Достоинства недостатки древесины как конструкционного материала. Область применения

Достоинства недостатки древесины как конструкционного материала. Область применения

+Постоянное возобновление запасов

+Малая плотность и относит высокая удельная прочность и жескость

+Более легкая обрабатываемость

+Малая тепло- и электропроводность

+Высокая изоляяционность

+Биологич совместимось для человека и животных

+Эстетичность и химическая стойкость

- Неоднородность строения и наличие пороков

- Изменение свойств под действием температурно-влажностного режима

- Опасность возгорания, загнивания и повреждения насекомыми

Недостатки могут устраняться конструктивными мерами или химически

Область применения

Промышл ЗиС, гражданск ЗиС, с/х назнач, транспортн соор, гидротехнич. соор, специаль сооружения

Достоинства древесины определяют область ее рационального применения:

1 Необходим снижения массы конструкций несущих и огражд особенно в труднодост сооруж

2 При перекрытии больших пролетов

3 при экспл в условиях агрессивных к металлу и Ж/Б (солевая среда)

4 При необходимости создания конструкций удовлетворяющих специальным требованиям

5 С целью обеспеч повышенных архитектурн требов

Нецелесообразно применять, если:

1 Затруд меропр по защите др-ны от огня и поврежд

2 Высокие нагрузки

Пороки др-ны и их влияние на механич св-ва.

Пороками считают недостатки отдельных участков древесины, снижающие ее качество и ограничивающие возможность ее использования.

Дефектами называют пороки древесины механического происхождения, возникающие в ней в процессе заготовки, транспортирования, сортировки, штабелевки и механической обработки.

Пороки делятся на 10 групп

1. Сучки

2. Грибные окраски и гнили

3. Химические окраски

4. Повреждения насеком

5. Трещины деформации

6. Пороки формы ствола и строения

7. Раны

8. Ненормальные отложения

9. Механические повреждения

10. Дефекты обработки

Влияние на механические св-ва:

Пороки по-разному сказываются при работе на растяжение, сжатие и изгиб, скалывание и смятие. И ограничение пороков связано с видом работы элемента в конструкции

Влияние направления волок, температуры и влажности на механические свойства древесины.

Влияние влажности.При повышении влажности древесины от 0 до точки насыщения волок примерно до 30% ее прочность, в том числе и длительная, уменьшается, деформативность увеличивается и модуль упругости снижается. В наименьшей степени влажность влияет на ударную прочность и на прочность при растяжении вдоль волокон. При изменении влажности на 1% прочность меняется на 3-5 %. Повышение влажности свыше точки насыщения волокон не приводит к дальнейшему снижению ее прочности.

Стандартная влажность древесины 12%. Приведение к стандартной влажности по ф-ле:

В₁₂=В_W*{1+α*(W-12)} ф-ла приведения действительна в пределах изменения влажности 8-23%

Влияние температуры. Опыты показывают, что предел прочности при любой влажности зависит от температуры, с ее повышением прочность уменьшается, с понижением- увеличивается. При большой влажности и отрицательных температурах влага в древесине превращается в лед получается замороженная древесина, прочность которой на сжатие, поперечный изгиб, скалывание и раскалывание возрастает. В тоже время замороженная древесина становиться более хрупкой, снижается сопротивление ударному изгибу.

Модуль упругости при повышении температуры понижается, что увеличивает деформативность деревянных конструкций. Уменьшение прочности при повышенных температурах, осложненное усушкой в присучковом кослое, является основной причиной наблюдавшихся иногда разрывов деревянных элементов конструкций в жаркие летние месяцы, когда напряжение в элементах значительно ниже, чем зимой.

Предел прочность при данной температуре к прочности при стандартной температуре 20⁰С по ф-ле

σ₂₀= σ_т+β*(Т-20)

Ф-ла действительна в пределах Т=10-50⁰С. Пересчет к температуре 20⁰ С должен поизводиться после пересчета к влажности 12%

Влияние направления волокон.Главные направления: вдоль и поперек.

.15. Расчет центрально-растянутых деревянных элементов.

Элементы из дерева и пластмасс рассчитывают по двум предельным состояниям. Расчетные и физические характеристики элементов из древесины и фанеры приняты по СНиП II-25-80, а для пластмасс — по данным, взятым из научно-технической литературы. Формулы для расчета деревянных и фанерных конструкций можно также использовать для расчета элементов из конструкционных пластмасс.

При простом изгибе

(11)

при косом изгибе (12)

По касательным напряжениям

(13)

где Мх и Му—составляющие расчетного изгибающего момента М соответственно для осей х и у; Wxрасч. Wyрасч — составляю­щие расчетного момента сопротивления сечения Wрасч относительно осей х и у, принимаемого Wрасч — Wнт при проверке ослаблен­ного сечения элемента, или Wрасч =Wбр при проверке на действие максимального изгибающего момента в неослабленном сечении (здесь Wнт — момент сопротивления ослабленного поперечного сечения, который вычисляется с учетом ослаблений, расположенных на участке длиной до 20 см и совмещенных в одном сечении); Q — рас­четная поперечная сила; Sбр — статический момент брутто сдвига­емой части сечения относительно нейтрального слоя поперечного сечения; bрасч — расчетная ширина сечения элемента; Rи, RСК(СР) — расчетные сопротивления изгибу и скалыванию (срезу) материала

При косом изгибе, который чаще всего встречается в прогонах, расположенных на наклонном скате крыши, сечение прямоуголь­ных элементов рекомендуется принимать таким, чтобы h/b = ctgα при расчете по прочности или h/b = — по предельному прогибу. Во всех случаях следует принимать конструктивные меры по уменьшению скатной составляющей изгибающего момента Му, используя настилы, стропила и другие элементы крыши.

Пластинчатые нагели

Цилиндрические нагели

30.Клеевые соединения Клеевые соединения применяют в основном при сплачивании деревянных и пластмассовых эл., а также для склеивания их между собой. В отдельных случаях их используют при наращивании и создании узлов, также для вклеивания в древесину стержней, шайб и т.д. После склеивания деревянных эл-тов их по-в должна быть острогана, а других мат-лов-очищена и обработана. Толщину досок для склеивания принимают не более 33мм(после острожки). При склеивании прямолин эл-тов до 42мм. Ширина досок должна соответствовать номинальной ширине клен эл-та с учётом припусков на обработку и сушку.При склеивании досок между собой и с фанерой под прямым углом ширина дсок-до 100мм, под другим углом – 150мм.Стыкование досок по длине осущ с помощью зубчатых соединений11-20(ГОСТ19414-79*), для склеивания фанеры 11-10 и 11-5, а также соединение «на ус».Клеевые соединения считаются равнопрочными с древесиной.

Клеевые соединения

Дощатоклееные арки.

Расчет схема

Трехшарнирные рамы рекомендуется применять для зданий небольшой высоты 4..6 м. пролетом не более 30 м в связи с возникновением значительных изгибающих моментов в карнизных узлах и трудностью изготовления. По расходу материалов они менее выгодны чем арки.. Выполняются: дощато-клееные прямоугольные, переменного сечения по длине стоек и ригелей. Соединяют стойки и ригели в карнизном узле в зависимости от условий изготовления. По биссектрисе карнизного узла с помощью зубчатого стыка. 1-стойка

2-ригель

3-зубчатый стык

Осуществляется

фрезерованием

готовых элементов

стоек и ригелей и

последующим

склеиванием.

Для экономии древесины карнизный узел выполняется с вклеенной вставкой, соединяемой со стойкой и ригелем зубчатым стыком. При этом напряжения в узле от момента воспринимаются цельным сечением вставки в отличии от узла без вставки, где напряжения действуют под углом к волокнам.

Можно соединить с

помощью болтов

располагая их по

окружности. Ригель

выполняется более узким

и устанавливается в

прорезь верхней части

стойки

В гнутоклееных рамах полурамы изготовляют из гнутьем тонких досок толщиной 16..19 мм. По длине стойки и ригель могут быть переменного сечения.

Криволинейную часть

можно заменить вставкой,

соединяемой с ригелем и

стойкой зубчатым стыком.

Крепление вставки

предпочтительней так как

увеличена площадь клеевых

швов за счет разных длин

досок вставки.

Клееные фанерные рамы проектируют двутаврового или коробчатого сечения. В деревянных поясах доски располагают параллельно кромкам поперечного сечения, а волокна наружных шпонов- параллельно внешнему контуру стоек и ригелей. Ребра в местах стыкования фанеры стенок, карнизном узле.

3-вставка

4-ребра жесткости

5-пояса

6-фанер стенка

47.Узлы трехшарнирных рам. (опорный и коньков)

Опорный и коньковый шарниры ввиду относительно небольших усилий выполняют в виде простейших лобовых упоров с наклад­ками на болтах или металлических башмаков. Высоту сечения ригеля h_p в коньке принимают не менее 0,3, а стойки у фундамента не менее 0,4 высоты сечения в карнизном узле h_K.

5-болты

6 –дерев накладка

Накладки из

толстых досок

65x100

5 –анкерный болт 6 –стальной башмак

В узле проверяют на смятие от усилия N торец, на изгиб накладки от момента M=Qe\2 и болты R₁=Q\(1-e₁\e₂)<T_бол N_бол . В опорном узле проверяют торец стойки на смятие вдоль ее волокон от действия вертикальной опорной реакции и боковую поверхность на смятие поперек волокон древесины стойки на действие распора. Так же рассчитывают на изгиб опорную горизонтальную и упорную стальные пластины.

.52. Основные формы пространственных ДК.

Пространственные конструкции различают по форме перекрывае­мого ими здания и поверхности покрытия, способу опирания на стены или колонны, статической схеме, материалам конструкций и методам изготовления.

По сравнению с плоскими несущими конструкциями пространствен­ные, в большинстве случаев, экономичнее, вследствие совмещения функций несущих и ограждающих элементов покрытия, лучшего рас­пределения действующих нагрузок и усилий между элементами, мало­го влияния на их несущую способность местных дефектов и локальных разрушений. В этих конструкциях хорошо используется внутреннее про­странство. Они чувствительны к значительным односторонним на­грузкам и сосредоточенным грузам, а некоторые виды их сложно монти­ровать, требуется установка временных башенных опор или сплошных подмостей.

Пространственные конструкции отличаются большим многообра­зием схем и решений, однако не все виды их широко применяют. Ча­ще — конструкции заводского изготовления, которые классифицируют по следующим видам (табл. 11.1): своды — при прямоугольном плане и опирании на продольные стены или по контуру здания (схемы 1,2); сомкнутые своды — при опирании по контуру здания, многоуголь­ного в плане (схемы 3,5); купола — при опирании по контуру кругло­го или многоугольного здания (схема 4); структурные конструкции — стержневые или сплошностенчатые плоские и криволинейные с опи-ранием на продольные стены, по контуру или на угловые колонны (схема 6).

Выбор конструкции зависит от назначения и конфигурации здания, технико-экономического расчета и возможностей завода изготовителя.

Достоинства недостатки древесины как конструкционного материала. Область применения

+Постоянное возобновление запасов

+Малая плотность и относит высокая удельная прочность и жескость

+Более легкая обрабатываемость

+Малая тепло- и электропроводность

+Высокая изоляяционность

+Биологич совместимось для человека и животных

+Эстетичность и химическая стойкость

- Неоднородность строения и наличие пороков

- Изменение свойств под действием температурно-влажностного режима

- Опасность возгорания, загнивания и повреждения насекомыми

Недостатки могут устраняться конструктивными мерами или химически

Область применения

Промышл ЗиС, гражданск ЗиС, с/х назнач, транспортн соор, гидротехнич. соор, специаль сооружения

Достоинства древесины определяют область ее рационального применения:

1 Необходим снижения массы конструкций несущих и огражд особенно в труднодост сооруж

2 При перекрытии больших пролетов

3 при экспл в условиях агрессивных к металлу и Ж/Б (солевая среда)

4 При необходимости создания конструкций удовлетворяющих специальным требованиям

5 С целью обеспеч повышенных архитектурн требов

Нецелесообразно применять, если:

1 Затруд меропр по защите др-ны от огня и поврежд

2 Высокие нагрузки