Конструкции из дерева и пластмасс.

Конструкции из дерева и пластмасс.

Свойства древесины и пластмасс как строительных материалов

Древесина:

“+”

1) небольшой объемный вес, защищённой от влажности древесины (хвойные породы-500кг/м³, лиственница-650, твердые лиственные породы-700,мягкие-500)

2) высокая относительная прочность R=150

3) низкая теплопроводность (в 400 раз меньше чем у стали, в 5-6 раз - чем кирпичная кладка). Теплопроводность древесины вдоль волокон больше, чем поперек волокон. Чем больше плотность и влажность, тем больше ее теплопроводность.

4) невысокий коэф-т температурного расширения

Коэффициент линейного расширения в 2-3 раза меньше, чем у стали. Нет необходимости устраивать температурные швы.

5) высокая стойкость к химически агрессивным средам

В зависимости от вида химической агрессии древесину можно использовать без дополнительной защиты или защищая ее покраской или поверхностной пропиткой.

6) высокая пластичность, что позволяет изготовить криволинейные конструкции

7) высокая упругость (гасит деформации)

8) хорошие акустические свойства

9)долговечность при условии обеспечения осушающего режима

10) прочность

“ – ”

1) существует возможность загнивания, возгорания и поражения древоточцами

2) неоднородность и анизотропность

3) наличие пороков древесины (сучки, трещины, косослой)

4) набухание и усушка при изменении влажности

5) зависимость свойств древесины от температуры и влажности.

Пластмасс:

«+»

1) высокая прочность, составляющая для большинства пластмасс (кроме пенопласта) 50-100МПа, а для некоторых стеклопластиков достигающая 1000МПа

2) небольшая плотность, лежащая в пределах от 20(для пенопласта) до 2000кг/м³ (для стеклопластиков)

3) химическая стойкость

4) низкая теплопроводность

5) водонепроницаемость

6)биостойкость – неподверженность гниению и воздействию разрушительных факторов биологического происхождения

7) сочетание свойств, не встречающиеся у других материалов (прочность и небольшая плотность, прочность и высокое светопропускание)

8) легкая обрабатываемость (для обработки пластмасс во многих случаях используют инструменты, применяемые при обработке древесины)

9) возможность применения клееных и сварных соединений

«-»

1) невысокий модуль упругости (более деформативны)

2) ползучесть и падение прочности при длительных нагрузках

3) невысокая поверхностная твердость и в следствии этого легкая повреждаемость поверхности элементов и изделий

4) сгораемость

5) старение (ухудшение эксплуатационных свойств во времени под действием тепла, солнечной радиации, влаги)

В состав пластмасс наряду с основным компонентом – полимерной синтетической смолой – могут входить наполнители (компоненты вводимые с целью улучшения механических и технологических свойств, повышение теплостойкости, снижение стоимости пластмасс), красители (путем введения в массу материала) и порообразователи (добавки, применяемые для получения газонаполненных материалов – пенопластов.

Балки. Порядок расчета.

Цельнодеревянные балки представляют собой отдельные брусья, толстые доски, устанавливаемые на кромки, и окантованные бревна, имеющие необходимые сечения и длины. Их основные преимущества — малая трудоемкость изготовления и относительно низкая стоимость по сравнению с прочими деревянными
конструкциями. Ввиду ограниченности сечений и длин лесоматериалов цельнодеревянные балки применяют при пролетах, не
превышающих 6 м, и при относительно небольших нагрузках. Деревянные балки используют в качестве несущих конструкций настилов покрытий, междуэтажных перекрытий, рабочих площадок
платформ и в других деревянных конструкциях.

Виды балок:

1) Составные: а) на деревянных вкладышах; б) на пластинчатых нагелях; в) на шпонках и колодках.

2) Клееные: а) дощатоклееные(прямолинейные, гнутоклееные); б) клеефанерные(-с плоской стенкой: коробчатого сечения; двутаврового сечения; -с волнистой стенкой).

Порядок расчета:

1) определение основных размеров (опред. высоту сечения (1/8-1/12)L, ширина в 2 раза меньше пролета

2) сбор нагрузок (постоянная - собственный вес констр, временная- снег)

3) определение внутренних усилий (момент-M и поперечная сила-Q)

4) проверка по 1 и 2 гр. пред. состояний.

5) расчет и конструирование узлов

 

Арки

Арки являются наиболее распространенными основными несущими конструкциями деревянных покрытий зданий различного назначения. Их применяют в
покрытиях производственных, промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий, имеющих пролеты 12—80 м.


Деревянные арки разделяются:

I. По статической схеме:

1. Трехшарнирные арки( Имеют два опорных и один коньковый (ключевой) шарнир);

2. Двухшарнирные арки( Имеют только два опорных шарнира);

3. Бесшарнирные арки.

II. По особенностям опирания на опоры:

1. С затяжками( Арки с затяжками сложнее по конструкции. Опоры рассчитываются только на вертикальные опорные давления)

2. Без затяжек( Арки без затяжек опираются на фундаменты или стеновые несущие конструкции и являются наиболее простыми)

III. По профилю (очертанию):

1. Пологие - двухшарнирные и трехшарнирные арки кругового очертания.

2. Высокие - стрельчатые трехшарнирные арки из элементов кругового очертания.

3. Стрельчатые арки.

4. Треугольные арки.

IV. По форме сечения:

1. Прямоугольное из склеенных досок;

2. Тавровое;

3. Коробчатое;

4. Армированное стальными стержнями.

расчет аналогичен с рамой, только h=(1/30-1/40)L; b=h/6-8; фор 28 СНиП

 

Конструктивные

- не применять зараженную древесину

- по возможности исключить источники увлажнения (построечная при монтаже, гидрологическая – грунтовая влага, конденсационный – точка росы, биологический – в стволе дерева)

- устраивать водо- и пароизоляционные прослойки (между стенами, фундаментом, в ограждающих слоях, перед утеплителем)

- создавать осушающий режим для деревянных элементов

- обеспечивать отвод атмосферных осадков за пределы здания (устройство карнизного свеса не менее 45см, устройство отмостки)

Центральное сжатие

- Проверка на прочность - Проверка на устойчивость

коэффициент продольного изгиба

Примеры: колонны внутреннего промыш здания; сжатые раскосы ферм; сжатые связи

3. Поперечный изгиб: Мmaх=ql²/8

Q=ql/2

для клееных констукций

Ф-ла Журавского

проверка прогиба

На изгиб работают: настил, обрешетка, прогоны; балки (чаще двухскатная пролетом до 24м); деревянная панель

Конструкции из дерева и пластмасс.