Исторический обзор разв-я кон-й из Ме дерева пластмасс.

Исторический обзор разв-я кон-й из Ме дерева пластмасс.

МК:

 

 

В совр. применение из-за высокой несущей способности,обеспеч.восприят. нагрузок при небольшой m,надежность работы в агресс. средах универсальн. созд. констр. форм.

Задачи – экономия сырья при повышении экспл.способности, прочности, надежности, безопасности.

НТП ставит 3 задачи:

- повыш. эффект. Констр. форм строит. Констр. с повыш. надежности, долговечности и установл. Обл их рационал. применения

- создание высокопроизвод. конвейера автомотиз.,повышение степени заводской готовности и кач-ва констр.

- повышение уровня механизац. сборки и легкости монтажа.

Констр. форма ее оптимизация - это подбор сечения, марки стали,геом. хар-ки и т. п.

+ использ. высокопрочн. и сверхпрочных марок стали. Другое: Проблема соверш. сортамента,внедрение легких Ме констр. с примен. широкопол. двутавр

+эффект. констр. зависит от соед. - соверш. электросварка использ. высокопрочных болтов.New формы соед. - гайка и склеивание.

Ме самый старый из искуст. строит. мат-в: в V в. до н. э., были известны простейшие сооружения из Ме.

Но примен. Ме в строит. констр. после получ. в 1784 г. Картом малоуглерод.пудлингового железа - пром. про-ва стали

Способы промыш. произв. стали бескемеровский(1855), мартеновский (1867),томасовский(1878)

С них началось прокатное произв. стальных профилейугловых,тавровых,Zетовых,двутавров)

Журавский(металл. мосты)

В 30-е г. повышение сварных кон-й - типовые балка и фермы

В 50-60е г. массовое примен. МК,открытие предварит.напряж. фермы и балки,винты,мембранные коонстр.

дерево

Со времен первобытнообщинного строя дерево в зависимости от инстументов соверш и узлы. Сначала просто круглые бревна. Строители др. рима строили дерев. Мосты. X в. В новгороде дубовая соборная церковь Софии +дерев. Дворец в коломенском(сруб-клетка)

Деревянный мост-298м Кулибиным –первые фермы

В XIX в мостостроение Журавского.

Соверш. систем из дерева ферм. Втор. Половина XIX в тенденция применения дощатых пиломатериалов,1-е клееные констр.А соверш. дерев конструкц. В России в 18 в когда начали выполнять кон-и как стержневые системы. В 20-е г. Применяют дощатогвоздевые кон-и в виде балок.1-е фермы и рассм. как стержневые системы дерево в 16в итальянский арх-р Паладио.19-20в – первая пространственная кон-я башни оболочки Шуховым 30е-г.Клееные деревянные конструкции после военные годы (строит. Стадионов, спортзалов, и т.д.)

Разработка клееных мат-в как несущих были в 50-е г.Балки клееные быв. от 10-30 м. 3-х шарнирные фермы пролетом-18-24м.

Совр. огражд. констр. – это клееные панели с 1 или 2мя обшивками из водостойкой фанеры. Все приходит к стандартизации, легкому монтажу,заводской готовности,прим. в сочетании с дерев. других мат-в, повышение надежности,рац. исп. отходов. Малопролетные фермы(до 20м) исп. с узловым соединением ГЭНГ-НЕЙЛ(выштампованые гвозди)

Пластмассы

Начинают свою историю с 1872 г когда был получен целлулоид.С 1907 г по методу бакеленда выпуск пластмассы на основе фенольно-формальдегидной смолы это уже синтетика.С 1924 г мочевиноформальдегидная смола С 1938 меломиновой смолы

В 30-е г ПВХ,в 1940 в Англии появл. ПОЛИЭТИЛЕН. В 1943 в США получен стеклопластик.сначала пластмассы заменяли Ме цветной но потом обособились только чисто с их cв-ми. Впервые пластмассы в строит-ве в 1956-57гг были созданы во Франции и США- рекламная доля.

Пластмассы примен.:

1)Несветопрозрачные панели стен(3х слойные)

2)светопрозрачные панели для фонарей

3)покрытия в виде оболочек

4)констр. работ. в усл. агрессивных хим. сред

5)пневматические кон-и(надувные)

3х слойные панели (оболочки жесткие,внутри изолятор) Исп. для построения домов

1 этажа потом пром. предпр. оболочки из Al и асбестоцемента.

Светопрозрачные – волнистые листы и 3х слойные панели(полиэфирные стеклопластики)

Впервые в 1946 г в США. Оболочки 1-е это зенитные фонари из оргстекла + радиолокационные оболочки.

Прим. в агрессивных средах: вытяжные трубы,воздуховоды, емкости где ненадо как за Ме ухаживать.

Пневмокон-и – оболочки из воздухонипроницаемых тканей и пленок(1-е прим. в 1945)пневмобалки арки, стояк поддержив. покр-я. Это балонны с сжатым воздухом оболочка герметичноприкреплена к основанию.

 

Механич.св-ва.

Прочность,упругость и пластичность,склонность к хрупкому разрушению.

Прочность-сопротивление внешним силам.

Упругость-восстановл.своего первоначального состояния.

Пластичность-получ.остаточные деформации. НЕ возвращающие первонач.состояние.

Все это проверка на растяжение.

Хрупкость-раскол на стадии упругости.

Есть предел пропорции с которым упругость переходит в текучесть. площадка текучести,потом прочность хар-тся наиб.напряж при достижении кот.начинается процесс разрушения образца.

Для растяжения,сжатия и изгиба при работе в упругой стадии Rу(расчет сопрот.)= Rуп(предел текуч)

Rу= Rуп/Ym

Ym-к/ф надежн.по материалу.

У стали наклеп,старение,усталость.

Наклеп-улучшение упругих св-в и понижение эластичности резкая хрупкость(у высокопрочн.стали)

Усталость-разреш.при воздействии многократной силы.

 

Балочные клетки.

Балки изгибаемый элемент исп. для перекрытия пролетов.Многоэтажных пром.зданий 6-18 метров

Наиболее рац. двутавры и швеллеры прокатные, либо сварные,либо составные на болтах высокопрофильных, либо заклепках. Составные используются для вибронапряжения. В пролетах до 6 м исп. не прокатные,а гнутые профильного типа. Швеллер коробчатые.Балки сварные бывают сплошностенчатые,либо перфорированные для прокладки сетей. Перфорированную получают путем разрез.двутавра по ломаной линии,потом сварки.

Их «+» при тойже m, что и сплошные они выдерживают больший пролет и нагрузку.

Есть стальные предварительного напряжения балки, где наход.трос в зонах max растяжения.

Их используют при очень больших пролетах и нагрузках. Могут быть однопролетные, двухпролетные и многопролетные. Многопролетные уменьшают эффект пролета но они зависят от осадки опор. они могут быть консольными и бесконсольными.

Ген.размеры балки – расч.пролет lef и h. В зданиях и сооруж. балки используют в виде больших клеток, т.е. перекрыт.состоит из системы балок. Балочные клетки включают ГБ, перекрывает основной пролет

с шагом L=6-9м

и вспомогательные опир.на главные

с шагом L=1,5-3м

4 типа клеток:

1.с верхнем расположением вспомог.балок.

2.с расположением вспомогательных балок с ГБ в одном уровне.

3.С понижением распорки БН

4.Усложненная система перекрытия.

Выбор балочной клетки зависит от конструкции перекрытия.

От наличия подвесного потолка, технол. оборудования и т.п.

Самые экон. и простые это БН по верху ГБ.

Строит высота повышается, то в одном уровне. А 2 другие используются при опирании тех.оборудования или мелкоразмерных плитах перекрытия.

Расчет балок ведется по 2 сост: несущей способности и прогибу.

Сводится к опред. необходимого номера профиля по сортам и проверке его на прочность, жесткость и устойчивость.

1.Подбор сечения БН

а)из условий прочности: (участв.расчет.нагрузки)

б)из условий жесткости: (по деформациям)

2.Подбор сечения ГБ

Находим нормативную нагрузку.

Отсюда наход. Qmax и Mmax

Опирание балок

Проверка сечения:

1.по прочности (норм.напряж.)

2. по прочности (касат.натряжения)

3.проверка на жесткость

Узлы крепления балок к колоннам:шарнирное и жесткое.

Жесткое и шарнирное балка к балкам.

Шарнирные просты. При шарнирном происходит кручение ГБ из-за изгибающего момента – делают реброжесткости с другой стороны.

Жесткие крепления делают в случае двустороннего примыкания вспомин. балок к ГБ

 

Балки,склеенные из досок

каждая доска должна быть остроганана 5мм для приданная гладкости

Клееные балки из досок и фанеры,склеенные синтетическим клеем,явл осн видом составных балок заводского изготовления.размеры и форма сечений клееных балок могут быть практически любыми независимо от сортамента пиломатериалов и фанеры.Древесина клееных балок после искусственной сушки и фанера дольше сопротивляется загниванию,чем древесина прочих конструкций.Клееные соединения,жесткие и стойкие против увлажнения,обеспечивает монолитность балок.Клееные сплошные балки крупных сечений и имеют предел огнестойкости.

Дощатоклееные балки прямоугольного сечения,скленые из досок плашмя.Используется в качестве осн несущих конструкций,прогонах,в виде главных балок.Сечение-не более 17см.Ширину сечения клееных балок принимают не менее 1/6 высоты.изгот из древесины 1,2,3 категории.толщина клеевого шва-0,1-0,3мм.Влажность - 10-12%.

Расчет д.б. производят на изгиб по схеме однопролетной свободно опертой балки на равномерную нагрузку от собственной массы покрытия,балки,массы снега.в опорн зону часто вклеив стержень.

Клеефанерные балки. по форме сечений бывают коробчатыми и двутавровыми.Коробчатые отличаются повышенной жесткостью из плоскости изгиба и гладкими боковыми поверхностями.Двутавровые балки обычно имеют одинарные фанерные стенки и не обладают преимуществами коробчатых.менньше расход фанеры.основным типом явл трапецевидные двускатные.Их высоту в середине пролета определяют рсчетом на изгиб 1/10-1/12 пролета.Стенки толщиной 10-12мм.По длине поясов соединяются зубчатым стыком.

Расчет: производит на изгиб с учетом совместной работы дощатых поясов и фанерных стенок без учета податливости соединений.Геометрические характеристики сечений клееных фанерных балок определяется с учетом различных модулей упругости древесины I_д и фанеры I_ф.Момент инерции сечения и момент сопротивления приведенные к древесене поясов:

I_пр.д= I_д+ I_ф W_пр.д=

Проверку поясов балки по нормальным напряжениям:

σ=

Аналогично проверяют по нормальным напряжениям фанерную стенку с учетом момента сопрот сечения,приведенного к фанере.В опорном сечении фанерной стенки действует макс срезающее и главное растягив напряжение.

τ= ≤ R_{ф.ср(6МПа)}

швы на скалывание рассчитываютс учетом максимальной поперечной силы,статического момента пояса,приведенного к фанере момента инерции и ширины площади скалывания =двойной высоте

τ= ≤ R_{ф.ск(0,6МПа)}

гнутоклееные

 

 

25.3х шарнирные деревянные арки.Их типы,конструктивные узлы. Арка-распорная система система,имеющие вид кривого бруса,прогоны не совмещены с горизонтальными реакциями-распорками.В зданиях пролетом 12-70мАрки бывают статически определимыми(3х шарнирными) и неопределимые.

1)Статически определимые (3х шарн)

2)Неопределимые

Параболическая кривая (по ней распред изменения давления)

По очертаниям арки бывают:

-кругового вида f/L>1/5 пологая

f/L>1/5 подъёмистая рис

-стрельчатого очертания рис

f/L=1/2÷2/3 f₁>1/20L₁

-прямоугольная распорная система. H=1/30÷1/35L

Арки воспринимают: 1) статич N;2)изгиб момент M;3)попереч усилие Q.

Большие пролеты(50,62,256м)в арке исп сеч полностью возр.

Продольная нагрузка

 

Рассчет 1)определение опорных реакций.Определяются как балки пролетом L.

H=

M_c-балочный момент в т.С

V_a,V_b-как в балке

Узлы арки. Зависит от пролетов и от конструкции(на фунд опирается,либо есть стяжка)

Узел опирания узел коньковый

Узел опирания на фунд

 

26.3хшарнирные деревянне рамы.Их типы,конструкции узлов. Наиболее распр тип несущих дерев констр.особенность-развитие в карнизном узле изгибающих моментов,требующие спец узловые соединения.Дерев рамы применяют обычно однопролетными при пролетах 12-30м.Могут быть статически определимы и статически неопределимыми.Определимые -3х шарнирная.Статич неопр рамы 2хшарнирные,рамы с жестко или шарнирными стойками.Виды:

Рама из клееных блоков

Гнуто-клееная

С подкосом в опорном узле(лево),в карнизном узле(право)

С опорными подкосами(для навесов)

Узлы:

 

 

Исторический обзор разв-я кон-й из Ме дерева пластмасс.

МК:

 

 

В совр. применение из-за высокой несущей способности,обеспеч.восприят. нагрузок при небольшой m,надежность работы в агресс. средах универсальн. созд. констр. форм.

Задачи – экономия сырья при повышении экспл.способности, прочности, надежности, безопасности.

НТП ставит 3 задачи:

- повыш. эффект. Констр. форм строит. Констр. с повыш. надежности, долговечности и установл. Обл их рационал. применения

- создание высокопроизвод. конвейера автомотиз.,повышение степени заводской готовности и кач-ва констр.

- повышение уровня механизац. сборки и легкости монтажа.

Констр. форма ее оптимизация - это подбор сечения, марки стали,геом. хар-ки и т. п.

+ использ. высокопрочн. и сверхпрочных марок стали. Другое: Проблема соверш. сортамента,внедрение легких Ме констр. с примен. широкопол. двутавр

+эффект. констр. зависит от соед. - соверш. электросварка использ. высокопрочных болтов.New формы соед. - гайка и склеивание.

Ме самый старый из искуст. строит. мат-в: в V в. до н. э., были известны простейшие сооружения из Ме.

Но примен. Ме в строит. констр. после получ. в 1784 г. Картом малоуглерод.пудлингового железа - пром. про-ва стали

Способы промыш. произв. стали бескемеровский(1855), мартеновский (1867),томасовский(1878)

С них началось прокатное произв. стальных профилейугловых,тавровых,Zетовых,двутавров)

Журавский(металл. мосты)

В 30-е г. повышение сварных кон-й - типовые балка и фермы

В 50-60е г. массовое примен. МК,открытие предварит.напряж. фермы и балки,винты,мембранные коонстр.

дерево

Со времен первобытнообщинного строя дерево в зависимости от инстументов соверш и узлы. Сначала просто круглые бревна. Строители др. рима строили дерев. Мосты. X в. В новгороде дубовая соборная церковь Софии +дерев. Дворец в коломенском(сруб-клетка)

Деревянный мост-298м Кулибиным –первые фермы

В XIX в мостостроение Журавского.

Соверш. систем из дерева ферм. Втор. Половина XIX в тенденция применения дощатых пиломатериалов,1-е клееные констр.А соверш. дерев конструкц. В России в 18 в когда начали выполнять кон-и как стержневые системы. В 20-е г. Применяют дощатогвоздевые кон-и в виде балок.1-е фермы и рассм. как стержневые системы дерево в 16в итальянский арх-р Паладио.19-20в – первая пространственная кон-я башни оболочки Шуховым 30е-г.Клееные деревянные конструкции после военные годы (строит. Стадионов, спортзалов, и т.д.)

Разработка клееных мат-в как несущих были в 50-е г.Балки клееные быв. от 10-30 м. 3-х шарнирные фермы пролетом-18-24м.

Совр. огражд. констр. – это клееные панели с 1 или 2мя обшивками из водостойкой фанеры. Все приходит к стандартизации, легкому монтажу,заводской готовности,прим. в сочетании с дерев. других мат-в, повышение надежности,рац. исп. отходов. Малопролетные фермы(до 20м) исп. с узловым соединением ГЭНГ-НЕЙЛ(выштампованые гвозди)

Пластмассы

Начинают свою историю с 1872 г когда был получен целлулоид.С 1907 г по методу бакеленда выпуск пластмассы на основе фенольно-формальдегидной смолы это уже синтетика.С 1924 г мочевиноформальдегидная смола С 1938 меломиновой смолы

В 30-е г ПВХ,в 1940 в Англии появл. ПОЛИЭТИЛЕН. В 1943 в США получен стеклопластик.сначала пластмассы заменяли Ме цветной но потом обособились только чисто с их cв-ми. Впервые пластмассы в строит-ве в 1956-57гг были созданы во Франции и США- рекламная доля.

Пластмассы примен.:

1)Несветопрозрачные панели стен(3х слойные)

2)светопрозрачные панели для фонарей

3)покрытия в виде оболочек

4)констр. работ. в усл. агрессивных хим. сред

5)пневматические кон-и(надувные)

3х слойные панели (оболочки жесткие,внутри изолятор) Исп. для построения домов

1 этажа потом пром. предпр. оболочки из Al и асбестоцемента.

Светопрозрачные – волнистые листы и 3х слойные панели(полиэфирные стеклопластики)

Впервые в 1946 г в США. Оболочки 1-е это зенитные фонари из оргстекла + радиолокационные оболочки.

Прим. в агрессивных средах: вытяжные трубы,воздуховоды, емкости где ненадо как за Ме ухаживать.

Пневмокон-и – оболочки из воздухонипроницаемых тканей и пленок(1-е прим. в 1945)пневмобалки арки, стояк поддержив. покр-я. Это балонны с сжатым воздухом оболочка герметичноприкреплена к основанию.