- •1. Древесина как материал инженерных сооружений
- •Группы деревянных конструкций по условиям эксплуатации
- •1.1. Свойства древесины
- •Объемный вес древесины
- •1.2. Защита деревянных конструкций от гниения и возгорания
- •1.3. Достоинства и недостатки древесины как строительного материала
- •2. Расчетные характеристики и расчет элементов деревянных конструкций
- •Расчетные сопротивления сосны и ели
- •2.1. Центрально-растянутые элементы
- •2.2. Центрально-сжатые элементы
- •Значения коэффициента
- •Предельные гибкости элементов конструкций
- •Расчетная площадь сжатых элементов при различных симметричных ослаблениях поперечного сечения
- •2.3. Изгибаемые элементы
- •Предельные прогибы элементов строительных конструкций
- •2.4. Косой изгиб
- •2.5. Сжато-изгибаемые элементы
- •2.6. Растянуто-изгибаемые элементы
- •2.7. Сжатие и смятие древесины поперек волокон
- •2.8. Скалывание древесины
- •2.9. Краткие рекомендации по компоновке сечений деревянных элементов
- •3. Соединения элементов деревянных конструкций
- •3.1. Контактные соединения деревянных элементов
- •3.2 Соединения на механических связях
- •Расчетная несущая способность на один срез
- •Минимальные расстояния между нагелями
- •Значения коэффициента kн
- •Значения коэффициента угла смятия
- •4. Простейшие деревянные конструкции
- •4.1. Настилы
- •4.2. Стропильные ноги
- •4.3 Прогоны
- •Моменты и прогибы консольно-балочных прогибов
- •4.4 Плоские сквозные деревянные конструкции
- •5. Расчет и проектирование фундаментов
- •5.1 Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах оснований и фундаментов
- •5.2. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
- •5.3. Вариантность решения
- •5.4. Пучинистые свойства грунтов
- •Значение Pf, создаваемое 1 см промерзающего слоя грунта в мПа (кгс/см2)
- •Значение расчетной удельной касательной силы морозного пучения (Tfh) в зависимости от вида и состояния грунта , степени влажности (Sr) и глубины промерзания (df)
- •5.5. Конструкции фундаментов
- •5.6. Общие принципы выбора фундаментов
- •5.7. Влияние конструктивных особенностей дома на выбор фундамента
- •5.8. Мелкозаглубленные фундаменты
- •5.9 Эффективные типы фундаментов для легких зданий на пучинистых грунтах
- •5.10. Проектирование подсыпок для легких зданий на пучинистых грунтах
- •(По данным в. И. Федорова)
- •6. Прочностной расчет деревянных конструкций в apm Structure3d (расчет конструктивных элементов по сто 3654501-002-2006)
- •6.1. Создание геометрической модели конструкции
- •6.2. Построение произвольной пользовательской модели
- •Отрисовка и редактирования стержней
- •6.3. Задание параметров материала
- •6.4 Задание нагрузки
- •Комбинация загружений...
- •6.5. Результаты расчета
- •6.6. Расчет и проектирование элементов и узлов в системе apm Wood (распиловка и мзп)
- •6.7. Автоматизированный расчет мзп и его особенности
- •6.8. Ручная установка пластин и проверочный расчет мзп
- •6.9 . Расчет оснований и фундаментов в apm Structure3d
- •6.10. Расчет основания под ленточный фундамент
- •6.11. Расчет основания под сплошной фундамент
1. Древесина как материал инженерных сооружений
Применительно к России, в которой сосредоточены огромные лесные богатства, технико-экономическая обоснованность деревянного строительства не вызывает сомнений. Более 70 % лесов Российской Федерации находятся в Сибири и на Дальнем Востоке. Запасы древесины на корню в нашей стране составляют около 40 % мировых запасов. На новое строительство ежегодно расходуется около 200 млн м3 деловой древесины.
Возможность применения древесины для строительства зависит от ее свойств. В первую очередь, речь идет о сучковатости, средней ширине годичных колец, расположении волокон или смоляных ходов, которые в зависимости от назначения древесины допускаются в известных пределах. Возможны и такие качественные отклонения как трещины, поражения грибами или насекомыми, которые могут возникнуть как до валки леса, так и после нее.
Ценные строительные свойства древесины определяют области ее эффективного использования. Невысокая плотность сухой древесины, при сравнительно большой прочности и жесткости (вдоль волокон), делает целесообразным применение деревянных конструкций в покрытиях общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий. В них наиболее полно используются лучшие конструкционные свойства сухой древесины и возможности конструктивной защиты от гниения. Благодаря экологической чистоте древесина особенно привлекательна для строительства жилья, в частности коттеджного типа. Малая теплопроводность сухой древесины поперек волокон позволяет эффективно использовать ее в ограждающих частях отапливаемых зданий. Химической стойкостью сухой древесины обусловлено преимущественное применение безметалльных (особенно клееных) деревянных конструкций для покрытий химических цехов и складов.
Наиболее высокие требования предъявляются к качеству материала, используемого для растянутых элементов, менее высокие - к материалу, предназначенному для сжатых и изгибаемых элементов, пониженные требования - к материалу для неответственных элементов (настилов и обрешеток под кровлю), повреждение которых не нарушает целостности конструкции.
Для несущих конструкций используют в основном хвойные породы, в первую очередь - сосну и ель, затем лиственницу, пихту и кедр. Лиственные породы (осину, березу, ольху, липу и тополь) применяют лишь в конструкциях временных зданий и сооружений, а также для устройства опалубки, лесов и подмостей. Дубовая древесина обладает наибольшей прочностью и стойкостью к загниванию, однако она наиболее дефицитна и дорога. Поэтому ее применяют только в соединительных деталях.
В современном строительстве растет популярность высококачественных, долговечных и экономичных деревянных деталей и конструкций, удовлетворяющих требованиям индустриального изготовления с использованием комплексной механизации и переработки отходов производства. Клееные деревянные конструкции (КДК) способствуют повышению качества строительства, широкому применению сборных деталей любой формы и размеров и являются наиболее экономичными по расходу лесоматериала.
Применение новых материалов - водостойкой фанеры, ориентированной древесностружечной плиты ОСП и ЛВЛ-бруса - позволяет использовать мало пригодную для строительства древесину и отходы.
Индустриальное производство конструкций из высушенного лесоматериала, проведение мероприятий по защите древесины от гниения и огня, создают условия для существенного повышения долговечности деревянных конструкций.
При соблюдении норм и рекомендаций на проектирование, изготовление, монтаж и эксплуатацию деревянные конструкции надежны, долговечны и экономичны.
В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации деревянные конструкции делятся на группы (табл. 2.1).
Таблица 2.1