Конструктивное решение плиты

I. ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КЛЕЕНОЙ ДРЕВЕСИНЫ

Соединения на клеях - наиболее прогрессивный способ соединения древесины, отвечающий индустриальным методам изготовления. Этому во многом способствует наличие водостойких и биостойких строительных клеев (на основе синтетических смол), открывших широкие возможности использования клееных конструкций в индустриальном и гражданском строительстве.

К достоинствам клееных конструкций относятся:

1. возможность компоновки крупноразмерных конструкций из мелкоразмерного сортамента, т.е. удалять все пороки, те самым повышая сортность.

2. использование древесины низких сортов в менее напряженных зонах конструкций.

3. использование древесины разных пород в одной конструкций

4. отсутствие ослаблений врезками и врубками.

5. надежная работа на сдвиг в швах и т.д.

Недостатком клееных конструкций считается:

1. Заводская технология.

2. Тщательная фрезеровка склеиваемых поверхностей.

3. Сложность изготовления соединений при монтаже.

Для деревянных конструкций и склеивания древесины с другими материалами применяют синтетические клеи. Типы их и марки выбирают в соответствии со свойствами (прочность, долговечность и т.п.), назначением, рекомендуемыми областями применения и температурно-влажностными условиями эксплуатации. При этом следует учитывать обеспеченность сырьевой базой, технико-экономические показатели и стоимость.

При компоновке поперечных сечений клееных элементов рекомендуется использовать древесину:

1.    только одной породы и одного сорта в растянутых и сжатых элементах при гибкости λ<60;

2.    в изгибаемых, сжато-изгибаемых и сжатых при λ≥60 допускается применение древесины двух сортов, двух пород или разных сортов и пород. В последнем случае крайние слои высотой 0.15 общей высоты сечения выполняют из более прочных пиломатериалов.

Прочное и надежное соединение получится тогда, когда соблюдаются следующие условия:

• влажность древесины при склеивании должна быть такой, как в и процессе эксплуатации.

• обе склеиваемые детали должны иметь одинаковую влажность;

• склеиваемые поверхности должны располагаться таким образом, чтобы годичные слои были направлены в противоположные стороны или под углом друг к другу;

• сопрягаемые поверхности должны быть очищены от пыли, жировых включений и тщательно фрезерованы;

• соединяемые кромки лучше склеиваются, если они относятся к одной и той же части ствола (заболони или ядра);

• тонкие заготовки лучше склеиваются, чем толстые.

Процесс склеивания деревянных элементов состоит из трех основных технологических этапов:

1. подготовка склеиваемых деревянных элементов

2. нанесение клея на склеиваемые поверхности

3. запрессовка клеевого шва.

Толщина наносимого клеевого слоя должна быть 0,1-0,3 мм, т.к. с увеличением толщины прочность уменьшается. Склеиваемые элементы прижимают плотно друг к другу посредством клиньев и или специальных струбцин.

Склеивают элементы конструкций из пакета стандартных досок толщиной 32 и 40 мм и шириной 150, 175 или 200 мм. Применение более толстых досок ведет к их растрескиванию вследствие коробления, а более тонких – к удорожанию изделия.

 Применяют дощатые клееные конструкции в сочетании:

1.    со строительной фанерой;

2.    с фанерой и сталью;

3.    с плоскими асбоцементными листами.

 Склеивание производят под давлением 0,3—0,5 МПа при длительности запрессовки 4—24 часа.

II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛИТЫ ПОКРЫТИЯ С ДЕРЕВЯННЫМ КАРКАСОМ И

ФАНЕРНЫМИ ОБШИВКАМИ

Исходные данные

1. Пролет здания, L = …... м;

2. Отметка низа стропильной конструкции, H = ……. м;

3. Шаг поперечных рам, В=…….м;

4. Длина здания, ……....м;

5. Снеговой район…….;

6. Ветровой район и тип местности………;

7. Температурно-влажностные условия эксплуатации………..;

8. Класс ответственности здания……………..

Исходные данные принимаются по заданию преподавателя.

Конструктивное решение плиты

1 - 1

Рис.1. Поперечное сечение плиты

     Рис. 2. Каркас плиты ДК1 : 1 – продольные ребра; 2 – поперечные ребра; 3 – торцевые вкладыши; 5 – 8 –см. на рис. 1; 9 – паз; 10 – гребень

Конструктивное решение плиты:

1. Плита состоит из несущего каркаса и фанерных обшивок, соединенных с каркасом водостойким клеем.

2. Деревянный каркас состоит из продольных, поперечных ребер и торцевых вкладышей. Поперечные ребра ставят минимум в два ряда в местах стыка листов фанерных обшивок.

3. Продольные и поперечные ребра дополнительно объединяются между собой обоюдоострыми гвоздями (основное соединение – клеевое). Продольные ребра и торцевые вкладыши дополнительно объединяются вклеенными арматурными стержнями для обеспечения пространственной жесткости плиты. Арматурные стержни, выходящие за боковую поверхность плиты, используют для:

· строповки при монтаже;

· закрепления плиты в проектном положении.

4. Плита в курсовом проекте является конструкцией отапливаемого здания, поэтому по нижней обшивке по слою пароизоляции уложен плитный утеплитель из несгораемых или трудносгораемых материалов (плиты минераловатные на синтетическом связующем).

5. Во избежание смещения утеплителя при транспортировании и монтаже его закрепляют прижимными брусками сечением 25 х 25 мм, соединяя их с каркасом гвоздями.

6. Для обеспечения проветривания между утеплителем и верхней обшивкой в поперечных ребрах и торцевых вкладышах предусмотрен продух – отверстие диаметром минимум 30 мм.

7. Для повышения предела огнестойкости фанеру нижней обшивки дополнительно закрепляют к крайним продольным ребрам гвоздями с шагом 200 мм.

8. По крайним продольным ребрам с наружной стороны плиты предусмотрена постановка брусков трапециевидного сечения, образующих с одной стороны паз, с другой – гребень. Это позволяет:

· выравнивать нижние плоскости плит, что повышает огнестойкость покрытия;

· обеспечить совместную работу плит покрытия;

· выполнить качественную герметизацию стыка.

Применяемые материалы

Продольные и поперечные ребра каркаса выполнены из цельных досок толщиной от 19 до 50 мм с последующей острожкой по кромкам и пластям из древесины хвойных пород II сорта по ГОСТ 8486 - 86 Е. Размеры поперечного сечения продольных ребер назначают по расчету.

Обшивка плиты выполнена из фанеры марки ФСФ по ГОСТ 3916-89 толщиной 6, 8, 9, 10, 12 мм и стандартными размерами листов 1525×1525 мм и

1220×1220 мм.

Для выполнения клеевых соединений использован клей синтетический марки ФРФ-50.

В качестве утеплителя применены полужесткие минераловатные плиты по ГОСТ 18973-84 плотностью γ_мп = 75 кг/м³.

Для пароизоляции должна быть использована полиэтиленовая пленка по

ГОСТ 19387-82 толщиной 0,2 мм и плотностью γ_п/п = 0,02 кг/м³.

Для дополнительного соединения элементов каркаса плиты запроектированы стальные гвозди по ГОСТ 4028-73, а так же горячекатаная арматурная сталь по ГОСТ 5781-82 диаметром Ø 10 мм класса А II и массой

0,62 кг/п.м.

Назначение размеров плиты

Номинальные размеры плиты (м) в плане назначаются исходя из пролета здания L и шага стропильных балок (рис. 3, 4).

Номинальная длина плиты (м) равна шагу поперечных рам (см.

 рис. 3).

В.

Предварительно высота поперечного сечения колонны h_к принята

600 мм, толщина стенового ограждения δ_ст = 150 мм, свес с = 0,5 м.

Тогда горизонтальную проекцию ската S_г (м) можно определить из соотношения

.                             (1)

Величину ската (см. рис. 4) S (м) необходимо определить с учетом заданного уклона стропильной балки.

Максимально возможная номинальная ширина плиты лимитируется сортаментом фанеры и может быть максимально равна 1,5 м. Требуемое на скат количество плит (см. рис. 4)  шт. Полученное значение корректируется в сторону увеличения до целого числа . Тогда номинальная ширина плиты (м) определяется как .

При конструировании плиты необходимо учесть, что номинальная ширина плиты (м) может быть принята в пределах от 1,2 до 1,5 м.

                                             (2)

Рис. 3. План здания

Рис. 4. Разрез 2 – 2

Конструктивные размеры плиты. При определении конструктивных размеров плиты необходимо учесть, что древесина – материал, изменяющий

геометрические размеры в зависимости от влажности воздуха, поэтому необходимы зазоры между смежными плитами 4 см (рис. 5). Конструктивная ширина плиты см;         (3) Конструктивная длина плиты: см.          (4) Расчетная длина плиты. При определении расчетной длины плиты ширина балки назначается из условия опирания на нее плит покрытия. Принимаем самый невыгодный вариант. Минимальная ширина опирания в конструкциях из дерева  равна  5  см  + 2 см зазор

Рис. 5. Опирание плиты на балку

(см. рис. 5, 6). Предварительно принята минимально возможная ширина бал-ки, равная 140 мм.

Расчетная длина плиты назначается равной расстоянию между серединами площадок опирания (см. рис. 6):

см.                                                     (5)

Рис. 6. Схема для определения расчетной длины плиты