- •§ 1.2. Современное состояние и области применения деревянных конструкций
- •§ 1.3. Краткий исторический обзор, современное состояние и области применения конструкций на основе пластмасс
- •§ 2.1. Леса и лесоматериалы
- •§ 2.2. Строение, пороки и качество древесины
- •§ 2.3. Свойства древесины
- •§ 2.4. Фанера строительная
- •§ 2.5. Гниение и защита деревянных конструкций
- •§ 2.6. Горение и защита деревянных конструкций
- •§ 2.7. Коррозия и защита деревянных конструкций
- •§ 4.1. Предельные состояния
- •§ 4.2. Нормативные и расчетные нагрузки
- •§ 4.4. Нормативные и расчетные характеристики древесины
- •Глава 5 деревянные элементы
- •§ 5.1. Элементы и их расчет
- •§ 5.2. Растянутые и сжатые элементы
- •§ 5.3. Изгибаемые элементы
- •§ 5.4. Растянуто-изгибаемые и сжато-изгибаемые элементы
- •Глава 6 соединения деревянных элементов
- •§ 6.1. Типы соединений
- •§ 6.2. Соединения без специальных связей
- •§ 6.3. Соединения со стальными связями
- •§ 6.4. Клеевые соединения
- •§ 7.1. Общие сведения
- •§ 8.3. Связи
- •Глава 9 деревянные настилы
- •§ 9.1. Настилы покрытий
- •§ 9.2. Клеефанерные настилы
- •1. Расчёт панели покрытия
- •Балки и прогоны
- •§ 11.1. Балки и прогоны цельного сечения
- •§ 11.2. Клееные балки
- •§ 11.3. Составные балки на податливых соединениях
- •§ 12.1. Виды и области применения
- •§ 12.3. Узлы стоек ,
- •§ 13.1. Виды и области применения
- •§ 13.2. Расчет деревянных арок
- •§ 13.3 Узлы арок
- •§ 14.2. Расчет рам
- •§ 14.3. Узлы клееных рам
- •Глава 16 оболочки из дерева и пластмасс
- •§ 16.1. Виды оболочек
- •§ 16.2. Своды
- •§ 16.3. Своды-оболочки и призматические складки
- •§ 16.4. Купола
- •§ 16.5. Расчет куполов
- •§ 16.6. Оболочки отрицательной гауссовой кривизны
- •§ 16.7. Пневматические конструкции
- •§ 17.5. Леса и кружала
- •§ 18.1. Основные операции и требования при изготовлении конструкций
- •§ 18.2. Технология изготовления клееных деревянных конструкций
- •§ 18.3. Особенности технологии изготовления клееных панелей
- •§ 18.4. Контроль качества клееных конструкций
- •§ 18.6. Основные положения методики оценки эффективности применения конструкций из дерева и пластмасс
- •§ 19.1. Эксплуатация деревянных конструкций
- •Глава 3 конструкционные пластмассы
- •§ 3.1. Общие сведения
- •§ 3.2. Стеклопластики
- •§ 3.3. Пенопласты
- •§ 3.4. Органическое стекло и винипласт
- •§ 3.5. Воздухонепроницаемые ткани
- •§ 3.6. Древесные пластики
- •§ 3.7. Неорганические материалы, применяемые в сочетании с конструкционными пластмассами
1. Расчёт панели покрытия
Определение положения нейтральной оси сечения:
–статический момент площади сечения относительно верхней кромки панели:
Рис.2.1. Расчётное сечение дощато-фанерной панели.
S1 = 1,254∙0,008∙0,18+1,254∙0,006∙0,003+3∙0,032∙0,17∙0,091∙10000 / 9000 = 0,0035 м3;
–площадь сечения:
–размеры от краёв до нейтральной оси:
= м;
м;
–приведенный к фанере момент инерции поперечного сечения панели при расчётной ширине обшивок, равной
J = Jов + Jон + Jд∙Eд∙/∙Eф
–проверка нижней растянутой обшивки на разрыв в месте стыка фанеры на ус:
Wp = J / yр = м3;
M = q∙l2 / 8 = кН∙м;
p = МПа Rф.p∙mф = 14∙0.6 = 8.4 МПа;
–проверка верхней сжатой обшивки на устойчивость:
–проверка клеевых швов между шпонами верхней фанерной обшивки:
МПа МПа
–проверка на скалывание древесины дощатых рёбер:
МПа МПа
–определение прогиба панели:
Принятые размеры панели удовлетворяют по несущей способности и жёсткости.
Проверим верхнюю обшивку панели на продавливание.
Р=1,2 кН (вес монтажника)
кНм
Балки и прогоны
§ 11.1. Балки и прогоны цельного сечения
Балки и прогоны из отдельных брусьев, досок на ребро .и бревен, как правило окантованных, являются несущими конструкциями покрытий, рабочих площадок, платформ и элементами ряда сооружений из дерева. В виду ограниченности размеров сечений и длины лесоматериалов такие балки применяют при пролетах до 6 м и относительно небольших нагрузках.
Балки и прогоны покрытий (рис. 11.1) являются опорами настилов и укладываются на стены, стойки и основные несущие конструкции с шагом от 1 до 3 м. Они бывают однопролетными, свободно опертыми и многопролетными неразрезными и консольно-балочны-ми. Балки и прогоны рассчитываются на изгиб от равномерно распределенной нагрузки q, которая состоит из собственной массы покрытия g и снега р, отнесенных к горизонтальной проекции покрытия. При угле наклона покрытия аи шаге расстановки прогонов и балок В нагрузку находят из выражения q=(g + p)B. Максимальный относительный прогиб балок и прогонов покрытий не должен превышать 1/200 пролета.
Однопр о" летные балки ставятся, как правило, в покрытиях относительно небольших размеров наклонно вдоль скатов крыши и опираются на продольные стены и коньковые прогоны. Они рассчитываются на изгиб как свободно опертые балки на опоры разной высоты. При расчете в качестве пролета / удобно принимать го]эизонтальную проекцию действительного расстояния между опорами балки. В таких балках кроме изгибающих моментов возникают еще продольные силы — сжимающие при закреплении от продольных смещений нижнего конца и растягивающие при закреплении верхнего конца. Они возникают от действия скатной составляющей нагрузки, достигают максимального значения у закрепленного конца, уменьшаются^в^вое в "середине пролета и отсутствуют, у свободного конца балки. При расчете балок покрытий, имеющих уклон, как правило, не превышающий 1:2, эти условия обычно не учитываются, как мало влияющие на их несущую способность.
Однопролетные прогоны представляют собой продольные ряды свободно опертых балок, установленных на основные несущие конструкции и поперечные стены крыщи. Нейтральные оси их сечений получают при этом такой же уклон к горизонту, как и покрытие. Прогоны соединяются по длине на опорах при помощи косого прируба или дощатых накладок. От сползания по скату про-
149-
Рис. 11.1. Цельные прогоны покрытий:
— прогон; 2 — болт; 3 — гвозди; 4 — бобышки
гоны удерживаются отрезками толстых досок — бобышками, прибиваемыми к опорам гвоздями или металлическими уголками. Дощатыми прибоинами снизу к концам прогонов основные несущие конструкции закрепляются в покрытии от выхода из плоскости.
Прогоны рассчитывают на изгиб от действия только нормальной составляющей нагрузки от настила, определяемой с учетом шага прогонов qx=q cos а, если настил, как, например, двойной перекрестный, воспринимает скатные составляющие, и могут при этом иметь любое, в том числе дощатое, сечение. Если такой настил отсутствует, прогоны работают и рассчитываются на косой изгиб от нормальной и скатной qy=qsin а составляющих нагрузки по формулам (5.8) и (5.9) и изготовляются из брусьев или бревен, в которых косого изгиба не возникает. Расчет на косой изгиб приведен в § 5.2.
Гвозди крепления бобышек работают и рассчитываются на скатную составляющую опорных реакций соседних прогонов, равную Ry=qyl, как несимметричные односрезные соединения с изгибаемыми гвоздями по формулам (6.4), (6.6) и (6.9).
Спаренные многопролетные прогоны (рис. 11.2) располагаются поперек скатов крыши и опираются на основные несущие конструкции покрытия и поперечные стены, к которым крепятся так же, как однопролетные прогоны. Спаренный прогон состоит из двух рядов досок на ребро, соединенных гвоздями. Продольные
а) , . - - - ,
Рис. 11.2. Спаренный неразрезной прогон: а — общий вид; б — деталь стыка; в — расчетная схема; / — доски; 2 — гвозди-
стыки соседних досок располагаются вразбежку на расстоянии 0,2 длины пролета от опор, где значения изгибающих моментов близки к нулю. В стыке прямо обрезанные концы соединяемых досок при* бивают к соседней сплошной доске расчетными гвоздями. Между стыками доски соединяют конструктивными гвоздями через каждые 0,5 м. Крайние пролеты, где изгибающие моменты больше, усиливают третьей доской. Такие прогоны рекомендуется применять только-в сочетании с настилами, воспринимающими скатные составляющие нагрузки и закрепляющими прогон от косого изгиба, при котором требуются доски значительной толщины и большое количество гвоздей. Эти прогоны требуют меньшего расхода древесины, чем одно-пролетные, но их изготовление более трудоемко.
Расчет спаренного прогона производят по схеме многопролетной неразрезной балки на нормальную составляющую нагрузки. Максимальные изгибающие моменты возникают в прогоне над опорами— над второй опорой момент равен М=ql2/10 и над промежуточными M = q×l2/2. Проверку напряжений и подбор сечений прогона производят по формуле (5.6) по изгибающему моменту на промежуточных опорах М. Сечение на второй опоре, усиленное третьей доской, как правило, работает с достаточным запасом прочности.
Гвоздевые соединения стыков рассчитываются на действующие в них поперечные силы Q в стыкуемых досках, определяемые в за-' висимости от,величины опорного момента М и расстояния от опоры до ближайшей группы гвоздей хгв из выражения Q=M/2xrv. На эту •силу рассчитывается гвоздевое соединение каждого конца доски в -стыке, как односрезное, несимметричное на изгибаемых гвоздях, по формулам (6.4), (6.6) и (6.9).
По прогибам от нормальных составляющих нормативной нагрузки рассчитывают первый пролет прогона, где относительный прогиб является наибольшим.
В некоторых случаях имеется возможность сократить длину первых пролетов прогона до 0,8 /, уменьшив крайний шаг основных несущих конструкций. При этом изгибающие моменты на всех промежуточных опорах и прогибы всех пролетов могут считаться одинаковыми. Отпадает необходимость усиления прогона в первых пролетах и максимальные прогибы уменьшаются в 2,5 раза.
Консольно-балочные прогоны представляют собой продольные ряды брусьев или бревен со встречным расположением стыков за пределами опор. При этом более длинные брусья образуют в промежуточных пролетах две консоли, а в крайних — одну, на которые опираются более короткие брусья при помощи косого прируба, стянутого болтом. Такие прогоны применяют в покрытиях при шаге основных несущих конструкций не более 4,5 м, допускающем использование лесоматериалов стандартной длины.