Деревянные конструкции

Для увеличения пролета, или нагрузок, рационально, сохраняя балочную схему, перейти к сквозным конструкциям — фермам или аркам. Индустриальные распорные конструкции сплошного сечения при прол. до 12 м выполняются в виде треугольных арок из наклонно поставленных составных балок на пластинчатых нагелях, соединенных понизу металлич. затяжкой или в виде клееных арок с металлич. затяжками или с опиранием на фундаменты. Рамные конструкции сплошного сечения применяются в виде трехшарнирных сборных рам с брусчатыми или клееными элементами. Сквозные конструкции (фермы) — осн. вид деревянных конструкций для пром. и обществ, зданий. Для небольших пролетов простейшими формами индустриальных сквозных конструкций являются шпренгельные системы с верхним поясом из брусьев или клееных элементов и с нижним — из круглой стали. Малое количество узлов и элементов, большая надежность и сборность являются достоинствами таких конструкций. При применении клееного верхнего пояса пролеты их могут достигать 12—15 м. Осн. вид индустриальных ферм при больших пролетах — многоугольные брусчатые и клееные сегментные фермы с пролетом до 36 м. Благодаря близкому к кривой давления очертанию верхнего пояса, усилия в элементах решетки этих ферм сравнительно невелики, что облегчает их прикрепление в узлах ферм. Прикрепление обычно осуществляется гвоздями или болтами с помощью металлич. пластинок; пластинки надеваются при сборке на осн. болты в узлах верхнего и нижнего поясов. Брусчатые треугольные фермы прол. до 15 My а при холодных кровлях и до 18 м при совр. конструировании узлов (без врубок) решаются в.четырехпанельной схеме с одним раскосом на каждом полупролете фермы. При верхнем поясе из клееных элементов или из балок на пластинчатых нагелях эта схема может применяться и для больших пролетов. Брусчатые и клееные треугольные фермы совр. тииа, имея малое число узлов и элементов, ииду стриа льны в изготовлении и удобны в монтаже. Подъем четырехпанель- ной фермы может осуществляться со строповкой за один коньковый узел даже при гибком нижнем поясе из круглой стали. Кровли с небольшими уклонами осуществляются при применении двускатных и односкатных трапециевидных ферм, прол. 12—24 м. Так же как и предыдущие типы, эти фермы не имеют врубок; примыкание

раскосов в узлах осуществляется непосредственным упором в металлич. деталь узла, или на нагелях, работающих вдоль волокон, благодаря чему усушка раскосов и пояса (в брусчатых фермах) не вызывает расстройства узлов и не увеличивает прогиба ферм. Применение для верхних поясов в этих фермах клееного пакета или балок на пластинчатых нагелях позволяет и для больших пролетов применять также четырехпанельную схему.

Распорные сквозные конструкции применяются в виде трехшарнирных арок из многоугольных брусчатых или клееных сегментных ферм с металлич. затяжками или с опиранием на фундаменты. Последнее рационально для разного вида складских помещений.

К пространственным конструкциям индустриального типа относятся различного рода сетчатые конструкции в виде цилиндрических сомкнутых, крестовых и других сводов и куполов. Основной элемент таких конструкций — стандартный косяк — изготовляется механизированным способом. В зависимости от величины пролета косяк выполняется из обычной доски на ребро или в виде клееного элемента. Конструкции типа оболочек — цилиндрич., сферич. и пр. из нескольких слоев досок имеют ребра жесткости, возводятся обычно на лесах на месте постройки. Для них характерны простота изготовления, небольшой расход материалов и значительная жесткость. Из всей номенклатуры деревянных конструкций для широкого применения рекомендуются: клееные конструкции, в том числе арки и фермы с металлич. затяжками, а также клееные балки; металлодеревянные фермы из брусьев и составных балок с металлич. растянутым поясом.

Ограждающие конструкции—теплые и холодные покрытия по несущим конструкциям — выполняются гл. обр. в виде щитовых решений того или иного вида. Для мягкой кровли по прогонам укладываются щитовой настил, твердый утеплитель (напр., фибролит), выравнивающий слой, рубероид. При черепичной, асбестоцементной и железной кровлях обрешетка также предварительно сбивается в щиты. Переход от щитовых решений к панельным является осн. путем дальнейшей индустриализации изготовления ограждающих конструкций.

Технико-экономические подсчеты показывают, что расход материала на несущие конструкции и стоимость их составляют всего 15—25% от общего расхода материалов и полной стоимости покрытия. Поэтому при выборе типа Д. к. (брусчатой, клееной, цельнодеревянной, металлодеревянной) следует прежде всего применять безусловно надежные и долговечные конструкции, отвечающие требованиям индустриальности.

Элементы деревянных конструкций должны выполняться из лесоматериала с ограниченными размерами пороков (сучков, косослоя и пр.), к-рые влияют на прочность элементов при их работе на растяжение, изгиб и сжатие. По размерам допустимых пороков деревянные элементы делятся на три категории: растянутые элементы, имеющие строгие ограничения пороков; изгибаемые и сжатые элементы; неответственные элементы, в том числе настилы и обрешетки.

Дерево, как материал органич. происхождения, горит и при неблагоприятных условиях подвержено загниванию. Для повышения огнестойкости древесины и защиты ее от загнивания применяются конструктивные и химич. меры защиты

Расчет деревянных конструкций так же, как и конструкций из др. материалов, производится по разработанному в СССР методу предельных состояний. Осн. особенность расчета деревянных конструкций — учет податливости соединений (нагелей, шпонок), применяемых в составных сечениях. Податливость соединений уменьшает жесткость и несущую способность составного элемента по сравнению с равным ему цельным (иди клееным). При расчете составных балок, работающих на изгиб или на сжатие с изгибом, расчетные величины моментов сопротивления и инерции определяются умножением Wn и /ц, установленных как для цельных (монолитных) сечений, на коэффициенты kw и /сж, меньшие единицы. При расчете составных элементов на продольный изгиб в расчет вводится приведенная (расчетная) гибкость элемента где р — коэфф. приведения гибкости, больший единицы. Величины kWf кж и р зависят от вида соединений, их количества и числа швов сдвига. При соединениях на клею эти коэфф. равны единице.

Наиболее широко применяются деревянные конструкции в сельской местности, небольших городах и поселках. Из дерева здесь строятся жилые дома, склады продуктов сельского хозяйства и удобрений, помещения для животных и механизмов, мастерские, магазины, столовые, клубы. В крупных городах из многих видов деревянных конструкций строятся спортивные залы, выставочные павильоны, торговые помещения, крытые рынки. На заводах и фабриках, особенно деревообрабатывающей промышленности и там, где используются и производятся химически агрессивные вещества, эксплуатируются деревянные цехи, склады, эстакады, башни, градирни, вытяжные трубы. В малолюдных, отдаленных районах, где только начинается строительство, из дерева быстро возводят жилые дома, общежития, мастерские, склады и бытовые помещения. Деревянные платформы, пакгаузы, автостоянки, причалы, небольшие плотины и шлюзы стоят на линиях железных дорог, автомобильных и водных путях сообщения. Небольшие деревянные мосты через реки и овраги успешно служат на большинстве автомобильных дорог местного сообщения. Деревянные столбы, мачты и башни несут на себе провода и установки линий связи и электропередач. Деревянные конструкции прочны, надежны и могут служить многие десятилетия. Наиболее рациональны и распространены в строительстве следующие виды деревянных конструкций и элементов.

Основные виды деревянных конструкций применяемых в строительстве - Настил, подшивка, обшивка и обрешетка - сплошной или зазорами ряд досок, соединенных гвоздями. - Щиты - крупные сборные части настила, обшивки, подшивки или обрешетки, соединенные поперечинами и раскосами; - Панели настила или обшивки из дощатого каркаса, обклеенного водостойкой фанерой; - Цельные балки из досок, брусьев или бревен на ребро; - Составные балки, склеенные из досок или сплоченные из бревен и брусьев; - Прогоны - многопролетные балки из бревен, брусьев или двойных досок на ребро; - Цельные стойки из бревен или брусьев; - Составные стойки, склеенные из досок или сплоченные из брусьев и бревен; - Шпренгели из балок, подкрепленных стальными тяжами; - Арки, соединенные затяжками или поставленные прямо на опоры; - Фермы из цельных или клееных стержней; - Наслонные стропила из балок, стоек и подкосов; - Подкосные системы из стоек и ригелей с подкосами; - Рамы из стоек и ригелей. В отдельных случаях успешно применяются также более сложные виды деревянные конструкции - своды, купола, мачты, башни, оболочки. Пролеты деревянных конструкций в большинстве случаев не превосходят 12-25 м, но иногда достигают 100 м и более. Преимущества разнообразных видов деревянных конструкций в строительстве Преимущества деревянных конструкций весьма значительны. Строительство из дерева хорошо обеспечено материалами. Наша страна богата лесами, и древесины заготовляется достаточно для возведения нужного количества деревянных зданий и сооружений; химическая промышленность выпускает достаточно клеев для их склеивания. Обеспечено деревянное строительство и металлом для соединений.

Прочность всех видов деревянных конструкций вполне достаточна для выдерживания больших нагрузок, действующих на покрытия, мосты и эстакады. Вес деревянных конструкций значительно меньше веса конструкций из железобетона и камня. Они не нуждаются в массивных опорах и фундаментах. Легкие сборные деревянные конструкции могут доставляться в самые отдаленные районы страны. При изготовлении различных видов деревянных конструкций не встречаются какие то затруднения и не требуется спец оборудования: деревянные элементы легко обрабатываются и отлично склеиваются. Простые конструкции из дерева легко изготовить непосредственно на стройплощадке с помощью простейших ручных и электрических инструментов и простых соединений не болтах и гвоздях. Легкие виды деревянных конструкций имеют малую теплопроводность и хорошо защищают помещения от наружной температуры (жары или холода), лучше сопротивляются разъедающему действию многих химических веществ, чем металл и бетон, и поэтому успешно используются в химическом строительстве. На повторяющиеся и динамические нагрузки деревянные конструкции тоже работают лучше других материалов и поэтому успешно служат в мостах и меньше страдают от землетрясений. Существенные недостатки всех видов деревянных конструкций Древесина при неправильном применении загнивает, превращается в рыхлую бурую массу и деревянные конструкции разрушаются.

Древесина - это органический материал, сгорающий при высокой температуре. Неправильно изготовленные и незащищенные деревянные конструкции загораются при пожаре и распространяют пламя. Древесина из-за своей пористости содержит влагу, количество которой меняется. Поэтому меняются и параметры габаритов - размеров деревянных элементов; они коробятся и трескаются. Жесткость и твердость древесины невысоки. Поэтому деревянные конструкции прогибаются под нагрузкой больше, чем металлические. Малая твердость древесины поперек волокон приводит к ее смятию в месте приложения нагрузки. Все виды деревянных конструкций имеют и другие недостатки, но при правильном проектировании они не уменьшают надежности деревянных конструкций.

78. Каменная кладка представляет собой композитную конструкцию, образованную каменными элементами, соединенными меду собой кладочным раствором

В армокаменных конструкциях с целью повышения несущей способности применяется стальная арматура.