Болты стыковые

Болты стыковые повышенной точности изготовляют из углеродистой или легированной стали и ставят в отверстия, просверленные на полный диаметр по кондукторам или в собранных элементах. Возможно образование отверстий продавливанием или просверливанием на меньший диаметр с последующей рассверловкой на полный диаметр в собранных элементах. Зазор между отверстием и деталью колеблется от 0,3 до 0,5 мм и болты в таких отверстиях сидят плотно. Их изготовляют диаметром от 10 до 48 мм при общей длине от 40 до 200 мм.

Болты высокопрочные

Болты высокопрочные изготовляют из углеродистой стали Ст35 или из легированных сталей 40Х, 40ХФА, 38ХС с последующей термической обработкой уже готовых деталей такого плана. Такие изделия являются деталями нормальной точности, их ставят в отверстия большего, чем само изделие, диаметра. Гайки затягивают тарировочными ключами, обеспечивающими контроль усилия натяжения. Поверхности соединяемых элементов подвергают обработке.

Заклепочные соединения

Заклепочные соединения применяют в конструкциях, из алюминиевых сплавов. Пластичность алюминия дает возможность производить холодную клепку, при этом стержни заклепок легко заполняют отверстия в конструкциях.

Клепаные стальные конструкции, как было указано выше, в настоящее время не применяют, а находящиеся в эксплуатации во многих случаях требуют специальной проверки. Расчеты заклепочных соединений в принципе не отличается от расчетов болтовых соединений (стыковых, высокопрочных). Расчетные сопротивления заклепок на срез, смятие растяжение могут быть приняты по действовавшем в прежние годы нормам.

§ 1. Общая характеристика балочных конструкций

Балки являются основным и простейшим конструктивным элементом, работающим на изгиб. Их широко применяют в конструкциях граждан­ских, общественных и промышленных зданий, в балочных площадках, междуэтажных перекрытиях, мостах, эстакадах, в виде подкрановых балок производственных зданий, в конструкциях гидротехнических шлю­зов и затворов и в других сооружениях. 

Широкое распространение балок определяется простотой конструк­ции изготовления и надежностью в работе.

В конструкциях небольших пролетов длиной до 15—20 м наиболее рационально применять сплошные балки. При увеличении нагрузки длина пролетов увеличивается, известны примеры применения сплошных

подкрановых балок пролетом 36 м и более. Такие балки часто бывают двустенчатыми, т. е. имеют коробчатое сечение.

В автодорожных и городских мостах пролеты сплошных балок до­стигают 200 м и более.

1. Типы балок

У металлических балок основным типом является двутавровое сим­метричное сечение. Мерой эффективности, т. е. выгодности сечения бал­ки как конструкции, работающей на изгиб, является отношение момен­та сопротивления к площади сечения, равное ядровому расстоянию р=W/A. Сравнение ядровых расстояний круглого, прямоугольного и двутаврового сечений, приведенное на рис. 7.1, показывает, что двутавро­вое сечение выгоднее прямоугольного в 2 и круглого в 3 раза, так как в этом сечении распределение материала наилучшим образом соответст­вует распределению нормальных напряжений от изгиба балки. Поэтому металлические балки конструируют главным образом двутаврового се­чения, чему способствует хорошая работа металла на касательные на­пряжения, позволяющая делать стенку балки достаточно тонкой.

В зависимости от нагрузки и пролета применяют балки двутаврового и швеллерного сечения, прокатные или составные — сварные, болтовые или клепаные (рис. 7.2). Предпочтение отдается прокатным балкам как менее трудоемким, но ограниченность сортамента делает невозможным их применение при больших изгибающих моментах.

В строительстве нашли применение тонкостенные балки, балки из гнутых профилей, прессованные, составные из алюминиевых сплавов, а также бистальные балки, т. е. балки, сваренные из двух марок стали, и балки предварительно напряженные.

Чаще применяются балки однопролетные, разрезные, которые наибо­лее просты в изготовлении и удобны для монтажа. Однако по расходу металла они менее выгодны, чем неразрезные и консольные. Неразрез­ные балки благодаря наличию опорного момента, разгружающего ос­новные моменты в пролетах, более экономичны по материалу. Они обла­дают большой чувствительностью к изменениям температуры и осадкам опор, а поскольку б практике строительства рекомендуют делать крайние пролеты меньше средних для сохранения постоянства сечения, то их конструкции являются немассовыми (индивидуальными), а примене­ние их — сравнительно редким.

Комплексное использование древесины в строительстве обусловлено оптимальным сочетанием следующих качеств: экологическая чистота, достаточно высокая прочность, невысокая плотность, низкая теплопроводность, легкость в обработке, доступность и эстетический вид. Достоинством древесины является и то, что при разумном подходе она является восполнимым ресурсом. Однако такие недостатки древесины как: подверженность гниению, пожароопасность, гигроскопичность, зависимость размеров от влажности, коробление и растрескивание требуют профессионального подхода при использовании древесины в строительстве

Пластмассы в зависимости от состава имеют различные свойства: механическую прочность, химическую стойкость, красивый внешний вид и др. Пластмассы могут быть жесткие и мягкие, пористые, твердые, прозрачные, пропускать ультрафиолетовые Лучи; расплавы и растворы некоторых пластмасс обладают клея щей способностью.  Недостатки пластмассы: старение, высокая электризуемость и др. В результате старения пластмасс уменьшается эластичности увеличивается жесткость, хрупкость, изменяется цвет, появляются трещины, выделяются вредные вещества. 

Меры борьбы с увлажнением, биологическими повреждениями и пожарной опасностью

Гниение – это разрушение древесины простейшими растительными организмами (древоразрушающими грибами), для которых она является питательной средой.

Гниение как результат жизнедеятельности растительных организмов невозможно без определенных благоприятных условий:

температура должна быть не выше 50 0С. При отрицательной температуре жизнь грибов замирает, но может возобновиться при потеплении. При температуре больше 80 0С грибница и споры грибов погибают.

наименьшая влажность, при которой могут расти грибы, – 20 %. В более сухой древесине жизнь грибов прекращается.

присутствие воздуха необходимо для роста гриба. Древесина, полностью насыщенная водой или находящаяся в воде без доступа воздуха, гниению не подвергается.

Защита от гниения – это исключение одного из необходимых условий жизнедеятельности грибов. Изолировать древесину от попадания в нее спор, от окружающего воздуха и положительной температуры в большинстве случаев практически невозможно. Можно лишь только уничтожить грибы и их споры высокой температурой, не допустить повышения влажности древесины до опасного уровня.

Это достигается путем стерилизации, которая происходит в процессе искусственной сушки, когда все споры погибают (при t > 80 0С).

Конструктивная защита обеспечивает такой режим эксплуатации конструкции, при которой ее влажность не превышает благоприятного для загнивания уровня. Она предусматривает:

а) защиту от увлажнения атмосферными осадками, которая обеспечивается:

– полной водонепроницаемостью кровли; – соблюдением требования к уклонам кровли;

б) защиту от капиллярной влаги, которая достигается:

– отделением деревянных конструкций от бетонных и каменных конструкций слоями битумной гидроизоляции;

– опиранием деревянных конструкций на фундаменты выше уровней пола и грунта.

Химическая защита используется, когда увлажнение древесины неизбежно, и представляет собой пропитку или покрытие деревянных элементов антисептиками:

– водорастворимыми (фтористый и кремнефтористый натрий);

– маслянистыми : каменноугольное масло, антраценовое масло, сланцевое масло и древесный креозот.

Защита от возгорания

Древесина, как органический материал, сгораема. Однако благодаря малой теплопроводности горение крупных элементов долго ограничивается наружными слоями, поэтому деревянные конструкции имеют достаточный предел огнестойкости.

Цель защиты от возгорания – повышение предела огнестойкости. Это достигается мероприятиями конструктивной и химической защиты.

Конструктивные меры защиты:

в производственных зданиях с горячими процессами применение древесины запрещено;

деревянные конструкции должны быть отделены от печей и нагревательных приборов достаточными расстояниями или огнестойкими материалами;

для предотвращения распространения огня деревянные строения должны быть разделены на части противопожарными преградами и зонами из огнестойких конструкций;

деревянные ограждающие конструкции не должны иметь сообщающихся с тягой воздуха полостей, по которым может распространяться пламя, недоступное для тушения;

элементы деревянных конструкций должны быть более массивными клееными или брусчатыми, имеющими большие пределы огнестойкости, чем дощатые;

применение штукатурки.

Химическая защита от возгорания применяется, когда от ограждающих деревянных конструкций требуется повышенная степень огнестойкости (например, в помещениях, где находится легковоспламеняющие предметы). Химическая защита включает в себя противопожарную пропитку и окраску.

Для пропитки применяют антипирены – вещества, которые при нагреве плавятся или разлагаются, покрывая древесину огнезащитной пленкой или газовыми оболочками. Пропитка антипиренами производится одновременно с пропиткой антисептиками.

Для окрашивания применяют защитные краски на основе жидкого стекла, суперфосфаты и др. (во время пожара их пленки вздуваются и создают воздушную прослойку, временно препятствующую возгоранию).

Качество лесоматериалов определяется в основном степенью однородности строения древесины, от которой зависит прочность. Неоднородность строения возникает:

в процессе роста;

во время хранения лесоматериалов на складах;

во время сушки;

в период обработки;

в процессе эксплуатации.

Степень однородности древесины определяется размерами и количеством участков (пороков), где однородность нарушена и прочность снижена.

По качеству древесины и обработки доски и бруски разделяют на 5 сортов (отборный , 1, 2, 3, 4-й), а брусья – на 4 сорта (1, 2, 3, 4-й). Отборный сорт применяется в судостроении, сельхозмашиностроении, вагоностроении; древесина 4-го сорта применяется для изготовления тары и упаковки. В строительстве используют пиломатериалы 1, 2, 3-го сортов. Основными факторами, определяющими сорт, являются величины и расположение пороков, главным образом сучков и трещин в элементе. Кроме того, учитываются и другие пороки древесины: крень , кармашки, сердцевины и др. Требования к древесине каждого сорта содержатся в ГОСТ.

Влажность древесины

Влажность – это процентное содержание свободной и связанной воды в порах древесины. Наибольшую влажность имеет сплавная древе-сина (W = 200 %). Свежесрубленная древесина имеет влажность до 100 %.

Фанера

Фанера древесный материал, состоящий из склеенных между собой нескольких листов лущеного шпона. Шпон для изготовления фанеры получается лущением древесины на специальных станках. Склеивание фанеры осуществляют: синтетическими термореактивными клеями.

• Повышенная водостойкость;

• Исключительная прочность;

• Превосходная твердость поверхности;

• Красивая текстура древесины;

• Высокое качество шлифовки;

• Минимальный вес;

• Легкость обработки;

• Возможность быстрого монтажа;

• Возможность комбинирования фанеры с другими материалами;

• Сквозных трещин в фанере не бывает;

• Листы фанеры имеют различные, в том числе и большие размеры.

Берёзовая фанера является самым востребованным видом фанеры и особенно ценится в строительстве и в таких производствах, где определяющую роль играет прочность материала. Необычайную прочность берёзовой фанеры обеспечивают физико-механические свойства древесины и многослойная структура материала.