7827

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А.В. Крицин

Конструкции из дерева и композитных материалов

Учебно-методическое пособие

по подготовке лекционных и практических занятий (включая рекомендации по организации самостоятельной работы)

для обучающихся по дисциплине "Конструкции из дерева и композитных материалов" по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений

Нижний Новгород

2022

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

4

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Основной целью освоения учебной дисциплины " Конструкции из дерева и композитных материалов " являются подготовка специалистов, уровень знаний которых соответствует квалификации "Специалист" по специальности 08.05.01 – "Строительство уникальных зданий и сооружений".

Основной задачей освоения учебной дисциплины " Конструкции из дерева и композитных материалов " является изложение основ производства и применения деревянных конструкций с целью овладения студентами знаниями и навыками в области проектирования деревянных конструкций, а также строительства зданий и сооружений с их использованием.

В процессе освоения дисциплины студент должен Знать:

основы метрологии, включая понятия, связанные с объектами и средствами измерения, закономерности формирования результата измерения, состав работ и порядок проведения инженерного обследования зданий и сооружений различного назначения.

основные положения и расчётные методы, используемые в дисциплинах: сопротивление материалов, строительная механика и механика грунтов.

источники научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта.

принципы работы программных вычислительных комплексов.

взаимосвязь состава строения и свойств конструкционных и строительных материалов, способы формирования заданных структуры и свойств материалов при максимальном ресурсоэнергосбережении, а также методы оценки показателей их качества.

Уметь:

составить заключение о состоянии строительных конструкций здания по результатам обследования и выполнять обработку результатов статических и динамических испытаний конструкций и систем здания.

анализировать воздействия окружающей среды на материал в конструкции, устанавливать требования к строительным и конструкционным материалам и выбирать оптимальный материал исходя из его назначения и условий эксплуатации.

систематизировать информацию из разных профессиональных источников.

разрабатывать конструктивные решения простейших зданий и ограждающих конструкций, вести технические расчёты по современным нормам.

правильно выбирать конструкционные материалы, обеспечивающие требуемые

показатели надёжности, безопасности, экономичности и эффективности сооружений. Владеть:

методами и средствами дефектоскопии строительных конструкций, контроля физикомеханических свойств.

методами инженерных расчётов.

информационными базами данных по профилю деятельности.

основами современных методов проектирования и расчёта систем инженерного оборудования зданий, сооружений, населённых мест и городов.

навыками расчёта элементов строительных конструкций и сооружений на прочность, жёсткость, устойчивость.

1.2Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

1.Область применения деревянных конструкций

2.Свойства древесины как конструкционного материала

5

3.Расчет элементов из древесины

4.Соединения элементов в конструкциях из дерева

5.Ограждающие конструкции из древесины. Балочные конструкции.

6.Малоэтажное домостроение

7.Стропильные конструкции покрытий

8.Распорные конструкции

9.Пространственная устойчивость зданий

10.Пространственные деревянные конструкции

11.Пластмассы

6

2.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ К ЛЕКЦИЯМ

2.1Общие рекомендации по работе на лекциях

Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.

Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.

Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.

При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.

2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций

Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету, экзамену.

Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.

Вслучае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.

2.3Общие рекомендации по изучению материала лекций

1.Область применения деревянных конструкций. Изучить область применения деревянных конструкций. Краткий исторический обзор развития деревянных конструкций в России и за рубежом. Области применения и перспективы развития деревянных и пластмассовых конструкций в строительстве.

2.Свойства древесины как конструкционного материала. Изучить структуру,

физические и механические свойства древесины. Обеспечение долговечности деревянных конструкций.

3.Расчет элементов из древесины. Изучить расчет элементов из древесины. Положения расчета по предельным состояниям. Работа и расчет центрально-растянутых и центрально-сжатых элементов. Растянуто и сжато-изгибаемые элементы.

4.Соединения элементов в конструкциях из дерева. Соединения элементов в конструкциях из дерева. Соединения на врубках. Соединения на цилиндрических и пластинчатых нагелях. Соединения на МЗП. Клеевые соединения. Соединения на гвоздях и шурупах, работающих на выдергивание. Соединения на вклеенных стержнях.

5.Ограждающие конструкции из древесины. Балочные конструкции. Изучить Настилы, обрешетки, клеефанерные плиты - конструкция и расчет. Консольно-балочные и спаренные прогоны. Виды балок. Балки составного сечения на податливых связях. Клееные балки. Армированные балки. Клеефанерные балки

6.Малоэтажное домостроение. Изучить конструкции бревенчатых, брусчатых и

7

каркасных зданий.

7.Стропильные конструкции покрытий. Изучить виды, конструирование и расчет. Основные принципы проектирования ферм. Конструирование и расчет ферм построечного и заводского изготовления

8.Распорные конструкции. Изучить проектирование распорных деревянных конструкций. Арки и рамы. Расчет и конструирование.

9.Пространственная устойчивость зданий. Изучить обеспечение пространственной жесткости и геометрической неизменяемости деревянного каркаса. Назначение связей, их разновидности. Местоположение в каркасе здания.

10.Пространственные деревянные конструкции. Пространственные деревянные конструкции. Пневматические сооружения

11.Пластмассы. Изучить область применения и свойства конструкционных пластмасс.

2.4Контрольные вопросы

1.Область применения деревянных конструкций

2.Свойства древесины как конструкционного материала

3.Строение древесины

4.Реологические свойства древесины

5.Виды влажности и влаги в древесине

6.Влияние влажности на геометрию деревянных конструкций

7.Алгоритм определения расчетных сопротивлений

8.Огнезащита деревянных конструкций

9.Биозащита деревянных конструкций

10.Расчет элементов из древесины

11.Расчет ц-с элементов

12.Расчет ц-р элементов

13.Расчет изгибаемых элементов

14.Расчет сж-изг элементов

15.Расчет раст-изг элементов

16.Расчет изгибаемых составных элементов

17.Расчет ц-с составных элементов

18.Соединения элементов в конструкциях из дерева

19.Соединения конструктивные

20.Лобовые упоры и врубки

21.Соединения на МЗП

22.Соединения на клею

23.Соединения на вклеенных стержнях

24.Соединения на нагелях

25.Шурупы, работающие на выдергивание

26.Ограждающие конструкции из древесины. Балочные конструкции.

27.Лесо- и пиломатериалы

28.Фанера и ориентированно-стружечная плита

29.Виды покрытий и кровель

30.Прогоны консольно-балочные и спаренные

31.Балки клееные

32.Балки клеефанерные

33.Балки армированные

34.Балки шпренгельные

35.Малоэтажное домостроение

36.Каркасно-панельные дома

37.Особенности обеспечения пространственной устойчивости каркасно-панельных домов

8

38.Фахверковые дома

39.Сплошностенчатые дома из клееного бруса

40.Сплошностенчатые рубленые дома

41.Стропильные конструкции покрытий

42.Фермы безраскосные

43.Фермы треугольные

44.Фермы трапециевидные

45.Фермы сегментные

46.Фермы линзообразные

47.Общие правила расчета ферм

48.Распорные конструкции

49.Арки треугольные

50.Арки криволинейные

51.Рамы

52.Узлы распорных конструкций

53.Состав проверок элементов рам и арок

54.Пространственная устойчивость зданий

55.Правила расположения горизонтальных связей

56.Правила расположения вертикальных связей

57.Виды связей

58.Расчет связей

59.Пространственные деревянные конструкции

60.Правила расчета пространственных конструкций

61.Виды сводов и куполов

62.Кружально-сетчатые своды. Конструирование

63.Кружально-сетчатые своды. Расчет

64.Ребристые и ребристо-кольцевые купола. Конструирование

65.Ребристые и ребристо-кольцевые купола. Расчет

66.Складки

67.Пневматические конструкции. Компоновка и материалы

68.Пневматические конструкции. Расчет

69.Пластмассы. Виды, свойства

70.Пластмассы. Расчет

9

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

3.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям

Входе подготовки к практическим занятиям необходимо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.

Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на практическое занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы. Очень эффективным приёмом является составление схем и презентаций.

Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использовать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и дипломных работ.

3.2Примеры задач для практических занятий

Задача 1.

Проверить прочность центрально-растянутого раскоса многоугольной фермы, имеющей ослабление виде отверстий под болты для крепления узловых накладок. Растягивающее усилие 50 кН. Доля постоянных и временных длительных нагрузок составляет 90 % от суммарной нагрузки. Материал - пихта 1 сорта. Ферма будет эксплуатироваться внутри отапливаемого помещения при температуре 200С и относительной влажности 65%. Коэффициент надёжности по ответственности равен 1.Геометрические размеры раскоса приведены на рисунке.