Конструкции с применением дерева и пластмасс - часть 9

 

  Главная      Учебники - Лесная таксация     Конструкции с применением дерева и пластмасс

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  7  8  9  10   ..

 

 

Конструкции с применением дерева и пластмасс - часть 9

 

 

по формуле: 

1

c

бр

д

R

/

M

/

W

F

N

бр

 

где φ

1

 — коэффициент продольного изгиба, 

определяемый по расчетной длине l

1

 равной 

расстоянию между узлами стойки; F

бр

— площадь 

брутто сечения ветви; W

бр

 — момент сопротивления 

брутто сечения ветви; М

д

=М/ξ — изгибающий момент в 

стойке, определяемый по деформированной схеме; М — 
изгибающий момент у основания стойки. 

Расчет элементов стойки из плоскости рамы произ-

водят без учета изгибающего момента М, отдельно для 
каждой ветви стойки по расчетной длине, равной рас-
стоянию между пространственными связями, 
раскрепляющими ветви. Если сечение ветви составное, 
то расчет ведут как для составного центрально-сжатого 
стержня. Усилия в элементах решетки определяют .как 
в ферме с последующим делением на коэффициент £, 
Анкеры рассчитывают по максимальному 
растягивающему усилию в ветвях стойки при действии 
постоянной вертикальной минимально возможной и 
максимальной горизонтальной нагрузок. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

49. Пневматически  строительные конструкции покрытий

Пневматические строительные конструкции покрытий 

по характеру работы очень близки к пространственным 
висячим и тентовым мембранам. Оболочки этих конст-
рукций, изготовленные из тканых материалов, способны 
стабилизировать свою форму только при наличии пред-
варительного напряжения. В отличие от тентовых мембран, 
где предварительное напряжение создается механическим 
путем, пневматические конструкции реализуют 
предварительное напряжение вследствие разности давления 
(избыточного или вакуума) в подоболочечном и ок-
ружающем конструкцию пространстве.  

Среди преимуществ пневматических конструкций 

следует отметить малый собственный вес, высокую мобиль-
ность, быстроту и простоту возведения, возможность 
перекрытия больших пролетов, высокую степень заводской 
готовности и др. Пневматические строительные 
конструкции в зависимости от характера работы обычно 
разделяются на две самостоятельные группы — 
пневмокаркасные (надувные) и воздухоопорные. 
Пневмокаркасные    конструкции — это надувные стержни 
или панели, несущая способность которых (сопротивление 
сжатию, изгибу, кручению) обеспечивается повышенным 
давлением воздуха в замкнутом объеме элемента. Большое 
внутреннее давление воздуха (до 150 кПа) требует высокой 
степени герметичности и прочности материала. Это же 
условие ограничивает пролет конструкций, который с 
учетом экономической целесообразности для рядовых 
сооружений не превышает 15—16 м. Стоимость 
пневмокаркасных конструкций в 3—5 раза выше, чем 
воздухоопорных. Основным достоинством 
пневмокаркасных конструкций является отсутствие 
избыточного давления  воздуха в эксплуатируемом 
пространстве и, как следствие этого, потребности в процессе 
шлюзования.  

Воздухоопорные конструкции представляют собой 

оболочки, стабилизированные в проектном положении 
незначительной разницей давления в разделяемых обо-
лочкой пространствах. Это конструкции, которые опира-
ются на воздух. Для противодействия внешним нагрузкам 
давление воздуха под оболочкой по сравнению с ат-
мосферным повышается в пределах 10—40 кПа. Такое 
незначительное избыточное давление не осложняет 
требований к герметичности и к самочувствию находящихся 
под оболочкой людей. 

Воздухоопорные сооружения получили в строительстве 

большце распространение. Покрытия этого типа отличаются 
простотой конструкции, безопасностью и надежностью в 
эксплуатации, низкой стоимостью, способностью 
перекрывать большие пролеты. Около 50—70 % возве-1 
денных в настоящее время воздухоопорных покрытий 
используются как складские помещения; 20—40% — как 
покрытия для спортивных сооружений. Часть конструкций 
используют как выставочные павильоны, покрытия 
строительно-монтажных площадок, различного рода ук-
рытия. 

Наибольшее распространение получили оболочки в 

форме цилиндрических сводов и сферических куполов. 
Поскольку оболочка «лежит» на воздушной подушке, 
пролеты воздухоопорных конструкций теоретически не 
имеют ограничений. Практически пролет оболочек без 
усиления канатами или тросовыми сетками достигает 
50—70 м. Пролеты оболочек, усиленные тросами, достигают 
168 м, что не является предельным. В нашей стране 
приняты следующие размеры воздухоопорных оболочек: 
сферические купола диаметром 12, 24, 36, 42, 60 м; 
цилиндрические оболочки пролетом 12, 18, 24, 30, 36, 42, 
48, 60 м; длина цилиндрических оболочек в зависимости от 
пролета изменяется от 24 до 90 м, высота от 6 до 20 м. 

Любая классификация таких конструкций условна. 

Поэтому двухслойные покрытия, называемые пневмолин-

46. Обеспечение пространственной 

устойчивости плоскостных деревянных 

конструкций

 

Рассмотренные ранее пространственные 

крепления, воспринимающие ветровые усилия, в то же 
время служат для предупреждения выпучивания сжатого 
контура плоскостных   деревянных   конструкций. В 
большинстве случаев сжатый пояс в них раскрепляют 
прогонами кровли, которые должны быть прочно 
прикреплены к 
верхнему поясу, и настилам кровли. 

В арочных конструкциях помимо верхних 

(сжатых) поясов следует раскреплять и нижние сжатые 
пояса арок, а в некоторых рамных конструкциях — 
внутренний контур рамы, который может быть сжат на 
всей своей длине или на части ее, особенно при 
несимметричном приложении нагрузок: Нижние пояса 
раскрепляют (при пространственно устойчивом верхнем 
покрытии) устройством вертикальных связей. Учитывая 
деформации в соединениях связей, за расчетную длину 
сжатого нижнего пояса при проверке его устойчивости 
следует принимать расстояние между связями, 
увеличенное на 25%. 

Основным типом поперечных вертикальных связей 

являются жесткие связи, соединяющие попарно вдоль 
здания соседние конструкции. Вертикальные связи не 
следует делать непрерывными по всей длине здания, так 
как при обрушении по какой-либо причине одной из 
несущих конструкций она перегрузит через связи 
соседние конструкции, что может привести к по-
следовательному обрушению всего покрытия 

Устройство вертикальных связей в виде 

подкосов нецелесообразно. Если по длине здания будет 
действовать снеговая нагрузка различной интен-
сивностито подкосы не предупредят, а наоборот, будут 
способствовать выпучиванию закрепленных ими пояса 
фермы. 

Связи   рассчитывают на усилия,   направленные 

перпендикулярно   плоскости   раскрепляемой   
конструкции. В случае раскрепления   верхнего   
сжатого пояса ферм связями, расположенными в 
плоскости покрытия, расстояние между узлами 
закрепления устанавливают в соответствии с 
условиями   гибкости   пояса   из плоскости фермы. 
При этом каждый узел закрепления рассчитывают на 
силу Q=bq

CB

 Значение Q

св

 определяют по формулам: 

а) 

в покрытиях по фермам, 
однопролетным балкам и пологим 
аркам (f/l<1/6) q

CB

=0,03q

B

(n+l)/2t;  

б) в покрытиях по трехшарнирным рамам и 

высоким аркам (f/l>1/3) 

q

CB

=0,0015q

B

(n+l)/2t; 

в) в покрытиях по консольным балкам и рамам 

при положительном изгибающем моменте в пролете  

q

CB

=0,01q

B

(n+l)/2t 

при отрицательном изгибающем   моменте в 

пролете q

CB

=0,005q

B

(n+l)/2t/ 

Узловую нагрузку на связевую поперечную 

ферму или на точку крепления элементов покрытия к 
несущим конструкциям определяют по формуле 
P

св

=q

св

S

св. 

При раскреплении нижних поясов ферм арочной 

конструкции попарно поперечными связями последние 
воспринимают, таким образом, горизонтальные силы 
от двух смежных   поясов и передают их в 
плоскости верхних поясов или на жесткую систему кро-
вельного покрытия, образуемую щитовым настилом, 
либо на ветровые фермы или специальные связи. 

 Близко расположенные друг от друга 

арочные или рамные конструкции иногда 
соединяют попарно решетчатыми связями, 

зами (на круглом, овальном или многоугольном плане) и 
пневмоподушками (на прямоугольном плане), занимают 
промежуточное положение между первой и второй 
группами. По принципу статической работы их следует 
относить к воздухоопорным конструкциям, хотя по от-
сутствию избыточного давления в эксплуатируемом про-
странстве они близки к воздухонесомым.  Другие виды 
конструкций, такие, как пневмооболочка на жестком 
каркасе или пневмооболочка, поддерживаемая вантами и т. 
п., принципиально по характеру работы не отличаются от 
рассмотренных и благодаря Дополнительным устройствам 
являются модификацией внутри группы. 

Основными частями воздухоопорной пневматической 

"конструкции являются собственно оболочка, шлюз, кон-
турные элементы с анкерными устройствами, воздуходувные 
и отопительные установки. Основу несущей конструкции 
шлюза обычно составляет жесткий каркас из металла, 
дерева, пластмассы, по которому закрепляют гер-
метизирующую оболочку покрытия. Размеры шлюза зависят 
от назначения сооружения и колеблются от 1Х2 Х2 м для 
запасных входов до размеров, обеспечивающих 
шлюзование реактивных самолетов. 

Очень ответственной частью оболочки является ан-

керное устройство. Из большого числа вариантов анкерных 
устройств заслуживает внимания конструкция крепления 
оболочки к фундаменту или к отдельным сваям с помощью 
двух труб — верхней и нижней. Нижнюю трубу крепят к 
фундаменту, а верхнюю — к полотнищу оболочки. Затем 
трубы соединяются скобами. Эффективно анкерное 
крепление оболочки с применением каната (рис. IX.50,а). В 
сельском строительстве получили распространение схемы 
креплений с применением вантовых анкеров, земляных 
анкеров, рукавов, заполненных водой (рис.,1Х.50,б). 

Первоначальная стоимость пневматических 

сооружений ниже стоимости сооружения из традиционных 
материалов, однако эксплуатационные расходы на содержа-
ние пневматических конструкций выше. Поэтому, оценивая 
экономическую эффективность пневматических 
конструкций, необходимо принимать во внимание, что со 
временем наступает момент, когда суммарные расходы на 
приобретение и эксплуатацию пневматических конструкций 
будут превышать таковые для конструкций из других 
материалов. По данным ЧССР воздухоопорная оболочка 
размером 21X57 м после 15 лет эксплуатации , по 
суммарным расходам уравнивается со зданием размером 
21X60 м из стальных рам и гофрированной стали. 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

располагаемыми в плоскости нижних. Такие связи 
рассчитывают как горизонтальные фермы, имеющие 
пролет, равный длине нижнего пояса полуарки. Такое 
решение связей менее рационально. При этом связи по 
верхнему поясу должны быть рассчитаны на 
восприятие не только горизонтальных сил от 
закрепляемых узлов верхнего пояса, но и от 
реактивных сил в верхнем шарнире и от 
горизонтальных ферм по нижнему поясу. 

Если к одной системе связей прикреплены 

сжатые контуры нескольких плоских конструкций, то 
усилия, передающиеся на узлы связей, принимают 
равными nQ (п — количество раскрепляемых 
конструкций). 

Бывают случаи, когда даже при отсутствии 

активных сил, действующих перпендикулярно 
плоскости конструкции, приходится принимать   меры 
к пространственному, креплению ее растянутого 
контура. 

Шпренгельные конструкции характеризуются 

пониженным по отношению к линии опор. Во многих 
случаях сечения элементов связей приходится назначать 
по конструктивным соображениям, при этом предельная 
максимальная гибкость элементов не должна превосхо-
дить 200. 

При применении в конструкции покрытия 

кровельных панелей последние могут быть использованы 
также для закрепления сжатого контура плоских 
деревянных конструкций. При этом связи, соединяющие 
панели с закрепляемым сжатым элементом, располагают 
равномерно по всей его длине и рассчитывают на 
усилие q. 

 

 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

52. Производство клееных деревянных конструкций 

Клееные деревянные конструкции выпускают двух 

видов — несущие и граждающие. К несущим конструкциям 
массового производства относятся балки, рамы, арки и 
фермы. 
Ограждающие конструкции представляют собой дере-
вянный каркас и приклеенные к нему обшивки из фанеры 
или других листовых материалов. 

Для изготовления деревянных клееных конструкций   

рекомендуется в основном использовать пиломатериалы  / 
хвойных пород (сосна, ель), по ГОСТ 24454—80 с пре-
имущественной поставкой их в рассортированном виде. 
Толщину склеиваемых слоев в элементах, как правило, 
не следует принимать более 33 мм, которую   получают 
при   фрезеровании    пиломатериалов    толщиной 40 мм. 
Ширину пиломатериалов выбирают согласно   номиналь-; J 
ным размерам элемента с учетом суммарных припусков ' 
на усушку и механическую обработку. Эти припуски для 
пиломатериалов шириной от 75 до 100 мм равны в сред-
нем 10 мм; от 125 до 175 мм — 15 мм; от 200 до 250 мм— 
20 мм. 

Для комбинированных конструкций следует 

применять березовую водостойкую фанеру толщиной 
не менее 8 мм по ГОСТ 3916—69 марки ФСФ, а также 
фанеру бакелизированную марки ФБС по ГОСТ 11539—
73 с йзм. Синтетические клеи для соединения древесины 
и  древесины с фанерой следует назначать в 
зависимости от условий эксплуатации, согласно 
требованиям СНиП 1Ь25-8О «Деревянные конструкции». 

Подготовка древесины, сушка, сортировка

 

Древесина, предназначенная для несущих клееных 

конструкций, эксплуатируемых при влажности до 75 %, 
должна быть высушена до влажности 9—12 %. Для по-
лучения пиломатериалов заданной влажности с мини-
мальными внутренними напряжениями и минимальным 
перепадом влажности по толщине отдельных досок ре-
комендуется проводить сушку в три этапа — атмосфер-
ную, камерную и кондиционирование пиломатериалов б" 
условиях цеха. 

Во избежание   появления в материале   внутренних 

напряжений сушку проводят, выбирая мягкие или нор-
мальные режимы (§ 2.6), контролируя по силовым об 
разцам   характер    внутренних    напряжений,    текущую 
влажность  и   постепенно   переходя с одной   операций; 
сушки на другую: прогрев, собственно сушку, тепловла-\| 
гообработку, охлаждение.

Пиломатериалы кондиционируют после их 

выгрузки из камеры в условиях цеха при температуре 18—
20 °С и влажности воздуха 50—70 % не менее трех суток. 
После кондиционирования пиломатериалы автоматически 
сортируют по влажности. 

Подготовка поверхности под склеивание. 

Приготовление и нанесение клея

 

Качество склеивания в большей степени зависит от 

чистоты подготовленной поверхности. В производстве 
несущих конструкций поверхности под склейку следует. 
обрабатывать по 7-му классу шероховатости, что достигается  
фрезерованием со снятием провесов, образовавшихся в 
соединениях на зубчатый шип. Склеиваемые поверхности 
должны быть свежеотфрезерованными (время с момента 
фрезерования до нанесения клея не должно превышать 8 
ч), очищенными от пыли и плотно прилегать одна к другой. 
Фрезерование и нанесение клея осуществляют на 
полуавтоматических линиях' Клеенаносящие устройства 
могут быть двух видов: двусторонние —для нанесения клея 
одновременно на обе пласти пиломатериалов и односторонние 
— струйные или наливные. Подачу клея регулируют 
поджатием дозирующих валиков к клев' наносящим вальцам, 
что позволяет накладывать клей равномерным слоем 
заданной толщины.  

Перспективным является нанесение клея непрерыв-

48.

 Кружально-сетчатые своды 

Общие сведения. Кружально-сетчатые своды 

представляют собой пространственную конструкцию, 
которая состоит из. отдельных, поставленных на ребро 
стандартных элементов—косяков, идущих по двум 
пересекающимся направлениям и образующих ломаные 
винтовые линии. 

В кружально-сетчатых конструкциях выгодно 

сочетаются индустриальность изготовления элементов с 
преимуществами пространственных конструкций. 
Прочность и надежность свода определяются средней 
прочность многих элементов, и влияние качества 
древесины отдельных элементов имеет меньшее 
значение, чем в плоскостных конструкциях. 

Кружально-сетчатые своды в поперечном 

сечении имеют снаружи, круговое или правильное 
многоугольное очертание. В первом случае верхняя 
грань, косяков имеет близкое к круговому 
эллиптическое очертание, а во втором — ломаное. 
Распор покрытий воспринимается либо металлическими 
затяжками, либо непосредственно опорами. 

Характерными особенностями всех кружально-

сетчатых покрытий являются: 

1) унификация формы и размеров косяков, 

дающая возможность   заготовлять их заводским   
способом,   что полностью отвечает современным 
требованиям индустриализации и стандартизации 
строительства; 

2)  транспортабельность элементов при их 

перевозке; 

3)  простота и быстрота сборки конструкции; 
4)  возможность и необходимость устройства 

кровельного настила непосредственно по несущей 
конструкции (без прогонов и вспомогательных 
стропильных ног). 

В зависимости от способа узлового соединения 

косяков различают два конструктивных варианта 
кружально-сетчатых сводов: 1) с узлами на шипах; 2) с 
металлическими связями в узлах. Оба варианта можно 
выполнять либо из косяков цельного сечения, которое 
ограничено размерами сортамента пиломатериалов, 
позволяющего применять своды с предельным 
пролетом не более 20 м, либо из клеефанерных косяков, 
которые дают возможность перекрывать значительно 
большие пролеты (до 100 м). 

В конструкции покрытий всех систем различают 

три типа узлов: основные (средние); опорные, в 
которых косяки соединяются с настенными брусьями, 

и торцовые, в которых косяки соединяются с 

торцовой аркой. Основные узлы сетки образуются из 
трех косяков, один из которых является сквозным и 
проходит через узел, не прерываясь, а два других 
набегающих косяка примыкают к сквозному косяку. 

Конструкция кружально-сетчатых сводов 

(системы С И. Песельника) с узлами на шипах. Своды 
этой системы изготовляют из косяков цельного 
сенения, имеющих на концах шипы, а посередине 
сквозное гнездо. В каждом узле сетки сопрягаются три 
косяка, из которых два набегающих косяка входят с 
обеих сторон своими шипами в гнездо сквозного 
косяка. В кружально-сетчатом своде с узлами на 
шипах применяют сетку как прямоугольную, так и 
косоугольную с углом φ=45°. 

Верхняя кромка косяка может быть 

криволинейного (эллиптического или приближающего к 
круговому) очертания либо с двумя или одним 
переломом по очертанию описанного или вписанного в 
окружность правильного многоугольника. Косяк с 
двумя переломами имеет большую жесткость, меньшую 
длину пропила и дает меньше отходов при 
изготовлении, чем косяк с одним переломом. 

ными струями, вытекающими из отверстий трубы, распо-
ложенной над движущейся плетью. Смолы и отвердитель под 
определенным давлением подают отдельно и смешивают 
лишь в трубе, что увеличивает жизнеспособность клея и 
позволяет направлять компоненты клея из центрального 
пункта по двум самостоятельным трубопроводам без 
опасения частичного или сплошного перекрытия труб 
загустевшим клеем.  

Клей следует наносить тонким слоем толщиной 0,1— 

0,3 мм — чем тоньше клеевой шов, тем прочнее соединение, 
расход клея 350—500 г/м

2

Клеи для изготовления строительных деревянных 

конструкций должны быть прочными, водостойкими, дол-
говечными, технологичными и выбираются в зависямое-ти 
от условий эксплуатации в соответствии, со СНиП 11-25-80. 

Прочность клеевых соединений на скалывание вдоль 

волокон определяют на образцах, показанных на рис. 
А.ЗО, и должна быть выше прочности образцрв из цельной 
древесины (4 МПа). Такие же образцы используют для 
определения водостойкости клеевых соединений Во-
достойкость клеев определяют по остаточной прочности 
образцов на скалывание вдоль волокон после серии ис-
пытании. Часть образцов вымачивают в воде при 20 °С в 
течение 48 ч, другую часть образцов выдерживают в 
кипящей воде в течение 3 ч. После выдержки образцы 
извлекают из сосуда, вытирают фильтровальной бумагой, 
одну половину испытывают в мокром виде другую 
.высушивают до начальной влажности и затем испытывает. 
По, остаточной прочности образцов различают ма-^ую, 
среднюю и повышенную водостойкость клеев (табл. 

 

 

  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  7  8  9  10   ..