5.42 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.

В V-образных анкерах это условие обычно обеспечивается конструктивно.

Для приведенных соединений в узлах и стыках обязательным условием является соблюдение расстояния от крайнего анкера или вклеенного стержня до торца элемента, гарантирующего от выкалывания древесины на торец.

Податливость соединений на наклонно вклеенных стержнях составляет не более 0,006 мм/тс.

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.

6. Указания по проектированию деревянных конструкций

Общие указания

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.

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

При пролетах деревянных безраспорных конструкций более 30 м одна из опор должна быть подвижной, в том числе с использованием антифрикционных прокладок из фторопласта с коэффициентом трения «фторопласт - нержавеющая сталь» - 0,065.

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.

В растянутых и изгибаемых элементах из пиломатериалов не следует допускать ослаблений на кромках.

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.

Пространственную жесткость и устойчивость деревянных конструкций следует обеспечивать постановкой горизонтальных и вертикальных связей не более, чем через 30 м по длине здания.

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.

При использовании косого дощатого настила непосредственно по конструкциям или по прогонам с их закреплением постановка связей жесткости в пространственном покрытии не требуется.

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.

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.

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

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.

Элементы конструкций должны быть стянуты болтами в узлах и стыках, а составные элементы на податливых соединениях должны быть стянуты и между узлами.

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

Диаметр стяжных болтов d_б следует принимать по расчету, но не менее 12 мм. Шайбы стяжных болтов должны иметь размер сторон или диаметр не менее 3,5d_б и толщину не менее 0,25d_б.

Площадь поперечного сечения нетто деревянных элементов сквозных несущих конструкций должна быть не менее 50 см², а также не менее 0,5 полной площади сечения брутто при симметричном ослаблении.

Балки, прогоны, настилы

Балки, прогоны, настилы, обрешетки и другие изгибаемые элементы следует рассчитывать на прочность и прогиб. Значения максимальных прогибов должны быть не выше указанных в таблице 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 (100 кгс) с умножением последнего на коэффициент перегрузки n=1,2 (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.

Подрезка на опоре в растянутой зоне деревянных изгибаемых элементов глубиной а ? 0,25h допускается при условии:

МПа (4 кгс/см²), (67)

где А - опорная реакция от расчетной нагрузки;

b и h - ширина и высота поперечного сечения элемента без подрезки.

Длина опорной площадки подрезки с должна быть не больше высоты сечения h, а длина скошенной части подрезки с₁ - не менее двух глубин а (рисунок 15).

Рисунок 15 - Скошенная подрезка конца балки

В случае если невозможно выполнить скошенную подрезку или глубина ее превышает 0,25h, необходимо усиление зоны подрезки. Усиление производится вклеиванием поперечных (перпендикулярно волокнам) и наклонных (под углом 45° к волокнам) стержней (рисунок 16). Длина поперечных стержней должна удовлетворять условию:

2a_р ? l_a ? 0,7h, (68)

где l_a - расчетная длина стержня;

a_р = а - 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 должно быть 80 - 120 мм (120 мм для конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе).

Рисунок 16 - Усиление подрезки на конце балки

В консольно-балочных прогонах шарниры следует осуществлять в виде косого прируба.

Передачу сосредоточенных нагрузок на несущие элементы конструкций следует осуществлять через их верхние грани.

Составные балки

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.

Брусчатые составные балки следует сплачивать не более чем из трех брусьев с помощью пластинчатых нагелей или наклонно вклеенных стержней по системе ЦНИИСК.

Балки композитного сечения

Балки композитного сечения являются составными и включают деревянные ребра с вклеенными анкерами и монолитную железобетонную плиту (рисунок 17).

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

Рисунок 17 - Балка композитного сечения

Балки клееные

Клееным балкам с шарнирным опиранием следует придавать строительный подъем, равный ¹/₂₀₀ пролета. В клееных изгибаемых и сжато-изгибаемых элементах допускается сочетать древесину двух сортов, используя в крайних зонах на 0,15 высоты поперечного сечения более высокий сорт, по которому назначают расчетные сопротивления (R_и, R_c).

Пояса клееных балок с плоской фанерной стенкой следует выполнять из вертикально поставленных слоев (досок). В поясах балок коробчатого сечения допускается применять горизонтальное расположение слоев. Если высота поясов превышает 100 мм, в них следует предусматривать горизонтальные пропилы со стороны стенок.

Для стенок балок должна применяться водостойкая фанера толщиной не менее 8 мм.

В конструкциях из однонаправленного шпона рекомендуется применять соединения на цилиндрических нагелях.

Фермы

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 ¹/₂₀₀ пролета, осуществляемым в клееных конструкциях путем выгиба по верхнему и нижнему поясам.

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.

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

Фермы могут быть сборными из клееной древесины или металлодеревянными с нижним поясом и деталями решетки из стали (рисунок 18).

Высота фермы в середине пролета: (l/9)L < Н < (1/6)L;

Высота на опоре h = (0,25-0,4)Н.

Рекомендуемые пролеты таких ферм составляют 24-80 м.

Наиболее эффективной является треугольная форма решетки.

Рисунок 18 - Схема линзообразной фермы

Элементы решетки следует располагать под углом 30° - 50° к вертикали. Крепление решетки к поясам следует осуществлять при помощи нагелей. Расчет и конструирование следует выполнять согласно пп. 5.13 - 5.19. Опорные узлы линзообразных ферм являются наиболее нагруженными и ответственными, их следует проектировать на наклонно вклеенных стержнях по системе ЦНИИСК согласно пп. 5.30 - 5.45.

Сборные фермы могут состоять из нескольких отправочных марок. Расположение укрупнительных узлов следует определять транспортными и технологическими требованиями. В нижнем поясе стыки следует располагать на возможно большем расстоянии от опорной зоны (рисунок 19).

Рисунок 19 - Схема опорного узла линзообразной фермы

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

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.

Расчет фермы необходимо осуществлять согласно пп. 6.21 - 6.24 с учетом следующих особенностей:

а) усилия в поясах следует определять из условия их неразрезности; следует учитывать изгибающие моменты, возникающие в узлах;

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

в) для статического расчета опорные узлы на наклонно вклеенных связях по системе ЦНИИСК следует принимать жесткими;

г) примыкание элементов решетки к неразрезному поясу - шарнирное.

Особенности проектирования дощатных ферм с соединениями в узлах на МЗП

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

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

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.

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.

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 R определяется по результатам испытаний образцов с конкретными типами МЗП на 1 см² поверхности пластины, в зависимости от угла наклона оси пластины к действующему усилию а и от угла наклона оси пластины к направлению волокон древесины в (рисунок 20).

х - главное направление пластины; у - направление, перпендикулярное главному; - угол между х-направлением и осью силы F; в - угол между направлением волокон древесины и осью силы F; г - угол между х-направлением и линией стыка

Рисунок 20 - Геометрические параметры работы МЗП

Различная перфорация пластин при установке зубьев разной формы требует расчетных характеристик МЗП при растяжении R_р и срезе R_cp при направлении усилия к оси пластин .

Условие прочности соединений

N < R2F, (69)

где N - нормальное усилие в стержне;

R - расчетная несущая способность соединения на 1 см²;

F - 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.

Условие прочности МЗП при растяжении:

N_p = 2R_рb, (70)

где b - размер пластины в направлении, перпендикулярном направлению усилия;

R_р - расчетная несущая способность пластины на растяжение.

Q = 2R_срl_ср, (71)

где l_ср - длина среза сечения пластины без учета перфорации;

R_ср - расчетная несущая способность пластины на срез;

Q - сдвигающее усилие в узле.

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

. (72)

Арки и своды

Арки и своды следует рассчитывать на прочность в соответствии с указаниями п. 4.17 и на устойчивость в плоскости кривизны по формуле (6) п. 4.2 с учетом п. 4.17, причем расчетную длину элементов l₀ следует принимать:

а) при расчете на прочность по деформированной схеме:

для двухшарнирных арок и сводов при симметричной нагрузке l₀ = 0,35S;

для трехшарнирных арок и сводов при симметричной нагрузке l₀ = 0,58S;

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

, (73)

где - центральный угол полуарки, рад;

S - полная длина дуги арки или свода.

Для трехшарнирных стрельчатых арок с углом перелома в ключе более 10° при всех видах нагрузки l₀ = 0,5S.

При расчете трехшарнирных арок на несимметричную нагрузку расчетную длину допускается принимать равной l₀ = 0,58S;

б) при расчете на устойчивость в плоскости кривизны для двух- и трехшарнирных арок и сводов l₀ = 0,58S.

Расчет трехшарнирных арок на устойчивость плоской формы деформирования следует производить по п. 4.18.

6.40 При расчете арок на прочность по деформированной схеме и на устойчивость плоской формы деформирования величины N и М_д следует принимать в сечении с максимальным моментом (для проверяемого случая нагружения), а коэффициенты о или о_с и о_к следует определять по формуле (30) с подстановкой в нее значения сжимающей силы N_o в ключевом сечении арки; расчет арок на устойчивость в плоскости кривизны следует производить по формуле (6) п. 4.2 на ту же сжимающую силу N_o.

Рамы

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.

Устойчивость плоской формы деформирования трехшарнирных рам, закрепленных по внешнему контуру, допускается проверять по формулам п. 4.18. 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.

Криволинейные участки гнуто-клееных рам (рисунок 21) при отношении h/r ? ¹/₇ (h - высота сечения, r - радиус кривизны центральной оси криволинейного участка) следует рассчитывать на прочность по формуле (28), в которой при проверке напряжений по внутренней кромке расчетный момент сопротивления следует умножать на коэффициент k_rв:

, (74)

а при проверке напряжений по наружной кромке - на коэффициент k_rн

. (75)



Рисунок 21 - Расчетная схема к определению напряжений в криволинейной части гнутоклееных рам

Расстояние z от центральной оси поперечного сечения до нейтральной оси следует определять по формуле

. (76)

Опоры воздушных линий электропередачи

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

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.

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

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

Конструкционные требования по обеспечению надежности деревянных конструкций

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, влагозащитные покрытия и др.). Сказанное относится также к конструкциям из фанеры и древесно-плитных материалов.

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;

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).

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.

В отапливаемых зданиях и сооружениях несущие конструкции следует располагать так, чтобы они целиком находились либо в пределах отапливаемого помещения, либо вне его.

Допускается при соответствующем обосновании располагать несущие деревянные клееные конструкции (балки, рамы, арки) частично внутри отапливаемого помещения, а частично снаружи. При этом конструкции должны иметь прямоугольное сплошное сечение и усиленную защиту в местах пересечений ограждающих конструкций (стен, перекрытий, покрытий) от увлажнения и биоразрушения.

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.

Для несущих конструкций, имеющих на опорах металлические башмаки (фермы, арки и др.), опирание на наружные каменные стены отапливаемых зданий и сооружений с выделкой гнезд не допускается из-за опасности выпадения конденсата на металле. Такие конструкции следует опирать на железобетонные опоры (колонны), пилястры стен и другие опоры, выступающие внутрь помещения.

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.

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).

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.

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).

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.

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 коньковых узлах арок, рам и др.

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.

Деревянные покрытия следует проектировать, как правило, с наружным отводом воды и без фонарей верхнего света.

Устройство ендов в совмещенных покрытиях не допускается.

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.

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.

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.

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.

6.66 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.

Обеспечение противопожарных требований к деревянным конструкциям

В случаях, предусмотренных противопожарными требованиями строительных норм, деревянные конструкции должны быть запроектированы и выполнены с пределом огнестойкости и показателями пожарной опасности, регламентируемыми этими требованиями.

Предел огнестойкости определяется по методам, установленным ГОСТ 30247.0 и ГОСТ 30247.1.

Допускается предел огнестойкости деревянных элементов конструкций устанавливать расчетным путем на основе закономерностей обугливания и прогрева их сечений в условиях стандартного теплового воздействия, регламентируемого ГОСТ 30247.0, и с учетом предельных состояний по огнестойкости, регламентируемых ГОСТ 30247.1.

При этом предел огнестойкости узлов соединения элементов и опорных узлов деревянных конструкций, в том числе с применением металлических и неметаллических деталей и элементов, должен быть не ниже требуемого предела огнестойкости конструкции в целом.

При необходимости, предел огнестойкости деревянных элементов конструкции и узлов их соединения может быть повышен путем увеличения размеров их сечения, применения огнезащитных покрытий, в том числе вспучивающихся при нагреве, а также теплоизолирующих материалов и облицовок, в том числе из пиломатериалов.

Обеспечение требуемой огнестойкости металлических элементов конструкции и узлов соединения элементов конструкции, выполненных с применением металлических закладных деталей, может быть достигнуто средствами, аналогичными указанным в п. 6.69. При этом температура металла в местах соприкосновения с древесиной, во избежание ее возгорания к моменту времени, соответствующему требуему пределу огнестойкости, не должна превышать 270 °С.

При использовании пожарно-технической классификации конструкций по СниП 2.01.02-85* предел распространения огня следует определять по приложению 1 к этому СНиП. Эту классификацию применяют в тех случаях, когда противопожарные требования к конструкциям изложены в нормативных документах, не пересматривавшихся после ввода в действие СНиП 21-01-97, например, в СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения» (см. постановление Минстроя России от 13.02.97 г. № 18-7).

В других случаях следует использовать пожарно-техническую классификацию конструкций по СНиП 21-01-97* и определять класс пожарной опасности конструкций по ГОСТ 30403.

Информация о сертифицированных средствах огнезащиты может быть получена в ФГУП ВНИИПО МЧС России.

При использовании этой информации следует учитывать, что:

данные об эффективности огнезащитных составов как для металла, так и для древесины носят сравнительный характер и не могут быть непосредственно использованы для оценки нормируемых пожарно-технических характеристик строительных конструкций - предела огнестойкости и показателей пожарной опасности;

данные для определения пределов огнестойкости и показателей пожарной опасности конкретных конструкций при использовании конкретных средств огнезащиты должны предоставлять поставщики средств огнезащиты;

согласно п. 7.13 СНиП 21-01 эти данные должны быть получены на основе испытаний, предназначенных для определения пожарно-технических характеристик именно строительных конструкций;

при выборе огнезащитных покрытий и пропиток следует учитывать их совместимость с другими средствами защиты древесины, данные об их долговечности и необходимости периодической замены или восстановления, а также о недопустимости их применении в местах, исключающих выполнение этих операций; следует также учитывать требования п. 7.12 СНиП 21-01 о соответствии огнезащитных покрытий нормам применения отделочных материалов;

применение клееных деревянных конструкций во многих случаях связано с высокими требованиями к их внешнему виду, поэтому огнезащитные составы в этих случаях должны сохранять естественную текстуру древесины;

нанесение огнезащитных покрытий и поверхностных пропиток следует производить после установки конструкций в проектное положение и устройства кровли на покрытии.

Рекомендуется отдавать предпочтение конструктивной огнезащите, а также высокоэффективным и долговечным вспучивающимся огнезащитным материалам, поставщики которых в состоянии представить данные об их характеристиках, указанных в п. 6.73.

При определении огнестойкости соединений на вклеенных стержнях скорость обугливания древесины следует принимать 0,6 мм/мин, а расстояние от границы обугливания до клеевого шва между древесиной и вклеенным стержнем к моменту времени, соответствующему требуемому пределу огнестойкости, должно быть не менее 20 мм.

При определении длины стержня, вклеиваемого на клее ЭД-20, следует вычитать отрезок стержня, где его температура к моменту времени, соответствующему требуемому пределу огнестойкости, превышает 65 °С.

В конструкциях составного или коробчатого сечения открытые (незамкнутые) зазоры между цельными элементами сечения не должны превышать 7 мм, а зазоры более 7 мм должны быть замкнуты диафрагмами толщиной, обеспечивающей требуемый предел огнестойкости, - температура древесины в зазоре к моменту времени, соответствующему требуемому пределу огнестойкости, не должна превышать 270 °С.

Приложение А

Дополнительные требования к качеству древесины

К древесине элементов цельнодеревянных и слоям клееных конструкций, кроме требований ГОСТ 8486 на пиломатериалы хвойных пород и ГОСТ 9463 на круглые лесоматериалы, должны предъявляться дополнительные требования:

а) ширина годичных слоев в древесине элементов и слоев классов К26 и К24 должна быть не более 5 мм, а содержание в них поздней древесины - не менее 20 %;

б) в слоях клееных изгибаемых элементов классов К26 и К24 для крайней растянутой зоны (на 0,15 высоты сечения) и в цельнодеревянных элементах толщиной 60 мм и менее, работающих на ребро при изгибе или на растяжение, не допускается сердцевина;

в) в конструкциях из клееной древесины с использованием вклеенных стержней в слоях не допускаются компенсационные прорези.

Приложение Б

Нормативные и временные сопротивления элементов ДК из древесины сосны, ели и древесины из однонаправленного шпона и порядок их определения

1 Величину нормативного сопротивления материалов R^н определяют из условия:

R^н = R^вр (1 - l,65v),

где v - коэффициент вариации показателей прочности по данным испытаний;

R^вр - временная величина прочности материала.

Нормативное значение прочности соответствует квантилю в предполагаемой статистической функции распределения с обеспеченностью 0,95.

Временные и нормативные сопротивления устанавливают испытаниями при режиме нагружения А согласно таблице Б.1 при влажности древесины 12 %.

Таблица Б.1

Обозначение режимов нагружения	Характеристика режимов нагружения	Приведенное расчетное время действия нагрузки, с	Значение коэффициента длительной прочности, mдл
А	Линейно возрастающая нагрузка при стандартных машинных испытаниях	1-10	1,0
Б	Совместное действие постоянной и кратковременной ветровой нагрузок	103-104	0,8
В	Совместное действие постоянной и кратковременной снеговой нагрузок	106-107	0,66
Г	Совместное действие постоянной и длительной временной нагрузок, напряжение от которых превышает 80 % от полного напряжения в элементах конструкций от всех нагрузок	108-109	0,53
д	Совместное действие постоянной и сейсмической нагрузок	10-102	0,92
Е	Действие импульсивных и ударных нагрузок	10-1-10-8	1,1-1,35

2 Величины R^вр и R^н древесины приведены в таблице Б.2.

Таблица Б.2

Вид напряженного состояния	, МПа (кгс/см2), элементов классов/сортов	, МПа (кгс/см2), чистой древесины
	К26/1	К24/2	К16/3
1. Изгиб:
а) при нагружении кромки				-
б) при нагружении пласти
2. Сжатие вдоль волокон
3. Растяжение вдоль волокон			-
4. Скалывание вдоль волокон
Для клееной древесины из однонаправленного шпона (LVL) сорта S
5. Сжатие вдоль волокон при толщине 75; 45; 26 мм
6. Сжатие поперек волокон среднее для толщины 75 и 45 мм
7. Изгиб при нагружении кромки
8. Изгиб при нагружении пласти вдоль волокон	35(350) 54(540)
9. Растяжение вдоль волокон	25(250) 40(400)
10. Растяжение поперек волокон	0,5(5) 1(10)
11. Скалывание вдоль волокон перпендикулярно клеевому шву	5(50) 9(90)
12. Скалывание вдоль волокон в плоскости клеевого шва	4(40) 6(60)
Примечания 1 Размеры поперечных сечений испытываемых образцов пиломатериалов принимаются в соответствии с их толщиной по сортаменту. 2 Временные сопротивления следует определять: для пиломатериалов и заготовок из них цельных и стыкованных на зубчатое соединение - по испытаниямсогласно ГОСТ 15613.4; ГОСТ 21554.2; ГОСТ 21554.4; ГОСТ 21554.5; ГОСТ 21554.6; для чистой древесины - по испытаниям малых образцов в соответствии с требованиями ГОСТ 4.208. При выборочных контрольных испытаниях следует руководствоваться ГОСТ 18321. 3 Прочность древесины брусьев и круглых лесоматериалов допускается оценивать визуально по сортообразующим признакам и дополнительным требованиям приложения А. 4 Прочность слоев клееных конструкций и элементов цельнодеревянных конструкций, ерошенных по длине на зубчатый шип, при испытаниях на изгиб и нагружении по пласти должна быть не ниже значений, указанных в п. 16 для соответствующего класса (сорта).

3 Соотношение нормативных показателей прочности сортов древесины и принятых по европейским стандартам классов прочности приведено в таблице Б.3.

Таблица Б.3

Вид элементов ДК	Соотношение классов прочности и сортов древесины по равноценности прочностных показателей
Элементы из пиломатериалов, в том числе склеенных по длине (для класса К26 1-го сорта только зубчатым соединением типа I по ГОСТ 19414)	К16/ 3 сорт	К24/ 2 сорт	К26/ 1 сорт	-	-
Элементы из круглых лесоматериалов и бруса шириной сечения свыше 12 см	К19/ 3 сорт	-	К26/ 2 сорт	-	-
Клееные многослойные элементы из слоев класса (сорта)	-	К24/К16 (3 сорт)	К26/К24 (2 сорт)	К30/К26 (1 сорт)	К32/К28
Примечание. Отбор цельнодеревянных элементов конструкций, а также слоев клееных элементов по более высоким классам прочности (К30, К32 и др.) должен быть обеспечен силовой сортировкой или подтвержден результатами контрольных испытаний по действующей нормативно-технической документации на методы испытаний и приемки продукции. Цельнодеревянные элементы 3 сорта, соответствующие классу прочности К16, допускается использовать для мало ответственных конструкций.

4 Расчетные сопротивления R^p определяют по формуле:

при обеспеченности 0,99 с учетом коэффициента надежности по материалу г_m, определяемому из условия перехода от обеспеченности 0,95 для R^н к обеспеченности 0,99 для R^р (2,33) по выражению:

,

где з_н, з_р - квантили для обеспеченности 0,95 для R^н (1,65) и обеспеченности 0,99 для R^р (2,33);

v - коэффициент вариации, а также с учетом коэффициентов надежности по ответственности и сроку службы г_н(о) и г_н(сс).

Приложение В

Плотность древесины, фанеры и древесины из однонаправленного шпона

Породы древесины	Плотность древесины, кг/м3, в конструкциях для условий эксплуатации по таблице 1
	А1, А2, Б1, Б2 (C1, C2)	всех остальных
Хвойные:
лиственница	650	800
сосна, ель, кедр, пихта	500	600
Твердые лиственные:
дуб, береза, бук, ясень, клен, граб, акация, вяз и ильм	700	800
Мягкие лиственные:
осина, тополь, ольха, липа	500	600
Примечания 1 Плотность свежесрубленной древесины хвойных и мягких лиственных пород следует принимать равной 850 кг/м3, твердых лиственных пород - 1000 кг/м3. 2 Плотность клееной древесины следует принимать как неклееной. 3 Плотность обычной фанеры следует принимать равной плотности древесины шпонов, а бакелизированной - 1000 кг/м3. 4 Плотность древесины из однонаправленного шпона 500-600 кг/м3 в зависимости от породы древесины шпонов.

Приложение Г

Данные для расчета сжатых, изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов

Таблица Г.1 - Значения коэффициента k_жN для расчета сжатых и сжато-изгибаемых элементов с переменной высотой и постоянной шириной сечения

Условия опирания элементов	kжN при проверке
	элементов прямоугольного сечения	элементов двутаврового и коробчатого сечений с постоянной высотой поясов
	В плоскости у z	В плоскости х z	В плоскости у z	в плоскости x z
	(0,4 + 0,6в)в	0,4 + 0,6в	в	L
	0,07 + 0,93в	0,66 + 0,34в	0,35 + 0,65в	L

Таблица Г.2 - Значения коэффициентов k_ф и k_ж для расчетов на устойчивость плоской формы деформирования

Форма эпюры моментов	kф	kжN
	При закреплении только по концам участка lр	При закреплении по концам и растянутой от момента М кромке
	1	1	в1/2	в1/2
	1,75-0,75d 0 < d < 1			в1/2
	2 - (0,5 + d)2 -1 ? d ? 0			в1/2
	1,35 + 1,45(с/lр)2	1,35 + 0,3(с/lр)
	1,13	1,13	в1/2	в2/5
	2,45	2,32	в1/4	в1/2

Таблица Г.3 - Значения коэффициентов k и с для вычисления прогибов балок с учетом переменной сечения и деформаций сдвига

Поперечное сечение балки	Расчетная схема	k	с
Прямоугольное		в	0
»		0,23 + 0,77в	1,64 + 7,6в
»		0,5d + (1 - 0,5)в
»		0,15 + 0,85в	15,4+3,8в
Двутавровое		0,4 + 0,6в	(45,3 - 6,9в)г
Прямоугольное		0,23 + 0,77в + 0,6d(1 - в)
»		0,35 + 0,65в	5,4 + 2,6в
Примечание - Здесь г - отношение площади поясов к площади стенки двутавровой балки (высота стенки принимается между центрами тяжести поясов).

Приложение Д

Графики для расчета фанерных стенок балок и плит

а - семислойной; б - пятислойной

Рисунок Д.1 - Графики для определения расчетных сопротивлений при растяжении под углом к волокнам наружных слоев березовой фанеры марки ФСФ

1 - для бакелизированной фанеры марок ФБС и ФБСВ толщиной 7 мм и более; 2 - для березовой фанеры марки ФСБ толщиной 8 мм и более. В выражении г = a/h_ст a - расстояние между ребрами жесткости балки; h_ст - высота стенки между внутренними гранями полок

Рисунок Д.2 - Графики для определения коэффициента h_и при расположении волокон в наружных слоях фанеры вдоль пролета

1-A - для бакелизированной фанеры марок ФБС и ФБСВ толщиной 7 мм и более при направлении волокон наружных слоев параллельно малой стороне панели; 1-Б - для бакелизированной фанеры марок ФБС и ФБСВ толщиной 7 мм и более при направлении волокон наружных слоев перпендикулярно малой стороне панели; 2-А, 2-Б - то же, для березовой фанеры марки ФСФ толщиной 8 мм и более

Рисунок Д.3 - Графики для определения k_ф

Приложение Е

Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия

СНиП 2.08.02-89* Общественные здания и сооружения

СНиП 21-01-97 Пожарная безопасность зданий и сооружений

СНиП II-3-79* Строительная теплотехника

СНиП II-25-80 Деревянные конструкции

ГОСТ 8486-86* Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия

ГОСТ 2695-83 Пиломатериалы лиственных пород. Технические условия

ГОСТ 9463-88 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия

ГОСТ 9462-88 Лесоматериалы круглые лиственных пород. Технические условия

ГОСТ 3916.1-96 Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона лиственных пород. Технические условия

ГОСТ 3916.2-96 Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона хвойных пород. Технические условия

ГОСТ 11539-83 Фанера бакелизированная. Технические условия

ГОСТ 21488-97 Прутки прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия

ГОСТ 20437-89Е Материал прессованный АГ-4. Технические условия

ГОСТ 13913-78* Пластики древесные слоистые. Технические условия

ГОСТ 30247.0-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования

ГОСТ 30247.1-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции

ГОСТ 30403-96 Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности

ГОСТ 15613.4-78 Древесина клееная массивная. Методы определения предела прочности зубчатых клеевых соединений при статическом изгибе

ГОСТ 21554.2-81 Пиломатериалы и заготовки. Методы определения предела прочности при статическом изгибе

ГОСТ 21554.5-78 Пиломатериалы и заготовки. Методы определения предела прочности при продольном растяжении

ГОСТ 21554.6-78 Пиломатериалы и заготовки. Методы определения предела прочности при скалывании вдоль волокон

ГОСТ 4.208-79 СПКП. Строительство. Конструкции деревянные клееные. Номенклатура показателей

ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции

ГОСТ 27812-88 Древесина клееная массивная. Метод испытания клеевых соединений на расслаивание

ГОСТ 17005-82 Конструкции деревянные клееные. Метод определения водостойкости клеевых соединений

Еврокод 5 Деревянные конструкции

EN 338. Конструкционная древесина. Классы прочности

EN 386 Клееный брус и столярная плита. Требования к рабочим характеристикам и минимальные требования к изготовлению

Рекомендации по производству работ при вклеивании стержней. ЦНИИСК, 2004

Приложение Ж

Основные термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины и их определения.

Деревянная конструкция - часть здания или другого строительного сооружения из клееной или цельной древесины, выполняющая определенные несущие, ограждающие и (или) эстетические функции.

Прочность - способность отдельной конструкции или ее элемента выдерживать определенную нагрузку без разрушения.

Жесткость - степень деформативности отдельной конструкции или ее элемента при эксплуатационных воздействиях.

Эксплуатационные воздействия - силовые (от нагрузок), температурно-влажностные (от эксплуатационной среды) или химически агрессивные воздействия на конструкции в процессе их транспортирования, монтажа и эксплуатации.

Конструктивная схема - компоновка несущих элементов здания или сооружения, образующая предполагаемую модель работы конструкции.

Расчетная модель - идеализированная конструктивная схема, используемая с целью анализа и расчета конструкции или ее элемента.

Предельное состояние - состояние, при достижении которого конструкция перестает удовлетворять предъявленным к ней требованиям в процессе эксплуатации в соответствии с назначением и ответственностью здания или сооружения.

Надежность конструкции - система показателей, гарантирующих, что в течение принятого срока нормальной эксплуатации здания или сооружения предельные состояния не будут достигнуты (превышены).

Прочность древесины - максимальные напряжения (сжатия, растяжения, скалывания, изгиба) при определенном виде напряженного состояния, при достижении которых происходит разрушение древесины.

Среднее значение прочности - среднее статистическое значение, определяемое по данным испытаний заданного количества (выборки) образцов и вычисленное с вероятностью 0,5.

Нормативное значение прочности - минимальное статистическое значение, определяемое по данным испытаний заданного количества (выборки) образцов и вычисленное с вероятностью 0,95.

Расчетное значение прочности - минимальное (как правило, с вероятностью 0,99) статистическое значение, определяемое путем деления нормативного значения прочности на частный коэффициент надежности по материалу.

Механическая безопасность здания - состояние основных (несущих) конструкций здания, при котором обеспечивается их прочность и устойчивость в течение предусмотренного проектом здания срока службы и отсутствует недопустимый риск причинения вреда жизни или здоровью людей и нанесения ущерба имуществу.

Пожарная безопасность здания - состояние здания, при котором обеспечивается устойчивость его основных строительных конструкций в течение нормативного времени неконтролируемого горения (пожара) и отсутствует недопустимый риск причинения вреда жизни или здоровью людей и нанесения ущерба имуществу.

Промышленная безопасность - состояние условий производства, перевозки, хранения, комплектации, монтажа и утилизации комплекта конструкций и изделий здания, при котором отсутствует недопустимый риск причинения вреда жизни или здоровью людей и нанесения ущерба имуществу.

Радиационная безопасность - состояние комплекта деревянных конструкций и изделий и земельного участка его размещения, при котором отсутствует недопустимый риск причинения вреда здоровью людей излучением радионуклидов, а также радона и продуктов его распада (в период эксплуатации здания).

...