Экзаменационный билет № 9

1. Породы древесины для изготовления деревянных конструкций. Виды лесоматериалов, требования к их качеству.

Основные породы древесины: сосна, ель, лиственница.

Хвойные породы содержат смолу и более сопротивляются загниванию, меньше содержат пороков. Из лиственных: береза (используется в производстве фанеры). По свойствам сосна и ель близки друг к другу.

Лесоматериалы делятся на круглые и пиленые.

Круглые лесоматериалы по качеству делят на четыре сорта и бес­сортные (мелкие). Для рационального использования бревен в конструк­циях их нередко применяют без обработки в «цилиндр», а со «сбегом» — уширением к корню (8 мм на 1000 мм длины); брусья с «обзолом», без полной опиловки.

Пиломатериалы изготовляют из хвойных и лиственных пород. В зависимости от сечений, получаемых от распиловок, различают следую­щие виды пиломатериалов (рис. 32.1):

а) по размерам поперечного сечения — доски, если ширина более двойной толщины, бруски, если ширина не более двойной толщины, и брусья, если толщина и ширина более 100 мм;

б) по характеру обработки: обрезные, если все четыре стороны про- пилены, и необрезные, у которых пласти пропилены, а кромки частично или полностью не пропилены.

Стандартными длинами пиломатериалов считаются длины от 1 до 6,5 м с градацией 0,25 м.

2. Прочность древесины и факторы определяющие ее.

Прочность – способность материала сопротивляться силовым воздействиям; показателем является нормативное сопротивление для напряженно деформируемых состояний.

f_i,k – нормативное сопротивление определяется при влажности 12% и при кратковременном нагружении; (f_c,ok – сжатие вдоль волокон; f_t,ok – растяжение вдоль волокон; f_m,k – изгибу; f_{t, gok} – растяжению поперек волокон; f_cm,ok – смятию вдоль волокон; f_cm,gok – смятие поперек волокон; f_cm,αk – смятие под углом α; f_vok – скалывание вдоль волокон)

Расчетное сопротивление для напряженно деформируемого состояния f_i,d.

Факторы, влияющие на прочность древесины:

1) угол между направлением усилия и направлением волокон;

2) длительность нагружения – наибольшая прочность при кратковременномнагружении, при длительном уменьшается на 30-50 %;

3) плотность – связаны между собой прямопропорционально;

4) влажность – с увеличением влажности от 0 до 30% прочность снижается до 30%;

5) температура при увеличении температуры от 18 до 50^оС прочность древесины снижается от 14 до 40 %.

3. Задача. Подобрать сечение второстепенной металлической балки, изготовленной из прокатногодвутавра. Материал балки – сталь С235, γ_с=1. Максимальный изгибающий момент М_мах = 21,4 кНм.

Экзаменационный билет № 10

1. Соединения дк на врубках; общие сведения о врубках. Соединения на цилиндрических нагелях. Характер работы нагельного соединения. Типы нагельных соединений.

Лобовые упоры и соединения на врубках

Лобовым упором и врубкой называют соединения, в которых усилия от одного элемента передаются другому по площадкам смятия и ска­лывания без специальных промежуточных рабочих связей. Однако для передачи монтажных нагрузок устанавливают вспомогательные метал­лические крепления: скобы, болты, штыри и др.

Лобовые врубки чаще всего применяют в узлах бревенчатых и брус­чатых ферм. Наибольшее распространение получили лобовые упорыи лобовые врубки с одним зубом.

Соединения на врубках не требуют большого расхода металла, спе­циального оборудования и не вызывают затруднений при контроле каче­ства изготовления и их состояния во время эксплуатации.

Лобовые упоры относятся к самому простому и надежному типу со­единений. Их применяют для передачи усилия на опору или на другой деревянный элемент. Опорой обычно слу­жит каменная или бетонная кладка стен, столбов и фундаментов. Чаще всего лобовые упоры используют для передачи давления в деревянных элементах. Поверхности соприкосновения соединяемых элементов сле­дует проверять на смятие вдоль волокон, поперек волокон или под углом к волокнам.

Лобовые врубки с одним зубом применяют в подкосно-ригельных системах, фермах при круглом или брусчатом лесе при отно­сительно небольших пролетах и нагрузках. Сжатый наклонный элемент верхнего пояса упирается в гнездо, выпиленное в растянутом нижнем.

Для предотвращения возникновения изгибающих моментов в местах односторонних ослаблений основного растянутого элемента следует пре­дусматривать центрирование по ослабленному сечению.

Узел врубки необходимо обязательно стягивать болтом, устанавли­ваемым перпендикулярно к верхнему поясу, либо скобами с двух сто­рон. Болт называется аварийным, он должен воспринять усилие верхне­го пояса и предотвратить хрупкое разрушение торца растянутого пояса в результате случайного скалывания площадки l_cJ>из-за возможных по­роков древесины или других причин и тем самым предупредить внезап­ное разрушение фермы.

Лобовую врубку с одним зубом рассчитывают на смятие древесины под углом к волокнам нижнего растянутого элемента по площадке кон­такта стыка.

Соединения на нагелях

Нагелями называют стержни или пластинки, препятствующие вза­имному сдвигу соединяемых элементов. В нагельном соеди­нении, находящемся под воздействием внешней нагрузки, сам нагель работает на изгиб, а древесина соединяемых элементов под нагелями подвергается смятию. Нагели бывают стальные, пластмассовые и дере­вянные, а по форме — цилиндрические и пластинчатые.

Цилиндрические нагели представляют собой стержни круглого сече­ния или трубчатого сечения. Чаще всего применяются нагели из стали: стержни из арматурной стали (штыри), трубки, болты, гвозди, шурупы и глухари. Последние представляют собой винты диаметром 12—20мм, завинчиваемые не отверткой, а ключом. В конструкциях, которые разме­щают в агрессивных средах, используют алюминиевые, пластмассовые и дубовые нагели.

Штыри и болты закладывают в предварительно просверленные от­верстия, диаметр которых равен диаметру болта или штыря. Гвозди ди­аметром не более 6 мм просто забивают в древесину. Шурупы и глухари завинчивают в предварительно просверленные отверстия меньшего диа­метра. Пластинчатые нагели вставляют в смежные пропилы соединяе­мых элементов. Они используются, в основном, в балках составного се­чения.