Деревянные ограждающие элементы

В настоящее время при решении ограждающих конструкций с применением древесины наибольшее распространение получили до­щатый настил, выполненный по прогонам, и клеефанерные панели, Достоинством последних является их высокая степень индустриальной готовности и меньшая масса по сравнению с настилом.

Расчет настилов

Расчет настилов проводится при двух сочетаниях расчетных нагрузок:

1 Собственный вес настила и временная нагрузка (снег, ветер).

2 Собственный вес и сосредоточенная нагрузка от веса человека с инструментом. Коэффициент перегрузки сосредоточенной нагрузки равен .

По первому сочетанию нагрузок расчет проводится на прочность и деформативность, по второму сочетанию нагрузок расчет производят только на прочность.

Расчетная схема настила - двухпролетная неразрезная балка рисунок-1.

В практике строительства применяется, как правило, двойной настил с нижним рабочим и верхним защитным слоем. Рассчитывается только нижний рабочий настил. Защитный настил обеспечивает совокупную работу всех досок рабочего настила, распределяет сосредоточенные нагрузки на полосу рабочего настила шириной 50 см. Последняя применяется в качестве расчетной при назначении толщины настила и в проверочных расчетах.

Определение ширины и толщины досок, применяемых для рабочего настила можно осуществить двумя методами:

-принимая толщину досок рабочего настила 25-32 мм. Определяют требуемую ширину досок по формуле:

; (7)

Если < 50 см. рабочий настил выполняют разреженным, однако,

Рисунок 1 – Расчетная схема настила

ширина досок на расчетной ширине рабочего настила 50 см должна быть равна ; если = 50 см. то рабочий настил выполняют сплошным, если > 50 см. следует назначить более толстые доски и расчет повторить:

-задаваясь шириной досок не более 200 мм. и обычно 120-150 мм определяют требуемую толщину настила :

(м) (8)

В приведенных выше формулах:

- максимальный изгибающий момент, кН/м

- расчетное сопротивление древесины изгибу, применяемое с учетом коэффициента работы, кН/м² [2]

- принятая толщина досок рабочего настила, м

- принятая ширина досок рабочего настила, м

- число досок принятой ширины, размешенных на расчетной ширине 50 см.

Подобранные таким образом доски рабочего настила проверяют на прочность и деформативность c учетом требований пп. 6.13-6.14 [2]. Защитный настил выполняют из досок толщиной 16-25 мм. И шириной до 100 мм. Данные параметры досок защитного настила назначаются конструктивно. Размер принятых сечений досок должен соответствовать сортаменту на пиломатериалы [21].

Расчет прогонов

Прогоны выполняют из досок, поставленных на ребро, брусьев и бревен, окантованных с двух сторон.

В практике строительства распространены две системы прогонов [1]: статически определимые (разрезные и консольно-балочные); статически неопределимые (неразрезные многопролетные прогоны). Достоинства и недостатки данных систем прогонов достаточно подробно рассмотрены в литературе [1, 5, 6, 9, 7, 3 и т.д.]. Там же приведены расчетные схемы каждой системы прогонов.

Рассчитывая прогоны на действие нагрузок от собственного веса ограждающих конструкций и прогонов (постоянные нагрузки) и снега, ветра (временные нагрузки). Постоянные и временные нагрузки при расчете прогонов принимают равномерно распределенными по всем пролетам прогонов. Работают прогоны на поперечный изгиб. Во избежание работы прогонов на косой изгиб при уклонах кровли более 10% необходимо предусматривать постановку связей, воспринимающих скатную составляющую нагрузки согласно [1].

Подбор сечений прогонов осуществляется следующим образом:

- определяют - максимальное значение изгибающего момента, воспринимаемого прогоном. Для определения используют зависимости, приведенные в [1, 5, 6, 3, 9, и др.]

-определяют требуемый момент сопротивления прогонов

(9)

где, - расчетное сопротивление древесины изгибу принято с учетом коэффициента условия работы, кН/м² [2].

По найденному значению подбирают требуемое сечение прогонов, используя сортамент на лесоматериалы [20].

Подбор сечения прогона производят по двум группам предельных состояний: по прочности и деформативности.

По прочности:

, МПа (10)

где, - максимальный изгибающий момент в прогоне, кНм

- момент сопротивления прогона, м³

По деформативности:

а) разрезные прогоны:

(11)

б) консольно-балочные прогоны

(12)

в) консольно-балочные равнопрогибные и неразрезные

(13)

В приведенных формулах

- нормативная постоянная нагрузка, кН/м

- нормативная временная нагрузка, кН/м

- модуль упругости древесины, МПа

- момент инерции сечений, м⁴

- пролет прогона, м

- предельно допустимый прогиб прогона [2]

В неразрезных прогонах из спаренных досок необходимо провести расчет стыка на восприятие поперечных сил рисунок 2.

Рисунок 2 – Расчетная схема гвоздевого забоя прогонов из досок

Число гвоздей в стыке определяют по формуле (14):

(шт.) (14)

где, - изгибающий момент на опоре, кНм

- расстояние от опоры до центра гвоздевого забоя, м

- несущая способность одного гвоздя, кН [4].