Коэффициент собственного веса деревянной конструкции

что такое коэффициент собственного веса

В справочниках для ориентировочного учёта собственного веса конструкций (в частности ферм) приводится коэффициент их веса. Например для деревянной фермы он составляет порядка 4-7. Как из него получить вес этой фермы?

Просмотров: 15740
Регистрация: 02.08.2007
Сообщений: 174
Я так понимаю 4-7%. Берте 4-7% от нагрузки. Вот только не помню от нормативной, или рассчётной
Регистрация: 30.05.2007
Сообщений: 25,089
В тоннах или килоньютонах?
__________________
Воскресе
Регистрация: 30.05.2008
Сообщений: 408

неужели никто не знает? это точно не проценты, как тогда учесть пролёт? В таблицах указано просто 4-7 без ед. измерения

Регистрация: 06.02.2009
Сообщений: 73

4-7% это скорее всего коэффициент. Посчитать собственный вес фермя можно так: допустим постоянная нагрузка — 100 кг/м2, снег 180кг/м2, шаг ферм 6м. Итого нагрузка на ферму погонная (100+180)*6=1680кг/м. Отсюда собственный вес фермы q=1680*0,07=117,6кг/м. Вполне похоже на правду.

Белозерова Татьяна

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от Белозерова Татьяна

Регистрация: 07.02.2009
Сообщений: 79

Может быть речь идет об этом?
СП 13-102-2003
9 НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
Собственный вес металлических конструкций можно определять по результатам обмеров основных элементов. К основным элементам относятся:
в фермах — пояса и стержни решетки;
в балках и сплошностенчатых колоннах — пояса и стенка;
в сквозных колоннах — пояса;
в связях — пояса и элементы решетки.
Полный вес конструкций определяют умножением собственного веса основных элементов на строительный коэффициент веса, принимаемый по таблице В.1 приложения В.

P.S. Сначала добавил ответ и толко потом заметил что теме больше года.

Сочетания нагрузок в расчете деревянных конструкций по европейским и американским нормам

Neben der Bestimmung der Lasten gibt es für die Bemessung im Holzbau hinsichtlich der Lastkombinatorik ein paar Besonderheiten, die berücksichtigt werden müssen. Anders als zum Beispiel im Stahlbau, bei dem die größte Beanspruchung aus allen ungünstigen Einwirkungen resultiert, sind im Holzbau die Festigkeitswerte abhängig von der Lasteinwirkungsdauer und der Holzfeuchte. Кроме того, особые характеристики нужно учитывать и в расчете на предельное состояние по пригодности к эксплуатации. Какое влияние это оказывает на расчет деревянных конструкций и как выполнить расчет в программах RSTAB и RFEM поясняется в данной статье.

Расчет предельной несущей способности у деревянных конструкций

Как упоминалось выше, наибольшие напряжения обычно вызывают наибольшее нагружение конструктивных элементов. Однако в большинстве европейских и американских норм прочность деревянных компонентов зависит от продолжительности нагрузки и влажности материала. Следовательно, может получиться так, что сочетание нагрузок является определяющим, даже если не содержит в себе наибольшее напряжение по отношению к общей сумме. Поэтому важно уделить внимание тому, чтобы найти определяющее сочетание нагрузок. Графически это показано на рисунке 01.

E_d = расчетное значение нагрузки
R_d = расчетное значение прочности
t = продолжительность нагружения
g = постоянная нагрузка
s = снеговая нагрузка
w = ветровая нагрузка

Случай 1:
Определяющее сочетание нагрузок = g + s + w
Обоснование: Нагрузка от g + s + w является ближайшей к кривой R_d.

Случай 2:
Определяющее сочетание нагрузок = g
Обоснование: Нагрузка от g ближайшая к кривой R_d.

Случай 3:
Определяющее сочетание нагрузок = g + s
Обоснование: Нагрузка от g + s наиболее близка к кривой R_d.

Случай 4:
Определяющее сочетание нагрузок = g + s
Обоснование: Нагрузка от g + s превышает кривую R_d → E_d > R_d.

Влияние длительности нагрузки учитывается в [1] с помощью модифицирующего коэффициента k_mod. Для управления данной ситуацией в [2] использовались коэффициент C_D (ASD) и коэффициент λ (LRFD). Швейцарская норма [3] просто определяет влияние длительности нагрузки на прочность с коэффициентом η_M и поэтому одинакова для всех воздействий; Поэтому, рисунок 01 не действителен в этом случае.

Расчет предельного состояния по пригодности к эксплуатации для деревянных конструкций

При выполнении расчета предельного рабочего состояния наибольшие деформации прогиба имеют место в том случае, если учитываются все соотношения деформаций от неблагоприятных воздействий. Согласно [1] , необходимо рассчитать следующие деформации; например, для немецкого и австрийского приложений:

• упругая начальная деформация w_inst
  состоящая из характерного сочетания
• конечная деформация w_fin
  включающая в себя характерную начальную деформацию и соотношения ползучести квазипостоянного сочетания
• конечная деформация w_{fin, нетто}
  включающая в себя квазипостоянную начальную деформацию и соотношения ползучести квазипостоянного сочетания. По нормам других стран в этом случае также учитывается характерная начальная деформация, однако они являются слишком «требовательными» согласно немецкому и австрийскому приложению.

В [2] не поясняется, какие загружения необходимо использовать для определения сочетаний нагрузок для пригодности к эксплуатации. Норма ссылается на действующие инженерно-строительные правила. В таком случае для определения определяющего сочетания нагрузок может использоваться IBC (Международная строительная норма) [4]. Объяснение только с учетом ползучести объясняется в [2]. В отличие от других европейских норм, IBC рассматривает отдельно воздействия по отношению к деформации. Предельные значения деформации являются результатом действия только полезной нагрузки и снеговой или ветровой нагрузки, а в случае ползучести, нагрузки от собственного веса + полезной нагрузки.

Gemäß [3] sind unter anderem folgende Grenzzustände zu untersuchen:

• редкий расчетный случай
  включающая в себя характерную начальную деформацию и соотношения ползучести квазипостоянного сочетания
• частый расчетный случай
  включающий в себя типичную начальную деформацию и соотношение ползучести квазипостоянного сочетания
• квазипостоянный расчетный случай
  включающий в себя квазипостоянную начальную деформацию и соотношение ползучести квазипостоянного сочетания

Учет продолжительности нагрузки, влажности и ползучести древесины в расчетах в RFEM и RSTAB

Для того, чтобы в расчете учитывать продолжительность нагрузки, влажность древесины и ползучесть, программы RFEM и RSTAB содержат отдельные нормы для классификации случаев нагружения и их сочетаний. Darin findet sich bei der jeweiligen Norm der Zusatz «Holz».

В свойствах соответствующей нормы можно, таким образом, задать специфические параметры, например, определение коэффициента ползучести. Это значит, что будут установлены необходимые настройки для создания сочетаний нагрузок.

Чтобы принять во внимание продолжительность действия нагрузки в расчете, при создании нагружения нужно задать соответствующую продолжительность нагрузки.

Она будет автоматически учтена в расчетных модулях (RF-/TIMBER Pro, RF-/TIMBER AWC, RF-LAMINATE и т.д.) и присвоена отдельным нагружениям.

Таким образом обеспечивается то, что расчет предельной несущей способности для каждого сочетания нагрузок выполняется с самой короткой продолжительностью нагрузки из имеющихся случаев нагружения.

При расчете предельного рабочего состояния, в общих данных соответствующего дополнительного модуля нужно присвоить предельные значения соответствующему расчетному случаю. Если нагружения создаются вручную, без применения автоматического сочетания нагрузок, присвоение значений также должно быть выполнено вручную.

Предельные значения могут быть скорректированы в настройках нормы или в настройках Национального приложения у соответствующего расчетного случая.

1. Общие положения

1.1. Нормы настоящей главы должны соблюдаться при проектировании деревянных конструкций новых и реконструируемых зданий и сооружений, а также при проектировании деревянных опор воздушных линий электропередачи.

Нормы не распространяются на проектирование деревянных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, а также конструкций временных зданий и сооружений.

1.2. При проектировании деревянных конструкций следует предусматривать защиту их от увлажнения, биоповреждения, от коррозии (для конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивных сред) в соответствии с главой СНиП по проектированию защиты строительных конструкций от коррозии и от возгорания в соответствии с главой СНиП по противопожарным нормам проектирования зданий и сооружений.

1.3. Деревянные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (первая группа предельных состояний) и по деформациям, не препятствующим нормальной эксплуатации (вторая группа предельных состояний), с учетом характера и длительности действия нагрузок.

1.4. Деревянные конструкции следует проектировать с учетом их заводского изготовления, а также условий их эксплуатации, транспортировании и монтажа как поэлементно, так и укрупненными блоками.

1.5. Долговечность деревянных конструкций должна обеспечиваться конструктивными мерами в соответствии с указаниями разд. 6 настоящих норм и, в необходимых случаях, защитной обработкой, предусматривающей предохранение их от увлажнения, биоповреждения и возгорания.

1.6. Деревянные конструкции в условиях постоянного или периодического длительного нагрева допускается применять, если температура окружающего воздуха не превышает 50 ° С для конструкций из неклееной и 35 ° С для конструкций из клееной древесины.

1.7. Сорта древесины для изготовления деревянных конструкций, клеи, а также необходимые дополнительные требования к древесине в соответствии с прил. 1 должны указываться в рабочих чертежах.

2. Материалы

2.1. Для изготовления деревянных конструкций следует применять древесину преимущественно хвойных пород. Древесину твердых лиственных пород следует использовать для нагелей, подушек и других ответственных деталей.

Примечание . Для конструкций деревянных опор воздушных линий электропередачи следует применять древесину сосны и лиственницы, а для конструкций опор линий электропередачи напряжением 35 кВ и ниже, за исключением элементов стоек и приставок, заглубленных в грунт, и траверс допускается применять древесину ели и пихты.

2.2. Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-66*, ГОСТ 2695-71*, ГОСТ 9462-71*, ГОСТ 9463-72*, а также дополнительным требованиям, указанным в прил. 1 .

Прочность древесины должна быть не ниже нормативных сопротивлений, приведенных в прил. 2 .

Внесены
Центральным научно-исследовательским институтом
строительных конструкций им. Кучеренко
Госстроя СССР

Утверждены
постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства
от 18 декабря 1980 г. № 198

Срок
введения в действие
1 января 1982 г.

В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации к влажности древесины, применяемой в элементах конструкций, должны предъявляться требования, указанные в табл. 1 . Зоны влажности, определяющие условия эксплуатации конструкций на открытом воздухе или внутри неотапливаемых помещений, следует принимать в соответствии с главой СНиП по строительной теплотехнике.

Характеристика условий эксплуатации конструкций

Максимальная влажность древесины для конструкций %

из клееной древесины

из неклееной древесины

Внутри отапливаемых помещений при температуре до 35 С, относительной влажности воздуха

Внутри неотапливаемых помещений

в нормальной зоне

в сухой и нормальной зонах с постоянной влажностью в помещении более 75 % и во влажной зоне

На открытом воздухе

в нормальной зоне

во влажной зоне

В частях зданий и сооружений

соприкасающихся с грунтом или находящихся в грунте

находящихся в воде

Примечания : 1. Применение клееных деревянных конструкций в условиях эксплуатации А1 при относительной влажности воздуха ниже 45 % не допускается.

2. В неклееных конструкциях, эксплуатируемых в условиях В2, В3, когда усушка древесины не вызывает расстройства или увеличения податливости соединений, допускается применять древесину с влажностью до 40 % при условии ее защиты от гниения.

2.3. Древесина нагелей, вкладышей и других деталей должна быть прямослойной, без сучков и других пороков, влажность древесины не должна превышать 12 %. Такие детали из древесины малостойких в отношении загнивания пород (береза, бук) должны подвергаться антисептированию.

2.4. Величину сбега круглых лесоматериалов при расчете элементов конструкций следует принимать равной 0,8 см на 1 м длины, а для лиственницы — 1 см на 1 м длины.

2.5. Плотность древесины и фанеры для определения собственного веса конструкций при расчете следует принимать по прил. 3 .

2.6. Синтетические клеи для склеивания древесины и древесины с фанерой в клееных деревянных конструкциях должны назначаться в соответствии с табл. 2 .

Типы и марки клеев

1. Древесина и древесина с фанерой в конструкциях для всех условий эксплуатации, кроме Г1, Г2, Г3

Резорциновые и фенольно-резорциновые (ФР-12, ТУ 6-05-1748-75, ФРФ-50, ТУ 6-05-281-14-77

2. То же, кроме А1, Б1, В1, Г1, Г2 и Г3

3. То же, для условий эксплуатации А2 и В2

Карбамидно-меламиновые (КС-В-СК, ТУ 6-05-211-1006-75)

4. То же, для условий эксплуатации А2

Карбамидные (КФ-5, КФ-Ж, КФ-БЖ, ГОСТ 14231-78

2.7. Для клееных фанерных конструкций следует применять фанеру марки ФСФ по ГОСТ 3916-69, а также фанеру бакелизированную марки ФБС по ГОСТ 11539-73*.

2.8. Для стальных элементов деревянных конструкций следует применять стали в соответствии с главой СНиП по проектированию стальных конструкций и арматурные стали в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.

2.9. В соединениях элементов конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивной по отношению к стали среды следует использовать алюминиевый сплав Д16-Т (ГОСТ 21488-76*), стеклопластик АГ-4С (ГОСТ 20437-75*), однонаправленный древеснослоистый пластик ДСПБ (ГОСТ 13913-78*), а также древесину твердых лиственных пород.

3. Расчетные характеристики материалов

3.1. Расчетные сопротивления древесины сосны (кроме веймутовой), ели, лиственницы европейской и японской приведены в табл. 3 . Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в табл. 3 , на переходные коэффициенты m_п, указанные в табл. 4 .

Расчетные сопротивления, , для сортов древесины

1. Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон:

а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах «б», «в») высотой до 50 см

б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см

в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см

г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении

2. Растяжение вдоль волокон:

б) клееные элементы

а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов

б) под шайбами при углах смятия от 90 до 60 °

а) при изгибе неклееных элементов

б) при изгибе клееных элементов

в) в лобовых врубках для максимального напряжения

6. Скалывание поперек волокон:

а) в соединениях неклееных элементов

б) в соединениях клееных элементов

Примечания : 1. Расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон на части длины (при длине незагруженных участков не менее длины площадки смятия и толщины элементов), за исключением случаев, оговоренных в п. 4 данной таблицы, определяется по формуле

где R_с90 — расчетное сопротивление древесины сжатию и смятию по всей поверхности поперек волокон (п. 3 данной таблицы);

l — длина площадки смятия вдоль волокон древесины, см.

2. Расчетное сопротивление древесины смятию под углом a к направлению волокон определяется по формуле

3. Расчетное сопротивление древесины скалыванию под углом к направлению волокон определяется по формуле

4. В конструкциях построечного изготовления величины расчетных сопротивлений на растяжение, принятые по п. 2а данной таблицы, следует снижать на 30 %.

5. Расчетное сопротивление изгибу для элементов настила и обрешетки под кровлю из древесины 3-го сорта следует принимать равным 13 МПа (130 кгс/см 2 ).

Коэффициент m_п для расчетных сопротивлений

растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон R_р, R_и, R_с, R_см

сжатию и смятию поперек волокон R_с90, R_см90

скалыванию R_ск

1. Лиственница, кроме европейской и японской

2. Кедр сибирский, кроме Красноярского края

3. Кедр Красноярского края, сосна веймутова

Твердые лиственные

6. Ясень, клен, граб

Мягкие лиственные

10. Ольха, липа, осина, тополь

Примечание . Коэффициенты m_п, указанные в таблице для конструкций опор воздушных линий электропередачи, изготавливаемых из не пропитанной антисептиками лиственницы (при влажности £ 25 %), умножаются на коэффициент 0,85.

3.2. Расчетные сопротивления, приведенные в табл. 3 , следует умножать на коэффициенты условий работы:

Коэффициент m_в

Условия эксплуатации (по табл. 1 )

Коэффициент m_в

б) для конструкций, эксплуатируемых при установившейся температуре воздуха до +35 С, — на коэффициент m_т = 1; при температуре +50 С — на коэффициент m_т = 0,8. Для промежуточных значений температуры коэффициент принимается по интерполяции;

в) для конструкций, в которых напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80 % суммарного напряжения от всех нагрузок, — на коэффициент m_д = 0,8;

г) для конструкций, рассчитываемых с учетом воздействия кратковременных (ветровой, монтажной или гололедной) нагрузок, а также нагрузок от тяжения и обрыва проводов воздушных ЛЭП и сейсмической, — на коэффициенты m_н, указанные в табл. 6 ;

Коэффициент m_н

для всех видов сопротивлений, кроме смятия поперек волокон

для смятия поперек волокон

1. Ветровая, монтажная, кроме указанной в п. 3

Для опор воздушных линий электропередачи

4. При обрыве проводов и тросов

д) для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов прямоугольного сечения высотой более 50 см значения расчетных сопротивлений изгибу и сжатию вдоль волокон — на коэффициенты m_б, указанные в табл. 7 ;

Коэффициент m_б

е) для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов в зависимости от толщины слоев значения расчетных сопротивлений изгибу, скалыванию и сжатию вдоль волокон — на коэффициенты m_сл, указанные в табл. 8 ;

Коэффициент m_сл

ж) для гнутых элементов конструкций значения расчетных сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу — на коэффициенты m_гн, указанные в табл. 9 ;

Обозначение расчетных сопротивлений

Коэффициент m_гн при отношении r_к /а

Примечание : r_к — радиус кривизны гнутой доска или бруска; а — толщина гнутой доски или бруска в радиальном направлении.

и) для растянутых элементов с ослаблением в расчетном сечении и изгибаемых элементов из круглых лесоматериалов с подрезкой в расчетном сечении — на коэффициент m_о = 0,8;

3.3. Расчетные сопротивления строительной фанеры приведены в табл. 10 .

Растяжению в плоскости листа R_ф.р

сжатию в плоскости листа R_ф.с

изгибу из плоскости листа R_ф.и

скалыванию в плоскости листа R_ф.ск

срезу перпендикулярно плоскости листа R_ф.ср

1. Фанера клееная березовая марки ФСФ сортов В/ВВ, В/С, ВВ/С

а) семислойная толщиной 8 мм и более:

поперек волокон наружных слоев

под углом 45 ° к волокнам

б) пятислойная толщиной 5-7 мм:

вдоль волокон наружных слоев

поперек волокон наружных слоев

под углом 45 ° к волокнам

2. Фанера клееная из древесины лиственницы марки ФСФ сортов В/ВВ и ВВ/С семислойная толщиной 8 мм и более:

вдоль волокон наружных слоев

поперек волокон наружных слоев

под углом 45 ° к волокнам

3. Фанера бакелизированная марки ФСБ толщиной 7 мм и более:

вдоль волокон наружных слоев

поперек волокон наружных слоев

под углом 45 ° к волокнам

Примечание . Расчетные сопротивления смятию и сжатию перпендикулярно плоскости листа для березовой фанеры марки ФСФ R_ф.с.90 = R_ф.см.90 = 4 МПа (40 кгс/см 2 ) и марки ФБС R_ф.с.90 = R_ф.см.90 = 8 МПа (80 кгс/см 2 ).

В необходимых случаях значения расчетных сопротивлений строительной фанеры следует умножать на коэффициенты m_в, m_т, m_д, m_н и m_а, приведенные в пп. 3.2, а ; 3.2, б; 3.2, в; 3.2, г; 3.2, к настоящих норм.

3.4. Упругие характеристики и расчетные сопротивления стали и соединений стальных элементов деревянных конструкций следует принимать по главе СНиП по проектированию стальных конструкций, а арматурных сталей — по главе СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.

Расчетные сопротивления ослабленных нарезкой тяжей из арматурных сталей следует умножать на коэффициент m_а = 0,8, а из других сталей — принимать по главе СНиП по проектированию стальных конструкций как для болтов нормальной точности. Расчетные сопротивления двойных тяжей следует снижать умножением на коэффициент m = 0,85.

3.5. Модуль упругости древесины при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать равным: вдоль волокон Е = 10 000 МПа (100 000 кгс/см 2 ); поперек волокон Е₉₀ = 400 МПа (4000 кгс/см 2 ). Модуль сдвига древесины относительно осей, направленных вдоль и поперек волокон, следует принимать равным G₉₀ = 500 МПа (5000 кгс/см 2 ). Коэффициент Пуассона древесины поперек волокон при напряжениях, направленных вдоль волокон, следует принимать равным n _90.0 = 0,5, а вдоль волокон при напряжениях, направленных поперек волокон, n _0.90 = 0,02.

Величины модулей упругости строительной фанеры в плоскости листа Е_ф и G_ф и коэффициенты Пуассона n _ф при расчете по второй группе предельных состояний следует принимать по табл. 11 .

Модуль упругости Е_ф,

Модуль сдвига G_ф,

Коэффициент Пуассона n _ф

1. Фанера клееная березовая марки ФСФ сортов В/ВВ, В/С, ВВ/С семислойная и пятислойная:

вдоль волокон наружных слоев

поперек волокон наружных слоев

под углом 45 ° к волокнам

2. Фанера клееная из древесины лиственницы марки ФСФ сортов В/ВВ и ВВ/С семислойная:

вдоль волокон наружных слоев

поперек волокон наружных слоев

под углом 45 ° к волокнам

3. Фанера бакелизированная марки ФБС:

вдоль волокон наружных слоев

поперек волокон наружных слоев

под углом 45 ° к волокнам

Примечание. Коэффициент Пуассона n _ф указан для направления, перпендикулярно оси, вдоль которой определен модуль упругости Е_ф.

Модули упругости древесины и фанеры для конструкций, находящихся в различных условиях эксплуатации, подвергающихся воздействию повышенной температуры, совместному воздействию постоянной и временной длительной нагрузок, следует определять умножением указанных выше величин Е и G на коэффициенты m_в в табл. 5 и коэффициенты m_т и m_д, приведенные в пп. 3.2,б и 3.2, в настоящих норм.

Модуль упругости древесины и фанеры в расчетах конструкций (кроме опор ЛЭП) на устойчивость и по деформированной схеме следует принимать равным для древесины Е I = 300R_с (R_с — расчетное сопротивление сжатию вдоль волокон, принимаемое по табл. 3 ), а модуль сдвига относительно осей, направленных вдоль и поперек волокон, — G I _0.90 + 0,05E I ; для фанеры — Е_ф I = 250R_фс; (R_ф.с, Е_ф, G_ф принимаются по табл. 10 , 11 ).

4. Расчет элементов деревянных конструкций

А. Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям первой группы

Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы

4.1. Расчет центрально-растянутых элементов следует производить по формуле

где N — расчетная продольная сила;

R _p — расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон;

F _нт — площадь поперечного сечения элемента нетто.

При определении F_нт ослабления, расположенные на участке длиной до 200 мм, следует принимать совмещенными в одном сечении.

4.2. Расчет центрально-сжатых элементов постоянного цельного сечения следует производить по формулам:

б) на устойчивость

где R_с — расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

j — коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно п. 4.3 ;

F _нт — площадь нетто поперечного сечения элемента;

F _рас — расчетная площадь поперечного сечения элемента, принимаемая равной:

при отсутствии ослаблений или ослаблениях в опасных сечениях, не выходящих на кромки ( рис. 1, а ), если площадь ослаблений не превышает 25 % Е_бр, Е_расч = F_бр, где F_бр — площадь сечения брутто; при ослаблениях, не выходящих на кромки, если площадь ослабления превышает 25 % F_бр, F_рас = 4/3 F_нт; при симметричных ослаблениях, выходящих на кромки (рис. 1, б), F_рас = F_нт.

а -не выходящие на кромку; б — выходящие на кромку

4.3. Коэффициент продольного изгиба j следует определять по формулам (7 ) и (8) ;

при гибкости элемента l £ 7 0

при гибкости элемента l > 70

где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1 для фанеры;

коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры.

4.4. Гибкость элементов цельного сечения определяют по формуле

где l_о — расчетная длина элемента;

r — радиус инерции сечения элемента с максимальными размерами брутто соответственно относительно осей Х и У.

4.5. Расчетную длину элемента l_о следует определять умножением его свободной длины l на коэффициент m ₀

4.6. Составные элементы на податливых соединениях, опертые всем сечением, следует рассчитывать на прочность и устойчивость по формулам (5 ) и (6) , при этом F_нт и F_рас определять как суммарные площади всех ветвей. Гибкость составных элементов l следует определять с учетом податливости соединений по формуле

где l _у — гибкость всего элемента относительно оси У ( рис. 2 ), вычисленная по расчетной длине элемента l_о без учета податливости;

l ₁ — гибкость отдельной ветви относительно оси I-I (см. рис. 2 ), вычисленная по расчетной длине ветви l₁; при l₁ меньше семи толщин (h₁) ветви принимаются l ₁ = 0;

m _у — коэффициент приведения гибкости, определяемый по формуле

где b и h — ширина и высота поперечного сечения элемента, см:

n _ш — расчетное количество швов в элементе, определяемое числом швов, по которым суммируется взаимный сдвиг элементов (на рис. 2 , а — 4 шва, на рис. 2 , б — 5 швов);

l _о — расчетная длина элемента, м;

n _с — расчетное количество срезов связей в одном шве на 1 м элемента (при нескольких швах с различным количеством срезов следует принимать среднее для всех швов количество срезов);

k _с — коэффициент податливости соединений, который следует определять по формулам табл. 12 .

Коэффициент k_c при

сжатии с изгибом

2. Стальные цилиндрические нагели

а) диаметром £ 1 /₇ толщины соединяемых элементов

б) диаметром > 1 /₇ толщины соединяемых элементов

3. Дубовые цилиндрические нагели

4. Дубовые пластинчатые нагели

Примечание . Диаметры гвоздей и нагелей d, толщину элементов а, ширину b_пл и толщину d пластинчатых нагелей следует принимать в см.

а — с прокладками; б — без прокладок

При определении k_с диаметр гвоздей следует принимать не более 0,1 толщины соединяемых элементов. Если размер защемленных концов гвоздей менее 4d, то срезы в примыкающих к ним швах в расчете не учитывают. Значение k_с соединений на стальных цилиндрических нагелях следует определять по толщине а более тонкого из соединяемых элементов.

При определении k_с диаметр дубовых цилиндрических нагелей следует принимать не более 0,25 толщины более тонкого из соединяемых элементов.

Связи в швах следует расставлять равномерно по длине элемента. В шарнирно-опертых прямолинейных элементах допускается в средних четвертях длины ставить связи в половинном количестве, вводя в расчет по формуле (12 ) величину n_с, принятую для крайних четвертей длины элемента.

Гибкость составного элемента, вычисленную по формуле (11 ), следует принимать не более гибкости l отдельных ветвей, определяемой по формуле

где å I_{i бр} — сумма моментов инерции брутто поперечных сечений отдельных ветвей относительно собственных осей, параллельных оси У (см. рис. 2);

F _бр — площадь сечения брутто элемента;

l _о — расчетная длина элемента.

Гибкость составного элемента относительно оси, проходящей через центры тяжести сечений всех ветвей (ось Х на рис. 2), следует определять как для цельного элемента, т. е. без учета податливости связей, если ветви нагружены равномерно. В случае неравномерно нагруженных ветвей следует руководствоваться п. 4.7 .

Если ветви составного элемента имеют различное сечение, то расчетную гибкость l ₁ ветви в формуле (11 ) следует принимать равной:

определение l₁ приведено на рис. 2.

4.7. Составные элементы на податливых соединениях, часть ветвей которых не оперта по концам, допускается рассчитывать на прочность и устойчивость по формулам (5 ), (6) при соблюдении следующих условий:

а) площади поперечного сечения элемента F_нт и F_рас следует определять по сечению опертых ветвей;

б) гибкость элемента относительно оси У (см. рис. 2) определяется по формуле (11 ); при этом момент инерции принимается с учетом всех ветвей, а площадь — только опертых;

в) при определении гибкости относительно оси Х (см. рис. 2) момент инерции следует определять по формуле

I = I _о + 0,5I _но , (15)

где I_о и I_но — моменты инерции поперечных сечений соответственно опертых и неопертых ветвей.

4.8. Расчет на устойчивость центрально-сжатых элементов переменного по высоте сечения следует выполнять по формуле

где F_макс — площадь поперечного сечения брутто с максимальными размерами;

k _жN — коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения, определяемый по табл. 1 прил. 4 (для элементов постоянного сечения k_жN = 1);

j — коэффициент продольного изгиба, определяемый по п. 4.3 для гибкости, соответствующей сечению с максимальными размерами.

Изгибаемые элементы

4.9. Расчет изгибаемых элементов, обеспеченных от потери устойчивости плоской формы деформирования (см. пп. 4.14 и 4.15 ), на прочность по нормальным напряжениям следует производить по формуле

где М — расчетный изгибающий момент;

R _и — расчетное сопротивление изгибу;

W _расч — расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента. Для цельных элементов W_расч = W_нт; для изгибаемых составных элементов на податливых соединениях расчетный момент сопротивления следует принимать равным моменту сопротивления нетто W_нт, умноженному на коэффициент k_w; значения k_w для элементов, составленных из одинаковых слоев, приведены в табл. 13 . При определении W_нт ослабления сечений, расположенные на участке элемента длиной до 200 мм, принимают совмещенными в одном сечении.

Число слоев в элементе

Значение коэффициентов для расчета изгибаемых составных элементов при пролетах, м

Примечание . Для промежуточных значений величины пролета и числа слоев коэффициенты определяются интерполяцией.

4.10. Расчет изгибаемых элементов на прочность по скалыванию следует выполнять по формуле

где Q — расчетная поперечная сила;

S ¢ _бр — статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

I _бр — момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

b _рас — расчетная ширина сечения элемента;

R _ск — расчетное сопротивление скалыванию при изгибе.

4.11. Количество срезов связей n_с, равномерно расставленных в каждом шве составного элемента на участке с однозначной эпюрой поперечных сил, должно удовлетворять условию

где Т — расчетная несущая способность связи в данном шве;

М _А , М_В — изгибающие моменты в начальном А и конечном В сечениях рассматриваемого участка.

Примечание . При наличии в шве связей разной несущей способности, но одинаковых по характеру работы (например, нагелей и гвоздей), несущие способности их следует суммировать.

4.12. Расчет элементов цельного сечения на прочность при косом изгибе следует производить по формуле

где М_х и М_у — составляющие расчетного изгибающего момента для главных осей сечения Х и У;

W _x и W_у — моменты сопротивлений поперечного сечения нетто относительно главных осей сечения Х и У.

4.13. Клееные криволинейные элементы, изгибаемые моментом М, уменьшающим их кривизну, следует проверять на радиальные растягивающие напряжения по формуле

где s ₀ — нормальное напряжение в крайнем волокне растянутой зоны;

s _i — нормальное напряжение в промежуточном волокне сечения, для которого определяются радиальные растягивающие напряжения;

h_i — расстояние между крайним и рассматриваемым волокнами;

r_i — радиус кривизны линии, проходящей через центр тяжести части эпюры нормальных растягивающих напряжений, заключенной между крайним и рассматриваемым волокнами;

R _р.90 — расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3 .

4.14. Расчет на устойчивость плоской формы деформирования изгибаемых элементов прямоугольного постоянного сечения следует производить по формуле

где М — максимальный изгибающий момент на рассматриваемом участке l_р;

W _бр — максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке l_p.

Коэффициент j _М для изгибаемых элементов прямоугольного постоянного поперечного сечения, шарнирно-закрепленных от смещения из плоскости изгиба и закрепленных от поворота вокруг продольной оси в опорных сечениях, следует определять по формуле

где l_p — расстояние между опорными сечениями элемента, а при закреплении сжатой кромки элемента в промежуточных точках от смещения из плоскости изгиба — расстояние между этими точками;

b — ширина поперечного сечения;

h — максимальная высота поперечного сечения на участке l_p;

k _ф — коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l_p, определяемый по табл. 2 прил. 4 настоящих норм.

При расчете изгибаемых элементов с линейно меняющейся по длине высотой и постоянной шириной поперечного сечения, не имеющих закреплений из плоскости по растянутой от момента М кромке, или при m < 4 коэффициент j _М по формуле (23 ) следует умножать на дополнительный коэффициент k_жМ. Значения k_жМ приведены в табл. 2 прил. 4 . При m ³ 4 k_жМ = 1.

При подкреплении из плоскости изгиба в промежуточных точках растянутой кромки элемента на участке l_p коэффициент j _М определенный по формуле (23 ), следует умножать на коэффициент k_пМ:

где a _p — центральный угол в радианах, определяющий участок l_p элемента кругового очертания (для прямолинейных элементов a _p = 0);

m — число подкрепленных (с одинаковым шагом) точек растянутой кромки на участке l_p (при m ³ 4 величину следует принимать равной 1).

4.15. Проверку устойчивости плоской формы деформирования изгибаемых элементов постоянного двутаврового или коробчатого поперечного сечений следует производить в тех случаях, когда

l _p ³ 7b, (25)

где b — ширина сжатого пояса поперечного сечения.

Расчет следует производить по формуле

где j — коэффициент продольного изгиба из плоскости изгиба сжатого пояса элемента, определяемый по п. 4.3 ;

R _с — расчетное сопротивление сжатию;

W _бр — момент сопротивления брутто поперечного сечения; в случае фанерных стенок — приведенный момент сопротивления в плоскости изгиба элемента.

Элементы, подверженные действию осевой силы с изгибом

4.16. Расчет внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов следует производить по формуле

где W_расч — расчетный момент сопротивления поперечного сечения (см. п. 4.9 );

F _расч — площадь расчетного сечения нетто.

где М_д — изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме.

Примечания : 1. Для шарнирно-опертых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов синусоидального, параболического, полигонального и близких к ним очертаний, а также для консольных элементов М_д следует определять по формуле

где x — коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле

М — изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;

j — коэффициент, определяемый по формуле (8 ) п. 4.3 .

2. В случаях когда в шарнирно-опертых элементах эпюры изгибающих моментов имеют треугольное или прямоугольное очертание, коэффициент — по формуле (30 ) следует умножать на поправочный коэффициент k_н:

где a _н — коэффициент, который следует принимать равным 1,22 при эпюрах изгибающих моментов треугольного очертания (от сосредоточенной силы) и 0,81 при эпюрах прямоугольного очертания (от постоянного изгибающего момента).

3. При несимметричном загружении шарнирно-опертых элементов величину изгибающего момента М_м следует определять по формуле

где М_с и М_к — изгибающие моменты в расчетном сечении элемента от симметричной и кососимметричной составляющих нагрузки;

x _с и x _к — коэффициенты, определяемые по формуле (30 ) при величинах гибкостей, соответствующих симметричной и кососимметричной формам продольного изгиба.

4. Для элементов переменного по высоте сечения площадь F_бр в формуле (30 ) следует принимать для максимального по высоте сечения, а коэффициент j следует умножать на коэффициент k_жN, принимаемый по табл. 1 прил. 4 .

5. При отношении напряжений от изгиба к напряжениям от сжатия менее 0,1 сжато-изгибаемые элементы следует проверять также на устойчивость по формуле (6 ) без учета изгибающего момента.

4.18. Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле

где F_бр — площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке l_p;

n = 2 — для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования и n = 1 для элементов, имеющих такие закрепления;

j — коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле (8 ) для гибкости участка элемента расчетной длиной l_p из плоскости деформирования;

j _м — коэффициент, определяемый по формуле (23 ).

При наличии в элементе на участке l_p закреплений из плоскости деформирования со стороны растянутой от момента М кромки коэффициент j _м следует умножать на коэффициент k_пМ, определяемый по формуле (24 ), а коэффициент j — на коэффициент k_пN по формуле

где a _p , l_p, h и m — см. п. 4.14 .

При расчете элементов переменного по высоте сечения, не имеющих закреплений из плоскости по растянутой от момента М кромке, или при m < 4 коэффициенты j и j _М , определяемые по формулам (8 ) и ( 23 ), следует дополнительно умножать соответственно на коэффициенты k_жN и k_жМ, приведенные в табл. 1 и 2 прил. 4.

При m ³ 4 k_жN = k_жМ = 1.

4.19. В составных сжато-изгибаемых элементах следует проверять устойчивость наиболее напряженной ветви, если расчетная длина ее превышает семь толщин ветви, по формуле

где j ₁ — коэффициент продольного изгиба для отдельной ветви, вычисленный по ее расчетной длине l₁ (см. п. 4.6 );

F _бр , W_бр — площадь и момент сопротивления брутто поперечного сечения элемента.

Устойчивость сжато-изгибаемого составного элемента из плоскости изгиба следует проверять по формуле (6 ) без учета изгибающего момента.

4.20. Количество срезов связей n_с, равномерно расставленных в каждом шве сжато-изгибаемого составного элемента на участке с однозначной эпюрой поперечных сил при приложении сжимающей силы по всему сечению, должно удовлетворять условию

где S_бр — статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения относительно нейтральной оси;

I _бр — момент инерции брутто поперечного сечения элемента;

Т — расчетная несущая способность одной связи в данном шве;

М _д — изгибающий момент, определяемый по п. 4.17 .

Расчетные длины и предельные гибкости элементов деревянных конструкций

4.21. Для определения расчетной длины прямолинейных элементов, загруженных продольными силами по концам, коэффициент m ₀ следует принимать равным:

при шарнирно-закрепленных концах, а также при шарнирном закреплении в промежуточных точках элемента — 1;

при одном шарнирно-закрепленном и другом защемленном конце — 0,8;

при одном защемленном и другом свободном нагруженном конце — 2,2;

при обоих защемленных концах — 0,65.

В случае распределенной равномерно по длине элемента продольной нагрузки коэффициент m ₀ следует принимать равным:

при обоих шарнирно-закрепленных концах — 0,73;

при одном защемленном и другом свободном конце — 1,2.

Расчетную длину пересекающихся элементов, соединенных между собой в месте пересечения, следует принимать равной:

при проверке устойчивости в плоскости конструкций — расстоянию от центра узла до точки пересечения элементов;

при проверке устойчивости из плоскости конструкции:

а) в случае пересечения двух сжатых элементов — полной длине элемента;

б) в случае пересечения сжатого элемента с неработающим — величине l₁, умноженной на коэффициент m ₀ :

где l₁, l ₁ , F₁ — полная длина, гибкость и площадь поперечного сечения сжатого элемента;

l ₂ , l ₂ , F₂ — длина, гибкость и площадь поперечного сечения неработающего элемента.

Величину m ₀ следует принимать не менее 0,5;

в) в случае пересечения сжатого элемента с растянутым равной по величине силой — наибольшей длине сжатого элемента, измеряемой от центра узла до точки пересечения элементов.

Если пересекающиеся элементы имеют составное сечение, то в формулу (37 ) следует подставлять соответствующие значения гибкости, определяемые по формуле (11 ).

4.22. Гибкость элементов и их отдельных ветвей в деревянных конструкциях не должна превышать значений, указанных в табл. 14 .

Предельная гибкость l _макс

1. Сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонны

2. Прочие сжатые элементы ферм и других сквозных конструкций

3. Сжатые элементы связей

4. Растянутые пояса ферм в вертикальной плоскости

5. Прочие растянутые элементы ферм и других сквозных конструкций

Для опор воздушных линий электропередачи

6. Основные элементы (стойки, приставки, опорные раскосы)

7. Прочие элементы

Примечание . Для сжатых элементов переменного сечения величины предельной гибкости l _макс умножаются на , где коэффициент k_жN принимается по табл. 1 прил. 4 .

Особенности расчета клееных элементов из фанеры с древесиной

4.23. Расчет клееных элементов из фанеры с древесиной следует выполнять по методу приведенного поперечного сечения.

4.24. Прочность растянутой фанерной обшивки плит (рис. 3) и панелей следует проверять по формуле

где М — расчетный изгибающий момент;

R _ф.р — расчетное сопротивление фанеры растяжению;

m _ф — коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки, принимаемый равным при усовом соединении или с двусторонними накладками: m_ф = 0,6 для фанеры обычной и m_ф = 0,8 для фанеры бакелизированной. При отсутствии стыков m_ф = 1;

W _пр — момент сопротивления поперечного сечения, приведенного к фанере, который следует определять в соответствии с указаниями п. 4.25 .

4.25. Приведенный момент сопротивления поперечного сечения клееных элементов из фанеры с древесиной следует определять по формуле

где y_о — расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани обшивки;

I _пр — момент инерции сечения, приведенного к фанере:

где I_ф — момент инерции поперечного сечения фанерных обшивок;

I _д — момент инерции поперечного сечения деревянных ребер каркаса;

Е _д /Е_ф — отношение модулей упругости древесины и фанеры.

При определении приведенных моментов инерции и приведенных моментов сопротивления расчетную ширину фанерных обшивок следует принимать равной b_рас = 0,9b при l ³ 6a и b_рас = 0,15 b, при l < 6а (b — полная ширина сечения плиты, l — пролет плиты, а — расстояние между продольными ребрами по осям).

4.26. Устойчивость сжатой обшивки плит и панелей следует проверять по формуле

(а — расстояние между ребрами в свету; d — толщина фанеры).

Верхнюю обшивку плит дополнительно следует проверять на местный изгиб от сосредоточенного груза Р = 1 кН (100 кгс) (с коэффициентом перегрузки n = 1,2) как заделанную в местах приклеивания к ребрам пластинку.

4.27. Проверку на скалывание ребер каркаса плит и панелей или обшивки по шву в месте примыкания ее к ребрам следует производить по формуле

где Q — расчетная поперечная сила;

S _пр — статический момент сдвигаемой части приведенного сечения относительно нейтральной оси;

R _сп — расчетное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон или фанеры вдоль волокон наружных слоев;

b _рас — расчетная ширина сечения, которую следует принимать равной суммарной ширине ребер каркаса.

4.28. Расчет на прочность поясов изгибаемых элементов двутаврового и коробчатого сечений с фанерными стенками ( рис. 4 ) следует производить по формуле (17 ), принимая W_рас = W_пр, при этом напряжения в растянутом поясе не должны превышать R_р, а в сжатом — j R _с ( j — коэффициент продольного изгиба из плоскости изгиба).

4.29. При проверке стенки на срез по нейтральной оси в формуле (42 ) значение R_ск принимается равным R_ф.ср, а расчетная ширина b_рас

где å d _ст — суммарная толщина стенок.

При проверке скалывания по швам между поясами и стенкой в формуле (42 ) R_ск = R_ф.ск, а расчетную ширину сечения следует принимать равной

где h_п — высота поясов;

n — число вертикальных швов.

4.30. Прочность стенки в опасном сечении на действие главных растягивающих напряжений в изгибаемых элементах двутаврового и коробчатого сечений следует проверять по формуле

где R_{ф.р. a} — расчетное сопротивление фанеры растяжению под углом a определяемое по графику рис. 17 прил. 5 ;

s _ст — нормальное напряжение в стенке от изгиба на уровне внутренней кромки поясов;

t _ст — касательные напряжения в стенке на уровне внутренней кромки поясов;

a — угол, определяемый из зависимости

Устойчивость стенки с продольным по отношению к оси элемента расположением волокон наружных слоев следует проверять на действие касательных и нормальных напряжений при условии

где h_ст — высота стенки между внутренними гранями полок;

d — толщина стенки.

Расчет следует производить по формуле

где k_и и k _t — коэффициенты, определяемые по графикам рис. 18 , 19 прил. 5 ;

h _рас — расчетная высота стенки, которую следует принимать равной h_ст при расстоянии между ребрами а ³ h_ст и равной а при a < h_ст.

При поперечном по отношению к оси элемента расположении наружных волокон фанерной стенки проверку устойчивости следует производить по формуле (48 ) на действие только касательных напряжений в тех случаях, когда

Б. Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям второй группы

4.31. Деформации деревянных конструкций или их отдельных элементов следует определять с учетом сдвига и податливости соединений. Величину деформаций податливого соединения при полном использовании его несущей способности следует принимать по табл. 15 , а при неполном — пропорциональной действующему на соединение усилию.

Деформация соединения, мм

На лобовых врубках и торец в торец

На нагелях всех видов

В примыканиях поперек волокон

В клеевых соединениях

Предельные прогибы в долях пролета, не более

1. Балки междуэтажных перекрытий

2. Балки чердачных перекрытий

3. Покрытия (кроме ендов):

а) прогоны, стропильные ноги

б) балки консольные

в) фермы, клееные балки (кроме консольных)

д) обрешетки, настилы

4. Несущие элементы ендов

5. Панели и элементы фахверха

Примечания: 1. При наличии штукатурки прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролета.

2. При наличии строительного подъема предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета.

4.32. * Прогибы и перемещения элементов конструкций не должны превышать предельных, установленных СНиП 2 . 01 . 07-85 .

(Измененная редакция. Изм. № 1).

4.33. Прогиб изгибаемых элементов следует определять по моменту инерции поперечного сечения брутто. Для составных сечений момент инерции умножается на коэффициент k_ж учитывающий сдвиг податливых соединений, приведенный в табл. 13 .

Наибольший прогиб шарнирно-опертых и консольных изгибаемых элементов постоянного и переменного сечений f следует определять по формуле

где f_о — прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета деформаций сдвига;

h — наибольшая высота сечения;

l — пролет балки;

k — коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;

с — коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы.

Значения коэффициентов k и с для основных расчетных схем балок приведены в табл. 3 прил. 4 .

4.34. Прогиб клееных элементов из фанеры с древесиной следует определять, принимая жесткость сечения равной 0,7 ЕI_пр. Расчетная ширина обшивок плит и панелей при определении прогиба принимается в соответствии с указаниями п. 4.25 .

4.35. Прогиб сжато-изгибаемых шарнирно-опертых симметрично нагруженных элементов и консольных элементов следует определять по формуле

где f — прогиб, определяемый по формуле (50 );

x — коэффициент, определяемый по формуле (30 ).

5. Расчет соединений элементов деревянных конструкций

Общие указания

5.1. Действующее на соединение (связь) усилие не должно превышать расчетной несущей способности соединения (связи) Т.

5.2. Расчетную несущую способность соединений, работающих на смятие и скалывание, следует определять по формулам:

а) из условия смятия древесины

б) из условия скалывания древесины

где F_см — расчетная площадь смятия;

F _см — расчетная площадь скалывания;

R _{см a} — расчетное сопротивление древесины смятию под углом к направлению волокон;

— расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон, определяемое п. 5.3 .

5.3. Среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины скалыванию следует определять по формуле

где R_ск — расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон (при расчете по максимальному напряжению);

l _ск — расчетная длина плоскости скалывания, принимаемая не более 10 глубин врезки в элемент;

е — плечо сил скалывания, принимаемое равным 0,5h при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами ( рис. 5 , а) и 0,25h при расчете симметрично загруженных элементов с симметричной врезкой ( рис. 5 , б); h — полная высота поперечного сечения элемента);

b — коэффициент, принимаемый равным 0,25 при расчете соединений, работающих по схеме, показанной на рис. 5 , г и b = 0,125 при расчете соединений, работающих по схеме согласно рис. 5 , в; если обеспечено обжатие по плоскостям скалывания.

Отношение l_ск /е должно быть не менее 3.

Рис. 5. Врезки в элементах соединений

а — несимметричная; б — симметричная; в, г — схемы скалывания в соединениях

Клеевые соединения

5.4. При расчете конструкций клеевые соединения следует рассматривать как неподатливые соединения.

5.5. Клеевые соединения следует использовать:

а) для стыкования отдельных слоев на зубчатом соединении ( рис. 6 , а);

б) для образования сплошного сечения (пакетов) путем сплачивания слоев по высоте и ширине сечения. При этом по ширине пакета швы склеиваемых кромок в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на толщину слоя d по отношению друг к другу ( рис. 6 , б);

в) для стыкования клееных пакетов, сопрягаемых под углом на зубчатый шип по всей высоте сечения ( рис. 6 , в).

Рис. 6. Клеевые соединения

а — при стыковании отдельных слоев по длине зубчатым шипом, выходящим на пласть; б — при образовании пакетов и сплачивании по пласти и кромке; в — при стыковании клееных элементов под углом зубчатым шипом

Величина внутреннего угла между осями сопрягаемых под углом элементов должна быть не менее 104 ° .

5.6. Применение усового соединения допускается для фанеры вдоль волокон наружных слоев. Длину усового соединения следует принимать не менее 10 толщин стыкуемых элементов.

5.7. Толщину склеиваемых слоев в элементах, как правило, не следует принимать более 33 мм. В прямолинейных элементах допускается толщина слоев до 42 мм при условии устройства в них продольных прорезей.

5.8. В клееных элементах из фанеры с древесиной не следует применять доски шириной более 100 мм при склеивании их с фанерой и более 150 мм в примыканиях элементов под углом от 30 до 45 ° .

Соединения на врубках

5.9. Узловые соединения элементов из брусьев и круглого леса на лобовых врубках следует выполнять с одним зубом ( рис. 7 ).

Рис. 7. Лобовая врубка с одним зубом

Рабочая плоскость смятия во врубках при соединении элементов, не испытывающих поперечного изгиба, должна располагаться перпендикулярно оси примыкающего сжатого элемента. Если примыкающий элемент помимо сжатия испытывает поперечный изгиб, рабочую плоскость смятия во врубках следует располагать перпендикулярно равнодействующей осевой и поперечной сил.

Элементы, соединяемые на лобовых врубках, должны быть стянуты болтами.

5.10. Лобовые врубки следует рассчитывать на скалывание согласно указаниям пп. 5.2 и 5.3, принимая расчетное сопротивление скалыванию по п. 5 табл. 3 .

5.11. Длину плоскости скалывания лобовых врубок следует принимать не менее 1,5h, где h — полная высота сечения скалываемого элемента.

Глубину врубки следует принимать не более 1 /₄ h в промежуточных узлах сквозных конструкций и не более 1 /₃ h в остальных случаях, при этом глубина врубок h₁ в брусьях должна быть не менее 2 см, а в круглых лесоматериалах — не менее 3 см.

5.12. Расчет на смятие лобовых врубок с одним зубом следует производить по плоскости смятия (см. рис. 7 ). Угол смятия древесины a следует принимать равным углу между направлениями сминающего усилия и волокон сминаемого элемента.

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом к волокнам для лобовых врубок следует определять по формуле (2 ) примеч. 2 к табл. 3 независимо от размеров площади смятия.

Соединения на цилиндрических нагелях

5.13. Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из сосны и ели ( рис. 8 ) при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон и гвоздями под любым углом, следует определять по табл. 17 . В необходимых случаях расчетную несущую способность цилиндрического нагеля, определенную по табл. 17 , следует устанавливать с учетом указаний п. 5.15 .

Напряженное состояние соединения

Расчетная несущая способность Т на один шов сплачивания (условный срез), кН (кгс)

гвоздя, стального, алюминиевого, стеклопластикового нагеля

1. Симметричные соединения ( рис. 8 , а)

а) смятие в средних элементах

б) смятие в крайних элементах

а) смятие во всех элементах равной толщины, а также в более толстых элементах односрезных соединений

в) смятие в более тонких крайних элементах при а £ 0,35с

г) смятие в более тонких элементах односрезных соединений и в крайних элементах при c > a > 0,35c

2,5d 2 + 0,01a 2

(250d 2 + a 2 ), но не более 4d 2 (400d 2 )

б) изгиб нагеля из стали С38/23

1,8d 2 + 0,02a 2

(180d 2 + 2a 2 ), но не более 2,5d 2 (250d 2 )

в) изгиб нагеля из алюминиевого сплава Д16-Т

1,6d 2 + 0,02a 2

(160d 2 + 2a 2 ), но не более 2,2d 2 (220d 2 )

г) изгиб нагеля из стеклопластика АГ-4С

1,45d 2 + 0,02a 2

(145d 2 + 2a 2 ), но не более 1,8d 2 (180d 2 )

д) изгиб нагеля из древеснослоистого пластика ДСПБ

0,8d 2 + 0,02a 2

(80d 2 + 2a 2 ),

но не более d 2 (100d 2 )

е) изгиб дубового нагеля

0,45d 2 + 0,02a 2 (45d 2 + 2a 2 ), но не более 0,65d 2 (65d 2 )

Примечания : 1. В таблице: с — толщина средних элементов, а также равных по толщине или более толстых элементов односрезных соединений, а — толщина крайних элементов, а также более тонких элементов односрезных соединений; d — диаметр нагеля; все размеры в см.

2. Расчетную несущую способность нагеля в двухсрезных несимметричных соединениях при неодинаковой толщине элементов следует определять с учетом следующего:

а) расчетную несущую способность нагеля из условия смятия в среднем элементе толщиной с при промежуточных значениях а между с и 0,5с следует определять интерполяцией между значениями по пп. 2а и 2б таблицы;

б) при толщине крайних элементов а > с расчетную несущую способность нагеля следует определять из условия смятия в крайних элементах по п. 2а таблицы с заменой с на а;

в) при определении расчетной несущей способности из условий изгиба нагеля толщину крайнего элемента а в п. 3 таблицы следует принимать не более 0,6с.

3. Значения коэффициентов k_н для определения расчетной несущей способности при смятии в более тонких элементах односрезных соединений при с ³ а ³ 0,35с приведены в табл. 18 .

4. Расчетную несущую способность нагеля в рассматриваемом шве следует принимать равной меньшему из всех значений, полученных по формулам табл. 17 .

5. Расчет нагельных соединений на скалывание производить не следует, если выполняются условия расстановки нагелей в соответствии с пп. 5.18 и 5.22.

6. Диаметр нагеля d следует назначать из условия наиболее полного использования его несущей способности по изгибу.

7. Число нагелей n_н в симметричном соединении, кроме гвоздевого, следует определять по формуле

где N — расчетное усилие;

Т — наименьшая расчетная несущая способность, найденная по формулам табл. 17 ;

n _ш — число расчетных швов одного нагеля.

Рис. 8. Нагельные соединения

а — симметричные; б — несимметричные

Значения коэффициента k_н для односрезных соединений при а/с

Гвоздь, стальной, алюминиевый и стеклопластиковый нагель

Примечание . В знаменателе указаны значения k_н для Т в кгс.

5.14. Расчетную несущую способность цилиндрических нагелей при направлении передаваемого нагелем усилия под углом к волокнам следует определять согласно п. 5.13 с умножением:

а) на коэффициент k _a ( табл. 19 ) при расчете на смятие древесины в нагельном гнезде;

Коэффициент k _a

для стальных, алюминиевых и стеклопластиковых нагелей диаметром, мм

для дубовых нагелей

Примечания : 1. Значение k _a для промежуточных углов определяется интерполяцией.

2. При расчете односрезных соединений для более толстых элементов, работающих на смятие под углом, значение k _a следует умножать на дополнительный коэффициент 0,9 при с/а < 1,5 и на 0,75 при с/а ³ 1,5.

б) на величину при расчете нагеля на изгиб; угол a следует принимать равным большему из углов смятия нагелем элементов, прилегающих к рассматриваемому шву.

5.15. Расчетную несущую способность нагелей в соединениях элементов конструкций из древесины других пород, в различных условиях эксплуатации, в условиях повышенной температуры, при действии только постоянных и длительных временных нагрузок следует определять согласно пп. 5.13 и 5.14 с умножением:

а) на соответствующий коэффициент по табл. 4 , 5, 6 и пп. 3.2, б и 3.2, в при расчете нагельного соединения из условия смятия древесины в нагельном гнезде;

б) на корень квадратный из этого коэффициента при расчете нагельного соединения из условия изгиба нагеля.

5.16. Нагельное соединение со стальными накладками и прокладками на болтах или глухих цилиндрических нагелях ( рис. 9 ) допускается применять в тех случаях, когда обеспечена необходимая плотность постановки нагелей.

Рис. 9. Нагельные соединения со стальными накладками

а — на болтах; б — на глухих цилиндрических нагелях

Глухие стальные цилиндрические нагели должны иметь заглубление в древесину не менее 5 диаметров нагеля.

Нагельные соединения со стальными накладками и прокладками, следует рассчитывать согласно указаниям пп. 5.13-5.15 , причем в расчете из условия изгиба (п. 3 табл. 17 ) следует принимать наибольшее значение несущей способности нагеля.

Стальные накладки и прокладки следует проверять на растяжение по ослабленному сечению и на смятие под нагелем.

5.17. Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9.

5.18. Расстояние между осями цилиндрических нагелей вдоль волокон древесины S₁, поперек волокон S₂ и от кромки элемента S₃ ( рис. 10 ) следует принимать не менее:

Рис. 10. Расстановка нагелей

а — прямая; б — в шахматном порядке

для стальных нагелей S₁ = 7d; S₂ = 3,5d; S₃ = 3d;

для алюминиевых и стеклопластиковых нагелей S₁ = 6d; S₂ = 3,5d; S₃ = 3d;

для дубовых нагелей S₁ = 5d; S₂ = 3d; S₃ = 2,5d.

При толщине пакета b меньше 10d (см. рис. 10 ) допускается принимать:

для стальных, алюминиевых и стеклопластиковых нагелей S₁ = 6d; S₂ = 3d; S₃ = 2,5d;

для дубовых нагелей S₁ = 4d; S₂ = S₃ = 2,5d.

5.19. Нагели в растянутых стыках следует располагать в два или четыре продольных ряда; в конструкциях из круглых лесоматериалов допускается шахматное расположение нагелей в два ряда с расстоянием между осями нагелей вдоль волокон 2S₁, а поперек волокон S₂ = 2,5d.

5.20. При определении расчетной длины защемления конца гвоздя не следует учитывать заостренную часть гвоздя длиной 1,5d; кроме того, из длины гвоздя следует вычитать по 2 мм на каждый шов между соединяемыми элементами.

Если расчетная длина защемления конца гвоздя получается меньше 4d, его работу в примыкающем к нему шве учитывать не следует.

При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего элемента следует уменьшать на 1,5d ( рис. 11 ).

Рис. 11. Определение расчетной длины защемления конца гвоздя

Диаметр гвоздей следует принимать не более 0,25 толщины пробиваемых элементов.

5.21. Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон древесины следует принимать не менее:

S ₁ = 15d при толщине пробиваемого элемента с ³ 10d;

S ₁ = 25d при толщине пробиваемого элемента с = 4d.

Для промежуточных значений толщины с наименьшее расстояние следует определять по интерполяции.

Для элементов, не пробиваемых гвоздями насквозь, независимо от их толщины, расстояние между осями гвоздей следует принимать равным S₁ ³ 15d.

Расстояние вдоль волокон древесины от гвоздя до торца элемента во всех случаях следует принимать не менее S₁ = 15d.

Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины при прямой расстановке гвоздей следует принимать не менее S₂ = 4d; при шахматной расстановке или расстановке их косыми рядами под углом a £ 45 ° ( рис. 12 ) расстояние может быть уменьшено до 3d.

Рис. 12. Расстановка гвоздей косыми рядами

Расстояние S₃ от крайнего ряда гвоздей до продольной кромки элемента следует принимать не менее 4d.

Примечание . Расстояние между гвоздями вдоль волокон древесины в элементах из осины, ольхи и тополя следует увеличивать на 50 % по сравнению с указанными выше.

5.22. Применение шурупов и глухарей в качестве нагелей, работающих на сдвиг, допускается в односрезных соединениях со стальными накладками и накладками из бакелизированной фанеры. Расстояния между осями шурупов следует принимать по указаниям п. 5.18 , как для стальных цилиндрических нагелей.

5.23. Несущую способность шурупов и глухарей при заглублении их ненарезной части в древесину не менее чем на два диаметра следует определять по правилам для стальных цилиндрических нагелей.

Соединения на гвоздях и шурупах, работающих на выдергивание

5.24. Сопротивление гвоздей выдергиванию допускается учитывать во второстепенных элементах (настилы, подшивка потолков и т. д.) или в конструкциях, где выдергивание гвоздей сопровождается одновременной работой их как нагелей.

Не допускается учитывать работу на выдергивание гвоздей, забитых в заранее просверленные отверстия, забитых в торец (вдоль волокон), а также при динамических воздействиях на конструкцию.

5.25. Расчетную несущую способность на выдергивание одного гвоздя в МН (кгс), забитого в древесину поперек волокон, следует определять по формуле

где R_в.г — расчетное сопротивление выдергиванию на единицу поверхности соприкасания гвоздя с древесиной, которое следует принимать для воздушно-сухой древесины равным 0,3 МПа (3 кгс/см 2 ), а для сырой, высыхающей в конструкции, — 0,1 МПа (1 кгс/см 2 );

d — диаметр гвоздя, м (см);

l ₁ — расчетная длина защемленной, сопротивляющейся выдергиванию части гвоздя, м (см), определяемая согласно п. 5.20 .

Примечания : 1. В условиях повышенной влажности или температуры, а также при расчете на действие кратковременной или постоянной и длительной временной нагрузок расчетное сопротивление выдергиванию для воздушно-сухой древесины следует умножать на коэффициенты, приведенные в табл. 5 , 6 и пп. 3.2б и 3.2в настоящих норм.

2. При диаметре гвоздей более 5 мм в расчет вводят диаметр, равный 5 мм.

5.26. Длина защемленной части гвоздя должна быть не менее двух толщин пробиваемого деревянного элемента и не менее 10d.

Расстановку гвоздей, работающих на выдергивание, следует производить по правилам расстановки гвоздей, работающих на сдвиг (см. п. 5.21 ).

5.27. Расчетную несущую способность на выдергивание одного шурупа или глухаря в МН (кгс), завинченного в древесину поперек волокон, следует определять по формуле

где R_в.ш — расчетное сопротивление выдергиванию шурупа или глухаря на единицу поверхности соприкасания нарезной части шурупа с древесиной, которое следует принимать для воздушно-сухой древесины равным 1 МПа (10 кгс/см 2 ); расчетное сопротивление выдергиванию следует умножать в соответствующих случаях на коэффициенты, приведенные в табл. 5 , 6 и пп. 3.2б и 3.2в настоящих норм;

d — наружный диаметр нарезной части шурупа, м (см);

l ₁ — длина нарезной части шурупа, сопротивляющаяся выдергиванию, м (см).

Расстояние между осями винтов должно быть не менее: S₁ = 10d; S₂ = S₃ = 5d (см. рис. 10 ).

Соединения на пластинчатых нагелях

5.28. Применение дубовых или березовых пластинчатых нагелей (пластинок) допускается для сплачивания брусьев в составных элементах со строительным подъемом, работающих на изгиб и на сжатие с изгибом. Размеры пластинок и гнезд для них, а также расстановку их в сплачиваемых элементах следует принимать по рис. 13 . Направление волокон в пластинках должно быть перпендикулярно плоскости сплачивания элементов.

Рис. 13. Соединение на пластинчатых нагелях

а — со сквозными пластинками; б — с глухими пластинками

Сплачивание по высоте сечения более трех элементов, а также применение элементов, срощенных по длине, не допускается.

5.29. Расчетную несущую способность, кН (кгс), дубового или березового пластинчатого нагеля размерами по рис. 13 в соединениях элементов из сосны и ели следует определять по формуле

Т = 0,75b_пл (Т = 75b_пл), (58)

где b_пл — ширина пластинчатого нагеля, см, которую следует принимать равной ширине сплачиваемых элементов b_пл = b при сквозных пластинках и b_пл = 0,5b при глухих.

В случаях применения для сплачивания элементов из других древесных пород следует вводить поправочный коэффициент по табл. 4 (для скалывающих напряжений).

Для конструкций в условиях повышенной влажности или температуры, рассчитываемых на действие кратковременных или постоянной и длительной временной нагрузок, расчетную несущую способность пластинчатого нагеля следует умножать на поправочные коэффициенты по табл. 5 и 6 и пп. 3.2б и 3.2в.

Соединения на вклеенных стальных стержнях, работающих на выдергивание или продавливание

5.30. Применение соединений на вклеенных стальных стержнях из арматуры периодического профиля класса А-II и выше, диаметром от 12 до 25 мм, работающих на выдергивание и продавливание, допускается в условиях эксплуатации А1, А2, Б1 и Б2 при температуре окружающего воздуха, не превышающей 35 ° .

Примечание . Не допускается применение вклеенных стержней в открытых соединениях, металл которых может подвергаться прямому воздействию огня при пожаре.

5.31. Вклеивание предварительно очищенных и обезжиренных стержней следует осуществлять составами на основе эпоксидных смол в просверливаемые отверстия или в профрезерованные пазы ( рис. 14 ). Диаметры отверстий или размеры пазов должны приниматься более номинальных диаметров вклеиваемых стержней на 5 мм.

Рис. 14. Соединения на стержнях из арматуры периодического профиля, вклеенных

а — в цилиндрические отверстия; б — в профрезерованные пазы

5.32. Расчетную несущую способность, МН (кгс), вклеиваемого стержня на выдергивание или продавливание вдоль и поперек волокон в растянутых и сжатых стыках элементов деревянных конструкций из сосны и ели следует определять по формуле

Т = R_ск p [d + 0,005]l₁k_c; (Т = R_ск p [d + 0,5] l₁k_c), (59)

где d — номинальный диаметр вклеиваемого стержня, м (см);

l — длина заделываемой части стержня, м (см), которую следует принимать по расчету, но не менее 10d и не более 30d;

k _c — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений сдвига в зависимости от длины заделываемой части стержня, который следует определять по формуле

R _ск — расчетное сопротивление древесины скалыванию, МПа (кгс/см 2 ), определяемое по п. 5г табл. 3.

5.33. Расстояние между осями вклеенных стержней, работающих на выдергивание при продавливании вдоль волокон, следует принимать не менее S₂ = 3d, а до наружных граней — не менее S₃ = 2d.

6. Указания по проектированию деревянных конструкций

Общие указания

6.1. При проектировании деревянных конструкций следует:

а) учитывать производственные возможности предприятий-изготовителей деревянных конструкций;

б) учитывать возможности транспортных средств;

в) использовать древесину с наименьшими отходами и потерями;

г) предусматривать меры по обеспечению устойчивости и неизменяемости отдельных конструкций и всего здания или сооружения в целом в процессе монтажа и эксплуатации.

6.2. Напряжения и деформации в деревянных конструкциях от изменения температуры древесины, а также от усушки или разбухания древесины вдоль волокон учитывать не следует.

При пролетах деревянных безраспорных конструкций более 30 м одна из опор должна быть подвижной.

6.3. Действие сил трения при расчете деревянных конструкций следует учитывать:

а) если равновесие системы обеспечивается только трением при условии постоянного прижатия элемента и отсутствии динамической нагрузки; при этом коэффициент трения дерева по дереву следует принимать равным:

торца по боковой поверхности — 0,3;

боковых поверхностей — 0,2;

б) если трение ухудшает условия работы конструкций и соединений, то коэффициент трения следует принимать равным 0,6.

6.4. В растянутых и изгибаемых элементах из пиломатериалов не следует допускать ослаблений на кромках.

6.5. Расчет элементов из круглых лесоматериалов на устойчивость следует производить по сечению, расположенному в середине расчетной длины элемента, а на прочность — по сечению с максимальным изгибающим моментом.

6.6. Пространственную жесткость и устойчивость деревянных конструкций следует обеспечивать постановкой горизонтальных и вертикальных связей.

Поперечные связи следует располагать в плоскости верхнего пояса или по верху несущих конструкций.

В качестве поясов связевых ферм следует использовать верхние пояса или все сечение несущих конструкций.

6.7. Размер опорной части плит покрытий должен быть не менее 5,5 см. Плиты покрытий следует прикреплять к несущей конструкции с каждой стороны соединениями, воспринимающими усилия сдвига и отрыва.

6.8. Стыки деревянных растянутых элементов следует осуществлять совмещенными в одном сечении, перекрывая их накладками на стальных цилиндрических нагелях или иных соединениях.

Конструкция стыков растянутых элементов должна обеспечивать осевую передачу растягивающего усилия.

6.9. Не следует применять узлы и стыки с соединениями на связях с различной податливости, а также стыки, в которых часть деревянных элементов соединена непосредственно, а часть — через промежуточные элементы и соединения.

6.10. Элементы деревянных конструкций следует центрировать в узлах, стыках и на опорах, за исключением случаев, когда эксцентричное соединение элементов уменьшает действующий в расчетном сечении изгибающий момент.

6.11. Элементы конструкций должны быть стянуты болтами в узлах и стыках, а составные элементы на податливых соединениях должны быть стянуты и между узлами.

В соединениях на цилиндрических нагелях должно быть поставлено не менее трех стяжных болтов с каждой стороны стыка.

Диаметр стяжных болтов d_б следует принимать по расчету, но не менее 12 мм. Шайбы стяжных болтов должны иметь размер сторон или диаметр не менее 3,5d_б и толщину не менее 0,25d_б.

6.12. Площадь поперечного сечения нетто деревянных элементов сквозных несущих конструкций должна быть не менее 50 см 2 , а также не менее 0,5 полной площади сечения брутто при симметричном ослаблении.

Балки, прогоны, настилы

6.13. Балки, прогоны, настилы, обрешетки и другие изгибаемые элементы следует рассчитывать на прочность и прогиб. Значения максимальных прогибов должны быть не выше указанных в табл. 16 .

6.14. Настилы и обрешетки под кровлю следует рассчитывать на следующие сочетания нагрузок:

а) постоянная и временная от снега (расчет на прочность и прогиб);

б) постоянная и временная от сосредоточенного груза 1 кН (100 кгс) с умножением последнего на коэффициент перегрузки n = 1,2 (расчет только на прочность).

При сплошном настиле или при разреженном настиле с расстоянием между осями досок или брусков не более 150 мм нагрузку от сосредоточенного груза следует передавать на две доски или бруска, а при расстоянии более 150 мм — на одну доску или брусок. При двойном настиле (рабочем и защитном, направленном под углом к рабочему) сосредоточенный груз следует распределять на ширину 500 мм рабочего настила.

6.15. Подрезка на опоре в растянутой зоне изгибаемых элементов из цельной древесины глубиной а £ 0,25h допускается при условии

где А — опорная реакция от расчетной нагрузки;

b и h — ширина и высота поперечного сечения элемента без подрезки.

Длина опорной площадки подрезки с должна быть не больше высоты сечения h, а длина скошенной подрезки c₁ — не менее двух глубин а ( рис. 15 ).

6.16. В консольно-балочных прогонах шарниры следует осуществлять в виде косого прируба.

Передачу сосредоточенных нагрузок на несущие элементы конструкций следует осуществлять через их верхние грани.

Составные балки

6.17. Составным балкам на податливых связях следует придавать строительный подъем путем выгиба элементов до постановки связей. Величину строительного подъема (без учета последующего распрямления балки) следует принимать увеличенной в полтора раза по сравнению с прогибом составной балки под расчетной нагрузкой.

6.18. Брусчатые составные балки следует сплачивать не более чем из трех брусьев с помощью пластинчатых нагелей.

Балки клееные

6.19. Клееным балкам с шарнирным опиранием следует придавать строительный подъем, равный 1 /₂₀₀ пролета. В клееных изгибаемых и сжато-изгибаемых элементах допускается сочетать древесину двух сортов, используя в крайних зонах на 0,15 высоты поперечного сечения более высокий сорт, по которому назначаются расчетные сопротивления (R_и, R_c).

6.20. Пояса клееных балок с плоской фанерной стенкой следует выполнять из вертикально поставленных слоев (досок). В поясах балок коробчатого сечения допускается применять горизонтальное расположение слоев. Если высота поясов превышает 100 мм, в них следует предусматривать горизонтальные пропилы со стороны стенок.

Для стенок балок должна применяться водостойкая фанера толщиной не менее 8 мм.

Фермы

6.21. Расчет ферм с разрезными и неразрезными поясами следует производить по деформированной схеме с учетом податливости узловых соединений. В фермах с неразрезными поясами осевые усилия в элементах и перемещения допускается определять в предположении шарнирных узлов.

6.22. Фермы следует проектировать со строительным подъемом не менее 1 /₂₀₀ пролета, осуществляемым в клееных конструкциях путем выгиба по верхнему и нижнему поясам.

6.23. Расчетную длину сжатых элементов ферм при расчете их на устойчивость в плоскости фермы следует принимать равной расстоянию между центрами узлов, а из плоскости — между точками закрепления их из плоскости.

6.24. Элементы решетки ферм следует центрировать в узлах. В случае нецентрированных узлов ферм следует учитывать возникающие в элементах изгибающие моменты. Стыки сжатых поясов ферм следует располагать в узлах или вблизи узлов, закрепленных от выхода из плоскости ферм.

Арки и своды

6.25. Арки и своды следует рассчитывать на прочность в соответствии с указаниями п. 4.17 и на устойчивость в плоскости кривизны по формуле (6 ) п. 4.2 с учетом п. 4.17 , причем расчетную длину элементов l_о следует принимать:

а) при расчете на прочность по деформированной схеме:

для двухшарнирных арок и сводов при симметричной нагрузке l_о = 0,35S;

для трехшарнирных арок и сводов при симметричной нагрузке l_о = 0,58S;

для двухшарнирных и трехшарнирных арок и сводов при кососимметричной нагрузке — по формуле

где a — центральный угол полуарки, рад;

S — полная длина дуги арки или свода.

Для трехшарнирных стрельчатых арок с углом перелома в ключе более 10 ° при всех видах нагрузки l_о = 0,5S.

При расчете трехшарнирных арок на несимметричную нагрузку расчетную длину допускается принимать равной l_о = 0,58S;

б) при расчете на устойчивость в плоскости кривизны для двухшарнирных и трехшарнирных арок и сводов l_о = 0,58S.

6.26. Расчет трехшарнирных арок на устойчивость плоской формы деформирования следует производить по п. 4.18 .

6.27. При расчете арок на прочность по деформированной схеме и на устойчивость плоской формы деформирования величины N и М_д следует принимать в сечении с максимальным моментом (для проверяемого случая нагружения), а коэффициенты x или x _с и x _к следует определять по формуле (30) п. 4.17 с подстановкой в нее значения сжимающей силы N_о в ключевом сечении арки; расчет арок на устойчивость в плоскости кривизны следует производить по формуле (6 ) п. 4.2 на ту же сжимающую силу N_о.

Рамы

6.28. Расчет на прочность элементов трехшарнирных рам в их плоскости допускается выполнять по правилам расчета сжато-изгибаемых элементов с расчетной длиной, равной длине полурамы по осевой линии.

6.29. Устойчивость плоской формы деформирования трехшарнирных рам, закрепленных по внешнему контуру, допускается проверять по формулам п. 4.18 . При этом для рам из прямолинейных элементов, если угол между осями ригеля и стойки более 130 ° , и для гнуто-клееных рам расчетную длину элемента следует принимать равной длине осевой линии полурамы. При угле между стойкой и ригелем меньше 130 ° расчетную длину ригеля и стойки следует принимать равной длинам их внешних подкрепленных кромок.

6.30. Криволинейные участки гнуто-клееных рам (см. рис. 16 ) при отношении h/r ³ 1 /₇ (h — высота сечения, r — радиус кривизны центральной оси криволинейного участка) следует рассчитывать на прочность по формуле (28 ) п. 4.17 , в которой при проверке напряжений по внутренней кромке расчетный момент сопротивления следует умножать на коэффициент k_rв:

а при проверке напряжений по наружной кромке — на коэффициент k_rн

Расстояние z от центральной оси поперечного сечения до нейтральной оси следует определять по формуле

Рис. 16. Расчетная схема к определению напряжений в криволинейной части гнуто-клееных рам

Опоры воздушных линий электропередачи

6.31. Для элементов деревянных опор воздушных линий электропередачи допускается применять круглый лес, пиломатериалы и клееную древесину.

6.32. Для основных элементов опор (стоек, приставок, траверс) диаметр бревна в верхнем отрубе должен быть не менее 18 см для ЛЭП напряжением 110 кВ и выше и не менее 16 см для ЛЭП напряжением 35 кВ и ниже.

Диаметр приставок (пасынков, свай) опор ЛЭП напряжением 35 кВ и выше должен быть не менее 18 см. Для вспомогательных элементов опор диаметр бревен в верхнем отрубе должен быть не менее 14 см.

6.33. Сопряжение элементов опор ЛЭП следует, как правило, выполнять без врубок.

6.34. Диаметр болтов должен быть не менее 16 мм и не более 27 мм.

Конструктивные требования по обеспечению надежности деревянных конструкций

6.35. Конструктивные меры и защитная обработка древесины должны обеспечивать сохранность деревянных конструкций при транспортировании, хранении и монтаже, а также долговечность их в процессе эксплуатации.

6.36. Конструктивные меры должны предусматривать:

а) предохранение древесины конструкций от непосредственного увлажнения атмосферными осадками, грунтовыми и талыми водами (за исключением опор воздушных линий электропередачи), производственными водами и др.;

б) предохранение древесины конструкций от промерзания, капиллярного и конденсационного увлажнения;

в) систематическую просушку древесины конструкций путем создания осушающего температурно-влажностного режима (естественная и принудительная вентиляция помещения, устройство в конструкциях и частях зданий осушающих продухов, аэраторов).

6.37. Деревянные конструкции должны быть открытыми, хорошо проветриваемыми, по возможности доступными во всех частях для осмотра, профилактического ремонта, возобновления защитной обработки древесины и др.

6.38. В отапливаемых зданиях несущие конструкции следует располагать без пересечения их с ограждающими конструкциями.

6.39. Не допускается глухая заделка частей деревянных конструкций в каменные стены.

6.40. Несущие клееные деревянные конструкции, эксплуатируемые на открытом воздухе, должны иметь сплошное сечение; верхние горизонтальные и наклонные грани этих конструкций следует защищать антисептированными досками, козырьками из оцинкованного кровельного железа, алюминия, стеклопластика или другого атмосферостойкого материала.

6.41. Опирание несущих деревянных конструкций на фундаменты, каменные стены, стальные и железобетонные колонны и другие элементы конструкций из более теплопроводных материалов (при непосредственном их контакте) следует осуществлять через гидроизоляционные прокладки.

Деревянные подкладки (подушки), на которые устанавливаются опорные части несущих конструкций, следует изготовлять из антисептированной древесины преимущественно лиственных пород.

6.42. Металлические накладки в соединениях конструкций, эксплуатируемых в условиях, где возможно выпадение конденсата, должны отделяться от древесины гидроизоляционным слоем.

6.43. Покрытия с деревянными несущими и ограждающими конструкциями следует проектировать, как правило, с наружным отводом воды.

6.44. В ограждающих конструкциях отапливаемых зданий и сооружений должно быть исключено влагонакапливание в процессе эксплуатации. В панелях стен и плитах покрытий следует предусматривать вентиляционные продухи, сообщающиеся с наружным воздухом, а в случаях, предусмотренных теплотехническим расчетом, использовать пароизоляционный слой.

Рулонные и пленочные материалы, используемые в качестве пароизоляции в плитах и панелях стен, у которых обшивки соединены гвоздями или шурупами с деревянными или с клееным каркасом из фанеры или древесины, должны укладываться сплошным непрерывным слоем между каркасом и обшивкой.

В ограждающих конструкциях с соединением обшивок с каркасом на клею следует применять окрасочную или обмазочную пароизоляцию. Швы между панелями и плитами должны быть утеплены и уплотнены герметизирующими материалами.

Приложение 1

Дополнительные требования к древесине

К древесине для деревянных конструкций кроме требований ГОСТ 8486-66* на пиломатериалы хвойных пород и ГОСТ 9463-72* на круглые лесоматериалы должны предъявляться дополнительные требования:

а) ширина годичных слоев в древесине должна быть не более 5 мм, а содержание в них поздней древесины — не менее 20 %;

б) в заготовках из пиломатериалов 1-го и 2-го сорта для крайней растянутой зоны (на 0,15 высоты сечения) клееных изгибаемых элементов и в досках 1-3-го сорта толщиной 60 мм и менее, работающих на ребро при изгибе или на растяжение, не допускается сердцевина.

Приложение 2

Нормативные и временные сопротивления древесины сосны и ели

Нормативные сопротивления R н и (с обеспеченностью 0,95) и средние значения временных сопротивлений R вр и соответственно сортной древесины пиломатериалов и чистой древесины, приведенные к влажности 12 %, даны для основных видов напряженного состояния ниже, в таблице.

Вид напряженного состояния

, МПа (кгс/см 2 ), древесины сорта

, МПа (кгс/см 2 ), чистой древесины

Пособие к СНиП II-25-80 Пособие по проектированию деревянных конструкций

Рекомендовано к изданию решением секции деревянных конструкций Научно-технического совета ЦНИИСК им. Кучеренко.

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

Содержит обоснования и разъяснения основных положений норм проектирования деревянных конструкций, дополнительные рекомендации и вспомогательные материалы к ним, сопровождаемые примерами проектирования.

Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, преподавателей и студентов строительных вузов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее Пособие разработано к СНиП II-25-80. В нем даны необходимые разъяснения и обоснования отдельных положений и указаний по расчету деревянных конструкций, приведены рекомендации по проектированию, не получившие отражения в нормах. В частности, это касается особенностей расчета сжато-изгибаемых элементов, связей жесткости, новых типов соединений, технико-экономической оценки конструктивных решений и др.

Пособие охватывает конструкции из цельной и клееной древесины, иллюстрируя положения СНиП II-25-80 на конкретных примерах конструирования и расчета отдельных типов деревянных конструкций. В качестве приложения к пособию, даны некоторые вспомогательные графики, таблицы и другие справочные материалы, необходимые для проектирования.

Пособие разработано отделом деревянных конструкций ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР (канд. техн. наук A.К. Шенгелия — ответственный редактор, кандидаты техн. наук B.И. Аганин, А.Я. Дривинг, И.М. Зотова, Е.М. Знаменский, д-р техн. наук Л.М. Ковальчук, кандидаты техн. наук И.М. Линьков, A.Ф. Михайлов, инженеры А.И. Мезенцев, Р.В. Ннкулихина, кандидаты техн. наук И.Г. Овчинникова, С.Б. Турковский, О.И. Шипков, д-р техн. наук А.С. Фрейдин) при участии ЦНИИпромзданий (канд. техн. наук В.С. Шейнкман), ЦНИИЭП им. Мезенцева (канд. техн. наук С.М. Жак, инж. М.Ю. Заполь, д-р техн. наук B.И. Травуш), ЦНИИЭПсельстроя (кандидаты техн. наук В.П. Деев, Б.А. Степанов, В.И. Фролов), ВНИИдрева (канд. техн. наук Б.Е. Кондратенко), Московского инженерно-строительного института им. В.В Куйбышева (кандидаты техн. наук Н.М. Кузнецова, В.С. Сарычев), Ленинградского инженерно-строительного института (кандидаты техн. наук Е.И. Светозарова, Е.Н. Серов), Брестского инженерно-строительного института (канд. техн. наук Р.Б. Орлович), Пермского политехнического института (канд. техн. наук А.В. Калугин), Курского политехнического института (канд. техн. наук А.С. Прокофьев), Кировского политехнического института (канд. техн. наук Ю.В. Пискунов), Уральского политехнического института им. С.М. Кирова (инж. С.П. Тамакулов).

1 . ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 . Деревянные конструкции следует применять в зданиях и сооружениях сельского, гражданского и промышленного строительства, когда это технически целесообразно и экономически обосновано. При проектировании деревянных конструкций необходимо учитывать: условия эксплуатации, капитальность, степень ответственности и огнестойкость строительного объекта, а также возможности сырьевой и производственной базы, обеспечивающие изготовление конструкций.

В сельском строительстве деревянные конструкции могут применяться в производственных и складских одноэтажных зданиях. В гражданском строительстве целесообразно применение деревянных конструкций в покрытиях залов общественных зданий, выставочных павильонов, в малоэтажном домостроении. В промышленном строительстве деревянные конструкции могут применяться в одноэтажных отапливаемых и неотапливаемых зданиях IV и V классов огнестойкости, а также II и III классов огнестойкости со смешанным каркасом.

В покрытиях по стропильным конструкциям возможна подвеска подъемно-транспортного оборудования грузоподъемностью не выше 32 кН.

1.2 . Для всех видов зданий общественного и производственного назначения рекомендуется принимать:

шаг деревянных стропильных балок и ферм, рам и арок 3 и 6 м;

панели и плиты ограждающих конструкций шириной 1,2 и 1,5 м, длиной 3 и 6 м.

Пролеты и шаг несущих деревянных конструкций назначаются с учетом технологических требований, объемно-планировочных решений зданий и сооружений в соответствии с действующими стандартами и нормами проектирования по видам строительства.

1.3 . Рекомендуемые схемы плоскостных несущих деревянных конструкций с их основными характеристиками приведены в табл. 1 .

1.4 . Выбор конструктивной схемы и общая компоновка здания должны обеспечивать необходимую долговечность конструкций при наименьших приведенных затратах. Особое внимание следует уделять обеспечению простого и надежного отвода воды с покрытия, отдавая предпочтение бесфонарным решениям покрытий с наружным водоотводом без перепадов высот парапетов и надстроек, способствующих образованию снеговых мешков, протечек и очагов поражения гнилью. Покрытия с деревянными конструкциями должны быть обязательно вентилируемыми, доступными для осмотра и производства ремонтно-профилактических работ; не должны образовываться мостики холода, особенно в карнизных и коньковых узлах, в швах и сопряжениях несущих и ограждающих конструкций.

1.5 . Необходима тесная увязка строительной и технологической частей проекта с целью исключения возможности перегрева и увлажнения конструкций, а также не предусмотренного проектом вибрационного и динамического воздействия на них. К конструкциям не должны подвешиваться или располагаться вблизи них неизолированные горячие трубопроводы, калориферы воздушного отопления.

1.6 . При проектировании деревянных конструкций особое внимание должно уделяться условиям эксплуатации по характеристикам температурно-влажностных воздействий, согласно таблице СНиП II-25-80 ; по степени химической и биологической агрессии, согласно СНиП 2.03.11-85 и СНиП III -19-76. Следует избегать применения деревянных клееных конструкций в зданиях, по условиям эксплуатации которых равновесная влажность древесины оказывается ниже заданной при изготовлении.

1.7 . При проектировании конструкций и особенно их узловых соединений следует предусматривать проверку на транспортные и монтажные нагрузки, на чертежах указывать породу, сорт и влажность древесины, места и способы строповки, необходимость (если надо) местного усиления при перевозке, кантовке и подъеме.

1.8 . Способы транспортировки, складирования, укрупнительной сборки и монтажа, влияющие на конструктивное решение, защиты деревянных конструкций от коррозии и огня должны быть заранее определены и представлены в проекте производства работ.

1.9 . Большое внимание при проектировании следует уделять пространственной жесткости и устойчивости конструкций, обеспечиваемых устройством и постановкой соответствующих связей жесткости.

1.10 . Технико-экономическая оценка эффективности конструктивных решений зданий и сооружений с деревянными конструкциями должна производиться по приведенным затратам согласно разд. 7.

Соотношение геометрических параметров

металлоемкости K _м , %

собственного веса K _св

брусчатые составного сечения

h / l = 1/10 ¸ 1/20

Соединения на пластинчатых нагелях

h / l = 1/10 ¸ 1/20

Соединения на вклеенных стержнях

клееные прямоугольного постоянного сечения

h / l = 1/10 ¸ 1/15

прямоугольного сечения двухскатная

h / l = 1/10 ¸ 1/12

прямоугольного постоянного и переменного сечения, гнутоклееные

h / l = 1/7 ¸ 1/9

клеефанерные двутаврового и коробчатого постоянного и переменного сечения

h / l = 1/9 ¸ 1/12

колонны брусчатые или клееные

h / H = 1/20 ¸ 1/40

K _м зависит от способа закрепления к фундаменту (шарнирное или жесткое)

из цельной и клееной древесины

дощатые треугольные с соединениями на МЗП

H / l = 1/6

МЗП — металлические зубчатые пластины

дощатые трапецеидальные на МЗП

H / l = 1/6 ¸ 1/7

Могут применяться с подстропильными фермами

металлодеревянные треугольные безраскосные с верхним поясом из брусьев или клееной древесины

H /l = 1/6 ¸ 1/8

b /h = 1/4 ¸ 1/6

металлодеревянные треугольные с верхним поясом из брусьев или клееной древесины

H / l = 1/6

Верхний пояс из брусьев может быть составного сечения

линзообразные сборные из клееных элементов на вклеенных стержнях

H / l = 1/7

Элементы в узлах соединяются на сварке или болтах

треугольные металлодеревянные брусчатые

H / l = 1/6 ¸ 1/5

из прямолинейных элементов треугольного очертания

h / l = 1/25 ¸ 1/30

из прямолинейных элементов с жесткими соединениями ригеля и стоек

h _м / l = 1 /15 ¸ 1/24

Карнизный узел может соединяться зубчатым шипом.

При H > 3,5 м он может быть сборным на вклеенных штырях или нагелях

клееные трехшарнирные ломаного очертания

h / l = 1/30 ¸ 1/40

Соединения в местах перелома могут быть сборными с помощью зубчатого шипа или гнутыми

брусчатые или клееные с подкосами

K _м = 15 при металлических стойках

гнутоклееные ступенчатого очертания

h _оп / l = 1/30 ¸ 1/40

h _оп / b = 7; h _в / b = 5

Уклон 45° для складов

клеефанерные с гнутоклееными деталями в карнизах

h _к / l = 1 /25 ¸ 1/40

двухшарнирные с жестким соединением колонн с фундаментами

Ригель может быть также в виде ферм или арок

клееные трехшарнирные стрельчатого очертания

h / l = 1/30 ¸ 1/40

При H / l ≈ 1/2 арки применяются преимущественно для складов сыпучих материалов

h / l = 1/30 ¸ 1/50

пологие кругового очертания

H / l = 1/30 ¸ 1/50

При H / l ≥ 1/6

то же, с затяжкой

H / l = 1/30 ¸ 1/40

Возможно жесткое сопряжение клееных элементов для двухшарнирного решения

2 . МАТЕРИАЛЫ

Номенклатура

2.1 . В несущих и ограждающих деревянных конструкциях применяются: круглый лес, используемый в целом виде; пиломатериалы и клееные заготовки из них; многослойные клееные заготовки из фрезерованных пиломатериалов; листовая многослойная фанера; фанерные трубы; древесные плиты; водостойкие клеи; влагозащитные лаки и составы; антисептики и антипирены; стальной прокат, арматура и др.

Лесоматериалы

2.2 . Круглые лесоматериалы следует использовать преимущественно для конструкций, изготавливаемых в построечных и полевых условиях (например, сельскохозяйственные здания с балочно-стоечным каркасом, опоры ЛЭП и др.).

Пиломатериалы являются основными конструкционными лесоматериалами для конструкций из цельной и клееной древесины.

Для многослойных клееных заготовок из древесины сосны и ели наиболее целесообразно применять пиломатериалы толщиной 40 и 25 мм, причем тонкие пиломатериалы следует использовать для изготовления гнутоклееных элементов с ограниченным радиусом кривизны и растянутых элементов; пиломатериалы из осины и лиственницы можно использовать толщиной 25 мм с устройством в них продольных компенсационных прорезей, располагаемых друг от друга на расстоянии 40 мм и не менее чем на 10 — 15 мм от кромки доски. Глубина прорезей должна быть равной 1/2 толщины слоя, ширина 2 — 3 мм.

2.3 . Рекомендуемый сортамент приведен в табл. 2 .

2.4 . Однослойные заготовки из склеенных на зубчатый шип или на зубчатый шип и по кромке маломерных пиломатериалов, предназначенные для использования в несущих элементах деревянных конструкций, должны удовлетворять следующим требованиям: влажность склеиваемых на зубчатый шип пиломатериалов допускается не выше 15 % , размеры зубчатого шипа должны быть не менее чем у типа I -32; клеи только на резорциновой основе (ФР-12 и ФРФ-50); временное сопротивление изгибу при нагружении пласти для клееных заготовок, соответствующих пиломатериалам второго сорта, — не ниже 27 МПа и третьего сорта — не ниже 20 МПа.

Толщина (высота), мм

Толщина (высота) ми

Примечание . Размеры фрезерованных пиломатериалов устанавливаются с учетом припусков по толщине и ширине, согласно действующим ГОСТам.

Допустимое количество и место расположения стыков на зубчатый шип по длине несущих элементов из клееных заготовок зависит: от характера их работы, степени ответственности, особенностей конструктивного решения и должно регламентироваться техническими условиями на изготовление с соответствующим обоснованием.

Не допускается использование склеенных на зубчатый шип заготовок из короткомерных пиломатериалов для дощатых балок междуэтажных перекрытий и в растянутых поясах дощатых стропильных ферм.

2.5 . В некоторых случаях, особо оговариваемых техническими условиями, при изготовлении деревянных конструкций (например, клеефанерных) может использоваться древесина, модифицированная полимерами и другими составами.

Фанера листовая. Фанерные трубы

2.6 . Фанера относится к слоистым древесным материалам с однонаправленной и перекрестной структурой. В первом случае достигается значительная прочность, но сохраняется высокая степень анизотропии. Во втором случае заметно снижается анизотропия и прочность в двух главных направлениях. Для многослойной листовой фанеры показатели прочности и упругости отличаются по главным осям анизотропии при растяжении, сжатии, изгибе только в 1,5 — 3 раза, а не в 10 — 40 раз, как для древесины в ее натуральном виде.

В ограждающих и несущих конструкциях допускается применение фанеры только на водостойких клеях толщиной не менее 6 мм.

Размеры листовой фанеры приведены в табл. 3.

Марки листовой фанеры

Размеры листов, мм

Марка листовой фанеры

Размеры листов, мм

2.7 . В качестве элементов деревянных конструкций допускается применение фанерных труб марок Ф-1 и Ф-2, сортамент и размеры которых указаны в табл. 4 .

Диаметр труб внутренний, мм

Диаметр труб внешний, мм

Толщина стенок, мм

Масса 1 м при влажности фанеры 15 %, кг

Древесные плиты

2.8 . К плитным материалам на основе древесины относятся:

а) древесно-волокнистые плиты сухого способа производства (ДВПс) на фенольных связующих марок Тс-400, Тс-450 (ТУ 13-444-79);

б) древесно-стружечные плиты на карбамидных (ДСПк) и на фенольных связующих (ДСПф) марок П-1 и П-2 (ГОСТ 10632-77 с изм.);

в) древесно-стружечные плиты на каустическом магнезите МДП (ТУ 13-519-79);

г) цементно-стружечные плиты на портландцементе ЦСП.

Технические характеристики древесных плит приведены в табл. 5.

Значение показателей для

Водопоглощение за 24 ч

Набухание за 24 ч

2.9 . Древесные плиты рекомендуется применять в качестве обшивок в конструкциях панелей стен, плит перекрытий и покрытий с учетом условий эксплуатации.

Клеи

2.10 . Синтетические клеи для изготовления элементов клееных деревянных конструкций делятся на группы, учитывающие назначение клеев, их свойства; рекомендуемые области применения указаны в табл. 6 .

2.11 . Для склеивания древесины и древесины с фанерой, древесно-волокнистыми и древесно-стружечными плитами должны применяться клеи I — IV групп в зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации, руководствуясь табл. 7 .

При возникновении значительных температурно-влажностных напряжений следует применять клей ФРФ-50М ( V группа), обладающий повышенной податливостью. Для металлических стержней, вклеиваемых в древесину, должны применяться модифицированные клеи I группы или клеи V группы с учетом условий эксплуатации.

2.12 . Состав клеев, технология их приготовления и применение должны отвечать требованиям соответствующих технических условий.

Рекомендуемые области применения

Преимущественно для гражданского строительства, в большепролетных конструкциях при эксплуатации в наиболее жестких условиях

Преимущественно для промышленного, сельскохозяйственного строительства, в большепролетных конструкциях при эксплуатации в наиболее жестких условиях

Преимущественно для сельхозстроительства в конструкциях массового применения, эксплуатируемых в жестких условиях

Для конструкций, эксплуатируемых при относительной влажности воздуха до 85 %

Для соединений деревянных конструкций с вклеенными стальными стержнями

Условия эксплуатации (по табл. 1 СНиП II-25-80 )

Типы и марки клеев

Для всех условий эксплуатации, кроме Г1, Г2, Г3

Резорциновый ФР-12 (ТУ 6-05-1748-75); фенольно-резорциновый ФРФ-50 (ТУ 6-05-1880-79)

Алкилрезорциновые ФР-100 (ТУ 6-05-1838-78) и ДФК-1АМ (ТУ 6-05-281-7-75)

Фенольно-алкилрезорциновый ДФК-14Р (ТУ ЭССР 223-41-80)

Фенольные КБ-3 и СФХ (на основе смол СФЖ-3016 и СФЖ-3015 ( ГОСТ 20907-75 с изм. )

Д ля условий эксплуатации А2 и Б2

Карбамидно-меламиновый КС-В-СК (ТУ 6-05-211-1806-79)

Для условий эксплуатации A3

КФЖ, КФБЖ ( ГОСТ 14231-78 )

3 . РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ

Нормирование расчетных сопротивлений древесины и фанеры

3.1 . Основными нормируемыми характеристиками прочности конструкционных строительных материалов является нормативное и расчетное сопротивление, которое определяется на основании данных стандартных испытаний с учетом статистической изменчивости показателей прочности и разной степени обеспеченности (доверительной вероятности) по минимуму. Для нормативного сопротивления R н предписывается обеспеченность не ниже 0,95, для расчетного сопротивления R пока не нормирована и колеблется в пределах 0,99 — 0,999.

3.2 . В СНиП II-25-80 нормативные и расчетные сопротивления древесины и фанеры приняты с обеспеченностью по минимуму соответственно 0,95 и 0,99 при нормальном распределении.

3.3 . Особенности структурно-механических свойств древесины и отличие действительных условий и характера ее работы от условий при стандартных испытаниях учитываются введением коэффициентов условий работы по материалу.

Для базовых расчетных сопротивлений, отвечающих нормальным температурно-влажностным условиям эксплуатации (при температуре T ≤ 35 °С и относительной влажности воздуха φ ≤ 75 %), необходимо вводить коэффициент условий работы m _дл , учитывающий влияние длительности нагружения с переходом от прочности древесины при кратковременных стандартных испытаниях к ее прочности в условиях длительно действующих постоянных и временных нагрузок за весь срок службы конструкций. Прочности R _пр при стандартных кратковременных испытаниях соответствует значение коэффициента m _дл = 1, при более короткой длительности нагружения m _дл > 1, а при более продолжительном действии нагрузки m _дл < 1.

3.4 . Приведение нагрузки, действующей во времени по любому закону, к нагрузке постоянной во времени продолжительностью τ_пр позволяет при определении коэффициента m _дл для древесины использовать зависимость

Приведенное время действия расчетной нагрузки для наиболее типичных режимов нагружения и соответствующие им значения коэффициентов m _дл приведены в табл. 8.

Расчетное время действия нагрузки τ _пр , с

Коэффициент m _дл

Коэффициент условий работы m _н

Линейно возрастающая нагрузка при стандартных испытаниях

Совместное действие постоянной и длительной временной нагрузок

Совместное действие постоянной и кратковременной снеговой нагрузок

Совместное действие постоянной и кратковременной ветровой нагрузок

Совместное действие постоянной и сейсмической нагрузок

Действие импульсных и ударных нагрузок

Значение коэффициента, учитывающего влияние длительности нагружения, m _дл = 0,66 принято за базисное, и по отношению к нему нормируются расчетные сопротивления для других режимов и сочетаний нагружения путем введения соответствующих переходных коэффициентов условий работы m _н = m _дл /0,66 к основным расчетным сопротивлениям древесины и фанеры. Расчетное время действия нагрузки τ_пр находится путем приведения таковой за весь принятый срок службы конструкций к ее максимуму в режиме постоянной нагрузки. Расчетное сопротивление

R = ( R н /γ _m ) m _дл , ( 1)

где γ _m — коэффициент надежности по материалу, учитывающий отклонение в сторону меньших значений прочности материала с более высокой обеспеченностью по отношению к нормативному сопротивлению.

С учетом ( 1) получаем

R н / γ _m = R / m _дл = , ( 2)

где — кратковременное расчетное сопротивление.

R н = R _вр (1 — η_н v ), ( 3)

= R _вр (1 — η v ) ( 4)

с учетом ( 2) находим

γ _m ≥ (1 — η_н v )/(1 — η v ), ( 5)

где R _вр — среднее значение временного сопротивления при стандартных испытаниях материала;

η_н и η — множители, зависящие от принятого уровня обеспеченности (доверительной вероятности) и вида функции плотности распределения соответственно для нормативного и расчетного сопротивлений;

v — коэффициент вариации.

Для нормального распределения и обеспеченности по минимуму P = 0,95 η_н = 1,65 и при P = 0,99 η = 2,33. Коэффициент вариации прочности древесины v зависит от вида напряженного состояния и сорта материала; его величина колеблется в пределах 0,15 — 0,25.

3.5 . Коэффициент надежности по материалу находится в прямой зависимости от принятых уровней обеспеченности для R н и R и от изменчивости показателей прочности материала. Степень ответственности здания и сооружения в целом и в отдельных частях должна учитываться введением в формулу ( 1 ) коэффициента надежности по назначению γ _n .

Согласно постановлению Госстроя СССР от 19 марта 1981 г. № 41 «Правила учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций», пред писывается учитывать степень ответственности зданий и сооружений с помощью коэффициента надежности по назначению γ _n на основании СТ СЭВ 384-76. «Строительные конструкции и основания. Основные положения по расчету». Значения коэффициента надежности по назначению принимаются в зависимости от класса ответственности зданий и сооружений. Правилами предусматриваются три класса ответственности I , II и III ; им соответствуют значения γ _n , равные 1; 0,95 и 0,9, а для временных зданий и сооружений со сроком службы до 5 лет допускается принимать γ _n = 0,8. С учетом этого коэффициента выражение ( 1) принимает вид

R ‘ = R н m _дл / (γ _m γ _n ). ( 6)

Расчетные сопротивления древесины и фанеры в табл. 3 и 10 СНиП II-25-80 для зданий и сооружений I , II и III классов ответственности необходимо делить соответственно на 1; 0,95 и 0,9.

3.6 . Нормирование расчетных сопротивлений базируется на данных стандартных испытаний крупных образцов из пиломатериалов и круглого леса. Применявшийся ранее на основании результатов стандартных испытаний малых чистых образцов древесины и введения коэффициентов перехода от чистой к натуральной древесине с учетом сортности и размеров сечения лесоматериалов путь нормирования расчетных характеристик следует использовать при отсутствии оборудования для испытания крупных образцов. В этом случае для перехода от нормативного сопротивления чистой древесины R н _ч к R н используется условие

R н = R н _ч K _п K _р , ( 7)

R _вр.ч — среднее значение временного сопротивления малых чистых образцов при стандартных испытаниях;

v _ч — коэффициент вариации прочности чистой древесины;

K _п — переходный коэффициент, учитывающий влияние пороков на прочность древесины;

K _р — переходный коэффициент, учитывающий влияние размеров рабочего сечения на прочность древесины.

3.7 . Влияние на прочность материала условий эксплуатации и особенностей работы, отличающихся от принятых для базовых расчетных сопротивлений, учитывается умножением последних на соответствующие коэффициенты условий работы по материалу, указанные в главе СНиП II-25-80 . К ним относятся: коэффициенты m _в и m _т , отражающие влияние температурно-влажностных условий эксплуатации; коэффициенты m _д и m _н , отражающие влияние характера и режима нагружения; коэффициенты m _б и m _сл , отражающие влияние размеров сечения и его составных частей; коэффициенты m _гн и m ₀ , отражающие влияние начальных напряжений, концентрации напряжений; коэффициент m _a , учитывающий снижение прочности древесины при пропитке некоторыми защитными составами.

Совместное действие нескольких независимых условий работы оценивается перемножением соответствующих им коэффициентов. Для базовых расчетных сопротивлений m _в = m _т = 1.

3.8 . Величины расчетных сопротивлений цельной древесины и однослойной клееной древесины из пиломатериалов определяются на основании данных испытаний в соответствии с указаниями СНиП II-25-80 , прил. 2 .

3.9 . При нормировании расчетных сопротивлений многослойной клееной древесины из пиломатериалов надо иметь в виду ряд факторов, присущих композиции древесина — клей. Слоистая структура данной композиции способствует рассредоточению пороков, а, следовательно, повышению прочности вдоль волокон клееной древесины по сравнению с цельной при одинаковом качестве исходного материала. Однако из-за различия ориентации годичных колец, влажности соседних слоев и вследствие колебаний температурно-влажностного режима окружающего воздуха при эксплуатации происходят процессы перераспределения и выравнивания или циклических колебаний равновесной влажности. Они вызывают стесненные деформации усушки и разбухания и приводят к образованию собственных внутренних нормальных и касательных напряжений поперек волокон. Эти напряжения достигают наибольших значений в зоне, прилегающей к клееной прослойке, и усугубляются локальной концентрацией собственных и действующих от внешней нагрузки напряжений в местах с резко выраженной неоднородностью структуры композиции древесина — клей, из-за сучков, непроклея и других дефектов, добавочными напряжениями от усадки клеевой прослойки.

Влияние отмеченных факторов на прочность клееной древесины для разных видов ее напряженного состояния неодинаково. Наибольшую опасность они представляют для растяжения поперек волокон и для сложного напряженного состояния сдвига вдоль и поперек волокон с растяжением поперек волокон, угрожая расслоению такого рода композиции. Отмеченные как положительные, так и отрицательные стороны механических свойств клееной многослойной древесины требуют учета при нормировании расчетных сопротивлений. Для изгиба, растяжения и сжатия вдоль волокон определяющее значение имеют положительные факторы, повышающие прочность материала, а для растяжения поперек волокон и для скалывания при изгибе — отрицательные факторы, снижающие прочность материала.

Величины расчетных сопротивлений многослойной клееной древесины устанавливаются на основании данных испытаний:

на изгиб, сжатие, скалывание вдоль волокон клееных образцов из слоев толщиной 33 мм с общей высотой сечения 500 мм и для модельных образцов 165 мм при ширине сечения 140 мм;

на растяжение вдоль волокон клееных образцов из двух слоев толщиной по 19 и по 33 мм.

В дополнение к табл. 8 СНиП II-25-80 для слоев толщиной 16 и 12 мм коэффициент m _сл следует принимать соответственно 1,15 и 1,2. Если прочность клеевых соединений на зубчатый шип в слоях ниже временного сопротивления изгибу и растяжению вдоль волокон пиломатериалов 1-го сорта, то расчетное сопротивление клееной древесины нормируется по прочности клеевого соединения на зубчатый шип.

3.10 . Условия ( 1 ), ( 3 ) и ( 5 ) по п. 3.4 для определения нормативного и расчетного сопротивлений справедливы при большом числе испытаний. В случае ограниченной выборки в эти условия необходимо вводить добавочный множитель к η_н и η, учитывающий надежность суждения и число испытаний в выборке (см. СНиП II-25-80 , прил. 2, примеч. к табл., п. 2).

3.11 . В изгибаемых и сжато-изгибаемых элементах из многослойной клееной древесины при формировании слоев по высоте сечения используются пиломатериалы разного сорта или разных пород. В этом случае требуется, чтобы переход от зоны одного сорта к зоне другого удовлетворял условию σ₁/σ₂ ≥ R ₁ / R ₂ при R ₁ > R ₂ ,

где σ₁ — краевое напряжение;

σ₂ — промежуточное напряжение на границе слоев разного сорта;

R ₁ , R ₂ — расчетные сопротивления древесины более высокого и более низкого сортов.

Для изгибаемых, сжатых и сжато-изгибаемых элементов из склеенных по длине на зубчатый шип сосновых и еловых однослойных заготовок пиломатериалов, удовлетворяющих в отношении древесины требованиям разд. 2, расчетные сопротивления следует принимать по СНиП II-25-80, табл. 3, п. 1а соответственно по 2-му и 3-му сортам.

Напряженное состояние и характеристика элементов