книги из ГПНТБ / Ветрюк И.М. Конструкции из дерева и пластмасс учеб. пособие

соответствующими несгораемыми диафрагмами, т. е. они не должны сообщаться с соседними участками ограждающей кон­ струкции.

Деревянные конструкции, близко расположенные от печей, дымоходов и т. п., необходимо тщательно изолировать несгорае­ мыми малотеплопроводными защитными материалами, так как при длительно воздействующей лучистой теплоте температура самовоспламенения древесины снижается до 150—160° С. В каче­ стве таких материалов можно рекомендовать: асбофанерные или гипсовые листы; войлок, пропитанный глиной и обитый кровель­ ным железом; шлаковую засыпку, различные штукатурки. Луч­ ший эффект дает известковая штукатурка — благодаря происхо­ дящему в ней эндотермическому процессу обжига, сопровождаю­ щегося большим поглощением тепла, при толщине слоя 20—30 мм она предохраняет древесину от воспламенения в течение 20— 45 мин. За это время температура защищаемой поверхности под штукатуркой не превышает 160° при внешней температуре — 950—1100° С [2].

Рекомендуется осуществлять по возможности здания с глад­ кими стенами и потолком, без выступающих внутрь помещения деревянных частей, изготовлять конструкции из массивных кле­ еных элементов, применять строганные деревянные части зданий, оставляемые без защитной обработки.

В деревянных сооружениях большой протяженности, чтобы ограничить распространение пожара, надлежит устраивать огне­ стойкие брандмауэрные стены, выходящие на 50—60 см выше крыши. Дверные проемы в брандмауэрных стенах (если таковые необходимы) должны закрываться огнезащитными дверями. Для этой же цели служат противопожарные зоны, устраиваемые

впроизводственных помещениях из несгораемых несущих кон­ струкций и покрытий. К аналогичным противопожарным мерам относятся также спринклерные установки, зачастую приводимые

вдействие автоматически при достижении в контрольных точках определенной температуры. Большое значение имеет также при­ менение несгораемых кровель и карнизов. Кроме этого, деревян­ ные здания необходимо возводить с противопожарными разры­ вами на расстоянии в соответствии с требованиями противо­ пожарных норм (Н 102—54).

Наилучший эффект при х и м и ч е с к и х м е р а х з а щ и т ы дает пропитка древесины аммонийными солями (фосфорнокис­ лым, сернокислым, хлористым аммонием и др.).

Многие огнезащитные соли в растворенном состоянии могут способствовать гниению древесины. Поэтому рекомендуется в со- , став огнезащитных растворов добавлять фтористый натрий или другие антисептики. Пропитка обычно производится в открытых ваннах в течение 2—3 часов. К простым средствам огнезащиты относится поверхностная обмазка древесины растворами (двух- и трехкратная просушка), а также окраска ее силикатными

30

красками (жидкое стекло с наполнителями: мел, тальк, асбесто­ вая пыль, молотый кирпич, кварцевый песок и т. п.) или супер­ фосфатом (на окраску 1 м2 древесины берется 1,4 кг суперфосфа­ та и 0,6 кг воды). Для обмазок применяются и более дешевые составы: глиняные, глиноизвестковые, глино-известково-алебаст- ровые и др. Целесообразно в рецептуру огнезащитных обмазок, кроме извести, включать и такие вещества, как магнезит и до­ ломит, которые при нагревании разлагаются и поглощают боль­ шое количество тепла и тем самым на более длительный срок предохраняют деревянные элементы от возгорания. Пропитанные огнезащитными составами деревянные элементы должны быть защищены от атмосферного увлажнения или непосредственного действия воды специальными гидроизоляционными покрытиями или водостойкими красками.

При выборе способов химической огнезащиты деревянных элементов необходимо помнить, что глубокая пропитка аммоний­ ными солями снижает прочность древесины, особенно при удар­ ном изгибе, и повышает ее гигроскопичность. Поэтому не реко­ мендуется подвергать глубокой пропитке несущие элементы кон­ струкции, нагруженные до полного использования их несущей способности.

Вообще не следует подвергать огнезащитной пропитке бук­ вально все конструктивные элементы в деревянных сооружениях. В основном необходимо ограничиться поверхностными огнеза­ щитными обработками ограждающих частей зданий (обшивка стен, карнизов, наличники), конструкций, близко расположенных у дымоходов и печей, чердачных обнаженных конструкций (бал­ ки, стропила, обрешетка) и элементов конструкций, расположен­ ных у мест возможного воспламенения.

§ 11. ОГНЕСТОЙКОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Способность конструкции противостоять действию огня назы­ вается огнестойкостью. Предел огнестойкости выражается дли­ тельностью действия огня в условиях пожара до потери необхо­ димых эксплуатационных качеств строительных конструкций (разрушение элементов конструкций, потеря устойчивости, сквоз­ ное прогорание ограждающих конструкций и образование в них отверстий, через которые огонь может проникнуть в соседнее по­ мещение или нагрев поверхности до температуры 150°С).

Предел огнестойкости определяется испытанием в специаль­ ных печах, в которых обеспечивается режим возрастания темпе­ ратуры в следующей последовательности: через 10 мин— 700° С, через 30 мин — 800, через 1 ч — 900, через 2 ч — 1000° С.

Деревянные балки сечением 17X17 см, нагруженные до на­ пряжения 100 кГ/см2, показали предел огнестойкости 40 мин. Деревянные колонны сечением 15X15 см и высотой 3,5 м, нагру­ женные до полного использования несущей способности

31

Г л а в а I I I

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

§ 12. ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Расчет деревянных конструкций производится по методу пре­

длительное сопротивление древесины, так как большинство дере­ вянных конструкций проектируется на длительную эксплуатацию. К нагрузкам длительного воздействия относятся постоянные на­ грузки, а также временные нагрузки от снега, ветра и др.

Внешние нагрузки как постоянные, так и временные, указан­ ные в нормах, в действительности могут изменяться, т. е. превы­ шать нормативные величины. Учет этого производится введением коэффициента перегрузки ( п > 1 ) , на который надо умножить нормативную нагрузку, чтобы получить расчетную.

Показатели прочности колеблются около средних величин, • устанавливаемых на основании испытаний большого числа стан­ дартных образцов.

Нормативные сопротивления древесины R H определяются по средним временным сопротивлениям (пределам прочности) R B p -

R*=RBP(l-2,2bCv),

где С, — коэффициент изменчивости.

Расчетные сопротивления R находят (с округлением) по нор­ мативному сопротивлению, деленному на коэффициент безопас­ ности k:

Нормативные сопротивления R H чистой (без пороков) древе­ сины сосны и ели влажностью 15%, удовлетворяющей по каче­ ству требованиям п. 2.2 (СНиП П-В. 4—71), и соответствующие коэффициенты безопасности k для основных видов напряженного состояния приведены в табл. 8.

Табл. 8. Нормативные сопротивления R" и коэффициенты безопасности k древесины сосны и ели

увлажнения и нагрева, на воздействие постоянной и временной

Учитывая температурно-влажностные условия эксплуатации деревянных конструкций, а также важность детализации этих условий для конструкций производственных, сельскохозяйствен­ ных зданий, проектом СНиП П-В. 4—71 по деревянным конструк­ циям введены группы конструкций, определяемые температурновлажностными условиями эксплуатации (табл. 11).

Расчетные сопротивления древесины различных групп кон­ струкций, находящихся в условиях повышенных температур или проверяемых на воздействие только постоянной нагрузки, умно­ жаются на коэффициенты условий работы (табл. 12).

Для конструкций, рассчитываемых с учетом воздействия кратковременных нагрузок (ветровая, монтажная, сейсмическая), расчетное сопротивление повышается умножением основных рас­ четных сопротивлений на коэффициенты условий работы (табл.13).

Для гнутых элементов конструкций основные расчетные со­ противления снижаются умножением на коэффициенты условий работы (табл. 14). ,

34

Табл. 9. Расчетные сопротивления R древесины сосны и ели, кГ/см2

П р и м е ч а н и я : 1. Расчетное сопротивление местному смятию древесины поперек волокон на части длины (при длине незагруженных участков не менее длины площадки смятия и толщины элементов), за исключением случаев, оговоренных в п. 5, определяют по формуле

Табл. 10. Коэффициент перехода к расчетным сопротивлениям древесины разных пород по отношению к сосне и ели

Модуль упругости древесины Е (вдоль волокон, независимо от породы), защищенной от увлажнения и нагрева, под действием

под воздействием нескольких факторов (например, повышенные влажность и температура, постоянная нагрузка), расчетное со­ противление и модуль упругости древесины определяются умно­ жением их величин на все коэффициенты, учитывающие влияние указанных факторов.

Расчетные сопротивления стальных элементов для деревян­ ных конструкций принимаются по нормам расчета стальных кон­ струкций. Расчетные сопротивления стали для расчета тяжей и болтов, работающих на растяжение, в ненарезанной части сле­ дует принимать, как для прокатной стали соответствующей мар­ ки, а в нарезанной части (при расчете по площади нетто)— с вве­ дением коэффициента 0,8. Расчетные сопротивления стали для расчета двойных и тройных тяжей и болтов снижаются умноже­ нием на коэффициент 0,85.

Основные нормативные нагрузки и коэффициенты перегруз­ ки даны в табл. 15.

;зб

Табл. 12. Коэффициенты условия работы т в для конструкций различных групп, находящихся в условиях повышенной температуры, влажности или проверяемых на воздействие только постоянной

и временной длительной нагрузок

_ Группы конструкций

37

Табл. 13. Коэффициенты условий тн для конструкций при воздействии некоторых кратковременных и особых нагрузок

4Для опор воздушных линий

5Гололедная и монтажная (при

П р и м е ч а н и е . Расчетные сопротивления древесины при расчете конструкций на воздействия, предусмотренные данной таблицей, повышают независимо от введения коэффициента для учета основных или особых сочетаний нагрузок.

О б о з н а ч е н и я : г — радиус кривизны гнутого элемента; а — размер сечения одной изгибаемой доски или бруска в направлении радиуса кривизны.

§13. ЦЕНТРАЛЬНОЕ РАСТЯЖЕНИЕ

Расчет центрально-растянутых элементов с симметричным ослаблением сечения производится по формуле

38

Требуемая площадь растянутых элементов

«ослАр

где &осл — коэффициент, учитывающий ослабление сечения эле­ мента, принимаемый для предварительного подбора

в элементе считаются совмещенными в одном сечении, если они расположены на участке длиной не более 20 см вдоль элемента (рис. 13).

Несущая способность растянутых элементов деревянных конструкций зависит от качества лесоматериалов. Наличие суч­ ков, косослоя, червоточины и ослаблений отверстиями значитель-

39