Классификация и конструирование ферм. Расчет ферм.

Деревянные фермы – это сквозные решетчатые конструкции, состоящие из поясов и связывающих их решеток. Пояса состоят из одной или нескольких ветвей и могут быть цельного или составного сечения. Решетка состоит из отдельных стержней, раскосов и стоек.

Верхний пояс ферм принимается прямоугольным брусчатым или клееным из горизонтальных слоев. Нижний пояс ферм выполняется из профильной или круглой стали. Решетка выполняется из цельных или дощатоклееных элементов и стали и должна иметь минимальное число элементов.

Фермы различают:

• по форме

Клеефанерные фермы:

а – треугольная с нисходящими раскосами; б – то же, с восходящими раскосами;

в – сегментная; г – пятиугольная

Брусчатые фермы:

а – треугольная малопролетная; б – многоугольная;

1 – нижний пояс из бруса; 2 – нижний пояс из металлического проката

• по типу решетки:

1. Фермы с раскосной решеткой (с постоянными восходящими или

нисходящими направлениями раскосов).

2. Фермы с треугольной решеткой (с переменным направлением

раскосов).

• по материалу:

1. Деревянные.

2. Комбинированные: нижний пояс – металлический, верхний – из древесины (доски, брусья, клееные пакеты

1. При расчетах надо учитывать следующие случаи загружения:

• ферма нагружена постоянной и временной нагрузкой на всем пролете;

• ферма нагружена постоянной нагрузкой на всем пролете и временной на половине пролета, панель находится на незагруженной половине пролета;

• ферма нагружена постоянной нагрузкой на всем пролете и временной на половине пролета, панель находится на загруженной половине пролета.

2. При геометрическом расчете определяют:

• длины стержней;

• углы наклона к горизонтальной проекции;

3. При статическом расчете определяют усилия в стержнях фермы

от всех нагрузок и их сочетаний.

Расчетные схемы работы верхних поясов:

а – гнутого пояса сегментной фермы;

б – прямого пояса треугольной и пятиугольной ферм

Сушка древесины. Общие положения. Атмосферная сушка.

Сушка – это удаление влаги из древесины. При этом протекает не-

сколько процессов:

• теплообмен – передача тепла древесине от агента сушки или источника тепловой энергии;агент сушки – среда, окружающая древесину в процессе сушки;

• теплопроводность – перемещение тепла внутри материала;

• влагоотдача – удаление влаги из поверхности древесины.

Влажность определяют:

1) взвешиванием образцов; 2)при помощи электровлагомеров

Абсолютно сухая древесина – древесина, из которой удалена вся свободная и гигроскопическая влага.

Во время сушки древесины при уменьшении гигроскопической влаги происходит уменьшение размеров и объема древесины – усушка (обратный процесс –разбухание).

При сушке древесины происходит:

1) влагоотдача– испарение влаги с поверхности материала в окружающую среду;

2) влагоперенос– перемещение влаги внутри материала;

Основной параметр, характеризующий условия протекания этих процессов, является температура среды: – t < 100 оС –сушка низкотемпературная (испарение);

– t > 100 оС –сушка высокотемпературная (кипячение)

Существует несколько способов сушки пиломатериалов: – атмосферная (осуществляется на открытом воздухе или складах); –камерная (производится в сушильных камерах).

Сушка пиломатериалов может быть: – одностадийная – (применяется только камерная сушка), т.е. материалы со своей природной влажностью (от 100 ÷ 50 %) помещают в сушильные камеры и высушивают до технологической влажности (6 ÷ 16 %);

– двухстадийная – на первой стадии пиломатериалы со своей природной влажностью доводят до равновесной (30 %) или транспортной (20 %)влажности

Атмосферная сушка осуществляется на открытом воздухе, пиломатериалы укладывают в штабеля правильной геометрической формы: боковые и торцевые поверхности должны быть строго вертикальны. Штабель формируют из одинаковых по породе и толщине пиломатериалов на прокладках. Для того чтобы избежать коробления и провисания досок, по длине штабеля укладываются прокладки, их количество зависит от породы древесины, толщины и длины укладываемых пиломатериалов

Есть определенные требования для складов:

– склад устраивают на сухом, хорошо проветриваемом участке, территорию которого тщательно выравнивают, обрабатывают химикатами для уничтожения растительности, покрывают щебенкой;

– для предохранения от атмосферной и грунтовой влаги штабеля укладывают на подкладках и устраивают навес.

Для проведения атмосферной сушки вся территория СНГ разделена

на 4 зоны: 1 – северная 2 –северо-западная 3 –центральная 4 –южная

Недостатки атмосферной сушки:

– сезонность процесса (может происходить в активные сезоны года

– весна, лето, начало осени);

– большая продолжительность (связана с недостаточной циркуляцией воздуха в естественных условиях);

– ограничивается влажностью 18 ÷ 22 %.

43.Камерная сушка.

Сушку пиломатериалов производят в камерах:

• непрерывного действия

• периодического действия

По характеру нагрева материала и сушильного агента:

Радиационный, высокочастотный, электроиндуктивный, конвективный

Наиболее распространенным и основным способом является конвективная газопаровая камерная сушка.

Режим сушки – расписание во времени основных параметров су-

шильного агента в зависимости от породы, начальной и заданной конечной

влажности древесины, категории сушки и размеров пиломатериалов.

Определяющими параметрами сушильного агента являются:

• температура;

• степень насыщения φ

• психрометрическая разность.

Технологический процесс камерной сушки:

1. Начальный прогрев древесины

2. Собственно сушка по выбранным режимам

3. Влаготеплообработка

4. Кондиционирование материала

Сушка древесины. Общие положения. Особые способы сушки

К особым способам сушки относят:

1) конвективная сушка в жидкостях;в качестве агента могут быть:

• маслянистые гидрофобные или парафинообразные жидкости, которые не смешиваются и не растворяются в воде;

• расплавленные металлы;

Технологический процесс камерной сушки

1. Начальный прогрев древесины

2. Собственно сушка по выбранным режимам

3. Влаготеплообработка

4. Кондиционирование материала

• сера;

• водные растворы гигроскопических минеральных солей.

Наиболее распространена сушка в петролатуме –парафинообразном

веществе, которое является отходом от перегонки нефти.

Сушка осуществляется при атмосферном давлении в ваннах, заполненных петролатумом, нагретом до 120 ÷ 130 0С. Внутри древесины вследствие кипения влаги создается избыточное давление, под действием

которого пар выходит в атмосферу, преодолевая сопротивление древесины и слоя жидкости. Расход петролатума 25 ÷ 40 кг/м3. Продолжительность

сушки 6 ÷ 8 часов.

Недостаток: загрязнение поверхности древесины, что затрудняет ее последующую механическую обработку и склеивание.

Применение:обработка столбов, линий электропередач, шпал, мостов.

2) сушка в поле токов высокой частоты (ТВЧ)

Древесина способна прогреваться в поле высокой частоты. Прогрев осуществляется внутри материала равномерно по его объему, не подводится извне.

45.Технологический процесс изготовления несущих клеедеревянных конструкций.

Поток подготовки пиломатериалов и заготовок: Операции сушки, Сортировка

На первой стадиидревесина должна быть высушена до требуемой

технологической влажности.

1 этап – атмосферная сушка, 2 – камерная

На второй стадии производится сортировка пиломатериалов машинами- силовая сортировка

фрезерование шипов – выполняется на шипорезных или фрезерных станках. Нарезку зубчатых шипов производят специальными фрезами.

В зависимости от способа фрезерования зубчатые шипы могут быть вертикальными, горизонтальными, диагональными и угловыми. При вертикальных шипах прочность зубчатого стыка увеличивается.

Схема зубчатых шипов после фрезерования:

L – длина типа; t – шаг шипа; b – затупление; l – зазор

Качество склеивания в большей степени зависит от подготовленной поверхности:

• поверхность под склейку следует обрабатывать по 7-му классу шероховатости, что достигается фрезерованием со снятием провесов, образовавшихся в соединениях на зубчатый шип;

• склеиваемые поверхности должны быть свежеотфрезерованными

• склеиваемые поверхности должны быть очищены от пыли и плот-

но прилегать одна к другой.

Клей на поверхности досок может наноситься с одной или двух сторон, соответственно клеенаносящие устройства могут быть двух видов:

– двухсторонние нанесения клея одновременно на обе пласти пиломатериалов;

– односторонние (струйные и наливные): клей наносится непрерывными струями, вытекающими из отверстий трубы, расположенной над движущейся плетью.