СНиП II-25-80, часть 3

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4

7 Расчет соединений элементов деревянных конструкций

Общие указания

7.1 Действующее на соединение (связь) усилие не должно превышать расчетной несущей способности соединения (связи) .

7.2 Расчетную несущую способность соединений, работающих на смятие и скалывание, следует определять по формулам:

а) из условия смятия древесины

; (57)

б) из условия скалывания древесины

, (58)

где - расчетная площадь смятия;

- расчетная площадь скалывания;

- расчетное сопротивление древесины или LVL смятию под углом к направлению волокон;

- расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины или LVL скалыванию вдоль волокон, определяемое в 7.3.

7.3 Среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины или LVL скалыванию следует определять по формуле

, (59)

где - расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон (при расчете по максимальному напряжению);

- расчетная длина плоскости скалывания, принимаемая не более 10-кратной глубины врезки в элемент;

- плечо сил скалывания, принимаемое равным 0,5 при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (рисунок 6, а) и 0,25 при расчете симметрично загруженных элементов с симметричной врезкой (рисунок 6, б); ( - полная высота поперечного сечения элемента);

- коэффициент, принимаемый равным 0,25 при расчете соединений, работающих по схеме, показанной на рисунке 5, г* и 0,125 при расчете соединений, работающих по схеме согласно рисунку 5, в*, если обеспечено обжатие по плоскостям скалывания.
_______________
* Нумерация рисунков соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Рисунок 6 - Врезки в элементах соединений

а - несимметричная; б - симметричная; в, г - схемы скалывания в соединениях

Рисунок 6 - Врезки в элементах соединений

Отношение должно быть не менее 3.

Клеевые соединения

7.4 При расчете конструкций клеевые соединения следует рассматривать как неподатливые соединения.

7.5 Клеевые соединения следует использовать:

а) для стыкования отдельных слоев на зубчатом соединении (рисунок 7, а);

б) для образования сплошного сечения (пакетов) путем сплачивания слоев по высоте и ширине сечения. При этом по ширине пакета швы склеиваемых кромок в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на толщину слоя по отношению друг к другу (рисунок 7, б). По длине пакета зубчатые шипы в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на 5-кратную толщину слоя. При этом в одном сечении пакета не должно совпадать более 25% слоев с зубчатыми шипами, кроме крайних слоев растянутой зоны изгибаемых элементов, где допускается совпадение не более двух слоев.

Рисунок 7 - Клеевые соединения

а - при стыковании отдельных слоев по длине зубчатым шипом, выходящим на пласть; б - при образовании пакетов и сплачивании по пласти и кромке

Рисунок 7 - Клеевые соединения

7.6 Применение усового соединения допускается для фанеры вдоль волокон наружных слоев. Длину усового соединения следует принимать не менее 10-кратной толщины стыкуемых элементов.

7.7 Толщину склеиваемых слоев в элементах, как правило, следует принимать не более 33 мм. В прямолинейных элементах допускается толщина слоев до 42 мм при условии устройства в них продольных компенсационных прорезей.

7.8 В клееных элементах из фанеры с древесиной не следует применять деревянные элементы без компенсационных прорезей шириной более 100 мм при склеивании их с фанерой и более 150 мм - в примыканиях элементов под углом от 30 до 45°.

Примечание - Соединения на вклеенных стержнях рассмотрены в 7.30-7.45.


(Измененная редакция, Изм. N 1).

Соединения на врубках

7.9 Узловые соединения элементов из брусьев и круглого леса на лобовых врубках следует выполнять с одним зубом (рисунок 8).

Рисунок 8 - Лобовая врубка с одним зубом

Рисунок 8 - Лобовая врубка с одним зубом

Рабочая плоскость смятия во врубках при соединении элементов, не испытывающих поперечного изгиба, должна располагаться перпендикулярно оси примыкающего сжатого элемента. Если примыкающий элемент, помимо сжатия, испытывает поперечный изгиб, рабочую плоскость смятия во врубках следует располагать перпендикулярно равнодействующей осевой и поперечной сил.

Элементы, соединяемые на лобовых врубках, должны быть стянуты болтами.

7.10 Лобовые врубки следует рассчитывать на скалывание, согласно указаниям 7.2 и 7.3, принимая расчетное сопротивление скалыванию по поз.5 таблицы 3.

7.11 Длину плоскости скалывания лобовых врубок следует принимать не менее 1,5, где - полная высота сечения скалываемого элемента.

Глубину врубки следует принимать не более в промежуточных узлах сквозных конструкций и не более в остальных случаях, при этом глубина врубок в брусьях должна быть не менее 2 см, а в круглых лесоматериалах - не менее 3 см.

7.12 Расчет на смятие лобовых врубок с одним зубом следует производить по плоскости смятия (см. рисунок 8). Угол смятия древесины следует принимать равным углу между направлениями сминающего усилия и волокон сминаемого элемента.

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом к волокнам для лобовых врубок следует определять по формуле (2) примечания 2 к таблице 3, независимо от размеров площади смятия.

Соединения на цилиндрических нагелях

7.13 Цилиндрическими нагелями называются болты, шпильки, нагели, гвозди, шурупы, глухари, саморезы и т.п., в соединениях, работающих на сдвиг. Общие технические требования изложены в нормативных документах на соединения нагельного типа для деревянных конструкций.

Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из сосны и ели, в том числе клееных, и древесины из однонаправленного шпона (рисунок 9) при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон, гвоздями под любым углом и стальными нагелями, установленными в торец клееных деревянных элементов, следует определять по таблице 20. В необходимых случаях расчетную несущую способность цилиндрического нагеля, определенную по таблице 20, следует устанавливать с учетом указаний 7.15.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Рисунок 9 - Виды соединений по конструктивному сочетанию нагелей и соединяемых деревянных элементов

- симметричные; - несимметричные

Рисунок 9 - Виды соединений по конструктивному сочетанию нагелей и соединяемых деревянных элементов*

________________
* Рисунок. Измененная редакция, Изм. N 1.

Таблица 20

Таблица 20 (Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица 21

Таблица 22

7.14 Расчетную несущую способность цилиндрических нагелей, кроме нагелей в торец, при направлении передаваемого нагелем усилия под углом к волокнам следует определять согласно 7.13 с умножением:

а) на коэффициент (таблица 21) при расчете на смятие древесины в нагельном гнезде;

б) на величину при расчете нагеля на изгиб; угол следует принимать равным большему из углов смятия нагелем элементов, прилегающих к рассматриваемому шву.

7.15 Расчетную несущую способность нагелей в соединениях элементов конструкций из древесины других пород, в различных условиях эксплуатации, в условиях повышенной температуры, при действии только постоянных и длительных временных нагрузок следует определять согласно 7.13 и 7.14 с учетом 5.4:

а) при расчете нагельного соединения из условия смятия древесины в нагельном гнезде умножением на коэффициенты , , , , и делением на ;

б) при расчете нагельного соединения из условия изгиба нагеля умножением или делением на корни квадратные из этих коэффициентов.

7.16 Нагельное соединение со стальными накладками (рисунок 10) и прокладками (рисунок 10а) на болтах или глухих цилиндрических нагелях допускается применять в тех случаях, когда обеспечена необходимая плотность постановки нагелей.

Глухие стальные цилиндрические нагели должны иметь заглубление в древесину не менее 5 диаметров нагеля и не менее 12,5 диаметров нагеля при установке в торец. В последнем случае диаметр отверстия должен быть на 0,5 мм меньше диаметра нагеля.

Нагельные соединения со стальными накладками и прокладками следует рассчитывать согласно указаниям 7.13-7.15, причем в расчете из условия изгиба (поз.3 таблицы 20) следует принимать наибольшее значение несущей способности нагеля.

Стальные накладки и прокладки следует проверять на растяжение по ослабленному сечению и на смятие под нагелем в соответствии с указаниями СП 16.13330.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.17 Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9.

7.18 Расстояние между осями цилиндрических нагелей вдоль волокон древесины , поперек волокон и от кромки элемента (рисунок 10)* следует принимать не менее:
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: "(рисунок 11)". - Примечание изготовителя базы данных.

для стальных нагелей ; ; ;

для алюминиевых и стеклопластиковых нагелей ; ; ;

для дубовых нагелей ; ; .

Рисунок 10 - Нагельные соединения с накладками

- на болтах и шпильках; - на глухих цилиндрических нагелях; - на глухих цилиндрических нагелях, установленных в торец клееного элемента

Рисунок 10 - Нагельные соединения с накладками*

________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.

Рисунок 10а - Нагельные соединения с прокладками

- на нагелях; - на нагелях и шпильках

Рисунок 10а - Нагельные соединения с прокладками*

________________
* Введен дополнительно, Изм. N 1.


При толщине пакета меньше 10 (см. рисунок 10)* и для клееных элементов, включая LVL, с расположением нагелей перпендикулярно клеевым швам следует принимать:
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать "(см.рисунок 10а)". - Примечание изготовителя базы данных.


для стальных, алюминиевых и стеклопластиковых нагелей ; ; ;

для дубовых нагелей ; .

Для стальных нагелей, установленных в торец, расстановку принимать по рисункам 11,в - для нагелей, установленных в торец без армирования, и 11,г - для нагелей с усилением армированием.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Рисунок 11 - Расстановка нагелей

а - прямая, б - в шахматном порядке; в - установленных в торец без армирования; г - то же, с усилением армированием

Рисунок 11 - Расстановка нагелей

7.19 Нагели в растянутых стыках следует располагать в два или четыре продольных ряда; в конструкциях из круглых лесоматериалов допускается шахматное расположение нагелей в два ряда с расстоянием между осями нагелей вдоль волокон , а поперек волокон - .

7.20 При определении расчетной длины защемления конца гвоздя не следует учитывать заостренную часть гвоздя длиной 1,5; кроме того, из длины гвоздя следует вычитать по 2 мм на каждый шов между соединяемыми элементами.

Если расчетная длина защемления конца гвоздя получается меньше 4, его работу в примыкающем к нему шве учитывать не следует.

При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего элемента следует уменьшать на 1,5 (рисунок 12).

Рисунок 12 - Определение расчетной длины защемления конца гвоздя

Рисунок 12 - Определение расчетной длины защемления конца гвоздя

Диаметр гвоздей следует принимать не более 0,25 толщины пробиваемых элементов.

7.21 Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон древесины следует принимать не менее:

при толщине пробиваемого элемента ;

при толщине пробиваемого элемента .

Для промежуточных значений толщины наименьшее расстояние следует определять по интерполяции.

Для элементов, не пробиваемых гвоздями насквозь, независимо от их толщины, расстояние между осями гвоздей следует принимать равным .

Расстояние вдоль волокон древесины от гвоздя до торца элемента во всех случаях следует принимать не менее .

Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины при прямой расстановке гвоздей следует принимать не менее ; при шахматной расстановке или расстановке их косыми рядами под углом 45° (рисунок 13) расстояние может быть уменьшено до 3.

Рисунок 13 - Расстановка гвоздей косыми рядами

Рисунок 13 - Расстановка гвоздей косыми рядами

7.22 При использовании шурупов, саморезов и глухарей в качестве нагелей, работающих на сдвиг, расстояния между их осями следует принимать по указаниям 7.18 как для стальных цилиндрических нагелей.

7.23 Несущую способность шурупов и глухарей, при расстоянии от плоскости сплачивания до конца ненарезанной части более чем два диаметра, следует определять по правилам для стальных цилиндрических нагелей. В других случаях расчет на сдвиг следует вести по внутреннему диаметру ослабленного резьбой сечения.

Соединения на гвоздях и шурупах, работающих на выдергивание

7.24 Сопротивление гвоздей выдергиванию допускается учитывать во второстепенных элементах (настилы, подшивка потолков и т.д.) или в конструкциях, где выдергивание гвоздей сопровождается одновременной работой их как нагелей.

Не допускается учитывать работу на выдергивание гвоздей, забитых в заранее просверленные отверстия, забитых в торец (вдоль волокон), а также при динамических воздействиях на конструкцию.

7.25 Расчетную несущую способность на выдергивание одного гвоздя, МН, забитого в древесину, в том числе в древесину из однонаправленного шпона, поперек волокон, следует определять по формуле

, (61)

где - расчетное сопротивление выдергиванию на единицу поверхности соприкасания гвоздя с древесиной, которое следует принимать для воздушно-сухой древесины равным 0,3 МПа, а для сырой, высыхающей в конструкции, - 0,1 МПа;

- диаметр гвоздя, м (см);

- расчетная длина защемленной, сопротивляющейся выдергиванию части гвоздя, м (см), определяемая согласно 7.20.

Расстояние от крайнего ряда гвоздей до продольной кромки элемента следует принимать не менее 4.

Примечания

1 Расстояние между гвоздями вдоль волокон древесины в элементах из осины, ольхи и тополя следует увеличивать на 50% по сравнению с указанными выше.

2 В условиях повышенной влажности или температуры, а также при расчете на действие кратковременной или постоянной и длительной временной нагрузок расчетное сопротивление выдергиванию для воздушно-сухой древесины следует умножать на коэффициенты, приведенные в таблицах 5, 7 настоящего СП.

3 При диаметре гвоздей более 5 мм в расчет вводят диаметр, равный 5 мм.

7.26 Длина защемленной части гвоздя должна быть не менее двух толщин пробиваемого деревянного элемента и не менее 10.

Расстановку гвоздей, работающих на выдергивание, следует производить по правилам расстановки гвоздей, работающих на сдвиг (см. 7.21). При наклонной забивке расстояние до нагруженной кромки должно быть не менее 10 (рисунок 14).

Рисунок 14 - Наклонная забивка гвоздей

Рисунок 14 - Наклонная забивка гвоздей

7.27 Расчетную несущую способность на выдергивание одного шурупа или глухаря, МН, завинченного в древесину, в том числе в древесину из однонаправленного шпона, поперек волокон, следует определять по формуле

, (62)

где - расчетное сопротивление выдергиванию шурупа или глухаря на единицу поверхности соприкасания нарезной части шурупа с древесиной, которое следует принимать для воздушно-сухой древесины равным 1 МПа;

расчетное сопротивление выдергиванию следует умножать в соответствующих случаях на коэффициенты, приведенные в 5.2;

- наружный диаметр нарезной части шурупа, м (см);

- длина нарезной части шурупа, сопротивляющаяся выдергиванию, м (см).

Расстояние между осями шурупов должно быть не менее: 5; 4 (см. рисунок 11).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Соединения на пластинчатых нагелях

7.28 Применение дубовых или березовых пластинчатых нагелей (пластинок) допускается для сплачивания брусьев в составных элементах со строительным подъемом, работающих на изгиб и на сжатие с изгибом. Размеры пластинок и гнезд для них, а также расстановку их в сплачиваемых элементах следует принимать по рисунку 15. Направление волокон в пластинках должно быть перпендикулярно плоскости сплачивания элементов.

Рисунок 15 - Соединение на пластинчатых нагелях

а - со сквозными пластинками; б - с глухими пластинками

Рисунок 15 - Соединение на пластинчатых нагелях

Сплачивание по высоте сечения более трех элементов, а также применение элементов, срощенных по длине, не допускается.

7.29 Расчетную несущую способность, кН, дубового или березового пластинчатого нагеля размерами по рисунку 15 в соединениях элементов из сосны и ели следует определять по формуле

, (63)

где - ширина пластинчатого нагеля, см, которую следует принимать равной ширине сплачиваемых элементов при сквозных пластинках и при глухих.

В случаях применения для сплачивания элементов из других древесных пород следует вводить поправочный коэффициент по таблице 4 (для скалывающих напряжений).

Для конструкций в условиях повышенной влажности или температуры, рассчитываемых на действие кратковременных или постоянной и длительной временной нагрузок, расчетную несущую способность пластинчатого нагеля следует умножать на поправочные коэффициенты по таблицам 6, 7 и 5.2, б, в.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Соединения на вклеенных стержнях

Общие требования к соединениям на вклеенных стержнях

7.30 Соединения на вклеенных стержнях являются универсальным видом соединений. Вклеенные стержни могут использоваться:

- для устройства узловых сопряжений элементов плоских и пространственных конструкций (опорных узлов, поясов и решетки в фермах, ключевых шарниров в арках, рамах и т.п.);

- для устройства жестких равнопрочных стыков сборных изгибаемых, растянутых, сжато-изгибаемых, растянуто-изгибаемых элементов (балок, арок, ферм, рам, защемленных стоек, жестких нитей, куполов, сводов и т.п.);

- для анкеровки закладных деталей, воспринимающих усилия разных направлений;

- для восприятия нормальных сжимающих усилий поперек и под углом к волокнам в опорных зонах и местах приложения сосредоточенных нагрузок;

- для узловых соединений, воспринимающих сдвиг;

- для локализации главных растягивающих напряжений в приопорных зонах клееных деревянных конструкций и в окрестностях больших сосредоточенных нагрузок;

- для увеличения несущей способности участков конструкций, в которых действуют нормальные растягивающие напряжения поперек волокон и касательные напряжения (в приопорных зонах высоких балок, в зонах глубоких подрезок или ослаблений врезками, в изгибаемых элементах с криволинейной осью и др.);

- для сплачивания КДК, поперечное сечение которых состоит из двух и более элементов;

- в виде наклонно вклеенных стержней в качестве связей сдвига составных ДК, в том числе для комбинированных конструкций с деревянными балками в виде ребер и монолитной железобетонной плитой;

- для поперечного и наклонного армирования КДК с целью повышения их сдвиговой прочности и надежности, в том числе при переменном температурно-влажностном режиме эксплуатации;

- для наклонного армирования с целью повышения сдвиговой выносливости.

Общие технические требования изложены в нормативных документах на соединения на вклеенных стержнях для деревянных конструкций.

Принципиальные конструктивные схемы соединений в узлах и стыках элементов для различных напряженно-деформированных состояний приведены на рисунке 16.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Рисунок 16 - Примеры соединений на наклонно вклеенных стержнях

- опорная реакция от расчетной нагрузки; а - в виде связей составных элементов; б - для повышения сдвиговой прочности клееной балки; в - для анкеровки закладных деталей; г, д - в опорных и других узлах конструкций; е - схема симметричного универсального жесткого стыка элементов сечением 500 и 600; ж - для растянутых элементов; з - для сжатых стыков с полимербетоном; и - для полигональных элементов, несимметричная схема (карниз рамы); к - для узла защемления стоек

Рисунок 16 - Примеры соединений на наклонно вклеенных стержнях*

________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.

7.31 Влажность древесины при вклеивании стержней должна быть в интервале 8-14% (в зависимости от условий эксплуатации конструкций - см. приложение Г). Не допускается использование вклеенных стержней для клееных пакетов с компенсационными прорезями (см. 7.7).

7.32 Для вклеивания используют эпоксидные клеи на базе смол ЭД20.

Возможность использования других марок клея и видов наполнителя для вклеивания стержней должна быть обоснована соответствующими испытаниями с определением физико-механических характеристик и технологичности.

При температуре окружающего воздуха выше 35 °С или необходимости обеспечения повышенной огнестойкости соединения, необходимо применение эпоксидных клеев специального состава с температурой стеклования 60 °С и выше. Вклеивание стержней и контроль качества следует производить в соответствии с приложением И.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.33 Диаметр отверстия в древесине должен превышать диаметр вклеиваемого стержня на 4-6 мм для арматуры классов А300-А600 и на 2 мм для арматуры класса А240, круглой стали и стеклопластиковых стержней. Сверление отверстий под вклеиваемые стержни производится с помощью сверл для древесины.

Допускается использование сверл для металла, нарощенных до требуемой длины.

7.34 Стержни, вклеенные под углом к волокнам менее чем 20°, рассматриваются как вклеенные вдоль волокон, при большем угле - как вклеенные под углом к волокнам. Вклеенные поперек волокон стержни являются частным случаем стержней, вклеенных под углом к волокнам.

Соединения на стержнях, вклеенных вдоль волокон

7.35 Соединения на стержнях, вклеенных вдоль волокон древесины, допускаются только в комбинации с поперечно или наклонно вклеенными стержнями. Стержни вклеиваются в круглые отверстия или прямоугольные пазы на боковых гранях, заглубленных на 2 диаметра стержня , но не менее чем на 25 мм (рисунок 17).

Рисунок 17 - Соединения на стержнях из арматуры периодического профиля, вклеенных вдоль волокон

а - в цилиндрические отверстия; б - в профрезерованные пазы

Рисунок 17 - Соединения на стержнях из арматуры периодического профиля, вклеенных вдоль волокон

7.36 Расчетную несущую способность, МН, вклеиваемого стержня на выдергивание или продавливание вдоль волокон в растянутых и сжатых стыках элементов деревянных конструкций из сосны и ели следует определять по формуле

, (64)

где - диаметр отверстия, м;

- длина заделываемой части стержня, м (см), которую следует принимать по расчету, но не менее 10 и не более 30;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений сдвига в зависимости от длины заделываемой части стержня, который следует определять по формуле

; (65)

- расчетное сопротивление древесины скалыванию, МПа, определяемое по поз.5, г таблицы 3.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.37 Расстояние между осями вклеенных стержней, работающих на выдергивание или продавливание вдоль волокон, следует принимать не менее , а до наружных граней - не менее .

Соединения на стержнях, вклеенных под углом к волокнам

7.38 Расчетную несущую способность, МН, вклеиваемого под углом к волокнам стержня на выдергивание или продавливание в стыках клееных деревянных конструкций следует определять по формуле

, (66)

где - расчетное сопротивление древесины выдергиванию или продавливанию вклеенного стержня, МПа, принимаемое по* равным 4,5 МПа;
_______________
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

- диаметр отверстия, м;

- расчетная длина стержня, м

; (67)

- длина заделываемой части;

- глубина возможного снижения прочности клеевой прослойки при сварке; для стержней без сварки 0;

- диаметр вклеиваемого стержня, м;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений сдвига в зависимости от длины заделываемой части стержня, который следует определять по формуле

; (68)

- коэффициент, зависящий от знака нормальных напряжений вдоль волокон в зоне установки стержней;

- коэффициент, учитывающий зависимость расчетного сопротивления от диаметра стержня

; (69)

- площадь сечения стержня;

- расчетное сопротивление материала стержня.

Для стержней, работающих на выдергивание в зоне растягивающих напряжений, действующих вдоль волокон древесины элемента конструкции, значения коэффициента следует определять по формуле

, (70)

где - максимальные растягивающие напряжения, МПа.

При работе в сжатой зоне, а также для стержней, работающих на продавливание, 1.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.39 Минимальное расстояние от боковых граней пакета до оси стержня принимается не менее 2 и не менее 30 мм; между осями стержней по ширине пакета расстояние должно быть не менее 2; от торца пакета вдоль волокон до оси стержня - не менее 100 мм; между стержнями вдоль волокон 10 при угле наклона стержней к направлению волокон до 30° не менее 14, при от 30° до 60° - 10, при более 60° - 7,5.

7.40 При устройстве жестких стыков в конструкциях используют два типа соединений на наклонно вклеенных стержнях.

Универсальными являются анкеры V-образной формы, которые представляют собой комбинацию как минимум из двух стержней, вклеенных наклонно по отношению к направлению волокон древесины и образующих между собой внутренний угол.

В растянутых стыках или в растянутых зонах стыков допускается применять соединения на стержнях, наклонно вклеенных в одном направлении, работающих на выдергивание и присоединенных на сварке к стальным пластинам, передающим на древесину усилия сжатия, возникающие от разложения усилий растяжения в наклонных стержнях. Работа стержней на продавливание (сжатие) в таких узлах не допускается.

7.41 Расчетная несущая способность V-образного анкера определяется исходя из расчетной несущей способности вклеенных стержней анкера, определенной по формуле (66). Усилия в каждой ветви анкера определяются путем разложения усилий от внешней нагрузки по направлениям ветвей. Внутренний угол между ветвями анкера принимается от 45° до 120°.

7.42 Проверка на прочность анкеров, сварных швов, соединительных пластин и других стальных элементов выполняется по нормам проектирования металлоконструкций.

7.43 В соединении, работающем на сдвиг, несущая способность наклонно вклеенной связи , кроме случая, указанного в 7.44, работающей на выдергивание (растяжение), определяется по формуле

, (71)

где - несущая способность стержня, работающего на выдергивание (7.38);

- угол наклона вклеенной связи к плоскости сдвига.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.44 В соединении, работающем на сдвиг, несущая способность наклонно вклеенной связи , работающей на продавливание (сжатие), при отсутствии рядом вклеенной связи, работающей на выдергивание (растяжение), проверяется по формуле

, (72)

где - составляющая расчетного усилия на один стержень , МН, вызывающая в наклонных стержнях напряжения растяжения;

- составляющая того же усилия , вызывающая в наклонных стержнях напряжения изгиба;

- расчетная несущая способность одного стержня по условию прочности на растяжение, МН;

- площадь сечения стержня, м;

- расчетное сопротивление растяжению арматурной стали для А300 285 МПа и для А400 375 МПа;

- расчетная несущая способность стержня на один шов из условия его работы на изгиб, МН, принимается:

а) при жестком (сварном) соединении вклеенного стержня со стальной накладкой или анкерной полосой:

- для арматуры А300;

- для арматуры А400;

б) при нежестком болтовом соединении вклеенного стержня со стальной накладкой:

- для арматуры A300;

- для арматуры А400;

- номинальный диаметр стержня, м.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7.45 При определении числа вклеенных стержней или анкеров необходимо учитывать коэффициент их совместной работы :

- при одном анкере или одном наклонном стержне с одной стороны стыка и на одной грани 1;

- при двух анкерах или двух наклонных стержнях 0,9;

- при большем количестве анкеров или стержней 0,75.

7.46 При проектировании стыков или узлов конструкций необходимо учитывать особенности конструктивной схемы. Принципиально различаются конструктивные варианты сжатой и растянутой зон стыков сжато-изгибаемых элементов ломаного сечения, например в карнизных узлах рам и т.д.

7.47 Наклонно вклеенные стержни располагаются в соединениях таким образом, чтобы в них возникали (в основном) растягивающие усилия. Возникающие при этом (от разложения сил) сжимающие усилия должны передаваться на древесину соединительными жесткими пластинами или специально вклеенными стержнями с соответствующей проверкой расчетом.

7.48 Податливость соединений на наклонно вклеенных стержнях составляет 0,001 мм/кН.

7.49 Стыки и узлы сжато-, растянуто-изгибаемых, изгибаемых и растянутых элементов сборных конструкций должны проверяться расчетом и обеспечивать восприятие перерезывающих сил, а также усилий, возникающих при сборке, кантовке, перевозке, складировании и монтаже. Для сжатых стыков большепролетных конструкций, выполненных с заполнением полимербетоном, необходимо предусматривать специальные конструктивные решения стыков на наклонно вклеенных стержнях, способные воспринимать упомянутые монтажные нагрузки и перерезывающие силы.

Соединения на вклеенных стальных нагелях

7.50 Расчетную несущую способность на сдвиг , кН, вклеенного в древесину цилиндрического нагеля из стальной арматуры периодического профиля (рисунок 18) на один шов соединения элементов из сосны и ели при глубине заделки в направлении усилий вдоль волокон следует определять по таблице 23 с учетом 7.15. Максимальным значениям соответствует , где номинальный диаметр стержня и глубина заделки , см.

Рисунок 18 - Соединение на вклеенных стальных нагелях

а - шахматная расстановка; б - двухрядная расстановка

Рисунок 18 - Соединение на вклеенных стальных нагелях

Таблица 23

7.51 В соединениях элементов под углом к волокнам древесины несущая способность вклеенных нагелей определяется в соответствии с 7.14.

7.52 Расстояния между осями вклеенных нагелей при их расстановке следует принимать вдоль волокон древесины не менее 8, поперек волокон не менее 3 и от кромки элемента не менее 3. При шахматной расстановке нагелей минимальные расстояния .

8 Указания по проектированию деревянных конструкций

Общие указания

8.1 При проектировании деревянных конструкций следует:

а) учитывать производственные возможности предприятий - изготовителей деревянных конструкций;

б) учитывать возможности транспортных и монтажных средств и требования дорожных служб;

в) использовать древесину с наименьшими отходами и потерями;

г) предусматривать меры по обеспечению пространственной жесткости, устойчивости и неизменяемости отдельных конструкций и всего здания или сооружения в целом в процессе монтажа и эксплуатации;

д) предусматривать мероприятия по обеспечению долговечности и требуемых показателей огнестойкости и пожарной опасности (приложение К).

8.2 Напряжения и деформации в деревянных конструкциях от изменения температуры древесины, а также от усушки или разбухания древесины вдоль волокон учитывать не следует.

8.3 При пролетах деревянных безраспорных конструкций более 30 м одна из опор должна быть подвижной.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.4 Действие сил трения при расчете деревянных конструкций следует учитывать:

а) если равновесие системы обеспечивается только трением при условии постоянного прижатия элемента и отсутствии динамической нагрузки; при этом коэффициент трения дерева по дереву следует принимать равным:

торца по боковой поверхности - 0,3;

боковых поверхностей - 0,2;

б) если трение ухудшает условия работы конструкций и соединений, то коэффициент трения следует принимать равным 0,6.

8.5 Расчет элементов из круглых лесоматериалов на устойчивость следует производить по сечению, расположенному в середине расчетной длины элемента, а на прочность - по сечению с максимальным изгибающим моментом.

8.6 Пространственную жесткость и устойчивость деревянных конструкций следует обеспечивать постановкой горизонтальных и вертикальных связей. Расстояние между связевыми блоками следует назначать до 30 м включительно. Расстояние более 30 м должно быть обосновано расчетом.

По длине здания поперечные связи следует располагать в плоскости верхнего пояса или по верху несущих конструкций.

В качестве поясов связевых ферм следует использовать верхние пояса или все сечение несущих конструкций.

Использование профнастила, уложенного непосредственно по верху несущих конструкций, в качестве распорок и связей допускается только при специальном креплении и дополнительном обосновании в зданиях, где отсутствует химически агрессивная среда.

При использовании косого дощатого настила непосредственно по конструкциям и прогонам или двойного перекрёстного дощатого настила постановка связей жесткости в пространственном покрытии не требуется.

8.7 Размер опорной части плит покрытий должен быть не менее 5,5 см. Плиты покрытий следует прикреплять к несущей конструкции с каждой стороны соединениями, воспринимающими усилия сдвига и отрыва.

8.8 Стыки деревянных растянутых элементов следует осуществлять совмещенными в одном сечении, перекрывая их накладками на стальных цилиндрических нагелях или иных соединениях.

Конструкция стыков растянутых элементов должна обеспечивать осевую передачу растягивающего усилия.

8.9 Не следует применять узлы и стыки с соединениями на связях различной податливости, а также стыки, в которых часть деревянных элементов соединена непосредственно, а часть - через промежуточные элементы и соединения.

8.10 Элементы деревянных конструкций следует центрировать в узлах, стыках и на опорах, за исключением случаев, когда эксцентричное соединение элементов уменьшает действующий в расчетном сечении изгибающий момент. При наличии эксцентриситета, последний должен учитываться расчетом.

8.11 Элементы конструкций должны быть стянуты болтами или шпильками в узлах и стыках, а составные элементы на податливых соединениях должны быть стянуты и между узлами или соединены с помощью вклеенных стержней. Число болтов или шпилек определяется расчетом, но не менее двух в узле или стыке.

В соединениях на цилиндрических нагелях должно быть поставлено не менее трех стяжных болтов с каждой стороны стыка.

Диаметр стяжных болтов следует принимать по расчету, но не менее 12 мм. Шайбы стяжных болтов должны иметь размер сторон или диаметр не менее 3 и толщину не менее 0,25.

8.12 Площадь поперечного сечения нетто деревянных элементов сквозных несущих конструкций должна быть не менее 50 см, а также не менее 0,5 полной площади сечения брутто при симметричном ослаблении.

8.13 Расчет деревянных конструкций на сейсмические нагрузки следует производить в соответствии со СП 14.13330.

В каркасах одноэтажных большепролетных зданий (при пролетах более 24 м) следует использовать преимущественно статически определимые конструкции.

В шарнирных узлах необходимо обеспечивать возможность их поворота без появления дополнительных внутренних усилий.

При проектировании клееных деревянных конструкций следует предусматривать мероприятия, предотвращающие скалывание древесины (например, армирование древесины вклеенными стержнями).

8.14 Для клееных конструкций переменного сечения на скошенных кромках под углом к направлению волокон следует учитывать дополнительные напряжения на площадках, параллельных волокнам древесины:

; (73)

, (74)

где - напряжения, действующие вдоль волокон древесины;

- угол между линией скоса и направлением волокон древесины.

Прогоны, обрешетки и настилы

8.15 Прогоны, обрешетки, настилы и другие изгибаемые элементы следует рассчитывать по двум предельным состояниям на прочность и прогиб. Значения максимальных прогибов должны быть не выше указанных в таблице 19. Для междуэтажных перекрытий необходимо дополнительно выполнять расчет на зыбкость.

8.16 Настилы и обрешетки под кровлю следует рассчитывать на следующие сочетания нагрузок:

а) постоянная и временная от снега (расчет на прочность и прогиб);

б) постоянная и временная от сосредоточенного груза 1 кН с умножением последнего на коэффициент перегрузки 1,2 и учетом коэффициента условия работы согласно поз.1 таблицы 8 (расчет только на прочность).

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 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 распределять на ширину 500 мм рабочего настила.

Составные балки

8.17 Составным балкам на податливых связях следует придавать строительный подъем путем выгиба элементов до постановки связей. Величину строительного подъема (без учета последующего распрямления балки) следует принимать увеличенной в полтора раза, по сравнению с прогибом составной балки под расчетной нагрузкой.

8.18 Брусчатые и клееные деревянные составные балки следует сплачивать не более чем из трех брусьев с помощью пластинчатых нагелей, МЗП или наклонно вклеенных стержней.

Составные балки из досок следует сплачивать с помощью гвоздей, шурупов, МЗП и др.

8.19 Расчет на прочность составных балок следует вести, руководствуясь положениями 6.9 и 6.11.

8.20 Прогиб составных балок как со строительным подъемом, так и без него следует определять по правилам строительной механики как для цельных балок такого же сечения, но с введением коэффициента к моменту инерции поперечного сечения балки, учитывающего податливость того или иного вида соединения (таблица 16).

8.21 В составных балках на наклонно вклеенных стержнях последние должны устанавливаться так, чтобы в них возникали растягивающие усилия. Стержни следует вклеивать под углом , равным 25°-50° к плоскости сплачивания.

Несущая способность наклонно вклеенного стержня как связи сдвига определяется по формуле

, (75)

где - несущая способность стержня, определённая в соответствии с 7.37.

Расстояние (шаг) между вклеенными стержнями должно удовлетворять условию

, (76)

где - расчетная разница изгибающих моментов в начале и в конце участка между вклеенными связями;

- статический момент брутто ветви составного элемента относительно нейтральной оси;

- момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси.

Балки из цельной и клееной древесины

8.22 Балки следует рассчитывать по двум предельным состояниям на прочность, устойчивость плоской формы деформирования и прогиб.

8.23 Подрезка на опоре в растянутой зоне деревянных изгибаемых элементов глубиной допускается при условии:

МПа, (77)

где - опорная реакция от расчетной нагрузки;

и - ширина и высота поперечного сечения элемента без подрезки.

Длина опорной площадки подрезки должна быть не больше высоты сечения , a длина скошенной части подрезки - не менее двух глубин (рисунок 19).

Рисунок 19 - Скошенная подрезка конца балки

Рисунок 19 - Скошенная подрезка конца балки

В случае если невозможно выполнить скошенную подрезку или глубина ее превышает 0,25, необходимо усиление зоны подрезки. Усиление производится вклеиванием поперечных (перпендикулярно волокнам) и наклонных (под углом 45° к волокнам) стержней (рисунок 20).

Рисунок 20 - Усиление подрезки на конце балки

Рисунок 20 - Усиление подрезки на конце балки

Длина поперечных стержней должна удовлетворять условию

, (78)

где - расчетная длина стержня;

-30 мм (глубина подрезки минус 30 мм на непроклей).

Расчет стержней производится с учетом того, что все растягивающее усилие воспринимается поперечно вклеенными стержнями. Наклонные стержни воспринимают сдвигающие усилия в зоне трещины и снижают касательные напряжения на приопорном участке.

Расстояние от торца подрезки до вклеенных стержней должно быть 80-120 мм (120 мм для конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе).

Для двух поперечно вклеенных стержней должно выполняться условие

, (79)

где - несущая способность поперечно вклеенного стержня, определенная по 7.38 при ;

- опорная реакция;

- высота сечения без учета подрезки;

- глубина подрезки.

Для наклонно вклеенного стержня должно выполняться условие

, (80)

где - несущая способность поперечно вклеенного стержня, определенная по 7.38, условно принимая уровень площадки опирания за местоположение шва сплачивания.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.24 Клееным балкам с шарнирным опиранием и прямолинейной нижней гранью следует придавать строительный подъем, равный пролета. В клееных балках допускается сочетать древесину двух сортов, используя в крайних зонах на 0,17 высоты поперечного сечения более высокий сорт, по которому назначают расчетные сопротивления ().

8.25 Гнутоклееные балки с постоянной или переменной высотой поперечного сечения могут быть как двускатными, так и с верхней гранью положительной и отрицательной кривизны от 10% до 20%.

Одна из опор в таких балках, независимо от пролета, должна быть подвижной во избежание возникновения распора.

При расчете гнутоклееных балок на прочность, кроме проверки краевых тангенциальных нормальных напряжений, необходима проверка максимальных радиальных растягивающих напряжений , действующих поперек волокон древесины, в соответствии с требованиями 6.13.

8.26 Двускатные гнутоклееные балки следует применять при уклонах до 20%. В односкатных и двускатных балках переменного сечения следует учитывать влияние ската на напряжения изгиба параллельно поверхности.

В случае, когда волокна древесины параллельны одной из поверхностей балки и угол ската 10° (рисунок 21), напряжения изгиба в крайних волокнах, параллельных поверхности, следует определять по формуле

, (81)

а на скатной поверхности - по формуле

, (82)

где - расчетное сопротивление древесины сжатию под углом к направлению волокон, определяемое по формуле (5).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Рисунок 21 - Односкатная балка

Рисунок 21 - Односкатная балка

8.27 Пояса клееных балок с плоской фанерной стенкой следует выполнять из вертикально поставленных слоев (досок). В поясах балок коробчатого сечения расположение слоев может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Если высота поясов превышает 100 мм, в них следует предусматривать горизонтальные пропилы со стороны стенок.

Для стенок балок должны применяться водостойкая фанера или LVL толщиной не менее 8 мм.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Балки композитного сечения

8.28 Балки композитного сечения являются составными и включают деревянные ребра с вклеенными анкерами и монолитную железобетонную плиту (рисунок 22).

Рисунок 22 - Балка композитного сечения

а - общий вид; б - поперечное сечение; в - геометрические характеристики поперечного сечения; г - опорная зона балки

Рисунок 22 - Балка композитного сечения

8.28а Расчет композитных балок по предельным состояниям первой и второй групп производят по упругой стадии.

При расчете конструкций и соединений следует учитывать:

- коэффициенты надежности по ответственности , принимаемые согласно ГОСТ 27751 (раздел 10);

- коэффициенты надежности по материалу: для бетона - , принимаемый согласно СП 63.13330 (пункт 6.1.11); для арматуры - , принимаемый согласно СП 63.13330 (пункт 6.2.8);

- коэффициенты условий работы: элементов деревянных конструкций - по 5,2; бетона - по СП 63.13330 (пункт 6.1.12).

8.28б Железобетонные плиты следует рассчитывать по прочности и трещиностойкости согласно соответствующим разделам СП 63.13330.

8.28в При установке над опорами плиты расчетной стержневой арматуры, усилия в плите определяются как для неразрезной железобетонной конструкции согласно СП 63.13330, допускающей перераспределение моментов в соответствии с требованиями трещиностойкости, при отсутствии расчетной гибкой арматуры над опорами - как для однопролетной конструкции.

8.28а-8.28в (Введены дополнительно, Изм. N 1).

8.29 Изгибающие моменты, усилия и напряжения в элементах композитной балки следует, в общем случае, определять суммированием силовых факторов, возникающих на различных стадиях и этапах работы, соответствующих условиям возведения и загружения конструкции.

Для нахождения изгибающих моментов, сдвигающих и отрывающих усилий между железобетоном и деревом, внутренних напряжений, а также при определении общих деформаций работа бетона принимается, как правило, упругой, независимо от величины и знака напряжений в бетоне. При этом, в необходимых случаях учитывается ползучесть бетона.

8.30 В расчетах композитных балок, выполняемых в предположении упругой работы бетона, следует использовать коэффициенты приведения к древесине геометрических характеристик поперечных сечений этих балок

, (83)

где - модуль деформации сжатого бетона;

- модуль упругости древесины вдоль волокон.

Высота деревянного ребра принимается равной:

(1/15-1/25) - для разрезных балок;

(1/20-1/30) - для неразрезных балок, где - пролет балок.

Толщина железобетонной плиты принимается равной 80-150 мм. Угол наклона вклеенных анкеров 30-45°.

Расстояния между осями вклеенных анкеров вдоль волокон (см. рисунок 22) следует принимать не менее:

при 30°;

при 45°.

Расстояние от оси анкера до торца по направлению волокон следует принимать не менее 5.

Расстояния в направлении поперек волокон следует принимать:

- между осями анкеров;

, но не менее 30 мм - от оси анкера до кромки.

Расчеты следует выполнять, исходя из гипотезы плоских сечений, без учета податливости швов объединения деревянной и железобетонной частей.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.31 Расчет ведется в две стадии:

1-я стадия - расчет деревянного ребра на вес железобетонной плиты;

2-я стадия - расчет на постоянные и временные нагрузки.

8.32 Напряжения по нижней грани деревянного ребра проверяют по формуле

, (84)

где - напряжение в ребре на первой стадии;

- напряжение в ребре на второй стадии;

- изгибающий момент от веса железобетонной плиты;

- изгибающий момент от расчетной нагрузки (кроме веса железобетонной плиты);

- момент сопротивления деревянного ребра;

- момент сопротивления композитного сечения, приведенного к древесине;

- расстояние от нейтральной оси приведенного сечения по нижней грани балки.

Ползучесть бетона необходимо учитывать в соответствии с положениями СП 63.13330.

При расчетах на усадку бетона разгружающее влияние усадки не учитывается.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.33 Напряжения по верхней грани железобетонной плиты проверяют по формуле

, (85)*

_______________
* Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

где - момент сопротивления композитного сечения, приведенного к бетону;

- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию.

8.34 Расчетная ширина железобетонной плиты принимается равной расстоянию между ребрами, но не более 1/6 пролета. При толщине плиты менее 1/10 высоты композитной балки, расчетная ширина свеса принимается не более 6-кратной толщины плиты.

8.35 Требуемое число наклонных петлевых анкеров определяется из расчета на сдвиг по плоскости скалывания плиты и ребер из условия прочности анкеровки в бетоне и древесине.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.35а Несущая способность , кН, одной ветви петлевого анкера на сдвиг в бетоне определяется по формуле

, (86)

где - площадь поперечного сечения анкера, см;

- расчетное сопротивление материала анкера на растяжение;

- номинальный диаметр анкера, см;

- расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие (призменная прочность).

8.35б Несущая способность одной ветви петлевого анкера на выдергивание в древесине определяется по формуле (66) и должна быть не менее несущей способности одной ветви петлевого анкера на сдвиг в бетоне.

8.35в Требуемое число наклонных петлевых анкеров определяется по формуле (19).

Несущую способность по поперечной силе композитного сечения следует принимать равной несущей способности деревянного сечения.

8.35а-8.35в (Введены дополнительно, Изм. N 1).

Фермы

8.36 Расчет ферм с разрезными и неразрезными поясами следует производить по деформированной схеме с учетом податливости узловых соединений. В фермах с неразрезными поясами осевые усилия в элементах и перемещения допускается определять в предположении шарнирных узлов.

Фермы следует проектировать со строительным подъемом не менее пролета, осуществляемым в клееных конструкциях путем выгиба по верхнему и нижнему поясам.

8.37 Расчетную длину сжатых элементов ферм при расчете их на устойчивость в плоскости фермы следует принимать равной расстоянию между центрами узлов, а из плоскости - между точками закрепления их из плоскости.

8.38 Элементы решетки ферм следует центрировать в узлах. В случае нецентрированных узлов ферм следует учитывать возникающие в элементах изгибающие моменты. Стыки сжатых поясов ферм следует располагать в узлах или вблизи узлов, закрепленных от выхода из плоскости ферм.

Особенности проектирования линзообразных ферм на вклеенных связях

8.39 Фермы могут быть сборными из клееной древесины или металлодеревянными с нижним поясом и деталями решетки из стали. Фермы различают по виду сопряжения верхнего и нижнего поясов. На рисунке 23 показана схема с жестким узлом сопряжения.

Рисунок 23 - Схемы линзообразных ферм

Рисунок 23 - Схемы линзообразных ферм

Высота фермы в середине пролета: .

Рекомендуемые пролеты таких ферм составляют 18-100 м.

8.40 Элементы решетки следует располагать под углом 30°-60° к вертикали. Крепление решетки к поясам следует осуществлять при помощи нагелей или на вклеенных стержнях. Расчет и конструирование следует выполнять согласно 7.30-7.46.

8.41 Опорные узлы линзообразных ферм являются наиболее нагруженными и ответственными. При жестком сопряжении поясов их следует проектировать на наклонно вклеенных стержнях (рисунок 24).

Рисунок 24 - Схема опорного узла линзообразной фермы

Рисунок 24 - Схема опорного узла линзообразной фермы

Число вклеенных стержней определяется по формуле

, (87)

где - усилие сдвига по плоскости сплачивания верхнего и нижнего поясов;

- несущая способность вклеенного стержня (см. 7.38);

- угол наклона стержней к плоскости сплачивания, назначаемый в пределах 30°-50°;

- коэффициент совместности работы вклеенных связей.

При равномерной расстановке связей 0,75, при расстановке не менее 30% крайних к опоре связей в виде двух вклеенных стержней по ширине сечения 0,85.

8.42 Площадку сплачивания верхнего и нижнего поясов следует проверять на смятие под углом к волокнам по формуле

, (88)

где - вертикальная опорная реакция;

- угол наклона плоскости сплачивания верхнего и нижнего поясов к горизонту;

- ширина сечения фермы;

- шаг вклеенных связей;

- расчетное сопротивление древесины смятию под углом к волокнам, определяемое по формуле (2);

- больший из углов наклона плоскости сплачивания к волокнам верхнего и нижнего поясов.

Если условие не выполняется, следует увеличить шаг связей или усилить древесину стержнями, вклеенными перпендикулярно плоскости сплачивания.

Шаг вклеенных стержней усиления следует определять с учетом пункта 7.39* по формуле
______________
* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать "с учетом пункта 7.36". - Примечание изготовителя базы данных.

, (89)*

где - несущая способность вклеенного стержня усиления (см. 7.38).
_______________
* Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.43 Сборные фермы могут состоять из нескольких отправочных марок. Расположение укрупнительных узлов следует определять транспортными и технологическими требованиями. В нижнем поясе следует располагать минимально возможное количество стыков.

8.44 Стыки верхнего пояса следует конструировать с передачей осевых усилий на торцы элементов посредством полимербетона, обеспечивающего равномерное распределение напряжений по высоте поперечного сечения.

8.45 Растянутые и сжатые стыки поясов должны быть рассчитаны на монтажные усилия при кантовке и подъеме ферм. Они должны обладать достаточной жесткостью из плоскости и воспринимать усилия обратного знака.

8.46 Расчет фермы необходимо осуществлять с учетом следующих особенностей:

а) усилия в поясах следует определять из условия их неразрезности; следует учитывать изгибающие моменты, возникающие в опорных узлах, выполненных на наклонно вклеенных связях;

б) усилия в решетке допускается определять из условия шарнирных узлов сопряжения ее элементов с поясами.

Особенности проектирования дощатых ферм с соединениями в узлах на МЗП

8.47 Дощатые фермы с соединениями в узлах на металлических зубчатых пластинах (МЗП) применяют в зданиях II и III классов ответственности (см. приложение Г) V степени огнестойкости. Фермы изготавливают из древесины хвойных пород шириной от 100 до 200 мм, толщиной от 40 до 70 мм.

8.48 Расчетная схема ферм предполагает шарнирное закрепление элементов решетки к неразрезным поясам. Стыкование досок поясов по длине - шарнирное, вне зоны узлов крепления решетки.

8.49 Высоту ферм рекомендуется принимать не менее 1/5 пролета. При меньшей высоте ферм расчет необходимо производить с учетом линейной податливости стержней в узлах. При этом в расчете следует учитывать, что при усилиях, соответствующих расчетной несущей способности соединений, деформации стержней в узлах составляют 1,5 мм.

8.50 Пояса ферм рассчитывают как сжато-изгибаемые и растянуто-изгибаемые элементы. Элементы решетки допускается рассматривать как центрально-сжатые и центрально-растянутые. Ослабление сечения гнездами от зубьев МЗП не учитывается.

8.51 Расчетная несущая способность соединений на МЗП зависит от типа пластин с заданной геометрией зубьев. Высота зубьев рекомендуется не более 12-кратной толщины пластины. Толщина стальной пластины составляет от 1 до 2 мм. Расчетная несущая способность соединений определяется по результатам испытаний образцов с конкретными типами МЗП на 1 см поверхности пластины, в зависимости от угла наклона оси пластины к действующему усилию и от угла наклона оси пластины к направлению волокон древесины .

Вследствие различной перфорации пластин при выштамповке зубьев разной формы расчетные характеристики МЗП при растяжении и срезе при различном направлении усилия к оси пластин определяются по результатам испытаний образцов.

8.52 Условие прочности соединений

, (90)

где - нормальное усилие в стержне;

- расчетная несущая способность соединения на 1 см;

- расчетная площадь поверхности МЗП с одной стороны стыка, определяемая за вычетом площадей участков пластин в виде полос шириной 10 мм, примыкающих к линиям сопряжения элементов фермы.

8.53 Условие прочности МЗП при растяжении

, (91)

где - размер пластины в направлении, перпендикулярном направлению усилия, без учета перфорации;

- расчетная несущая способность пластины на растяжение.

8.54 Условие прочности МЗП при срезе

, (92)

где - длина среза сечения пластины без учета перфорации;

- расчетная несущая способность пластины на срез;

- сдвигающее усилие в узле.

8.55 При совместном действии на пластину усилий среза и растяжения должно выполняться условие

. (93)

Арки и своды

8.56 Арки и своды следует рассчитывать на прочность в соответствии с указаниями 6.17 и на устойчивость в плоскости кривизны по формуле (3)* с учетом 6.17, причем расчетную длину элементов следует принимать:
__________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: "(6)". - Примечание изготовителя базы данных.

а) при расчете на прочность по деформированной схеме:

для двухшарнирных арок и сводов при симметричной нагрузке ;

для трехшарнирных арок и сводов при симметричной нагрузке ;

для двух- и трехшарнирных арок и сводов при кососимметричной нагрузке - по формуле

, (94)

где - центральный угол полуарки, рад;

- полная длина дуги арки или свода.

Для трехшарнирных стрельчатых арок с углом перелома в ключе более 10° при всех видах нагрузки .

При расчете трехшарнирных арок на несимметричную нагрузку расчетную длину допускается принимать равной ;

б) при расчете на устойчивость в плоскости кривизны для двух- и трехшарнирных арок и сводов .

Расчет трехшарнирных арок на устойчивость плоской формы деформирования следует производить по 6.18.

8.57 При расчете арок на прочность по деформированной схеме и на устойчивость плоской формы деформирования величины и следует принимать в сечении с максимальным моментом (для проверяемого случая нагружения), а коэффициенты или и следует определять по формуле (27)* с подстановкой в нее значения сжимающей силы в ключевом сечении арки; расчет арок на устойчивость в плоскости кривизны следует производить по формуле (3)** на ту же сжимающую силу .
______________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: "(32)";
** Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: "(6)". - Примечание изготовителя базы данных.

Рамы

8.58 Расчет на прочность элементов трехшарнирных рам в их плоскости допускается выполнять по правилам расчета сжато-изгибаемых элементов с расчетной длиной, равной длине полурамы по осевой линии.

8.59 Устойчивость плоской формы деформирования трехшарнирных рам, закрепленных по внешнему контуру, допускается проверять по формулам 6.18. При этом для рам из прямолинейных элементов, если угол между осями ригеля и стойки более 130°, и для гнуто-клееных рам расчетную длину элемента следует принимать равной длине осевой линии полурамы. При угле между стойкой и ригелем меньше 130° расчетную длину ригеля и стойки следует принимать равной длинам их внешних подкрепленных кромок.

Опоры воздушных линий электропередачи

8.60 Для элементов деревянных опор воздушных линий электропередачи допускается применять круглый лес, пиломатериалы и клееную древесину.

8.61 Для основных элементов опор (стоек, приставок, траверс) диаметр бревна в верхнем отрубе должен быть не менее 18 см для ЛЭП напряжением 110 кВ и выше и не менее 16 см для ЛЭП напряжением 35 кВ и ниже.

Диаметр приставок (пасынков, свай) опор ЛЭП напряжением 35 кВ и выше должен быть не менее 18 см. Для вспомогательных элементов опор диаметр бревен в верхнем отрубе должен быть не менее 14 см.

8.62 Сопряжение элементов опор ЛЭП следует, как правило, выполнять без врубок.

8.63 Диаметр болтов должен быть не менее 16 мм и не более 27 мм.

Конструкционные требования по обеспечению надежности деревянных конструкций

8.64 Конструкционные меры, обеспечивающие просыхание элементов деревянных конструкций и их защиту от увлажнения, обязательны независимо от срока службы здания или сооружения, а также от того, производится химическая защита древесины или нет.

В тех случаях когда древесина имеет повышенную начальную влажность и быстрое просыхание ее в конструкции затруднено, а также в случаях когда конструкционными мерами нельзя устранить постоянное или периодическое увлажнение древесины, следует применять химические меры защиты (консервирование, антисептирование, гидрофобизацию, нанесение влагозащитных покрытий и др.). Сказанное относится также к конструкциям из фанеры, LVL и других древесно-плитных материалов.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.65 Конструкционные меры должны предусматривать:

а) предохранение древесины конструкций от непосредственного увлажнения атмосферными осадками, грунтовыми и талыми водами (за исключением опор воздушных линий электропередачи), эксплутационными* и производственными водами;
________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

б) предохранение древесины конструкций от промерзания, капиллярного и конденсационного увлажнения;

в) систематическую просушку древесины конструкций путем создания осушающего температурно-влажностного режима (естественная и принудительная вентиляция помещения, устройство в конструкциях и частях зданий осушающих продухов, аэраторов).

8.66 Несущие деревянные конструкции (фермы, арки, балки и др.) должны быть открытыми, хорошо проветриваемыми, по возможности доступными во всех частях для осмотра, а также для проведения профилактического ремонта, включающего работы по химической защите элементов конструкций.

8.67 Несущие конструкции в отапливаемых зданиях и сооружениях следует располагать целиком в пределах отапливаемого помещения, либо вне его.

В случае необходимости расположения несущих деревянных клееных конструкций (балки, рамы, арки и др.) частично внутри отапливаемого помещения, а частично снаружи, конструкции должны иметь прямоугольное сплошное сечение и усиленную защиту в местах пересечений ограждающих конструкций (стен, перекрытий, покрытий) от увлажнения и биоразрушения (рисунки 25 и 26).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Рисунок 25 - Узлы пересечения несущей КДК наружной стены отапливаемого здания

1 - наружная стена; 2 - несущая КДК; 3 - влагоизоляционный бандаж; 4 - поверхность, обработанная антисептиком; 5 - спаренная несущая КДК; 6 - вклеенный металлический стержень; 7 - деревянный брусок сечением 40x40 мм; 8 - монтажная пена; 9 - плитный утеплитель; 10 - заливочный ППУ; 11 - самоклеящаяся герметизирующая лента; 12 - нащельник (плинтус)

Рисунок 25 - Узлы пересечения несущей КДК наружной стены отапливаемого здания:

- с утеплением зазоров плитным утеплителем; - то же, заливочным пенополиуретаном ППУ; - с вентилируемым зазором

Рисунок 26 - Узел (в плане) пересечения несущей КДК спаренного сечения наружной стены отапливаемого здания с вентилируемым зазором

1 - наружная стена; 2 - спаренная несущая КДК; 3 - КДК вставка; 4 - вклеенный металлический стержень; 5 - поверхность, обработанная антисептиком; 6 - влагоизоляционный бандаж; 7 - монтажная пена; 8 - плитный утеплитель; 9 - нащельник (плинтус)

Рисунок 26 - Узел (в плане) пересечения несущей КДК спаренного сечения наружной стены отапливаемого здания с вентилируемым зазором

Рисунки 25, 26 (Введены дополнительно, Изм. N 1).

8.68 Не допускается заделка поясов, опорных и промежуточных узлов, концов элементов решетки ферм в толщу стен, совмещенных покрытий или чердачных перекрытий.

Опорные части несущих конструкций (ферм, арок, балок) при размещении их в гнездах каменных стен должны быть открыты. Запрещается заделывать наглухо зазоры между стенками гнезд и опорными частями конструкций кирпичом, раствором, герметизирующими материалами и т.п.

В наружных каменных стенах отапливаемых зданий и сооружений, а также во внутренних стенах, разделяющих отапливаемые и неотапливаемые помещения, задние стенки гнезд следует утеплять во избежание их промерзания, в соответствии с теплотехническим расчетом.

8.69 Для несущих конструкций, имеющих на опорах металлические башмаки (фермы, арки и др.), опирание на наружные каменные стены отапливаемых зданий и сооружений с выделкой гнезд допускается только при условиях, исключающих выпадение конденсата на металле. Такие конструкции следует опирать на железобетонные опоры (колонны), пилястры стен и другие опоры, выступающие внутрь помещения.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

8.70 В местах опирания несущих конструкций на фундамент, каменные стены, пилястры, железобетонные колонны между древесиной конструкций и более теплопроводным материалом опоры следует вводить гидроизоляционные прокладки.

В том случае если опорная часть несущих конструкций устанавливается на деревянные подкладки (подушки), последние также следует отделять от более теплопроводного материала опоры гидроизоляционными прокладками. Подкладки (подушки) должны изготавливаться из древесины твердых лиственных пород и консервироваться невымываемыми или трудновымываемыми биозащитными составами.

8.71 При эксплуатации конструкций в условиях, где возможно выпадение конденсата на металлических поверхностях, следует принимать меры по предохранению древесины от увлажнения в местах контакта с металлическими крепежными элементами (накладки, уголки, шайбы под болты и пр.). Для этого между древесиной и металлическим элементом следует вводить гидроизоляционный слой (мастику, прокладки из рулонных гидроизоляционных материалов, эластичные прокладки или уплотнительные ленты).

8.72 При расположении деревянных рам, арок и стоек (колонн) внутри помещений обрез опоры следует устраивать на такой высоте от уровня пола, чтобы в процессе эксплуатации исключалась возможность увлажнения опорного узла.

В том случае если опорная часть несущей конструкции находится на открытом воздухе, обрез фундамента должен быть устроен так, чтобы обеспечивался быстрый отвод воды, попадающей на него в виде атмосферных осадков, и исключалось затопление опорного узла дождевыми и талыми водами.

8.73 Деревянные покрытия следует проектировать, как правило, с наружным отводом воды.

8.74 В зданиях и сооружениях с повышенной влажностью воздуха (более 85%), а также с сильной и средней химически агрессивной средой несущие деревянные конструкции должны иметь сплошное сечение и минимальное число металлических элементов. Применение металлодеревянных конструкций в таких зданиях и сооружениях следует максимально ограничивать.

В зданиях с химически агрессивной средой следует также ограничивать применение сквозных несущих конструкций из-за наличия большого числа промежуточных узлов и открытых горизонтальных и наклонных граней у деревянных элементов решетки, на которых скапливается химически агрессивная пыль.

По возможности, в этих зданиях следует применять объемно-планировочные решения, предусматривающие вынос несущих конструкций за пределы помещения с агрессивной средой (устройство подвесного потолка, чердачного перекрытия).

8.75 Несущие конструкции, эксплуатируемые на открытом воздухе, должны иметь сплошное массивное сечение и изготавливаться из брусьев, круглого леса или из клееной древесины. Конструкции из брусьев или круглого леса следует проектировать с зазорами между элементами вне зон соединений, которые способствуют более быстрому высыханию древесины в процессе эксплуатации.

В открытых сооружениях необходимо в максимальной степени использовать средства, предохраняющие деревянные элементы конструкций от прямого попадания на них атмосферной влаги.

Для защиты от атмосферных осадков открытые горизонтальные и наклонные грани ответственных несущих конструкций следует защищать досками, консервированными биозащитными составами, козырьками из атмосферо- и коррозиестойкого материала.

8.76 Опорные части и узловые соединения несущих конструкций, эксплуатируемые на открытом воздухе или в зданиях с повышенной влажностью, следует проектировать таким образом, чтобы концы элементов были, по возможности, хорошо проветриваемыми и имели минимальную площадь контакта с металлом. Следует избегать использования глухих металлических башмаков при опирании несущих конструкций на фундамент в опорных узлах арок, рам и др.

8.77 В зданиях, где возможно образование конденсата на потолочных поверхностях, верхние грани несущих конструкций (ферм, рам, арок и др.), на которые опираются плиты покрытий, следует защищать досками толщиной не менее 30 мм, консервированными невымываемыми или трудновымываемыми биозащитными составами, с последующей укладкой поверху двух слоев рулонного гидроизоляционного материала.

Устройство ендов в совмещенных покрытиях не рекомендуется.

8.78 В ограждающих конструкциях отапливаемых зданий и сооружений должно быть исключено влагонакопление в процессе эксплуатации. В панелях стен и плитах покрытий следует предусматривать вентиляционные продухи, сообщающиеся с наружным воздухом, а в случаях, предусмотренных теплотехническим расчетом, использовать пароизоляционный слой.

8.79 Пароизоляцию ограждающих конструкций следует предусматривать из рулонных и пленочных материалов, окрасочную или обмазочную.

Рулонная и пленочная пароизоляции должны применяться в ограждающих конструкциях, у которых обшивки соединены с каркасом на податливых соединениях (гвозди, шурупы, скобки). При этом пароизоляционный слой должен быть сплошным и непрерывным (рулонные полотнища склеивают, пленки сваривают или склеивают) и укладываться между каркасом и обшивкой.

Окрасочная (обмазочная) пароизоляция должна применяться в ограждающих конструкциях с соединением обшивок на клею. Наносится такая пароизоляция на внутренние поверхности обшивки. Окрасочную пароизоляцию, если она совмещает функцию влагозащитного покрытия, допускается размещать и на наружной поверхности обшивки.

8.80 Вентилирование плит покрытия под рулонную кровлю должно осуществляться через продухи, специально устраиваемые между наружной обшивкой и утеплителем.

В плитах покрытия под кровлю из волнистых листов, профилированного металлического настила такие продухи не устраивают. Карнизный узел должен проектироваться так, чтобы наружный воздух имел свободный доступ под кровельные листы. Не допускается закрывать снаружи подкровельное пространство от задувания снега с помощью гребенок без оставления продухов для вентиляции.

8.81 Стеновые панели с каркасом из древесины, фанеры или древесно-плитных материалов должны устанавливаться на фундамент или цокольную панель таким образом, чтобы наружный воздух мог свободно поступать в них снизу через вентиляционные продухи и выходить у карниза. Не допускается устанавливать панели на фундамент (цокольную стеновую панель) без прокладки гидроизоляционного слоя, герметизации и утепления швов между ними.

Не допускается использовать для наружной обшивки стеновых панелей отапливаемых зданий паронепроницаемые материалы при отсутствии между обшивкой и заполнением вентиляционного продуха.

8.82 В целях предохранения наружных стен от намокания расстояние от отмостки до низа панелей должно быть не менее 40 см, а вынос карниза (свес кровли) при неорганизованном водоотводе - не менее 50 см.

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4