РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ И ПЛАСТМАССОВЫХ НАСТИЛОВ И БАЛОК
Лекция № 5
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ И
ПЛАСТМАССОВЫХ НАСТИЛОВ И БАЛОК
Вопрос № 1
Классификация деревянных и пластмассовых настилов
Деревянные настилы.
Конструкция настила зависит от типа кровли и теплоизоляционных свойств покрытия (рис. 4.1). При рулонной кровле нас которую непосредственно можно… Рис. 4.1. Дощатые покрытия:Пластмассовые настилы.
Пластмассовые плиты бывают трехслойными сплошными и ребристыми, двухслойными и светопрозрачными. Основным типом утепленных настилов являются… Сплошные трехслойные плиты (рис. 4.5) — это плиты со сплошным безреберным…Вопрос № 2
Особенности расчета и проектирования настилов
При расчете настила скатных покрытий, имеющих угол наклона , удобно нагрузку от собственного веса относить к горизонтальной проекции этой площади,… Снеговая нагрузка s принимается по нормам на площадь горизонтальной проекции и… Расчетная схема дощатого настила (рис. 4.3) представляет собой двухпролетную шарнирную опертую балку с пролетом l. В…Вопрос №3
Классификация деревянных балок
Балки на пластинах с цилиндрическими нагелями(рис. 1.1) собирают из двух-трех брусьев, выполненных в основном из древесины сосны и ели. Качество древесины должно удовлетворять СНиП 11-25-80, влажность должна быть в пределах 16—30%. С целью унификации балок рекомендуется использовать брусья толщиной 100,150, 175 мм и шириной 100, 125, 150, 175 мм. Для скрепления брусьев применяют нагельные пластины из листовой или полосовой стали марки ВСтЗ толщиной не менее 4 мм. Нагели, закрепленные в этих пластинах сваркой или вдавливанием, изготовляют из проволоки диаметром 5—8ммклассов ВI и АI. Брусья, составляющие балку, соединяют между собой путем вдавливания в них цилиндрических нагелей при помощи запрессовочных устройств.
Рис.1.1. Схема составной балки на пластинах
с цилиндрическими нагелями:
I – общий вид; II – схема расположения нагельных пластин;
III – нагельная пластина типа ТГк; а – расстояние от торца до оси
первой (опорной) пластины, а>15d; с – расстояние между осями пластин,
c=12d; 
- ширина пластины, =30-50 мм;
l – Длина пластины, l=100-150 мм; 
-длина нагеля,
=60-90 мм; t=4-5 мм; 1 – пластина; 2 - брус
Клееные дощатые балки (рис. 1.2) пролетом 6 —12 м могут быть двутаврового и прямоугольного сечения, односкатные и двускатные. Двутавровый профиль сечения образуется склеиванием трех досок толщиной 4—5 см (рис. 1.2, а), либо послойным склеиванием пакета из досок различной ширины (рис- 1.2, б, в). Конструкции первого типа применяют в чердачных перекрытиях жилых малоэтажных зданий, второго — в бесчердачных покрытиях промышленных и складских зданий.
Балки прямоугольного сечения наиболее просты в изготовлении и несложны по расчету. Они устойчивы при отношении высоты сечения к его ширине не более 6. Устойчивость балок двутаврового сечения обеспечивается постановкой ребер жесткости и усилением опорных зон. Балки склеивают из сосновых или еловых строганых досок водостойкими фенолформальдегидными или алкилрезорциновыми клеями. Расход материалов приведен в табл. 1.1. Для запрессовки пакета используют винтовые, пневматические или гидравлические устройства (наймы, прессы).
Допускается применение древесины различных пород: в крайние зоны пакета укладывают прочные доски из плотных пород с малым числом пороков, а в средние — доскихудшегокачества из малоценных пород.
Рис.1.2. Схемы клееных дощатых балок:
а – рельсовидного и двутаврового сечения;
б – односкатная прямоугольного и двутаврового сечения;
в – двускатная прямоугольного сечения;
l=6-12 м; h= (1/12-1/18) l; b=h/6; 
=b/2; 
Двускатные балки из досок имеют прямоугольное сечение. Устройство ската достигается постепенным укорочением досок, укладываемых в пакет. Образующиеся при этом ступеньки заклеивают треугольными вставками или обрезают ручной электропилой. Для защиты от загнивания, возможного при протекании кровли, поверх балок прибивают антисептированные или оклеенные толем доски несколько большей ширины, чем сами балки.
Клееные балки, двутаврового сечения с дощатой перекрестной стенкой имеют клееные дощатые пояса и стенку из двух слоев досок, склеенных или сколоченных гвоздями под углом к горизонтальной оси. Прочность, жесткость и несущая способность таких балок зависят от качества изготовления стенки.
Армированные балки получают при армировании сечения стальными стержнями, проволокой, сеткой или стеклопластиковой арматурой. Такие балки (рис. 1.3) имеют сравнительно малую относительную высоту сечения (1/25—1/30 пролета), меньшую массу и требуют меньшего расхода древесины. Однако эти балки более трудоемки в изготовлении, чем дощатоклееные.
Для армирования балок в крайних досках пакета вырезают прямоугольные или полукруглые пазы на 5мм больше диаметра арматуры. Процент армирования принимают равным2-4; при этом армируются как нижняя, так и верхняя зоны сечения. Используется арматура классов А-III и А-IV с расчетными сопротивлениями 31 и 54 МПа. Возможно, применение предварительно напряженной арматуры. Арматуру в пазах крепят эпоксидно-цементным клеем, обеспечивающим надежное соединение металла с древесиной.
Экономичность армированных балок обусловлена не только сокращением расхода древесины на 30—40%, но и возможностью использования пиломатериалов более низкого сорта за счет устранения влияния пороков древесины в армированных конструкциях. Экономичность таких конструкций может быть также повышена за счет армирования только части длины — зоныдействия максимальных усилий. В этом случае расход арматуры и клея снижается на 15—30%.
Рис.1.3. Схема клееной армированной балки:
1 – дощатый блок; 2 – стальная арматура
Клееные фанерные балки изготовляют двутаврового и коробчатого сечений (рис. 1.4). Для стенок применяют водостойкую фанеру толщиной 6—12 мм, а для поясов — пиломатериалы 1 категории толщиной не более 5 см. Сплошная фанерная стенка обеспечивает жесткую связь между поясами и воспринимает сдвигающие усилия. Волокна рубашек фанеры направляют вдоль поясов, что увеличивает несущую способность балок и позволяет применять фанерные элементы, стыкованные «на ус».
Рис.1.4. Схемы клееных фанерных балок:
а – с параллельными поясами двутаврового
и коробчатого сечения; б – односкатная двутаврового сечения;
в – двускатная двутаврового сечения l=9-12 м, h= (1/8-1/12)l
При изготовлении большепролетных балок двутаврового сечения, особенно двускатных, возникает необходимость собирать конструкции из двух частей. Соединяют половины балок деревянными и фанерными накладками на стальных цилиндрических нагелях и болтах (рис. 1.5) или с помощью клиновидных вставок (шайб) из древесно-слоистого пластика (рис.1.6).
Рис.1.5. Монтажный стык фанерной балки на
стальных цилиндрических нагелях и болтах
При изготовлении фанерных балок двутаврового сечения необходимо обеспечить устойчивость стенки постановкой ребер жесткости и предусмотреть меры против скручивания. Чтобы предотвратить отрыв поясов от стенки вследствие влажностных деформаций, в досках поясов делают продольные неглубокие прорези. В опорной зоне балки усиливают постановкой диагональных ребер или дополнительных стенок.
Рис.1.6. Монтажный стык фанерной балки на
клиновидных вставках из древесно–слоистого пластика:
1 – накладка из ДСП-В; 2 – клиновидная шайба из ДСП-В
Фанерные балки коробчатого сечения (двускатные и с параллельными поясами) применяют для перекрытия пролетов до 12 м. Каркас таких балок выполняют в виде решетчатой фермы, обклеиваемой с обеих сторон фанерой. Для усиления балок в опорных зонах устанавливают раскосы или дополнительные внутренние стенки. Конструкции коробчатого сечения следует антипирировать, а во избежание подсоса воздуха пролет их необходимо членить на глухие отсеки.
Балки с волнистой фанерной стенкой. Устойчивость фанерных балок значительно повышается при установке волнистых стенок (рис. 1.7). К достоинствам таких балок относится малая масса при значительной несущей способности, минимальный расход материалов (табл. 1.2), возможность поточного изготовления, легкость транспортирования и монтажа. В балках с волнистой стенкой нет металлических средств крепления; поэтому их можно применять в сооружениях с агрессивной средой или обрабатывать всю конструкцию антипиренами и антисептиками, содержащими минеральные соли.
Способы изготовления волнистой стенки:
1) фанеру с поясами соединяют на клею в волнообразно выбранном пазу с наклонными стенками, заклинивающими вставляемый элемент и обеспечивающими фиксацию при склеивании;
2) фанерную стенку загоняют в прямой широкий паз, где она волнообразно искривляется под влиянием продольного усилия. В таком положении ее закрепляют эпоксидными мастиками и деревянными бобышками. Установка стенки в прямом пазу позволяет менять на определенных участках длину волны, придавать балкам строительный подъем, стыковать листы фанеры в стенке внахлестку. Применяют водостойкую фанеру марки ФСФ толщиной 6—20 мм.
Номенклатура балок с волнистой стенкой из фанеры насчитывает 35 типоразмеров', из которых 21 — пиробалки с параллельными поясами пролетом 6; 7,5 и 9 м;14 — двускатные балки с пролетом 6 и 7,5 м. Отношение высоты к пролету у балок с параллельными поясами колеблется от 1/21 до 1/11, а у двускатных — от 1/10 до 1/9. Балки рассчитаны на нагрузки 2—9 кН/м. Такие балки применяют в покрытиях животноводческих зданий и складов.
Рис.1.7. Балка с волнистой стенкой:
1 – стенка; 2 – пояс; а=50-75 мм; b=120-210 мм; c=6-20 мм; h=300-800 мм
Вопрос №4