- •1. Деревянные прогоны. Их типы. Конструирование и расчет.
- •2Дер балки; общ свед-я. (см. П. 6.12-6.16 сНиП II-25-80 «Дер. Констр-ции»)
- •3. Деревянные балки. Клеедощатые, клеефанерные. Область применения. Конструирование и расчет.
- •4 Методы борьбы с микологическими и энтомологическими повреждениями древесины. Методы по обеспечению пожарной безопасности деревянных конструкций.
- •5. Сегментная металлодеревянная ферма. Расчет и конструирование.
- •7. Виды деревянных арок и рам. Очертание. Пролеты. Назначение. Принципы расчета.
- •6. Рамы:
- •8. Стойки деревянных каркасных зданий. Классификация. Конструирование и расчет.
- •9 Соединения на цилиндрических нагелях
- •10. Обеспечение пространственной неизменяемости и устойчивости плоских несущих дер конструкций.
- •11Расчетные сопротивления древесины
- •12. Технология изготовления соединений на вклеенных стержнях и принципы их расчета.
- •13. Конструктивные меры борьбы с гниением деревянных конструкций зданий и сооружений. Требования, предъявляемые к клеям и пиломатериалам при изготовлении клееных деревянных конструкций.
- •14. Клеевые соединения
- •15. Трехслойные панели с применением пластмасс. Их типы и принципы расчета.
14. Клеевые соединения
Доски до склеивания должны быть остроганы по плоскостям склеивания на толщину до 3 мм для обеспечения их плотного контакта и получения прочного клеевого шва минимальной толщины с наименьшими непроклейками. Клееные элементы после склеивания должны быть остроганы по кромкам для получения гладкой поверхности.
Для клеевых соединений применяют конструктивные синтетические клеи на основе термореактивных смол Для склеивания древесины и фанеры наибольшее применение находят ф-еноло-формальдегидный клей и резорциновый клей, а для склеивания древесины с металлом — эпоксидный клей.
Клеевые швы должны иметь минимальную толщину, измеряемую долями миллиметров, и высокую прочность, превосходящую прочность древесины на сжатие и скалывание вдоль волокон:" Прочность швов на растяжение ввиду их хрупкости невелика и соответствует примерно прочности древесины на растяжение поперек волокон. Клеевые соединения должны разрушаться при нагружении не по швам, а по цельной древесине.
Клеевые стыки по их расположению и особенностям работы могут быть разделены на поперечные, продольные и угловые (рис. 6.9).
Поперечные стыки досок служат для создания клееных элементов с поперечными сечениями требуемых размеров и форм и придания им изогнутой формы по длине.
Рис. 6.9. Клеевые стыки:
а — поперечные; б — продольные; в — фанеры; г — под углом; / — по пластям; 2 — по коомкам; 3 — по пласти и кромке; 4 к 5 — зубчатый с выходом зубьев на кромки и пласти; 5 — усовое соединение фанеры; 7 — клееный элемент
15. Трехслойные панели с применением пластмасс. Их типы и принципы расчета.
Трехслойные панели для стен и покрытий начали применять в США и западноевропейских странах в послевоенные годы вначале для одноэтажного стандартного домостроения и временных зданий, а затем в качестве навесных панелей в промышленных и общественных зданиях.
Все многообразные варианты таких панелей объединяются по одному главному признаку: наличию двух разнесенных слоев (обшивок), выполненных из жестких листовых материалов (металла, асбестоцемента, стеклопластика) и включенного между ними легкого тепло- и звукоизолирующего среднего слоя.
Все три слоя выполняют и несущие функции. Небольшая собственная масса панелей и плит со средним слоем из пенопласта (200—700 кг/м2) обеспечивает эффективность их применения в первую очередь для зданий, строящихся в отдаленных и труднодоступных районах.
Классификация панелей. Трехслойные панели могут быть разделены на четыре конструктивных типа (рис.
Панели I типа. Нормальные усилия в этих панелях воспринимаются жесткими ребрами (из металла, дерева, пластмасс и т. д.) и обшивками. Для панелей I типа необходимо выполнение условия, чтобы отношение суммарной жесткости ребер к жесткости двух обшивок было больше 0,8 а//, где а —шаг продольных ребер, см; I — расчетный пролет панели, см.
Панели II типа. К этому типу относятся ребристые панели с малой изгибной жесткостью ребер, для которых отношение жесткостей ребер и обшивок меньше или равно 0,8а//. При расчете панелей II типа можно принять, что нормальные усилия воспринимаются только обшивками.
Панели III типа имеют ребра и сплошной средний слой из пенопласта, приклеиваемый к верхней и нижней обшивкам.
Панели IV типа имеют сплошной средний слой, но выполняются без ребер, поэтому они характеризуются большой деформативностью.
В панелях III и IV типа обшивки воспринимают нормальные напряжения, вызванные изгибающим моментом, при этом в панели, работающей по схеме простой балки' нерхняя обшивка сжата, а нижняя — растянута
Металлические и стеклопластиковые обшивки также выполняют роль гидро- и пароизоляции.
Для среднего слоя рекомендуется применять пено-нласты беспрессового изготовления, вспениваемые непосредственно в полости панели или в виде готовых блоков размером на панель или часть панели.
Трехслойные панели рассчитывают по двум предельным состояниям (по прочности и деформативности). Кроме этого, обшивку проверяют на устойчивость и местный изгиб от кратковременного действия сосредоточенной нагрузки 1000 Н, с коэффициентом перегрузки 1,2 распределенной равномерно по площадке 10X10 см.
РМ = 1000-1,2 =12 Н/см2,
10-10
где Рм — интенсивность местной нагрузки, Н/см2.
При расчете на поперечный изгиб трехслойные панели рассматривают как плиты, свободно опертые по двумсторонам или опертые пб контуру. Если панели IV типа С металлическими обшивками оперты по контуру и для
НИХ
Где q — равномерно распределенная нагрузка, Н/см2; G — модуль Сдвига среднего слоя, Па; с = С0 + б — расчетная высота сечения, см; 6 — толщина обшивки, см,
то их следует рассчитывать как гибкие пластины. Расчетными нагрузками для панелей покрытия будут собственный вес и снег, а для стеновых панелей — собственный вес (при расчете в их плоскости) и ветер (при расчете из плоскости).
Основой является синтетический полимер, называемый также синтетическим связующим или просто полимером. К конструкционным пластмассам относят те пластмассовые материалы, которые по сочетанию присущих им эксплуатационных свойств могут быть использованы в несущих элементах конструкций.
Достоинствами являются:
высокая прочность;небольшая плотность (объемная масса;химическая стойкость, т. е. способность сохранять эксплуатационные свойства в средах, в которых другие конструкционные материалы корродируют;биостойкость — неподверженность гниению и воздействию других разрушительных факторов биологического происхождения;простота формообразования;сочетание свойств, не встречающееся у других;легкая обрабатываемость;
возможность применения клееных и сварных соединений;возможность получения тонких прочных элементов из пленок и тканей.
Недостатки: невысокий модуль упругости, вследствие чего пластмассовые элементы более деформативны, чем элементы из других материалов; ползучесть, и падение прочности при длительных нагрузках; невысокая поверхностная твердость и вследствие этого легкая повреждаем-есть поверхности элементов и изделий; сгораемость; старение (ухудшение-эксплуатационных свойств во времени под действием тепла, солнечной радиации, влаги и т. п.).
Термопластичные смолы используют для изготовления листовых: материалов (органическое стекло, винипласт), клеев для их склеивания, пенопластов, пленок.
Термореактивные смолы переходят из вязкотекучего в твердое состояние только один раз — в процессе отверждения: феноло-формальдегидные, полиэфирные, эпоксидные^ мочевино-формальдегидные.
Термореактивные смолы находят широкое применение для изготовления фанеры, стеклопластиков, пенопластов, клеев, древесных пластиков, различных фасонных деталей.
Наполнители — компоненты, вводимые в пластмассовый материал с целью улучшения его механических и технологических свойств, повышения теплостойкости, снижения стоимости
Красители. Окраска пластмассовых материалов осуществляется не путем окраски поверхности изделия, а путем введения красителей в массу материала
Порообразователи — добавки, применяемые для 'получения газонаполненных материалов — пенопластов.
Основными полимерными материалами, используемыми в конструкциях с применением пластмасс, являются стеклопластики, пенопласты, оргстекло, винипласт, древесные пластики, воздухонепроницаемые ткани и пленки, синтетические клеи.
Стеклопластик — материал, состоящий из двух основных ком-шонентов: синтетического связующего и стеклянного волокна (на-лолнителя). Стеклопластики обладают всеми достоинствами, присущими конструкционным пластмассам, отличаясь наиболее высокими из всех пластмасс прочностью и модулем упругости, а также наличием светопропускания, химической стойкости и радиопрозрачности (т. е. способности пропускать радиоволны). Недостатками стеклопластика являются старение и горючесть.
В строительных конструкциях стеклопластики находят следующее применение: а) в качестве светопроницаемого материала — для несущих элементов светопропускающих панелей стен и покрытий, для покрытий типа оболочек и т. п.; б) в качестве материала, «стойкого в химически агрессивных средах, — для несущих элементов ограждающих конструкций, емкостей, газоводов, труб ,и т. п.; д) в качестве материала, обладающего радиопроницаемостью, — для конструкций, ограждающих радиоприборы от атмосферных воздействий,
Независимо от вида стекловолокнистого наполнителя все стеклопластики, армированные в одном или по двум взаимно перпендикулярным направлениям, являются материалами анизотропны м ,и.
Изотропными являются стеклопластики, армированные рубленым стекловолокном. Одинаковая прочность этого материала по всем направлениям достигается за счет хаотического расположения отрезков волокон.
Светопроницаемость, или светопрозрачность. Некоторые марки стеклопластиков обладают высоким коэффициентом светопропус-кания (до 0,85).
Атмосферостойкость (стойкость против старения) характеризуется скоростью снижения механических свойств, ухудшением качества поверхности, появлением трещин и раковин, снижением светопроницания. Чтобы предотвратить старение, в материал вводятся, различные добавки
В зависимости от состава стеклопластики являются материалом? сгораемым или трудносгораемым.
Пенопласты
Пенопласты — эго газонаполненные пласгмассы, представляющие собой систему замкнутых или сообщающихся между собой ячеек, стенки которых состоят из твердой пластмассы, а внутренние полости заполнены газом. Их отличительные особенности — небольшая плотность, низкая теплопроводность и достаточная для них прочность.
Для изготовления пенопластов могут использовагься термопластичные и термореактивные полимеры. На основе термопластов наибольшее распространение получили пенопласты полистироль-ные и поливинилхлоридные, а на основе термореактивных смол — феноло-формальдегидные и полиуретановые.
В зависимости от технологии изготовления различают пенопласты прессовые и беспрессовые.
Органическое стекло и винипласт
Органическое стекло и винипласт — термопластичные материалы. Их применяют для изготовления светопрозрачных элементов конструкций в виде небольших куполов или волнистых листов.
Органическое стекло — прозрачный или окрашенный листовой материал, состоящий целиком из полимера — полиметилметакри-. дата — без введения в него каких-либо наполнителей.
Достоинствами органического стекла являются: высокая прочность; высокое светопропускание, в том числе проницаемость для ультрафиолетовых лучей; высокая ударная прочность; медленное старение.
К недостаткам оргстекла относятся: невысокая теплостойкость.
Винипласт может быть светопроницаемым и при этом окрашенным в слабые цветные тона (листовой неармированный материал
Особенностями винипласта, выгодно отличающими его от других светопрозрачных пластмасс, являются самозатухаемость, высокая химическая стойкость, меньшая стоимость.
Вместе с тем этому материалу присущи и некоторые недостатки: меньшее светопропускание и желтоватый оттенок материала, что вынуждает вводить в винипласт красители; более интенсивное старение; невысокая теплостойкость и хрупкость при отрицательных температурах. Последний недостаток преодолевается путем введения пластификаторов, хотя при этом несколько снижаются механические свойства винипласта.
Воздухонепроницаемые ткани
Воздухонепроницаемые ткани предназначены для изготовления, пневматических строительных конструкций. Эти ткани состоят из текстиля и эластичных покрытий.
«капрон» «лавсан».
Старение воздухонепроницаемых тканей происходит в ре-' зультате длительного воздействия на них в период эксплуатации кислорода и озона воздуха, солнечного света, переменной влажности и температуры. Покрытия ткани при этом снижают свою эластичность -и воздухонепроницаемость, а нити текстиля уменьшают свою прочность.
- Морозостойкость тканей является достаточной, и они сохраняют свои свойства при температуре до 50° С. Теплостойкость их тоже достаточно высока, и они могут эксплуатироваться при температуре до 100° С. К недостаткам тканей относятся их сгораемость и легкая повреждаемость.
Древесные пластики
Древеснослоистые пластики — слоистый материал, епрессгтан-ный из тонких листов березового, ольхового, липового или букового шпона, глубоко пропитанных термореактивными смолами (преимущественно феноло-формальдегидными). В зависимости от взаимного направления волокон в слоях различают следующие марки древеснослоистых пластиков, применяемых в строительстве: Б, В
Древесноволокнистые плиты (ДВП) —листовой материал, состоящий из механически .измельченных древесных волокон, скрепленных канифольной эмульсией, а в некоторых случаях еще и синтетическим термореактивным связующим. В строительных конструкциях рекомендуется применять плиты твердые и сверхтвердые.
Древесностружечные плиты — листовой материал, полученный горячим прессованием древесных стружек, пропитанных термореактивными (феноло-формальдегидными, мочевино-формальдегид-ными) смолами.
ПТ и ПС. Древесностружечные плиты как конструкционный материал применяют для перегородок, подвесных потолков.