Материал: Крытый ток в г. Куйбышеве

из условия смятия

из условия изгиба нагеля

При воздействии собственного веса, снега и ветра

где 1,4- коэффициент условий работы при воздействии ветровой нагрузки.

Коньковый узел

Соединение торцов клееных блоков ригеля в шарнирном узле С выполняется впритык с боковыми парными накладками на болтах. Для обеспечения большей шарнирности узла крайние доски срезаны под углом. Парные накладки принимаем сечением 190х66 мм на болтах диаметром 20 мм.

Расчетные усилия в узле С при воздействии нагрузки от собственного веса и снега:

Усилие  в коньке передается в узле через торец по площадке смятия

Проверяем площадь площадки на смятие:

Поперечная сила , действующая в коньковом узле, воспринимается накладкой и болтами.

Расстояния между болтами накладок:

Поперечная сила, воспринимаемая ближайшими к узлу болтами:

а удаленные от узла болты воспринимают

Несущая способность одного среза болта, соединяющего накладки с ригелем, определяется:

из условия смятия

из условия изгиба болта

Необходимое количество болтов в ближайшем к узлу ряду:

В месте действия сил и ставим по два болта.

Расчет на воздействие нагрузок от собственного веса, снега и ветра не производим ввиду небольшого их увеличения по сравнению с усилиями от собственного веса и снега, а также в связи с повышением расчетных сопротивлений древесины при наличии ветровых нагрузок.

Опорный узел

При воздействии нагрузки от собственного веса, снега и ветра:

усилия в стойке Nст=-90,39 кН; Nст=-96,27 кН;

усилие в подкосе

Стойки и подкосы опираются на фундамент через торцы, срезанные под перпендикулярно их осям. Стойка и подкос у торцов имеют стески по высоте сечения на 2,5 см. Несущая способность подкоса из условия смятия бетона фундамента под торцом подкоса (бетон марки 150; ):

Прочность опорной стойки на смятие торца не проверяем ввиду малой величины продольного усилия сжатия в ней. Крепление стойки к фундаменту производим с помощью двух анкеров из полосовой стали сечением 100х5 мм.

Усилие на одну полосу

Крепление анкеров к стойкам производим болтами диаметром 20 мм, l=260 мм. Расчетная несущая способность болта на один срез:

из условия смятия древесины под болтами

из условия изгиба болта:

.

Необходимое количество болтов

Принимаем 4 болта.

IV.Меры защиты древесины

.От гниения

Один из недостатков древесины - снижение механических свойств при увеличении влажности, приводящей к деформациям, разбуханиями биологическому разрушению - гниению. При быстром высыхании возникают деформации усушки, вызывающие растрескивание, коробление, а в клееных элементах - снижение прочности клеевых швов. Источников увлажнения деревянных конструкций при эксплуатации много: это начальное и построечное увлажнение, атмосферное от осадков, гидрогеологическое, от контакта древесины с грунтом или водой, конденсационное, при резкой смене температур и недостаточном тепловом сопротивлении ограждающих конструкций, эксплуатационное при наличии мокрых технологических процессов или неисправности трубопроводов, биологическое.

Для предотвращения увлажнения деревянных конструкций и их нормальной эксплуатации предусматривают конструктивные меры и защитную обработку, которые должны обеспечивать сохранность конструкций при складировании, транспортировке и монтаже, а также долговечность при эксплуатации. Защиту осуществляют во всех зданиях и сооружениях независимо от их назначения и срока службы.

Деревянные конструкции следует делать открытыми, хорошо проветриваемыми, по возможности доступными для осмотра, профилактического ремонта и защитной обработки.

В зданиях с деревянными конструкциями рекомендуется применять кровли с наружным отводом атмосферных вод. Устройство ендов и закрытых парапетов запрещается. Следует избегать фонарных надстроек на крыше. Среднюю часть широких зданий рекомендуется проектировать более высокой, чем крайние пролеты, устраивая освещение в наружных стенах.

Несущие деревянные Конструкции располагают либо в пределах отапливаемой части здания, либо вне ее. Если несущая конструкция из отапливаемого помещения проходит через ограждающую в неотапливаемое, то в местах пересечения ее защищают специальными бандажами.Зазоры между поверхностями конструкции и отверстиями ограждения тщательно утепляют минеральной ватой и герметизируют пороизолом или пористой резиной на мастиках (рис. 1, а).

Опорные части, расположенные в гнездах наружных каменных стен, оставляют открытыми внутрь помещения. Заделывать гнезда запрещается. Их задние стенки утепляют биостойкими утеплителями в соответствии с теплотехническим расчетом. Под несущую конструкцию укладывают два слоя гидроизоляционного рулонного материала (рис. 1, б). Несущие конструкции с опорными металлическими башмаками устанавливают на пилястру каменных стен или приставные колонны (рис. 1, в).

Опорные стальные башмаки должны иметь минимальную площадь
контакта с древесиной для возможности ее проветривания. Поверхности древесины изолируют от металла мастиками и рулонным гидроизоляционным материалом.

Рис. 1. Защита узлов несущих конструкций:

а - при переходе конструкции из отапливаемого помещения наружу здания;б - при опирании конструкции в гнездах кирпичных стен; в- то же, со стальными башмаками на пилястры стен; г- при переходе конструкции черезвнутреннюю стену;

- покрытие; 2 - несущая конструкция; 3 - опорная подушка;4- кирпичная стена; 5- минеральная вата, обернутая полиэтиленовой пленкой; 6 -эластичная прокладка; 7 - пилястра; 8 - стальной башмак; 9- гидроизоляция; 10- воздушная прослойка.

Изоляционные подкладки, подбалки и подушки опорных узлов, соприкасающиеся с каменной кладкой или бетоном, изготовляют из защищенной от биоповреждения древесины преимущественно твердых лиственных пород и изолируют от стен двумя слоями гидроизоляционного материала. Если конструкция проходит через внутреннюю стену не опираясь на нее, то зазор оставляют и под конструкцией. Размер его принимают несколько большим возможного прогиба конструкции в месте пересечения, но не менее 30 мм. Нижний зазор заполняют минеральной ватой по гидроизоляционному рулонному материалу, уложенному на обрез стены (рис. 1, г).

При проектировании перекрытий первого этажа, располагаемых над грунтом, рекомендуют укладывать по всей площади слой бетона или щебня, залитого цементным раствором толщиной не менее 100 мм. Расстояние от этого слоя до древесины конструкций принимают не менее 300 мм. Для вентиляции подполья в наружных стенах устраивают отверстия, которые закрывают только в зимний период. Все поверхности древесины, выходящие в сторону грунта, покрывают биозащитными составами, а места опирания деревянных элементов на каменные стены или промежуточные столбы изолируют двумя слоями рулонного материала и антисептированными подкладками. В полах устраивают вентиляционные решетки или щелевые плинтусы с выходом отверстий в помещение.

Для предотвращения увлажнения клееных деревянных несущих и ограждающих конструкций применяют укрывистые и лакокрасочные, преимущественно прозрачные покрытия. Первые - в основном для конструкций, подвергающихся непосредственному увлажнению осадками или при значительной относительной влажности воздуха в помещениях, а лакокрасочные - для конструкций внутри зданий.

Влагозащитными составами обрабатывают наружные элементы покрытия и стенового ограждения, а также несущих конструкций.Для
влагозащиты рекомендуют следующие лаки и эмали: перхлорвиниловые, пентафталевые, уретановые, уретаново-алкидные, масляно-смоляные,органосиликатные.

Для защиты от биологического разрушения применяют следующие антисептики. Водорастворимые: фтористый натрий, кремнефтористый натрий, кремнефтористый аммоний, тетрафторборат аммония, пентахлорфенолят натрия, доналит. Антисептики на нефтепродуктах и легких маслах: препараты пектахлорфенола в органических растворителях, нафтенат меди. Маслянистые антисептики: масло каменно-угольное, антраценовое, сланцевое. Тип антисептирования - поверхностная обработка, пропитка в ваннах или автоклавах под давлением, обмазка пастами зависит от условий эксплуатации, видов деревянных конструкций и срока их службы.

Водные антисептики нельзя применять в конструкциях, где возможно их быстрое вымывание, т.е. находящихся на открытом воздухе или в грунте. Антисептики в органических растворителях и маслянистые не применяют в зданиях, где находятся пищевые продукты,животные и люди.

Антисептик и способ его нанесения устанавливается правилами производства и приемки строительных деревянных конструкций.Биозащитной обработке подлежат все неклееные деревянные конструкции, эксплуатируемые в помещениях относительной влажностью воздуха более 60 %, а также отдельные их элементы и части, которые могут увлажняться в процессе эксплуатации, каркас и внутренние поверхности ограждающих конструкций, в том числе плит и панелей.

Кроме того, древесина поражается в результате жизнедеятельности энтомологических вредителей.Против морских древоточцев, жуков-точильщиков и термитов применяют масла: каменноугольное, сланцевое и их смеси с пентахлорфенолом, оксидифенил, а также нафтенат меди в органических растворителях.Для обработки древесины при ремонтных работах в случае обнаружения дереворазрушающих насекомых применяют следующие инсектициды; гексахлоранциклогексан (ГХЦГ), диметилтрихлороксиэтилфосфонат технический (хлорофос), карбофос и другие.

Указанные препараты нельзя применять внутри помещений предприятий общественного питания и складов пищевых продукто

.От возгорания

Горение древесины - это химический процесс ее термического разложения, сопровождающийся выделением газов. Соединяясь с кислородом воздуха, они образуют пламя. Воспламенение может произойти и при отсутствии открытого источника огня.

Предел огнестойкости деревянных конструкций (время в часах сначала теплового воздействия до появления одного из признаков предельного состояния) определяют с учетом обугливания элементов.

Деревянные клееные балки, фермы, арки, рамы и колонны зданий и сооружений применяют без огнезащитной обработки, кроме производств категории В, для которых требуется огнезащитная обработка. Деревянные плиты, настилы и прогоны покрытий, а также элементы навесных панелей стен подвергают глубокой пропитке антипиренами. Для производственных и складских зданий с производствами категорий А и Б основные деревянные конструкции, приведенные выше, не допускаются.

При тепловом воздействии на металлодеревянные конструкции незащищенный металл прогревается и теряет несущую способность значительно быстрее древесины. Предел огнестойкости таких конструкций определяется пределом огнестойкости металлических элементов, который составляет 0,25 ч.

Металлические крепежные детали (болты, гвозди, элементы профильного металла) защищают от непосредственного воздействия огня и высоких температур на время, соответствующее ожидаемому пределу огнестойкости. Для этой цели ставят защитные деревянные накладки, утапливают в древесину головки болтов и гвоздей, которые затем защищают деревянными пробками.

Повышают пожарную безопасность деревянных конструкций конструктивными и химическими способами, а в ряде случаев комбинированием их.

Конструктивные меры заключаются в создании таких условий, при которых распространение огня преграждается, а предел огнестойкости конструкций увеличивается. Это устройство противопожарных стен или несгораемых участков перекрытий и покрытий, разделение пустотных покрытий несгораемыми диафрагмами, площадь между которыми не должна превышать 54 кв.м.,устройство несгораемых разделок у дымоходов и печей, оштукатуривание перекрытий, увеличение сечений деревянных элементов.

Химические меры огнезащиты понижают возгораемость древесины. Это пропитка деревянных элементов антипиренами, нанесение на поверхность огнезащитных покрытий в виде штукатурок и листовых несгораемых и трудносгораемых материалов, а также невспучивающихся, вспучивающихся, неорганических и органических красок.

Обрабатывают конструкции антипиренами (водо- или органикорастворимыми составами) путем поверхностной обмазки древесины или ее глубокой пропитки. Последний способ более надежен. Можно применять составы, обладающие одновременно свойствами антисептика и антипирена. Комплексная защита древесины - наиболее перспективное направление, особенно для клееных конструкций индустриального изготовления. Древесина, пропитанная этими составами - трудносгораемыйматериал.

При обработке обмазками предпочтение следует отдавать вспучивающимся краскам, защитные свойства которых проявляются при действии огня.

Список использованной литературы

СНиП II-25-80

И.Н. Гринь «Проектирование и расчет деревянных конструкций», Липецк 2005.

Г.Г. Карлсен, Ю.В. Слицкоухова «Конструкции из дерева и пластмасс», Москва Стройиздат 1986.

Фидарова Ф.А. Методические указания к курсовому проектированию по курсу: «Конструкции из дерева и пластмасс», Владикавказ 2004.