Проект одноэтажного производственного здания

1. Исходные данные Разработать проект одноэтажного производственного здания согласно следующей схеме поперечника здания и данных:

· Тип фермы и кровли: пятиугольная клееная

· Группа условий эксплуатации: Б2 — внутри неотапливаемых помещений

· Основной пролет здания:

· Шаг:

· Отметка нижнего пояса фермы

· Длина здания

· Тип кровли: двойной дощато-гвоздевой настил

· Прогоны: неразрезные

· Тип стойки: С1 (основной рамы) — клееные; С2- составные.

· Снеговой район I

· Нормативная снеговая нагрузка

· Ветровой район V

· Нормативный скоростной напор ветра

· Коэффициент надежности по назначению сооружения:

· Коэффициенты условия работы:

Расчет дощато-гвоздевого настила Сбор нагрузок

Дощато-гвоздевой настил состоит из двух слоев:

— защитный — устраивается конструктивно из доски 16 мм

— рабочий.

Рассчитываем как двух пролетную неразрезную балку по двум сочетаниям нагрузок:

Рассмотрим два сочетания нагрузок:

1) постоянная и снеговая;

2) постоянная и монтажная — человек с инструментом.

Расчет настила.

Определяем максимальный изгибающий момент Задаемся доской рабочего настила и определяем требуемый момент сопротивления одной доски

2.4 Определяем число досок Шаг расстановки досок настила

Принимаем шаг расстановки досок 33 см Проверка прогиба Условие выполняется Недостаточно. Принимаем доски 25*100мм Принимаем 5 досок, с шагом расстановки 20 см.

Фактический вес настила:

Проверка прогиба:

Условие выполняется.

Расчет стропильной ноги.

qн = 1,145 кН/м2- нормативная нагрузка от собственного веса 1 м² кровли.

qн сн= 0,1 кН/м2- нормативная нагрузка от 1 пог. м. стропильной ноги.

S=0,7 кН/м2 — нормативная снеговая нагрузка на 1 м² горизонтальной проекции кровли.

q — расчётная нагрузка на 1 пог. м. стропильной ноги.

c — шаг стропильных ног = 1 м

— коэффициент надёжности по нагрузке для собственного веса

— коэффициент надёжности по нагрузке для снеговой нагрузки

— уклон кровли.

Mmax = ql2/8 = 2,36 22/8 = 1,18 кНм

Принимаем h=10см, b=6см., т. е. сечение стропильной ноги — 100×60мм.

Проверка прочности:

Условие выполнено.

Проверка прогиба:

Условие выполнено.

Расчет неразрезного прогона.

qн = 1,145 кН/м2- нормативная нагрузка от собственного веса 1 м² кровли.

qн сн= 0,03 кН/м2- нормативная нагрузка от 1 пог. м. стропильной ноги.

n=5 — количество стропильных ног в расчётном пролёте прогона.

qн пр= 0,2 кН/м2- нормативная нагрузка от 1 пог. м. прогона.

S=0,56 кН/м2 — нормативная снеговая нагрузка на 1 м² горизонтальной проекции кровли.

с=2м — шаг прогона

— коэффициент надёжности по нагрузке для собственного веса

— коэффициент надёжности по нагрузке для снеговой нагрузки

— уклон кровли.

Mmax = ql2/12 = 4,95 52/12 = 10,31 кНм

Принимаем h=20см, b=14см., т. е. прогон состоит из 2-досок сечением — 200×70мм.

Проверка прочности:

Мпа Условие выполнено.

Проверка прогиба:

Условие выполнено.

Расчет стыка.

Mmax будет над II опорой:

Перерезывающая сила:

Гвоздь принимаем: ,

Условие выполнено.

Условие выполнено.

Число гвоздей с каждой стороны забоя равно:

— расчетная несущая способность одного односрезного гвоздя

Расчет пятиугольной металлодеревянной фермы с клееным верхним поясом.

Пролет фермы L=24м.

Высота фермы h=3,6 м.

Уклон кровли

Сбор нагрузок

Нагрузка от собственного веса кровли на 1 м? поверхности:

.

Или на 1 м? горизонтальной проекции покрытия:

.

Нагрузка от снега на ферму:

.

Расчетная масса фермы и связей, отнесенных к 1 м? плана покрытия:

— коэффициент собственного веса фермы;

— коэффициент перегрузки для собственного веса.

Нагрузка от собственного веса фермы: .

Определение расчётных усилий в стержнях фермы.

Для определения усилий в элементах фермы от равномерно распределенной односторонней единичной нагрузки строим диаграмму усилий Максвелла-Кремоны.

Диаграмма усилий Расчетные усилия определяем умножением единичных усилий на грузовые коэффициенты и .

Нагрузки в узлах :

от собственного веса:

от снега:

.

В узлах соответственно, и

Расчетные усилия в элементах фермы приведены в следующей таблице:

Усилия в элементах фермы

3,46овой нагрузки (Р=44,55

Подбор сечений элементов фермы.

Верхний пояс.

Рассчитываем как сжато-изгибаемый стержень на продольное усилие

01 =02 = -180,58 кН и местную поперечную нагрузку:

Для уменьшения расчетного изгибающего момента от местной поперечной нагрузки Мg узлы верхнего пояса конструируются с внецентренной передачей продольных усилий О с отрицательным эксцентриситетом е, благодаря чему достигается разгружающий момент Мe = Ое. Конструктивно это достигается смещением площадок смятия в узлах на величину е относительно геометрической оси элемента. Расчетный изгибающий момент в панели верхнего пояса:

При подборе сечения пояса принимаем изгибающий момент

Задаемся расчетной шириной сечения b = 170 мм (по сортаменту принимаем доски шириной

180 мм) и из формулы расчета стержня на сложное сопротивление находим требуемую высоту сечения:

где — приближенный коэффициент, учитывающий увеличение момента при деформации элемента; — коэффициент к моменту сопротивления.

Из приведенного выражения находим

При опирании дощатоклееного прямоугольного верхнего пояса частью сечения на стальной башмак в опорных узлах и лобовым упором элементов в промежуточных узлах следует учитывать местную концентрацию на опорах скалывающих напряжений. Находим требуемую высоту сечения из условия максимальных скалывающих напряжений в опорных сечениях по формуле:

где (Q — поперечная сила на опоре, равная; — коэффициент концентрации скалывающих напряжений, при, ;

0,6- коэффициент, учитывающий непроклеивание.

Из приведенного выражения находим, что больше по прочности на сжатие с изгибом.

Принимаем высоту сечения пояса h =380 мм, компонуя его из 10 досок толщиной 38 мм.

Проверяем принятое сечение. Геометрические характеристики:

— площадь поперечного сечения

;

— момент сопротивления

;

— гибкость расчетная При высота площадки смятия .

Тогда конструктивно эксцентриситет продольных сил:

Находим минимальную высоту площадок смятия торцов элементов:

Оптимальный эксцентриситет получим, приравняв напряжения в поясе по середине панели и по краям, из формулы:

где Окончательно принимаем е = 10 см и высоту площадок смятия с учетом подрезки в узлах на глубину 0,8 см :

см Проверяем принятое сечение пояса в середине крайней панели при полном загружении снеговой нагрузкой:

Мрасч = 43,59 — 180,58 * 0,1 = 25,53 кН * м;

Ввиду большого запаса прочности проверку на одностороннее загружение снегом не производим.

Нижний пояс.

Расчетное усилие U2 = 200,56 кН.

Необходимая площадь поперечного сечения металлического пояса:

Принимаем сечение пояса из двух уголков 63×40×5 мм с общей площадью

4,98 * 2 =9,96 > 9,55 см².

Стойки.

Расчетное усилие сжатия V1 = 59,1 кН, расчетная длина lст = 3 м.

Задаемся гибкостью = 120 < [150], при которой высота сечения стойки Принимаем стойки из трех досок толщиной 38 мм, шириной 170 мм.

Проверяем принятое сечение 114 X 170 мм.

Фактическая гибкость:

;

Нормальные напряжения Раскосы.

Расчетное усилие D1 = 35,61кН, расчетная длина 1р = 7 м.

Задаемся гибкостью = 120 < [150], тогда Принимаем раскосы из пяти досок толщиной 38 мм шириной 170 мм.

Проверяем сечение 190 X 170 мм:

;

Напряжение Расчёт и конструирование узлов.

Карнизный узел Б. Торцовый швеллер подбираем по изгибу от равномерно-распределённой нагрузки:

Изгибающий момент

Требуемый момент сопротивления:

Принимаем швеллер № 18а с .

Для сохранения высоты площадки смятия hсм = 17,2 см навариваем на стенку швеллера лист высотой hст = 17 см, шириной 17 см. Находим толщину листа из условия его изгиба от давления торца верхнего пояса (без учета работы на изгиб стенки швеллера):

Лист укреплен вертикальным ребром жесткости .

Рассматриваем участок 1 размером 85 Х 170 мм как пластинку, опертую по контуру, в которой изгибающий момент в полосе шириной 1 см равен:

где, а = 0,118 — коэффициент при соотношении сторон пластинки 17/8,5 = 2.

Определяем толщину стенки:

; принимаем

Горизонтальный лист проверяем на изгиб от опорного реактивного давления стойки, принятой сечением b х h =170×190 мм.

Реактивное давление на лист:

Давление верхнего пояса на лист:

Расчетное давление на правый участок листа Изгибающий момент в плите, опертой на три канта c отношением сторон 11/7 = 0,64

в полосе шириной 1 см :

Требуемая толщина листа:

Принимаем горизонтальный лист толщиной

Для прикрепления швеллера к фасонке ручной сваркой электродами Э-42 при высоте швов hш = 6 мм с каждой стороны необходима следующая длина швов:

Для крепления нижнего пояса к фасонке длина швов высотой hд = 6 мм определяется по формулам:

на обушке

на пере

Промежуточный узел В верхнего пояса .

Расчетные усилия: 01 =02 = -180,58 кН, V1=59,1 кН.

Усилия от одного элемента верхнего пояса на другой передаются лобовым упором через площадки смятия с hсм = 17,2 см. Глубина прорези для создания эксцентриситета е = 10 см равна 2е = 20 см. Стык перекрывается с двух сторон накладками сечением 114 X 170 мм на болтах d=12 мм.

Усилия от стойки передаются на верхний пояс через площадку смятия под торцом стойки. Расчетное сопротивление древесины ели местному смятию поперек волокон находим по формуле:

Требуемая площадь смятия Проектируем подбалку из древесины твердой породы, например дуба.

Длина подбалки находится из условия смятия древесины элементов верхнего пояса поперек волокон в опорных сечениях:

Принимаем длину подбалки из условия постановки с каждой стороны пары глухарей

d = б мм:

Толщину подбалки находим из условия изгиба по расчетной схеме от нагрузки:

Изгибающий момент консоли Требуемая толщина подбалки:

; принимаем

Промежуточный узел Д нижнего пояса .

Расчетные усилия: U1 = +192,36кН, U2 = +200,56кН, D1 = -35,61кН, V1 = -59,1кН.

Для крепления к узлу уголков нижнего пояса необходимая длина сварных швов высотой

h = 6 мм для элемента БД: по обушку 140 мм, по перу 100 мм; для элемента

ДД' соответственно 150 мм и 110 мм.

Усилие сжатия от раскоса D1 = -35,61кН передается на металлические диафрагмы узла.

Давление на вертикальную диафрагму:

Изгибающий момент в диафрагме как пластинке, опертой по трем сторонам, при

17/18 = 0,94 и :

Требуемая толщина вертикальной диафрагмы:

принимаем

Горизонтальную диафрагму рассчитываем на давление от стойки Рассчитываем участок 1, опертый по трем сторонам. При соотношении сторон

6,6/17 = 0,38 коэффициент = 0,06 и M1 = 0,06 * 0,3 *

Требуемая толщина листа

принимаем .

Вертикальное ребро, поддерживающее горизонтальную диафрагму, рассчитываем как балку на двух опорах, нагруженную сосредоточенной силой V1. Принимаем толщину ребра = 12 мм, тогда требуемая высота его:

принимаем 80 мм.

Коньковый узел Г .

Отдельные полуфермы, поступающие на стройплощадку, соединяются между собой парными деревянными накладками сечением 114×170 мм на болтах d = 12 мм и металлическими фланцами на болтах d = 12 мм. Необходимый эксцентриситет обеспечивается прорезью 260 мм.

Сжимающее усилие в раскосе D1 = -35,61кН передается парными накладками из швеллеров № 12 на фланцы через швы на торцах швеллеров. Швы воспринимают усилие на срез и на сжатие .

Напряжения в швах высотой и общей длиной в одном швеллере проверяем по формулам:

;

Суммарные напряжения

Сжимающее усилие от раскоса на швеллеры передается через распорку из швеллера № 10. Напряжение изгиба в распорке:

гдедля швеллера № 12.

Проверяем сварные швы, прикрепляющие распорку к швеллерам, длиной

2 (5,2 * 2 +10,4) = 41,6 см:

Растягивающее усилие воспринимается двумя болтами d = 12 мм.

При одностороннем загружении фермы снегом в узле появляется поперечная сила

Q = Рсн/2 = 13,2кН. Это усилие вызывает срез четырех болтов d = 12 мм.

Напряжение среза в болтах:

Для уменьшения свободной длины нижнего пояса и его провисания предусматриваем подвеску из арматурной стали d = 10 мм.

Опорный узел А.

Ферма опирается на колонны через обвязочные брусья, выполняющие роль горизонтальных распорок вертикальных связей жесткости между колоннами. Высоту обвязочного бруса подбираем по предельной гибкости = 200 при расчетной длине 6 м.

; принимаем .

Ширину обвязочного бруса назначаем равной ширине опорной стойки — 19 см.

Необходимая длина горизонтального опорного листа находится из условия местного смятия обвязочного бруса поперек волокон при:

; принимаем

Толщину опорного листа находим из условия изгиба консольных участков длиной 7 см от реактивного давления:

Изгибающий момент в консоли шириной 1 см:

Требуемая толщина листа

принимаем

Проверяем опорную стойку на продольное сжатие.

Гибкость:

Коэффициент продольного изгиба:

Напряжения Расчет клеедощатой армированной балки.

Спроектировать и рассчитать балку покрытия одноэтажного промышленного здания с температурно-влажностными условиями эксплуатации В2. Пролет 12 м, шаг конструкций 5,5 м. Материал балок — сосна. Ориентировочно задаемся коэффициентом армирования и применяем симметричное армирование.

Статический расчет.

(см. расчёт фермы).

(см. расчёт фермы).

Собственный вес балки:

— коэффициент собственного веса фермы;

— коэффициент перегрузки для собственного веса.

Расчётная снеговая нагрузка:

Полная расчётная нагрузка на 1 м. пог. балки:

Расчётный пролёт балки: l=12−2*0,1=11,8 м.

Конструктивный расчёт:

Принимаем балку прямоугольного сечения.

.

Компонуем прямоугольное сечение из досок с учетом острожки, шириной 135 мм, .

Армирование осуществляем стержнями класса А-II диаметром, .

Площадь древесины балки. Реальный коэффициент армирования .

Приведенные к древесине геометрические характеристики:

;

;

.

Проверка прочности балки:

Условие выполняется.

Прочность клеевого шва:

.

Условие выполняется.

Устойчивость плоской формы деформирования

где

.

Проверка прогиба балки:

;

.

Расчет составной балки на пластинчатых нагелях Статический расчет.

Нагрузка от веса ограждающих конструкций Снеговая нагрузка:

Нагрузка от веса балки:

— коэффициент собственного веса фермы;

— коэффициент перегрузки для собственного веса.

Полная нагрузка на 1 м2:

Расчетный пролет балки с учетом опирания:

l=12−2*0,15=11,7 м Определяем усилия:

Зададимся b=250мм, Rи=16 МПа Из расчета прочности kw=0,9

Расчет несущей способности 1 связи Определяем количество связей

Проверка возможности их расстановки по длине балки на расчетном участке

08*l/n=21см Статический расчет стоек

.

Собственный вес балки:

Расчётная снеговая нагрузка:

;

.

Нормативное значение ветрового давления:

;

;

;

;

.

Расчетные схемы стоек:

;

;

;

Расчет стойки С-1 (клееная стойка).

Предварительный подбор сечения колонны из условия предельной гибкости:

;

.

Принимаем, что для изготовления колонн используются доски шириной 225 мм и толщиной 40 мм. После острожки толщина досок составит 40−7=33мм, по ширине 225−15=210мм. Тогда hк=15•33=495мм, bк=210 мм.

F=bh=21•49,5=1039,5 см;

I==;

W==;

Проверка прочности поперечного сечения стойки по нормальным напряжениям:

;

;

;

;

;

;

;

.

Проверка устойчивости плоской формы деформирования:

Принимаем, что распорки по рядам стоек С-1 идут только по верху колонн. Тогда lp=H=5,5 м; l0=Н=5,5 м.

Должно выполняться условие:

;

где, RИ=RС=15,28 МПа,

n=2 — для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования.

;

;

;

;

;

;

.

Проверка устойчивости из плоскости как центрально-сжатого стержня:

;

.

Проектирование опорного узла В соответствии с расчётной схемой колонны опорный узел проектируем по шарнирной схеме на восприятие продольной силы N=52,83кН и поперечного усилия Q=W1=9,24кН. Передача N происходит через торец колонны, работающий на смятие вдоль волокон, Q учитывается постановкой нагелей (болтов) в стержне колонны. Колонна опирается на основание из бетона B25 c Rb=14,5МПа=1,45кН/см, тогда проверку ведём по формуле:

Определение числа симметричных двусрезных болтов крепления колонны к профильному анкеру при dб=10мм, угле смятия древесины и коэффициенте (1)стр.20, табл.19.

— несущая способность болта в одном срезе по изгибу болта:

— несущая способность по смятию древесины:

— требуемое число болтов:

Принимаем n=3 шт. dб=10мм.

Проверка на смятие металла уголка под больцами:

Принимаем неравнополочный уголок № 8/5 из стали Вст 2 сп 8 с Rр=336МПа=33,6кН/см кровля ферма настил балка

где

Следовательно несущая способность обеспечена. Помимо анкерных стержней целесообразна установка дополнительных стержней в центре для обеспечения надежного соединения ж/б приставки с колонной.

Расчет стойки С-2 (составного сечения) Геометрические характеристики сечения стойки.

Примем брус 20×20см с S=10cм.

Задаемся максимальным допустимым числом болтов при двухрядном количестве болтов (m=2):

Примем стяжные болты .

1. Fбр=2•b•h1=2•20•20=800см2 — площадь брутто;

2. Fнт=2•b•h1 — 2•m•d•h1=2•20•20 — 2•2•2•20=640 — площадь нетто;

3. — статический момент брутто отсеченной части относительно оси Y-Y;

4. — момент инерции брутто относительно оси Y-Y;

5. — момент инерции нетто относительно оси Y-Y;

6. — момент сопротивления нетто относительно оси Y-Y;

7. — радиус инерции всего сечения относительно оси Y-Y;

8. — момент инерции одной ветви относительно оси 1−1;

9. — площадь сечения брутто одной ветви;

10. — радиус инерции одной ветви относительно оси 1−1.

Расчет стойки как внецентренно-сжатого элемента

;

=15МПа — расчетное сопротивление древесины сжатию второго сорта;

;

— табл. 13 СНиП II-25−80;

— гибкость составных элементов (с учетом податливости соединений);

— гибкость всего элемента относительно оси Y-Y, вычисленная по расчетной длине элемента l0 без учета податливости;

— расчетная длина;

;

;

— гибкость отдельной ветви относительно оси 1−1, вычисленная по расчетной длине ветви l1

;

— ветвь жесткая, т. е. ;

— коэффициент приведения гибкости;

;

b=20см, h=50см — ширина и высота поперечного сечения элемента;

nш=2 — расчетное количество швов в элементе, определяемое числом швов, по которым суммируется взаимный сдвиг элементов;

l0=9,9м — расчетная длина элемента;

— расчетное количество срезов связей в одном шве на 1 м элемента;

т.к. ;

;

;

.

Проверка необходимого количества связей

;

— несущая способность одного болта;

примем 18 болтов; всего болтов по длине стойки, исключая фундаментную часть, 36шт, расположены в два ряда Условия расстановки:

.

Конструкция и расчет фундаментной части.

Расчет анкерных болтов.

Наихудшее условие работы болтов и накладок будет в том случае, если действуют только постоянные и ветровые нагрузки.

Определяем диаметр горизонтальных болтов в фундаментной части:

примем диаметр горизонтальных болтов dб=20мм.

Назначаем толщину накладок:

примем а=125мм.

Составляем уравнение моментов относительно точки О:

— растягивающая сила, действующая в анкерном болте;

Определяем площадь анкерного болта, из условия прочности:

;

— расчетное сопротивление стали растяжению;

— коэффициент условий работы.

Примем анкерный болт диаметром dаб=12мм, F=0,744 см²

1. Расчет количества горизонтальных болтов в фундаментной части.

принимаем n=4 ряда по 2 болта в ряду;

— наименьшая расчетная несущая способность болта;

nш=2 — число расчетных швов одного болта (см. особенности работы конструкции)

2. Проверка торца правой ветви стойки на смятие.

Нормальная сила будет догружать торцы, поэтому считаем на сочетание M и N.

;

.

3. Проверка прочности бетона фундамента под правой ветвью стойки из условия прочности бетона на сжатие.

;

— бетон класса B20.

4. Проверка прочности уголка под анкерными болтами.

Принимаем уголок |_125×9.

Прочность уголка проверяем по формуле:

;

;

;

Защита конструкций от увлажнения и биологического разрушения.

Один из недостатков древесины — снижение механических свойств при увеличении влажности, приводящей к деформациям разбухания и биологическому разрушению — гниению. При быстром высыхании возникаютдеформации усушки, вызывающие растрескивание, коробление, а вклеенных элементах — снижение прочности клеевых швов.

Для предотвращения увлажнения деревянных конструкций и их нормальной эксплуатации предусматривают конструктивные меры и защитную обработку, которые должны обеспечивать сохранность конструкций. Защиту осуществляют во всех зданиях и сооружениях независимо от назначения и срока службы.

Для защиты от биологического разрушения применяют следующие антисептики. Водорастворимые: фтористый натрий, кремнефтористый натрий, кремнефтористый аммоний, тетрафторборат аммония, пентафторфенолят натрия, доналит. Антисептики на нефтепродуктах и легких маслах; препараты пектахлорфенола в органических растворителях, нефтенат меди. Маслянистые антисептики: масло каменноугольное, антраценовое, сланцевое. Тип антисептирования — поверхностная обработка, пропитка в ваннах или автоклавах под давленинием, обмазка пастами зависит от условия эксплуатации, видов деревянных конструкций и срока службы.

Водные антисептики нельзя применять в конструкциях, где возможно их быстрое вымывание, т. е. находящихся на открытом воздухе или в грунте. Антисептики в органических растворителях и маслянистые не применяют в зданиях, где находятся пищевые продукты и люди.

Биологической обработке подлежат все неклееные деревянные конструкции, эксплуатируемые в помещениях с относительной влажностью воздуха более 60%, а также отдельные их элементы и части, которые могут увлажняться в процессе эксплуатации, каркас и внутренние поверхности ограждающих конструкций, в том числе плит и панелей.

Кроме того, древесина поражается в результате жизнедеятельности энтомологических вредителей.

Против морских древоточцев, жуков-точильщиков и термитов применяют масла:

Каменноугольное, сланцевое и их смеси с пентахлорфенолом, оксидифенил, а также нафтенат меди в органических растворителях.

Для обработки древесины при ремонтных работах в случае обнаружения древоразрушающих насекомых применяют следующие инсектициды; гексахлорантициклогексан (ГХЦГ), диметилтрихлороксиэтилфосфонат технический (хлорофос), корбофос и другие.

Способы антисептирования Деревянные элементы антисептируются, как правило, после механической обработки и тщательной очистки от пыли и грязи. В толщу деревянных элементов антисептики вводят пропиткой или диффузионно.

Глубокая пропитка в горяче-холодных ваннах заключается в том, что древесина, погруженная в горячую ванну с температурой 95−98С для водных растворов антисептиков, в течение 1−2 часов прогревается. При этом воздух, находящийся в порах древесины расширяются и часть его вытесняется наружу. Затем нагретую древесину быстро переносят в ванну с холодным антисептиком, температура которого для водных растворов составляет 15−20С, а для маслянистых 40−50С. В холодных ваннах охлаждаемый воздух в толще древесины создает вакуум и древесина интенсивно поглощает раствор антисептика.

Скорость проникновения в нее, перенесенную вхолодную ванну, превышает в 3−4 раза таковую при простом выражении материала в ванне с той же температурой.

Пропитка под давлением заключается в следующем. Деревянные элементы открытых сооружений, а также древесина, которая находится в сыром грунте, пропитываваются маслянистыми или водорастворимыми антисептиками под давлением в автоклавах. Влажность древесины в таком случае не должна превышать 25%.

Поверхностному антисептированию подвергается древесина с влажностью до 25%. Для этой цели применяются водные растворы (3% растворы фтористого натрия и кремнефтористого натрия в смеси с кальцинированной содой). Антисептик наносится на поверхность древесины кистью или гидропультом два раза с перерывом в 2 часа. Антисептик желательно наносить в подогретом виде (при температуре 60−80С), так как это снижает его вязкость, что способствует проникновению в древесину. После этого поверхность древесины должна быть просушена.

Антисептические пасты используют при диффузионном проникновении водорастворимого антисептика в толщу влажной (выше 40%) древесины. Лес, предназначенный для диффузионной пропитки, рекомендуется хранить в воде или под оросительными установками. Влажная древесина лучше впитывает химикаты, содержащиеся в составе в составе антисептических паст. При меньшей влажности древесины диффузия прекращается и химикаты не проникают в древесину, а остаются на ее поверхности. Чтобы предохранить нанесенные на древесину суперобмазки от случайных повреждений или вымывания, деревянные элементы, обмазанные пастами, обвертываются толью.

Пастами обычно обмазывают опорные части ферм, концы балок в грездах наружных стен и деревянные элементы, соприкасающиеся с металлическими деталями, грунтом и другими теплоемкими материалами.

Сухое антисептирование, т. е. применение сухих солей водорастворимого антисептика, также основанного на диффузном способе пропитки горизонтальных поверхностей сырой древесины в конструкциях зданий и в штабелях. Сухой антисептик используется обычно в смеси с опилками и песком.

Древесину предназначенную для диффузионной пропитки, необходимо хранить во влажном состоянии в воде или под оросительными установками, т.к. диффузия антисептика при влажности древесины менее 40% очень слаба, а при 30% совсем прекращается.

Защита конструкций от возгорания.

Горение древесины — это химический процесс ее термического разложения, сопровождающийся выделением газов. Соединяясь с кислородом воздуха, они образуют пламя.

Воспламенение может произойти и при отсутствии открытого источника огня. При быстром нагревании древесина воспламеняется при t>300C, а придлительном — t>660C. При повышении температуры начинается пламенное горение и обугливание верхнего слоя.

Предел огнестойкости деревянных конструкций (время в часах с начала теплового воздействия до появления одного из признаков предельного состояния) определяют с учетом обугливания элементов.

Противопожарными нормами проектирования зданий и сооружений (СНиП 2.01.02−85) установлены минимальные пределы огнестойкости и максимальные пределы распространения огня.

При тепловом воздействии на металлодеревянные конструкции незащищенный металл прогревается и теряет свою несущую способность значительно быстрее древесины. Предел огнестойкости таких конструкций определяется пределом огнестойкости металлических конструкций, который составляет 0,25 ч.

Металлические крепежные детали защищают от непосредственного воздействия огня и высоких температур на время, соответствующее ожидаемому пределу огнестойкости. Для этой цели ставят защитные деревянные накладки, утапливают в древесину головки болтов и гвоздей, которые затем защищают деревянными пробками.

Повышают пожарную безопасность деревянных конструкций конструктивными и химическими способами, а в ряде случаев комбинированием их.

Конструктивные меры заключаются в создании условий, при которых распространение огня преграждается, а предел огнестойкости конструкций увеличивается. Это устройство противопожарных стен или несгораемых участков перекрытий и покрытий, разделение пустотных покрытий несгораемыми диафрагмами, площадь между которыми не должна превышать 54 м, устройство несгораемых разделок у дымоходов и печей, оштукатуривание перекрытий, увеличение сечений деревянных элементов.

Химические меры огнезащиты понижают возгораемость древесины. Это пропитка деревянных элементов антипиренами, нанесение на поверхность огнезащитных покрытий в виде штукатурок и листовых несгораемых и трудносгораемых материалов, а также невспучивающихся, вспучивающихся, неорганических и органических красок.

Обрабатывают конструкции антипиренами (водоили органикорастворными составами) путем поверхностной обмазки древесины или ее глубокой пропитки. Последний способ более надежен, однако снижает прочностные характеристики древесины на 10%, что следует учитывать при расчете конструкций. Можно применять составы, обладающие одновременно свойствами антисептика и антипирена.

При обмазке предпочтение следует вспучивающимся краскам, защитные свойства которых проявляются при действии огня.

Наилучший эффект при химических мерах защиты дает пропитка древесины аммонийными солями.

Многие огнезащитные соли в растворенном состоянии могут способствовать гниению древесины. Поэтому рекомендуется в состав огнезащитных растворов добавлять втористый натрий или другие антисептики. Пропитка обычно проводится в открытых ваннах в течение 2−3 часов. К простым средствам огнезащиты относится поверхностная обмазка древесины (двух и трех кратная просушка), а также окраска ее силикатными красками или суперфосфатом (на окраску 1 м кв. древесины берется 1,4 кг суперфосфата и 0,6 кг воды). Пропитанные огнезащитными составами деревянные элементы должны быть защищены от атмосферного увлажнения или непосредственного действия воды специальными гидроизоляционными покрытиями или водостойкими красками.

При выборе способов химической огнезащиты деревянных элементов необходимо помнить, что глубокая пропитка аммонийными солями снижает прочность древесины, особенно при ударном изгибе, и повышает ее гигроскопичность.

Вообще не следует подвергать огнезащитной пропитке все конструктивные элементы. В основном необходимо ограничится обработками ограждающих частей здания, конструкций близко расположенных у дымоходов и печей, чердачных обнаженных конструкций, расположенных у мест возможного воспламенения.

Список используемой литературы

1. СНиП II-25−80. Деревянные конструкции. М.: Стройиздат, 1983.

2. СНиП 2.01.07−85 Нагрузки и воздействия. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.

3. «Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования». Под редакцией профессора В. А. Иванова. Киев «Вища школа», 1981.

4. «Проектирование и расчет деревянных конструкций». Справочник. Под редакцией И. М. Гриня. — К.: Будивэльнык, 1988.

5. Зубарев Г. Н., Ляпин И. М. «Конструкции из дерева и пластмасс». Учебное пособие для студентов вузов. — М.: Высш. Школа, 1980.