоль волокон стандарт-х чистых образцах высок –100МПа. Модуль упругости 11-14ГПа. Наличие сучков и рисучкового косослоя значительно снижает сопрот-е раст-нию, особенно опасны сучки на кромках с выходом на ребро. Прочность на растяж-е зависит от размера образца, прочность крупных образцов в результате большей неоднородности их стоения меньше, чем у мелких. Диаграммма работы сосны на раст-е (рис 1.) По оси абсцисс откладывается относительная дефор-я, по оси ординат относ-ое напр-ие, враженное в долях от предела прочности (наз-ая приведенная диаграмма).
Испытание стандартных образцов на сжатие вдоль волокон дают в значения предела прочности в 2-2,5 раза меньшие чем при раст-ии. Для сосны и ели – 40Мпа, а модуль упругости примерно такой же, как при растяжении. Влияние пороков (сучков) меньше, чем при раст-ии. В ДК размеры сжатых зл-тов обычно назначаются из расчета на продольный изгиб, т.е при пониженном напр-ии, а не из расчета на прочность. Благодаря указанным особенностям работа сжатых эл-тов в констр-ях более надежна, чем в растянутых. Приведенная диаграмма сжатия (рис) при фи больше 0,5 более криволинейна, чем при растяжении. При меньших значениях фи, кривол-ть ее не велика и она может быть принята прямолинейной до условного предела пропорциональности, =0,5, разрш-е сопровождается появлением хар-ной складки (рис2), образуемой местным изломом волокон. Виды клеев Клеевые содинения применялись давно, главным образом в столярных изделиях. В начале XX в. в Швейцарии, Швеции и Германии стали применять несущие деревянные конструкции, соединенные на казеиновом клее. Некоторые из этих деревянных конструкций, надежно защищенные от увлажнения, сохранились до наших дней. Однако в полной мере удовлетворить требованиям, предъявляемым к соединениям элементов несущих конструкций современных капитальных сооружений, белковые клеи животного и тем более растительного происхождения не могли. Решающее значение для современного индустриального производства клееных деревянных конструкций на новой технологической базе имеет развитие химии полимерных материалов и производства синтетических клеев. Синтетические полимерные материалы с запланированными свойствами позволяют обеспечить требуемые прочность и долговечность клеевых соединений. Поиск оптимального ассортимента конструкционных клеев и соответствующих режимов поточного производства клееных конструкций продолжается, но уже сейчас имеется набор синтетических клеев, которые позволяют соединять деревянные строительные детали не только с деревом, но и с синтетическими полимерными материалами и даже с металлическими деталями.
В отличие от казеиновых и других белковых клеев синтетические конструкционные клеи образуют прочный водостойкий клеевой шов в результате реакции полимеризации или поликонденсации. В настоящее время в основном применяют резорциновые, фенольно-резорциновые, алкилрезорциновые, фенольные клеи. Согласно СНиП II-25-80, выбор типа клея зависит от температур-но-влажностных условий, при которых будут эксплуатироваться клееные конструкции. Эластичность и вязкость клеевого шва особенно важна при соединении деревянных элементов с металличес-кини, фанерными, пластмассовыми и другими конструкционными элементами, имеющими температурные, усадочные и упругие характеристики. Однако использование эластичных каучуковых клеев в напряженных соединениях как правило недопустимо из-за недостаточной прочности таких соединений и чрезмерной ползучести их при длительном нагружении. Чем суше и тоньше склеиваемые доски, тем меньше опасность образования в них трещин. Если усушечное коробление недосушенных досок произойдет еще до от-верждения клеевого шва, но после прекращения давления пресса, то склеивание будет необратимо нарушено, хотя возможно, что этот брак обнаружится лишь позднее, когда трещина раскроется по клеевому шву. Виды соединений на клею Растянутый стык клееных элементов в заводских условиях изготовляют на зубчатый шип (рис. IV.40, а, б) с уклоном склеиваемых поверхностей зуба примерно 1:10. Это унифицированное решение, по прочности не уступающее решению стыка на ус (при том же уклоне), более экономично по затрате древесины и более технологично в производстве; поэтому оно должно полностью заменить при заводском изготовлении все остальные виды стыков. Зубчатый шип одинаково хорошо работает на растяжение, изгиб, кручение или сжатие. Согласно испытаниям, прочность такого стыка на клее К.Б-3 даже на разрыв оказалась не ниже прочности цельного бруска, ослабленного «нормальным» для I категории сучком размером ¼-1/6 ширины соответствующей стороны элемента. На практике рекомендуется использовать наиболее технологичный вариант (рис. IV.40, б) с нарезкой шипов перпендикулярно пласти Этот вариант применим при любой ширине склеиваемых досок, даже слегка покоробленных (рис. IV.40, в). При стыковании клееных блоков больших сечений приходится применять склеивание холодным (или теплым) способом. Для сращивания фанерных листов в заводском производстве таким же унифицированным неразборным видом соединения служит стыковое соединение на ус (рис. IV.40, г); его применение в напряженных элементах конструкций требует соблюдения следующих условий: длину уса принимают равной 10—12 толщинам фанеры, а направление волокон наружных шпонов (рубашек) должно совпадать с направлением действующих усилий Ослабление обычной фанеры стыком на ус учитывают коэффициентом К.осл=0,6, а бакелизированной фанеры коэффициентом 0,8. Дощатоклееные арки Дощатоклееные арки применяют кругового или стрельчатого очертания с затяжками или с непосредственным опиранием на фундаменты или контрфорсы. При наличии затяжек пролеты арок обычно не превышают 24 м, при опирании на фундаменты или контрфорсы пролеты зданий, осуществленных в СССР, достигали 63 м (здание летнего катка в Архангельске). За рубежом имеются отдельные примеры применения арок с пролетами более 100 м.
Арки обычно склеивают из пакета досок прямоугольного по высоте сечения, что менее трудоемко. При больших пролетах может оказаться целесообразным применение арок переменного по высоте сечения, принятого с учетом изменения момента по длине арки. Дощатоклееные арки бывают двух- и трехшарнирны-ми (рис. VI.28). При пролетах до 24 м и f/l=1/8—1/6 целесообразно применять двухшарнирные арки как более экономичные во всех случаях, когда возможна транспортировка криволинейных элементов арок. Криволинейные арки, как правило, делают с постоянным радиусом кривизны, так как изогнуть доски по окружности легче. В дощатоклееных арках толщину слоев (досок после острожки) для удобства их гнутья целесообразно применять, как правило, не более 1/300 радиуса кривизны и не более 33 мм. Коньковый узел в трехшарнирных арках можно выполнять с деревянными накладками на болтах, воспринимающими поперечную силу от временной нагрузки-и обеспечивающими жесткость узла арки из ее плоскости. В случае, если распор воспринимается затяжкой, она выполняется из, профильной или круглой стали. Арки рассчитываются на нагрузки и воздействия в соответствии со СНиП П-6-74. В результате расчета арок определяют значения М, N,Q. Нормальные напряжения в арках вычисляют по обычной формуле для сжато-изгибаемого стержня в сечении с максимальным изгибающим моментом и соответствующей ему нормальной силой: где No — значение сжимающей силы в ключевом сечении арки. При отношении напряжений от изгиба к напряжениям от сжатия менее 0,1 производят расчет на устойчивость в плоскости кривизны арки по формуле Расчетную длину арки Lo при определении ее гибкости принимают: а) при расчете на прочность по деформированной схеме: для двухшарпирных арок при симметричной нагрузке L0=0,35S; для трехшарнирных арок при симметричной нагрузке Lо=0,58S; для двухшарнирных и трехшарнирных арок при кососимметричной нагрузке — по формуле Lo=πS/2√π2-а2 где а — центральный угол полуарки, рад; S — полная длина дуги арки. Для трехшарнирных арок при расчете на несимметричную нагрузку расчетную длину допускается принимать Lо = 0,58S. Для трехшарнирных стрельчатых арок с углом перелома в ключе более 10° при всех видах нагрузок Lо=0,5S. Расчет арок на устойчивость плоской формы деформирования производят по формуле
Клеевые швы проверяют на скалывание по формуле где Q— расчетная поперечная сила в арке; S — статический момент; J — момент инерции; Ь — ширина арки; Rсk — расчетное сопротивление скалыванию для клееных элементов., Накладки в коньковом узле рассчитывают на поперечную силу при несимметричном загружении арки. Накладки работают на поперечный изгиб. Изгибающий момент накладки (см. рис. У1.28,г). Усилия, действующие на болты (см. рис. У1.28, г): Несущую способность болтов определяют с учетом направления сил поперек волокон; она должна быть больше действующих усилий R1, R2 Крепление арки в опорных узлах рассчитывают на максимальную поперечную силу, действующую в этих узлах. В арках больших пролетов опорный и коньковый узлы конструктивно сложнее. Их можно выполнить,например, с помощью специальных элементов, состоящих из стальных пластинок, соединенных стержнем из круглой стали (рис. У1.29). 49. Треугольные фермы. Конструкция ферм и расчет. Несмотря на то что треугольные фермы на лобовых врубках являются одним из старых типов деревянных конструкций построечного изготовления, тем не менее они применяются в строительстве временных зданий и сооружений, а также в сельском строительстве и в настоящее время. Для того, чтобы обеспечить работу раскосов только на сжатие в треугольных фермах, на лобовых врубках принимают раскосную решетку с нисходящими раскосами. Верхний и нижний пояса, а также сжатые раскосы треугольных ферм на лобовых врубках обычно выполняется из брусьев (рис1) или из бревен (рис2), растянутые стойки—из круглой стали. Пояса и раскосы брусчатых ферм на лобовых врубках выполняют из брусьев той же ширины поперечного сечения, а высоту сечения элементов определяют соответствующим расчетом. Стыки верхнего пояса ферм осуществляют лобовым упором и перекрывают парными накладками на болтах. Нижние пояса ферм пролетом до 12 м имеют один стык в середине фермы, перекрытый парными накладками на болтах, а у ферм пролетом свыше 12 м устраивают либо такие же раздельные стыки в местах перелома нижнего пояса для образования строительного подъема, либо устраивают раздвинутый стык (с накладками большей длины). При выполнении стыков болты следует располагать в два ряда. При создании верхнего и нижнего поясов бревенчатых треугольных ферм на лобовых врубка брёвна располагают так, чтобы их комли были o6paщены к опорным узлам. Комли бревен для раскосов обращают в сторону верхнего пояса. Соединение верхнего пояса с нижним в опорном узле ферм выполняют на лобовой врубке. Опорные узлы современных треугольных ферм на лобовых врубках осуществляют лобовым упором на металлических натяжных хомутах или тяжах, передающих усилие от вкладыша, в который упирается верхний пояс, на накладки, соединенные с нижним поясом нагелями из круглой стали и болтов. Подобное решение полностью исключает работу на сдвиг со скалыванием древесины нижнего пояса в опорном узле фермы. В современных треугольных фермах подвесной потолок крепят только к узлам нижнего пояса вместо крепления его между узлами, как это делалось раньше.
Разработаны новые разновидности ферм на лобовых врубках с нижним поясом из профильной стали, благодаря чему существенно повысилась надежность ферм. Раскосы ферм обычно соединяют с поясами на лобовых врубках одним зубом и дополнительно крепят болтами или скобами. Исключение составляет средний узел нижнего пояса ферм, где сходятся два раскоса. Данные раскосы либо вводят в промежуток между парными накладками растянутого стыка нижнего пояса и крепят к ним болтами, либо упирают в специально предназначенную для этой цели бобышку со скошенными торцами. Для того чтобы снизить напряжения в ослабленных врубками сечениях поясов ферм из брусьев, центрирование в опорных и промежуточных узлах производят по центру ослабленного сечения пояса. Узлы ферм из бревен центрируют по осям поясов, так как ослабление бревна врубкой приводит лишь к незначительному смещению оси ослабленного сечения по отношению к оси бревна.
3-3
Рис.1 Общий вид и узлы треугольной брусчатой фермы на лобовых врубках. Рис.2 Общий вид и узлы треугольной фермы из бревен на лобовых врубках. 50. Основные принципы проектирования каркаса деревянного здания. Общая устойчивость остову деревянного здания может быть придана следующими способами. Первый способ. Поперечную и продольную устойчивость здания создают пространственным защемлением каждой из стоек каркаса в грунте. Верхние концы стоек связывают через обвязку с элементами покрытия (рис.1). Во избежание возможного в некоторых случаях перекашивания зданий в связи с деформациями грунта пестах защемления стоек в крайних пролетах продольных и торцовых стен, а также в промежуточных пролетах целесообразно устанавливать связи с интервалом 20—30 м (рис. 1, 2). Для увеличения срока службы такого здания необходимо нижнюю часть стоек, зарытую в землю, антисептировать, чтобы не было быстрого загнивания. Предпочтительнее нижние концы стоек располагать выше уровня пола и прикреплять их болтами или хомутами к сменяемым деревянным, а еще лучше - железобетонным пасынкам. Этот способ получил широкое распространение в строительстве временных зданий. Рис.1 Поперечное сечение деревянного каркасного здания с защемленными в земле стойками, имеющими на концах пасынки(деревянные антисептированные, железобетонные или металлические) 1 — подкосы; 2 — пасынки. Рис.2 Каркас здания с консольно защемлёнными в фундаментах стойками сплошной или сквозной конструкции. Второй способ. Поперечная устойчивость здания обеспечивается защемлением в фундаментах плоских деревянных стоек, решётчатых или клееных (рис.2) Решётчатые стойки защемляют натяжными анкерами. Прикрепление клееных стоек к фундаменту показано на рис.3. Анкерами служат стальные полосы, заделываемые фундамент и рассчитываемые на максимальное отрывающее усилие Na, определяемое при наиневыгоднейшем сочетании нагрузок. К анкерным полоскам приварены равнобокие уголки. В опорной части клееная стойка на длине lск, определяемой по расчету на скалывание с прижимом, имеет увеличенную высоту сечения для образования наклонных площадок смятия под углом 30—45°, на которые укладывают уголки. Сквозь консольные части уголков с двух сторон стойки проходят перекрестные тяжи с нарезкой на обоих концах. Усилие в тяже определяют по формуле: усилие, воспринимаемое площадкой смятия, Рис.3 Способ защемления деревянных клееных стоек. площадка скалывания воспринимает усилие Продольную устойчивость здания с плоскими стойками создают постановкой связей по продольным стенам и м/у внутренними стойками, если такие есть, в продольном направлении. Для неизменяемости каркасных торцовых стен в их пролётах также ставят аналогичные связи. Третий способ. Поперечную устойчивость здания обеспечивают, применяя простейшее комбинирование и подкосные системы, рамные системы или арочные конструкции, передающие распор непосредственно на фундаменты. Продольная устойчивость здания может быть создана постановкой связей по продольным линиям стоек (рис.4). Стеновые щиты при этом располагают с наружной стороны стоек. Продольную устойчивость зданию с арочными конструкциями, опертыми непосредственно на фундаменты, придают связи, расположенные в конструкции кровельного покрытия, а пространственную устойчивость нижним поясам — поперечные связи, соединяющие арки попарно.
Рис.4. Схема каркасного здания при шарнирном опирании стоек на фундаменты и шарнирном примыкании к элементам кровельного покрытия. Четвертый способ. Устойчивость каркасного здания при шарнирном опирании стоек на фундаменты и шарнирном примыкании их к элементам покрытия можно создать лишь в том случае, если конструктивные элементы покрытия и стен не только будут достаточно прочными, жесткими и устойчивыми для восприятия всех действующих на них нагрузок, но и создадут неизменяемые, жесткие и устойчивые диафрагмы, образуя тем самым неизменяемую, жесткую и устойчивую пространственную коробку. Для этого в плоскости покрытия можно использовать применяемый в качестве основы под рулонную кровлю щитовой настил, связанный гвоздями с прогонами; в стенах могут быть использованы косые обшивки или специальные связи между стойками каркаса (рис.2, рис.4). Участие ограждающих частей здания в обеспечении его пространственной устойчивости, которую устанавливают поверочным расчетом, возможно только при относительно иалых размерах здания. Устойчивость и жесткость зданий, собираемых из готовых щитов дощато-гвоздевой или клеефанерной конструкции заводского изготовления, может быть обеспечена, как и в предыдущем случае, жесткой горизонтальной диафрагмой чердачного перекрытия или наклонным кровельным покрытием, надежно сопротивляющимся перекосу стен. Для этого необходимо, чтобы жесткость и устойчивость поперечных стен была достаточной для восприятия в своей плоскости горизонтальных сил от ветра, передающихся от продольных стен через горизонтальную диaфрагму (рис. 5) При этом щиты продольных стен, непосредственно воспринимающих ветровую нагрузку, работают как однопролетная плита, опертая внизу на фундамент, а вверху на горизонтальную диафрагму. Щиты поперечных стен, параллельных направлению ветра, работают в своей плоскости на перекос и опрокидывание.
Рис.5 Расчетная схема работы стеновых щитов на ветровую нагрузку. 51. Пространственные связи в покрытиях деревянных каркасных зданий. Ветровое давление, передающееся на деревянную торцовую стену каркасной конструкции небольшой высоты, распределяется между фундаментом и верхним покрытием с помощью работающих на изгиб вертикальных стоек каркаса. Конструкция покрытия в этом случае должна передавать ветровое давление через верхнюю обвязку продольным стенам, которые, в свою очередь, должны иметь в своей плоскости связи, рассчитанные на передачу этих усилий фундаментам. При устройстве в качестве основы под рубероидную кровлю щитового перекрестного настила покрытие превращается в неизменяемую и жесткую диафрагму. В этом случае расчет сводится к проверке прочности: а) прикрепления верхних концов стоек каркасной стены к прогонам на передачу ветрового давления; б) гвоздевой пришивки прогонов к щитовому настилу, скрепленному диагональными элементами; в) соединения гвоздями обоих щитовых настилов для перекрытия их стыков, расположенных вразбежку; г) прикрепления настила, связанного с диагональными элементами, к верхней обвязке каркасных деревянных стен. Сказанное решение покрытия обеспечивает хорошее закрепление плоских деревянных конструкций в проектном положении. Жесткость покрытий с одинарным настилом или с обрешеткой без диагональных элементов недостаточна для восприятия ветровой нагрузки и закрепления плоскостных деревянных конструкций в проектном положении. В этом случае при наличии деревянных каркасных стен необходимо устройство в плоскости верхних поясов несущих конструкций горизонтальных связей, располагаемых в торцовых частях здания и по его длине на расстоянии не более 20 м (рис. 1). Для покрытия, выполненного из разрезных кровельных панелей, жестких и неизменяемых в своей плоскости, требуется ус1ановка монтажных связей, которые прикрепляют непосредственно к основной несущей конструкции (рис. 1, б). Горизонтальные связи, воспринимающие ветровую нагрузку, образуют в плоскости верхних поясов двух соседних несущих конструкций решетчатую ферму, которая передает действующие в ее плоскости усилия на продольные стены При жестких торцовых стенах, воспринимающих ветровую нагрузку, и небольшой длине здания (до 20 м) устойчивость плоских деревянных конструкций может быть создана прогонами кровли, надежно скрепленными с верхним поясом фермы и заанкеренными своими концами в торцевые каменные cтены (рис. 2). При этом стыки разрезных или консольных балочных прогонов должны быть перекрыты накладками на гвоздях. В средней части зданий большой протяженно кроме того, устраивают горизонтальные связи (рис.1) на расстоянии около 20 м от торцовой стены и, одни от других. Рис.1 Торцовые и промежуточные связи, расположенные в плоскости верхних поясов конструкции. а — для варианта с неразрезными прогонами б - для раз резных кровельных панелей. Рис 2. Призеры крепления прогонов кровли: а—к ферме, б—к торцовым стенам. 52. Обеспечение пространственной жесткости плоских деревянных конструкций. Рассмотренные ранее пространственные крепления воспринимающие ветровые усилия, в то же время служат для предупреждения выпучивания сжатого контура плоскостных деревянных конструкций. В большинстве случаев сжатый пояс в них раскрепляют прогонами кровли, которые должны быть прочно прикреплены к верхнему поясу, и настилам кровли. В арочных конструкциях помимо верхних (сжатых) поясов следует раскреплять и нижние сжатые пояса арок, а в некоторых рамных конструкциях—внутренний контур рамы, который может быть сжат на всей своей длине или на части ее, особенно при несимметричном приложении нагрузок. Нижние пояса раскрепляют (при пространственно устойчивом верхнем покрытии) устройством вертикальных связей. Учитывая деформации в соединениях связей, за расчетную длину сжатого нижнего пояса при проверке его устойчивости следует принимать расстояние между связями, увеличенное на 25%. Основным типом поперечных вертикальных связей являются жесткие связи, соединяющие попарно вдоль здания соседние конструкции (рис. 1). Вертикальные связи не следует делать непрерывными по всей длине здания, так как при обрушении по какой-либо причине одной из несущих конструкций она перегрузит через связи соседние конструкции, что может привести к последовательному обрушению всего покрытия. Рис 1 Вертикальные поперечные связи. а — правильно; б, в — неправильно. Устройство вертикальных связей в виде подкосов (рис. 1, б) нецелесообразно. Если по длине здания будет действовать снеговая нагрузка различной интенсивности (рис. 1, в), то подкосы не предупредят, а наоборот, будут способствовать выпучиванию закрепляемого ими пояса фермы. Связи рассчитывают на усилия, направленные перпендикулярно плоскости раскрепляемой конструкции. В случае раскрепления верхнего сжатого пояса ферм связями, расположенными в плоскости покрытия, расстояние между узлами закрепления b устанавливают в соответствии с условиями гибкости пояса из плоскости фермы. При этом каждый узел закрепления рассчитывают на силу Q=b*qсв Значение qсв определяют по формулам: а) в покрытиях по фермам, однопролетным балкам и пологим аркам (f/l<1/6)
б) в покрытиях по трехшарнирным рамам и высоким аркам (l/f>l/3) в) в покрытиях по консольным балкам и рамам при положительном изгибающем моменте в пролете при отрицательном изгибающем моменте в пролете Узловую нагрузку на связевую поперечную ферму или на точку крепления элементов покрытия к несущим конструкциям определяют по формуле Рис. 2. Схемы связей а — поперечные связи; б — связи, располагаемые в плоскости сжатых нижних поясов. При раскреплении нижних поясов ферм арочной конструкции попарно поперечными связями (рис. 2,а) последние воспринимают, таким образом образом, горизонтальные силы Q от двух смежных поясов и передают их в плоскости верхних поясов или на жесткую систему кровельного покрытия, образуемую щитовым настилом, либо на ветровые фермы или специальные связи. Близко расположенные друг от друга арочные или рамные конструкции иногда соединяют попарно решетчатыми связями, располагаемыми в плоскости нижних сжатых поясов (рис. 2, б). Такие связи рассчитывают как горизонтальные фермы, имеющие пролет, равный длине нижнего пояса полуарки. Такое решение связей менее рационально. При этом связи по верхнему поясу должны быть рассчитаны на восприятие не только горизонтальных сил от закрепляемых узлов верхнего пояса, но и от реактивных сил в верхнем шарнире и от горизонтальных ферм по нижнему поясу. Бывают случаи, когда даже при отсутствии активных сил, действующих перпендикулярно плоскости конструкции, приходится принимать меры к пространственному креплению ее растянутого контура. Примером таких конструкций являются шпренгельные системы (рис.3). шпренгельные конструкции характеризуют пониженным по отношению к линии опор расположением нижнего пояса в средней части пролета и по крайней мере одним переломом в его очертании—в месте сжатой стойки. Если при этом верхний пояс расположен выше уровня опор, то равновесие узла Г устойчивое (рис. 3, а). При отклонении узла Г из плоскости системы он стремится вернуться в прежнее положение. Если верхний с расположен ниже уровня опор, узел Г находится в неустойчивом положении (рис. 3, в)При прямом верхнем поясе равновесие узла Г становится безразличным (рис 3, б). При применении конструкции покрытия кровельных панелей последние могут быть использованы также для закрепленя сжатого контура плоских деревянных конструкций. При этом связи, соединяющие панели с закрепляемым сжатым элементом, располагают равномерно по всей его длине и рассчитывают на усилие q. Рис. 3 Условия устойчивости и пространственное крепление узла Г нижнего пояса шпренгельных ферм. 53. Основные формы и области применения пространственных деревянных конструкций. Конструктивные системы, которые обеспечивают совместную работу составляющих их элементов в двух и более плоскостях, являются пространственными конструкциями. Пространственные конструкции из древесных и синтетических материалов отличаются большим разнообразием видов и конструктивных особенностей. Они могут быть такими же, как конструкции, выполняемые из стали, железобетона, армоцемента, имея в то же время свои особенности. Как и любые пространственные конструкции они, как правило, совмещают в себе несущие и ограждающие функции, при одном и том же расходе материала обладают более высокой надежностью и несущей способностью, их характеризует меньшая материалоёмкость, а при агрессивности среды— большая долговечность. Пространственные конструкции используют в зданиях и сооружениях, где нежелательны или недопустима промежуточные опоры (спортивные сооружения, промышленные здания с гибкой технологией и т. п) и в зданиях с жесткой планировочной сеткой опор (зонтичные оболочки кассовых вестибюлей, торговых павильонов, выставочных залов, служебных помещений). Пространственные конструкции из дерева и пластмасс успешно применяют при малых пролетах (3—4 м), средних (до 36 м) и больших—висячие покрытия до 100м, сводчатые до 140 м, купола до 257 м. Эти материалы позволяют создавать разнообразные конструктивные формы, реализующие практически любые замыслы проектировщиков. Подобрать универсальный классификационный признак и сгруппировать пространственные конструкции представляется возможным, поскольку любая классификация будет условной. Можно лишь говорить о материале конструкций, геометрии и способе образования поверхности, пологости и крутизне, характере работы и конструктивных особенностях, способе опирания и очертании плана здания, пролете и т д. Поэтому для удобства дальнейшего рассмотрения отдельных видов конструкций из всего многообразия существующих форм расчленим их сначала по геометрическому признаку, а затем в каждой группе по возможности учтем консгрук-тивные и другие ос шости покрытия С точки зрения формы применяемые в конструкциях из древесины и синтетических материалов оболочки можно разделить на следующие типы 1) призматические (складки, своды); 2) цилиндрические (нулевой гауссовой кривизны); 3) эллиптические (положительной гауссовой кривизны); 4) гиперболические (отрицательной гауссовой кривизны). Meньшее распространение получили оболочки комбинированные (из частей различной кривизны) и произвольной формы. С точки зрения конструктивного признака целесообразно выделить два наиболее распространенных типа покрытий — своды и купола (сферические, конические гиперболические и т д). По общему конструктивному исполнению оболочки могут быть тонкостенные, ребристые, сетчатые, по типу поперечного сечения—одно-, двух- и трехслойные. Дощатоклееные арки стрельчатого очертания. Варианты конструкций опорных и коньковых узлов для арок больших и малых пролетов. Дощатоклееные арки применяют кругового или стрельчатого очертания с затяжками или с непосредственным опиранием на фундаменты или контрфорсы. При наличии затяжек пролеты арок обычно не превышают 24 м, при опирании на фундаменты или контрфорсы пролеты зданий достигали 63 м (здание летнего катка в Архангельске). За рубежом имеются отдельные примеры применения арок с пролетами более 100 м. Арки обычно склеивают из пакета досок прямоугольного по высоте сечения, что менее трудоемко. При больших пролетах может оказаться целесообразным применение арок переменного по высоте сечения, принятого с учетом изменения момента по длине арки. Дощатоклееные арки бывают двух- и трехшарнирными (рис. 1). При пролетах до 24 м и f/L=1/8—1/6 целесообразно применять двухшарнирные арки как более экономичные во всех случаях, когда возможна транспортировка криволинейных элементов арок. Криволинейные арки, как правило, делают с постоянным радиусом кривизны, так как изогнуть доски по окружности легче. В дощатоклееных арках толщину слоев (досок после острожки) для удобства их гнутья целесообразно применять, как правило, не более 1/300 радиуса кривизны и не более 33 мм. Коньковый узел в трехшарнирных арках можно выполнять с деревянными накладками на болтах, воспринимающими поперечную силу от временной нагрузки и обеспечивающими жесткость узла арки из ее плоскости. В случае, если распор воспринимается затяжкой, она выполняется из профильной или круглой стали. Рис. 1 Дощатоклееные арки. а— двухшарнирная кругового очертия со стальной затяжкой; б — то же, трехшарнирная; в — трехшарнирная стрельчатого очертания с опиранием на фундаменты; г — коньковый узел арки и схемы работы накладок; д — опорный узел арки. Арки рассчитываются на нагрузки и воздействия в соответствии со СНиП II-6-74. В результате расчета арок определяют значения М, N, Q. σс=N/FHT+MД/WHT≤Rcmгнmбmcл; Нормальные напряжения в арках вычисляют по обычной формуле для сжато-изгибаемого стержня в сечении с максимальным изгибающим моментом и соответствующей ему нормальной силой: Мд=Мс/ξс+Мк.с/ξкс; ξ=1-(λ2-N0/3000FбрRc), При отношении напряжений от изгиба к напряжениям от сжатия менее 0,1 производят расчет на устойчивость в плоскости кривизны арки по формуле: Расчетную длину арки L0 при определении ее гибкости принимают: а) при расчете на прочность по деформированной схеме: для двухшарнирных арок при симметричной нагрузке l0 = 0,35*S; для трехшарнирных арок при симметричной нагрузке lо=0,58*S; для двухшарнирных и трехшарнирных арок при кососимметричной нагрузке — по формуле: где а — центральный угол полуарки, рад; S — полная длина дуги арки..
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 383; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.101.192 (0.141 с.) |