12 Огнестойкость и возгораемость деревянных конструкций. Конструктивные и химические средства защиты от возгорания.

Ответ:

Горение древесины — это химический процесс ее термического раз­ложения, сопровождающийся выделением газов. Соединяясь с кисло­родом воздуха, они образуют пламя. Воспламенение может произойти и при отсутствии открытого источника огня. При быстром нагревании древесина воспламеняется при t 300 °С, а при длительном —t > 660 °С. При повышении температуры начинается пламенное горение и обугливание верхнего слоя

Деревянные клееные балки, фермы, арки, рамы и колонны зданий и сооружений применяют без огнезащитной обработки, кроме произ­водств категории В, для которых требу­ется огнезащитная обработка. Деревян­ные плиты, настилы и прогоны покры­тий, а также элементы навесных пане­лей стен подвергают глубокой пропитке антипиренами. Для производственных и складских зданий с производствами категорий А и Б основные деревянные конструкции, приведенные выше, не до­пускаются.

Повышают пожарную безопасность деревянных конструкций кон­структивными и химическими способами, а в ряде случаев комбиниро­ванием их.

Конструктивные меры заключаются в создании таких условий, при которых распространение огня преграждается, а предел огнестойкости конструкций увеличивается. Это устройство противопожарных стен или несгораемых участков перекрытий и покрытий, разделение пустот­ных покрытий несгораемыми диафрагмами, площадь между которыми не должна превышать 54 м², устройство несгораемыхразделок у дымоходов и печей, оштукатуривание перекрытий, увели­чение сечений деревянных элементов.

Химические меры огнезащиты понижают возгораемость древесины. Это пропитка деревянных элементов антипиренами, нанесение на по­верхность огнезащитных покрытий в виде штукатурок и листовых не­сгораемых и трудносгораемых материалов, а также невспучивающихся, вспучивающихся, неорганических и органических красок.

Обрабатывают конструкции антипиренами (водо- или органикора-створимыми составами) путем поверхностной обмазки древесины или ее глубокой пропитки. Последний способ более надежен, однако сни­жает прочностные характеристики древесины на 10 %, что следует учитывать при расчете конструкций. Можно применять составы, об­ладающие одновременно свойствами антисептика и антипирена. Комплексная защита древесины — наиболее перспективное направле­ние, особенно для клееных конструкций индустриального изготовле­ния. Древесина, пропитанная этими составами — трудносгораемый материал

13 Клееные дощатые балки, их достоинства. Конструирование и расчет.

Ответ:

Основные типы клееных деревянных балок (постоянного по длине сечения, одно­скатные, двускатные, ломаного очертания и криволинейные). Основным типом поперечного сечения является прямоугольное сечение постоянной высоты, другие типы сечений применяются при технико-экономическом обосновании.

Расчет клееных деревянных балок ведется по известным формулам для изгибаемых элементов с введением поправочных коэффициентов к моменту сопротивления сечения и расчетному сопротивлению древесины на изгиб, учитывающих толщину слоев, высоту сечения, наличие ослаблений и другие факторы для клее­ных элементов. Расчёт на прочность выполняется по формуле

Расчёт на устойчивость плоской формы деформирования изгибаемых элементов прямоугольного постоянного сечения производится по формуле

φ_м — коэффициент устойчивости изгибаемых элементов.

где l_р – расстояние между опорами элемента, а при наличии раскреплений сжатой кромки элемента в промежуточных точках от смещений из плоскости изги­ба, l_р – расстояние между этими точками; b, h – ширина и максимальная высота сечения элемента на участке l_р; k_ф - коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающего момента на рас­четной длине l_р .

Проверяются скалывающие напряжения при изгибе по формуле Журавского

где Q - расчетная поперечная сила; S_бр - статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси; J_бр - момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтраль­ной оси; b_расч - расчетная ширина поперечного сечения элемента; R_ск - расчётное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон при изгибе с учетом всех необходимых коэффициентов условий работы;

Расчёт на жёсткость изгибаемых элементов заключается в определении прогиба или относительного прогиба и сравнению его с предельно допустимыми значениями:

.

Прогиб шарнирно опертых и консольных изгибаемых элементов переменного сечения определяется по формуле

Оценку плоского напряженного состояния клееных балок на действие главных растягивающих напряжений в приопорных зонах рекомендуется производить по рекомендациям пособий. В односкатных и двускатных балках опасное сече­ние (с максимальными напряжениями от изгиба) не совпадает с сечением, в котором возникает максимальный изгибающий момент, и находится на расстоянии х_м от опоры с меньшей высотой. При равномерно распределенной нагрузке по всему пролету х_м на­ходится по формулам:

а) для балок прямоугольного сечения

б ) для балок двутаврового сечения

,

г де , - высота на опоре между осями поясов в двутавровых балках; α - угол наклона верхнего пояса балки к горизонту.

гд е А - опорная реакция балки от расчетной нагрузки;bиh- ширина и полная высота сечения балки без подрезки.

При этом глубина врезки не должна превышать 0,25 высоты сечения, длина опорной площадки - не более высоты сечения, длина скошенной части - более двух величин глубины врезки; а<0,25h, с<h, с₁>2а. Если среднее скалывающее на­пряжение получается более 0,4 МПа, подрезки на опоре балок не допускаются. В двутавровых и тавровых балках в случаях, когда нагрузка приложена к нижне­му поясу балок, делается проверка на отрыв нижней полки по эмпирической формулеN≤ 0,004b₁∙c, где суммарная расчетная двусторонняя нагрузка на полку от опорных планок, кН; b₁- ширина стенки балки или ее половина при односторонней нагрузке, см;с- ширина опорной планки, см.