Компонентами пластмасс являются.

2. 1. Связующие вещества – это основной (а иногда и единственный) компонент пластмасс.

3. Обычно связующим являются синтетические смолы, хотя могут использоваться и связующие природные вещества, например, эфиры целлюлозы (нитроцеллюлоза и др.), природные смолы (живица – сосновая или еловая смола и др.).

4. 2. Наполнители – компоненты, вводимые в пластмассы с целью улучшения их механических и технологических свойств – повышения теплостойкости, снижения стоимости. Наполнители бывают неорганического и органического происхождения и вводятся в материал в виде порошков, волокон или листов (древесная мука, цемент, стеклянные и асбестовые волокна, бумага, хлопчатобумажные и стеклянные ткани и т.д.).

5. 3. Модифицирующие добавки. При формировании полимера (связующего) применяются обязательные добавки – отвердители. Кроме этого могут применяться ускорители (вещества, ускоряющие отвердевание), катализаторы (вещества, не участвующие в отвердевании, но присутствие которых необходимо для протекания процесса отвердевания), пластификаторы (вещества, уменьшающие хрупкость готового материала), ингибиторы (вещества, замедляющие процесс отвердевания) и другие добавки.

6. 4. Красители. Окраска пластмасс осуществляется путем введения красителей в массу материала. Нужный рисунок и цвет могут быть так же получены, если они предварительно нанесены на наружный слой листового наполнителя (бумага, ткань).

7. 5. Порообразователи – это добавки, применяемые для получения газонаполненных материалов – пенопластов.

8. Синтетические смолы в зависимости от влияния на них температуры делятся на две группы:

Термопластичные (обратимые) смолы при нагревании размягчаются и становятся пластичными, а при охлаждении снова отвердевают. Такой процесс может повторяться, не внося изменений в химические свойства смолы. К термопластичным смолам относится полиэтилен, полистирол, полиамид, полиуретан и ряд других.

Термореактивные (необратимые) смолы, будучи отформованы в процессе изготовления, переходят в неплавкое нерастворимое состояние и вновь формоваться уже не могут. Иначе говоря, термореактивные смолы переходят из вязко-текучего в твёрдое состояние только один раз.

К таким материалам относится фенолоформальдегидные, полиэфирные, эпоксидные и ряд других смол.

Пластмассы в большинстве своем представляют многокомпонентные смеси.

Классификация пластмасс.

В зависимости от поведения смол при действии на них температуры, пластмассы делятся на два вида: а) термопластичные пластмассы (или термопласты) на основе термопластичных смол; б) термореактивные (реактопласты) на основе термореактивных смол.

Термопластичные пластмассы обычно называются по связующему веществу, исходя из наименования мономера с добавлением приставки «поли-» (поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол и др.).

Термореактивные – называют по виду наполнителя (стеклопластики, древесные пластики и др.).

 

№24 Своды. Основные виды и основы расчета.

К пространственным деревянным конструкциям или, как их часто принято называть, к покрытиям-оболочкам относят покрытия с изогнутой поверхностью, в которых все составляющие элементы работают совместно как единое целое. Оболочки благодаря такой поверхности менее материалоёмки, чем плоские конструкции и являются совмещённым видом покрытия, т.к. способны выполнять одновременно несущую и ограждающую функции. Они могут иметь многообразные формы различного функционального назначения.

К основным конструктивным типам пространственных деревянных конструкций относятся:

1)распорные своды при прямоугольном плане и опирании на

продольные стены;

2)складки и своды оболочки, опёртые в основном только на поперечные торцевые стены, а также оболочки двоякой положительной или отрицательной кривизны;

3)купола, опёртые по контуру круглого или многоугольного здания.

Указанные типы деревянных конструкций могут быть выполнены в виде:

ребристых складок и оболочек, в которых для увеличения жёсткости тонкостенные элементы усилены рёбрами

тонкостенных оболочек;

сетчатых систем.

 

Применение перечисленных пространственных деревянных конструкций целесообразно в следующих случаях:

· когда необходимо использовать внутренний габарит при малой строительной высоте конструкций (область применения сводов-оболочек и куполов);

· если в продольных стенах необходимы большие проёмы для ворот (например, в ангарах) и опирание должно осуществляться на торцевые стены (это область применения сводов-оболочек и складок);

· в покрытиях над круглыми, овальными, квадратными и многоугольными в плане помещениями (область применения куполов).

Пространственные деревянные конструкции используются для покрытий различных промышленных, общественных и сельскохозяйственных зданий: спортивных залов, зерноскладов, выставочных павильонов, театральных и концертных залов, крытых рынков и т.п.

Наша страна обладает приоритетом в области пространственных деревянных конструкций, у нас разработаны многие их современные виды.

Длительная эксплуатация пространственных конструкций как у нас в стране, так и за рубежом свидетельствует об их надёжности и долговечности. Построенные в нашей стране свыше трех десятков лет назад деревянные своды и купола продолжают эксплуатироваться и находятся в хорошем состоянии. За рубежом пространственные деревянные конструкции всё шире применяют для перекрытия уникальных по размерам пролётов.

Рассмотрим основные типы пространственных деревянных конструкций, придерживаясь их классификации.

 

 

Распорные своды

Оболочки в виде сводов имеют цилиндрическую форму поверхности и опираются по сторонам, параллельным образующим. Существует два основных вида распорных сводов:

· тонкостенный клеефанерный свод стрельчатого или кругового очертания с затяжкой или с передачей распора непосредственно опорам

Рисунок 12.4 – Тонкостенный клеефанерный свод кругового очертания с затяжкой сборной конструкции

 

· кружально-сетчатый свод кругового или стрельчатого очертания с затяжкой или с передачей распора на стены

 

Рисунок 12.5 – Кружально-сетчатый свод кругового очертания с передачей распора на стены

 

– для сводов круговых;

– для стрельчатых сводов.

 

Кружально-сетчатые своды являются наиболее распространёнными пространственными конструкциями. Состоят они из косяков (цельных или клеефанерных). Пролёт сводов из цельных косяков l=12-20 м, из клеефанерных l=20-100 м.

Основные узлы сетки образуются из трёх косяков, один из которых является сквозным и проходит через узел не прерываясь, а два других набегающих косяка примыкают к сквозному.

В зависимости от конструкции косяков и их соединения между собой различают:

· безметальные кружально-сетчатые своды системы архитектора С.И.Песельника;

· кружально-сетчатые своды с узлами на болтах системы Цолльбау;

· своды из составных клеефанерных косяков.

 

Своды системы Песельника изготовляются из косяков цельного сечения, имеющих на концах шипы, а посередине сквозное гнездо.

В каждом узле сетки сопрягаются три косяка, из которых два набегающих входят с двух сторон своими шипами в гнездо сквозного косяка. Верхняя кромка косяка может быть криволинейной, либо с одним или двумя переломами, шаг сетки свода с = 0,8–1,5 м, тогда длина косяков оказывается порядка 2 м.

Рисунок 12.6 – Косяки безметального свода с узлами на шипах

 

В безметальном кружально-сетчатом своде применяется сетка как прямоугольная, так и косоугольная с углом φ = 45°.

Узловое соединение может быть нецентрированное, когда оси набегающих косяков не совпадают и центрированное, когда оси совпадают. В последнем случае шип имеет клиновидную форму.

 

а)

б)

Рисунок 12.7 – Узлы безметального свода с узлами на шипах:

а – нецентрированный; б – центрированный

 

Кружально-сетчатые своды с узлами на болтах (системы Цолльбау) имеют косяки с круглыми отверстиями на концах (под болты) и овальными отверстиями посередине косяка.

Рисунок 12.8 – Косяк свода с узлами на болтах

 

В узлах соединения косяков набегающие косяки путём натяжения болта плотно прижимаются к косяку.

 

 

Рисунок 12.9 – Основной (средний) узел свода системы Цолльбау

 

Своды из клеефанерных косяков могут выполняться в безметальном и метальном вариантах. В первом случае косяки соединяются в узлах на врубках подобно тому, как это делается в сводах Песельника. Косяки имеют коробчатую форму сечения.

Рисунок 12.10 – Клеефанерный косяк безметалльного свода

 

Конструкция и расчёт составных косяков аналогичны конструкции и расчёту клеефанерных балок.

Все ранее рассмотренные соединения косяков сетки кружально-сетчатых сводов являются шарнирными. Изгибающий момент в узлах сеток воспринимается только сквозными косяками.

В метальном варианте свода из клеефанерных косяков устраивают бесшарнирное соединение косяков, когда изгибающий момент в узле воспринимается не только сквозным, но и набегающими косяками.

Это достигается путём соединения набегающих косяков по верхним и нижним граням с помощью вклеенных металлических стержней.

 

Расчёт сетчатого свода. При расчете выделяют расчётную полосу свода, соответствующую шагу решётки. Затем определяют продольные силы N_a и изгибающие моменты M_a, как в арке постоянной жёсткости с соответствующей схемой опирания.

Рисунок 12.11 – Выделение из свода расчетной полосы

 

Если угол между образующей свода и сквозным косяком – α, то изгибающий момент, воспринимаемый косяком при шарнирном соединении косяков, когда момент воспринимается только одним сквозным косяком, будет

,

а для косяков сводов с бесшарнирными узлами, когда набегающий косяк тоже воспринимает изгибающий момент

.

Сжимающее усилие, приходящееся на один косяк, определяется аналогично

.

Проверку прочности косяка производят как сжато-изгибаемого элемента по формуле

,

где К_ф – коэффициент фронтонов, увеличивающий жёсткость покрытия, берётся по таблице IX.1 [1].

 

Своды-оболочки и складки. Традиционный свод-оболочка представляет собой покрытие цилиндрической формы, опёртое на торцевые стены.

Рисунок 12.12 – Свод-оболочка с опиранием на торцовые стены

В сводах-оболочках отсутствует распор, свойственный сводам, опёртым по продольным сторонам, поэтому нет необходимости устраивать в них затяжки или контрфорсы.

По статической схеме и характеру работы к сводам-оболочкам близки призматические складки, поверхность которых образована наклонными плоскими гранями.

Своды-оболочки и складки выполняют в однорядном и многорядном вариантах.

Рисунок 12.13 – Призматическая однорядная складка треугольного очертания

 

Многорядные складки и оболочки. Могут быть трех видов: тонкостенные, ребристые и трехслойные. В первом случае сечение покрытия может быть сплошным (склеенные между собой дощатые настилы) или каркасным (к каркасу из брусьев высотой до 15 см на гвоздях и клею с одной стороны или двух сторон крепятся обшивки из фанеры, древесностружечных плит или досок).

 

Рисунок 12.14 – Многорядные: призматическая складка треугольного очертания и свод-оболочка

 

Во втором варианте, в настоящее время устаревшем, жёсткие рёбра располагают в поперечном направлении с шагом 2-6 м, а по ним укладывают продольный настил (для восприятия продольных усилий) и два косых настила под углом друг к другу (для восприятия сдвигающих усилий), иногда по рёбрам вместо настилов укладывают листы фанеры, обеспечивающие восприятие продольных и сдвигающих усилий.

Трехслойные элементы изготавливают чаще всего из пластмасс – с обшивками из стеклопластика или жесткого пливинилхлорида со средним слоем из пенопласта. Вместо стеклопластика могут быть применены обшивки из фанеры.

Расчёт свода оболочки или призматической складки при соотношении пролёта l ₁ к длине волны l₂ (длинная оболочка) в продольном направлении на симметричную нагрузку можно выполнять как для балки корытообразного сечения.

В такой балке для вычисления напряжения можно использовать формулы сопротивления материалов. При расчёте вычисляют нормальные продольные и сдвигающие усилия, а также изгибающие моменты от собственного веса, снега и ветра. Далее проверяют прочность и устойчивость по элементам.

Принимается следующее распределение внутренних усилий между элементами оболочки: нормальные продольные усилия N ₁ воспринимаются продольным настилом и усиленными (в поясах) частями его, сдвигающие усилия Т ₁ воспринимаются двойным косым настилом, изгибающие моменты М ₁ и М ₂ воспринимаются рёбрами жёсткости и поперечным настилом.

Такой расчёт является приближённым, точный расчёт оболочек выполняют по теории оболочек Власова.

В зарубежной практике нашли применение деревянные тонкостенные своды-оболочки: двоякой положительной и отрицательной кривизны, воронкообразные, бочарные оболочки и оболочки в виде гиперболических параболоидов (покрытия типа гипар).

 

 

Клеефанерные настилы

 

Клеефанерные настилы являются наиболее эффективным и перспективным видом ограждающих конструкций. Клеефанерные плиты покрытий и панели стен состоят из дощатого каркаса и фанерных обшивок, соединенных клеем. Они имеют длину l =3–6 м, ширину b =1–1,5 м, соответствующую размерам фанерного листа.

Каркас плит и панелей состоит из продольных и поперечных досок-ребер, которые могут быть цельными или клееными. Продольные рабочие ребра, сплошные по длине, ставятся на расстоянии не более 50 см друг от друга. Поперечные ребра жесткости ставятся на расстоянии не более 3 м, как правило, в местах расположения стыков фанеры, и прерываются в местах пересечения с продольными ребрами. Обшивки плит и панелей состоят из листов фанеры повышенной водостойкости марки ФСФ, толщиной не менее 8 мм, состыкованных по длине «на ус». Обшивки склеиваются с каркасом таким образом, чтобы направление наружных волокон фанеры совпадало с направлением древесины продольных ребер для того, чтобы фанера работала в направлении своей большей прочности и жесткости. Клеефанерные плиты одновременно выполняют функции настила, прогонов, водо- и пароизоляции. Они характеризуются малой массой при значительной несущей способности, имеют большую жесткость в своей плоскости. Поверхности плит, обращенные внутрь помещения, покрывают огнезащитными составами для повышения их огнестойкости.

Исходя из условий противопожарной безопасности, в качестве утеплителя рекомендуется использовать жесткие минераловатные плиты плотностью 100-150 кг/м³ на фенольном связующем.

По форме поперечного сечения клеефанерные плиты могут быть следующих видов:

1) коробчатые;

2) ребристые, обшивкой вверх;

3) ребристые, обшивкой вниз.

Коробчатые клеефанерные плиты применяют в утепленных покрытиях с рулонной кровлей и гладким потолком Они имеют двухсторонние обшивки, образующие вместе с ребрами ряд полостей, в которые по слою пароизоляции укладывают утеплитель. Полости всех плит настила соединяются отверстиями в единую вентилируемую прослойку (осушающий продух), сообщающуюся с наружным воздухом, что обеспечивает осушающий режим работы настила.

Ребристые клеефанерные плиты обшивкой вверх применяют в холодных и утепленных покрытиях с рулонной кровлей без гладкого потолка. Они имеют только одну верхнюю обшивку, поверх которой укладывают утеплитель и рулонный ковер.

Ребристые клеефанерные плиты обшивкой вниз применяют в утепленных и холодных покрытиях с кровлей из волнистых асбестоцементных листов, ондулина, алюминиевых листов, металлочерепицы. Они имеют только одну нижнюю обшивку. Листы кровли укладываются по продольным ребрам, а утеплитель размещают по обшивке между ребрами.

Наиболее распространенными являются коробчатые клеефанерные плиты и панели.

Клеефанерные плиты опираются на основные несущие конструкции. Ширина опорных площадок в соответствии с пунктом 6.7 СНиП II-25-80 должна быть не менее 5,5 см. Плиты прикрепляют к несущим конструкциям шурупами или гвоздями.

Для обеспечения совместных прогибов всего настила плиты соединяют между собой по кромкам. Соединять можно глухими нагелями, которые ставят через 1,5–2 м или гвоздями с шагом 50 см, через соединительные бруски, прибиваемые к крайним ребрам панелей.

.

 

Рисунок 4.6 – Клеефанерные плиты покрытия:

а – конструкция; б – расчетные схемы; 1 – коробчатая; 2 – ребристая обшивкой вверх; 3 – ребристая обшивкой вниз; 4 – клей; 5 – утеплитель; 6 – пароизоляция; 7 – осушающий продух; 8 - фанерная обшивка; 9 – продольные ребра; 10 – поперечные ребра

 

Расчет клеефанерных плит

Расчет производят по прочности и прогибам при изгибе по схеме однопролетной свободно опертой балки на нормальные составляющие нагрузок от собственного веса g_x и снега p_x. От суммы этих двух нагрузок определяют расчетный изгибающий момент, поперечные силы и максимальные прогибы. Верхнюю обшивку дополнительно проверяют на местный изгиб от сосредоточенной силы Р =1·1,2=1,2 кН, условно распределенной на ширине 1 м, как жестко заделанную в местах присоединения к ребрам.

Фанерные обшивки и продольные ребра работают совместно благодаря жесткости клеевых соединений.

Сечение коробчатой плиты считают условно двутавровым, а ребристых – тавровым полкой вверх или вниз.

При этом ширина стенки равна сумме ширин ребер (b_ст=Σb_реб), а расчетная ширина обшивок с учетом неравномерности распределения напряжений по ширине плиты принимается равной:

b_расч=0,9b, при l≥6a, b_расч=0,9 , при l<6a,

где

b – полная ширина сечения плиты;

l – пролет плиты;

a – расстояние между продольными ребрами по осям.

Геометрические характеристики сечений плиты определяют с учетом различных величин модулей упругости древесины E_д и фанеры E_ф. В результате определяют приведенные геометрические характеристики сечения. Приведение выполняется к тому материалу, в котором определяется напряжение.

Так, площадь сечения, приведенного к фанере

Приведенный момент инерции

Приведенный к фанере момент сопротивления

,
где Z_ф – расстояние от нижней грани фанерной обшивки до центра тяжести расчетного сечения. Для коробчатых плит с одинаковыми верхней и нижней обшивками:

.

 

В общем случае .

Сечения клеефанерных плит подбирают методом попыток, при котором предварительно задаются сечениями, а затем производят все необходимые расчеты и выполняют проверки по прочности и прогибам.

 

При расчете клеефанерной плиты производят следующие проверки:

1) растянутой обшивки на прочность:

σ= ,

где М – расчетный изгибающий момент;

W_пр.ф. – момент сопротивления, приведенный к фанере;

R_ф.р – расчетное сопротивление фанеры растяжению;

m_ф =0,6 для фанеры марки ФСФ (0,8 – для бакелизированной фанеры) – коэффициент, учитывающий ослабление сечения стыком «на ус».

 

2) сжатой обшивки на устойчивость:

,

где φ_ф – коэффициент продольного изгиба

 

, при а/δ ≥50,

, при а/δ< 50,

где а – расстояние между ребрами в свету,

δ – толщина фанеры.

 

3) верхней обшивки на местный изгиб от расчетной сосредоточенной силы Р =1,2 кН:

,

где .

m_н =1,2 – коэффициент условия работы для конструкций, рассчитываемых с учетом воздействия кратковременной монтажной нагрузки.

4) на скалывание по клеевому шву (в местах приклейки ребер к обшивкам):

, где

b_сум – суммарная ширина ребер каркаса;

R_фск – расчетное сопротивление фанеры скалыванию вдоль волокон наружных слоев.

 

5) на скалывание ребер каркаса плит:

, где

b_сум – суммарная ширина ребер каркаса;

R_ск – расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон.

5) по прогибам:

.

 

Клеефанерные панели стен рассчитывают на изгиб от ветровой нагрузки.

Плиты с деревянным каркасом и плоскими асбестоцементными обшивками имеют такую же конструкцию и размеры, что и клеефанерные плиты. Их применяют в холодных и утепленных покрытиях и помещениях с асбестоцементной и рулонной кровлей, потолок которых должен быть несгораемым.

Обшивки соединяются с каркасом шурупами. При проектировании таких плит возможны два расчетно-конструктивных варианта:

1. Шурупы ставятся в отверстия большего диаметра (на 2 мм), обшивки в этом случае в работе плиты на изгиб не участвуют, несущими элементами являются только продольные ребра.

2. Длина листов обшивки равна длине плиты, диаметр отверстия в обшивке равен диаметру шурупа. В этом случае обшивка в работе плиты на изгиб участвуют, геометрические характеристики поперечного сечения находятся по методу приведенного сечения, конструкция рассчитывается как составная на податливых связях (об этом будет говориться позже).

 

 

11 Дощатые настилы Виды, конструкция и основы расчета.

Виды:

1)двойной сплошной( Защитный настил l≤100мм, δ=18мм, рабочий δ=19-40мм )

2)двойной разреженный( Защитный настил – сплошной, под 45-60° к рабочему, рабочий - разреженный )

Настилы из досок применяют в покрытиях в виде сплошной конструкции или обрешетки под кровли разных типов. Под Зх-слойную рубероидную кровлю неотапливаемых зд-ий служат настил из 2ух слоев досок, к-рые соединяются гвоздями. Верхний защитный слой досок толщиной 16-25мм и шириной до 100мм укладывают под углом 45° к нижнему. В покрытиях различных отапливаемых зд-ий для укладки утеплителя применяют одинарный дощатый настил. Доски соединяют впритык или четверть, толщину их опр-ют расчетом. Они скрепляются поперечными досками и раскосами из досок. Защитный настил образует сплошную поверхность, обеспечивает совместную работу всех досок настила, распределяет сосредоточенные нагрузки на полосу рабочего настила шириной 50см. Расчет настилов, работающих на поперечный изгиб, проводится по схеме двухпролетной балки при 2ух сочетаниях нагрузки; нагрузки от собственного веса покрытия и снеговой нагрузки - на прочность и прогиб; нагрузки от собств. веса покрытия и сосредоточенной нагрузки в одном пролете равной 1.2 кН только на прочность.

 

16 28. Клеефанерные балки с плоскими стенками. Конструкция и расчет.

КФ балки состоят из фанерн. стенок и дощатых поясов. Поперечное сечение КФ балки м/б двутавровым или коробчатым. Фанерная стенка помимо работы на сдвигающие усилия м. воспринимать и нормальные напряжения. Для лучшего использования несущей сп-сти фанерн. стенки целесообразно раполагать фанеру так, чтобы волокна ее наружных шпонов были направлены вдоль оси балки. Кроме того, продольное расположение волокон наружних шпонов позволяет стыковать фанеру на ус. КФ балки м/б постоянной высоты, двускатные, а так же с криволинейным верхним поясом. КФ балки с плоской фанерн. стенкой рекомендуется использовать для пролетов до 18(24)м. Их высоту обычно назначают в пределах 1/8-1/12L, при этом следует учитывать стандартные размеры фанерных листов. Толщину стенки принимают не менее 8мм. Расчет КФ балки производят с учетом работы фанерной стенки на нормальные напряжения. Однако необходимо иметь ввиду, что основная доля нормальных напряжений воспринимается поясами. Поэтому при определении напряжений надо сравнивать их с расчетным сопротивлением древесины растяжению и сжатию, а не изгибу, как это делается в обычных балках. Расчет по методу приведенного сечения. Приводим к фанере, если участок фанеры, к древесине, если поле

mдр=Еф*1,2/Едр, mф= Едр /Еф*1,2, mф=1/ mдр

1. Проверка растягивающих нормальных напряжения в нижнем поясе.

s_max=M(x)/W_{x_пр_др}<R_р*m_сл , x-опасное сечение

2. Расчет сжатого пояса на устойчивость из плоскости: s_{max_с}=M(x)/W_{x_пр_др}*φ_{y_пр}<R_с*m_сл

,

-гибкость пояса из плоскости,lр≈1,5м(ширина плиты)

3. Проверка главных растягивающих напряжений в фанерной стенке (в 1й и 2й панели от опоры и в сжатом сечении х)

, - норм. напр. в стенке на ур-не z-z

- кас. напр. в стенке на ур-не z-z,

τ_ст =Q_х*S_{п_пр.ф} /I_пр.ф

4. Проверка местной устойчивости стенки в приопорных зонах.

Если волокнах вдоль пролета и при h_ст/δ_ст>50, то проверяем на устойчивость, если ≤, то уст. обеспечена.

h_расч=min(а,h_ст),

Если волокна поперек пролета и h_ст/δ_ст>80, то

5. Проверка стенки на срез (на опоре)

τ_ср =Q_max*S_{0_пр.ф} /(I_{0_пр.ф}*Σδ_ф)<=R_{cр_ф}

6. Проверка на скалывание по клеевым швам в

местах приклеивания пояса к стенке.

τ_ск =Q*S_{п_пр.ф} /(I_пр.ф*h_п*n_шва)<=R_{cк_ф}

S_{п_пр.ф} – ст. момент пояса прив. к фанере

7. Проверки прогиба.

,

k –учет переменности сечения,

с – учет влияния деформации сдвига

-прогиб балки пост.сеч.

16 29. Клеефанерные балки с волнистыми стенками. Варианты конструкций, способы изготовления. Основы работы и расчет.

Пролет L 9-15м. Высота сечения h 1/8 и1/ 12 L. Экономия 20%. Одна или 2 фанерные волнистые стенки 6-12мм. Фанера стыкуется на «ус». Пояс из цельных брусков, досок (L≤6м), дощатоклееные (L>6м)

hп=(1/6-1/8) h, hв≥1/3 hп, hп/lв=1/15(1/10-1/20), ап≥2,5толщины фанеры, ап - глубина паза.

Волнистость придает устойчивость стенке за счет появления цилиндрической жесткости, позволяет обходиться без ребер жесткости.

Способы изготовления

1.Для придания волнистости стенки на копировальном станке в досках пояса выбирают криволинейные пазы клиновидного сечения, в к-рые на клею вставляют фанерную стенку с помощью упорных бобышек.

2. Пояс разрезается на 2 части.

Расчет КФ балок с волнистой ст. отличается от расчета балок с плоской стенкой прежде всего тем, что фанерная стенка не м. воспринимать нормальных напряжений, т.к. при изгибе балки она способна складываться или распрямляться, т.е. обладает податливостью. Балку следует расчитывать как составную на податливых связях.

B=π2*Sп*Едр/(k₀*l²*δ_фG_ф) – податливость,

Sп-ст. м-т пояса от-но оси балки, Едр-модуль упр. др., G_ф – модуль сдвига фанеры, k₀- показатель криволинейности.

k_w –коэф. податливости k_w=1/(1+hп/h*В).

1. Расчет на прочность по нормальным напряжениям.

s_р=M/W_о*k_w<R_р*m_сл – в растянутом поясе

s_с=M/W_о*k_w<R_c*φ_y*m_сл – в сжатом поясе, φ_y—коэф. продольного изгиба для верхнего пояса из плоскости.

2. Прочность на скалывание фанеры в соединении пояс-стенка.. τ = QS_п/I₀*b_расч<=R_ск.ф.

b_расч=n*a, n – число клеевых швов, а- глубина паза

3. Устойчивость волн. стенки

τ = QS_п/I₀*δф<=R_cр*φ_{в. ст}

φ_{в. ст}=(k1*k2)/λ²*b*c – к-т уст-ти в. ст.,

- гибкость волн. стенки,

,

k2 – из СНиПа в зав. От hв/lв

4. Прогиб балки

, ,

5. Проверка на смятие опорной площадки

20 31. Треугольные клееные арки. Примеры конструктивных решений опорных и коньковых узлов. Основы расчета и проектирования. Ответ:

Распорную систему треугольного очертания проектируют с применением прямолинейных клеедощатых элементов, со стальной затяжкой или с опиранием непосредственно на фундаменты. Узлы в этой конструкции решают с эксцентриситетом, благодаря чему уменьшается расчетный изгибающий момент:

МР1СЧ = М„ - MN - Мо - N*e, где М„- момент от поперечной нагрузки; Ми -разгружающий момент от продольной силы; е - эксцентриситет. При равномерно распределенной нагрузке Мо = q*l2/32. Клееный элемент проверяют на прочность и устойчивость плоской формы деформирования по обычным формулам расчета сжато -изгибаемых элементов. К недостаткам эксцентричного решения узлов относится концентрация скалывающих напряжений в зоне опирания, что учитывается введением коэффициента к«> 1. т ={Q*S6p/J6P*tw.,)*K:.. где Q - расчетная поперечная сила; S6d - статический момент брутто сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси; J6l, - момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси. Следует ограничивать значение эксцентриситета. Рекомендуется принимать e<=0.15*t

Арки кругового и стрельчатого очертания с элементами из клеедощатых и клеефанерных сечений. Примеры конструктивных решений коньковых и опорных узлов. Основы расчета и проектирования.

Ответ:

Досщатоклееные арки применяют кругового или стрельчатого очертания с затяжками(до 24м) или с непосредственным опиранием на фундаменты или контрфорсы(до 63м). Арки обычно склеивают из пакета досок прямоугольного по высоте сечения, что менее трудоемко. Дощатоклееные арки бывают 2ух- и 3ехшарнирными. При пролетах до 24м и f/l=1/8-1/6 целесообразно применять 2ухшарнирные арки. Криволинейные арки делаются с постоянным радиусом кривизны. В дощатоклееных арках толщину слоев для удобства и гнутья целесообразно применять не более 1/300 радиуса кривизны и не более 30мм. Коньковый узел в 3ехшарнирных арках м. выполнять с деревянными накладками на болтах, воспринимающими поперечную силу от временной нагрузки и обеспечивающими жесткость узла арки из ее плоскости. Расчет по СниПу. В случае если распор воспринимается затяжкой, она выполняется из профильной или круглой стали.

 

№18 33. Клеедощатые трехшарнирные рамы из прямолинейных элементов. Примеры конструктивных решений карнизных, коньковых и опорных узлов. Основы проектирования.

Ответ:

Дощатоклееные рамы из прямолинейных эл-ов более технологичны чем гнутоклееные, т.к. на заводе собирают и склеивают из прямолинейных досок отдельно стойку и ригель каждой полурамы. Наиболее сложным у рам П-образного очертания явл-ся карнизный узел, где действует максимальный изгибающий момент. Рамы пролето 12 и 18м иногда проектируют с карнизным узлом, решенным с помощью косынок из фанеры марки ФСФ или лучше бакелизированной. Фанерные косынки, приклеиваемые к стойке и ригелю, перекрывают стык, воспринимая нормальное усилие и изгибающий момент. Более надежны рамы из прямолинейных эл-ов с ригелем, имеющим консоли и опирающимся шарнирно на стойки и подкосы. Эл-ты таких рам работают как сжатоизгибаемые стержни и д/б расчитаны на действующие в сечениях нормальные усилия, изгибающие моменты и поперечные силы. Получили применение в стр-ве рамы с соединением ригеля в карнизном узле на зубчатый шип. Расчет этих рам производят на прочность и устойчвость плоской формы деформирования. Так же карнизный узел м/б решен на нагелях.

21 34. Гнутоклееные рамы. Конструктивные решения карнизных, коньковых и опорных узлов. Примеры.

Ответ:

Дощато-клееные гнутые рамы выполняют трехшарнирными, что облегчает изготовление, транспортирование и монтаж. Криволинейность карнизных узлов достигается выгибом слоев досок по окружности при изготовлении. Радиус кривизны составляет 2-4м. Сечение рамы прямоугольное, переменное по высоте. Рама работает на сжатие и поперечный изгиб. В связи с переменностью сечения нормальные напряжения проверяют в различных местах рамы по длине. Нормальные напряжения находят по ф-ле сжатоизгибаемого стержня: s=N_i/F_iнт+M_g/W_iнт*k_rb<R_c*m_гн*m_б*m_сл, M_g=M_i/x_ii; x_i=1-(l²*N_i/3000*F_iбр*R_с),

где N_i, М_i – нормальная сила и изгибающий момент в рассматриваемом сечении; F_iбр и W_iнт – площадь и момент сопротивления рамы в рассматриваемом сечении; l - гибкость рамы, постоянная для всех сечений рамы; k_rb – коэффициент к расчетному сопротивлению, учитывающий криволинейность эпюры напряжения.