Конструкции из дерева и пластмасс. Волик А.Р. 2005

рамляющими ребрами и ребристым заполнителем; 1 – металлическая плоская обшивка; 2 – обрамляющее ребро из бакелезированной фанеры; 3 – металлическая обшивка с мелким гофром; 4 – пенопласт; 5 – пустоты; 6 – обрамляющее ребро из асбестоцемента; 7 – плоская обшивка из асбестоцемента; 8 – обрамляющее ребро из деревянного бруска и фанеры; 9 – плоская обшивка из фанеры; 10 – деревянные пробки; 11 – металлическая обшивка с крупным гофром; 12 – ребристый средний слой из древесноволокнистой плиты; 13 – обрамляющее ребро из металла. Виды соединений: к – клеевое; з – заклепочное; кс – клеесварное; кв – клеевинтовое; кг – клеегвоздевое.

Ребристые прозрачные плиты (рис. 8.12) состоят из двойных об-

шивок и средних ребристых слоев. Обе (верхние и нижние) обшивки состоят из плоских прозрачных стеклопластиковых листов. Средний слой может иметь различную конструкцию – волнистый стеклопластик или ряд стеклопластиковых полос, швеллеров, двутавров.

Рис. 8.12. Основные типы светопрозрачных конструкций из стеклопластика, оргстекла и винипласта:

а – волнистые листы; б – трехслойная панель; в – зенитный фонарь; 1 – волнистые листы; 2 – прогоны; 3 – крепежные детали; 4 – плоские листы;

5 – обрамление из пенопласта; 6 – двухслойный купол

Практическое занятие 4

МЕТОДИКА РАСЧЕТОВ ПЛИТ ПОКРЫТИЯ С ДЕРЕВЯННЫМ КАРКАСОМ

121

Таблица 4.1

122

Лабораторная работа 3

ИСПЫТАНИЕ НА СТАТИЧЕСКИЙ ИЗГИБ ФРАГМЕНТА КЛЕЕФАНЕРНОЙ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ

Цель работы:

•определить величины и характер распределения нормальных напряжений по высоте поперечного сечения плиты (экспериментально и теоретически);

•построить график прогиба элемента от испытательной нагрузки и сопоставить с теоретическими значениями.

3.1. Общие сведения

Клееные конструкции, состоящие из деревянных элементов и фанеры, называются клеефанерными. Клеефанерные панели состоят из продольных ребер и фанерных обшивок, соединенных на клею в одно целое и образующих коробчатое или тавровое сечение. Клеефанерные панели применяются в отапливаемых зданиях и состоят из двух обшивок (верхней и нижней), пространство между которыми заполняется утеплителем. Клеефанерные плиты, применяемые в неотапливаемых зданиях, состоят только из одной обшивки, на которую наклеивается рулонная кровля.

Расчет клеефанерных элементов производится в предположении жесткого соединения фанерных обшивок с деревянными ребрами (без учета податливости клеевого шва). Поскольку материал ребер (древесина хвойных пород) и обшивок (обычно березовая фанера) отличается по своим фи- зико-механическим свойствам, то расчет выполняется по приведенным геометрическим характеристикам (табл. 3.1).

123

124

Окончание табл. 3.1

– момент сопротивления в сечении:

I 0

1-1 y1 = zо Wd0.ef = dy.ef

1

I 0

2-2 y 2 = z о − 22 Wd0.ef = d.ef

y2

I 0

3-3 y3 = hω − zо Wd0.ef = d.ef

y3

Mmax = qd L2/ 8

Рис. 3.1. Расчетная схема плиты, расчетное поперечное сечение

3.2. Методика проведения испытаний Приборы и оборудование: пресс с приспособлением для испытания

плиты, прогибомеры, тензорезисторы, электронный измеритель деформаций АИД-4, штангенциркуль, линейка измерительная металлическая, электровлагомер.

125

В работе проводится испытание клеефанерного элемента, который является фрагментом клеефанерной плиты и состоит из двух продольных ребер и приклеенной к ним фанерной обшивки.

Нагружение элемента осуществляется 4-мя сосредоточенными силами, что эквивалентно равномерно распределенной нагрузке. Нагружение элемента осуществляется ступенями 0,4 кН и доводится до максимальной нагрузки 2,4 кН, что соответствует упругой области работы элемента.

Рис. 3.2. Конструкция и схема испытания на статический изгиб фрагмента ребристой панели

Относительные деформации по сечению элемента в средней части определяются при помощи тензорезисторов Т1-Т9 (рис. 3.3) с помощью электронного измерителя деформаций АИД-4. На нулевой и последней ступени нагружения снимаются показания тензорезисторов и заносятся в табл. 3.2.

126

Относительные деформации (столбец 4, табл. 3.2) определяются как приращение показателей тензорезисторов по отношению к нулевой ступени нагружения со своими знаками. Относительные деформации в каждом сечении (сечения на рис. 3.3 обозначены римскими цифрами) определяют-

ся как среднее арифметическое εi тех тензорезисторов, которые находятся в соответствующем сечении.

127

Экспериментальные значения напряжений в элементе определяют пользуясь законом Гука по формуле

где Еi – модуль упругости, принимаемый для древесины E0 = 10000 МПа, для фанеры Ep = 9000 МПа. В зависимости от условий эксплуатации модули упругости древесины и фанеры следует определять умножением EP и E0 на коэффициент kmod.

Теоретические значения нормальных напряжений по высоте поперечного сечения определяют по формуле

Wd.ef – приведенный к соответствующему материалу момент инерции, оп-

ределенный в табл. 3.1.

После этого строят эпюры нормальных напряжений σi.d по значениям теоретическим и экспериментальным.

По прогибомерам, установленным на плите, определяют ее прогибы при нагружении. Отсчеты снимают по прогибомерам при каждой ступени нагружения и заносят в табл. 3.3.

В табл. 3.3 величины прогибов ∆Uc1, ∆Uc2 определяются как приращение по отношению к нулевой ступени нагружения. Экспериментальное значение прогиба плиты определяется как среднее арифметическое прогибов ∆Uc1 и ∆Uc2.

128

Теоретическую величину прогиба определяют для каждого этапа нагружения по формуле

где Е0 = 10000 МПа. В зависимости от условий эксплуатации модуль упру-

гости древесины следует определять с учетом коэффициента kmod; qk=1Q,2dl –

ступени нагружения, кН; Id.ef – приведенный к дереву момент инерции по-

перечного сечения относительно нейтральной оси, мм4;

По данным табл. 3.3 в координатах Qi – U0 строят графики теоретических и экспериментальных прогибов.

Отчет должен содержать рисунки образца и схему испытаний, журналы испытаний со всеми вычислениями, эпюру нормальных напряжений и графики прогибов, а также анализ результатов испытаний.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Что такое дощатые настилы, каково их назначение и основные преимущества?

2.Какую конструкцию имеет двойной перекрестный дощатый настил и каково назначение его элементов?

3.Как работает и рассчитывается дощатый разреженный настил – обрешетка?

4.Как работает и рассчитывается дощатый двойной перекрестный

настил?

5.Какие типы клеефанерных плит имеются и каково назначение плит каждого типа?

6.Какработаютирассчитываются клеефанерныеплитыкаждоготипа?

7.Какие проверки производятся при расчете клеефанерных плит каждого типа?

8.Что такое трехслойные пластмассовые настилы, каковы их преимущества и области применения?

9.Какова конструкция сплошных трехслойных плит и каково назначение их слоев?

10.Как работают и рассчитываются сплошные трехслойные плиты с асбестоцементными обшивками?

11.Какую конструкцию имеют ребристые трехслойные плиты, как они работают и рассчитываются?

129

12.Как работают и рассчитываются настилы из стеклопластиковых прозрачных волнистых листов?

13.Какую конструкцию имеют ребристые прозрачные плиты, как они работают и рассчитываются?

14.Какие существуют виды прогибов? Чем отличаются равнопрогибной и равномоментный прогоны?

15.Как определяется число гвоздей в стыках спаренных многопролетных прогонов?

16.В каком виде могут быть светопрозрачные конструкции и какие материалы в них используются?

ЛИТЕРАТУРА

1.СНБ 5.05.01-2000. Деревянные конструкции. – Взамен СНиП II-25-80;

Введ. 01.07.2001. – Мн.: Минстройархитектуры РБ, 2001. – С. 41 – 42.

2.Конструкции из дерева и пластмасс: Учебник под ред. Г.Г. Карлсена, Ю.В. Слицкоухова и др.; 5-е изд., перераб. – М.: Стройиздат, 1986. – С. 216 – 236.

3.Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс: Учеб. пособие для вузов / Г. Н. Зубарев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1990.

–С. 92 – 115.

4.Конструкции из дерева и пластмасс: Лаб. работы для студ. спец. 70 02 01 «Пром. и гражд. стр-во» дневной и заочной форм обуч. / Сост. А.Р. Волик. – Новополоцк: ПГУ, 2003. – С. 27 – 34.

5.Справочное пособие для выполнения курсового и дипломного проектирования по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс» для студ. спец. 70 02 01 / Сост. А.Р. Волик. – Новополоцк: ПГУ, 2003. – С. 47 – 48.

6.Конструкции из дерева и пластмасс. Учебник для вузов / Д.К. Арленинов, Ю.Н. Буслаев, В.П. Игнатьев, П.Т. Романов, Д.К. Чахов. – М.:

Изд-во АСВ, 2002. – С. 100 – 124.

7.Шмидт А.Б., Дмитриев П.А. Атлас строительных конструкций из клееной древесины и водостойкой фанеры: Учебное пособие / М: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2001. – 292 с.

8.Шишкин В.Е. Примеры расчета конструкций из дерева и пластмасс: Учеб. пособие для техникумов / В.Е. Шишкин. – М.: Стройиздат, 1974. – С. 77 – 107, 202 – 206.

9.Атлас деревянных конструкций / К. Гетц, Д. Хоор, К. Мелер; перевод с нем. Н.И. Александровой; под. ред. В.В. Ермолова. – М.: Стройиз-

дат, 1985. – 272 с.

130