35506

Конструкции из дерева и пластмасс

Контрольная

Архитектура, проектирование и строительство

Основные виды соединений деревянных элементов и предъявляемые к ним требования. Конструктивные врубки – для соед элементов с незначительными усилиями не рассчитываются. На шпонках W шпонок не выше W элементов. Нормальные напряжения вычисляют как для сжатоизгибаемых элементов.

Русский

2013-09-15

52.5 KB

23 чел.

Конструкции из дерева и пластмасс

1. Физические и механические характеристики древесины. Сортность и сортамент пиломатериалов.

Физические.

1. Влажность – отношение массы воды к массе абсолютно сухого материала (0..200%) . Виды:

1) гигроскопическая – в стенках клеток и вязанная с ними силами физико-химического взаимодействия (0..30%).

2) свободная – занимает межклеточное и внутриклеточное пространство. 30% – предел гигроскопичности, точка насыщения волокон.

Древесина по степени влажности: сырая(>25%), полусухая (18..25%), воздушно-сухая (10..18%), комнатно-сухая (8..10%). Стандарт 12.

2. Гигроскопичность – способность изменять влажность в зависимости от температуры и влажности ОС.

3. Плотность – истинная 1550 (целлюлозы), средняя 500.

4. Усушка и разбухание. У – уменьшение линейных размеров и объема при уменьшении влажности. Зависит от плотности, чем плотнее тем больше.

5. Коробление – из-за разности деформаций усушки в разных направлениях. Бывает продольное и поперечное. Усушечные трещины всегда радиальные.

6. Теплопроводность. Расчетная больше, чем в сухом состоянии. Разная вдоль и поперек волокон.

7. Температурное расширение.

Механические.

1. Прочность. Сжатие вдоль выше. Растяжение вдоль выше. Сдвиг, скалывание поперек выше.

2. Реологические свойства – чем выше нагрузка, тем быстрее разрушение.

3. Жесткость. Упругие, вязкие – обратимые, пластические. Модуль упругости сосны вдоль 104 МПа.

Сортамент.

Круглый – бревно, от 13 см, сбег 8 мм/м. Длина 4..6,5м (0,5).

Пиломатериалы. Горбыль, доска необрезная, обрезная, с обзолом. Виды: доски (т<100, ш/т>2), брусья (т>100, ш/т<2), бруски (т<100, ш/т<2). Толщина досок 16..60. Ширина 75..175. Длина 1..6,5 (0,25).

Сортность в зависимости от кол-ва пороков. 1 сорт – раст зоны, 2 – сжат и изгиб эл-ты, 3 средн зона.

2. Основные виды соединений деревянных элементов и предъявляемые к ним требования.

1. По назначению: 1) сращивания – увеличение длины. 2) сплачивания – увел поперечное сечение. 3) узловые.

2. По наличию специальных связей: 1) без связей (конструктивные врубки, лобовые упоры, лобовые врубки). 2) со связями (работающими на растяжение, на изгиб, на сдвиг, на растяжение).

Конструктивные врубки – для соед элементов с незначительными усилиями, не рассчитываются. Соединение в четверть, врубка в полдерева – коньковые узлы стропильных ног (болт для обесп проектного положения).

Сращивания.

1. Косой прируб.

2. Лобовой упор (продольный, поперечный – узловое соед, стоек с балками). Накладки и вкладыши конструктивно для обесп проектного положения. Несущ способность опр прочностью древесины на смятие.

3. Наклонный лобовой упор – узловое соединение, коньковые узлы арок и рам. Несущ способность – смятие древесины под углом. Накладки – обесп проектн полож, воспр попер сил.

Сплачивания.

1. На шпонках ( W шпонок не выше W элементов). Нес спос – скалывание, смятие.

2. На нагелях – связи на изгиб. Несущ способность – нагель на изгиб, нагель и древ на смятие, скалывание. Древ нагеля – дуб, бук.

3. Цилиндрические нагели (болты, гвозди) – сращивания. Несущ спос – нагель на изгиб, древ на смятие.

Требования: нагели однотипные; нагели уст симметр относит оси соединения; связи не должны располаг по оси соединения; вместо одно с большой жесткостью – много маленьких.

Клеевые:

1. стык по пласте.

2. стык по кромке

3. соединение на ус.

4. зубчатый шип.

5. на вклеиваемых стержнях.

3. Основные виды балок на основе древесины. Конструирование и основы расчета.

Дощатоклееные. Доски средней толщины. Двускатные, односкатные, с парал поясами, ломанного очертания. Прямоугольные, двутавровые. h= (1/10..1/12) L. b>1/6h. Разные сорта через 0.17h.

Проверки: 1. нормальные напряжения изгиба. 2. Касательные напряжения. 3. Общая устойчивость. 4. проверка прогиба.

Армированные для увеличения несущей способности конструкции, уменьшения высоты при сохранении несущей способности. Симметричное. Вычисляют приведенные к древесине характеристики. % 1..3.

Клеефанерные. Меньше вес, но имеются выступающие части и тонкая стенка – меньшая огнестойкость. Бывают двутавровые и коробчатые. Элементы: дощатые пояса, фанерная стенка ФБС, ребра жесткости. tст=1/130 L, hст(1/10..1/12) L. Пояса сосна: низ 1 сорт, верх 2 сорт. hp=1/6h, bp=hp. Ребра жесткости – бруски 2 сорта, обязательно в опорном сечении (половина), сосредоточенные силы.

Проверки: 1. нормальные напряжения по древесине, фанере, используют приведенные характеристики к древесине или фанере. 2. верхний пояс на устойчивость, к древесине. 3. касательные в стенке, к фанере. 4. скалывающие в стенке. 5. Местной устойчивости стенки. 6. Фанерную  стенку на действие главных растягивающих напряжений – в местах стыков фанерных стенок, на уровне внутренней кромки нижнего пояса. 7. проверка прогиба.

4. Основные виды деревянных арок. Конструирование и основы расчета. Технология монтажа.

По очертанию: треугольные, кругового, параболического, стрельчатого очертания. По величине стрелы подъема: пологие f/l < 1/4.1/8, подъемистые 1/2..1/3. В пологих распор больше.

По способу восприятия распора: опирающиеся на фундамент, с затяжками, комбинированные.

Треугольные. Узлы решаются с эксцентриситетом, создаем разгружающий момент, но добавляется коэф, учитыв скалывание. Клееный элемент проверяют на прочность и устойчивость плоской формы деформирования как сжато-изгибаемый элемент. Сечение прямоугольное. С затяжкой, опорная траверса.

Дощатоклееные. Кругового или стрельчатого очертания. На фунд до 60м. сечение прямоугольное. В пологих арках до 24 м применяют двухшарнирную. Радиус кривизны постоянный, доки не более 33мм. Здесь разгружающий момент появляется за счет собственной кривизны. Коньковый узел в 3 выполняют с деревянными накладками на болтах, воспр Q, обесп жесткость узла арки. Нормальные напряжения вычисляют как для сжато-изгибаемых элементов. Клеевые швы проверяют на скалывание. Накладки проверяют на поперечный изгиб. 3–шарн с  использованием балочных усилий. М=Мб–НУ.

5. Основные виды деревянных рам. Конструирование и основы расчета. Технология монтажа.

Отличительная особенность рам – наличие жесткого узла сопряжения ригеля и стойки, что позволяет включить их в работу одновременно при действии вертикальных или горизонтальных нагрузок. Рамные конструкции работают на сжатие с изгибом. Для нагрузки от изгиба значительно выше. Сечение в коньке и на опоре определяется значением продольной силы и поперечной силы.

По статической схеме: трехшарнирные (статически неопределимые), двухшарнирные, одношарнирные, безшарнирная.

Достоинства: переменная высота сечения, соответствующая эпюре изгибающих моментов; изготовляется в виде 2 полурам, которые легко доставлять и монтировать.

Дощатоклееные гнутые. Трехшарнирные. Недост: трудоемкость изготовления (16,25); сложность организации покрытия по коньковому узлу. Сечение прямоугольное, доски 1 и 2 сорта, 2 – сверху и посередине. Изменение сечения плавное или ступенчатое. Проверяют по нормальным напряжениям, на устойчивость.

Дощатоклееные из прямолинейных элементов. Сложно соединять в карнизном узле. Карнизный узел: 1. Зубчатый шип. 2. С пятиугольной вставкой и 2 зубчатыми шипами (шип вне зоны Ммах, древесина работает на сжатие вдоль волокон). 3. Соединение с фанерной накладкой на клею. Накладки воспринимают нормальное усилие и изгибающий момент, клеевой шов проверяют на скалывание. 4. Соединение с металлической наладкой на глухарях. Фанерная накладка распределяет местное сжатие на большую площадь.

Клеефанерные. Сечение коробчатое и двутавровое. волокна рубашек у фанеры параллельны оси рамы. Карнизный узел: стальные накладки; гнутоклееные фанерные вставки (соединяют зубчатым шипом). Стенку необходимо рассчитать по нормальным напряжениям.

6. Достоинства и недостатки древесины как конструкционного материала. Способы устранения недостатков древесины.

Достоинства.

1. Невысокая плотность – меньше собственный вес конструкции.

2. высокая огнестойкость массивных деревянных конструкций.

3. способность к самовосстановлению ресурсов.

4. хорошая склеиваемость.

5. Древесина является органическим полимером – хорошее сопротивление действию хим агрессивных сред. Используется в зданиях с химически агрессивной средой (фосфорная и соляная к-та).

6. Архитектурная выразительность.  

Недостатки:

1. Горючесть.

2. Гниение.

3. наличие пороков, снижающих прочность элементов.

4. анизотропность

5. Гигроскопичность.

6. Жуки


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55880. Волновая оптика 1.91 MB
  По электромагнитной теории Максвелла свет –- это электромагнитные волны которые в вакууме распространяются со скоростью с = 3108 м с скорость света а в любой другой прозрачной среде их скорость меньше.
55881. Дифракция световых волн 686.5 KB
  Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске Для описания дифракции в ближней зоне дифракция Френеля Френель предложил метод зон метод зон Френеля. Размер зон Френеля Пренебрегая величинами второго порядка малости получим...
55882. Поляризация световых волн 537 KB
  Степенью поляризации называется величина 31 где Imx и Imin – соответственно максимальная и минимальная интенсивности частично поляризованного света пропускаемого поляризатором. Для естественного света Imx=Imin и P = 0 для плоскополяризованного Imin= 0 и P = 1.