Пластмассы
В отличие от дерева – природного материала, столетиями используемого в строительных конструкциях, – пластмассы и другие синтетические материалы начали применяться в строительстве всего несколько десятилетий назад.
Пластмассовые конструкции начинают свою историю с 1872 г., когда был получен первый целлулоид – жесткий прозрачный материал.
Впервые пластмассы для строительных конструкций начали использовать за рубежом в 1956 – 57 гг., когда во Франции были созданы экспериментальные цельнопластмассовые жилые дома (из пенопласта, винипласта, стеклопластика). Первое здание в России с применением в покрытии светопрозрачного полиэфирного стеклопластика было построено под Москвой над бассейном санатория «Пушкино» в 1963 г.
3 Дерево
Первобытное общество Первобытные люди строили жилища на земле и на сваях, небольшие ограды и мосты
Средние века В Китае и Японии построены деревянные храмы с применением
бамбуковой древесины. В Европе широко применялись деревянные стропила крыш; дома,
храмы, дворцы строились деревянными со стенами из круглых
бревен
Конец XVII в. Появилась возможность вначале ручной, а затем и механической
распиловки бревен, создания стержневых систем в виде брусчатых
и дощатых конструкций
Начало XX в. первые деревянные пространственные конструкции. Внедрены дощато-гвоздевые конструкции
1932 – 1936 г. Разработаны брусчатые конструкции на пластинчатых нагелях
После Великой Отечественной войны
Преобладали железобетонные элементы заводского изготовления и
металлические конструкции
70-ые годы Разработаны прочные водостойкие синтетические клеи (фенол-
формальдегидные, резорциновые), развиваются деревянные клееные конструкции: клееная водостойкая фанера, клеедеревянные балки, стойки, рамы, клеефанерные плиты и панели, клеедеревянные фермы со стальным нижним поясом
5 Строение древесины
Древесина является анизотропным материалом: ее свойства различаются в зависимости от того, в каком направлении приложены усилия.
Строение древесины в связи с этим изучается на трех главных разрезах: поперечном, радиальном, тангенциальном.
На поперечном сечении ствола различают следующие части
(рис. 2.3): кора; под корой – тонкий слой камбия (образовательной ткани); в центре – сердцевина, имеющая форму небольшого круглого пятнышка диаметром 2 ÷ 5 мм. Вся основная древесина, расположенная между слоем камбия и сердцевиной, состоит из двух частей, отличающихся цветовыми оттенками. Внутренняя зона (более темная), содержащая больше смолы, – ядро; внешняя (более светлая) – заболонь, менее смолистая, но более прочная.
1 – кора; 2 – камбий; 3 – заболонь; 4 – сердцевина; 5 – ядро; 6 – сердцевинные лучи;
П
ороки
: Допустимые
Недопустимые
|
|
1 Свойства древесины. Основные преимущества и недостатки
Деревянные конструкции являются надежными, легкими и долговечными.
Свойства древесины:
• относительно легкий и прочный материал, особенно по направлению вдоль волокон, где действуют наибольшие усилия от внешних нагрузок;
• микропористый материал с хорошими теплоизоляционными и санитарно-гигиеническими свойствами;
• малотвердый и поэтому легкообрабатываемый материал, что облегчает и упрощает изготовление деревянных конструкций;
• стойко сопротивляется разрушительному воздействию слабых химически агрессивных сред;
• стойко выдерживает ударные и циклические нагрузки;
• надежно склеивается водостойкими синтетическими клеями.
Преимущества деревянных конструкций:
• эстетическая привлекательность;
• химическая стойкость;
• возможность перекрывать большие пространства (рис. 1.1, 1.2, 1.3);
• изготовлены из природного возобновляемого естественным путем материала;
• экологически безопасны;
• по прочностным показателям единицы веса и по пределу огне стойкости не уступают металлическим конструкциям;
• позволяют создавать покрытия зданий любой формы и пролета;
• экономичны при транспортировании и монтаже.
Недостатки:
• древесина подвержена гниению;
• деревянные конструкции сгораемы;
• относительно малая прочность дерева;
• малая продолжительность службы.
4 Древесина
Хвойная
Породы сосна, ель, пихта, кедр, лиственница
Применение для изготовления основных элементов деревянных конструкции и деталей
Основные свойства • имеет прямые высокие стволы с небольшим количеством сучков,
что позволяет получить прямослойные пиломатериалы с ограниченным количеством пороков
• содержит смолы, благодаря чему лучше, чем лиственная, сопротивляется увлажнению и загниванию
Лиственная
Породы дуб, береза, осина, тополь
Применение для небольших соединительных деталей
Основные свойства • имеет относительно небольшую высоту
• менее прямолинейная
• имеет больше сучков
• более, чем хвойная, подвержена загниванию
Лесоматериалы
Круглые (бревна) Это части стволов с гладко опиленными торцами, очищенными от сучков.Они имеют стандартную длину: 4,0;4,5; 5,0; 5,5; 6,0 и 6,5 м.Бревна имеют естественную усечено-коническую форму. Уменьшение их толщины называют сбегом. В среднем сбег составляет 0,8 см на 1 м длины. Толщина бревна определяется диаметром его тонкого верхнего торца – d.
Пиленые (пиломатериалы) Имеют прямоугольное или квадратное сечение (рис. 2.2).
Пиломатериалы с поверхностями, опиленными по всей длине, называются
обрезными. Если часть поверхности не опилена в результате сбега бревна, материал называют обзольным. Если не опилены две поверхности пиломатериала при распиловке бревна, его называют необрезным.
В зависимости от формы и размеров поперечного сечения
бревна бывают (рис. 2.1):
• крупные – d ≥ 26 см
• средние – d = 14 ÷ 26 см
• подтоварник – d < 13 см
пиломатериалы подразделяются:
• на брусья ( δ = 130÷250; b = 130÷250)
• на бруски (ширина не более удвоен-
ной толщины; δ = 50÷100; b = 100÷180)
• на доски (ширина более удвоенной
толщины):
а) тонкая: δ = 40÷100; b = 100÷200
б) толстая: δ = 100 и более; b = 100÷180
11 Фанера – это листовой материал, состоящий из нечетного количества
слоев тонких шпонов (δ ≈ 1 мм) березы или лиственницы, получаемых лущением прямолинейных отрезков ствола дерева. Волокна соседних шпонов
располагаются во взаимно перпендикулярных направлениях. Наружные
шпоны называются рубашками, средние – срединками. Смежные шпоны в
пакете склеиваются между собой горячим или холодным прессованием.
Классификация фанеры:
• клееная
– марки ФСФ – фанера на смоляном фенолформальдегидном клее;
– марки ФК – фанера на карбамидном клее.
• бакелизированная
– марки ФБС – фанера бакелизированная с пропиткой наружных
слоев и намазыванием срединок спирторастворимыми смолами;
– марки ФБ(С)В – с пропиткой наружных слоев спирторастворимы-
ми смолами и намазыванием срединок водорастворимыми смолами.
Бакелизированная фанера отличается от клееной фанеры более высокой водостойкостью и прочностью, поэтому применяется в конструкциях, которые работают в особо неблагоприятных влажностных условиях.
• облицовочная – фанера, облицованная с одной или с двух сторон строганым шпоном из древесины ценных пород с красивой текстурой, по-
этому используется для отделки помещений. Марки облицовочной фанеры:
– ФОК – фанера облицовочная, склеенная карбамидным клеем;
– ФОФ – фанера облицовочная, склеенная фенолформальдегидным клеем.
• декоративная – обычная фанера, облицованная пленочными покрытиями, иногда в сочетании с декоративной бумагой. В отличие от облицовочной фанеры поверхность листов можно мыть холодной и теплой водой.
• армированная – фанера, в которой между слоями шпона расположена металлическая сетка, или поверхность которой облицована с одной или
двух сторон тонким слоем (0,4 ÷ 0,6 мм) металла: стали, цинка, алюминия.
Применяют в конструкциях особо важных сооружений, теплопроводящих и светоотражающих частях зданий.
• гофрированная – фанера, которой в процессе прессования u придается
волнистая форма. Такая форма обеспечивает повышенную жесткость листа.
Применяют в качестве кровельного материала без дополнительных
элементов жесткости.
• кровельная – фанера, получаемая из обычных листов фанеры, покрываемых одним или двумя слоями толя.
Применяют в качестве кровельного материала.