546
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
В.Г. Миронов
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ.
ЧАСТЬ 2. ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным занятиям по дисциплине
. «Железобетонные и деревянные конструкции. Часть 2. Деревянные конструкции большепролетных зданий».
Специальность 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений.
Специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений
Элективный модуль 2. Проектирование и строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений с применением железобетонных конструкций и большепролетных зданий с применением деревянных конструкций
Нижний Новгород
2016
2
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
В.Г. Миронов
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ.
ЧАСТЬ 2. ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным занятиям по дисциплине
. «Железобетонные и деревянные конструкции. Часть 2. Деревянные конструкции большепролетных зданий».
Специальность 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений.
Специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений
Элективный модуль 2. Проектирование и строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений с применением железобетонных конструкций и большепролетных зданий с применением деревянных конструкций
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
3
УДК
Миронов В.Г. «Железобетонные и деревянные конструкции. Часть 2. Деревянные конструкции большепролетных зданий». Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным занятиям по дисциплине. «Железобетонные и деревянные конструкции» Часть 2. Деревянные конструкции большепролетных зданий».
Специальность 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений. Специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений Элективный модуль 2 Проектирование и строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений с применением железобетонных конструкций и большепролетных зданий с применением деревянных конструкций
[Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / В.Г. Миронов; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 7 с; ил. 1 электрон. опт. диск (CD-RW)
Приведены основные особенности изучения лекций, изложены основные положения по освоению студентами материала второй части курса «Железобетонные и деревянные конструкции. Часть 2. Деревянные конструкции большепролетных зданий».
Раскрыты основные особенности формирования знаний, умений и владений данным предметом; основные положения проектирования и расчета по первой и второй группам предельных состояний большепролетных конструкций из клееной древесины, а также шарнирных и жестких соединений в большепролетных деревянных конструкциях.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к лекционным занятиям по учебной дисциплине «Железобетонные и деревянные конструкции. Часть 2. Деревянные конструкции большепролетных зданий», по направлению подготовки Ф.03. Строительство уникальных зданий и сооружений, профиль Промышленное и гражданское строительство.
©В.Г. Миронов, 2016
©ННГАСУ, 2016.
4
Введение.
В своей практической деятельности специалист направления Ф.03. Строительство уникальных зданий и сооружений, профиль Промышленное и гражданское строительство (ПГС), направленность Строительство уникальных зданий и сооружений, может встречаться или с проектированием или возведением строительных деревянных конструкций, или с их эксплуатацией. Во всех этих случаях ему необходимо четко представлять работу этих конструкций под нагрузкой.
Изучив курс «Железобетонные и деревянные конструкции. Часть 2. Деревянные конструкции большепролетных зданий», студент должен обладать следующими навыками:
а) правильно оценивать свойства древесины, как строительного материала, правильно назначать ее применение в конструкциях;
б) правильно выбирать оптимальное решение для большепролетных деревянных конструкций;
в) рационально и экономно проектировать большепролетные деревянные конструкции, а главное, понимать работу соединений в узлах таких конструкций.
Изучению курса должно предшествовать изучение следующих дисциплин: сопротивление материалов; строительная механика; архитектура промышленных и гражданских зданий; деревянные конструкции в современном строительстве.
Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для студентов 5 курса (9й и 10й семестры) ННГАСУ в помощь при изучении курса лекций, на которые преподавателю в соответствии с действующим учебным планом выделено следующее количество часов на поток из одной группы:
∙В 9м семестре – 17 академических часов лекционного времени + 7 часов лабораторных занятий;
∙В 10м семестре - 8 академических часов лекционного времени + 17 часов практических занятий.
Исходя из выделенного объема лекционных часов и часов практически занятий в учебно-методическом пособии изложены для студентов основные особенности изучения курса и рекомендации по освоению следующих разделов курса:
9й семестр
1.Реологические свойства древесины, вода в древесине и другие факторы, влияющие на прочность клееной древесины. Виды и компоновка сечений в конструкциях большого сечения. (6 часов);
2.Виды деревянных конструкций большого пролета. Классификация. Конструктивные решения. (5 часов);
3.Арки. Виды. Конструктивные особенности. Шарнирные и жесткие узлы в арках среднего и большого пролета. (6 часов).
10й семестр
4. Рамы. Особенности конструирования опорных и коньковых узлов. Порядок расчета. Пространственные конструкции. (8 часов).
На лабораторные и практические занятия выносятся следующие темы:
9й семестр
1.Расчет и конструирование балочных и рамных конструкций: подбор сечения; узлы опорные и ключевые. (4 часа);
5
2. Конструирование и расчет шарнирных узлов в арках среднего и большого пролетов. (4
часа).
10й семестр
3.Расчет и конструирование большепролетных ферм: сегментные; линзообразные; фермы-балки. (8 часов);
4.Расчет и конструирование сжато-изгибаемых элементов в рамах: подбор сечения; обеспечение устойчивости плоской формы изгиба. (9 часов).
Распределение лекционного материала по разделам и по семестрам приводится ниже.
9й семестр
1.Реологические свойства древесины, вода в древесине и другие факторы, влияющие на прочность клееной древесины. Виды и компоновка сечений в конструкциях большого сечения.
Приступая к самостоятельному изучению этого раздела лекций студент должен знать, какие породы леса, произрастающие в России, могут использоваться в строительной практике для изготовления строительных несущих конструкций и почему. Нельзя грамотно конструировать и эксплуатировать деревянные конструкции, не понимая как влияет количество воды, находящееся в древесине на ее механические и физические свойства, как учитывает Свод Правил влияние различных факторов на прочность и деформативность древесины, а значит, и деревянных конструкций. Все эти вопросы подробно и тщательно отражены в Учебном пособии [7].
В лекционном материале удается только вскользь упомянуть о целом ряде факторов, влияющих на работу древесины. Однако, не зная о них, можно сильно ошибиться как в выборе вида конструкции, так и в ее возможностях. Например, если не усвоить факт сильного снижения прочности древесины во времени, можно не предвидеть возможности провисания или разрушения конструкции. Не зная, что изменение влажности древесины в конструкции может снизить прочность последней почти в три раза или увеличить ее объем на 6…12% нельзя правильно решить узловые соединения или технологические стыки. Поэтому следует подробно изучить по соответствующей литературе [1,7] влияние длительности действия нагрузки, наличия пороков роста, влажности древесины и температуры окружающей среды на физические и механические свойства древесины. А большинство свойств древесины определено ее строением на микро- и макро-уровне. Поэтому знание строения древесины хвойных пород поможет понять и ее свойства и ее работу.
2. Виды деревянных конструкций большого пролета. Классификация. Конструктивные решения.
Этот раздел дисциплины очень важен для освоения правил конструирования деревянных элементов большепролетных зданий и сооружений. Не выполнив подробный расчет элементов любого здания невозможно говорить о его надежности и долговечности. Разделу дисциплины «Виды деревянных конструкций большого пролета. Классификация. Конструктивные решения» студент должен уделить особое внимание. Главными особенностями в них является сечение большой высоты, переменность высоты сечения по длине, а также принимаемая конструктором форма поперечного сечения. Подробно расчет элементов клееных сечений рассмотрен в Учебнике [1] и в Учебном пособии [7].
3. Арки. Виды. Конструктивные особенности. Шарнирные и жесткие узлы в арках среднего и большого пролета..
6
В процессе развития деревянных конструкций в индустриальном строительстве потребность в надежных и технологичных соединениях возрастала. Если при изготовлении построечных конструкций из бревен и брусьев удобным видом соединения растянутого элемента с растянутым была лобовая врубка, то по мере появления составных, а затем клееных элементов появились соединения на цилиндрических нагелях и клеях (вклеенные стержни, клеестальные шайбы, когтевые шайбы Леннова). Последний вид соединений широко применяется в современных индустриальных конструкциях для соединения не только деревянных, но и металлических деталей с деревянными.
Соединения на клею и на вклеенных связях – один из универсальных способов образования узловых и стыковых соединений. Соединения на клеестальных шайбах, на когтевых шайбах Леннова позволяют решать узловые соединения в большепролетных и сильно нагруженных сквозных конструкциях.
10й семестр
4. Рамы. Особенности конструирования опорных и коньковых узлов. Порядок расчета. Пространственные конструкции. (8 часов).
В курсе ««Железобетонные и деревянные конструкции. Часть 2. Деревянные конструкции большепролетных зданий» студенты, обучающиеся по направлению подготовки Ф8.03 Строительство, профиль Строительство уникальных зданий и сооружений, уже знают, что клееные деревянные рамы с успехом применяются в зданиях и сооружениях пролетом до 24 и, даже, 30 метров. Большепролетные конструкции из клееной древесины могут иметь форму однопролетных или много пролетных рам. Рамы различных конструкций и статических схем применяются при пролетах до 40 метров.
Статический расчет рам изучен еще в дисциплине «Строительная механика». Однако правильно определить усилия в расчетных точках рам, расположенных через 4,0…6,0 м это еще не все.
Правильно подобрать по этим усилиям сечение конструкции, обеспечить его прочность и устойчивость в пространстве, а также скомпоновать каркас здания в пространстве, разработать и рассчитать узловые соединения в шарнирах, а также в монтажных (жестких) соединениях – является важным моментом проектирования и расчета каркаса здания или сооружения.
Этот материал подробно изложен в учебном пособии «Индустриальные деревянные конструкции [6].
Особым видом большепролетных деревянных конструкций являются пространственные конструкции. Основными из них являются своды, своды-оболочки, купола и оболочки двоякой кривизны. Их конструктивное решение и основы расчета подробно изложены в учебнике [1].
7
Рекомендуемая литература
1.Конструкции из дерева и пластмасс: Учеб для вузов/ Ю.В.Слицкоухов, В.Д.Буданов, М.М.Гаппоев и др.;под ред. Г.Г.Карлсена и Ю.В.Слицкоухова-5-е изд. перераб. И доп.-М.:-Стройиздат, 1986. 543с.
2.СП 64.13330-2011. Свод правил. Конструкции деревянные. Актуализированная редакция СНиП II-25-80. Минрегион России. – Изд. офиц., актуализир. ред. –
Москва : ЦПП, 2011. – 118 с.
3. СП 20.13330.2011. |
Свод правил. Нагрузки и воздействия : актуализир. ред. |
СНиП 2.01.07–85* / |
Минрегион России. – Изд. офиц., актуализир. ред. – Москва |
: ЦПП, 2011. – 78 |
с. |
4.ГОСТ Р 54257-2010. (ГОСТ 27751.2014). Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования. – Введен
01.09.2011. – М.: Стандартинформ, 2011 – 12 с.
5.ГОСТ 27751-88. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. М.: 1988.
6.В.Г. Миронов. Индустриальные деревянные конструкции. Учебное пособие. Часть 1. Нижний Новгород. ННГАСУ, 2013-103 с.
7.В.Г. Миронов. Древесина – конструкционный материал. Расчет элементов цельного и клееного сечений. Вопросы и ответы. Учебное пособие. Нижний Новгород. ННГАСУ, 2013-69 с.
8
В.Г. Миронов
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ.
ЧАСТЬ 2. ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным занятиям по дисциплине
. «Железобетонные и деревянные конструкции. Часть 2 Деревянные конструкции большепролетных зданий». Специальность 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений. Специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений
Элективный модуль 2. Проектирование и строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений с применением железобетонных конструкций и большепролетных зданий с применением деревянных конструкций
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru