Древесные смолистые пластики.

При водопоглощении древесно-стружечные плиты разбухают. Введение гидрофобных добавок снижает разбухание плит до 10 %. Древесно-стружечные плиты обладают малой теплопроводностью и высокой звукоизо­ляционной способностью. Они хорошо поддаются обра­ботке на деревообрабатывающих станках. Их применя­ют в строительстве в качестве перегородок и для декора­тивной отделки стен и потолков.

Древесно-волокнистые плиты.

Дрёвесно-волокнистые плиты, (ДВП) изготовляют из хаотически расположенных волокон древесины, склеен­ных канифольной эмульсией с добавлением для некоторых типов плит фенолоформальдегидных смол. Сырьем для изготовления ДВП являются отходы лесопильных и деревообрабатывающих производств (отрезки реек, гор­быля, брусков), которые дробят в щепу и растирают в специальных установках до волокнистого состояния. При формовании плит без уплотнения на прессах полу­чаются пористые ДВП, которые применяют для утеп­ления, звукоизоляции и отделки стен, перекрытий и по­крытий.

При длительном действии влажной среды древесно­волокнистые плиты поглощают значительное количество влаги, в результате чего набухают (в основном по тол­щине) и теряют прочность.

 

42. Своды системы Цольбау.

1. Своды системы Песельника.

1. Пневмоопорные конструкции.

Пневматические конструкции являются самыми распространенными пространственными конструкциями из пластмасс.

Пневматическими или надувными называют конструкции, несущая способность которых обеспечивается избыточным давлением воздуха или другого газа, заключенного в газонепроницаемую оболочку, выполненную из ткани или пленки.

Пневматические конструкции отличаются простотой, легкостью и компактностью в сложенном виде, высокой сборностью и транспортабельностью. Их возведение весьма просто и не требует каких-либо трудоемких вспомогательных приспособлений. Они обладают сейсмостойкостью, а их основание можно возводить на скальных грунтах.

Пневматические конструкции подразделяются на:

- воздухоопорные (воздухонесущие);

- пневмокаркасные;

- комбинированные (вантовопневматические и линзообразные).

Воздухоопорные конструкции представляют собой закрытую пневмооболочку, под которой внутри помещения создается небольшое избыточное давление воздуха, играющее роль основного несущего элемента конструкции. Это давление устанавливается расчетом в пределах 0,02-0,002 атм. Такое давление обеспечивает необходимую устойчивость сооружения и практически не ощущается находящимися в помещении людьми. Воздухоопорные ПК проектируются, как правило, в виде сферических куполов или цилиндрических сводов пролетом от 12 до 50 м. и более.

Торцы сводов в большинстве случаев выполняются так же из пленки или ткани со сферическим очертанием. Для сводов небольших пролетов торцовые части в некоторых случаях делают плоскими из жестких материалов (дерево, металл, пластмасса).

С целью обеспечения герметичности и минимальных потерь избыточного давления через входы необходимо устраивать шлюзы. Избыточное давление внутри помещения создается компрессорами или вентиляторами. Если давление выше допустимого предела, воздух выпускают через предохранительные клапаны. Запуск вентилятора при утечке воздуха может производиться автоматически.

принципы расчета:
-нахождение оптимальной формы
-установление характера и велечины силового воздействия
-определение физико-механических свойств материала, обоснование рассчетных схем.
-выявление перемещения оболочки под действием нагрузки
-выявление напряженно-деформированного состояния оболочки
основные нагрузки: избыточное давление, ветровое давление, снеговое воздействие.
при небольшом давлении под оболочкой собственный вес может влиять на очертания контура.
-если p\g=4..5 форма поперечного сечения оболочки отличается от дугового.
- если p\g=2..3 форма поперечного сечения оболочки значительно отличается от дугового.

45. Трехслойные плиты и панели из пластмасс.

Основным типом ограждений сельскохозяйственных и промыш­ленных зданий с деревянными несущими конструкциями являются трехслойные панели с фанерными и асбестоцементными обшивками н деревянным каркасом.

В ребристых панелях продольные ребра изготавливают из досок (сечением не менее 40 х 140 мм), клееной древесины, фанерных профилей (ГОСТ 22242—76), клееных балок с волнистой фанерной стенкой и армированной древесины. Продольные ребра при верхней обшивке из плоских листов фанеры или асбестоцемента располагают не реже чем через 500 мм, а при волнистых листах асбестоцемента — в зависимости от размеров профиля последних.

Панели с фанерными обшивками выполняют, как правило, клее­ными, ребристыми с деревянным каркасом и минераловатным утепли* телем на синтетическом связующей. Фанера используется повы­шенной водостойкости марки ФСФ сорта не ниже В/ВВ по ГОСТ 3916—69, толщина ее не менее 6 мм для нижней обшивки и не менее 8 мм — для*верхней. Соединяется фанера с каркасом водостойкими клеями, волокна рубашек ее располагаются параллельно пролету панели.

Фанера стыкуется на ус (длина уса не менее 10 толщин фаньры) или впритык с помощью односторонних накладок на клею (ширина полунакладки принимается по расчету).

Утеплитель панелей во избежание смещения в процессе транс­портирования и монтажа удерживают решеткой из деревянных брусков сечением 25 X 25 мм, располагаемых через 250 мм. На внут­реннюю обшивку, изнутри, наносят окрасочную пароизоляцию из битумно-резиновой мастики, раствора кумароновой смолы в сольвенте или железного сурика либо укладывают слой битумо-картона или полиэтиленовой пленки.

Наружные поверхности стеновых панелей защищаются водо­стойкими составами, а на панели покрытий наклеивается трехслой­ная рубероидная кровля на мастике. Для предохранения панелей от атмосферного увлажнения при транспортировке и монтаже на верхнюю обшивку наклеивается один слой рубероида.

С целью повышения долговечности панелей элементы каркаса антисептируют, а в панелях осуществляют сквозную естественную вентиляцию наружным воздухом поперек или вдоль панели, что более целесообразно. При поперечной вентиляции (вдоль ската) продольные ребра выполняют составными с короткими проклад­ками, приклеиваемыми по верху ребер, промежутки между которыми служат отверстиями; при продольной (поперек ската) >— вентиляционные отверстия образуют за счет пониженной высоты поперечных ребер.

Панели с асбестоцементными обшивками изготавливают также ребристыми с деревянным каркасом. (В настоящее время панели с ребрами из асбестоцементных профилей почти не применяют). Обшивки выполняют из плоских асбестоцементных листов толщи­ной не менее 8 мм по ГОСТ 18124—75.

Для уменьшения высоты панелей покрытий можно укреплять их металлическим шпренгелем (см. табл. 33). В этом случае основ­ные элементы каркаса располагают в продольном и поперечном направлениях. Тяжи шпренгеля размещают по диагоналям панели и прикрепляют к ним с помощью металлических деталей. Стойка шпренгеля высотой 1/8—1/10 пролета панели изготавливается с на­резкой, что дает возможность натягивать тяжи.

Утеплитель из минераловатных плит в асбестоцементных пане­лях закрепляется так же, как в фанерных. Панели с обшивками из плоских листов асбестоцемента венти­лируются аналогично фанерным. Стеновые панели с асбестоцементными обшивками защищаются силиконовыми красками, хлорированным каучуком и другими водо­непроницаемыми составами, а на панели покрытий наклеивается трехслойная рубероидная кровля.

Соединения обшивки из асбестоцемента в случае отсутствия цель­ных листов выполняют впритык на синтетических клеях с односто­ронними накладками (ширина полунакладки — не менее восьми толщин листа). Для герметизации стыков употребляют пороизол марки «П», гернит, мастику тиоколовую У-ЗОМ (ГОСТ 13489— 68) н др.

Панели е обшивками из древесноволокнистых^ древесностружеъ ных плит и декоративного фибролита могут использоваться в том случае, если они не подвергаются атмосферным воздействиям (пере­городки, подвесные перекрытия, внутренние обшивки стен и т. п.).

Панели с обшивками из непрозрачного стеклопластика или вини­пласта стендового производства вриду большой трудоемкости из­готовления и дороговизны применяют редко. Каркас этих панелей выполняют из стеклопластиковых Профилей или деревянных брус­ков (рис. 28). Панели же поточного Производства используют более широко — обычно й помещениях с химически агрессивной средой или требующих немагнитных свойств ограждающих конструкций а также в сельскохозяйственных зданиях. Обшивки рассматри­ваемых панелей рекомендуется изготавливать из стеклопластика толщиной 1,5—3 мм с наполнителем кз ткани или рубленого стекло­волокна на фенолоформальдегиднщ смолах со сплошным сред­ним слоем.

46. Соединения элементов конструкций из пластмасс.

В конструкциях из пластмасс используют клеевые, клееметал-лические, заклепочные, винтовые, сварные и шитые соединения. Клеевые соединения являются наиболее эффективными, универсальными и распространенными соединениями пластмасс. Они дают возможность склеивать пластмассы и сопутствующие конструкционные материалы, прочность, деформативность и форма которых колеблются в широких пределах, что делает иногда невозможным применение прочих соединений. Например, можно склеивать пенопласты с металлами, прочность и деформативность которых отличаются в тысячи раз. Можно склеивать листовые материалы и воздухонепроницаемые ткани, толщина которых не превышает 2 мм. При этом получаются прочные, сплошные, воздухонепроницаемые соединения, жесткие или эластичные. Основными недостатками клеевых соединений являются малая прочность на поперечное растяжение — отрыв и ограниченная теплостойкость.

Клеи для склеивания пластмассовых конструкций применяются термореактивные и термопластичные в соответствии с физико-механическими свойствами и химическим Составом склеиваемых материалов. Термореактивные клеи наиболее прочные, более теплостойкие и водостойкие, применяются, главным образом, для склеивания термореактивных пластмасс и прочих сопутствующих материалов. Резорциновые клеи, безвредные и не содержащие кислот, являются наиболее рациональными для склеивания древесных пластиков с древесиной. Наибольшую прочность из них имеет клей ФР-12. Эпоксидные клеи на основе полимерной смолы ЭД-5 отличаются особо высокой прочностью и универсальностью. Они твердеют без подогрева, лучше работают на отрыв и не дают усадки при твердении. В клеевой раствор нередко добавляют цемент, повышающий вязкость и снижающий стоимость клея. Эти клеи тогда называют эпоксидно-цементными. Они применяются для склеивания термореактивных пластмасс, металлов и асбестоцемента. Полиэфирные клеи отличаются прозрачностью и используются для склеивания прозрачных полиэфирных стеклопластиков между собой и с другими материалами. Фенолформальдегидные клеи отличаются доступностью и малой стоимостью, однако они ядовиты при твердении и имеют в составе кислоту, действующую на склеиваемые материалы. Их используют для склеивания древесных пластиков и фенольных пенопластов. Термопластичные клеи имеют меньшую прочность и теплостойкость, чем термореактивные, и применяются в основном для склеивания термопластичных пластмасс.

Полиметилакрилатные клеи отличаются особенно высокой прозрачностью и используются для склеивания прозрачного органического стекла. Перхлорвиниловые клеи применяются для склеивания винипласта и воздухонепроницаемых тканей с полихлорвиниловыми покрытиями.

Каучуковые клеи состоят из каучуков или их смеси с полимерными смолами. Они отличаются высокой эластичностью и сопротивлением отдирающим усилиям, отсутствием хрупкости. Им не требуется отвердитель и большое давление при использовании. Эти клеи применяются для склеивания металлов, пластмасс и воздухонепроницаемых тканей с резиновыми покрытиями.

При устройстве клеевых соединений листовых материалов, в частности при стыковании обшивок и ребер панелей, применяют различные типы соединений внахлестку (рис. 3.10), с одно-или двусторонними накладками. Протяженность клеевого шва с каждой стороны стыка (длина нахлестки /) определяется расчетом его на срез. Однако в любом случае длина нахлестки должна быть не меньше 8 толщин листа для асбестоцемента, 50 толщин листа для металлов и 20 толщин листа для стеклопластиков

Рис. 3.10. Клеевые соединения пластмасс и сопутствующих материалов:
а — типы соединений; / — внахлестку; 2 — с одной накладкой; 3 — с двумя накладками; б — работа соединений; 4 — на сдвиг; 5 — на отрыв; 6 — на неравномерный
отрыв; с — клеевые швы

Прочность клеевых соединений и их расчетные характеристики зависят от марки клея, вида напряженного состояния (сдвиг, растяжение), природы соединяемых материалов.

 

Клееметаллические соединения являются комбинированными, состоящими из точечных металлических соединений и клеевой прослойки, располагающейся вдоль всего шва. В зависимости от вида металлической связи различают соединения: клеесварные (точечная сварка однородных металлов-4-клеевая прослойка); клеевинтовые (металлические винты + клеевая прослойка); клее-

Рис. 3.11. Сварные соединения термопластических пластмасс:
а —типы сварных швов; / — валиковый; 2 — 1/-образный; 3 — угловые; 4 — Х-об-разный; б — контактное сварное соединение

Клееметаллические соединения (рис. 3.11) имеют более высокую прочность при неравномерном отрыве, чем клеевые, повышенную теплостойкость и огнестойкость. Кроме того, при сдвиге они более прочны, чем соответствующие чисто металлические соединения. Эти соединения находят применение, главным образом, в трехслойных плитах и панелях, где заклепки, винты или сварные точки работают совместно с клеевым швом. Клееметаллические соединения рассчитывают и конструируют с учетом следующих особенностей.

 

 

47. Дощатоклееные арки.

Дощатоклееные арки применяют кругового или стрельчатого очертания с затяжками или с непосредст­венным опиранием на фундаменты или контрфорсы. Приналичии затяжек пролеты арок обычно не превышают 24 м, при опирании на фундаменты или контрфорсы про­леты зданий достигали 63 м. За рубежом имеются отдельные примеры применения арок с проле­тами более 100 м.

Арки обычно склеивают из пакета досок прямоуголь­ного по высоте сечения, что менее трудоемко. При боль­ших пролетах может оказаться целесообразным приме­нение арок переменного по высоте сечения, принятого с учетом изменения момента по длине арки.

Дощатоклееные арки бывают двух- и трехшарнирными. При пролетах до 24 м и f / l =1/8—1/6 целесообразно применять двухшарнирные арки как бо­лее экономичные во всех случаях, когда возможна транспортировка криволинейных элементов арок. Кри­волинейные арки, какправило, делают с постоянным радиусом кривизны, так как изогнуть доски по окружно­сти легче. В дощатоклееных арках толщину слоев (досок после острожки) для удобства их гнутья целесообразно применять, как правило, не более 1/300 радиуса кривиз­ны и не более 33 мм.

Коньковый узел в трехшарнирных арках можно вы­полнять с деревянными накладками на болтах, воспринимающими поперечную силу от временной нагрузки и обеспечивающими жесткость узла арки из ее плоскости. В случае, если распор воспринимается затяжкой, она вы­полняется из профильной или круглой стали.

Нормальные напряжения в арках вычисляют по обычной формуле для сжато-изгибаемого стержня в се­чении с максимальным изгибающим моментом и соот­ветствующей ему нормальной силой.

Расчетную длину арки l ₀ при определении ее гибкости принимают: а) при расчете на прочность по деформиро­ванной схеме:

для двухшарнирных арок при симметричной нагруз­ке l ₀=0,35S;

для трехшарнирных арок при симметричной нагруз­ке l ₀=0,585;

для двухшарнирных и трехшарнирных арок при кососимметричной нагрузке по формуле

где α — центральный угол полуарки, рад; S — полная длина дуги арки.

Для трехшарнирных арок при расчете на несиммет­ричную нагрузку расчетную длину допускается прини­мать l₀ =0,58S, Для трехшарнирных стрельчатых арок с углом перелома в ключе более 10° при всех видах на­грузок l ₀=0,5S.

Клеевые швы проверяют на скалывание по формуле
QS/Jbξ<R_CK,

Накладки в коньковом узле рассчитывают на попереч­ную силу при несимметричном загружении арки. Наклад­ки работают на поперечный изгиб. Нагибающий момент накладки.

M_и = Qe₁/2.

Усилия, действующие на болты

R₁ =Q/(1-e₁/e₂) R₂ = Q/(e₂/e₁- 1).

Несущую способность болтов определяют с учетом направления сил поперек волокон; она должна быть больше действующих усилий R₁ b R₂..

Крепление арки в опорных узлах рассчитывают на максимальную поперечную силу, действующую в этих узлах. В арках больших пролетов опорный и конько­вый узлы конструктивно сложнее. Их можно выполнить, с

 

49. Купола.
Купольные покрытия являются самой распространен­ной формой пространственных конструкций, в том числе из древесины, фанеры, пластмасс. Очертание куполов зависит от архитек­турных и технологических требований, вида материала, типизации элементов, простоты изготовления, транспор­тировки и монтажа конструкций. Купольные оболочки из пластмасс имеют диаметр от одного метра (свето­вые фонари) до 50—60 и (сферы укрытия антенных уст­ройств). При усилении пластмассовых куполов деревян­ными или металлическими ребрами их пролеты могут превышать 100 м. Купола из клеефанерных элементов достигают диаметра 90 м.

Классифицировать купола покрытия можно по самым различным признакам. По материалу — из древесины, фанеры, пластмасс и их сочетаний. По конструктивному решению — тонкостенные купола-оболочки, ребристые купола, ребристо-кольцевые, ребристо-кольцевые купола с решётчатыми связями, сетчатые. По форме поверхно­сти, получаемой вращением образующей вокруг верти­кальной оси, купола могут быть сферического очерта­ния, эллиптического, конического, в форме гиперболоида вращения и т. д. Пластмассовые купола часто проекти­руют из волнистых (лотковых) и складчатых элементов.

Основными нагрузками, действующими на купольное покрытие, являются: собственный вес конструкции, сне­говой покров, технологическая нагрузка от массы обору­дования и приспособлений; для подъемистых куполов — ветровая нагрузка.

Методика расчета купольных покрытий зависит от типа оболочки и вида нагрузки — ассиметричной и несимметричной. К первой, как правило, относится собственный вес конструкции; как вариант — масса сплошного снегового покрова и симметрично подвешен­ного оборудования. Ко второй — ветровая нагрузка; как вариант — односторонняя снеговая и масса несимметрич­но расположенного оборудования.

Оболочка купола считается пологой, если отношение стрелы подъема купола к его диаметру не превышает,1/5. При отношении стрелы подъема купола к его диа­метру не более 1/4 ветровой напор создает на поверхно­сти купола отсос, который разгружает купол и при до­статочном собственном весе покрытия может не учитываться. Однако легкие пластмассовые купола необходимо проверять расчетом на действие отсоса ветра.