Шпоры по конструкциям из дерева и пластмасс - файл 1,2,4,5 .doc

приобрести
Шпоры по конструкциям из дерева и пластмасс
скачать (5293.4 kb.)
Доступные файлы (6):
1,2,4,5 .doc189kb.21.01.2008 22:26скачать
21-23.doc325kb.21.01.2008 22:28скачать
24,35,44.doc2609kb.21.01.2008 22:29скачать
8-9.doc739kb.21.01.2008 19:42скачать
n5.doc5882kb.21.01.2008 14:01скачать
n6.doc652kb.21.01.2008 12:01скачать

1,2,4,5 .doc

1. Краткий исторический обзор строительства из древесины. Современное состоя­ние конструкции из де­рева и пластмасс. Достоинства КДК перед ДК, МК и ЖБК. Примеры сооружений из ДК.
История применения деревянных конструкций насчитывает много веков и теряется в глубине тысячелетий. Первобытные люди строили из деревянных стволов каменными топорами небольшие примитивные жилища на земле и на сваях, небольшие ограды и мосты. Строители древнего Рима строили деревянные дома, храмы и мосты уже через крупные реки. Особенно широко применялись деревянные конструкции в нашей, богатой лесами стране. В средние века практически все жилые дома, дворцы, большинство храмов и крепостей строились деревянными со стенами из круглых бревен.

В конце XVII в. под Москвой в селе Коломенское был построен великолепный загородный дворец царя Алексея Михайловича. В 1738 г. был построен деревянный шпиль башни высотой 72 м здания Адмиралтейства в Петербурге. В XVIII в. началось широкое строительство деревянных стержневых конст­рукций из брусьев, бревен и досок.

В начале XIX в. в России при строительстве Московского Манежа были разработаны и впервые применены в покрытии большепролетные деревянные брусчатые треугольные стропильные фермы пролетом 50 м , которые сохранились до наших дней.

В начале XX в. В. И. Шухов разработал первые деревянные пространственные конструкции. В Нижнем Новгороде был построен под его руководством первый предложенный им деревянный свод пролетом 21 м из трех слоев досок, соединенных гвоздями. В 50-е годы началось производство клееных деревянных констукций. Развитие эти прогрессивных конструкций оказалось возможным благодаря производству клеев на основе синтетических полимерных смол высокой прочности, водостойких и не подверженных гниению. Сначала применялись фенолформальдегидные клеи, в дальнейшем более надежные резорциновые клеи при склеивании древесины и эпоксидные клеи при склеивании древесины с металлами. Появилась клееная водостойкая фанера.

В 1980 г. в Архангельске был построен Дворец Спорта . Несущие конструкции его главного покрытия, разработанные при участии М. Ю. Заполя, представляют собой сегментные клеедеревянные арки без затяжек, опертые на железобетонные рамы пристроек. Арки имеют пролет 63 м и сечение 32 X 160 см.

Современное состояние . Основным направлением развития конструкций из дерева в нашей стране является разработка, производство и применение новых клеедеревянных конструкций. Типы конструкций должны быть унифицированы. Заводское производство должно обеспечивать массовое изготовление клеедеревянных конструкций любых требуемых форм и размеров. Клеедеревянные конструкции достаточно стойки против гниения и горения и должны шире применяться в таких отраслях народного хозяйства, как сельскохозяйственные складские, производственные и животноводческие здания, промышленные здания со слабой химически агрессивной средой, общественные здания крупных размеров (спортивные, зрелищные, торговые) и автодорожные мосты.

В перспективе будет расширяться изготовление и применение простейших клеедеревянных балок и арок. Будут находить рациональное применение клеедеревянные рамы и фермы, ребристые и сетчатые купола, клеефанерные балки, плиты и панели.

Пластмассовые конструкции, называемые также конструкциями с применением пластмасс, начали разрабатываться, изготовляться и применяться в нашей стране и за рубежом примерно с середины XX в.

Значительное распространение в нашей стране получили трехслойные плиты и панели покрытий и стен промышленных зданий. Они состоят из среднего пенопластового слоя и наружных слоев из листового материала — металла, асбестоцемента или фанеры. Наиболее эффективны плиты и панели с наружными слоями из тонких алюминиевых листов толщиной порядка 1 мм, масса которых не превосходит 20 кг/м2

Пневматические конструкции представляют собой замкнутые оболочки из воздухонепроницаемой ткани или пленки, внутри которых воздух находится под постоянным избыточным давлением.

Они имеют небольшую массу (около 1 кг/м2), могут перевозиться любым видом транспорта в сложенном виде и устанавливаются на опорный контур в считанные дни. Сущест также пневмовантовые и тентовые конструкции.

Достоинства. Деревянные строительные конструкции являются надежными, легкими и долговечными. На основе клееных деревянных конструкций сооружаются здания с покрытиями как малых, так и больших пролетов.

Древесина — мало твердый материал и легко обрабатывается, что облегчает и упрощает изготовление деревянных конструкций. Древесина стойко сопротивляется разрушительному воздействию слабых химических агрессивных сред, и поэтому деревянные конструкции успешно эксплуатируются в зданиях химической промышленности, где быстро разрушаются металлические конструкции. Древесина стойко выдерживает ударные и циклические нагрузки, и поэтому деревянные конструкции достаточно стойки в мостах и при землетрясениях.

Древесина надежно склеивается водостойкими синтетическими клеями. Благодаря этому изготовляются клеедеревянные элементы крупных сечений, больших длин,

Из конструкционных пластмасс можно создавать ограждающие конструкции общественных и производственных зданий. Они являются очень легкими и могут быть прозрачными. Эти конструкции водостойки и не подвержены опасности загнивания.

2. Свойства древесины. Макро- и микро-строение древесины. Пороки и сорта. Сортамент пиломатериалов. Анизотропия механических свойств древесины
Строение, пороки и качество древесины определяются ее происхождением. В результате растительного происхождения и



Рис. Строение хвойной древесины:

а—поперечное сечение ствола; б— пласть доски; в — микроструктура; /— волокна древесины; 2 — ядро; 3 — заболонь; 4 — сердцевина; 5 — ранние годовые слои; 6 — поздние годовые слои; 7 — клетки — трахеиды

условий произрастания дерева древесина имеет трубчатое слоисто-волокнистое строение. Основную массу древесины состав­ляют древесные волокна, расположенные вдоль ствола. Они состоят из удлиненных пустотелых оболочек отмерших клеток — трахеидов — почти прямоугольной формы, средней шириной 50 мкм и длиной 3 мм из органических веществ.

Древесные волокна располагаются концентрическими слоями вокруг оси ствола, которые называют годичными слоями, потому что каждый слой нарастает в течение года. Клетки ранней древесины имеют более тонкие стенки и широкие полости. Клетки поздней древесины имеют более толстые стенки и узкие полости. Плотность и прочность древесины зависят от относительного содержания в ней поздней древесины, которое у сосны, например, колеблется от 10 до 30% .

Средняя часть стволов сосны, кедра и лиственницы имеет более темный цвет, содержит больше смолы и называется ядром. Вокруг ядра расположена менее смолистая, но более прочная древесина, называемая заболонью. Кроме этих основных частей в древесине имеются горизонтальные сердцевинные лучи, мягкая сердцевина, смоляные ходы, сучки и снаружи она покрыта рыхлой корой.

Пороки. Качество лесоматериалов определяется в основном степенью однородности строения древесины, от которой зависит ее прочность. Неоднородность строения древесины возникает в процессе роста дерева, хранения лесоматериалов на складах, сушки, обработки и в процессе эксплуатации конструкций. Степень однородности древесины определяется размерами и количеством участков, где однородность ее строения нарушена и прочность снижена. Такие участки называются пороками. Оновными недопустимыми пороками древесины являются гниль, червоточина и трещины в зоне скалывания в соединениях. Наиболее распространенными и неизбежными пороками древесины являются сучки—заросшие остатки бывших ветвей дерева. Основные волокна древесного ствола, ранее образовавшие сучок, затем обходят его, отклоняясь в этом месте от своего продольного направления и образуя так называемый завиток. Сучки являются допускаемыми пороками, но их размеры строго ограничиваются.

Наклон волокон относительно оси элемента, называемый иногда косослоем, тоже является распространенным и допускаемым пороком. Трещины, возникающие при высыхании древесины, тоже относятся к числу ограниченно допускаемых пороков. К порокам относятся также мягкая сердцевина, выпадающие сучки и другие менее распространенные нарушения однородности строения древесины.

Сортамент. Качество конструкционных лесоматериалов определяется сортами. Требования к древесине каждого сорта содержатся в ГОСТах.

Основными факторами, определяющими сорт и соответственно прочность древесины, являются величина и расположение пороков, главным образом сучков и наклона волокон в элементе. Например, в наиболее прочной древесине 1-го сорта допускаются сучки общим диаметром на длине 20 см, не более четверти ширины пласти доски и наклон волокон не более 7 %.

В древесине средней прочности 2-го сорта допускается относительно большая общая ширина сучков — d<:'/з b и наклон волокон не более 10 % к оси. В наименее прочной древесине 3-го сорта допускаются сучки еще большей ширины— d<'/2 b и наклон волокон не более 12 % .

Древесину 1-го сорта рекомендуется применять для изготовления ответственных элементов конструкций, работающих на растяжения и растянутых зон высоких клеедеревянных балок, древесину средней прочности 2-го сорта — для прочих элементов несущих строительных конструкций, наименее прочную древесину 3-го сорта — в малонапряженных настилах и обшивках.

Свойства древесины определяются в основном ее строением. По собственной массе древесина относится к классу легких конструкционных материалов. Ее малая масса определяется трубчато-волокнистым строением и зависит от относительного объема отверстий и содержания в них влаги, кроме воздуха. Плотность древесины определяется при относительной влажности 12 %. Она различна в пределах одной породы и одного ствола.

Свежесрубленная древесина сосны и ели имеет массу 850 кг на 1 м3. Расчетная масса этой древесины в составе конструкций, эксплуатируемых в помещениях с нормальной влажностью воздуха, принимается равной 500 кг/м3, в помещениях с влажностью возд­ха более 75 % и на открытом воздухе — 600 кг/м3 .

По прочности древесина является среднепрочным анизотропным конструкционным материалом ( её механические свойства различны в различных направлениях и зависят от угла м/у направлением действующего усилия и направлением волокон), однако ее относительная прочность с учетом малой собственной массы позволяет применять ее в несущих конструкциях больших пролетов. Прочность древесины определяется ее трубчато-волокнистым анизотропным строением. Она значительно колеблется в зависимости от породы, расположения в стволе и процентного содержания наиболее прочной поздней древесины.
4. Реологические свойства древесины. Ползучесть и релаксация древесины. Понятие длительного сопротивления древесины. Понятие расчетного сопротивления древесины.
Механические свойства древесины, являющейся природным полимером, изучаются наоснове реологии — науки об изменении свойств веществ во времени под действием тех или иных факторов, в данном "случае нагрузок. Известно, что при быстром, кратковременном действии нагрузки древесина сохраняет значительную упругость и подвергается сравнительно малым деформациям. При длительном действии неизменной нагрузки деформации во времени существенно увеличиваются. Если задать древесине неизменную во времени деформацию, например определенный прогиб изгибаемому элементу, то напряжения в нем с течением времени уменьшаются— релаксируют, хотя деформация не меняется.

Реологические свойства древесины учитываются при назначении расчетных сопротивлений. Под действием постоянной нагрузки непосредственно после ее приложения в древесине появляются упругие деформации, а с течением времени развиваются иластические и остаточные деформации. Упругие и эластические деформации обратимы — они исчезают после снятия нагрузки в течение малого (упругие деформации) или более или менее длительного (эластические деформации) промежутка времени. Остаточные деформации, являющиеся необра-тимой частью общих деформаций, остаются и после снятия нагрузки.

Как видно из рис. , древесина обладает свойством последействия (ползучести),-т. е. роста деформаций в течение некоторого времени после приложения нагрузки. Примером последействия на практике может служить провисание балок, находящихся долгое время под эксплуатационной нагрузкой.

Длительное сопротивление является показателем действительной прочности древесины в отличие от предела прочности, определяемого быстрыми испытаниями на машине стандартных образцов. Переход от предела прочности к длительному сопротивлению производится умножением предела прочности на коэффициент длительности сопротивления, равный отношению предела" длительного сопротивления к пределу прочности. По опытным данным, коэффициент длительности сопротив­ления может быть принят 0,5—0,6. Опыты показывают,



Рис.- Кривые деформации во времени

а — при ?< ? дл; б — при ? > ? Дл
что при очень быстром приложении нагрузки, например при ударе, предел прочности повышается по сравнению с длительным сопротивлением в среднем в 3 раза. Таким образом, относительная прочность древесины при ее испытании с различной скоростью приложения нагрузки изменяется в пределах 1—3.

5 Виды, свойства, марки и сорта строительной фанеры. Виды сечений клеефанерных конструкций и методы их расчета. Клееный профилированный брус, примеры его применения.

Фанера представляет собой слоеный листовой материал, состоящий, как правило, из нечетного числа слоев, называемых шпонами и получаемых лущением прямолинейных отрезков ствола дерева.

Фанерное сырье поступает на заводы в виде кряжей или чураков. В кряже может быть два, три и более чураков. Каждый чурак должен иметь припуск по длине 2—3 см, а кряж— по 3 см на каждый чурак.

Фанеру толщиной более 15 мм называют фанерными плитами. Вследствие перекрестной структуры фанера обладает меньшей анизотропией свойств, чем природная древесина, а явления усушки и разбухания соответствуют таковым у древесины в направлении вдоль волокон.

Фанере присущи высокие прочностные свойства, малая масса (она в 4 раза легче алюминия), низкая тепло-и звукопроводимость, большая стойкость к воздействию химически агрессивных сред и повышенная водостойкость при изготовлении на водостойких клеях. Фанера имеет низкий коэффициент линейного температурного расширения (5- 10 -6 мм/м°С) по сравнению с коэффициентом линейного расширения стали (11,3*10-6) или алюминия -(25-*10-6).,

Совокупность положительных свойств фанеры позволяет использовать ее в строительстве. К строительной фанере относится клееная фанера (ГОСТ 3916—69 «Фанера клееная») марок ФСФ (Ф — фанера, СФ — на смоляном фенолформальдегидном клее), ФК (К — на карбамидном клее) сортов не ниже В./ВВ и бакелизиро-ванная фанера марок ФБС (Б — бакелизированная, С—пропитка наружных слоев и намазывание серединок спирторастворимыми смолами) и ФБСВ (С — пропитка наружных слоев спирторастворимыми смолами, В — намазывание серединок водорастворимыми смолами). К строительной фанере следует отнести также фанерные плиты марки П ПФ-А (П — плита, Ф — фанерная, А — перекрестная структура, изготовляемые аналогично клееной фанере).

Сорта клееной фанеры и плит определяются в основном, качеством древесины и обработкой шпона наружных слоев.

Клеефанерныё балки состоят из фанерных стенок и дощатых поясов. Поперечное сечение клеефанернои балки может бить двутавровым или коробчатым. Так как при этом пояса удалены от нейтральной; оси, то материал в таких балках используется более эффективно

Клеефанерные балки могут быть постоянной высоты, двускатными, а также с криволинейным верхним поясом (рис.). Радиус кривизны верхнего пояса кругового очертания определяют по уравнению окружности



где Rрадиус кривизны верхнего пояса; hСр — высота балки в середине пролета; hквысота балки на ее конце.

Клеефанерные балки с плоской фанерной стенкой рекомендуется использовать для пролетов до 15 м. Их высоту обычно назначают в пределах '/8— 1/12 l при. этом, следует учитывать стандартные размеры фанерных листов. Толщину стенки принимают не менее 8 мм.



Рис. А-балка постоянной высоты, б- двускатная балка, в- балка с криволинейным очертанием верхнего пояса, г- стык фанерной стенки с накладками, д- стык фанарной стенки «на ус»

К вопросу №5

Традиционные виды клеефанерных сечений

с плоскими стенками



Нетрадиционные виды клеефанерных

сечений с плоскими стенками



Виды сечений из цельнофанерных эл-тов



С волнистой стенкой



Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации