Деревянные элементы перекрытий

7.2.1 Для устройства несущих конструкций перекрытий используют следующие материалы с требованиями по соответствующим нормам: круглые лесоматериалы по ГОСТ 9463; брус массивный и пиломатериалы (доски) по ГОСТ 8486, ГОСТ 24454 и ГОСТ 33080; брус многослойный клееный по ГОСТ 20850 и ГОСТ 33081; брус многослойный клееный из шпона (LVL) по ГОСТ 33124; плиты древесные строительные с ориентированной стружкой (OSB) по ГОСТ Р 56309; фанеру строительную по ГОСТ 32158; плиты клееные из пиломатериалов с перекрестным расположением слов по ГОСТ Р 56706.

а) трехкантный, D = 18 ÷ 32; В = 9÷22,5; Н = 14÷28 см	б) двухкантный, D = 18 ÷ 32; В = 9÷22,5; Н = 14÷28 см	в) четырехкантный,        D = 18 ÷ 32;        В = 9÷22,5;      Н = 14÷28 см

Рисунок 8 – Основные конструктивные решения

Поперечных сечений массивных брусьев

7.2.2 В качестве несущих конструкций перекрытий широко используют балки массивного сечения из вышеуказанных материалов, комбинированные элементы двутаврового или коробчатого сечения, а также сплачиваемы при помощи металлических зубчатых пластин (МЗП) элементов из пиломатериалов различного сечения.  

7.2.3 Для деревянных домов используют следующие виды перекрытий: цокольные, междуэтажные и чердачные.

В цокольные перекрытия, в связи с разницей температур и влажности помещений, в конструкцию входят: пароизоляционный слой из пленки и усиленная теплоизоляционная прослойка.

В конструкциях междуэтажных перекрытий при одинаковых температурно-влажностных условиях помещений, которые они разделяют, нет необходимости применять прослойки специальных пароизоляционных материалов, а деревянные элементы не нуждаются в обработке специальными гидроизоляционными пропитками.

Конструктивное устройство чердачного перекрытия должно включает различные пленочные материалы и усиленную прослойку теплоизоляции подобно цокольному перекрытию.

7.2.4 Конструктивные решения применяемых на практике перекрытий для справки приведены в справочном приложении В.

Деревянные элементы крыш

7.3.1 Конструкцию крыши выполняют из деревянного каркаса, к которому крепятся:

- сверху - сплошной кровельный настил или обрешетка, на которой располагается кровельное покрытие, обеспечивающее необходимую защиту от проникновения атмосферных осадков и талой воды;

- для варианта утепленного покрытия снизу устанавливается подшивка чердачного потолка, над которой располагаются пароизоляционный слой и утеплитель, обеспечивающие необходимую паро- и теплоизоляцию.

7.3.2 Основными конструктивными решениями каркаса крыш являются стропильные системы, фермы различных типов, в т.ч. на металлических зубчатых пластинах (МЗП).

7.3.3 Для устройства каркаса крыш в качестве несущих элементов используют круглые лесоматериалы по ГОСТ 9463, пиломатериалы (доски) по ГОСТ 8486 с размерами по ГОСТ 24454, конструкционные пиломатериалы по ГОСТ 33080, многослойные клееные элементы по ГОСТ 33081, а также элементы из LVL по ГОСТ 33124 или SLT по ГОСТ 56706.

7.3.4 Для изготовления остальных элементов крыши используют: обрешетки - пиломатериалы по ГОСТ 8486; подшивки - пиломатериалы по ГОСТ 8486, фанеру по ГОСТ 32158, древесноволокнистые плиты по ГОСТ 4598, гипсоволокнистые плиты по ГОСТ Р 51829 для обеспечения пожарной безопасности; телоизоляции – утеплители по ГОСТ 31309, пароизоляции - ГОСТ 10354.  

Конструкцию кровельного покрытия и применяемые материалы выбирают по требованиям СП 17.13330.

8 Основные положения по расчету и конструированию элементов зданий из срубных конструкций

Фундаменты

При выборе конструктивных решений и расчете фундаментов следует руководствоваться положениями норм согласно п. 5.1 настоящего СП.

Срубные стены и перегородки

8.2.1 При расчете по СП 64.13330.2017 (раздел 6, п.6.1) несущей способности P стены (P_ст.) или врубки (P_вр.) из бревен или бруса за исходную величину расчетного сопротивления сжатию поперек волокон древесины  принимается R^А_с,90 = 2,7 МPа.

Величины нагрузок и воздействий принимают согласно СП 20.13330.2016.

При расчетах учитывается, что максимальная высота стены 3 м, длина врубки должна быть не менее 600 мм (большее значение длины в расчётах не учитывается), максимальное расстояние между врубками (длина стены L) - 8 м. Учитывается также эффективная толщина бревна или бруса стены b_ef, принимаемая для бревна 0,5 его диаметра d, а для бруса 0,75 его толщины b. 

При расчете врубок стен из бревна P_вр.бр. = 600 х R^А_с,90   х 0,5 d, а для стен из бруса P_вр.бру. = 600 х R^А_с,90 х 0,75 b.

При расчете стенового бревна P_ст.бр. = R^А_с,90 х L x 0,5 d, а стенового бруса P_ст.бру. = R^А_с,90 х L x 0,75 b.

При расчете стены с врубками из бревна P_{стена.бр.} =2P_вр.бр. + P_ст.бр., а из бруса - P_{стена.бру.} =2P_вр.бру. + P_ст.бру.

8.2.2 К полученным величинам несущей способности следует дополнительно учитывать коэффициенты условий работы согласно раздела 6, п. 6.2 и 6,9 СП 64.13330.2017. 

Перекрытия

8.3.1 Основные конструктивные решения несущих конструкций перекрытий приведены в разделе 7 (п. 7.2) настоящего СП.

8.3.2 Расчет несущей способности (предельное состояние 1-й группы) балок перекрытий из массивных деревянных элементов (пиломатериалов, бруса, клееного бруса, круглого бревна), деформативности (предельное состояние 2-й группы) выполняют согласно требованиям к расчету изгибаемых элементов по СП 64.13330.2017 (раздел 7). Величины нагрузок и воздействий на перекрытия принимают согласно СП 20.13330.2016.

8.3.3 Расчет несущей способности и деформативности комбинированных балок с применением различных нагельных и клеевых соединений выполняют согласно требованиям раздела 8 СП 64.13330.2017.

   8.3.4 Наряду с традиционными конструктивными решениями балок перекрытий, указанными выше, следует также уделить внимание решениям комбинированных балок с применением соединений  пиломатериалов на металлических зубчатых пластинах (МЗП), которыми являются:

- сплачиваемые на опорных участках балки при помощи  МЗП пиломатериалы (рис. 9) Балка сплачивается по высоте сечения и тем самым высота ее увеличивается из пиломатериалов небольшой ширины;

- балки-фермы (рис. 10) с параллельными поясами из пиломатериалов. Пояса сплачиваются  с двух кромок путем запрессовки в древесину специальных штампованных металлических косяков с зубьями на концах (МЗК).

 8.3.5 Расчет несущей способности и деформативности комбинированных балок с применением МЗП следует выполнять согласно требованиям приложения «К» СП 64.13330.2017.

   8.3.6 Однако, для осуществления расчетов соединений с применением МЗП необходимы знать величины расчетной несущей способности сцепления пластины с древесиной на площади 1 см².

Величины этого показателя должны быть определены испытаниями при нагружении соединения на растяжение, сжатие и срез с различными параметрами ориентации МЗП по отношению к направлению действия нагрузки и волокнам древесины (см. рис. 11).

8.3.7 Стандартизованных величин расчетной несущей способности МЗП как в отечественной, так и зарубежной практике нет в связи широким ассортиментом геометрических размеров применяемых на практике пластин.

В отечественной практике имеются подтвержденные испытаниями величин расчетной несущей способности МЗП с конкретными геометрическими размерами и включенными в СТО организаций производящих пластины.

 

 

Рисунок 9 - Расположение МЗП на опорной части балки

 

 

МЗП

Горизонтальный      пояс

Вертикальный     брусок

МЗК

 

Рисунок 10 - Конструктивное решение балки-фермы с применением МЗК

 

1 – эффективная площадь пластины; 2 – направление волокон древесины; α – угол между направлением действия усилия нагружения F и осью Х;  β - угол между направлением действия усилия нагружения F и направлением волокон древесины; γ - угол между направлением действия усилия нагружения F и осью Y/

Рисунок 11 -  Геометрические параметры работы МЗП

8.3.8 В отличие от вышесказанного, технические требования к соединениям на МЗП, методы их испытаний широко стандартизованы, особенно в зарубежной практике.

Технические требования   и методы испытаний регламентируются EN 1075:2009, EN 14545:2013, EN 26891:1991, EN 912:2011.

В отечественной практике регламентированы только методы испытаний, которые могут быть применены к соединениям на МЗП. Это ГОСТ 33082, ГОСТ Р 57161, ГОСТ Р 58559, ГОСТ 58562.

    В ЦНИИСК подготовлен к утверждению стандарт организации «Деревянные конструкции. Узловые соединения элементов деревянных конструкций с использованием металлических зубчатых пластин (МЗП). Технические требования к испытаниям, расчету и изготовлению».

    8.3.9 МЗК в последнее время стали широко применять в зарубежной практике (см. рис. 12). Кронштейны позволяют проектировать балки высотой от 200 до 400 мм и пролетом от 3 до 9,5 м, соединяя пояса из пиломатериалов сечением 40х50; 40х75; 40х100 или 40х125 мм (толщина пояса принята постоянной - 38 мм, а ширины получается соответственно 45; 70; 95 и 120 мм после калибрования). Качество используемого пиломатериала должно быть не ниже 2-го сорта по ГОСТ 8486 или класса прочности С24 по ГОСТ 33080, а влажность не более 18 + 2%.

8.3.10 Особенности применения МЗК в конструкциях аналогичные особенностям применения МЗП.

 

 

Рисунок 12 -  Кронштейн с перфорированным зубчатым устройством

8.3.11 Нормированных величин расчетной несущей способности МЗК также нет. Величины этих значений определяются испытаниями образцов ферм. Такие испытания в отечественной практике были проведены по заказам организаций, в результате чего были  определены  величины расчетной несущей способности сцепления МЗК с древесиной и конструируемых с их применением ферм. Методика испытаний и полученные результаты приведены в приложении Г настоящего СП.

8.3.12 В приложении Г также приведены особенности применения  МЗП и МЗК (их конструктивных и геометрических параметрах, методах испытаний, имеющихся величинах расчетной несущей способности  и методах  расчета соединения с их применением).

8.3.13 В качестве несущих балок перекрытий также широко используют простые составные элементы на гвоздях.

Конструктивные решения  таких элементов регламентированы [5]. Расчет и испытания таких балок производят по требованиям СП 64.13330.2017 и ГОСТ Р 57158.

Крыша

8.4.1 При выборе конструктивных решений стропильных систем крыш из различных деревянных элементов согласно раздела 7.3, п. 7.3.3 настоящего СП, методов их расчета, решений других элементов (фронтонов, карнизов и др.) следует руководствоваться положениями норм, указанных в   п.5.6 настоящего СП, а также нижеследующими требованиями.

8.4.2 Порядок конструирования и расчета каркаса крыши с применением ферм на МЗП должен выполняться с учетом следующих требований:

- проектирование и расчет несущей способности и деформативности ферм следует выполнять согласно требованиям раздела 9 и приложения «К» СП 64.13330.2017,  а также приложения Г настоящего СП;

- определение несущей способности ферм по показателям их кратковременных испытаний, учитываемые показатели при проведении автоматизированного компьютерного расчета ферм, а также определение надежности работы соединений на МЗП в узлах ферм следует осуществлять согласно приложения Д настоящего СП;

- для предохранения наружных стен сруба от атмосферных осадков свес крыши следует устраивать по отношению к высоте сруба в отношении не менее 1:8.