2915

Несущие конструкции деревянного каркаса здания

Доклад

Архитектура, проектирование и строительство

Несущие конструкции деревянного каркаса здания Классификация, особенности конструирования и расчета дощатоклееных колонн, балок, рам и арок, цельнодеревянных и металлодеревянных ферм. Дощатоклееные балки обладают рядом преимуществ перед другими сост...

Русский

2012-10-21

2.69 MB

58 чел.

Несущие конструкции деревянного каркаса здания

Классификация, особенности конструирования и расчета дощатоклееных колонн, балок, рам и арок, цельнодеревянных и металлодеревянных ферм.

Дощатоклееные балки обладают рядом преимуществ перед другими составными балками: они работают как монолитные; их можно изготовить с поперечным сечением большой высоты; в балках длиной более 6м отдельные доски стыкуют по длине с помощью зубчатого шила и, следовательно, балки не будут иметь стыка, ослабляющего сечение; в дощатоклееных балках можно рационально размещать доски различного качества по высоте. Различают балки пстоянной высоты, двускатные и гнутоклееные балки.

Для пролетов 6—24 м в качестве основных несущих конструкций применяют балки, склеиваемые из досок плашмя. Высоту балок принимают в пределах 1/8-1/12L. Ширину балок целесообразно, как правило, брать минимальной и определенной из условия опирания панелей покрытия и обеспечения монтажной жесткости. Уклон верхней грани двускатных балок принимают в пределах 2,5—10%. Оптимальная толщина клеевого шва 0,15 мм. max пролет балок прямоугольных 15 м , тавровых и двутавровых 7м. Расчет выполняется как цельно-деревянных элэментов. Нормальные напряжения определяются по формуле σи= М/Wнт≤mбmслRи где mб – учитывает влияние размеров поперечного сечения, mсл – толщину слоев.

Расчет на устойчивость: σи= М/φмWнт≤mбmслRи

Скалывающие напряжения проверяют в сечении с максимальной поперечной силой Q и проверяют: τ=QS/JbRскгде S – статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента, J – момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси, b – ширина балки, Rск – расчетное сопротивление скалыванию.

Дощатоклееные колонны для зданий с напольным транспортом и подвесными кранами проектируют, как правило, постоянного по высоте сечения. Для зданий с мостовыми кранами характерно применение колонн с уступом для укладки подкрановых балок. Колонны в фундаментах защемляют с использованием ж/б элемента, прикрепляемого к колонне на вклеенных стержнях или с применением стальных траверс, прикрепляемых к колонне болтами. Колонны рассчитывают: на вертикальные постоянные нагрузки от веса покрытия, стенового ограждения и собственного веса; на вертикальные временные снеговые нагрузки, нагрузки от кранов и различных коммуникаций, размещаемых в плоскости покрытия; на горизонтальные временные ветровые нагрузки и нагрузки, возникающие при торможении мостовых и подвесных кранов. Высоту сечения колонны hK принимают в пределах 1/8—1/15H; ширину bhK/5. Принятое с учетом сортамента пиломатериалов и условий опирания ригеля на колонну сечение колонн проверяют на расчетное сочетание нагрузок; в плоскости рамы — как сжатоизгибаемый элемент; из плоскости рамы — как центрально сжатый элемент.

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 могут быть более 100 м.

Арки обычно склеивают из пакета досок прямоугольного по высоте сечения. Дощатоклееные арки бывают двух- и трехшарнирными (с накладками на вершине). В дощатоклееных арках толщину слоев 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.

Нормальные напряжения в арках вычисляют по обычной формуле для сжато-изгибаемого стержня в сечении с максимальным изгибающим моментом и соответствующей ему нормальной силой:

σс= N/Fнт+Mд/Wнт≤mбmслmгнRс

расчет на устойчивость производится по формуле:

σс= NFрасч≤mбmслmгнRс

Клеевые швы проверяют на скалывание по формуле:

QS/JbξRск

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.

Рамные конструкции отличаются от арочных своим очертанием, которое сильно влияет на распределение изгибающих моментов в пролете. При ломаном очертании рамы в жестком карнизном узле при загружении как левой, так и правой половины рамы возникают моменты одного знака. В результате при загружении рамы по всему пролету угловые моменты сильно увеличиваются, что ограничивает длину пролетов, перекрываемых рамами, до 18—30 м.Рамы могут воспринимать горизонтальные нагрузки, обеспечивая поперечную устойчивость здания без защемления стоек и без устройства жестких поперечных стен.

Дощатоклееные гнутые рамы выполняют трехшарнирными, что облегчает их изготовление, транспортирование и монтаж. .Криволинейность карнизных узлов достигается выгибом слоев (досок) по окружности при изготовлении рам. Радиус кривизны обычно невелик и составляет 2—4 м. Так как по условиям гнутья отношение радиуса кривизны к толщине слоя не может быть меньше 150, то толщина слоев для изготовления дощатоклееных гнутых рам будет составлять не более 1,6-2,5см.

Сечение рамы делают прямоугольным, а высоту сечения — переменной по длине (плавное и ступенчатое изменение). В связи с переменностью высоты сечения нормальные напряжения следует проверять в различных местах рамы по длине. Нормальные напряжения находят по формулам для сжато-изгибаемого стержня:

σ= Ni/Fiнт+Mдi/WiнтkrbmбmслmгнRс Mдi= Mi/ξi

Также изготавливают дощатоклееные рамы из прямолинейных элементов.

Наиболее сложным у рам П-образного очертания является карнизный узел (соединение стойки с ригелем), где действует максимальный изгибающий момент. Рамы пролетом 12 и 18 м иногда проектируют с карнизным узлом, решенным с помощью косынок из фанеры марки ФСФ или лучше бакелизированной. Фанерные косынки, приклеиваемые к стойке и ригелю, перекрывают стык, воспринимая нормальное усилие и изгибающий момент. Клеевой шов проверяют на скалывание.

Недостаток такого решения — возможность разрушения клеевого шва. В последнее время шире применяют соединение стойки с ригелем на зубчатый шип. Также изготавливают рамы с ригелем опирающимся на стойки и подкосы.

Деревянные фермы по геом. очертанию дел. на:

 

треугольная  с параллельными поясами

  

четырехугольная односкатная пятиугольная двускатная

 

сегментная  рыбообразная

Общий принцип расчета ферм:

Сбор нагрузок

Статич. расчет фермы:

а) аналитический(метод вырезания узлов)

б) графоаналитич. (метод построения диаграммы Максвелла-Кримона).

3) Констр. расчет элементов фермы:задается сечение верхнего пояса и выполняется поверочный расчет на поперечный изгиб или на сжатие с поперечным изгибом.

нижний пояс работает на сжатие FN/Rp

Элементы решетки (стойки и раскосы) расчитываются в зависимости от действующих на них усилий, если ратянянутые FN/Rp, сжатые σс=N/Fрасч.φ≤Rc


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18298. МНОЖИНА ДОДАТНИХ ДІЙСНИХ ЧИСЕЛ. МНОЖИНА ДІЙСНИХ ЧИСЕЛ 188.5 KB
  Лекція 25 МНОЖИНА ДОДАТНИХ ДІЙСНИХ ЧИСЕЛ. МНОЖИНА ДІЙСНИХ ЧИСЕЛ Несумірні відрізки. Існування несумірних відрізків. Вимірювання несумірного з одиничним відрізком. Нескінченні неперіодичні десяткові дроби. Відємні дійсні числа. Число нуль. Множина д...
18299. ВИРАЗИ. Вирази із замінимим та їх основні характеристики 109 KB
  Лекція 26 ВИРАЗИ Числовий вираз і його значення. Числові рівності і їх властивості. Числові нерівності та їх властивості. Вирази із замінимим та їх основні характеристики. Відношення тотожності на множині виразів. Тотожні перетворення на множині вира...
18300. РІВНЯННЯ. Лінійні рівняння з однією зміною та їх розв’язування 80 KB
  Лекція 27 РІВНЯННЯ Рівняння з однією зміною як предикат та його основні характеристики. Рівносильні рівняння. Теореми про рівносильність рівнянь та наслідки з них. Лінійні рівняння з однією зміною та їх розвязування з аналізом використаної при цьому теор
18301. НЕРІВНОСТІ З ОДНІЄЮ ЗМІННОЮ 204.5 KB
  Лекція 28 НЕРІВНОСТІ З ОДНІЄЮ ЗМІННОЮ Нерівності з однією змінною як предикат та їх основні характеристики. Рівносильні нерівності. Теорема про рівносильність нерівностей та наслідки з них. Лінійні нерівності з однією змінною та їх розвязування з аналі...
18302. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ГЕОМЕТРІЇ 95 KB
  Лекція 29 ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ГЕОМЕТРІЇ Короткі історичні відомості про виникнення геометрії. Система геометричних понять шкільного курсу геометрії. Поняття про геометричну фігуру. Ламана та її основні характеристики. Плоскі геометричні фігури ламана...
18303. ПРОСТОРОВІ ГЕОМЕТРИЧНІ ФІГУРИ 167.5 KB
  Лекція 30 ПРОСТОРОВІ ГЕОМЕТРИЧНІ ФІГУРИ Просторові геометричні фігури та їх зображення на площині. Поняття про геометричне тіло. Многогранники. Теорема Ейлера про многогранники без доведення. Питання на самостійне опрацювання Тіла оберта
18304. ПОНЯТТЯ ПРО ВЕЛИЧИНУ ТА ЇХ ВИМІРЮВАННЯ 77 KB
  Лекція 31 ПОНЯТТЯ ПРО ВЕЛИЧИНУ ТА ЇХ ВИМІРЮВАННЯ Відображення властивостей дійсного світу через поняття величини. Додатні адитивноскалярні величини ті їх властивості. Поняття про вимірювання величин. Види величин. Довжина відрізка її основні властиво...
18305. Логіка, 2 клас. Експериментальний навчальний посібник 3.45 MB
  Логіка 2 клас. Експериментальний навчальний посібник. Київ: Початкова школа 2002 112 с Кожна людина прагне передати свої думки іншим. Для того щоб інші розуміли плин твоїх думок треба чітко їх висловлювати. Якщо думку людини неможливо зрозуміти то кажуть: В його мірк