ТКП 45-5.05-146-2009. Мкс 91. 080. 20 к ткп 45 051462009 (02250) Деревянные конструкции. Строительные нормы проектирования
 Скачать 0.75 Mb.
|
|
9.6.5.4 Минимальные расстояния между осями вклеенных нагелей следует принимать по таб- лице 9.10 в соответствии с обозначениями, приведенными на рисунке 9.13. а) б) S 1 S 1 S 1 S 1 l d S 2 S 2 S 3 S 3 S 3 S 3 Рисунок 9.13 — Соединение на вклеенных стальных нагелях: а — шахматная расстановка; б — двухрядная расстановка Таблица 9.10 — Минимальные расстояния между осями нагелей Направление Расстояние Вдоль волокон между осями нагелей и до торца элемента S 1 8 d о Поперек волокон при двухрядном расположении: между осями нагелей S 2 3 d о до кромки элемента S 3 3,5 d о Поперек волокон при шахматном расположении: между осями нагелей S 2 и до кромки элемента S 3 3 d о Примечание — d о — диаметр отверстия под вклеенный нагель. ТКП 45-5.05-146-2009 52 10 Основные требования по конструированию и расчету деревянных конструкций 10.1 Общие требования 10.1.1 При проектировании деревянных конструкций следует: а) учитывать производственные возможности предприятий-изготовителей деревянных конструкций; б) учитывать возможности транспортных средств; в) использовать древесинус наименьшими отходами и потерями; г) предусматривать меры по обеспечению устойчивости и неизменяемости отдельных конструк- ций и всего здания или сооружения в целом в процессе монтажа и эксплуатации. 10.1.2 При конструировании деревянных конструкций должны соблюдаться требования разделов 5–10. 10.1.3 Приопорные зоны большепролетных клееных деревянных конструкций с соотношением h/b ≥ 4, а также участки в местах действия сосредоточенных сил, кроме требований разделов 7–9, должны быть рассчитаны на прочность по главным площадкам с учетом всех компонент плоского на- пряженного состояния. 10.1.3.1 Расчет на прочность клееных деревянных конструкций с учетом всех компонент плоского напряженного состояния производят по формуле 2 2 1 , , 0,5 ( ) 4 , x y x y xy t d f α ⎡ ⎤ σ = ⋅ σ + σ + σ − σ + τ ≤ ⎣ ⎦ (10.1) где σ 1 — значение главного растягивающего напряжения; σ х , σ у и τ ху — компоненты плоского напряженного состояния; f t, α,d — расчетное значение сопротивления древесины при растяжении под углом α к направлению волокон. Здесь f t, α,d определяют по формуле 4 2 4 , , ,0, / (cos sin 2 sin ), t d t d f f B k α = α + α + α (10.2) где В = f t,0,d / f t,45,d – (1 + k)/4; k = f t,0,d / f t,90,d Компоненты плоского напряженного состояния σ х и τ ху определяют в соответствии с требова- ниями 7.4 и 7.6. 10.1.3.2 Угол наклона α направления главного растягивающего напряжения σ 1 к волокнам древе- сины определяют по формулам: при σ х – σ у > 0, α = 0,5arctg[2τ ху /( σ х – σ у )], (10.3) при σ х – σ у = 0, α = 45°, (10.4) при σ х – σ у < 0, α = 0,5 · [180 – arctg(2τ ху /( σ х – σ у ))]. (10.5) 10.1.3.3 Величины напряжений σ y , сопоставимые с прочностными характеристиками клееной древесины и фанеры, определяют: а) в приопорных зонах и в окрестностях действия сосредоточенных поперечных сил на расстоя- ниях, равных высоте поперечного сечения h от линии действия опорной реакции или сосредоточен- ной силы F: ,90 2 / , y t t F bh σ = σ = η (10.6) где t η — ордината положительной части кривой распределения ,90 t σ от единичной сосредото- ченной силы; h — высота поперечного сечения. При 0,25 , y h = ± t η определяют по формуле ( ) ( ) 3 2 / 0,1 / 0,016, t y h y h η = + + (10.7) где у — расстояние от нейтрального слоя до рассматриваемой фибры. При рассмотрении участка между двумя сосредоточенными силами, отстоящими друг от друга на рас- стоянии l ≥ h , усилия суммируются (например, опорная реакция и сосредоточенная поперечная сила F); ТКП 45-5.05-146-2009 53 б) на скошенных кромках под углом α sk к направлению волокон дополнительные напряжения на площадках, параллельных волокнам, определяют по формулам: tg xy x sk Δτ = σ α , 2 ,90 tg t x x sk Δσ = Δσ = σ α , (10.8) где σ х — напряжения, действующие вдоль волокон древесины; α sk — угол между линией скоса и направлением волокон древесины; в) в сжато-изогнутых и внецентренно сжатых элементах клееных деревянных конструкций допол- нительные касательные напряжения определяют по формуле 2 0,75 xy N e bh ⋅ Δτ = , (10.9) где N — продольное сжимающее усилие; е — эксцентриситет передачи усилия N; b, h — соответственно ширина и высота поперечного сечения элемента. При этом эксцентриситет е не должен превышать 0,15h. 10.1.4 В необходимых случаях прочность клееных деревянных конструкций, кроме увеличения геометрических размеров поперечных сечений, может быть обеспечена локализацией главных растяги- вающих напряжений с помощью ввинченных, в предварительно просверленные под углом от 30° до 45° к волокнам древесины отверстия, стальных винтов или вклеенных стержней (стальных класса S400, стеклопластиковых различных марок первой группы, углепластиковых и др.). 10.1.5 Усилие растяжения стержней N t в окрестностях действия сосредоточенных поперечных сил определяют по формуле 2 1 ,45, 2 ( 0,8 ) / , t t d t N f bh = ⋅ σ − ⋅ l (10.10) где N t — усилие растяжения, приходящееся на стержни; l t — длина опасной зоны, которая колеблется в зависимости от вида нагрузок и очертания элемента конструкции и находится в пределах (0,8–2,5) h. 10.1.6 Для элементов постоянной высоты h и при равномерно распределенной нагрузке l t = 1,2 h. 10.1.7 Криволинейные (гнутые) участки (рисунок 10.1) клееных деревянных конструкций, изгибае- мых моментом М, уменьшающим их кривизну, следует рассчитывать по формулам кривых брусьев: а) по тангенциальным нормальным напряжениям на внутренней и внешней кромках бруса: 0 1 ,int , 0 1 ( ) , d m d M r r f Ay r θ ⋅ − σ = ≤ (10.11) 2 0 ,ext , 0 2 ( ) , d m d M r r f Ay r θ ⋅ − σ = ≤ (10.12) где σ θ,int , σ θ,ext — соответственно тангенциальные нормальные напряжения на внутренней и внеш- ней кромках бруса; М d — расчетный изгибающий момент; r 0 — радиус кривизны нейтрального слоя; r 1 и r 2 — соответственно радиусы кривизны нижней (ближней к центру кривизны) и верх- ней кромок бруса; А — площадь поперечного сечения кривого бруса; у 0 = l/(A · r) — смещение нейтрального слоя от геометрической оси криволинейного участка; f m,d — расчетное сопротивление древесины изгибу; б) по максимальным радиальным нормальным напряжениям ( ) 0 1 0 1 ,max ,90, 0 / ln / 1 d r t d M r r r r f Ay ⎡ ⎤ − − ⎣ ⎦ σ = ≤ (10.13) ТКП 45-5.05-146-2009 54 M M H 0 h /2 h/2 h /2 h /2 s Q s Q s Q s r s r 0 0 r r 1 r 1 r i r i r 0 r 0 r 2 r 2 y y 0 y 0 b y i y i x Рисунок 10.1 — Расчетная схема кривого бруса при чистом изгибе 10.1.8 Сжато-изгибаемые элементы с криволинейными участками рассчитывают по формулам кривых брусьев: а) на сжатой кромке 0 1 , 0 1 ( ) ; d d m d d d N M r r f A A y r ⋅ − + ≤ (10.14) б) на растянутой кромке 2 0 , 0 2 ( ) d d m d d d M r r N f A y r A ⋅ − − ≤ (10.15) 10.1.9 Допускается без увеличения геометрических размеров и радиуса кривизны на криволи- нейных участках, когда условие формулы (10.13) не выполняется, постановка ввинченных или вкле- енных стержней, воспринимающих σ r, max . В этом случае усилие, приходящееся на стержни, опреде- ляют по формуле ( ) 2 ,90, 1 5 0,8 / , t r t d N f bh = ⋅ σ − ⋅ l (10.16) где l 1 — длина хорды криволинейного участка по внутренней кромке бруса. 10.2 Настилы, обрешетки и прогоны 10.2.1 Расчет настилов, обрешеток и прогонов, работающих на изгиб, следует производить по двум предельным состояниям. 10.2.2 Настилы и обрешетки под кровлю следует рассчитывать как балки (по двухпролетной схе- ме) на следующие сочетания нагрузок: а) постоянная и временная от снега — расчет на прочность и жесткость; б) постоянная и временная от сосредоточенного груза 1 кН с умножением последней на коэффи- циент надежности по нагрузке, равный 1,2, — расчет только на прочность. 10.2.3 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 на два 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 распре- делять на ширину 500 мм рабочего настила. 10.2.4 Прогоны в покрытияхзданий и сооружений рекомендуется применять спаренными или консольно-балочной конструкции. Шарниры консольно-балочных прогонов следует располагать по- парно через пролет, выполняя их в виде косого прируба. В спаренных многопролетных прогонах из двух досок на ребро стыки досок следует располагать вразбежку на расстоянии 0,2l от опоры. ТКП 45-5.05-146-2009 55 10.3 Плиты покрытий и панели стен 10.3.1 Каркас плит и панелей следует проектировать из цельной или клееной древесины, гнуто- клееных фанерных профилей клеефанерных элементов двутаврового сечения. В качестве обшивки следует использовать водостойкую фанеру, плоские асбестоцементные лис- ты, древесноплитные материалы, листовые материалы на основе пластмасс и алюминиевых сплавов. 10.3.2 Плиты покрытий с обшивками из древесноплитных материалов, прикрепленных к несуще- му каркасу податливыми связями (шурупами, гвоздями, саморезами), следует рассчитывать на: а) прочность без учета работы обшивок; б) деформации с учетом обшивок путем увеличения на 10 % расчетной суммарной жесткости ре- бер каркаса. При этом обшивки должны быть цельными или надежно состыкованными по длине пролета; в) местный изгиб верхней обшивки от действия сосредоточенного груза 1 кН, умноженного на ко- эффициент надежности, равный 1,2, по формуле , , 2 , 6 , r d r d r d r M f b ≤ δ (10.17) где M r,d — расчетный изгибающий момент в обшивке, принимаемый равным 0,25 F d a r при двух продольных ребрах и 0,2 F d a r — при трех и более ребрах; а r — расстояние между осями продольных ребер, мм; F d — расчетное значение сосредоточенного груза 1 кН, умноженное на коэффициент на- дежности, равный 1,2; b r,d — расчетная ширина сечения обшивки, мм, принимаемая равной а r при двух и более ребрах, если а r ≤ 500 мм; и равной 0,85 а r при трех и более ребрах, если а r > 500 мм; δ r — толщина верхней обшивки, мм; f r,d — расчетное сопротивление изгибу материала обшивки. 10.3.3 Продольные ребра плит покрытий следует использовать в качестве продольных элемен- тов связей, обеспечивающих передачу горизонтальных усилий между поперечными связевыми фер- мами в плоскости кровли согласно 10.6. 10.4 Балки 10.4.1 Балки составного сечения 10.4.1.1 Брусчатые составные балки (из цельной и клееной древесины) заводского и построечного изготовления следует сплачивать не более чем из трех брусьев по высоте сечения с помощью плас- тинчатых нагелей, ввинченных стержней, вклеенных стержней периодического профиля и др. связей. 10.4.1.2 Составным балкам на податливых связях следует придавать строительный подъем пу- тем выгиба элементов до постановки связей. Величину строительного подъема (без учета последую- щего распрямления балки) следует увеличивать в полтора раза по сравнению с прогибом составной балки под эксплуатационной нагрузкой. 10.4.1.3 Прогиб составных балок как со строительным подъемом, так и без него следует опреде- лять по правилам строительной механики, как для цельных балок такого же сечения, но с введением коэффициента k i к моменту инерции поперечного сечения балки, учитывающего податливость того или иного вида соединения (таблица 7.3). 10.4.2 Балки из цельной и клееной древесины 10.4.2.1 Максимальнуювысоту сечения дощатоклееных прямолинейных балок постоянной высо- ты, двускатных и гнутоклееных пролетом от 6 до 24 м включительно следует назначать в пределах 1/8–1/12 пролета; ширину — минимальной из условий опирания плит покрытия, прогонов или других вышележащих конструкций и отношения b/h = 1/4 – 1/8. Уклон верхней грани прямолинейных двускат- ных балок необходимо принимать в пределах от 2,5 % до 10 %. 10.4.2.2 Балки следует рассчитывать на прочность и жесткость. Значения максимальных проги- бов не должны превышать указанных в СНиП 2.01.07. Клееным балкам с шарнирным опиранием сле- дует придавать строительный подъем, равный 1/200 пролета. 10.4.2.3 Двускатные гнутоклееные балки с постоянной и переменной высотой поперечного сече- ния и криволинейным участком в середине пролета рекомендуются к применению при уклонах от 10 % до 20 %. Одна из опор в таких балках, независимо от пролета, должна быть подвижной во избежание возникновения распора. ТКП 45-5.05-146-2009 56 10.4.2.4 При расчете гнутоклееных балок на прочность, кроме проверки краевых тангенциальных нормальных напряжений, необходима проверка максимальных радиальных растягивающих напряже- ний σ r,max , действующих поперек волокон древесины, в соответствии с требованиями 10.1.7. 10.4.2.5 В односкатных и двускатных балках переменного сечения следует учитывать влияние ската на напряжения изгиба параллельно поверхности. 10.4.2.6 В случае, когда волокна древесины параллельны одной из поверхностей балки и угол ската α ≤ 10° (рисунок 10.2), напряжения изгиба в крайних волокнах, параллельных поверхности, сле- дует определять по формуле 2 , , 2 6 (1 tg ) , d m d m d M f b h σ = + α ⋅ ≤ ⋅ (10.18) а на скатной поверхности — по формуле , , c d α σ 2 , , 2 6 (1 4tg ) , d c d M f bh α = − α ⋅ ≤ (10.19) где f с, α,d — расчетное сопротивление древесины сжатию под углом α к направлению волокон, определяемое по формуле (6.2). a s c d , , a s m,d Рисунок 10.2 — Односкатная балка 10.4.2.7 При проектировании клеефанерных балок необходимо располагать волокна наружных слоев шпонов фанеры вдоль балки. Пояса клееных балок с плоской фанерной стенкой следует выполнять из вертикально располо- женных слоев (досок). В поясах балок коробчатого сечения допускается применять горизонтальное расположение слоев. Если высота поясов превышает 100 мм, в них следует предусматривать гори- зонтальные пропилы со стороны стенок. Для стенок балок должна применяться водостойкая фанера толщиной не менее 8 мм. |