- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •1.1.3. Габариты
- •1.1.5. Сопряжение мостов с подходами
- •1.1.6. Отвод воды
- •1.1.8. Нагрузки и воздействия
- •1.1.9 .Сроки службы мостов и труб
- •2.1. Начальный этап становления конструкций
- •2.2. Примеры типовых конструкций пролётных строений
- •2.2.1. Дощато-гвоздевые и дощато-нагельно-гвоздевые фермы
- •3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ С ДОЩАТО-ГВОЗДЕВЫМИ ФЕРМАМИ
- •3.1. Конструктивные требования
- •3.1.1. Элементы деревянных конструкций
- •3.1.2. Гвоздевые соединения
- •3.1.3. Нагельные соединения
- •3.2. Расчет пролетных строений
- •3.2.1. Компоновка конструктивной схемы
- •3.2.2. Проектирование гвоздевой деревоплиты
- •3.2.2.2. Продольная деревоплита на поперечинах
- •3.2.3. Расчет и проектирование дощатых ферм
- •3.2.3.1. Указания по расчетным схемам и нагрузкам
- •3.2.3.2. Определение коэффициентов поперечной установки
- •3.2.3.3. Определение расчетных усилий в фермах
- •3.2.3.4. Подбор сечений и проектирование соединений
- •3.2.3.5. Проектирование поперечных связей
- •3.3.1. Расчет проезжей части
- •3.3.2. Расчет и проектирование дощатых ферм
- •3.3.2.1. Определение внутренних усилий
- •3.3.2.2. Подбор сечений и проектирование соединений
- •3.3.3. Расчет поперечных связей между главными фермами
- •3.3.3.1. Определение внутренних усилий
- •3.3.3.3. Проектирование нижнего пояса
- •3.3.3.4. Проектирование верхнего пояса
- •3.3.3.5. Соединение стенки и поясов диафрагм
- •Контрольные вопросы и задания к разделу 3
- •4.1. Предмет совершенствования, основная идея
- •4.2. Пример проектирования пролетного строения длиной 15 м с коробчатыми ДГБ
- •4.2.1. Расчет проезжей части
- •4.2.2.1. Определение внутренних усилий
- •4.2.2.2. Конструирование и расчет блока
- •4.3. Разработка и совершенствование пролетных строений с коробчатыми дощато-гвоздевыми блоками
- •Контрольные вопросы и задания к разделу 4
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •Библиографический список
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ С ДОЩАТО-ГВОЗДЕВЫМИ ФЕРМАМИ
3.1. Конструктивные требования
3.1.1. Элементы деревянных конструкций
В соответств |
со сводом правил [3] для деревянных конструкций |
|
пиломатер |
||
мостов следует пр менять древесину сосны, ели, лиственницы, пихты, |
||
Судовлетворяющ х тре ованиям ГОСТ 9463 2016 и ГОСТ 8486 86. При |
||
этом растянутые |
зг |
аемые элементы пролетных строений должны |
выполняться з древес ны 1-го сорта, а остальные элементы конструк- |
||
б |
||
ций мостов могут |
ыть выполнены из древесины 2-го сорта. Влажность |
|
алов должна |
ыть не олее 20%. |
Проезжую часть автодорожных и городских мостов следует уст-
раивать в в де непрерывной асфальтированной дощато-гвоздевой деревоплиты или с двойным дощатым настилом. При этом жесткую и скрепленную с фермами проезжую часть в виде деревоплиты следует использовать в качестве верхних связей, в то время как при проезжей части на поперечинах нео ходимо устанавливать продольные связи в уровне
Толщина досок Анастила должна быть не менее 5 см, причем верхний настил рекомендуется укладывать вдоль моста сплошным, а
верхних поясов. |
Д |
|
нижний – с зазорами 2 3 см. Не исключается возможность укладки нижнего настила поперек моста.
В каждом ярусе пояса дощатых ферм с одной стороны стенки должно быть не более трех досок, включая Истыковую накладку. При этом в одном сечении каждого яруса пояса допускается стыковать две симметрично расположенные по обе стороны стенки доски. Стыки досок поясов следует перекрывать накладками равного сечения на стальных нагелях. При обрыве досок поясов каждая доска должна быть заведена за место теоретического обрыва на длину не менее половины длины накладки, требуемой для стыкования досок пояса в этом сечении.
Устойчивость стенок дощатых ферм обеспечивается постановкой вертикальных брусьев на расстоянии не более 3 м и не более высоты фермы. Брусья должны обжимать стенку и пояса фермы.
47
В каждом пересечении досок сплошной перекрестной стенки должен быть поставлен гвоздь диаметром не менее 4.5 мм. Длина гвоздя должна превышать толщину стенки не менее чем на 3 см, а конец гвоздя должен быть загнут.
В поперечном сечении деревянные элементы автодорожных мостов должны иметь размеры не менее указанных [3]:
|
На меньшая толщина доски – 4 см. |
|
|
|
|
|
||||||
|
На меньш й размер большей стороны брусьев, досок основных |
|||||||||||
|
ями |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
элементов – 16 см. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С На меньш й размер ольшей стороны брусьев, досок для свя- |
||||||||||||
|
зей, стыковых накладок |
других элементов – 8 см. |
|
|
|
|
||||||
|
Кроме того, размеры поперечных сечений деревянных элементов |
|||||||||||
|
|
табл |
|
|
|
|
|
|||||
|
определяются услов |
|
|
размещения расчетного количества соедини- |
||||||||
|
тельных элементов (гвоздей, нагелей, болтов, штырей, глухарей) в соот- |
|||||||||||
|
ветств с |
. 3.1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.1 |
||
|
Наименьшие расстояния между соединительными элементами |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
при их рядовой расстановке |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Значения наименьших нормируемых расстояний, |
|||||||
|
Нормируемые |
|
|
|
выраженных в диаметрах, для |
|
|
|
||||
|
|
|
болтов и |
Д |
шурупов |
|
||||||
|
расстояния |
|
|
глухих |
|
гвоздей и |
|
|||||
|
|
|
сквозных |
штырей |
и глуха- |
|
||||||
|
|
|
|
|
нагелей |
дюбелей |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
рей |
|
|||
|
|
|
|
Анагелей |
|
|
|
|||||
|
1. Между осями скреп- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- вдоль волокон |
|
|
6 |
7 |
|
- |
15(25) |
|
10 |
|
|
|
- поперек волокон |
|
|
3 |
3.5 |
|
И |
|
||||
|
|
|
|
3 |
4 |
|
5 |
|
||||
|
2. От оси крайнего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скрепления до края эле- |
|
|
6 |
7 |
|
- |
15(25) |
|
10 |
|
|
|
мента вдоль волокон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. От оси крайнего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скрепления до края эле- |
|
|
2.5 |
3 |
|
2 |
4 |
|
3.5 |
|
|
|
мента поперек волокон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. Наименьшее расстояние между гвоздями и дюбелями при толщине пробиваемого элемента не менее 10 d, где d – диаметр гвоздя или дюбеля, равно 15 d, при толщине пробиваемого элемента 4 d равно 25 d, при промежуточных значениях толщины элемента следует назначать по интерполяции.
48
3.1.2. Гвоздевые соединения
Одним из существенных преимуществ гвоздевых соединений является рассредоточенная передача усилий через большое число гвоздей, Сравномерно распределяемых по всей площади сопряжения. Благодаря такому разветвленному распределению усилия гвоздями значительно увелич вается надежность соединения и уменьшается опасность местных дефектов древес ны в пределах сопряжения. Кроме того, гвоздевые
применяютсоединен я сч таются равнопрочными как вдоль, так и поперек волокон и дают небольшое ослабление сечений соединяемых элементов.
Для соед нен я элементов деревянных мостовых конструкций
обыкновенные круглые проволочные гвозди (рис. 3.1) в соответств с ГОСТ 4028 – 63 диаметром 1.8 до 8 мм и длиной от 32 до
250 мм.
бАРис. 3.1. О щий вид гвоздя
нее 0.40l. Д
При соединении на гвоздях и дюбелях элементов из древесины лиственных и других твердых пород, а также во всех случаях применения
гвоздей диаметром свыше 6 мм должно предусматриваться предвари-
тельное просверливание гнезд диаметром (0.8 – 0.9) d, глубиной не ме- И
Сшивка тонких досок толстыми гвоздями может привести к раскалыванию досок, а потому толщина сопрягаемых элементов должна быть не менее четырехкратного диаметра гвоздей.
Для получения необходимой прочности соединений и предотвращения повреждений древесины нужно соблюдать определенные табл. 3.1 правила размещения гвоздей.
В деревянных инженерных конструкциях находят применение следующие основные способы размещения гвоздей (рис. 3.2):
49
С |
|
и |
|
бА |
|
Рис. 3.2. Размещение гвоздей в конструкциях: |
|
а рядовое; |
наклонными рядами; в шахматное |
При простом рядовом размещении гвоздей расстояние между дву- |
|
|
Д |
мя соседними продольными рядами должно быть не менее 4 d.
При наклонных рядах с углом наклона 45о расстояние между соседними продольными рядами может быть уменьшено до 3 d.
При шахматном размещении гвоздей расстояние между продольными полурядами должно быть не менее 3 d.
В соответствии с п.10.61 [3] гвозди в поясахИферм следует располагать вертикальными рядами (рис. 3.2, а). Кроме того, нагели, дюбели, глухари, шурупы и гвозди не следует располагать на оси досок и брусьев.
Вследствие ограниченной длины гвоздей толщина пробиваемого пакета досок не может быть большой. Поэтому в поясах дощатогвоздевых ферм в каждой ветви можно укладывать только один (рис. 3.3) или два слоя (рис. 3.4) досок.
50
Си забояР с. 3.3 Схема гвоздевого в двухслойных поясах
А Д
Рис. 3.4. Схема гвоздевого забоя в четырехслойных поясах
При гвоздевых соединениях в расчет могут быть введены только те |
||||
гвозди, конец которых входит во вторую ветвь пояса на расчетную дли- |
||||
|
|
|
|
, причем для определенияИрасчетной дли- |
ну защемления e 1.95d |
Ry |
|
||
|
||||
l |
Rdqs |
|||
|
|
ны защемления не следует учитывать заостренную часть длиной 1.5 d, кроме того, из длины гвоздя следует вычитать по 2 мм на каждый шов между соединяемыми элементами (рис. 3.5). При свободном выходе
51
гвоздя из элемента расчетную длину защемления следует уменьшить на 1.5 d (рис. 3.5, б). Минимальная длина защемления допускается 5.5 d.
Гвозди в пояса забивают, как правило, с двух сторон, так как это
С |
плотность |
собираемому |
пакету |
досок |
||
придает |
большую |
|||||
(см. рис. 3.3, 3.4). Может быть применена и другая схема забивки, когда |
||||||
один ряд |
гвоздей забит с лицевой |
стороны, а другой – с |
тыльной |
|||
(рис.3.6). |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
||
|
бА |
|
|
|||
|
|
Д |
||||
Рис. 3.5. Определение расчетной длины защемления и полной длины гвоздя: |
||||||
а при защемлении гвоздя в элементе пояса lгв t2 t1 3 0.2 e1 |
1.5d ; |
б при |
||||
свободном выходе гвоздя из элемента lгв |
t2 t1 3 0.2 t2 |
1.5d |
(d диаметр |
|||
гвоздя; t1 толщина средних элементов, а также равных и более толстых элементов |
||||||
|
|
|
И |
однорядных соединений; t2 толщина крайних, а также более тонких элементов однорядных соединений; el допустимое защемление конца гвоздя
при Ry = 200 МПа и Rdqs = 14.7 МПа)
СП 35.13330.2011 предусматривает встречную (двухстороннюю) несквозную забивку гвоздей (п.10.64). При этом разрешается перепускать концы гвоздей на 1/3 толщины средней доски без учета их взаимного захода даже в том случае, если оси этих гвоздей на чертеже совмещены, и без увеличения расстояния между гвоздями (рис. 3.7).
52
СиР с. 3.6. Двухсторонняя чередующаяся рядовая забивка гвоздей
бА Рис. 3.7. Встречная двухсторонняяДзабивка гвоздей:
а для стыков с накладками; б для соединения стенок и поясов
Для упрощения изготовления ферм в горизонтальном положении и с целью исключения их перекантовки применяютИодностороннюю забивку гвоздей. В поясе фермы на рис. 3.8 сначала были забиты гвозди, соединяющие вертикальную стенку с одной ветвью пояса, а затем прибиты доски вторых ветвей. В этом случае шляпки гвоздей, забитых в первую очередь, оказываются закрытыми поставленными позднее досками верхней ветви и в случае усушки и образования щелей гвозди этого забоя не могут быть добиты с целью уплотнения досок в пакете пояса.
При рядовом расположении гвоздей часть их попадает в щели между досками и очень близко от кромок, поэтому они не могут в полную силу передавать усилия. По этой причине реальное число гвоздей должно быть увеличено до 10%.
53