Конструкции из дерева и пластмасс. Волик А.Р. 2005

После испытаний рассчитывают деформации сдвига. Предварительно определяют полные и упругие деформации отдельно за цикл по каждому индикатору. Для определения полной деформации за данный цикл следует из отсчета при нагрузке вычесть предыдущий отсчет при условном нуле, т.е. 1 кН. Для определения упругой деформации нужно из отсчета при нагрузке вычесть последующий отсчет при условном нуле (1 кН) (см. рис. 2.3.). Полная деформация образца равна разности между отсчетами при рассматриваемой нагрузке и нагрузке, равной нулю. Средние величины остаточных деформаций определяются разностью между средними величинами полных и упругих деформаций за цикл.

Таблица 2.2

0

1

3

1

5

…

15

1

Qmax.exp

101

По данным табл. 2.2 строится график зависимости средних значений полной деформации от внешней нагрузки. На графике откладывают несущую способность соединения Rd и измеряют соответствующую этой нагрузке деформацию сдвига εv.d .

После этого определяют нагрузку Rd .max при деформации сдвига εmax = 2 мм (деформация при полном использовании расчетной несущей способности соединения).

По графику зависимости между упругими и остаточными деформациями (рис. 2.4.) находится нагрузка, при которой резко возрастают остаточные деформации. Ей соответствует точка перелома двух прямых.

Рис. 2.4. График зависимости между упругими

иостаточными деформациями

Взаключение выполняют сравнение экспериментальных данных с теоретическими:

Rd.max − Rd 100% = ...% ,

Rd

εv.dε−εmax 100% = ...% , где εmax = 2 [1, табл. 8.1].

max

102

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Какие соединения применяются в деревянных конструкциях? Какие из них являются податливыми и какие – жесткими?

2.Что такое косой прируб, врубка в полдерева, соединения в четверть и в шпунт?

3.Какие бывают лобовые упоры и в чем их преимущества? Как они рассчитываются?

4.Как конструируется и рассчитывается лобовая врубка?

5.Как работают и рассчитываются растянутые болты?

6.Как расставляются изгибаемые болты в соединениях и почему?

7.Как работает изгибаемый болт и окружающая древесина и как определяется расчетная прочность болта?

8.Как определить требуемое число изгибаемых болтов в растянутом стыке двух брусьев с двусторонними накладками?

9.Как расставляются гвозди в соединениях и почему?

10.Как работают и рассчитываются выдергиваемые гвозди?

11.Как работает изгибаемый гвоздь и как определяется его прочность?

12.Как определить требуемое число гвоздей в соединении доски с брусом?

13.Как работают изгибаемые гвозди и болты в соединениях под углом и со стальными накладками?

14.Где применяются и как работают штыри, винты, хомуты и скобы? 15.В чем состоят главные достоинства клеевых соединений? 16.Какие стыки применяются в клееных конструкциях и как они ра-

ботают?

17.Что такое вклеенные стержни, как они работают и рассчитываются?

ЛИТЕРАТУРА

1.СНБ 5.05.01-2000. Деревянные конструкции. – Взамен СНиП II-25-80;

Введ. 01.07.2001. – Мн.: Минстройархитектуры РБ, 2001. – С. 43 – 62.

2.Конструкции из дерева и пластмасс: Учебник под ред. Г.Г. Карлсена, Ю.В. Слицкоухова и др.; 5-е изд., перераб. – М.: Стройиздат, 1986. –

С. 137 – 198.

103

3.Деревянные конструкции и детали / В. М. Хрулев, К. Я. Мартынов, С. В. Лукачев, Г. М. Шутов; Под ред. В.М. Хрулева. – 3-е изд., пере-

раб. и доп. – М.: Стройиздат, 1995. – С. 171 – 204.

4.Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс: Учеб. пособие для вузов / Г. Н. Зубарев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1990.

–С. 64 – 92.

5.Конструкции из дерева и пластмасс: Лаб. работы для студ. спец. 70 02 01 «Пром. и гражд. стр-во» дневной и заоч. форм обуч. / ПГУ; Сост. А.Р. Волик. – Новополоцк: ПГУ, 2003. – С. 4 – 18.

6.Справочное пособие для выполнения курсового и дипломного проектирования по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс» для студ. спец. 70 02 01 / ПГУ, каф. железобетон. и камен. конструкций; Сост. А.Р.Волик. – Новополоцк: ПГУ, 2003. – С. 52 – 61.

7.Конструкции из дерева и пластмасс: Учебник для вузов / Д.К. Арленинов, Ю.Н. Буслаев, В.П. Игнатьев, П.Т. Романов, Д.К. Чахов. –

М.: Изд-во АСВ, 2002. – С. 66 – 84.

8.Шутенко Л.Н. Клеевые соединения древесины и бетона в строительстве / Л. Н. Шутенко, и др. – Киев: Будывэльник, 1990. – С. 4 – 45.

9.Хрулев В.М. Прогнозирование долговечности клеевых соединений деревянных конструкций / В. М. Хрулев. – М.: Стройиздат, 1981. – 128 с. – (Наука – строит. пр-ву).

10.Деревянные конструкции в строительстве / Л.М. Ковальчук, С.Б. Турковский и др. – М.: Стройиздат, 1995. – 246 с.

11.Современные пространственные конструкции (железобетон, метал, дерево): справочник / Под ред. Ю.А. Дыховичного, – М.: Высшая шко-

ла, 1991.

104

УЧЕБНЫЙ МОДУЛЬ 5 ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС

Лекция 8

ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС

8.1.Классификация ограждающих конструкций.

8.2.Расчет и конструирование прогонов.

8.3.Расчет и конструирование дощатых настилов.

8.4.Плиты с деревянным каркасом. Конструирование и расчет.

8.5.Пластмассовые плиты.

Деревянные настилы, прогоны являются несущими элементами ограждающих покрытий. На их изготовление расходуется большая часть древесины, используемой при сооружении деревянных покрытий. Экономное проектирование несущих элементов покрытия во многом определяет экономическую эффективность покрытия в целом.

Настилы служат основанием водо- и теплоизоляционных слоев покрытия. Они участвуют в обеспечении устойчивости основных несущих конструкций и восприятии вертикальных и горизонтальных нагрузок.

105

8.1. Классификация ограждающих конструкций

Несущие ограждающие конструкции

8.2. Расчет и конструирование прогонов

Прогоны, на которые укладывается настил, бывают трех типов:

•разрезные (однопролетные);

•консольно-балочные;

•спаренные неразрезные.

Более экономичные по расходу материалов являются консольнобалочные и спаренные неразрезные прогоны.

106

Разрезные прогоны (рис. 8.1) представляют собой горизонтальные ряды брусьев или бревен, расположенные вдоль скатов покрытия и опертые на верхние кромки основных несущих конструкций покрытия.

Прогоны соединяются между собой по длине при помощи косого прируба или дощатых накладок и болтов. К опорам прогоны крепятся посредством бобышек – коротких отрезков досок или стальных уголковых коротышей и гвоздей или винтов. Эти крепления препятствуют сползанию прогонов вниз по скату опор.

Рис. 8.1. Разрезные прогоны покрытий: 1 – прогон; 2 – болт; 3 – гвозди; 4 – бобышки

Консольно-балочные прогоны представляют собой продольные ряды брусьев или бревен со встречным расположением стыков за пределами опор (рис. 8.2.). Консольно-балочные прогоны выполняются из брусьев, соединенных косым прирубом в местах расположения шарниров. Во избежание смещения под действием случайных усилий в середине косого при-

107

руба ставят болты не менее 8 мм. Такие прогоны применяются при шаге конструкций не более 4,5 м.

Рис. 8.2. Консольно-балочные прогоны

Прогоны в зависимости от расположения стыков (шарниров) могут быть:

а) равномоментными (расположение стыков при x = 0,5l ): изгибаю-

Спаренные неразрезные прогоны (рис. 8.3.) применяются при шаге конструкций от 4,5 до 6 м и состоят из двух досок, поставленных на ребро и соединенных гвоздями, забиваемыми конструктивно в шахматном порядке с шагом 50 см.

Стык досок устраивается в точках, где изгибающий момент в неразрезных балках, загруженных равномерно распределенной нагрузкой по всей длине, равен нулю, т.е. на расстоянии l = 0,21l от опор и осуществля-

l d = l −15d – расстояние от опоры до центра гвоздевого забоя, учитывая,

108

что каждый гвоздь воспринимает одинаковое усилие Rld , определяемое в

зависимости от несущей способности древесины на сжатие и гвоздя на изгиб. При этом крайние пролеты l1 должны быть уменьшены до 0,8l .

а)

Рис. 8.3. Спаренный неразрезной прогон:

а – общий вид; б – деталь стыка; в – расчетная схема; 1 – доски; 2 – гвозди

Расчет:

Разрезные прогоны работают и рассчитываются на косой изгиб как однопролетные шарнирно-опертые балки, оси которых расположены наклонно к горизонтальной плоскости.

Нагрузки – собственный вес всех элементов покрытия, отнесенный к горизонтальной проекции покрытия, и вес снега с учетом шага прого-

нов: fd = cosgdα + qd B .

Максимальный изгибающий момент возникает в середине пролета и определяется по формуле M m.i.d. = fd8l 2 . Этот изгибающий момент гео-

метрически делится на нормальную и скатную составляющие:

109

•нормальная составляющая Mm.z.d.= Mm.i.d.sinα;

•скатная Mm.y.d.= Mm.i.d.cosα.

Консольно-балочные прогоны

Расчет проводят по схеме многопролетной статически определимой балки с пролетом l на нормальные составляющие нагрузок.

Спаренные неразрезные прогоны

Расчетной схемой является горизонтальная многопролетная неразрезная шарнирно опертая балка с равными пролетами. Максимальные из-

гибающие моменты возникают над средними пролетами ( Mm.i.d. = fdl2 ) и 12

над вторыми от концов прогона опорами ( Mm.i.d. = fdl2 ) (см. рис. 8.3). 10

Подбор сечений и проверку производят по моменту на промежуточных опорах, а сечение над вторыми опорами усиливают третьей доской. По прогибам проверяют только первые от концов пролета прогоны, в ко-

8.3. Расчет и конструирование дощатых настилов

Для изготовления дощатых настилов применяется древесина 2 и 3 сортов. Они изготавливаются из досок на гвоздях и укладываются на прогоны или основныенесущиеконструкцииприрасстояниимеждуниминеболее3 м.

Рабочие доски настилов должны иметь длину, достаточную для опирания не менее чем на 2 опоры с целью увеличения их изгибной жесткости.

Основными типами дощатых настилов являются:

•разреженный;

•двойной перекрестный;

•сплошные однослойные щиты.

Разреженный настил (или обрешетка) (рис. 8.4) – это несплошной ряд досок, уложенный с шагом, определяемым расчетом в зависимости от типа кровли. Зазоры между кромками досок для их проветривания должны быть не менее 2 см.

110