Круглые деревянные конструкции

СНиП II-25-80: Деревянные конструкции

1.2. При проектировании деревянных конструкций следует предусматривать защиту их от увлажнения, биоповреждения, от коррозии (для конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивных сред) в соответствии с главой СНиП по проектированию защиты строительных конструкций от коррозии и от возгорания в соответствии с главой СНиП по противопожарным нормам проектирования зданий и сооружений.

1.3. Деревянные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (первая группа предельных состояний) и по деформациям, не препятствующим нормальной эксплуатации (вторая группа предельных состояний), с учетом характера и длительности действия нагрузок.

1.5. Долговечность деревянных конструкций должна обеспечиваться конструктивными мерами в соответствии с указаниями разд. 6 настоящих норм и, в необходимых случаях, защитной обработкой, предусматривающей предохранение их от увлажнения, биоповреждения и возгорания.

1.7. Сорта древесины для изготовления деревянных конструкций, клеи, а также необходимые дополнительные требования к древесине в соответствии с прил. 1 должны указываться в рабочих чертежах.

2.1. Для изготовления деревянных конструкций следует применять древесину преимущественно хвойных пород. Древесину твердых лиственных пород следует использовать для нагелей, подушек и других ответственных деталей.

2.2. Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-66*, ГОСТ 2695-71*, ГОСТ 9462-71*, ГОСТ 9463-72*, а также дополнительным требованиям, указанным в прил. 1.

В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации к влажности древесины, применяемой в элементах конструкций, должны предъявляться требования, указанные в табл. 1.

1. Применение клееных деревянных конструкций в условиях эксплуатации А1 при относительной влажности воздуха ниже 45% не допускается.
2. В неклееных конструкциях, эксплуатируемых в условиях В2, В3, когда усушка древесины не вызывает расстройства или увеличения податливости соединений, допускается применять древесину с влажностью до 40% при условии ее защиты от гниения.

2.3. Древесина нагелей, вкладышей и других деталей должна быть прямослойной, без сучков и других пороков, влажность древесины не должна превышать 12%. Такие детали из древесины малостойких в отношении загнивания пород (береза, бук) должны подвергаться антисептированию.

2.4. Величину сбега круглых лесоматериалов при расчете элементов конструкций следует принимать равной 0,8 см на 1 м длины, а для лиственницы – 1 см на 1 м длины.3. Расчетные характеристики материалов

5.1. Действующее на соединение (связь) усилие не должно превышать расчетной несущей способности соединения (связи) Т.

5.4. При расчете конструкций клеевые соединения следует рассматривать как неподатливые соединения.

5.5. Клеевые соединения следует использовать:

• для стыкования отдельных слоев на зубчатом соединении;
• для образования сплошного сечения (пакетов) путем сплачивания слоев по высоте и ширине сечения. При этом по ширине пакета швы склеиваемых кромок в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на толщину слоя d по отношению друг к другу;
• для стыкования клееных пакетов, сопрягаемых под углом на зубчатый шип по всей высоте сечения.
  Величина внутреннего угла между осями сопрягаемых под углом элементов должна быть не менее 104°.

Соединения на врубках

5.9. Узловые соединения элементов из брусьев и круглого леса на лобовых врубках следует выполнять с одним зубом (рис. 7).

Рабочая плоскость смятия во врубках при соединении элементов, не испытывающих поперечного изгиба, должна располагаться перпендикулярно оси примыкающего сжатого элемента. Если примыкающий элемент помимо сжатия испытывает поперечный изгиб, рабочую плоскость смятия во врубках следует располагать перпендикулярно равнодействующей осевой и поперечной сил.

Элементы, соединяемые на лобовых врубках, должны быть стянуты болтами.

5.10. Лобовые врубки следует рассчитывать на скалывание согласно указаниям пп. 5.2 и 5.3, принимая расчетное сопротивление скалыванию по п. 5 табл. 3.

5.11. Длину плоскости скалывания лобовых врубок следует принимать не менее 1,5h, где h – полная высота сечения скалываемого элемента.

Глубину врубки следует принимать не более 1/4 h в промежуточных узлах сквозных конструкций и не более 1/3 h в остальных случаях, при этом глубина врубок h1 в брусьях должна быть не менее 2 см, а в круглых лесоматериалах – не менее 3 см.

6.18. Брусчатые составные балки следует сплачивать не более чем из трех брусьев с помощью пластинчатых нагелей.

6.21. Расчет ферм с разрезными и неразрезными поясами следует производить по деформированной схеме с учетом податливости узловых соединений. В фермах с неразрезными поясами осевые усилия в элементах и перемещения допускается определять в предположении шарнирных узлов.

6.22. Фермы следует проектировать со строительным подъемом не менее 1/200 пролета, осуществляемым в клееных конструкциях путем выгиба по верхнему и нижнему поясам.

6.23. Расчетную длину сжатых элементов ферм при расчете их на устойчивость в плоскости фермы следует принимать равной расстоянию между центрами узлов, а из плоскости – между точками закрепления их из плоскости.

Конструктивные требования по обеспечению надежности деревянных конструкций

6.35. Конструктивные меры и защитная обработка древесины должны обеспечивать сохранность деревянных конструкций при транспортировании, хранении и монтаже, а также долговечность их в процессе эксплуатации.

6.36. Конструктивные меры должны предусматривать:

• предохранение древесины конструкций от непосредственного увлажнения атмосферными осадками, грунтовыми и талыми водами (за исключением опор воздушных линий электропередачи), производственными водами и др.;
• предохранение древесины конструкций от промерзания, капиллярного и конденсационного увлажнения;
• систематическую просушку древесины конструкций путем создания осушающего температурно-влажностного режима (естественная и принудительная вентиляция помещения, устройство в конструкциях и частях зданий осушающих продухов, аэраторов).

6.37. Деревянные конструкции должны быть открытыми, хорошо проветриваемыми, по возможности доступными во всех частях для осмотра, профилактического ремонта, возобновления защитной обработки древесины и др.

6.38. В отапливаемых зданиях несущие конструкции следует располагать без пересечения их с ограждающими конструкциями.

6.39. Не допускается глухая заделка частей деревянных конструкций в каменные стены.

6.40. Несущие клееные деревянные конструкции, эксплуатируемые на открытом воздухе, должны иметь сплошное сечение; верхние горизонтальные и наклонные грани этих конструкций следует защищать антисептированными досками, козырьками из оцинкованного кровельного железа, алюминия, стеклопластика или другого атмосферостойкого материала.

6.41. Опирание несущих деревянных конструкций на фундаменты, каменные стены, стальные и железобетонные колонны и другие элементы конструкций из более теплопроводных материалов (при непосредственном их контакте) следует осуществлять через гидроизоляционные прокладки.

Деревянные подкладки (подушки), на которые устанавливаются опорные части несущих конструкций, следует изготовлять из антисептированной древесины преимущественно лиственных пород.

Дополнительные требования к древесине

К древесине для деревянных конструкций кроме требований ГОСТ 8486-66* на пиломатериалы хвойных пород и ГОСТ 9463-72* на круглые лесоматериалы должны предъявляться дополнительные требования:

• ширина годичных слоев в древесине должна быть не более 5 мм, а содержание в них поздней древесины – не менее 20%;
• в заготовках из пиломатериалов 1-го и 2-го сорта для крайней растянутой зоны (на 0,15 высоты сечения) клееных изгибаемых элементов и в досках 1– 3-го сорта толщиной 60 мм и менее, работающих на ребро при изгибе или на растяжение, не допускается сердцевина.

Виды деревянных конструкций, применяемые в строительстве

Различные виды деревянных конструкций успешно применяются в современном строительстве. Из дерева возводятся покрытия, перекрытия, стены и перегородки зданий и многие инженерные сооружения, несущие на себе значительные нагрузки.

Наиболее широко применяются деревянные конструкции в сельской местности, небольших городах и поселках. Из дерева здесь строятся жилые дома, склады продуктов сельского хозяйства и удобрений, помещения для животных и механизмов, мастерские, магазины, столовые, клубы.

В крупных городах из многих видов деревянных конструкций строятся спортивные залы, выставочные павильоны, торговые помещения, крытые рынки.

На заводах и фабриках, особенно деревообрабатывающей промышленности и там, где используются и производятся химически агрессивные вещества, эксплуатируются деревянные цехи, склады, эстакады, башни, градирни, вытяжные трубы.

В малолюдных, отдаленных районах, где только начинается строительство, из дерева быстро возводят жилые дома, общежития, мастерские, склады и бытовые помещения. Деревянные платформы, пакгаузы, автостоянки, причалы, небольшие плотины и шлюзы стоят на линиях железных дорог, автомобильных и водных путях сообщения.

Небольшие деревянные мосты через реки и овраги успешно служат на большинстве автомобильных дорог местного сообщения. Деревянные столбы, мачты и башни несут на себе провода и установки линий связи и электропередач.

Деревянные конструкции прочны, надежны и могут служить многие десятилетия. Наиболее рациональны и распространены в строительстве следующие виды деревянных конструкций и элементов.

Основные виды деревянных конструкций применяемых в строительстве

• Настил, подшивка, обшивка и обрешетка — сплошной или зазорами ряд досок, соединенных гвоздями.
• Щиты — крупные сборные части настила, обшивки, подшивки или обрешетки, соединенные поперечинами и раскосами;
• Панели настила или обшивки из дощатого каркаса, обклеенного водостойкой фанерой;
• Цельные балки из досок, брусьев или бревен на ребро;
• Составные балки, склеенные из досок или сплоченные из бревен и брусьев;
• Прогоны — многопролетные балки из бревен, брусьев или двойных досок на ребро;
• Цельные стойки из бревен или брусьев;
• Составные стойки, склеенные из досок или сплоченные из брусьев и бревен;
• Шпренгели из балок, подкрепленных стальными тяжами;
• Арки, соединенные затяжками или поставленные прямо на опоры;
• Фермы из цельных или клееных стержней;
• Наслонные стропила из балок, стоек и подкосов;
• Подкосные системы из стоек и ригелей с подкосами;
• Рамы из стоек и ригелей.

В отдельных случаях успешно применяются также более сложные виды деревянные конструкции — своды, купола, мачты, башни, оболочки. Пролеты деревянных конструкций в большинстве случаев не превосходят 12-25 м, но иногда достигают 100 м и более.

Преимущества разнообразных видов деревянных конструкций в строительстве

Преимущества деревянных конструкций весьма значительны. Строительство из дерева хорошо обеспечено материалами. Наша страна богата лесами, и древесины заготовляется достаточно для возведения нужного количества деревянных зданий и сооружений; химическая промышленность выпускает достаточно клеев для их склеивания. Обеспечено деревянное строительство и металлом для соединений.

Прочность всех видов деревянных конструкций вполне достаточна для выдерживания больших нагрузок, действующих на покрытия, мосты и эстакады. Вес деревянных конструкций значительно меньше веса конструкций из железобетона и камня. Они не нуждаются в массивных опорах и фундаментах. Легкие сборные деревянные конструкции могут доставляться в самые отдаленные районы страны.

При изготовлении различных видов деревянных конструкций не встречаются какие то затруднения и не требуется спец оборудования: деревянные элементы легко обрабатываются и отлично склеиваются.

Простые конструкции из дерева легко изготовить непосредственно на стройплощадке с помощью простейших ручных и электрических инструментов и простых соединений не болтах и гвоздях.

Легкие виды деревянных конструкций имеют малую теплопроводность и хорошо защищают помещения от наружной температуры (жары или холода), лучше сопротивляются разъедающему действию многих химических веществ, чем металл и бетон, и поэтому успешно используются в химическом строительстве.

На повторяющиеся и динамические нагрузки деревянные конструкции тоже работают лучше других материалов и поэтому успешно служат в мостах и меньше страдают от землетрясений.

Существенные недостатки всех видов деревянных конструкций

Древесина при неправильном применении загнивает, превращается в рыхлую бурую массу и деревянные конструкции разрушаются.

Древесина — это органический материал, сгорающий при высокой температуре. Неправильно изготовленные и незащищенные деревянные конструкции загораются при пожаре и распространяют пламя.

Древесина из-за своей пористости содержит влагу, количество которой меняется. Поэтому меняются и параметры габаритов — размеров деревянных элементов; они коробятся и трескаются.

Жесткость и твердость древесины невысоки. Поэтому деревянные конструкции прогибаются под нагрузкой больше, чем металлические. Малая твердость древесины поперек волокон приводит к ее смятию в месте приложения нагрузки.

Все виды деревянных конструкций имеют и другие недостатки, но при правильном проектировании они не уменьшают надежности деревянных конструкций.

Деревянные конструкции

Плоский стальной настил балочных клеток

а) – конструктивное решение шарнирно- б) – расчетные схемы

опертого и защемленного настила

Для настилов используют листы t = 614мм

Конструкции из дерева и пластмасс относятся к классу легких строительных конструкций, применение которых в строительстве является одним из важных направлений на пути повышения эффективности и ускорения строительного производства.

Деревянные строительные конструкции являются надежными, легкими и долговечными.

К механическим свойствам древесины относят прочность, твердость, деформативность, ударную вязкость. Они зависят от средней плотности, влажности, наличия пороков, приложения нагрузки с учетом строения древесины. Главным показателем механических свойств древесины является ее прочность, способность противостоять расщеплению при воздействии внешних сил. Для определения технологичности очень важным показателем будет твердость, т.е. сопротивляемость обработке различным инструментом. Пластичность является также важным показателем технологичности, т.к. это свойство древесины изменять свою форму без признаков разрушения в процессе гнутья. Пластичность предполагает сохранение древесиной приданной гнутьем формы после снятия нагрузки. Упругость же, наоборот, предполагает восстановление первоначальной формы после снятия внешней нагрузки. Большое значение имеют плотность древесины, влажность, показатели усушки, разбухания, теплопроводности. Рассмотрим их подробнее:

Плотность. При условии влажности не более 12% по показателям плотности (кг/м) древесину можно разделить на следующие группы:

высокой плотности . 750 и выше

средней плотности . 550 — 740

малой плотности . 540 и ниже

Влажность — свойство древесины, характеризующее количество содержащейся в ней влаги. Структура древесных волокон такова, что влага лучше всего проникает через торцевые поверхности. Влага, находящаяся в полостях клеток и межклеточном пространстве, называется свободной, а в клеточных стенках — связанной или гигроскопической. Под относительной влажностью подразумевается соотношение массы заключенной в ней влаги к массе сухой древесины.

По степени влажности древесина может быть абсолютно сухой (влажность равна 0%), комнатно-сухой (влажность от 8 до 15%), воздушно-сухой (влажность от 16 до 20%), полусухой (влажность от 21 до 23%), сырой (влаги более 23%), свежесрубленной (влажность от 40 до 75%) и мокрой (влажность более 75%). Б таблице 2 приведены показатели средней влажности древесины в свежесрубленном состоянии.

Теплопроводность — способность древесины проводить тепло от одной поверхности к другой. Теплопроводность зависит от ее влажности и объемного веса. Влажная древесина имеет более низкий коэффициент теплопроводности. Вес древесины зависит от породы: хвойные имеют меньшую плотность, а следовательно, и меньшую теплопроводность. Превосходство по теплопроводности дерева над кирпичом очевидно, поскольку кирпичные стенки толщиной 510 мм (в два кирпича) обладают такими же термоизоляционными свойствами, как и стена из деревянного бруса толщиной 100 мм, а по стоимости эти материалы не сравнимы. К тому же, деревянные стены «накапливают» тепло и распределяют его по всему помещению. В таком доме будет тепло даже в самый лютый мороз.

Звукопроводность — свойство дерева проводить звук. Звук в различных направлениях распространяется с неодинаковой интенсивностью. Звукопроводность древесины вдоль волокон в 4-5 раз выше, чем поперек волокон.

Усушка — уменьшение общего объема древесины из-за испарения из нее влаги. Усушка прямо пропорциональна степени уменьшения влажности древесины. В различных направлениях древесина усыхает неодинаково. При уменьшении влажности от 30 до 0% усушка составляет следующие величины: вдоль волокон — 0,1%, по радиальному направлению — от 4 до 8%, по тангенциальному — от 8 до 12%.

Разбухание — процесс, обратный усушке. Высокая гигроскопичность является причиной того, что древесина хорошо впитывает влагу, при этом она разбухает, увеличивается в объеме, в результате чего небольшие трещины исчезают. Избыток влаги в древесине ухудшает ее физико-механические свойства. При сушке влага испаряется очень медленно. Повышенная влажность готового изделия приводит к изменению его геометрических размеров, короблению, что резко снижает ее качество.

Древесина — мало твердый материал и легко обрабатывается, что облегчает и упрощает изготовление деревянных конструкций. Древесина стойко сопротивляется разрушительному воздействию слабых химических агрессивных сред, и поэтому деревянные конструкции успешно эксплуатируются в зданиях химической промышленности, где быстро разрушаются металлические конструкции. Древесина стойко выдерживает ударные и циклические нагрузки, и поэтому деревянные конструкции достаточно стойки в мостах и при землетрясениях.

Древесина надежно склеивается водостойкими синтетическими клеями. Благодаря этому изготовляются клеедеревянные элементы крупных сечений, больших длин, измеряемых десятками метров, и разных форм — гнутых, ломаных и др. Из таких элементов изготовляются конструкции больших пролетов. Из древесины склеивается водостойкая строительная фанера, из которой изготовляются легкие клеефанерные конструкции. Деревянные конструкции имеют также существенные недостатки. При неправильном применении и эксплуатации, в результате длительного увлажнения они разрушаются гниением. Однако современные конструктивные и химические методы защиты от гниения обеспечивают их сохранность при многолетней эксплуатации. Деревянные конструкции являются сгораемыми.

Однако современные деревянные конструкции из элементов крупных сечений имеют предел огнестойкости выше некоторых других, например металлических конструкций. Они могут быть дополнительно защищены от возгорания специальными покрытиями.

Основным направлением развития конструкций из дерева в нашей стране является разработка, производство и применение новых клеедеревянных конструкций. Типы конструкций должны быть унифицированы. Заводское производство должно обеспечивать массовое изготовление клеедеревянных конструкций любых требуемых форм и размеров. Такое производство должно быть механизировано, автоматизировано и мало трудоемко.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Деревянные конструкции

Строительные конструкции, изготовленные из древесины (См. Древесина): Д. к. в виде стержневых систем (См. Стержневая система) могут иметь металлические, обычно растянутые, элементы (нижний пояс, раскосы, затяжки у арок и т.п.). Д. к. различают по назначению — несущие и ограждающие; по видам — балки (См. Балка), фермы (См. Ферма), арки, рамы (См. Рама), Своды, оболочки (См. Оболочка); по средствам соединения элементов между собой — с помощью гвоздей, нагелей, шпонок, вдавливаемых металлических креплений и клея (см. Соединения в строительных конструкциях).

Д. к. — один из древнейших видов строительных конструкций (см. Деревянная архитектура). К основным достоинствам Д. к. относятся: возможность использования местных материалов, малая объёмная масса, транспортабельность. В современном строительстве находят применение 2 основных типа Д. к.: конструкции, изготовляемые без применения клея, с элементами из брусьев и досок и податливыми соединениями на нагелях и гвоздях (например, металло-деревянные треугольные сегментные фермы, составные балки и др.), а также клеёные конструкции, имеющие в своем составе деревянные клеёные элементы заводского изготовления. Наиболее эффективны клеёные Д. к. (см. рис.). Важнейшие преимущества клеёных Д. к.: возможность получения монолитных элементов практически любых размеров и форм поперечного сечения, обладающих повышенной несущей способностью, долговечностью и огнестойкостью; высокая эффективность использования материала (главным образом маломерного и разносортного пиломатериала). Основные области рационального применения клеёных Д. к. — покрытия производственных, с.-х., общественных (спортивных, выставочных и др. зданий), некоторых промышленных зданий и сооружений (в том числе с химически агрессивной средой), строительство градирен, шахтных сооружений, мостов, эстакад, зданий и сооружений на Крайнем Севере, в отдалённых и лесоизбыточных районах, сейсмостойкое строительство.

Заводской способ производства обеспечивает высокое качество клеёных элементов, снижает их стоимость. Клеёные Д. к. изготовляются из пиломатериалов преимущественно хвойных пород, иногда с применением строительной фанеры (См. Фанера) (склеенной водостойкими, например фенолформальдегидными, клеями). Клеёные фанерные несущие Д. к. выполняются в виде балок с фанерной стенкой, рам и арок коробчатого поперечного сечения или ограждающих конструкций — панелей (См. Панель) с фанерной обшивкой и деревянными несущими продольными рёбрами или средним слоем из пенопласта. Размеры панелей в плане обычно 1,2—1,6 X 6 м. Для увеличения жёсткости клеёные Д. к. могут быть армированы; арматура вклеивается в заранее сделанные в деревянном элементе продольные каналы.

Элементы Д. к., предназначенных для эксплуатации в наружных условиях (пролётных строений мостов, градирен, мачт, башен и др.), пропитывают защитными антисептическими составами (см. Антисептические средства). Готовые Д. к., используемые в покрытиях зданий, подвергают поверхностной обработке путём нанесения лакокрасочных составов, влагозащитных или против возгорания (см. Антипирены). В СССР основной тип предприятия по производству клеёных Д. к. — специализированный цех деревообрабатывающего комбината; производственная мощность цеха — 6—15 тыс. м 3 готовых конструкций в год (1970). Пятилетним планом развития народного хозяйства СССР на 1971—75 предусматривается широкое внедрение в строительство клеёных Д. к.

Лит.: Деревянные конструкции, 3 изд., М., 1961; Вопросы применения дерева и пластических масс в строительстве, М., 1960; Свенцицкий Г. В., Деревянные конструкции, М., 1962; Конструкции из дерева и пластмасс, под ред. В. А. Иванова, Киев, 1970.

Схемы клеёных деревянных конструкций: 1, 2 — балки; 3 — 5 — фермы (треугольные и сегментные); 6 — арки с затяжкой; 7 — рамы; 8 — арки с опорами на уровне пола.

Возведение деревянных конструкций покрытия складского здания (клеёные арки пролётом 45 м).