Материалы для строительных конструкций. Физические свойства и прочностные характеристики древесины. Защита деревянных конструкций от гниения и возгорании.

Номенклатура строительных материалов, выпускаемых сегодня, весьма широка и разнообразна.

По исходному сырью все материалы можно разделить на две основные группы: минерального происхождения (природные камни, вяжущие вещества, керамика, металлы и др.) и органического происхождения (древесные материалы, полимеры, битумы и др.).

I [о своему назначению и условиям работы все строительные материалы можно подразделить на следующие группы:

конструкниоппые, применяемые для устройства фундаментов, каркасе»! зданий, несущих стен, для перекрытий, покрытий и др.;

■ омой ммшшионные и акустические, используемые для отепления конструкций в виде теплоизоляционных слоев и устройств, для акустических целей и др.;

гидроизоляционные, которые применяют для защиты конструкций и их деталей от воздействий влаги, а также в гидротехническом и подземном строительстве материалы, используемые для наружной и внутренней отделки:

Кроме этих материалов, имеются также материалы специального назначения: огнеупорные, жаростойкие, кислотостойкие, материалы доя защиты от радиоактивных излучений и др.

Древесина - ценный конструкционный строительный материал, продукт лесов, запасы которого могут возобновляться после его рациональных заготовок. В результате растительного происхождения древесина имеет трубчатое слоисто-волокнистое строение Ствол состоит из: 1) кора, 2) камбий, 3) заболонь. 4) ядро, 5) сердцевина. Древесные волокна располагаются концентрическими слоями вокруг оси ствола Основа древесины - трахеиды (до 90% всего объема). Трахеиды представляют собой вытянутые вдоль ствола пустотелые отмершие клегки, проводящие воду от корней к кроне. Они придают древесине механическую прочность. Плотность и прочность древесины зависят от относительного содержания в ней поздней древесины Различают 3 плоскости: торцевой, тангенциальный, радиальный, Влажность древесины оказывает значительное влияние на ее свойства Влажность древесины это процентное содержание свободной волы в полостях и гигроскопической воды в порах древесины. Два вида влаги: связанная (гигроскопическая содержится в клетках самой целлюлозы), свободная (капиллярная в межклеточном пространстве). Физические свойства: 1) плотность; зависит от количества пустот, толщины стенок волокон и содержания влаги 2) температурное расширение линейное расширение при нагревании, характеризуемое коэффициентом линейного расширения в древесине различно вдоль волокон под углом к ним 3) теплопроводность вследствие пористого строения древесина плохо проводит тепло. Механические свойства древесины, являющейся природным полимером. Реологических свойства: ползучесть -уменьшение напряжений с течением времени. Различные механические свойства материалов при различном направлении усилия к волокнам называется анизотропией и обусловлено трубчатым строением древесины. При смятии прочностные характеристики практически не отличаются ОТ сжатия Скалывание вдоль волокон является одним из слабых мест в работе древесины. Прочностные характеристики зависят от породы древесины, от времени действия нагрузки, от размеров поперечного сечения, от конфигурации хчемента Это все учитывается коэффициентом условия работы

(ащнта от гниения Для борьбы с грибами, разрушающими древесину, применяют специальные средства, называемые ашисептиками. Это ядовитые вещества, которые проникая п протоплазму клеток гриба, отравляют ее Антисептики подразделяют на две основные труппы: водорастворимые и нерастворимые. Антисептики не должны вредно влиять на древесину и снижать ее механическую прочность. Они должны быть устойчивы, безвредны для человека, не иметь неприятного запаха и т. д.

Водорастворимые ант ясен гики. К числу водорастворимых антисептиков относятся фтористонатриевые (фтористый натрий- хор прон в древесину. нет запаха, не горюч, не влияет на металл), динитрофенолят (динитрофенолят натрия - высокие ядовитые качества, хор. прон в древесину) натрия и медный купорос. К числу второстепенных антисептиков из числа водорастворимых относятся: медный купорос в концентрации 15%, железный купорос - 10%, хлористый цинк - до 5%, поваренная соль - до 10%, хлорная известь - 10%. Они вредно влияют на металлические части, малоустойчивы.

Водонерастворимые антисептики. К этой группе относятся маслянистые и кристаллические антисептики

Маслянистые антисептики (каменноугольное креозотовое масло, антраценовое масло; сланцевое масло; карболинеум, креоюты, смолы) в связи с их горючестью и неприятным запахом применяют, главным образом, прим. для частей в воздушных или фунтовых условиях f большую ядовитость и устойчивость. Они не ослабляют механических свойств древесины и не вызывают коррозии металла. - относятся: масляная пленка,древесина, пропитанная ими, не способна принимать окраску.

Лнтисентированис древесины. Способ антисепт ирования зависит от характера увлажнения деревянных деталей (постоянное или периодическое воздействие влаги), степени насыщения влагой, условий работы конструкций, сортамента лесного материала и способов пропитки

Защита от возгорания При температуре 120-150° начинается медленное обугливание древесины, а при 250 300° она воспламеняется

Для зашиты доевесины от возгооания применяют огнезащитные птэопиточные составы, коаски. пасты, наносимые на поверхность лоевесины. или

штукатурят поверхности Огнезащитные краски подразделяют на масляные с добавлением антипиренов, перхлорвиниловые, силикатные и казеиновые

Огнезащитные обмазки еметанообразной консистенции содержат суперфосфат, сульфитный щелок, глину и воду с пигментом. Наносят обмазку в два приема, образуя защитную корку 2—3 мм.

16. Материалы для строительных конструкций. Железобетон; обеспечение совместной работы бетона и арматуры. Прочность и деформагивность бетона. Марки и классы бетона.

Номенклатура строительных материалов, выпускаемых сегодня, весьма широка и разнообразна.

Но исходному сырью все материалы можно разделить на две основные группы: минерального происхождения (природные камни, вяжущие вещества, керамика, металлы и др.) и органического происхождения (древесные материалы, полимеры, битумы и др.).

По своему назначению и условиям работы все строительные материалы можно подразделить на следующие группы: конструкционные, применяемые для устройства фундаменгов, каркасов зданий, несущих стен, для перекрытий, покрытий и др.; генлоизоляцишшные и акустические, используемые для отепления конструкций в виде теплоизоляционных слоев и устройств, для акустических целей и др.; гидроизоляционные, которые применяю! для защиты конструкций и их деталей ог воздействий влаги, а также в гидротехническом и подземном строительстве материалы, используемые для наружной и внутренней отделки; Кроме этих материалов, имеются также материалы специального назначения, огнеупорные, жаростойкие, кислотостойкие, ма­териалы для защиты ОТ радиоактивных излучений и др.

Основой железобетонных изделий являются бетон и сталь. Это сочетание оказалось возможным благодаря свойству бетона при затвердевании прочно сцепляться с поверхностью стальной арматуры Кроме того, линейные удлинения бетона и стали при нагревании почтя одинаковы, благодаря чему при колебаниях температуры не возникают напряжения, могущие нарушить сцепления стали с бетоном. Бетон также надежно 'защищает сталь от коррозии Работа бетонных и железобетонных элементов под нагрузкой: 1 стальная арматура; 2 трещины

Долговечность и огнестойкость железобетона, способ if ость воспринимать как постоянные, так и вибрационные и ударные нагрузки определили высокую надежность железобетонных конструкций.

Идея сочетания бетона с металлом возникла гга той основе, что бетон, так же как и природные камни, хорошо работает гга сжатие и значительно (в 10— 15 раз) хуже на растяжение Если в бетонных конструкциях, в которых при изгибе возникнут растягивающие напряжения, поместить стальную арматуру, то сталь, хорошо сопротивляющаяся растяжению, позволит применить железобетон в элементах, подверженных поперечному изгибу.

Прочно сцепленный с арматурой, бетон вместе с ней укорачивается при сжатии. Однако при растяжении удлинения стали и бетогга весьма различны. При растяжении железобетонного элемента бетон сначала будет растягиваться со стальной арматурой, затем удлинение элемента может достигнуть величины, предельной для бетона, и в наиболее слабых его сечениях образуются трещины. При ширине таких трещин более 0,2 0,3 мм открывается доступ влаги и газов к арматуре, и она подвергается коррозии.

Во избежание этих явлений возникла идея — путем предварительного натяжения арматуры создать условия для обжатия бетона в процессе его эксплуатации с помощью сил упругого последействия натянутой арматуры. Применение предварительно нанряженног о железобетона позволяет более эффективно использовать сталь и бетон высокой прочности в конструкциях и тем самьгм уменьшить их сечеггие и собственный вес. при этом создать грещиноустойчивые. более долговечные конструкции.

Железобетонные конструкции, возводимые в проектном положении непосредственно гга объекте строительства, называются монолитными. Для возведения монолитных железобетонных конструкций требуются поддерживающие подмости (леса) и опалубка (формы), в которую устанавливают арматурные каркасы н укладывают бетон Железобетонные конструкции, изготавливаемые на сспециализированных заводах, называются сборными Такие конструкции монтируют на строительной площадке и при необходимости соединяют между собой ггутем сварки арматурных стержней или стальных закладных дегалей. Стыки элементов затем бетонируют или залипают цементным раствором. Ьетон — неоднородный материал: зерна песка и щебня различной крупности окружены цементным камнем (затвердевшим цементным раствором).

Прочность бетона: Нследствие неоднородности структуры и различной деформагивности цементного камня и заполнителя внешняя нагрузка на бетон создает в нем сложное напряженное состояние Прочность бетона зависит от характера силивого воздействия (сжатия, растяжения, среза), возраста, условаий твердения, формы и размеров. Нормами установлены следующие марки по прочности на сжатие для тяжелых бетонов. Марка М50 75 100... 800. На пористых заполнителях - 25...400, ячеистые 15... 150. поризованные 35... 100, крупнопористые 15... 100.

Прочность на растяжение: бетон на растяжение имеет минимальную прочность. Для конструкции к которым предъявляют требования
водонепроницаемости, или к бетону для которого предъявляют требования по ПЛОТНОСТИ устанавливают проектную марку бетогга

Водонепроницаемость бетона В2 4 6 8 10 12.

Классификация бетонов:

Бетоны классифицируют: но структуре плотные, крупнопористые, поризованные, ячеистые;

ВО объемной массе —• особо тяжелые (у>2500 кг/мЗ), тяжелые- (у 2200— 2500кг/мЗ), облегченные (у = 1800 2200кг/мЗ), легкие (у^50О 1800 кг/мЗ) и особо легкие (у<с <500 кг /мЗ);

по виду вяжущего, применяемого для его изготовления. — ггемен гные, силикатные, на смешанных или специальных вяжущих;

но виду заполнителей — плотные, пористые, специальные;

но черновому составу заполнителей крупнозернистые, мелкозернистые;

по условиям твердения — естественного твердения, подвергнутые тепловой обработке при атмосферном давлении, подвергнутые автоклавной обработке.

17. Проектирование инженерных конструкций. Предельные состояния 1й и 2й ■ руин: условие надежности конструкций по 1й и 2й
группам ПС.

Две группы предельных состояний.

Предельными считаются состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять предъявляемым к ним в процессе эксплуатации требованиям, т. е. теряют способность сопротивляться внешним нагрузкам и воздействиям или получают недопустимые перемещения или местные повреждения Конструкции должны удовлетворять требованиям расчета гго двум группам предельных состояний: по несущей способности (первая группа), по пригодности к нормальной эксплуатации (вторая группа).

(I) Расчет гго предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы предотвратить следующие явления:

хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (расчет по прочности с учетом в необходимых случаях прогиба конструкции перед разрушением); потерю устойчивости конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкций и т. п.) или ее положения (расчет па опрокидывание и скольжение подпорных стен, внецентренно нагруженных высоких фундаменгов, расчет на всплытие заглубленных или подземных резервуаров и т. п.); усталостное разрушение (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющейся подвижной или пульсирующей нагрузки: подкрановых балок, шпал, рамных фундаментов и перекрытий ггод неуравновешенные машины и г. п.); разрушение от совместного воздействия силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (агрессивность среды, попеременное замораживание и оттаивание и т. п.).

ё = N/<p*A<Ry*Yc; <р (X, стали); фе (M/N, гт, 1, сталь).(для фермы).

N- сжимающее усилие, ф-коэфф. продольного изгиба; А-площадь; Ry-раечетное соггративление материала по заданию; Yc - коэф.

(II) Расчет гго предельным состояниям второй группы выполняют, чтобы предотвратить следующие явления:

образование чрезмерного и продолжительного раскрытия трещин (если по условиям эксплуатации они допустимы); чрезмерные перемещения (прог ибы, углы поворота, углы перекоса, амплитуды колебаний).

Расчег гго предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов или частей выполняют для всех этапов: изготовления. транспортирования, монтажа и эксплуатации При этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям и каждому из перечисленных этапов.

f max/1. < пторм /L (1/250 - для стальных ферм)

18. Материалы для строительных конструкций. Физические характеристики строительных сталей. Марки и классы. Прочность сталей.

Строительный материал - материал, который предназначен для изготовления строительных изделий и создания строительных конструкций зданий Строи тельных материалов существует огромное множество. Выбор строительных материалов зависит от того, предназначение и местостроительства.

Металл- один из самых распространенны материалов в строительстве - применяют стали и алюминиевые сплавы.

В строительных конструкциях в основном применяют так называемые малоуглеродистые стали, обладающие большой пластичностью, хорошей свариваемостью и высокой прочностью, и стали повышенной прочности — низколегированные и термоуирочненные.

Перспективный материал металлических конструкций - алюминиевые сплавы, прочность которых приближается к прочности углеродистых сталей, но масса конструкций из них значительно меньше, чем масса стальных.

Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, содержащий в незначительных количествах другие элементы п виде естественных примесей или специальных добавок. Включение в состав стали в небольших количествах таких -элементов, как хром,' никель, марганец, кремний, ванадий, медь и др., называемых легирующими добавками, позволяет улучшить ее свойства и прочностные характеристики.

Стали, применяемые в строительстве, условно делят на три группы: стали обычной прочности — малоуглеродистые класса С38/23; стали повышенной прочное™ низколегированные и термоуирочненные классов С44/29, С46/33 и С52/40; стали высокой прочности классов С60/45, С70/60.И С85/75.

Физические характеристики строительной стали:

Плотность р (ро) 7850 кг/мЗ; Удельная сила тяжести стали -У-78.5кн/мЗ; Н-2.05*М|5мПа-модудь продольной упругости; О-8*10[4мПа-.модуль упругости второго рода-модуль при сдвиге М(мю)-0,3-коэффициен1 деформации, коэффициент Пуассона (поперечная деформация).

Структура охлажденной стали: сталь охлаждается до температуры 120 по I (ельсию имеет т.нач. Перли тно-ферри тпую структуру.

Перлит сод-т цементит РеЗС (карбит железа), и пластинки феррита твердый раствор углерода в гназ. Альфажелезе.

Перлитная структура образуется при охлаждении стали от плавления до температуры 723 град. Кроме перлита в охлаждающейся стали есть охлажд. Зерна феррита, чем меньше эти зерна тем качественней сталь. - сталь двойственна (благодаря такой структуре сталь обладает прочностью и пластичностью.

Хорошая свариваемость.

Недостатки: низкая огнестойкость, модуль упругости снижается при 200 град., а при 600 град пластична. Низкая стойкость к коррозии и ai pec Средам.

Требует защиты Способы повышения качества стали: качество можно улучшить легированием и термической обработкой. Кроме того

необходимо ограничивать вредные примеси.

Легированная сталь: в сталь добавляют алюминий, марганец, кремний. ')та вещества служат раскисли гелями- образуют окислы при выплавке и связывают попавший в него кислород. Улучшение пластических свойств, свариваемости.

КП- нераскисленные стали. СГ- спокойные стали (полностью раскисленные).

ПС- полуспокойные (полураскисленные). Добавляют также Никель, Медь.

19. Балки и балочные конструкции. Деревянные балки сплошною и составного сечений.

Балка - это изделие из металла. ж\б, дерева применяемые в промышленном и гражданском строительстве.

В зависимости от числа опор и характера опорных закреплений различают балки: однонролетные балки, многопролетные балки, консольные балки, балки с заделанными концами, разрезные балки, неразрезные балки и др. Прямоугольные сечения целесообразны при относительно большой высоте и малой ширине балки.

По форме поперечного сечения различают балки: - прямоугольные, - тавровые. - двутавровые, - коробчатые и др.

По назначению балки: основные (продольные балки, балки,перекрывающие пролет между опорами) и вспомогательные (поперечные, перекрывающие расстояния между др балками). Система продольных и поперечных балки называются балочной клеткой.

Деревянные балки сплошного и составною сечения.

Дощатоклееные балки в виде многослойного пакета обладают рядом преимуществ перед другими составными;— балками: они работают как монолитные, их можно изготовлять с поперечным сечением большой высоты; в балках

длиной более 6 м отдельные доски стыкуют по длине с помощью зубчатого шипа и, следовательно, балки не будут - - ----- ".".'~j

иметь стыка, ослабляющего сечение; в дощатоклееных балках можно рационально размешать доски различного *,

качества по высоте в наиболее напряженных зонах доски 1-го сорта, в менее напряженных зонах доски 2-го и 3-

госортов.

Ьалки сплошного сечения - состоят из слоев массивной древесины, склеенной по гшасти

Ьалки дощатоклееные. Валки двутаврового и коробчатого сечений изготавливают с плоскими и волнистыми стенками, применяя для плоских стенок многослойную клеёную древесину или фанеру, а для волнистых только фанеру.

Для изготовления деревянных клееных конструкций рекомендуется использовать пиломатериалы хвойных пород (ель, сосна).

, -. г - i i----- ^ пород ^едь, сосна f.

Балки дощатоклееные: Л типы балок; Б — варианты сечений балок; В — распределение составных
г элементов по сортам (по качеству)

-.r---=V' „„:_.. Балки клеенофанерные с плоскими стенками и ребрами жесткости:

Щ Е■. к£3 А — балка постоянной высоты; Б — двухскатная балка; В - балка с криволинейной геометрией верхнего

пояса; Г — стык фанерной стенки с накладками; Д стык фанерной стенки "на ус"

В отечественном строительстве применяют дощатоклееные балки пролетом до 24 м Сечения

2Jj"7"~ дощатоклееных балок принимаются в большинстве случаев не более 16,5 мм, что позволяет изготовлять их из

цельных широких досок, склеенных между еобой кромками, с расположением этих стыков вразбежку но

высоте. Высота сечения балок определяется расчетом и находится в пределах от 1/10 до 1/15 пролета. Форма дощатоклееных балок может быть

прямоугольной, односкатной, сегментной и двускатной, постоянной и переменной высоты,

Клеенофанерные балки состоят из фанерных стенок и дощатых поясов. Поперечное сечение клеенофанерной балки может быть двутавровым и
коробчатым. Так как при этом пояса балки удалены от нейтральной оси, то материал в таких балках используется более эффективно. При этом
клеенофанерные балки могут быть постоянной высоты, двускатными, а также с криволинейным верхним юа av «я> tja но ша

поясом. Балки с плоской фанерной стенкой рекомендуется использовать для пролетов до 15 м. Их высоту _J.Zj§sSgi?<Ci^»^n"i^^Ji^^;тЙ Щ.-
наэначают в пределах 1/18- 1/12 длины пролета. Пояса балки но плоскостям склеивания с фанерными ПгдрЕрк^ЧС"—*" ^5&532*ii^±i5Zjfr5

стенками должны иметь прорези для того, чтобы ширина клеевых швов не превосходила 10 см. Это |---- i—Ј?li*!i ^^ 1**£4±*£1_^Я..-

предотвратит появление перенапряжения швов при колебаниях температуры и влажности

Ьалки составною сечения - в?§п тп - jSlS>~ — Г~ -^^а

Придание жесткости фанерной стенке обеспечивается установкой дощатых ребер жесткости, которые Иду * _> | Ш •fljg|BSqBf||l llljj

располагают в коробчатых балках в полости между двумя фанерными стенками. В двутавровых балках Щэ '*-*{ *С*у£~ — zz. Xx.

ребра жесткости располагают по обе стороны стенки. По длине ребра жесткости ставятся с шагом, равным bgsi *1_1 - j^-s^^ ^^ ^t^ S

1/8—1/10 пролета. ^хт*

Fur:. I Ксл.'л.ц*и;'a.-;ar.iw um с силичяымм ы ui.v«.<.vw,wi

2(1. Ьалки и балочные конструкции. Ьалочные клетки, сопряжения балок, крепление балок.

При проектировании конструкции балочного перекрытия, рабочей площадки цеха, проезжей части моста или другой аналогичной конструкции

необходимо выбрать систему несущих балок, обычно называемую балочной клеткой.

Балочные клетки подразделяют на три основных типа: упрощенный, нормальный и усложненный.

В упрощенной балочной клетке нагрузка на перекрытие передается через настил на балки настила, располагаемые обычно параллельно меньшей

стороне перекрытия на расстояниях а (шаг балок) и через них на стены или другие несущие конструкции. Из-за небольшой несущей способности настила

поддерживающие его балки приходится ставить часто. При частом размещении длинных балок - неэкономично.

Поэтому в нормальной балочной клетке нагрузка с настила передается на балки настила, которые, в свою очередь, передают ее на главные балки,

опирающиеся на колонны, стены или другие несущие конструкции, ограничивающие площадку. Балки настила обычно принимают прокатными.

В усложненной балочной клетке вводятся еще дополнительные, вспомогательные балки, располагаемые между балками настила и главными балками, передающими нагрузку на колонны. В этом типе балочной клетки нагрузка передастся на опоры наиболее длинным путем. Чтобы снизить трудоемкость, балки настила и вспомогательные балки обычно принимаются прокатными.

Выбор типа балочной клетки связан и с вопросом о сопряжении балок между собой по высоте.

При этажном сопряжении балки, непосредственно поддерживающие настил, укладываются на главные или вспомогательные Это наиболее простой и удобный в монтажном отношении способ сопряжения балок, но он требует наибольшей строительной высоты.

При сопряжении в одном уровне верхние полки балок настила и главных балок располагаются в одном уровне, а на них опирается настил Этот способ позволяет увеличить высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия, но существенно усложняет конструкцию опирания балок.

Пониженное сопряжение применяется в балочных клетках усложненного типа В нем вспомогательные балки примыкают к главной ниже уровня верхнего пояса главной, на них потгажно укладываюг балки с настилом, который располагается над главной балкой. Этот тин сопряжения, гак же как и сопряжение в одном уровне, позволяет иметь наибольшую высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия

Параметры балочной клетки и размеры задаются технологами или архитекторами исходя из фебований размещения оборудования и удобной эксплуатации помещений. Главные балки обычно опирают на колонны и располагают вдоль больших расстояний между ними. Расстояние между балками, непосредственно поддерживающими настил, определяется несущей способностью настила и обычно бываег 0,6—1,6 м при стальном и 2— 3,5 м при железобетонном настиле. Расстояние между вспомогательными балками обычно назначается в пределах 2 —5 м, и оно должно быть кратно пролету Iлавной банки. При выборе этого расстояния надо стремиться получить минимальное количество вспомогательных, причем прокатных балок.

В сопряжениях балок опорная реакция передается через болты и сварка на специальное ребро укрепляющее стенку ГБ (болты нормальной точности и высокопрочные болты). Иногда сопряжение в одном уровне и пониженное устраивают с помощью столика.

'//

21. Соединение элементов конструкций. Сварные соединения стальных конструкции - элекгродуюван сварка. Классификация сварных соединений и сварных швов.

Соединение элементов конструкции: ЭЛЕКТРОДУГОВЛЯ СВАРКА ЭДС - наиболее широко применяемая. При электродуговой сварке кромки соединяемых деталей расплавляются электрическим дуговым разрядом Для сварки: сильноточный источник питания низкого напряжения, к одному зажиму которого присоединяется свариваемая деталь, а к другому - сварочный электрод. Главная роль дугового разряда преобразование электрической энергии в теплоту, при температуре ок. 5500° С.

Ручная дуговая сварка с защитой зоны сварки. распространенный - применяется для сварки мягкой и легированных сталей, чугуна, нержавеющих сталей и т.д. Электрод - стержня (д. 1.5-10 мм). При прикосновении электрода к свариваемой детали (3-5 мм отлетали) замыкается цепь тока, и конец электрода нагревается, далее устанавливается дуговой разряд. В близи дуги металл расплавляется, конец электрода тоже расплавляется, и металл электрода вливается в расплавленную «сварочную ванну» основного металла, которая затем сразу же затвердевает.

Ключом к успеху такой технологии явилось создание густого флюса обмазки, окружающей металлический электрод. Флюс защищает дугу и сварочную ванну от загрязнения тазами, содержит раскеслители и др. компоненты.

Сварка иод флюсом. Этот способ сварки аналогичен предыдущему, но отличается от него тем, что электродом служит проволока, подаваемая с катушки и подводимая к месту сварки через слой флюса. Сама дута при этом не видна. Процесс сварки допускает почти полную автоматизацию Скорость сварки при такой технологии больше, но требуется время для подготовки деталей к сварке. Экономически оправдана только при большом объеме работ.

Газоэлектрическая сварка расплавляемым электродом. Этот вид сварки охватывает ряд родственных технология, подобных сварке под флюсом Роль флюса п них играет газ (аргон, гелий, углекислый дают разные хар-ки дуги), выходящий из сварочного сопла и охватывающий конец электрода, дугу и сварочную ванну. Особенности - возможность сварки химически активных металлов (алюминия, магния и т.д.). Диапазон толщин - от самых малых до очень больших.

Сварка вольфрамовым электродом в инертном газе - в нем используется короткий нерасплавляемый вольфрамовый электрод. Под действием тепла от дуговою разряда плавится основной металл вблизи дуги, возможно применение присадочного металла сматываемого с катушки. Зона сварки обдувается извне инертным газом (аргоном или гелием) для защиты от атмосферного воздуха. Такой метод допускает точный контроль как при ручной, гак и при механизированной сварке

^Г

4ф£ь£*&А

Дуговая сварка трубчатым электродом. При таком методе дуга создастся между свариваемой деталью и непрерывным трубчатым электродом, наполненным флюсом. Материал электрода служит присадочным мегаллом, а продукты разложения флюса обеспечивают защиту сварочной зоны.

«v?<*V/

*%*

Сварка сжатой дутой (плазменная сварка). Метод аналогичен сварке вольфрамовым электродом в инертном газе, но дуга (плазменный столб) ограничивается сварочным соплом, благодаря чему существенно повышается ее температура.

*Виды сварных соединений и сварных швов. Соединения: встык, внахлестку, впритык.

Швы соединение встык - стыковые швы: внахлест угловые лобовые, угловые фланговые швы. соединения впритык швы в тавр (угловые), швы в

*&М^е

Циды швов по положению В пространстве: нижние, вертикальные, горизонтальные, /у%*>У!

потолочные (плохое соединение). *Т

& Л/t-tfTirt^ [/

Швы могут быть сплошные и прерывистые, заводские и монтажные: - назначению (рабочие связующие, подварочные): - но числу сдоев (однослойные, многослойные);

Длины швов: lw min = 40... 50 мм (больше =4К1), Kf-катет шва толщина или высота. 1-1-сечение по металлу шва, 2-2 сечение по границе сплавления

lw max = 85 BIKf, - Bf - коэффициент глубины проплавления но металлу шва. - Bz коэффициент глубины ироилавления по границе сплавления. Если усилие в шве распределено равномерно, то длина шва не ограничивается. Если усилия в шве распределено равномерно то длина шва не ограничивается.

22. Соединения элементов конструкции. Виды соединений деревянных конструкций.. Соединение деревянных конструкций. Обитай характеристика нагельных и клеевых соединений.

Мах размеры цельных деревянных элементов в строительстве составляют до 28 см в сечении и до 6.5м длиной Для увеличения длины элементов применяют сращивание, а для увеличения сечения - сплачивание. Кроме того, большая часть соединений представляет собой сопряжение отдельных эл-тов в узлах. Соединение эл-тов ДК но способу передачи усилия делятся на: ""соединения на механических связях (на болтах, гвоздях, шурупах, и т.п.); 'соединения, в которых усилия передаются непосредственным упором контактных поверхностей соединяемых элементов (шипов, врубок, нагелей и т.п.); 'соединения на клеях.

Соединения на механических связях обладают достаточно высокой прочностью и надежностью. Передача сил в таких соединениях происходит от одного элемента к друз ому через отдельные точки и компенсируется силами трения между металлом и волокнами древесины (гвоздевое соединение) или упорами винтовой нарезки и прорезаемыми в древесине винтовыми желобками (соединение на шурупах).

Нагели - наиболее распространенные мех связи для соединения элементов ДК. Нагель гибкий сгержепь, который сосдиняег эл-ты и препятствует их сдвигу. Сам при этом работает на изгиб и сжимает древесину. Соединения на нагелях препятствуют взаимному сдвигу стыкуемых элементов, поэтому гвозди и шурупы в некоторой степени можно считать разновидностью нагелей. В нагельном соединении, находящемся под воздействием внешней нагрузки, сам нагель работает на изгиб, а древесина соединяемых элементов под нагелями подвергается смятию. Нагели бывают стальные, пластмассовые и деревянные, а по форме — цилиндрические и пластинчатые. Древесина для нагеля подбирается из твердых пород. Выбор того или иного диаметра нагеля целиком и полностью зависит от толщины соединяемых деталей и от требований к прочности соединения Пластинчатые нагели служат для сплачивания 2 или 3 брусьев. Различают две группы соединения на нагелях: симметричные и иессиметричные.

Шиповые соединения - наиболее элегантное, но трудоемкие. Состоит — из шипа и гнезда, или проушины Шипом называют выступ, находящийся на конце одной детали и входящий в гнездо или проушину другой детали. Должно плотно входить в гнездо, не разрушая волокна древесины При очень тугой посадке промежутки между шипами или гнездами могут отслаиваться, а при свободной посадке - соединение будет непрочным.

Стропильные врубки применяют при сооружении элементов крыши. В связи с тем, что стропила всегда располагаются под углом к балкам

YO

получили лобовые врубки и упоры. Соединения на лобовых врубках не требуют специального оборудования, они просты в изготовлении и надежны в эксплуатации. Для передачи монтажных нагрузок в лобовых врубках часто используют вспомогательные металлические крепления: скобы, болты, штыри и т.п. Является основным видом соединения в фермах.

Соединения на клеях наиболее прогрессивный способ соединения древесины, отвечающий индустриальным методам изготовления за счет сгюйств
клеев. К достоинствам клееных конструкций относятся возможность компоновки крупноразмерных конструкций,
использование древесины низких сортов в менее напряженных зонах конструкций, отсутствие ослаблений fu
врезками и врубками, надежная работа на сдвиг в швах и т.д. Недостатком клееных конструкций считается Д
необходимость тщательного контроля в заводских условиях и сложность изготовления соединений при монтаже.
Клеевые соединения: А — склеивание продольное; Ь — склеивание впритык; В — склеивание "на ус"; Г -
склеивание зубчатым шипом: Д — склеивание под углом ^: -^-—^',- г£к

23. Проектирование инженерных конструкций. Сбор снеговых нагрузок на двускатные, сводчатые и купольные покрытия зданий.

ШХ1.

Снеговые нагрузки: нормативное значение снеговой нагрузки веса снег покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли So принимается В зависимости от снегового района строительства На территории России - 4 снеговых района (I IV) Костромская область - IV.(где So 1,5 кПа (150 кг на м2). Нес снега зависит от конфигурации покрытия коэффициент м (мго). S=M*So (значение прил 8).

.- -— — ТГТГТТЬа.

Двухскатная кровля: г tg а (альфа) уклон.

Двускатные: S~m*So, м (мю) = 1 при альфа меньше или = 25 град. (м=0 при

,. и

ш

альфа больше или =60) 11ри условии. 25 меньше альфа но больше 60, м(мю).

находится: 60-альфа/60-25= 60-альфа/35.
Здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями:
м~Ш больше или равно 1/8, но от 0,4- м -- 1,при t\l больше или равно 1/8.
61 | 1.8 |1.6 Дольше 1,5
м | 1,6 | 2,0 | 2,2

Сбор снеговых нагрузок па сферический купол: Для полусферы - м (мю) 0.25. hc-0,357 R Re 0.766R R-hc-0.634R Необходимо выразить Рс через S.

Для расчета: 1.Найдем равнодействующею снеговой нагрузки: Рс S*II(hh)*Rc|2; 2 Площадь поверхности шарового сегмента Ас 21 IRhc:

3.Найдем интенсивность снеговой нагрузки на купол Рс - Рс/Ас, (пример 0,82*S) м1 (мю) = 1/8f, So^l 5кПа, для полусферы м = 0.25, (l-2f), тогда Рс -0.82*0,25*So=0.205So, Pc-Q.205So.

24. Проектирование инженерных конструкций. Сбор ветровых нагрузок на здания II- образной формы и

Ветровая нагрузка: ветровую нагрузку определяют в общем случаи как сумму 2 составляющих: средней и пульсапионной. W Wm I Wp (к! 1А) Нульсационнут составляющую можно не учитывать для многоэтажных зданий высотой до 40м и для одноэтажных производственных зданий высотой до 36м при отношении высоты к пролету не более 1,5 (Н\г.мсньше 1,5).

Территории РФ-8 ветровых районов (la,l-Vil) Костромская область- 1

Средняя составляющая ветровою давления вычисляется по формуле: Wm = Wo*k*c (кПа).

Wo - нормативное значение ветрового давления, которое принимается в зависимости от ветрового района. (Wo -0,23к11а (1 район)

В старом еггипе - 2 типа (А и Ь). Сейчас 3 типа (А-открытыс побережья морей, озер, пустыни, тундра; В -городские территории, лесные массивы, С-городские районы с застройкой выше 25м). Значение К даны в таблице 6 Снипа.

С - аэродинамический коэффициент, зависит от конфигурации сооружения. (По приложению 4).

1 Отдсльностоящее П-образное сооружение, плоское покрытие Наветренная зона (активгг) Се (0,8; Подветренная зона (отсос) - Се^ - 0,6.