Фанера листовая. Фанерные трубы
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИМ. В.А. КУЧЕРЕНКО (ЦНИИСК ИМ. КУЧЕРЕНКО) ГОССТРОЯ СССР
Пособие по проектированию деревянных конструкций
(к СНиП II-25-80)
Утверждено приказом по ЦНИИСК им. Кучеренко от 28 ноября 1983 г. № 372/л
Москва Стройиздат 1986
Рекомендовано к изданию решением секции деревянных конструкций Научно-технического совета ЦНИИСК им. Кучеренко.
Пособиепо проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80) / ЦНИИСК им. Кучеренко. - М.: Стройиздат, 1986.
Содержит обоснования и разъяснения основных положений норм проектирования деревянных конструкций, дополнительные рекомендации и вспомогательные материалы к ним, сопровождаемые примерами проектирования.
Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, преподавателей и студентов строительных вузов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящее Пособие разработано к СНиП II-25-80. В нем даны необходимые разъяснения и обоснования отдельных положений и указаний по расчету деревянных конструкций, приведены рекомендации по проектированию, не получившие отражения в нормах. В частности, это касается особенностей расчета сжато-изгибаемых элементов, связей жесткости, новых типов соединений, технико-экономической оценки конструктивных решений и др.
Пособие охватывает конструкции из цельной и клееной древесины, иллюстрируя положения СНиП II-25-80 на конкретных примерах конструирования и расчета отдельных типов деревянных конструкций. В качестве приложения к пособию, даны некоторые вспомогательные графики, таблицы и другие справочные материалы, необходимые для проектирования.
Пособие разработано отделом деревянных конструкций ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР (канд. техн. наук A.К. Шенгелия - ответственный редактор, кандидаты техн. наук B.И. Аганин, А.Я. Дривинг, И.М. Зотова, Е.М. Знаменский, д-р техн. наук Л.М. Ковальчук, кандидаты техн. наук И.М. Линьков, A.Ф. Михайлов, инженеры А.И. Мезенцев, Р.В. Ннкулихина, кандидаты техн. наук И.Г. Овчинникова, С.Б. Турковский, О.И. Шипков, д-р техн. наук А.С. Фрейдин) при участии ЦНИИпромзданий (канд. техн. наук В.С. Шейнкман), ЦНИИЭП им. Мезенцева (канд. техн. наук С.М. Жак, инж. М.Ю. Заполь, д-р техн. наук B.И. Травуш), ЦНИИЭПсельстроя (кандидаты техн. наук В.П. Деев, Б.А. Степанов, В.И. Фролов), ВНИИдрева (канд. техн. наук Б.Е. Кондратенко), Московского инженерно-строительного института им. В.В Куйбышева (кандидаты техн. наук Н.М. Кузнецова, В.С. Сарычев), Ленинградского инженерно-строительного института (кандидаты техн. наук Е.И. Светозарова, Е.Н. Серов), Брестского инженерно-строительного института (канд. техн. наук Р.Б. Орлович), Пермского политехнического института (канд. техн. наук А.В. Калугин), Курского политехнического института (канд. техн. наук А.С. Прокофьев), Кировского политехнического института (канд. техн. наук Ю.В. Пискунов), Уральского политехнического института им. С.М. Кирова (инж. С.П. Тамакулов).
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Деревянные конструкции следует применять в зданиях и сооружениях сельского, гражданского и промышленного строительства, когда это технически целесообразно и экономически обосновано. При проектировании деревянных конструкций необходимо учитывать: условия эксплуатации, капитальность, степень ответственности и огнестойкость строительного объекта, а также возможности сырьевой и производственной базы, обеспечивающие изготовление конструкций.
В сельском строительстве деревянные конструкции могут применяться в производственных и складских одноэтажных зданиях. В гражданском строительстве целесообразно применение деревянных конструкций в покрытиях залов общественных зданий, выставочных павильонов, в малоэтажном домостроении. В промышленном строительстве деревянные конструкции могут применяться в одноэтажных отапливаемых и неотапливаемых зданиях IV и V классов огнестойкости, а также II и III классов огнестойкости со смешанным каркасом.
В покрытиях по стропильным конструкциям возможна подвеска подъемно-транспортного оборудования грузоподъемностью не выше 32 кН.
1.2. Для всех видов зданий общественного и производственного назначения рекомендуется принимать:
шаг деревянных стропильных балок и ферм, рам и арок 3 и 6 м;
панели и плиты ограждающих конструкций шириной 1,2 и 1,5 м, длиной 3 и 6 м.
Пролеты и шаг несущих деревянных конструкций назначаются с учетом технологических требований, объемно-планировочных решений зданий и сооружений в соответствии с действующими стандартами и нормами проектирования по видам строительства.
1.3. Рекомендуемые схемы плоскостных несущих деревянных конструкций с их основными характеристиками приведены в табл. 1.
1.4. Выбор конструктивной схемы и общая компоновка здания должны обеспечивать необходимую долговечность конструкций при наименьших приведенных затратах. Особое внимание следует уделять обеспечению простого и надежного отвода воды с покрытия, отдавая предпочтение бесфонарным решениям покрытий с наружным водоотводом без перепадов высот парапетов и надстроек, способствующих образованию снеговых мешков, протечек и очагов поражения гнилью. Покрытия с деревянными конструкциями должны быть обязательно вентилируемыми, доступными для осмотра и производства ремонтно-профилактических работ; не должны образовываться мостики холода, особенно в карнизных и коньковых узлах, в швах и сопряжениях несущих и ограждающих конструкций.
1.5. Необходима тесная увязка строительной и технологической частей проекта с целью исключения возможности перегрева и увлажнения конструкций, а также не предусмотренного проектом вибрационного и динамического воздействия на них. К конструкциям не должны подвешиваться или располагаться вблизи них неизолированные горячие трубопроводы, калориферы воздушного отопления.
1.6. При проектировании деревянных конструкций особое внимание должно уделяться условиям эксплуатации по характеристикам температурно-влажностных воздействий, согласно таблице СНиП II-25-80; по степени химической и биологической агрессии, согласно СНиП 2.03.11-85 и СНиП III-19-76. Следует избегать применения деревянных клееных конструкций в зданиях, по условиям эксплуатации которых равновесная влажность древесины оказывается ниже заданной при изготовлении.
1.7. При проектировании конструкций и особенно их узловых соединений следует предусматривать проверку на транспортные и монтажные нагрузки, на чертежах указывать породу, сорт и влажность древесины, места и способы строповки, необходимость (если надо) местного усиления при перевозке, кантовке и подъеме.
1.8. Способы транспортировки, складирования, укрупнительной сборки и монтажа, влияющие на конструктивное решение, защиты деревянных конструкций от коррозии и огня должны быть заранее определены и представлены в проекте производства работ.
1.9. Большое внимание при проектировании следует уделять пространственной жесткости и устойчивости конструкций, обеспечиваемых устройством и постановкой соответствующих связей жесткости.
1.10. Технико-экономическая оценка эффективности конструктивных решений зданий и сооружений с деревянными конструкциями должна производиться по приведенным затратам согласно разд. 7.
Таблица 1
| Наименование | Конструктивная схема | Рекомендуемые пролеты | Соотношение геометрических параметров | Коэффициенты | Примечание | |
| металлоемкости Kм, % | собственного веса Kсв | |||||
| Балки: брусчатые составного сечения | 
| 4 - 6 | h/l = 1/10 ¸ 1/20 | 7 - 12 | Соединения на пластинчатых нагелях | |
| 4 - 6 | h/l = 1/10 ¸ 1/20 | 3 - 4 | 7 - 12 | Соединения на вклеенных стержнях | |
| клееные прямоугольного постоянного сечения | 
| 9 - 18 | h/l = 1/10 ¸ 1/15 | 0 - 1,5 | 4 - 6 | - |
| прямоугольного сечения двухскатная | 
| 9 - 18 | h/l = 1/10 ¸ 1/12 | 0 - 1,5 | 4 - 6 | - |
| прямоугольного постоянного и переменного сечения, гнутоклееные | 
| 9 - 18 | h/l = 1/7 ¸ 1/9 | 1,5 | 4 - 6 | - |
| клеефанерные двутаврового и коробчатого постоянного и переменного сечения | 
| 9 - 18 | h/l = 1/9 ¸ 1/12 | 3 - 5 | - | |
| колонны брусчатые или клееные | 
| 3 - 9 | h/H = 1/20 ¸ 1/40 | 1 - 10 | 3 - 5 | Kм зависит от способа закрепления к фундаменту (шарнирное или жесткое) |
| Фермы: из цельной и клееной древесины дощатые треугольные с соединениями на МЗП | 
| 9 - 15 | H/l = 1/6 | 4 - 5 | МЗП - металлические зубчатые пластины | |
| дощатые трапецеидальные на МЗП | 
| 12 - 18 | H/l = 1/6 ¸ 1/7 | 4 - 5 | Могут применяться с подстропильными фермами | |
| металлодеревянные треугольные безраскосные с верхним поясом из брусьев или клееной древесины | 
| 9 - 18 | H/l = 1/6 ¸ 1/8 | 20 - 30 | 4 - 6 | b/h = 1/4 ¸ 1/6 |
| металлодеревянные треугольные с верхним поясом из брусьев или клееной древесины | 
| 15 - 21 | H/l = 1/6 | 3 - 4 | Верхний пояс из брусьев может быть составного сечения | |
| линзообразные сборные из клееных элементов на вклеенных стержнях | 
| 18 - 60 | H/l = 1/7 | 2 - 3 | Элементы в узлах соединяются на сварке или болтах | |
| треугольные металлодеревянные брусчатые | 
| 9 - 18 | H/l = 1/6 ¸ 1/5 | 35 - 40 | 4 - 5 | |
| Рамы из прямолинейных элементов треугольного очертания | 
| 18 - 45 | h/l = 1/25 ¸ 1/30 | 3 - 5 | ||
| из прямолинейных элементов с жесткими соединениями ригеля и стоек | 
| 12 - 21 | hм/l = 1/15 ¸ 1/24 | 3 - 12 | 5 - 7 | Карнизный узел может соединяться зубчатым шипом. При H > 3,5 м он может быть сборным на вклеенных штырях или нагелях |
| клееные трехшарнирные ломаного очертания | 
| 18 - 45 | h/l = 1/30 ¸ 1/40 | 1 - 5 | 2 - 4 | Соединения в местах перелома могут быть сборными с помощью зубчатого шипа или гнутыми |
| брусчатые или клееные с подкосами | 
| 9 - 24 | - | 3 - 15 | 5 - 7 | Kм = 15 при металлических стойках |
| гнутоклееные ступенчатого очертания | 
| 18 - 36 | hоп/l = 1/30 ¸ 1/40 | 4 - 5 | hоп/b = 7; hв/b = 5 Уклон 45° для складов | |
| клеефанерные с гнутоклееными деталями в карнизах | 
| 12 - 24 | hк/l = 1/25 ¸ 1/40 | 5 - 7 | - | |
| двухшарнирные с жестким соединением колонн с фундаментами | 
| 12 - 24 | - | - | - | Ригель может быть также в виде ферм или арок |
| Арки: клееные трехшарнирные стрельчатого очертания | 
| 12 - 45 | h/l = 1/30 ¸ 1/40 | 1 - 3 | 2 - 4 | При H/l ≈ 1/2 арки применяются преимущественно для складов сыпучих материалов |
| коробового очертания | 
| 9 - 24 | h/l = 1/30 ¸ 1/50 | 1 - 2 | 2 - 4 | - |
| пологие кругового очертания | 
| 18 - 72 | H/l = 1/30 ¸ 1/50 | 2 - 5 | 2 - 4 | При H/l ≥ 1/6 |
| то же, с затяжкой | 
| 12 - 36 | H/l = 1/30 ¸ 1/40 | 2 - 4 | Возможно жесткое сопряжение клееных элементов для двухшарнирного решения |
МАТЕРИАЛЫ
Номенклатура
2.1. В несущих и ограждающих деревянных конструкциях применяются: круглый лес, используемый в целом виде; пиломатериалы и клееные заготовки из них; многослойные клееные заготовки из фрезерованных пиломатериалов; листовая многослойная фанера; фанерные трубы; древесные плиты; водостойкие клеи; влагозащитные лаки и составы; антисептики и антипирены; стальной прокат, арматура и др.
Лесоматериалы
2.2. Круглые лесоматериалы следует использовать преимущественно для конструкций, изготавливаемых в построечных и полевых условиях (например, сельскохозяйственные здания с балочно-стоечным каркасом, опоры ЛЭП и др.).
Пиломатериалы являются основными конструкционными лесоматериалами для конструкций из цельной и клееной древесины.
Для многослойных клееных заготовок из древесины сосны и ели наиболее целесообразно применять пиломатериалы толщиной 40 и 25 мм, причем тонкие пиломатериалы следует использовать для изготовления гнутоклееных элементов с ограниченным радиусом кривизны и растянутых элементов; пиломатериалы из осины и лиственницы можно использовать толщиной 25 мм с устройством в них продольных компенсационных прорезей, располагаемых друг от друга на расстоянии 40 мм и не менее чем на 10 - 15 мм от кромки доски. Глубина прорезей должна быть равной 1/2 толщины слоя, ширина 2 - 3 мм.
2.3. Рекомендуемый сортамент приведен в табл. 2.
2.4. Однослойные заготовки из склеенных на зубчатый шип или на зубчатый шип и по кромке маломерных пиломатериалов, предназначенные для использования в несущих элементах деревянных конструкций, должны удовлетворять следующим требованиям: влажность склеиваемых на зубчатый шип пиломатериалов допускается не выше 15 %, размеры зубчатого шипа должны быть не менее чем у типа I-32; клеи только на резорциновой основе (ФР-12 и ФРФ-50); временное сопротивление изгибу при нагружении пласти для клееных заготовок, соответствующих пиломатериалам второго сорта, - не ниже 27 МПа и третьего сорта - не ниже 20 МПа.
Таблица 2
| Толщина (высота), мм | Ширина, мм | Толщина (высота) ми | Ширина, им | ||||||
| 100, | |||||||||
| - | - | ||||||||
| - | |||||||||
| - | - | - | |||||||
| Примечание. Размеры фрезерованных пиломатериалов устанавливаются с учетом припусков по толщине и ширине, согласно действующим ГОСТам. |
Допустимое количество и место расположения стыков на зубчатый шип по длине несущих элементов из клееных заготовок зависит: от характера их работы, степени ответственности, особенностей конструктивного решения и должно регламентироваться техническими условиями на изготовление с соответствующим обоснованием.
Не допускается использование склеенных на зубчатый шип заготовок из короткомерных пиломатериалов для дощатых балок междуэтажных перекрытий и в растянутых поясах дощатых стропильных ферм.
2.5. В некоторых случаях, особо оговариваемых техническими условиями, при изготовлении деревянных конструкций (например, клеефанерных) может использоваться древесина, модифицированная полимерами и другими составами.
Фанера листовая. Фанерные трубы
2.6. Фанера относится к слоистым древесным материалам с однонаправленной и перекрестной структурой. В первом случае достигается значительная прочность, но сохраняется высокая степень анизотропии. Во втором случае заметно снижается анизотропия и прочность в двух главных направлениях. Для многослойной листовой фанеры показатели прочности и упругости отличаются по главным осям анизотропии при растяжении, сжатии, изгибе только в 1,5 - 3 раза, а не в 10 - 40 раз, как для древесины в ее натуральном виде.
В ограждающих и несущих конструкциях допускается применение фанеры только на водостойких клеях толщиной не менее 6 мм.
Размеры листовой фанеры приведены в табл. 3.
Таблица 3
| Марки листовой фанеры | Размеры листов, мм | Марка листовой фанеры | Размеры листов, мм | ||
| толщина | длина, ширина | толщина | длина, ширина | ||
| ФСФ (березовая) | 6, 8, 9, 10, 12 | 1525 ´ 1525 | ФБС | 7, 10, 12, 11, 16 | 5600 ´ 1200 |
| 1525 ´ 1220 | 4850 ´ 1200 | ||||
| 1220 ´ 1220 | 4400 ´ 1500 |
2.7. В качестве элементов деревянных конструкций допускается применение фанерных труб марок Ф-1 и Ф-2, сортамент и размеры которых указаны в табл. 4.
Таблица 4
| Диаметр труб внутренний, мм | ||||||
| Диаметр труб внешний, мм | ||||||
| Толщина стенок, мм | 6,5 | |||||
| Масса 1 м при влажности фанеры 15 %, кг | 1,0 | 2,2 | 4,5 | 5,8 | 8,6 | 10,2 |
| Длина труб, м | От 3,5 до 7 |
Древесные плиты
2.8. К плитным материалам на основе древесины относятся:
а) древесно-волокнистые плиты сухого способа производства (ДВПс) на фенольных связующих марок Тс-400, Тс-450 (ТУ 13-444-79);
б) древесно-стружечные плиты на карбамидных (ДСПк) и на фенольных связующих (ДСПф) марок П-1 и П-2 (ГОСТ 10632-77 с изм.);
в) древесно-стружечные плиты на каустическом магнезите МДП (ТУ 13-519-79);
г) цементно-стружечные плиты на портландцементе ЦСП.
Технические характеристики древесных плит приведены в табл. 5.
Таблица 5
| Показатели | Единица измерения | Значение показателей для | ||||
| ДВПс | ДСПк | ДСПф | МДП | ЦСП | ||
| Плотность | кг/м» | Св. 850 | 750 - 850 | 700 - 850 | 900 - 1200 | 1200- 1300 |
| Длина | мм | 2750 - 3600 | 1830, 3660 | 1830, 3660 | 2600 - 3600 | |
| Ширина | » | 1200 - 1830 | 1200, 1830 | 1220, 1830 | ||
| Толщина | » | 5 - 10 | 12 - 22 | 10 - 22 | 10 - 18 | 8 - 40 |
| Влажность | % | 5 - 8 | 8 ± 2 | 8 ± 2 | 9 ± 4 | До 12 |
| Водопоглощение за 24 ч | » | До 15 | До 15 | 18,26 | » 16 | |
| Набухание за 24 ч | » | » 5 | » 5 | 10,15 | » 1,8 |
2.9. Древесные плиты рекомендуется применять в качестве обшивок в конструкциях панелей стен, плит перекрытий и покрытий с учетом условий эксплуатации.
Клеи
2.10. Синтетические клеи для изготовления элементов клееных деревянных конструкций делятся на группы, учитывающие назначение клеев, их свойства; рекомендуемые области применения указаны в табл. 6.
2.11. Для склеивания древесины и древесины с фанерой, древесно-волокнистыми и древесно-стружечными плитами должны применяться клеи I - IV групп в зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации, руководствуясь табл. 7.
При возникновении значительных температурно-влажностных напряжений следует применять клей ФРФ-50М (V группа), обладающий повышенной податливостью. Для металлических стержней, вклеиваемых в древесину, должны применяться модифицированные клеи I группы или клеи V группы с учетом условий эксплуатации.
2.12. Состав клеев, технология их приготовления и применение должны отвечать требованиям соответствующих технических условий.
Таблица 6
| Тип клея | Марка клея | Группа | Рекомендуемые области применения |
| Резорциновый | ФР-12 | I | Преимущественно для гражданского строительства, в большепролетных конструкциях при эксплуатации в наиболее жестких условиях |
| Фенольно-резорциновый | ФРФ-50 | I | Преимущественно для промышленного, сельскохозяйственного строительства, в большепролетных конструкциях при эксплуатации в наиболее жестких условиях |
| Фенольный | КБ-3, СФХ | II | Преимущественно для сельхозстроительства в конструкциях массового применения, эксплуатируемых в жестких условиях |
| Алкилрезорциновый | ФР-100, ДФК-1АМ | II | То же |
| Фенольно-алкилрезорциновый | ДФК-14Р | II | » |
| Карбамидно-меламиновый | КС-В-СК | III | Для конструкций, эксплуатируемых при относительной влажности воздуха до 85 % |
| Карбамидный Эпоксидный | КФ-Ж ЭПЦ-1, К-153 | IV V | То же, до 70 % Для соединений деревянных конструкций с вклеенными стальными стержнями |
| Фенольно-резорциновый модифицированный | ФРФ-50М | V | То же |
Таблица 7