4.Проектування дощатоклеєної армованої балки.

Для армування приймаємо арматуру періодичного профілю класу А-400 в кількості 1,5% від площі поперечного перерізу балки.

Поперечний переріз армованої балки підбираємо таким чином, щоб жорсткість її була не менше жорсткості неармованої балки, тобто необхідна висота балки в середині прольоту:

де  - відношення модулів пружності сталі і деревини,

 - коефіцієнт армування поперечного перерізу, ;

І_red – момент інерції поперечного перерізу

Балку в середині прольоту складаємо із 29 шарів товщиною 5,0 см, а на краях, враховуючи ухил верхнього поясу і=0,1, із 12 шарів:

см , .

Відстань від лівої опори до розрахункового поперечного перерізу

м.

Висота розрахункового поперечного перерізу:

см.

Приведений момент інерції, згинальний момент та поперечна сила розрахункового перерізу:

Нормальні напруження в розрахунковому поперечному перерізі:

Міцність клейового шва за сколювання на опорі:

МПа < МПа;

де Q – поперечна сила на опорі, Q =112,36кН.

S_red – Приведений статичний момент опорного поперечного перерізу.

I_red –приведений момент інерції опорного перерізу

Міцність за дотичними напруженнями забезпечена.

Жорсткість балки:

,

Прийнятий переріз задовольняє умовам міцності, жорсткості та стійкості.

Площа арматури, яка відповідає

Приймаємо по всій довжині балки 628 мм

В пази перед пресуванням пакету заливаємо епоксидний клей з наповнювачем (деревне борошно) та вкладається арматура.

5.Техніко-економічне порівняння за двома варіантами.

№ з/п	Найменування	Елемент	Вартість за одиницю елемента	Об’єм	Всього
1	Дощатоклеєна балка	Дошки	1250 грн/м3	4,74	5925
		Разом				5925
2	Дощатоклеєна армована балка	Дошки	1250 грн/м3	4,34	5800
		Арматура	7200 грн/т	0,431			3103
		Разом				8903

Економічнішим варіантом є дощатоклеєна балка.

6. Заходи по захисту конструкцій з деревини від загнивання

та горіння.

Вогнестійкість конструкцій: залежить від тривалості часу, протягом якого в умовах пожежі вони не втрачають несучої здатності і стійкості. Вогнестійкість констукцій із деревини (0,5…0,75год) відносно висока в порівнянні з металевими конструкціями, але менше ніж в залізобетонних. Під дією вогню деревина обвуглюється зі швидкістю 0,6..1,0мм на хвилину. В результаті обвуглення переріз деревини зменшується, внаслідок підвищення температури міцність деревини знижується, що приводить до руйнування конструкції. Стійке горіння деревини проходить при нагріванні її до 250…300 і наявності кисню.

Найбільш вогнетривкими є масивні перерізи з цільної клеєної деревини. Повітряна суміш частинок деревини є вибухонебезпечною.

Пожежостійкість конструкцій із деревини забезпечується конструктивними та технологічними заходами.

Конструктивні заходи: використання масивних цільних перерізів без гострих ребер, відсутність щілин і тріщин. Не можна використовувати горючі утеплювачі, металеві деталі необхідно захищати вогнетривким покриттям. Будівлі з конструкціями із деревини повинні бути поділені протипожежними діафрагмами, які розміщуються поперек з кроком не більше 6м ( вздовж несучих конструкцій). Огорожуючі конструкції покриття теж поділяються на відсіки діафрагмами із негорючих матеріалів. Крім того, поверхня елементів захищається асбоцементними або гіпсовими листами, штукатуркою.

Технологічний (хімічний) захист: застосовують тоді, коли потрібно підвищити ступінь вогнестійкості будівель (наприклад, у виробництвах, де є легкогорючі матеріали). Хімічний захист залежить від умов експлуатації, типу конструкцій, вогнестійкості будівель і споруд, глибини захисту (просочення антипіренами).

Вогнезахисні речовини при нагріванні розкладаються з виділенням великої кількості негорючих газів, збільшуючись в обємі захищають місце горіння від кисню, без якого воно неможливе. Просочення деревини може бути поверхневим і глибоким під тиском в автоклавах.

Такі антипірени, як ОФП-9, ВПД, МС1:1, ТХЕФ підвищують межу вогнетривкості конструкцій перерізом 120*120мм на 5хв, зменшують межу розповсюдження вогню по деревяним конструкціям і переводять деревину в групу важкогорючих матеріалів.

Гниття деревини: біологічний процес, який приводить до її руйнування. Збуджують гниття гриби, які живляться живими або мертвими рослинами.

Гниття деревини в конструкціях починається із зволоженням, а продовжується при виділенні вологи з деревини, що гниє. При цьому поступово руйнуються клітини, дерево розпадається на куски.

Гниття добре розвивається при вологості 20…70% і температурі 15…30 , наявності кисню, без якого гриб не росте. Змінюючи ці умови, можна запобігти гниттю.

Зниження температури зупиняє ріст гриба, але не вбиває його. Нагрів до +80 вбиває грибницю, при температурі +120 гинуть спори, що не заперчує повторного зараження дерева.

Основним в боротьбі з гнилизною дерева є підтримання його вологи до 20%.

Деревина повинна бути захищена від дощу; термоізольована з холодної сторони і пароізольована з теплої, повинне бути забезпечене просушування в закритих частинах будівель.

Використовувати в деревяних будівлях внутрішні водовипуски забороняється, ліхтарі верхнього освітлення необхідно виконувати з вертикальними стінками; деревяні конструкції не можна використовувати в санвузлах, банях та інших будівлях з вологістю більше 75%.

Конструктивні заходи захисту обовязкові завжди.

Хімічний захист деревини (просочуванням антисептиками) використовують майже завжди, коли вологість приміщення більше 20%. Способи насичення вибирають в залежності від споруди, виду конструкції, вологи, умов експлуатації.

Антисептики бувають водорозчинні і масляні.

Насичення деревини на заводах ведуть під тиском в циліндрах (автоклавах) або в спеціальних ваннах при вологості менше 25%. Якщо вологість більше 25%, то насичення антисептиками ведуть комбінованим методом в високотемпературних гарячо–холодних ваннах, які суміщують в собі як прогрівання, так і просушування дерева.

Глибоке насичення складає при використанні водорозчинних антисептиків для заболоні – не менше 10мм, для ядра – 2мм, для маслянистих антисептиків 15 і 5мм відповідно.

Утеплювачі на основі деревини просочуються в ваннах гарячим водним розчином фторідного антисептика при температурі 80…90 і при 60…70 , якщо використовується фенольний антисептик.

До водорозчинних антисептиків відносяться: фторід натрію, кремнефторід натрію в суміші з фтористим натром.

Для підземних частин конструкцій із дерева використовують парофозну фенольну смолу.

До масляних антисептиків відносять: кам’яновугільне креозотове і антраценове масла, деревинний дьоготь, деревинну смолу, сланцеве масло та деревинний креозот.

На будівельних майданчиках захист ведуть розчинами антисептиків або пастами марок М200, М100, які наносять пензлями в один або два шари.

В дерев’яному каркасі, що проектуємо, основну увагу протипожежної безпеки слід звернути на дерев’яні стінові панелі, огороджуючі конструкції, перегородки, прогони, елементи покриття. Саме вони мають найбільну ступінь пожежонебезпечності і їх потрібно обробити антипіренами, наприклад ОФП-9. Також всі конструкції, що контактуватимуть з навколишнім середовищем (огороджуючі стінові панелі, азбестоцементні панелі покриття) слід обробити антисептиками, щоб попередити гниття.

Дощатоклеєні колони і ферми слід обробляти антипіренами лише в тому випадку, коли клас відповідальності будівлі В (не громадські, а складські або промислові будівлі). Якщо ж клас відповідальності менший, то їх можна не обробляти.