Один Балки перекрытия
.pdf21
Определяется несущая способность одного условного среза гвоздя Т по
формулам табл. 20 [1]:
= 2,5- ∙ 2из+условия0,01 ∙ 2изгиба= 2,5 ∙гвоздя0,62 + 0,01 ∙ 6,02 = 1,26 кН= 4но∙ не2 =более4 ∙ 0,62 = 1,44 кН
-из условия смятия древесины более толстого элемента односрезных
соединений= 0,35 ∙ (∙балки= 0,35) ∙ 12,5 ∙ 0,6 = 2,63 кН
-из условия смятия древесины в более тонких элементах односрезных
|
= где∙ ∙н |
= 0,61- |
∙ 6,0 ∙ 0,6 = 2,20 кН |
|
||||||
соединений (накладки) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
н |
= 0,61 |
|
|
|
|
|
|
|
|
от |
За |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
⁄ = 60⁄125 = 0,48 |
|
|
||||||
|
|
|
|
коэффициент, определяемый по табл. 22 [1] в зависимости |
||||||
|
отношения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
расчетную несущую способность одного условного среза гвоздя прини- |
||||||||
маем минимальное значение, т.е. |
р |
|
. |
|||||||
|
|
|||||||||
|
Определяем требуемое |
число гвоздей, необходимых для постановки в ме- |
||||||||
|
|
|
= 1260 Н |
|||||||
стах гвоздевого забоя: |
|
|
|
1 |
9162 |
|
||||
|
|
|
|
|
1 |
= р |
= 1260 |
= 7,3 шт |
||
|
|
|
|
|
2 |
= р2 |
= 5972 |
= 4,7 шт |
||
|
Принимаем по 8 гвоздей в |
|
1260 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
каждом забое. Для обеспечения равномерной р а- |
||
боты боковых накладок половина гвоздейзабивается с лицевой стороны стыка (на рисунке 8 показаны точками), а другую половину – с тыльной стороны (показаны крестиками).
Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины, равные 40
мм, удовлетворяют требованиям норм= (согласно≥ 4 ∙ п.7.21 [1]):
3 = 2 = 40 мм3 >24 ∙ = 4 ∙ 6 = 24 мм
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
2.3. Проверка опирания на стены |
|||||
тия составит: |
|
|
|
|
|
оп = 0,1 м величина площадки смя- |
||
При длине опирания накладок на стены |
|
|||||||
Проверка |
|
= 2 ∙ ∙ = 2 ∙ 0,06 ∙ 0,1 = 0,012 м |
||||||
|
|
|
прочностисм |
древесиныоп |
|
2 |
||
|
|
|
накладок на смятие поперек волокон на |
|||||
опорах: |
|
= 5036 = 0,42 ∙ 106Па = 0,42 МПа < см.90 = 3 МПа |
||||||
поперек |
|
|
= 3 МПа |
|
|
|
|
|
где |
см.90 |
0,012 |
|
– расчетное сопротивление древесины сосны смятию |
||||
|
см |
|
||||||
волокон в опорных частях конструкций (табл. 3 [1]). Прочность на смятие обеспечена.
Проверку прочности древесины2 накладок∙ = 0,12пом скалыванию не производим,поскольку= 0,125 мобщая толщина накладок равна ширине сечения балки
.
23
Приложение 1 Определение прочности древесины длительно эксплуатируемых
несущих конструкций
Длительность эксплуатации рассматриваемых балок к моменту расчёта составляет 75 лет. Согласно исследованиям, обобщенным в работе [5], установлено, что нормативная прочность древесины после длительной эксплуатации (более 50 лет) ниже обычной, причем различие в прочности-минимальные при сжатии и изгибе - в пределах 10 %; наибольшие - при хрупких видах работы древесины: растяжении - до 20 % и скалывании - до 30 %. Снижение прочности при длительной эксплуатации объясняется деструкцией и изменением химического состава древесины.
При расчете деревянных конструкций по предельным состояниям первой группы используются расчетные сопротивления материала, определенные по
формуле: |
= н ∙ ( ) |
|
|
||
В этой формуле |
н является |
|
|
нормативным сопротивлением сортной древе- |
|
сины, определенным с обеспеченностью 0,95. Для выполнения дальнейших рас-
четов воспользуемся нормируемым значением минимально вероятного временного сопротивления сортной древесины для двух видов напряженного состояния изгиба и скалывания вдоль волокон при изгибе. Расчеты будем проводить для второго сорта древесины.
Нормируемые значения |
н для древесины сосны согласно СП 64.13330.2011 |
|
||||
Приложение В [1] приведены в Таблице П1.1. |
|
|||||
|
|
|
|
|
Таблица П1.1 |
|
|
|
|
|
|
||
Вид напряженного состояния |
|
|
|
для 2-го сорта, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изгиб, при нагружении кромки |
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Скалывание вдоль волокон |
|
|
|
|
3,2 |
|
|
|
|
|
|
н с учетом установленного в [5] сни- |
|
В Таблице П1.2 приводятся значения |
|
|
||||
жения нормативной прочности при изгибе |
на 10 % и скалывании на 30 %. |
|
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П1.2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Вид напряженного состояния |
|
|
|
|
для 2-го сорта, МПа |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Изгиб, при нагружении кромки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21,60 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Скалывание вдоль волокон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,24 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В формуле расчетного сопротивления древесины |
|
– это коэффициент |
|||||||||||||
|
|
||||||||||||||
надежности по материалу, учитывающий переход от |
обеспеченности 0,95 для |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
це П1.3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нормативного сопротивления к обеспеченности 0,99 для расчетного сопротив- |
|||||||||||||||
ления. Значения коэффициента |
|
|
приняты согласно [6] и представлены в табли- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П1.3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Вид напряженного состояния |
|
|
|
|
для 2-го сорта, МПа |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Изгиб, при нагружении кромки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,15 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Скалывание вдоль волокон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,3 |
|
|||
|
|
||||||||||||||
Влияние фактора времени при нормировании расчетных сопротивлений |
|||||||||||||||
древесины |
учитывается коэффициентом длительного сопротивления |
, зна- |
|||||||||||||
чения которого при совместном действии постоянной и длительной |
временной |
||||||||||||||
( ) |
|||||||||||||||
|
|
( ) = 1,03 ∙ 1 − |
|
= 1,03 ∙ 1 − 9,37 = 0,508 |
|
||||||||||
нагрузок определяется по формуле: |
|
|
|
|
18,5 |
|
|
|
|
||||||
где: |
|
|
|
18,5 |
; |
. |
|
|
|
|
|||||
|
= 75 лет или 2,37 ∙ 10 |
9 |
сек |
|
= 9,37 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подставляем найденные значения в исходную формулу расчетного сопротивления материала. Значения расчетных сопротивлений древесины для стандартной влажности 12 % представлены в Таблице П1.4.
|
Таблица П1.4 |
|
|
Вид напряженного состояния |
R для 2-го сорта, МПа |
|
|
Изгиб, при нагружении кромки |
9,54 |
|
|
Скалывание вдоль волокон |
0,88 |
|
|
Полученные по результатам расчета значения прочности древесины с учетом длительности эксплуатации примем в дальнейший расчет несущей способности балок чердачного перекрытия.
25
Приложение 2 Определение длительного модуля упругости древесины
При оценке жесткости деревянных конструкций эксплуатируемых зданий используется деформационная характеристика древесины – модуль упругости. Согласно [7] величина модуля упругости древесины, принимаемая в СП 64.13330.2011 [1], является нормативным значением.
|
Е = 10 ГПа |
|
Значение модуля упругости определено поСП 64.13330.2011 [1] и составля- |
ет |
. Однако использование в поверочных расчетах длительно эксплуа- |
тируемых конструкций кратковременного модуля упругости древесины приводит к занижению прогибов и ошибочным оценкам жесткости конструкций. Достоверная оценка жесткости деревянных конструкций может быть выполнена только с помощью длительного модуля упругости древесины, учитывающего развитие во времени деформаций упругого последействия. При действии неизменной нагруз-
ки в течение всего срока службы конструкций |
|
|
|
|
связь между длительным и |
|||||
|
|
|
|
|
|
учетом содержания связанной |
||||
кратковременным модулем упругости древесины(часс |
) |
|
|
|||||||
влаги ω может быть представлена зависимость |
|
|
|
|
|
|
||||
|
дл( ) = |
|
н( ) |
|
|
|
||||
|
|
|
0,21 |
|
|
|
|
|
||
где: b – коэффициент, характеризующий1 +изменение∙ |
с влажностью скорости де- |
|||||||||
формаций, определяемый по формуле (ω=12%) |
0,01 |
|
|
|
|
|||||
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= 0,735 − 0,02087 ∙ = 0,735 −0,02087 ∙ 12 = 0,0206 |
||||||||||
модуля упругости составит: |
|
= 75 летили 657432 часа |
значение длительного |
|||||||
Тогда, для срока службы |
10 |
|
|
|
|
|
|
|||
дл(12) = |
|
|
|
|
= 7,44 ГПа |
|||||
1 + 0,0206 ∙ 6574320,21 |
||||||||||
Длительный модуль= 7,44 ГПаупругости древесины с учетом длительности эксплуатации составит дл .
26
Приложение 3
Рекомендуемый сортамент пиломатериалов для несущих деревянных конструкций по ГОСТ 24454-80
Толщина, мм |
|
|
|
Ширина, мм |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
50 |
75 |
100 |
|
125 |
|
150 |
175 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
50 |
75 |
100 |
|
125 |
|
150 |
175 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
50 |
75 |
100 |
|
125 |
|
150 |
175 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
50 |
75 |
100 |
|
125 |
|
150 |
175 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
100 |
|
125 |
|
150 |
175 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
75 |
|
|
100 |
|
125 |
|
150 |
175 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
100 |
|
125 |
|
150 |
175 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
125 |
|
|
|
|
125 |
|
150 |
175 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
150 |
175 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
175 |
|
|
|
|
|
|
|
175 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Длина пиломатериалов рекомендуется до 6,0 метра с градацией 0,25 метра. 2. В ГОСТ 24454-80 приведён полный сортамент пиломатериалов, в том числе включающий рекомендуемые здесь значения.
27
Приложение 4
Сортамент гвоздей строительных круглых по ГОСТ 4028-63
Диаметр гвоздя, мм |
Длина гвоздя, мм |
|||
|
|
|
|
|
1,8 |
32; |
40; |
50; |
60 |
|
|
|
|
|
2,0 |
|
40; |
50 |
|
|
|
|
|
|
2,5 |
|
50; |
60 |
|
|
|
|
|
|
3,0 |
|
70; |
80 |
|
|
|
|
|
|
3,5 |
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
4,0 |
|
100; |
120 |
|
|
|
|
|
|
5,0 |
|
120; |
150 |
|
|
|
|
|
|
6,0 |
|
150; |
200 |
|
|
|
|
|
|
8,0 |
|
250 |
|
|
|
|
|
|
|
Сортамент шпилек резьбовых по DIN 975 |
|
|
||
|
|
|||
Диаметр шпильки, мм |
Максимальная длина шпильки, мм |
|||
|
|
|
|
|
4 |
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
Примечание:
1. Фактическая длина шпильки в конструкции выбираетсяпо месту с градацией 5 мм.
28
ЛИТЕРАТУРА
1.СП 64.13330.2011. Деревянные конструкции.
2.СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия.
3.ГОСТ 24454-80*. Пиломатериалы хвойных пород. Сортамент.
4.384-ФЗ. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений.
5.Цепаев В.А. О прочности деревянных конструкций зданий // Жилищное строительство. – 2002. № 8.
6.Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80) / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. – М.:Стройиздат, 1986.
7.Цепаев В.А. Оценка модуля упругости древесины конструкций // Жилищное строительство. – 2003. №2.
29
Один Антон Ильич
УСИЛЕНИЕ ОПОРНЫХ ЧАСТЕЙ НЕСУЩИХ БАЛОК ДЕРЕВЯННЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ ЗДАНИЙ
Поверочный расчет и конструирование
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине "Реконструкция и усиление деревянных конструкций" для студентов по профилю "Промышленное и гражданское строительство"
Подписано к печати __________ . Формат 60×90 1/16. Бумага газетная. Печать трафаретная.
Уч. изд. л. __________ . Усл. печ. л. 1,8. Тираж 150 экз. Заказ № __________ .
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет”, 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, д. 65.
Полиграфический центр ННГАСУ, 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, д. 65.