Основные конструкционные формы и расчет ограждающих конструкций неиндустриального изготовления: настилы и обрешетка, дощатые щиты и щиты-обрешетки, прогоны и балки.

Классификация и основные сведения о структуре производства ограждающих конструкций.

С некоторой долей условности ограждающие конструкции с использованием древесных материалов можно разделить на конструкции неиндустриального и полуиндустриального изготовления, которые возможно изготовить в построечных условиях, и конструкции индустриального изготовления, производство которых возможно только на специализированных предприятиях. Последнее обеспечивает выполнение операций высокой точности и с контролем качества, в первую очередь, процессов склеивания. Кроме того, и те и другие виды ограждающих конструкций могут выполняться утепленными и неутеплеными.

Основные конструкционные формы и расчет ограждающих конструкций неиндустриального изготовления: настилы и обрешетка, дощатые щиты и щиты-обрешетки, прогоны и балки.

Настилы и обрешетка. Сплошные дощатые настилы и обрешетка укладываются по прогонам покрытия и являются основанием для рулонной (в первом случае) или штучной кровли (шифер, металл, черепица). Их недостаток - повышенный расход материала и возможность загнивания в рулонных покрытиях. Сплошной двойной дощатый или разреженный настил представляет собой два слоя досок, соединяемых вразбежку гвоздями с соблюдением правил постановки гвоздей. Нижний разреженный слой из более толстых и антисептированных досок является рабочим, и его толщина назначается по расчету на изгиб настила как двухпролетной неразрезной балки. Верхний сплошной слой - защитный настил - устраивается из тонких досок толщиной 1,2-2,0 см и шириной 10 см под углом 45 градусов по отношению к рабочему настилу. Защитный настил обеспечивает совместную работу досок рабочего настила, защищает рулонное покрытие от разрывов при короблении рабочего настила и пространственную жесткость покрытия (в этом случае не нужны связи в покрытии). Возможно устройство одиночного настила с подкрепляющими диагональными нижними брусками.

Обрешетка представляет собой бруски, поставленные с частым шагом, соответствующим размерам элемента покрытия. Например, при использовании асбестоцементных унифицированных листов волнистого профиля марки УВ 7.5-1750 шаг обрешетки - 500 мм .

Дощатый щит представляет собой сплошной дощатый настил под рулонную кровлю, подкрепленный поперечными и диагональными брусками для жесткости щита и покрытия в целом.

Щит-обрешетка представляет собой систему брусков подкрепленных поперечными и диагональными брусками.

Рис. 12.3. Расчетная схема настила и обрешетки

Расчет настилов и обрешетки производят из условия изгиба по расчетной схеме двухпролетной неразрезной балки при двух основных сочетаниях нагрузки (рис. 12.3):

1. собственный вес покрытия и снеговая нагрузка

M = qL² / 8 ;

f = 5 q_n L⁴ /(384 EJ) .

2. постоянная нагрузка g и монтажная (P_n = 100 кг - условный вес человека) в наиболее неблагоприятном месте приложения. Сосредоточенный груз распределяется на ширину 50 см при сплошном настиле, на одну доску при шаге более 150 мм и на две доски при шаге менее 150 мм. Рабочий настил рассчитывают только на действие нормальной составляющей нагрузки. При расчете обрешетки следует принимать во внимание ее работу на косой изгиб в скатных крышах. Диагональные бруски и их гвоздевые соединения рассчитывают на восприятие скатной составляющей усилия как фермы.

M = 0.07 gL² + 0.207 PL (при x = 0.432L).

Прогоны и балки. Прогонами обычно называют балки направленные вдоль оси здания. Различают прогоны разрезные, консольно-балочные, неразрезные. Разрезные прогоны представляют собой балку цельнодеревянную или клееную и работают на изгиб в своей плоскости или на косой изгиб. Консольно-балочные прогоны представляют собой неразрезную статически-определимую балку с промежуточными шарнирами. Возможны две схемы постановки шарниров. Предпочтительнее схема с внутренним расположением шарниров, так как система с последовательным расположением шарниров при выходе из строя одного из шарниров превращается в механизм. Крайний шаг балок уменьшают с целью выравнивания изгибающих моментов. В зависимости от постановки шарниров различают равномоментную схему и равнопрогибную (рис. 12.4).

Рис. 12.4. Прогоны. Крепление прогона к несущей конструкции (а). Общий вид и расчетные схемы и усилия в прогонах консольно-балочного типа (б). Прогоны спаренного типа

Прогоны спаренного типа состоят из двух сплоченных гвоздями досок. В местах обрыва досок гвозди должны быть рассчитаны на восприятие поперечной силы в узле

Q = M / (2 x).

Спаренные прогоны устраивают по равнопрогибной схеме, обрывая доски в местах «нулевых» изгибающих моментов. Скатную составляющую спаренные прогоны не воспринимают. В этом случае либо применяют жесткий дощатый диск покрытия, либо устраивают дополнительное раскрепление в плоскости покрытия.

Междуэтажные перекрытия с использованием деревянных балок характерны для малоэтажных жилых и общественных зданий.

12.3. Основные виды и конструкции стропильных систем.

В настоящее время наблюдается процесс возрождения интереса к деревянным стропильным крышам, что связано с их большой эксплуатационной надежностью, а также с увеличением доли частного жилого строительства и возведением многоквартирных мансардных помещений при реконструкции и новом строительстве. Различают стропильные системы висячего типа и наслонного типа. Висячие стропильные системы - представляют собой обычные фермы, в которых распор воспринимается затяжкой. Наслонные стропильные системы - это безраспорные наклонные балки, бревенчатые, дощатые, брусчатые. Воздействием скатной составляющей усилия (и сжатия и растяжения) в наклонных балках обычно пренебрегают. В местах подкрепления стойками балка считается неразрезной, а в местах подкрепления подкосами или распоркой принимается шарнир (учитывается возможное проседание таких опор). Распорка нужна для восприятия нагрузки от ветра, восприятия скатной составляющей усилия и обеспечения общей жесткости системы. Нужна также система связей в покрытии. Для обеспечения безопорного пространства (например, с целью устройства мансардных помещений) применяют систему подстропильных конструкций, а также смешанные металлодеревянные системы.