Проектирования производственного здания 18х33 м

Определение усилий в болтах:

-растягивающие, на один болт:

 

-срезывающие, на один болт:

 

Напряжения растяжения в пределах нарезки:

 

Условие выполняться.

Напряжение среза:

 

где расчетное сопротивление срезу стали С235; коэффициент условия работы;

Условие прочности анкерных болтов выполняется.

 

 

 

 

 

Коньковый узел:

Расчетные усилия на узел

Смятие в коньковом узле происходит под углом α=14˚ к волокнам, тогда расчетное сопротивление древесины смятию:

 

 

 

где

 

 

Торцы клееных блоков ригеля в узле соединения производится в впритык, но не по всей высоте, а со срезом крайних досок под углом 25 мм для большей шарнирности узла и предотвращения откола крайних волокон при повороте элементов шарнирного узла.

 

 

 

 

Площадь смятия торца:

 

Напряжение смятия в коньковом узле:

 

Смятия в торцах не происходит, условие прочности выполняется.

Для крепления накладок принимаем болты Накладки изготавливаем из древесины сосны 2-го сорта толщиной 100 мм. Высоту сечения накладок принимаем, исходя из рекомендаций Расстояние между болтами вдоль волокон древесины от торца деревянных элементов до оси болта и между осями болтов принимаем согласно п.п. 5.18 /1/ равным

Учитывая кососимметричную схему работы накладок и прикладывая к ним поперечную силу в точке перегиба их оси, определяем усилия, действующие на болты, присоединяющие накладки к поясу:

 

 

       Угол смятия древесины полурамы Коэффициент         . Древесина накладок сминается под углом коэффициент 35

 

 

 

Расчетная несущая способность на один шов сплачивания из условия:

-смятия крайних элементов:

 

-смятие среднего элемента:

 

-изгиб болта:

 

 

Необходимое число болтов в ближнем к узле ряду:

 

Принимаем 2 болта

Число болтов в дальнем от узла ряду:

 

Принимаем один болт.

Проверка накладок на прочность:

Расчет накладок производится на действие изгибающего момента:

 

Момент сопротивления накладки, ослабленной двумя отверстиями диаметром 16 мм:

 

Напряжение в накладках:

 

Прочность обеспечена.

 

 

Использованная литература:

1. СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции».
2. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».
3. СП 16.13330.2011 «стальные конструкции».
4. Конструкции из дерева и пластмасс, Иванов А.В. Киев 1981 г.
5. Примеры расчета конструкций из дерева и пластмасс, Шишкин В.Е. Москва, Стройиздат 1974г.
6. Руководство по проектированию клееных деревянных конструкций, ЦНИИСК им. Кучеренко ГОССТРОЯ СССР, Москва 1977 г.
7. Конструирование и расчет элементов покрытий деревянных зданий, учебное пособие, Игнатьев В.П., Буслаев Ю.Н., Якутск 1992 г.
8. Проектирование и расчет деревянных арок, Буслаев Ю.Н., Игнатьев В.П., Сыроватский В.С., Чахов Д.К., учебное пособие, Якутск 2000 г.
9. Индустриальные деревянные конструкции. Прмимеры проектирования. Карлсен Г.Г. Москва 1967г.
10. Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов, Гринь И.М., Москва 1972 г
11. ГОСТ 7307-75 Детали из древесины и древесных материалов.
12. ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. ТУ.
13. ГОСТ 24484-80 Пиломатериалы хвойных пород. Размеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Био и огнезащита древесины и деревянных конструкций

 Конструктивные и  химические меры защиты древесины  от возгорания и биопоражения

Всем известно, что огонь является фактором, наиболее интенсивно разрушающим древесину, и с этим нельзя не считаться. Тем не менее, огнестойкость древесины можно повысить. Для этих целей среди прочих пропиток для дерева существуют специальные составы для огнезащиты древесины (антипирены).

Механизм воздействия антипиренов

Действие антипиренов основано на том, что при наличии определенной концентрации таких составов в древесине, они препятствуют горению без источника пламени. При воздействии огня на древесину происходят различные физико-химические процессы, на свойствах которых и основывается огнезащитное действие антипиренов. Это может быть плавление легкоплавких веществ, таких как соли фосфорной, борной, кремниевой кислот. При нагревании, содержащей такой антипирен древесины, образуется оплавленная пленка, которая ограничивает доступ кислорода к поверхности. В результате, часть тепла расходуется на плавление антипирена. Это, в свою очередь, приводит к повышению температуры воспламенения древесины, а, значит - к ее защите. Для огнезащиты дерева так же используют свойства некоторых веществ, разлагаться при нагревании и выделять газы, не поддерживающие горения (аммиак, сернистый газ). Негорючие вещества оттесняют кислород с поверхности древесины и, тем самым, препятствуют горению.

Классификация составов для огнезащиты древесины

Средства огнезащиты дерева условно можно разделить на огнезащитные покрытия и пропиточные составы. В первом случае - это краски, лаки, пасты и обмазки. Во втором - огнезащитные пропитки.

Огнезащитные покрытия, могут скрывать текстуру древесины, ухудшая её внешний вид, поэтому их, в основном, используют для огнезащиты непросматриваемых деревянных конструкций. Пропитки же, напротив -сохраняют текстуру и природную красоту древесины, и находят более широкое применение.

Подобно антисептикам, огнезащитные пропитки можно делить на водорастворимые и органорастворимые. Органорастворимые препараты требуют применения опасных и горючих растворителей, что не всегда приемлемо. Поэтому большей популярностью пользуются огнезащитные пропитки на водной основе.По устойчивости к вымыванию компонентов из древесины, все водорастворимые защитные средства подразделяют на легковымываемые, вымываемые,

 трудновымываемые, невымываемые  средства. Как правило, огнезащитные  пропитки применяются для обработки деревянных конструкций эксплуатируемых в условиях, исключающих прямое и продолжительное воздействие влаги. Поэтому, среди огнезащитных средств на водной основе наиболее широко представлены легковымываемые и вымываемые составы.

На отечественном рынке в основном присутствуют составы комплексного действия, объединяющие как огнезащитную функцию антипиренов, так и биозащитную функцию антисептиков. Это связано с необходимостью комплексной защиты древесины как от биоразрушителей, так и от возгорания. Кроме того, некоторые соединения, используемые в качестве антипиренов, проявляют и биозащитные свойства.

И всё же основным критерием, оценки средств для огнезащиты древесины является их огнезащитная эффективность.

Огнезащитная эффективность

Согласно НПБ 251 (ГОСТ 16363) огнезащитная эффективность характеризуется потерей массы обработанного защитным составом образца древесины при огневом испытании. К огнезащитным средствам относят только составы I и II групп огнезащитной эффективности.

К составам I группы относят средства, для которых потеря массы при огневом испытании составляет не более 9%. Древесина, обработанная таким составом, признается трудносгораемой.

Для средств, имеющих II-ю группу огнезащитной эффективности потеря массы при огневом испытании должна составлять не более 25%. Обработанная таким средством древесина квалифицируется как трудновоспламеняемая.

Как выбрать огнезащитный состав

Для защиты наиболее ответственных в пожарном отношении конструкций лучше применять огнезащитные пропитки 1-й (высшей) группы. В связи с тем, что к таким конструкциям предъявляют довольно жёсткие требования в части пожарной безопасности, здесь удобно использовать составы, обеспечивающие контрольное тонирование древесины.

Например, состав комплексного огнезащитного и биозащитного действия «СЕНЕЖ ОГНЕБИО ПРОФ» придаёт древесине розовый оттенок и позволяет быстро принимать и контролировать результаты огнезащитных работ.

 

Если древесина находится в интерьере помещения, то для её огнезащитной обработки используют не изменяющие цвет древесины огнезащитные пропитки. К числу подобных средств, например, для огнезащиты деревянного пола, относятся такие, как «СЕНЕЖ ОГНЕБИО», МС, ФБС-255, и др. В случае необходимости бесцветные пропитки можно колеровать непосредственно перед применением, причём некоторые из них требуют применения только строго определённых красителей.

При выборе огнезащитной пропитки следует обращать внимание и на показатель концентрации водородных ионов - pH среды. Так, например, существуют огнезащитные составы с pH =1,5 , близких к рН концентрированных кислот. Использование таких средств не безопасно для потребителя и требует тщательного соблюдения особых условий хранения и применения.

Многие огнезащитные составы, обладают значительной коррозионной агрессивностью по отношению, как к цветным, так и к чёрным металлам. В ряде случаев это может ограничивать их применение. Так, например, известны случаи, когда использование огнезащитных материалов приводило к порче кровли из меди или оцинкованного металла.

При выборе комплексного огне-биозащитного средства нужно учитывать и то, что, некоторые производители умышлено объединяют соединения антисептического и антипиренного действий, говоря о взаимном их усилении. Но специалисты знают, что, даже, казалось бы, совместимые в растворе соединения, могут не только не дать положительного эффекта усиления друг друга, но и снизить био- и огнезащитные свойства.

Сертификация

Любые огнезащитные средства подлежат обязательной сертификации, и в обязательном порядке помимо сертификата пожарной безопасности должны иметь и санитарно- эпидемиологические заключения.

Сертификация проводится по показателям качества проектной документации в отношении требований безопасности, свойств продукции. Эта работа выполняется органами Минздравсоцразвития РФ в ходе санитарно-эпидемиологической оценки предприятия. Кроме того, продукция и производство подлежат оценке по параметрам стабильности производства и управления качеством со стороны инспекторов органов по сертификации в системах ССПБ и ГОСТ Р. Отсутствие такого сертификата делает незаконным применение огнезащитного состава. Неоспоримым гарантом соответствия огнезащитного состава установленным требованиям пожарной безопасности является сертификат, выданный органом «ПОЖТЕСТ» ФГУ ВНИИПО МЧС России.

Практика показывает, что успешно разрабатывать эффективные и экологически безопасные огнебиозащитные препараты способны лишь компании, имеющие собственные лаборатории. Наиболее прогрессивные из них сертифицируют свое производство по международному стандарту качества ИСО 9001.

Технологии огнезащитной обработки

Существует множество способов пропитки древесины огнезащитными составами, при этом нанесение огнезащитных составов требует лицензии на выполнение этого вида работ. 

В зависимости от назначения объектов защиты, пропитка может быть глубокой или умеренной. Глубокое проникновение огнезащитного состава в древесину способны обеспечить довольно сложные в технологическом плане способы огнезащитной обработки- вымачивание, пропитка в горяче-холодных ваннах, пропитка в автоклавах. Считается, что чем глубже пропитана древесина огнезащитным составом, тем более надёжно она защищена.

С другой стороны, огнезащитной обработке часто подвергаются уже готовые деревянные конструкции, пропитка которых под давлением невозможна. Для огнезащиты деревянного дома наиболее технологичен метод опрыскивания либо нанесение кистью.

Каким бы методом не наносился защитный состав, всегда важно обеспечить требуемые нормы расхода.

Следует отметить, что не рекомендуется проводить огнезащитную обработку древесины при отрицательной температуры воздуха. Это объясняется тем, что мёрзлая древесина обладает низкой впитывающей способностью, что значительно препятствует введению в нее требуемого количества антипирена

Конструктивные меры защиты древесины от возгорания

Защиту деревянных конструкций от огня, как и от увлажнения и гниения, проводят конструктивными и химическими мерами. Конструктивные меры заключаются в рациональном архитектурно-планировочном и конструктивном решении строения с соблюдением необходимых противопожарных разрывов. Деревянные поверхности, подверженные опасности возгорания, оштукатуривают, заделывают тонкими листами жести или асбеста, наклеивают на конструкции фольгу или негорючие полимерные пленки, обрабатывают огнезащитными составами — антипиренами (обмазками, огнестойкими красками, пропиточными составами).

 

Наиболее распространенным средством защиты древесины от загорания являются обмазки. Их применяют для защиты скрытых древесных конструкций (стропил, прогонов и пр.). Обмазку наносят кистью в два приема с интервалом 12 ч. На 1 м2 обрабатываемой поверхности расходуют ее примерно 1,2—1,5 кг. После высыхания обмазка образует на поверхности древесины несгораемый слой толщиной 2—3 мм. Сцепление обмазочных паст с древесиной не отличается большой прочностью, поэтому обмазку нужно периодически возобновлять.

Можно рекомендовать для применения следующие обмазки: известково-глинистое тесто, смешанное с поваренной солью (соль добавляется для улучшения адгезии обмазки к древесине, хотя она и вызывает коррозию металла), суперфосфатная (70 % суперфосфата, 30 % воды), сульфатно-глинистая (25 % сульфатного щелока, 47 % жирной глины, 3 % фтористого натрия, 25 % воды, подогретой до 70 °С).

К огнестойким относят силикатные, хлоридные, фосфатные и кремнийорганические краски. Они образуют на окрашенной поверхности огнезащитную пленку. Огнестойкими красками окрашивают деревянные изделия и конструкции, не защищенные от атмосферных воздействий. Они обладают водной и атмосферной стойкостью.

Обработка древесины пропиточными составами бывает поверхностной и глубокой. При поверхностной пропитке состав наносят кистью или краскопультом за два-три раза с интервалом 2—3 ч, при глубокой — древесину погружают в горяче-холодные ванны, в результате чего она пропитывается более глубоко и более устойчива к воздействию огня. Сочетание компонентов пропиточных составов в частях:

1) бура — 10, борная кислота  — 10, вода — 80; 2) сульфат аммония  — 14, фтористый натрий — 2, диаммоний фосфат — 6, вода — 78.

В последнее время для огнезащиты древесины стали применять полимеры (фенольные, карбомидные, фурановые, кремнийорганические растворы), обладающие защитным и стабилизирующим эффектом. Нанесенные на поверхность фосфатные покрытия твердеют и за счет этого становятся огнестойкими. Другие виды покрытий при повышении температуры образуют вспененный защитный слой, препятствующий доступу кислорода.