3. Расчет колонны на устойчивость плоской формы деформирования

(в плоскости рамы).

Предварительно принимаем, что распорки по колоннам (в плоскости, параллельной наружным стенам) идут только по верху колонн, т.е. использована крестовая схема вертикальных связей по колоннам без дополнительных распорок.

Тогда в формуле (33) 1 принимаем n= 2, т.к. по принятой схеме вертикальных связей по колоннам нет раскрепления растянутой зоны из плоскости деформирования. По той же причине принимаем расчетную длину колонны из плоскости рамы равной высоте колонны:

l_y= Н =8м

Найдем значения гибкости и коэффициенты продольного изгиба из плоскости рамы:

Для нахождения значения коэффициента _мпредварительно найдем коэффициент «к_ф» по табл. 2 прил 4 1:

к_ф= 1,75 – 0,75 *d= 1,75, т.к.d= 0 из-за того, что момент в верхней части колонны равен нулю.

Проверяем устойчивость:

, т.е.

устойчивость в плоскости рамы обеспечена.

Расчет колонны на устойчивость из плоскости рамы.

Расчет производят по формуле (8) 1:

_y– коэффициент, который уже должен быть определен в предыдущем расчете.

Расчет узла основания колонны

Для соединения элементов используются стержни из арматурной стали периодического профиля классов АIIи АIIIдиаметром 12-25 мм.

Для постановки стержней в древесине просверливают глухие отверстия диаметром на 4-6мм больше номинального диаметра стержня.

Расчетную способность вклеенного в древесину стержня периодического профиля, работающего на выдергивание и продавливание, независимо от направления волокон древесины сосны определяют по формуле, кН,

Где l– длина заделываемой части стержня, см, принимаемая по расчету с соблюдением условия 30d>l>10d;d- диаметр стержня, см;R_ск-расчетное сопротивление древесины скалыванию, МПа;k₁-коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений сдвига вдоль стержня,

k₁=1,2-0,02l/d;

k₂=коэффициент, учитывающий неравномерность нагружения стержней = 1

Опорный узел стойки. Анкерные болты рассчитываем по максимальному растягивающему усилию при действии постоянной нагрузки с коэффициентом перегрузки n= 0,9 вместоn= 1,1 и ветровой нагрузки

Таким образом, расчетные усилия для расчета колонны составят: М = 21.91

кНм и N= 208.7 кН

Принимаем опорную плиту базы колонны размерами 34 × 65 см. Определяем напряжения на поверхности фундамента:

Поскольку относительный эксцентриситет е₀= M_д/N = 5634 кН•см/208,7 кН = 27 см большеh/6 = 36 см/6 = 6 см, следует рассчитывать анкерные болты и боковые анкерные пластины.

Для фундамента принимаем бетон класса В10 с расчетным сопротивлением R_в= 6 МПа. Вычисляем размеры участков эпюры напряжений:

Усилие в анкерных болтах:

Площадь поперечного сечения болта:

где n_б= 2 — количество анкерных болтов с одной стороны стойки;

R_bt— расчетное сопротивление растяжению арматуры класса А-III, равное 37,5 кН/см²

Ставим два стержня d_a=18 мм, для которых А_а=2-2,54=5,08 см > 2,5см . Определим расчётную несущую способность вклеиваемых стержней на выдёр­гивание по формуле:

Принимаем (предварительно) длину заделки стержня 360 мм (20·d_a), получим:

>0,93·10²МН

Следовательно, несущая способность соединения достаточна.

Защита древесины от гниения и возгорания

Защита древесины от возгорания

Сделать древесину негорючей в современных условиях возможно, но неэкономично, поэтому в строительстве ограничиваются требованием обеспечить замедленное возгорание и горение. Поскольку для горения древесины необходим приток большого количества кислорода, то основными мероприятиями огнезащиты является или уменьшение притока кислорода, или уменьшение выделения горючего газа из древесины, который, соединяясь с кислородом, дает пламя. Возгорание древесины возможно при наличии огня t> 250 °С, при длительном воздействииt> 160 °С (например, у печей) и при самовоспламенении приt> 400 °С. На быстроту разрушения конструкций влияет и нагрузка на нее при горении, так как при высокой температуре снижается прочность внутренней части древесины. Замедление возгорания древесины достигается конструктивными и химическими мерами защиты.

В качестве конструктивных мер рекомендуется тщательная острожка, уничтожение выступов, пустот и т. п., круглый лес загорается медленнее, чем брусчатый; массивные конструкции, особенно клееные, загорается труднее. При проектировании зданий и сооружений с применением дерева и других горючих материалов следует предусматривать устройство брандмауэров, огнезащитных зон, нормированных разрывов между зданиями, автоматически действующих спо способом пожаротушения, а также надежных теплоизоляционных разделов вокруг печей и дымовых труб. Значительный эффект в качестве защитного ограждения дает известковая штукатурка, благодаря происходящему в ней эндотермическому процессу обжига, сопровождающегося большим поглощением тепла.

Если одних конструктивных мер недостаточно, применяют химические средства защиты. Защита древесины с помощью химических средств от огня осуществляется двумя способами: покрытием огнезащитными составами и пропиткой растворами антипиренов.

При защите первым способом на поверхность древесины наносится состав, приготовленный из негорючих или трудновозгораемых веществ. Такой слой защищает древесину от непосредственного соприкосновения ее с пламенем и препятствует свободному доступу кислорода воздуха необходимого для горения. При кратковременном действии источников огня подобные огнезащитные покрытия затрудняют горение древесины и распространение огня в конструкциях, а также облегчают тушение пожара.

Для поверхностной огнезащиты наиболее эффективны отечественные составы - покрытие огнезащитное фосфатное ОФП-9; покрытие вспучивающее ВП-9. Широкое применение находит импортный (NULLIFIRE) замедлитель возгорания древесины. Этот материал представляет собой водоразбавляемую окрасочную композицию. Отсутствие органических растворителей делает его безопасным в работе. Состав наносится на сухую поверхность древесины любым инструментом. Рассматриваемый материал может быть прозрачным, подчеркивающим природную красоту текстуры древесины, или окрашенным в различные цвета. При контакте с открытым пламенем покрытие вспучивается и превращается в пористую массу, защищающую древесину от нагрева.

Для защиты деревянных конструкций от возгорания используется водно-дисперсионная огнезащитная акриловая (АК-151 КРОЗ) краска. Она изготовлена из компонентов на водной основе и не содержит токсических органических растворителей. Под воздействием высоких температур образуется защитный коксовый слой, который предотвращает дальнейшее распространение пламени по древесине. В отличие от существующих аналогов она обладает высокой адгезией и легко наносится кистью или валиком.

Защита древесины от гниения

Конструктивные меры защиты древесины от гниения. Основными конструктивными мерами против гниения древесины являются: применение здорового и сухого леса, правильное расположение тепло-, водо- и пароизоляционных материалов, отвода атмосферных вод, устройство продухов для вентиляции и т.п.

В деревянных покрытиях зданий не следует устраивать внутренних водостоков, фонарей и ендов. Все элементы несущих конструкций и конструкций крыш должны быть доступны для осмотра во всех частях и хорошо проветриваться. Деревянные конструкции должны опираться на фундаменты выше уровней пола и грунта. Защита древесины от увлажнения парами воздуха достигается тем, что в помещениях с влажностью более 75% и выделением водяных паров поверхность ее изолируется водостойкими лакокрасочными материалами.

Образование конденсата в наружных многослойных стенах и бесчердачных покрытиях в значительной степени зависят от порядка расположения в толще ограждения паро- и теплоизоляционных слоев. Обычно слой гидроизоляции должен быть расположен в начале теплового потока, то есть со стороны преобладания положительных температур, теплоизолирующий слой нужно располагать с холодной стороны ограждения. В случае если пароизоляция должна быть расположена в конце теплового потока под кровельным материалам необходимо устройство осушающих продухов.

Для защиты деревянных конструкций от периодической конденсации следует избегать глухой заделки опорных узлов ферм в каменные или бетонные стены; их надо устанавливать в открытые гнезда. При устройстве стальных опорных узлов или соприкосновении дерева с полосовыми стальными элементами между деревом и сталью необходимо прокладывать слой пароизоляции, а заделываемую в металлический башмак древесину надежно антисептировать. В случае опирания деревянных элементов на каменные или бетонные опоры необходимо устройство креозотированных прокладок на слое пароизоляции.

Список литературы.

1. СП 20.13330.2011 "СНип 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"

2. СП 16.13330.2011 "СНип II-23-81* Стальные конструкции"

3. СП 64.13330.2011 СНиП П-25-80 ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

3. Пшенов А.А. Компоновка конструктивной схемы здания проектирование плит покрытия. Мет. Указания. Сарат. гос. техн. унив. 1995.-25с.

4. Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования/ Ю.В. Слицкоухов и др.- М.: Стройиздат, 1991. – 256 с.

5. Конструкции из дерева и пластмасс: Г.Г. Карлсен. – М.: Стройиздат, 1986. – 543 с.,ил.

6. Индустриальные деревянные конструкции. Учебное пособие для вузов/ Ю.В. Слицкоухов, И.М. Гуськов, Л.К. Ермоленко и др. ; Под ред. Ю.В. Слицкоухова. – М.: Стройиздат, 1991 – 256с.

7. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80)/ ЦНИИСК им. Кучеренко. – М. : Стройиздат, 1986-216с.

8. Конструкции из дерева и пластмасс. Примера расчета и конструирования: Учеб. пособие для вузов / Под ред. проф. Иванова В.А. – 3-е изд., перераб. и доп. – Киев: Высш. школа. Главное изд-во, 1981-392 с.

9. А.Б.Шмидт,Ю.В.Халтурин,Л.Н.Пантюшина «15 примеров расчета деревянных конструкций»/Барнаул 1997