Шустиков С. А. Деревянные конструкции : Практический курс для студентов-гидротехников. — Л.; М., 1933

 

 

 

Комитетом по высшему техническому образованию при ЦИК СССР допущено к изданию в 1933 г. в качестве учебника для гидротехнических втузов.

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА

 

В ленинградском Гидротехническом институте изучение курсов строительной механики, строительных работ и материалов предшествует по учебному плану прохождению курса деревянных конструкций. Поэтому в предлагаемой книге отмечены лишь особенности расчета деревянных конструкций и вкратце изложены физико-механические свойства дерева. Учитывая характер гидротехнических сооружений, здесь большое внимание уделено системам из круглого леса. В то же время в этой книге не нашли отражения некоторые из современных конструкций, тесно связанные с проектированием частей зданий, так как курса гражданской архитектуры нет в учебном плане института. Основным материалом книги является проектировка 1928—1930 г.г. деревянных сооружений в нашем Союзе.

 

В дополнении к курсу автор считает целесообразным привести новые методы расчета деревянных оболочек, которые в последнее время находят широкое применение в различных областях строительства.

 

С этой целью в конце книги помещены статьи: Н. А. Кандыба и С. В. Крутецкого „Пример расчета башни градирни с учетом колец жесткости“ и Л. С. Гильмана „Приближенный метод расчета цилиндрических сводов—оболочек“.

 

В составлении и подборе примеров расчета по основной части курса принимали участие инженеры Г. А. Архангельский и Б. П. Ярустовский.

 

Кроме этих лиц книга обязана своим выходом в свет той действенной помощи, которая была оказана автору дирекцией института и кафедрой инженерных сооружений, за что автор приносит свою искреннюю благодарность.

 

С. Шустиков.

 

 

ВВЕДЕНИЕ.

 

Современное значение деревянных конструкций.

 

Широкое применение дерева в инженерных сооружениях, несмотря на то, что оно является древнейшим строительным материалом, до последнего времени было ограничено тем, что не было достаточно надежных конструкций узловых соединений, работающих на растяжение. Мировая война, вызвавшая кризис железа в воюющих странах, особенно в Германии, послужила причиной, побудившей техническую мысль обратиться к разрешению этой проблемы. Поэтому не случайно именно Германия дала нам почти все новейшие современные деревянные конструкции. В последнее десятилетие системы деревянных конструкций получили широкое распространение во всех областях строительства, включая и гидротехнику.

 

Результатом этого явилось планомерное вытеснение металла и железобетона в тех областях строительства, где до сих пор эти материалы были господствующими.

 

Достаточно указать на перекрытие зала в Дрездене пролетом 78 м, в Дортмунде пролетом 76 м, в Эслингене пролетом 60 м. Высочайшие мачты для радиопромышленности, башни, силоса, мосты, перекрытия, наконец, широчайшее применение дерева на наших глазах в гидротехнических сооружениях Беломорско-Балтийского водного пути, в соединении водным путем Москвы с Волгой, достаточно характеризуют технические успехи, достигнутые по пути применения дерева в инженерных сооружениях. Всем этим мы в первую очередь обязаны рациональному разрешению узловых сопряжений.

 

Новейшие конструкции узлов образуются посредством трех типов соединительных элементов — вкладышей, шайб и нагелей. Из вкладышей самых разнообразных форм наибольшее распространение получила кольцевая разрезная шпонка фермы Карл Тухшерер в Бреславле. В последние годы отмечен ряд недостатков в этом типе соединений, но по экономичности, по расходу железа на 1 т воспринимаемого усилия кольцевая шпонка до сих пор стоит на первом месте. Шайбы применяются всевозможных форм, они могут воспринять меньше усилия, чем кольцевые шпонки, но проще в работе. Для своего изготовления они требуют часто специальных сортов стали. Нагеля в современных системах чаще всего применяются в форме трубок и гвоздей. Гвоздевые соединения подвергнуты тщательному анализу и изучены нашим Институтом сооружений.

 

Деревянные конструкции в общем не тяжелее металлических. Действительно допускаемое напряжение для железа 1300 кг/см², для дерева 100 кг/см², т. е. в 13 раз меньше, но удельный вес железа 7,8, дерева 0,6, т. е. также в 13 раз меньше. Допускаемое напряжение на сжатие в железобетоне 50 кг/см², в дереве — 100 кг/см², т. е. в два раза больше, удельный вес железобетона 2,4, т. е. в 4 раза больше дерева. Следовательно в среднем деревянные конструкции в 8 раз легче железобетонных. Отсюда вытекает, что дерево экономически выгодно применять в тех случаях, когда напряжения от собственного веса играют главную роль, т. е. под легкую нагрузку для перекрытия средних и больших пролетов.

 

Железо также не огнестойко, как и дерево, но не так огнеопасно, а потому область дорогих построек с перекрытием больших пролетов может быть предоставлена металлическим конструкциям, а пролеты средней величины, в особенности в области стропильных перекрытий, должны быть предпочтительно перекрываемы деревом, конечно при достаточной обеспеченности от возгорания.

 

Для защиты от огня дерево покрывается теперь или особым веществом, которое под действием огня выделяет газы и нейтрализует огонь, или же тонким слоем огнеупорного материала в форме краски.

 

Мы знаем, что дерево необычайно долго сохраняется в воде и в сухом воздухе. Повидимому, колебания влажности производят наибольшие разрушения в древесине. Для защиты от гниения дерево консервируют. Вопрос сводится теперь к упрощению и удешевлению способов консервации. Много достижений есть в настоящее время и в этой области.

 

Огромным преимуществом конструкций из дерева по сравнению с другими материалами является их разборность. Простота работы, удобство сборки, дешевизна и широкая распространенность древесных пород, нужных для строительства, делают этот материал незаменимым для постройки всякого рода временных и вспомогательных сооружений. Удобства, которые дает дерево при необходимости разобрать конструкцию и приспособить ее к изменившимся условиям нагрузки или эксплоатации, при условии хорошей сопротивляемости дерева воздействию химических реагентов, делают дерево часто незаменимым материалом при постройке многих постоянных сооружений.

 

Успехи клеевой промышленности последнего времени позволяют придавать элементам деревянных конструкций любую рациональную форму и делают этот материал необычайно гибким, позволяя приготовлять из дерева все те конструктивные формы, которые с успехом применяются и в области металлических конструкций и в области железобетона.

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ.

 

Предисловие... 3

Введение. Современное значение деревянных конструкций. 4

 

ЧАСТЬ І.

ОСНОВЫ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ.

 

Глава І. Физико-механические свойства дерева.

 

§ 1. Физические свойства дерева ... 6

§ 2. Механические свойства дерева. 12

§ 3. Виды и сортамент лесоматериалов... 22

 

Глава II. Средства соединений

 

§ 4. Клей .. . 26

§ 5. Скрепления из дерева. 28

§ 6. Гвозди . 28

§ 7. Болты .  31

 

Глава III. Стыки и врубки из круглого леса

 

§ 8. Стыки, работающие на сжатие.. 32

§ 9. Стыки, работающие на растяжение .. 35

§ 10. Стыки, работающие на изгиб... 37

§ 11. Пересечение элементов.. 37

§ 12. Примыкание элементов  . 40

§ 13. Развитие фронта врубок на смятие и скалывание. 43

§ 14. Сопряжения в ряжах..  46

 

Глава IV. Узлы и сопряжения элементов досчатых систем

 

§15. Стыковые соединения. 46

§ 16. Примыкание, элементов.. 48

§ 17. Пересечение элементов .. 49

§ 18. Узловые соединения .. 50

§ 19. Сопряжения на гвоздях  57

 

Глава V. Экспериментальные исследования соединительных элементов

 

§ 20. Болтовые соединения. 59

§ 21. Шпоночные соединения... 62

§ 22. Вкладыши Кюблера . 63

§ 23. Тавровые кольца. 63

§ 24. Кольца Тухшерера. 65

 

Глава VI. Методы расчета элементов конструкций

 

§ 25. Расчет стыковых соединений ... 66

§ 26. Шпоночные соединения. 39

§ 27. Расчет сжатых стержней на продольный изгиб.. 103

§ 28. Расчет врубок..  108

§ 29. Расчет узлов.. 113

 

ЧАСТЬ II.

ОСНОВНЫЕ СИСТЕМЫ КОНСТРУКЦИЙ И ИХ РАСЧЕТ 

 

Глава VII. Системы деревянных конструкций  . 119

 

Глава VIII. Системы из круглого леса

§ 30. Балочные системы  ..121

§ 31. Треугольно-подкосные системы..125

§ 32. Рамно-подкосные системы...127

§ 33. Трапецоидально-подкосные системы... 129

§ 34. Шпренгельные системы..131

§ 35. Арочные системы.. 139

§ 36. Составные балки . 140

§ 37. Фермы Боровика. 144

§ 38. Соображения о выборе систем при разработке проекта деревянных конструкций из круглого леса...145

 

Глава IX. Досчатые системы

§ 39. Ферма Гау... 154

§ 40. Ферма Тауна .  155

§ 41. Досчатые балки ... 159

§ 42. Сегментно-стропильные фермы... 161

§ 43. Стропильные фермы с подвесками из круглого железа ... 167

§ 44. Ферма на врубках „ножницы“.. 168

§ 45. Фермы на кольцах Тухшерера .. 168

§ 46. Досчатые арки на гвоздях и болтах... 178

§ 47. Сквозные системы.. 179

§ 48. Сплошные системы... 180

§ 49. Система Амби... 181

§ 50. Арки из балок Гетцера.. 181

§ 51. Своды Брода. 183

§ 52. Пространственные системы... 188

Заключение .. 190

 

Глава X. Специальные сооружения в гидротехническом строительстве

§ 53. Временные эстакады и мосты. 198

§ 54. Краны.. 200

§ 55. Кружала. 204

§ 56. Подмости и опалубка.. 206

§ 57. Плотины. 207

§ 58. Затворы. 223

§ 59. Шлюзы... 229

§ 60. Перемычки.. 234

 

Глава XI. Примеры расчетов

§ 61. Расчет составных балок... 235

§ 62.   „   деревянного перегрузочного крана . 240

§ 63.   „   трапецоидально-подкосной системы. 266

§ 64.   „   фермы на кольцах Тухшерера.. 268

§ 65.   „   сегментной фермы на гвоздях.. 287

§ 66.   „   ребристового свода.. 296

 

Добавочные статьи по расчету оболочек

I. Приближенный метод расчета башни градирни с учетом колец жесткости . 308

II. Приближенный метод расчета цилиндрических сводов—оболочек . 317

 

ПРИЛОЖЕНИЯ:

Приложение 1

Таблица F, I, W для круглого леса... 324

Приложение II

Данные для расчета лежней и брусьев... 325

Приложение III

Таблица сегментных врубок . . . 326

Приложение IV

Таблица тригонометрических и гиперболических функций. 329

Приложение V

Стандартные болты... 333

Приложение VI

Единые нормы для расчета сооружений из дерева .. 339

Приложение VII

Таблица допускаемых усилий на выдергивание гвоздей. 350

Приложение VIII

Таблица коэфициентов . 350

Приложение IX

График допускаемых усилий в соединениях с кольцевыми шпонками нормального сортамента . 351

Приложение X

Таблица допускаемых усилий в нагельных соединениях... 352

Приложение XI

Нормальный сортамент кольцевых шпонок.. 356

Приложение XII

Таблица допускаемых усилий на выдергивание одного гвоздя .. 357

Приложение XIII

Допускаемые напряжения на скалывание .. 358

Приложение XIV

Допускаемые напряжения ня смятие... 359

Приложение XV

Таблица веса 1000 гвоздей в килограммах.. 360

Приложение XVI

Таблица ддя расчета гвоздевых сопряжений. 361

Приложение XVII

Болты и шайбы . . . 362

 

Литературные источнике ... 363.

 

 

Скачать издание в формате djvu (яндексдиск; 37,1 МБ).

 

 

Все авторские права на данный материал сохраняются за правообладателем. Публикация электронной версии данной книги является рекламой бумажного издания и носит ознакомительный характер. Любое коммерческое использование запрещено. В случае возникновения вопросов в сфере авторских прав пишите по адресу [email protected].

 

 

Библиотека портала Tehne.com работает при поддержке ЗАО «Прикампромпроект». ЗАО «Прикампромпроект» выполняет комплекс проектных услуг — от обоснования инвестиций и инженерных изысканий до разработки проектно-сметной документации объектов гражданского и промышленного назначения.