Вопросы ГОС экзамен - ПГС. Конструкции из дерева и пластмасс - файл n1.docx

Вопросы ГОС экзамен - ПГС. Конструкции из дерева и пластмасс
скачать (529.1 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx530kb.03.11.2012 09:19скачать

n1.docx

Вопрос II. Раздел 10. Конструкции из дерева и пластмасс.

1. Физические и механические характеристики древесины. Сортность и сортамент пиломатериалов.

Древесина – ценный конструкционный строительный материал, продукт лесов, запасы которого могут возобновляться после его рациональных заготовок. Сырьевая база 80 млрд. куб. м., из них лиственница – 37%, сосна – 19%, ель и пихта – 20%, кедр – 8%, береза – 13%.

Строение, пороки и качество древесины определяются ее происхождением. В результате растительного происхождения и условий произрастания дерева 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, которые называют годичными слоями, потому что каждый слой нарастает в течение года. Годичные слои делятся на раннюю и позднюю древесину.

Основа древесины – трахеиды (до 90% всего объема). Трахеиды представляют собой вытянутые вдоль ствола пустотелые отмершие клетки, проводящие воду от корней к кроне. Они придают древесине механическую прочность. Плотность и прочность древесины зависят от относительного содержания в ней поздней древесины, которое у сосны, например, колеблется от 10 до 30%.

Различают 3 плоскости разрезов ствола: торцевой, тангенциальный, радиальный. Влажность древесины оказывает значительное влияние на ее свойства. Влажность древесины – это процентное содержание свободной воды в полостях и гигроскопической воды в порах древесины. Два вида влаги: связанная (гигроскопическая – содержится в клетках самой целлюлозы), свободная (капиллярная – в межклеточном пространстве). Max количество влаги – предел гигроскопичности и =30%. Древесина химически стойка к калийно-натриевым солям, к минеральным удобрениям, низкой концентрации плавиковой, фосфорной и соляной кислоты, средней концентрации уксусной и муравьиной кислоты. Не стойка к серной и азотной кислоте

Физические свойства.

1) Плотность – зависит от количества пустот, толщин стенок волокон и содержания влаги (сосна и ель – 5 кН/м3, береза 6 кН/м3).

2) Температурное расширение – линейное расширение при нагревании, характеризуемое коэффициентом линейного расширения, в древесине различно - вдоль волокон в 7-10 раз меньше, чем поперек; в 2-3 раза меньше, чем у стали.

3) Теплопроводность – вследствие пористого строения древесина плохо проводит тепло. Теплопроводность древесины вдоль волокон больше, чем поперек волокон.

Механические свойства древесины, являющейся природным полимером, изучаются на основе реологии – науки об изменении свойств вещества во времени под действием тех или иных факторов, в данном случае нагрузок. 2 реологических свойства: ползучесть – свойство материала дополнительно деформироваться с течением времени при постоянной нагрузке; релаксация – уменьшение напряжений с течением времени.

Различные механические свойства материалов при различном направлении усилия к волокнам называется анизотропией и обусловлено трубчатым строением древесины.. Для древесины в инженерных расчетах принята транстропная модель анизотропии, которая предполагает различные механические и упругие свойства только в двух направлениях (вдоль и поперек волокон). Свойства в тангенциальном и радиальном направлении практически одинаковы. При растяжении вдоль волокон и поперек волокон характер разрушения хрупкий, что является опасным. При смятии прочностные характеристики практически не отличаются от сжатия. Скалывание вдоль волокон является одним из слабых мест в работе древесины, см=0,5…0,6 кН/см2; характеризуется хрупким разрушением. Прочностные характеристики зависят от породы древесины, от времени действия нагрузки, от размеров поперечного сечения, от конфигурации элемента. Это все учитывается коэффициентом условия работы. При кратковременных нагрузках древесина работает упруго; при длительном действии постоянной нагрузки деформации в конструкциях растут, со временем возникают остаточные деформации, которые не снимаются, что ведет к образованию вмятин.

Сортамент. Тип пиломатериала, используемая древесная порода, качество обработки — все эти моменты определяют большой разброс как по виду, так по цене и качеству. Допустим, круглое бревно один раз пропустили через циркулярные пилы на пилораме; в этом случае мы получим материал, который с двух сторон имеет плоскости и называется лафет. Если же пропилены все четыре плоскости, получается обрезной материал, который подразделяется на брус, обрезную доску и мелкий брусок. Так называемый строганый погонаж — это вагонка, наличники, плинтусы, доски для пола и т. д. Клееный брус, клееное бревно, а также мебельные щиты называют клееными изделиями.

После прохождения пилорам у пиломатериалов образуются широкие поверхности — пласти, узкие — кромки, концевые — торцы. Наиболее удаленная от сердцевины бревна пласть считается наружной, менее удаленная — внутренней. Относительно годовых колец пласти могут располагаться по-разному, в зависимости от распиловки: радиальной, тангенциальной или смешанной. В зависимости от размеров поперечного сечения обрезной материал подразделяется на брусья (шириной и толщиной более ста миллиметров), доски (ширина которых больше двойной толщины) и бруски (шириной не более двойной толщины).

Основные стандартные размеры пиленого отечественного бруса: 100 х 100 мм, 100 х 150 мм, 150 х 150 мм. Обычно пилорамы выдают шестиметровый брус. Проект, где используются пролеты большей длины, рациональным и демократичным уже не назовешь: в этом случае придется оформлять индивидуальный заказ на такой пиломатериал. Ширина и толщина бруса также могут быть изменены. При этом любое отступление от стандартных размеров влечет за собой определенное удорожание материала. Дороже обойдется и профилированный брус, пласти которого обрабатываются по более высокому классу чистоты.

Обрезная доска обычно имеет стандартную толщину 25, 40, 50 мм, ширину 100 и 150 мм, а длину — шесть метров. Доски таких размеров продаются на любой строительной базе, но вот если требуются, опять же, нестандартные размеры, то придется их поискать или вовсе заказывать индивидуальный распил.

Мелкий брусок имеет два распространенных размера 40 х 40 мм и 50 х 50 мм при двух вариантах длины — 3 и 6 метров.

В процессе распиловки при изготовлении бруса или обрезной доски образуется побочный продукт — горбыль. С одной стороны у горбыля пласть, с другой — горб необработанной древесины. Но и этот материал вполне можно использовать при создании временных строительных конструкций. При использовании в качестве декоративной облицовки (сегодня это популярно) или для черновых полов он обязательно должен быть окорен и обработан антисептиками. В противном случае от него уже через год-другой останется одна труха.

Наиболее популярна из погонажных изделий, бесспорно, вагонка, которая используется для внутренней и внешней отделки деревянных построек. Хотя более правильно называть ее обшивочной доской — именно так она значится в технических документах. Не так давно на рынке появилась так называемая «американка» — обшивочная доска переменного профиля из хвойных пород дерева.

Для настилки полов производится половая доска шириной 85–140 мм и стандартной толщиной — 27, 37 и 45 мм. Мелкие погонажные изделия — плинтусы, наличники, штапик, уголок — тоже изготавливаются самых разных размеров, так что каждый может выбрать их на свой вкус.

Скажем также несколько слов о пиломатериалах из разных древесных пород. Ведущее место на нашем рынке принадлежит материалам из сосны. Сосна является прочной, легкой в обработке древесиной, которая не так интенсивно, как лиственные породы, впитывает влагу. Вот почему из сосны изготавливают и брус, и доски, и погонаж. Кроме того, из хвойных пород в строительстве используются ель, кедр, лиственница, пихта. В качестве отделочных и столярных материалов применяются дуб, бук, ясень, красное дерево. Осину употребляют в основном для облицовки саун и парилок, березу — для изготовления паркета и паркетной доски.

Сортность древесины. На отечественном рынке реализуется древесина от нулевого до четвертого сорта; эти сорта различаются количеством и качеством сучков. Определить сорт пиленой древесины сложнее, строганой — проще, поскольку на ней сучки хорошо видны.


2. Основные виды соединений деревянных элементов и предъявляемые к ним требования.

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 по способу передачи усилия делятся на:

1) непосредственный упор контактных поверхностей (лобовой упор, щековая врубка, шпонки – работают на смятие и скалывание);

2) соединение на механических связях (гвозди, болты, шурупы, пластинчатые и круглые нагели, глухари – работают на изгиб; тяжи, хомуты, скобы, стальные накладки – работают на растяжение);

3) соединение на клею – работают на сдвиг.

В соединениях на лобовых врубках и упорах усилия передаются без вкладышей или иных рабочих связей. В этих соединениях рабочую плоскость опирания сжатого элемента, работающего на смятие, располагают под углом 900 к действующему в нем усилию. Является основным видом соединения в фермах. Вспомогательная связь – аварийный болт. Лобовая врубка может утратить несущую способность в следующих случаях: 1) по смятию площадки упора; 2) по скалыванию площадки Аск; 3) по разрыву ослабленного сечения нижнего пояса. Бывают лобовые врубки с 1 и 2-мя упорами. c:\users\светлана\pictures\img174.jpg

Нагели – наиболее распространенные мех связи для соединения элементов ДК. Нагель – гибкий стержень, который соединяет эл-ты и препятствует их сдвигу. Сам при этом работает на изгиб и сжимает древесину. Используют цилиндрические нагели из стали и брусчатые из дубовых иди березовых пластинок. Min расстояние между пластинчатыми нагелями Smin = 110 мм. Пластинчатые нагели служат для сплачивания 2 или 3 брусьев. Сквозные нагели применяются при ширине бруса 15 см и менее. Несущая способность нагеля Т=0,75bпл (кН). При ширине бруса более 15см ставятся глухие нагели. Несущая способность Т=0,75b/2. пластина устанавливается попеременно то с одной стороны, то с другой стороны бруса. Расстановка цилиндрических нагелей регламентируется СНиП для предотвращения чрезмерного ослабления сечения и возможного разрыва и скалывания элементов стыка. Сущ-ет расстановка прямыми рядами, косыми рядами и в шахматном порядке.

При опр-нии несущей способности стальных нагелей (болт) вводится коэф-т k, учитывающий снижение несущей способности нагеля при приложении нагрузки под углом  к волокнам. При расчете стыков определяется несущая способность нагеля из трех условий (изгиб, смятие крайнего, смятие среднего элемента) и при определении необходимого кол-ва нагелей в стыке в расчет принимается min несущая способность.

Из условия раскалывания эл-тов СНиП устанавливает min расстояние между нагелями. При определении расчетной длины гвоздя не учитывается заостренная часть гвоздей длиной 1,5d, а на каждый шов принимают по 2мм. Если защемленная часть гвоздя менее 4d, его работу в примыкающем шве не учитывают. При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего эл-та уменьшают на 1, 5d.c:\users\светлана\pictures\img173.jpg

В зав. от количества элементов и направления действующих в них усилий нагельные соединения бывают:

- симметричные, 2-х и более шовные;

- несимметричные.

Соединения на растянутых связях и вклеенных стержнях (см. рис.) рассчитываются по нормальным напряжениям в зависимости от условий работы: ? = N / (AHT m) ? Ry, где AHT – площадь нетто за вычетом высверленных отверстий, m – коэф. От 0,68 до 0,85.

Для склеивания древесины применяются следующие виды клеев: резорциновые, фенол-резорциновые, алкил-резорциновые, фенольные, карбамидные. Марки клеев ФФ-12, ФРФ-50, ФР-100, КФ-5, КФ-Ж. Склеивают оструганные ровные поверхности, чем тоньше слой клея, тем прочнее соединение. Сращивание досок по длине может выполняться двумя способами:c:\users\светлана\pictures\img172.jpg

  1. по пласти;

  2. на зубчатый шип (шов одинаково хорошо работает на растяжение, сжатие, изгиб и кручение);

  3. встык;

  4. ''на ус'' (стык очень материалоемок. В настоящее время применяется только для склеивания фанеры).

Большое значение для обеспечения капитальности клееных ДК имеет поверхностная пропитка их комбинированными гидрофобными синтетическими составами.

3. Основные виды балок на основе древесины. Конструирование и основы расчета.

Дощатоклееные балки получают склеиванием досок синтетическим клеем КБ-3 или РФ-12. дощатоклееные балки обладают рядом ''+'' перед другими составными балками:

1) они работают как монолитные;

2) их можно изготовить с поперечным сечением большой высоты и выгодной формы (двутавр); 3) в балках длиной более 6,5 м стыкование отдельных досок производится вразбежку с помощью зубчатого стыка, и, следовательно, балка не будет иметь стыка, ослабляющего ее сечение;

4) в дощатоклееной балке возможно рациональное размещение досок различного качества по ее высоте и длине.

Доски первой категории ставятся в наиболее напряженные зоны балки, а второй и третьей категории – в менее напряженные. Для пролетов до 7 м могут применяться малогабаритные балки двутаврового и таврового сечения со стенкой из досок на ребро.

''-'' этих балок являются сложность склеивания полки с ребром стенки и пониженная надежность этих балок при непроклеях в швах. Для пролетов 6-15 м в качестве основных несущих конструкций применяются балки, склеиваемые из досок плашмя. По длине доски соединяются зубчатыми стыками вразбежку. Высота балок принимается (1/8-1/12) l. Для обеспечения устойчивости балки из ее плоскости отношение высоты балки h к ее ширине b ограничивается и 6, угол наклона двускатных балок i = 2,5-10%.

Клеефанерные балки состоят из фанерных стенок и дощатых поясов. Поперечное сечение клеефанерной балки может быть двутавровым или коробчатым. Так как при этом пояса удалены от нейтральной оси, то материал в таких балках используется наиболее эффективно. Клеефанерные балки могут быть постоянной высоты, двускатными, а также с криволинейным верхним поясом. Фанерная стенка помимо работы на сдвигающие усилия может воспринимать и нормальные напряжения.

Одним из важных преимуществ клеефанерных балок с криволинейным верхним поясом по сравнению с двускатными является то, что они не имеют стыка в коньке и поэтому могут быть выполнены полностью безметальными, что делает их более выгодными к применению в помещениях с агрессивной средой.

Клеефанерные балки рекомендуется использовать для пролетов до 15м, высота в пределах (1/8-1/12)l. Специфической особенностью клеефанерных балок является наличие в них тонкой фанерной стенки (толщиной 10-12 мм), которая требует специальных мер для ее закрепления от потери устойчивости.

Придание жесткости фанерной стенке можно обеспечить двумя способами:

а) постановкой дощатых ребер жесткости;

б) устройством волнистой стенки.

Высота пояса не более 200мм. Общая высота балки определяется размерами фанерного листа (не более 1,5м). Клеефанерные балки рассчитывают с учетом приведенных характеристик. Балки с волнистой стенкой работают как на податливых связях.

Балки армированные стальными стержнями бывают двух типов: симметричные и несимметричные. Хорошая адгезия заливочных компаундов на основе эпоксидных вяжущих не только к древесине, но и также и к стали позволяет при ограниченном габарите по высоте увеличивать их несущую способность, армируя их стальными стержнями. Компаунд обеспечивает надежную совместную работу арматуры и дерева, если давление при запрессовке во время изготовления 0,2-0,3 мПа. Процент амирования 3-4%. Арматура А-III и выше.

Конструирование и расчет дощатоклееных балок.

Для изготовления клееных балок рекомендуются доски толщиной t = 40 и 50 мм. Применение более тонких досок несколько увеличивает несущую способность балок за счет меньшего влияния их коробления, но приводит к повышения трудоемкости их изготовления и повышенному расходу клея. Доски перед склеиванием фрезеруют по пластям по 2,5 … 3,5 мм с каждой стороны.

Высота поперечного сечения в середине пролета балки определяется из условия:

, где

L – пролет балки.

Для двускатных балок высота сечения на опоре определяется с учетом уклона верхнего пояса:

, где

i – уклон верхнего пояса, который можно принять в пределах от 0,03 до 0,1 (от 3% до 10%).

Ширина сечения принимается в большинстве случаев не более 170 мм, что позволяет изготавливать конструкции из отдельных по ширине досок. Балки большей ширины изготавливают из менее широких досок, склеенных. Между собой кромками, с расположением этих стыков в разбежку по высоте. Ширину досок выбирают по сортаменту согласно требуемых размеров сечения с учетом суммарных припусков на усушку и механическую обработку. Эти припуски для пиломатериалов шириной от 75 до 100 мм равны в среднем 10 мм; от 125 до 200 мм – 15 мм. Фактическая ширина определяется по формуле:

b = bi – ?i > bтр., где

bi – ширина доски по сортаменту;

?i – соответствующий припуск.

Доски в балках располагаются по высоте сечения по категориям таким образом, чтобы древесины самого высокого качества размещалась в наиболее напряженных зонах, причем количество досок в крайних зонах должно быть не менее двух.

  1. Проверка прочности по нормальным напряжениям.



M(x) – изгибающий момент в опасном сечении;

W(x) = b*h(x)2/6 – момент сопротивления сечения;

h(x) = h0 + 0,01*i*х– высота ригеля в опасном сечении;

h0 = h – 0,01*i*l/2– высота ригеля на опоре

i – уклон балки [%];

m? – коэффициент, учитывающий размеры поперечного сечения балки;

mсл – коэффициент, учитывающий толщину слоев.

Если условие прочности не выполняется, то необходимо увеличить высоту балки на толщину одной или нескольких досок.

  1. Проверка устойчивости плоской формы деформирования.

Под действием нагрузки балка при изгибе может отклониться от вертикальной плоскости, т.е. потерять устойчивость. Поскольку верхний (сжатый) пояс балки раскреплен из плоскости изгиба продольными элементами связей по покрытию, то рассматривается устойчивость не всей балки, а только одного участка. При этом рассматривается участок балки между соседними продольными элементами связей расчетным изгибающим моментом.

Проверка выполняется по формуле:




b и h(x) – ширина и высота расчетного поперечного сечения элемента;

lр – расстояние между точками раскрепления верхнего пояса;

Кф – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на рассматриваемом участке;

Kжn = 1 для балок с параллельными поясами, а для двускатных балок определять по таблице 2 прил. 4 [1].

При нахождении значений коэффициентов Кф и Кжn можно воспользоваться эпюрой 2 по табл. 2 прил. 4 [1].

  1. Проверка скалывающих напряжений.



Qmax – поперечная сила на опоре;

S – статический момент полусечения;

S = b*h2/8

I – момент инерции сечения;

I = b*h0 3/12

Если условие прочности не выполняется, то необходимо увеличить размеры поперечного сечения балки.

  1. Проверка на прогиб от нормативной нагрузки.

При определении прогиба учитывают влияние деформаций сдвига от касательных напряжений. В двускатных балках, кроме того учитывают влияние переменной жесткости:



q – нормативная погонная нагрузка;

l – пролет балки;

Е – модуль упругости древесины, Е = 1000 кН/см2;

I – момент инерции сечения в середине пролета;

К – коэффициент, учитывающий влияние переменной высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;

с – коэффициент, учитывающий влияние деформации сдвига.

Конструирование и расчет клеефанерных балок.

Высоту клеефанерных балок в середине пролета определяют из условия:

hтр = (1/8 … 1/12)*L

Для двускатных балок высота сечения на опоре определяется как для дощатоклееных балок с учетом уклона верхнего пояса, который рекомендуется в пределах от 0,1 до 0,25 (от 10% до 25%).

Пояса клеефанерных балок изготавливают прямоугольной формы на вертикально поставленных досок толщиной не более 33 мм (после острожки). Высоту поясов принимают h > h/b, согласуя ее с сортаментом пиломатериалов. Предварительно ширину пояса можно принять равной высоте пояса, но не менее ширины, требуемой для обеспечения опирания плит покрытия, т.е. не менее 140 мм. При высоте пояса более 100 мм в наружных досках делают прорези шириной не менее 5 мм для предотвращения клеевых швов в результате различных деформаций древесины поперек волокон и фанеры при колебаниях влажности.

По длине доски поясов соединяются зубчатым шипом. В месте перелома двускатных балок в коньке верхний пояс соединяется по длине угловым зубчатым шипом. Нижние растянутые пояса балок должны изготавливаться из досок первого сорта. Верхние сжатые пояса и ребра жесткости клеефанерных балок изготавливают из досок 2-го сорта.

Специфические особенности клеефанерных балок – наличие в них тонкой фанерной стенки. Для закрепления ее от потери устойчивости требуется постановка дощатых ребер жесткости. В коробчатых и двустенчатых балках ребра располагаются в полости между двумя фанерными стенками, а в двутавровых – по обе стороны стенки. Их рекомендуется совмещать со стыками фанеры «на ус» и опорами продольных ребер плит покрытия. По длине ребра ставятся с шагом равным 1/8 … 1/10 от пролета. У опор в случае необходимости ребра устанавливаются чаще. Крайние панели балки для увеличения устойчивости стенки иногда устраивают с наклонными ребрами жесткости или усиливают двумя дополнительными листами фанеры.

Ширину опорного ребра принимают равной высоте пояса, а ширину промежуточных ребер – равной половине высоты пояса.

Расчет клеефанерных балок производят с учетом совместной работы дощатых поясов и фанерных стенок без учета податливости соединений. Расчет производят по методу приведенного сечения по указаниям СНиП II-25-80 в части особенностей расчета клееных элементов на фанеры с древесиной. При этом значения модуля упругости фанеры вдоль волокон наружных слоев по табл. 11 [1] следует повышать на 20 %.

  1. Проверка поясов на действие нормальных напряжений.

Расчет клеефанерных балок производят с учетом работы фанерной стенки на нормальные напряжения. Однако необходимо иметь в виду, что основная доля нормальных напряжений воспринимается поясами. Поэтому при определении напряжений надо сравнивать их с расчетным сопротивлением древесины сжатию и растяжению, а не изгибу, как это делалось в дощатоклееных балках. Проверка нормальных напряжений в поясах производят в сечениях, где они достигают максимальной величины. Т.е. в балках с параллельными поясами – в середине пролета, а в двускатных - в сечении на расстоянии «х» от опоры.

Нижний пояс проверяется на растяжение: ,

где Rр – расчетное сопротивление растяжению древесины 1-го сорта.

Верхний пояс проверяется на сжатие с учетом его устойчивости из плоскости балки:

,

где ?y – коэффициент продольного изгиба сжатого пояса, при определении которого расчетная длина принимается равной расстоянию между точками раскрепления его продольными ребрами плит покрытия;

Rc – расчетное сопротивление сжатию древесины 2-го сорта.

  1. Проверка фанерной стенки в опасном сечении на растяжение.


,

где Кф = 1,2 – коэффициент, повышающий модуль упругости фанеры на 20%;

Mф = 0,8 – коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления фанеры, стыкованной «на ус», при работе ее на изгиб в плоскости листа;

Rрф – расчетное сопротивление фанеры растяжению в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев шпона.

В формулу вводится отношение модулей упругости фанеры к древесине, т.к. момент сопротивления вычислен с приведением к древесине.

  1. Проверка фанерной стенки на действие главных растягивающих напряжений.

Такая проверка при сосредоточенных нагрузках на балку производится под ближайшей к опоре силой, а при любых других нагрузках – в зоне первого от опоры стыка фанерных стенок.

Для указанного сечения вычисляются внутренние усилия (М/ и Q/) и высота поперечного сечения (для двускатных балок), а также геометрические характеристики (момент инерции Iпр и статический момент Sпр) на уровне внутренней кромки растянутого пояса, приведенные к фанере. Проверка производится по формуле (45) [1]:

, где

- соответственно нормальные и касательные напряжения в стенках от изгиба на уровне внутренней кромки поясов

; , где

M/ и Q/ - внутренние усилия в выбранном сечении балки;

и - приведенные геометрические характеристики для выбранного сечения балки;

hст – высота стенки в выбранном сечении балки;

??ф – суммарная толщина фанерных стенок;

Rфр – расчетное сопротивление фанеры растяжению под углом «?» к волокнам наружных слоев;

? – угол, определяемый из зависимости

.

4. Проверка местной устойчивости фанерной стенки.

Проверка выполняется для сечения в середине опорной панели балки при условии hст/?ф > 50. Для этого необходимо предварительно вычислить:

- длину опорной панели расстояние между ребрами жесткости в свету «а»;

- расстояние от центра расчетного сечения до оси опоры;

- высоту фанерной стенки в расчетном сечении;

- момент инерции и статический момент для расчетного сечения, приведенные к фанере;

- изгибающий момент и поперечную силу для расчетного сечения.



где - соответственно нормальные и касательные напряжения в стенках от изгиба на уровне внутренней кромки поясов в расчетном сечении (середина опорной панели балки);

Кn и К? – коэффициенты, которые определяются по таблицам рис. 18 и рис. 19 прил. 5 [1];

? – толщина фанерной стенки;

hст. – высота стенки в расчетном сечении;

hрасч. – расчетная высота стенки, которую следует принимать равной «hст.» при расстоянии между ребрами а?hст. и равной «а» при аст..

Кроме сечения в середине опорной панели указанную проверку необходимо выполнить для опасного сечения с максимальными напряжениями изгиба.

5. Проверка фанерных стенок в опорном сечении на срез в уровне нейтральной оси.

, где

Qmax – максимальное значение поперечной силы;

и - статический момент и момент инерции опорного сечения, приведенные к фанере;

Rф.ср. – расчетное сопротивление фанеры срезу перпендикулярно плоскости листа по табл. 10 [1].

6. Проверка фанерных стенок в опорном сечении на скалывание по вертикальным швам между поясами и стенкой.



где ?hш – суммарная длина вертикальных швов между поясами и стенкой;

Rф.ск. – расчетное сопротивление фанеры скалыванию в плоскости листа по табл. 10 [1].

7. Проверка прогиба от действия нормативной нагрузки.

Прогиб клеефанерных балок определяется как и для дощатоклееных балок с учетом коэффициента, учитывающего влияние переменности высоты сечения, и коэффициента, учитывающего влияние деформаций сдвига от поперечной силы. При это вычисляется момент инерции сечения в середине пролета, приведенный к древесине, и учитывается модуль упругости древесины.

4. Основные виды деревянных арок. Конструирование и основы расчета.

Клееные деревянные арки прим-ся для большепролетных и с химически агрессивной средой. Классификация:

По конструктивной схеме: 2-х и 3-х шарнирные.

По очертанию оси: круговые, параболические, стрельчатые, А-образная, треугольная, ломаная, с мет затяжками. С затяжками не более 24 м. Другие бывают и более 100 м. По типу поперечного сечения: сплошные (прямоугольные, двутавровые), спаренные, армированные.

По способу восприятия распора: непосредственно ж.б. фундаментами, несущими конструкциями каркаса зд., стальной затяжкой.

Арки – повышенные предел огнестойкости, длительное сопротивление загниванию и разрушению в химически агрессивных средах. КДА рекомендуют проектир. 3-х шарнирными, статически опред. пролетом 18-60м. Шаг 3-6 м. Определение геометрических хар-к зависит от очертания оси. Статический расчет ведется по общим правилам строительной механики. Расчетным сечением явл. сечение с max изгибающим моментом от наиболее невыгодного сочетания нагрузок. При этом сочетании определяют величину продолжительной силы в расчетном сеч-и и величину продольной и поперечной сил в коньковом и опорном узлах. Конструктивный расчет заключается в подборе поперечного сечения по ф-ле сжато-изгибаемого элемента в соттв-ии со СНиП. При расчете арок на прочность и устойчивость в плоскости кривизны расчетная длина: 2-х шарнирных арок 0,35S, 3-х шарнир. 0,58S, стрельчатого и треугольного 0,5S, S – длина дуги всей арки.

Учитывается дополнительный момент от продольной силы при деформации – коэффициентом ?.

;

NK –продольное усилие в коньковом узле.

После подбора сечения арки конструируется и рассчитывается коньковый и опорный узлы, м. б. монтажный стык.

Опред. геометрических хар-к арок.

Круговые арки. Пролет l и стрелу подъема f принимают из функционального назначения и технологическим требованиям зданий.

Геом. хар-ки: радиус кривизны арки R=(l2+4f2)/8f, угол наклона опорного радиуса к горизонту sin?0=y0/R, центральный угол дуги полуарки ?=90-?0, длина дуги всей арки S=?R?/90. При расчете длина дуги разбивается на элементы не менее 10 с учетом получения полной картины распределения внутренних усилий по длине арки. Длина конечных эл-в назначается с учетом характерных точек (точки начала и конца снеговой нагрузки, изменения интенсивности ветровой нагрузки, приложения технологической нагрузки). Вычисляют координаты точек: х назнач-ся, а y выч-ся: y=(R2-(1/2-x)2); их угол наклона касательной к дуге арки: =90-с-n.

Стрельчатые: пролет l и стрела подъема f - аналогично круговым. Затем опр-т длину хорды полкуарки l1 = (f+(l/2)2), стрела подъема дуги полуарки f0?l1/15, радиус кривизны полуарки R=l12/(8-f0) + f0/2, центральн угол дуги полуарки sin(/2)=l1/(2-R), длина дуги полуарки S=?R?/180, угол наклона хорды полуарки к горизонту tg=2f/l, угол наклона опорного радиуса 0=90--/2, координаты центра дуги левой полуарки x0=Rcos0, y0=Rsin0, угол наклона касательной в вершине C =90--0. За нач координат приним левую опору т.А.

Стрельчатая форма арок дает возможность оптимизировать кривизну полуарок таким образом, чтобы положительные и отрицательные моменты в них были min. C увеличением радиуса кривизны увеличиваются положительные моменты, а с уменьшением отрицательный. При проектирование стрельчатых арок необходимо соблюдать условие - угол наклона касательной в коньковом узле  д.б. не менее 150.

Коньковый узел. Пролетом до 18 м решаются простым лобовым упором и перекрываются парными деревянными или стальными накладками на болтах. Толщина накладок принимается равной половине ширины сечения арок. Толщина стальных накладок назначается конструктивно 10-20 мм. Длина накладок определяется диаметром и шагом расстановки болтов и зависит от их количества. Диаметром болтов задаются и рассматравляют их по длине накладок с учетом требуемых минимальных расстояний вдоль и поперек волокон древесины.d:\учеба\деревянные конструкции\рисунки к лекциям\0084.tif

Расчет узла ведут на действие поперечных сил от расчетн сочетания нагрузок, а полунакладки рассматриваются как условные 2-х консольные балки.

Порядок расчета: 1. Определяются усилия, действующие в условных опорах;2. Определяется минимально несущая способность 1-го болта при применении стальных накладок в узле, за расчетн несущ способность болта принимается максимальное значение несущей способности болта на изгиб; 3. Определяется требуемое количество болтов в каждом вертикальном ряду. Более нагруженными являются болты, расположенные ближе к оси симметрии арок. 4. Проверка торцов арки на смятие от действия продольной силы в коньковом узле не производится в виду запаса прочности.

При пролетах арок больше 18 м узлы решаются в виде классических шарниров: плиточных, валиковых. При этом толщину пластин стального башмака назначают 10-20 мм. Расчет крепления стального башмака к арке заключается в проверке условия: равнодействующие усилий в наибольшем нагруженном болте от действия расчетной поперечной силы и момента не должно превышать его минимальной несущей способности.

Опорные узлы. В пролетах арок до 18 м опорные узлы выполняют простым лобовым упором с парными стальными накладками. Требуемая площадь сжатия в опорном узле определяются по продольно сжимающей силе. Поперечная сила воспринимаемая анкерными болтами, заделанная в фундамент закладной деталью фундамента. Стальные накладки башмака крепят к арке глухарями или болтами При пролетах более 18 м опорные узлы решают в виде классических шарниров. Конструкция узлов аналогична конструкции коньковых узлов. Кроме того, необходимо учитывать местные напряжения, возникающие в узлах вследствие неполного опирания арки сечением через стальные башмаки. Конструктивно эти участки арок усиливают фанерными накладками на клею, стяжными хомутами, вклеенными стальными стержнями.
5. Основные виды деревянных рам. Конструирование и основы расчета.

Рамные кон-ции отличаются от арочных своим очертанием, которое сильно влияет на распределение изгибающих моментов в пролете. При ломаном очертании рамы в жестком карнизном узле при загружении как левой, так и правой половины рамы возникают моменты одного знака. В результате при загружении рамы по всему пролету угловые моменты сильно увеличиваются, что ограничивает длину пролетов, перекрываемых рамами, до 20-30 м.

Рамы могут воспринимать горизонтальные нагрузки, обеспечивая поперечную устойчивость здания без защемления стоек и без устройства жестких поперечных стен. Рекомендуется делать рамы трехшарнирными, так как в статически определимых системах не происходит перераспределения усилий при деформировании под длительно действующей нагрузкой, что обеспечивает соответствие их расчетным усилиям.

В гнутоклееных рамах криволинейность узлов достигается выгибом досок по окружности при изготовлении рам. Радиус кривизны обычно невелик и составляет 2-4 м. Так как по условиям гнутья отношение радиуса кривизны к толщине доски R/ не может быть меньше 125, то толщина досок для изготовления таких рам после их остружки должна составлять 16-25 мм. Следовательно, дощатоклееные гнутые рамы более трудоемки в изготовлении, чем арки и требуют большего расхода материалов. Сечение рамы делается прямоугольным, а высота сечения – переменной по длине. Постепенное плавное изменение высоты сечения предпочтительнее с архитектурной точки зрения, но технологически невыгодно.

.Дощатоклееные рамы из прямолинейных эл-тов более технологичны, чем гнутые. Менее сложно и трудоемко изготовление дощатоклееных гнутых рам с применением ступенчатого изменения высоты сечения. Для уменьшения материалоемкости криволинейный участок изготавливают отдельно из более тонких досок, а затем соединяют с прямолинейными элементами на зубчатый шип. Рама работает на сжатие с изгибом. Основная особенность напряженного состояния является криволинейная эпюра нормальных напряжений на криволинейном участке рамыНаиболее сложным у рам П-образного очертания является карнизный узел, где действует Ммах. Рамы пролетом 12 и 18 м иногда проектируют с карнизным узлом, решенным с помощью косынок из фанеры. Фанерные косынки, приклеиваемые к стойке и ригелю, перекрывают стык, воспринимая нормальные усилия и изгибающий момент. Недостатком такого решения является возможность разрушения клеевого шва при усушке и разбухании пакета досок, приклеенного к фанерной косынке больших размеров. В последнее время начали соединять стойку с ригелем зубчатым шипом. Более надежны рамы из прямолинейных эл-тов с ригелем, имеющим консоли и опирающимся шарнирно на стойки и подкосы. Элементы таких рам работают как сжато-изгибаемые стержни и должны быть рассчитаны на действующие в сечениях нормальные усилия и изгибающие моменты.

Клеефанерные рамы в поперечном сечении могут быть двутавровыми и коробчатыми. Волокна рубашек должны быть параллельны оси рамы. Гнутоклееные фанерные вставки соединяют с прямолинейными досками поясов рамы зубчатым шипом. Стыки располагают вразбежку.

Деревянные рамы применяются при строительстве общественных и производственных, складских, с агрессивной средой зданиях. Благодаря простоте изготовления распространение получили гнутоклееные рамы типа ДГР рис а. В сельскохозяйственных зданиях получили распространение рамы типа РДП рис б из прямолинейных клееных элементов с зубчатым соединением ригеля и стойки в карнизном узле на зубчатый шип. Эти рамы более технологичны и менее трудоемки в изготовлении, чем рамы типа ДГР, но они менее надежны в эксплуатации, т. к. опасные сечения в карнизном узле ослаблены зубчатым шипом.

По конструктивной схеме: 3-х шарнирная, 2-х шарнирная.

По материалу рам: клееные деревянные, клеефанерные, брусчатые, дощатые.

+3-х шарнирных рам: хорошо работают на горизонтальные нагрузки; геометрическая неизменяемость; поперечная устойчивость обеспечивается без жесткого защемления в фундаменте; проще устройство ограждающих конструкций.

- появление больших изгибающих моментов в карнизных узлах.

Основные положения по проектированию. Рекомендуются 3-х шарнирные, 2-х не получили распространение из-за сложности конструирования узлов.d:\учеба\деревянные конструкции\рисунки к лекциям\0085.tif

Пролеты рам 12-24 до 60м. угол наклона ригеля 140-450. Шаг определяется техноко- экономическим расчетом 3;4,5;6м. Ширина сеч-я - с учетом сортамента пиломатериалов и нормируемых припусков на обработку, обычно 140-210мм. Высота рам в карнизном узле опред. расчетом, предварительно 1/12-1/30 пролета. Высота сечения ригеля в коньковом узле принимается не менее 0,3 высоты в карнизном узле, а в опорном не менее 0,4. Прямолинейные эл-ты - из слоев толщ после острожки 32мм. Толщина слоев гнутоклееных рам зависит от внутреннего радиуса кривизны (16-24мм).

Геом. хар-ки зависят от конструктивных особенностей. Расчетное сочетание нагрузок для рам – постоянная и снеговая по всему пролету, также проверяют одностороннюю снеговую нагрузку на половине пролета. Ветровая не учитывается если высота стоек рам до 4 м, угол наклона ригеля 140. Статический расчет по правилам стр. механики. Расчетное сечение – сечение в карнизном узле с max моментом. Конструктивный расчет – подбор сечения (п. 6.28-6.30).

Коньковые узлы рам Пролетом до 18 м решаются простым лобовым упором и перекрываются парными деревянными или стальными накладками на болтах. Толщина накладок принимается равной половине ширины сечения арок. Толщина стальных накладок назначается конструктивно 10-20 мм. Длина накладок определяется диаметром и шагом расстановки болтов и зависит от их количества. Диаметром болтов задаются и рассматравляют их по длине накладок с учетом требуемых минимальных расстояний вдоль и поперек волокон древесины. d:\учеба\деревянные конструкции\рисунки к лекциям\0097.tif

Расчет узла ведут на действие поперечных сил от расчетн сочетания нагрузок, а полунакладки рассматриваются как условные 2-х консольные балки.

Порядок расчета: 1. Определяются усилия, действующие в условных опорах;2. Определяется минимально несущая способность 1-го болта при применении стальных накладок в узле, за расчетн несущ способность болта принимается максимальное значение несущей способности болта на изгиб; 3. Определяется требуемое количество болтов в каждом вертикальном ряду. Более нагруженными являются болты, расположенные ближе к оси симметрии арок. 4. Проверка торцов арки на смятие от действия продольной силы в коньковом узле не производится в виду запаса прочности.

При пролетах арок больше 18 м узлы решаются в виде классических шарниров: плиточных, валиковых. При этом толщину пластин стального башмака назначают 10-20 мм. Расчет крепления стального башмака к арке заключается в проверке условия: равнодействующие усилий в наибольшем нагруженном болте от действия расчетной поперечной силы и момента не должно превышать его минимальной несущей способности.

Опорный узел решается лобовым упором деревянной стойки в мет башмак. Мет башмак крепится к стойке рамы конструктивным болтом. Сам башмак присоединяется сваркой к закладной детали в фундаменте или крепится к фундаменту 2 анкерными болтами. Распор рам передается на фундамент или воспринимается затяжкой, расположенной ниже уровня пола.

При расчете опорного узла проверяют скалывающие напряжения в древесине в опорных сечениях рам по ф-ле Журавского. Находятся требуемая высота мет башмака из условия смятия поперек волокон д-ны стойки рамы от действия распора.

Толщина вертикальной пластины и боковые накладки назнач. конструктивно 8-20мм. Мет башмак крепится к стоки рамы конструктив болтом d12-16. Сам башмак присоед сваркой к закладной детали ф-та или 2 анкерными болтами. раб на срез и растяжение.

Особенности конструктивного расчета рам.

Гнутоклееные рамы типа ДГР. 1. проверяют напряжения по внутренней сжимающей кромки сечения в карнизном узле. (рис 16, п.6.28-п.6.30, ф.63 [6]): с=N22 + М2/W2krb?Rc, N2, M2 - расч прод сила и изг мом в карнизном узле, A2, W2 - площ и мом сопр-я расч сеч-я рамы, krb - коэф, учит криволинейность,  - коэф для опр-я мом по деформированной сх в рамах. 2. проверяют напряжения по нагруженной растянутой кромке сечения в карнизном узле. Расчет сопротивления древесины на растяжение, изгиб, сжатие определяется с учетом толщины слоев клееного элемента, высоты сечения отношения внутреннего радиуса кривизны в карнизном узле к толщине слоя, а также с учетом других коэффициентов условий работы.

Рамы типа РДП из прямолинейных элементов с зубчатым соединением ригелей и стойки в карнизном узле. Рамы РДП при проверке биссектрисного сечения учитывают технологическое ослабление сечения зубчатым шипом и криволинейной эпюры напряжений. 1. Проверяют напряжение по внутренней сжатой кромки сечения. 2. Проверяют напряжение по наружной кромки растянутой.


6. Достоинства и недостатки древесины как конструкционного материала. Способы устранения недостатков древесины.

Древесина, как материал для изготовления изделий имеет ряд достоинств, которыми не обладает ни один из конструкционных материалов. Изучением данных достоинств и недостатков, а так же свойств древесины занимается такая наука как древесиноведение.

Долговечность – одно из основных качеств древесины. При нормальных условиях эксплуатации свойства древесины во времени изменяются циклически. Первые 100 лет свойства понижаются, следующие 100 лет увеличиваются, после этого снова снижаются и т. д. Опыт показывает, что нормальный срок эксплуатации конструкций из древесины 200...300 лет и более.

Древесина обладает малым объемным весом при сравнительно высокой прочности; древесина сосны, лиственницы, пихты на каждый грамм своего веса выдерживает при растяжении такую же нагрузку, как сталь, в 3 раза большую, чем железное литье, в 4 раза большую, чем литой алюминий и в 7 раз большую, чем чугун.

Теплопроводность древесины в 2—4 раза меньше теплопроводности стекла, в 4—9 раз меньше теплопроводности железобетона и в сотни раз меньше теплопроводности стали.

Древесина легко обрабатывается режущими инструментами, хорошо склеивается различными клеями, скрепляется шурупами и гвоздями, окрашивается, лакируется, полируется. При различных направлениях среза получают красивую разнообразную текстуру древесины.

Древесина обладает высокой упругостью, хорошо поглощает звуки, возникающие при ударе, поэтому она широко применяется в вагоностроении и строительстве.

Высокие резонансовые свойства (особенно мелкослойной ели) делают древесину незаменимым материалом в производстве музыкальных инструментов (роялей, пианино, гитар, мандолин и др.).

Большая стойкость древесины против кислот и щелочей позволяет изготовлять фанерные трубы для агрессивной жидкости. Такие трубы находят большее применение по сравнению с металлическими.

Значительная пластичность древесины дает возможность делать из нее гнутые изделия.

Древесина хорошо прессуется, повышая при этом свои физико-механические свойства. Это позволяет применять ее вместо цветных металлов в ответственных деталях машиностроения (подшипниках и др.).

Обладая низкой электропроводностью, древесина применяется как диэлектрик в таких ответственных установках, как установки с применением токов высокой частоты (ТВЧ).

Достоинства древесины как материала для конструкций настолько велики, что до сих пор, несмотря на значительный выпуск искусственных материалов и, в частности, пластмасс, заменить полностью древесину каким-либо другим материалом не представляется возможным. Еще долгие годы древесина будет с успехом применяться для производства самых различных изделий.

Вместе с тем древесина, как конструкционный материал, имеет существенные недостатки - это так называемые пороки древесины. Физико-механические свойства древесины неоднородны. Неоднородность свойств древесины зависит от пороков (сучков, косослоя и др.), от их расположения, направления волокон, влажности и ряда других факторов. Например, при сжатии вдоль волокон прочность древесины в 3—4 раза больше, чем при сжатии поперек волокон. Прочность древесины при растяжении поперек волокон в 30 раз меньше, чем при растяжении вдоль волокон.

Значительным недостатком древесины является изменение формы и размеров в зависимости от температуры и влажности воздуха. Древесина усыхает, коробится, разбухает. Изменение влажности воздуха влечет за собой изменение объема древесины: чем выше влажность, тем больше объем древесины. Например, влажность древесины наружных дверей в течение года изменяется от 10 до 26%. При этом следует учесть, что усушка и разбухание древесины в разных направлениях различны. Вдоль волокон усушка практически равна нулю, наибольшую величину она имеет в тангенциальном направлении. В радиальном направлении усушка древесины примерно в 2 раза меньше, чем в тангенциальном. Это обстоятельство должно учитываться при конструировании изделий из древесины. Одним из недостатков древесины (набуханием) пользуются при изготовлении бочковой тары для хранения и транспортировки вин, масел и других жидкостей.

Для обеспечения формы и размеров узлов и изделий необходимо узлы и изделия делать так, чтобы неизбежные изменения формы и размеров (деформации) отдельных частей происходили свободно, без нарушения прочности самого изделия, и чтобы эти деформации были минимальными. Это обеспечивается склеиванием щитов и деталей, как указывалось раньше, из мелких частей древесины, правильным расположением годичных слоев и изготовлением многослойных щитов.

Направление волокон древесины должно совпадать с направлением сжимающих или растягивающих сил, оно должно быть перпендикулярно направлению изгибающих сил. Исходя из этого, волокна древесины, как правило, следует располагать по длине бруска.

К недостаткам древесины как конструкционного материала относят также легкую возгораемость, загниваемость, особенно в условиях переменных температур и влажности воздуха, изменение цвета под воздействием световых лучей и невысокое сопротивление изнашиванию, особенно вдоль волокон.

Еще один из недостатков пиломатериалов — возможная низкая прочность. Чаще всего низкая прочность пиломатериалов обусловлена попаданием влаги при хранении или транспортировке, а также нарушениями технологии сушки на стадии производства. В некоторых случаях она вызвана использованием на стадии производства в качестве сырья древесины молодых деревьев.

Условия, в которых растет и развивается дерево, влияют не только на текстуру его древесины, но и приводят к различным отклонениям от строения и развития ствола. Это, в свою очередь, может вызвать разные пороки, накладывающие ограничения на область применения древесины. К таким отклонениям относят искривления ствола, наросты, сучки и развилки по его длине, вызывающие нарушения в самой текстуре, изменение ее цвета и оказывающие влияние на механическую прочность древесины.

Сучки возникают в месте прорастания веток и значительно снижают ценность древесины. В местах сучков уменьшается механическая прочность древесины, так как после высыхания сучок теряет связь с основой и ослабляет конструкцию. Сучки значительно снижают прочность древесины. Так, при ширине бруска 100 мм здоровый сучок 50 мм на пласти снижает прочность бруска в 2 раза. Чем древесина суше, тем она прочнее. Древесина влажностью 30% имеет прочность на изгиб 70% от прочности при влажности 15%. Помимо этого, сучки оказывают влияние на внешний вид текстуры древесины, предназначенной под прозрачную отделку. Для каждого сорта пиломатериалов существуют стандарты, определяющие приемлемое количество сучков, их максимальный размер, тип и расстояние друг от друга.

Дерево — живой материал, и трещины появляются в древесине по мере ее роста под влиянием природных факторов и внутренних напряжений, возникших в стволе. Различают морозные, отлупные и метиковые трещины. Морозные появляются в результате расширения внутренней влаги при сильных морозах: в результате возникают сквозные трещины, направленные радиально. Внутренние напряжения, возникающие в стволе, приводят к появлению отлупных трещин, вызванных отслоением друг от друга годичных слоев, а также метиковых трещин, идущих вдоль ствола к вершине. Помимо этого, могут образоваться трещины, являющиеся результатом усушки.

Еще один дефект называется косослой, он представляет собой различные отклонения направления волокон от продольной оси дерева. Древесина с таким пороком плохо воспринимает поперечную нагрузку. К разновидностям косослоя можно отнести свилеватость — волнистое размещение волокон и завиток — местное искривление годичных слоев. Прорость — это дефект на участке дерева, возникший в результате механических повреждений клетчатки. Такой участок древесины портит внешний вид и затрудняет отделку. Наконец, могут иметь место грибковые поражения древесины. В результате этого изменяются механические свойства древесины и ее цветовые тона.

Следует различать, для чего нужны те или иные пиломатериалы: для опалубки, стен, пола, стропил, отделки. Причем в последнем случае «дефекты» в виде живописного рисунка, вызванного сучками и наростами, могут быть выгодно обыграны.

Самый придирчивый отбор должен быть при выборе отделочных профильных элементов. Учитывая декоративные функции таких элементов, они не должны иметь пороков древесины, за исключением здоровых сросшихся сучков размером до 20 мм, несквозных торцевых трещин длиной до 10 мм и наклона волокон (косослоя) до 10%. Столь жесткие требования должны предъявляться только к лицевым (видимым) поверхностям элементов отделки. На невидимых в процессе эксплуатации поверхностях могут иметься пороки более крупных, но тоже нормированных размеров. Влажность такой древесины должна соответствовать требованиям: интерьерные детали должны иметь влажность в пределах 8–12%, фасадные — 12–18%.

Способы устранения недостатков. Для улучшения свойств (облагораживания) древесины быть использованы:

  1. химические вещества для пропитки и обработки древесины; при этом могут быть два типа воздействия на древесину - в первом типе химические вещества являются только заполнителями пустот в древесине, а в другом они вступают в химическую реакцию с древесиной, следствием чего является изменение ее свойств;

  2. физические факторы, главным образом действие высокой температуры;

  3. механическое воздействие (прессование);

  4. специальная технологическая обработка с целью достижения наибольшей однородности свойств в различных направлениях.

Наиболее эффективным способом снижения горючести и повышения стойкости к биологическим и химическим разрушителям (дереворазрушающим грибам, насекомым, кислотам, щелочам и др.) является проведение защитной обработки древесины путем пропитки антипиренами и антисептиками. Надежность защитной обработки древесины зависит от свойств применяемых препаратов. Но в большей степени она зависит от качества пропитки, которое оценивается величиной поглощения пропиточного средства и глубиной его проникновения в древесину. В результате пропитки в поверхностных слоях древесных сортиментов создается "защитная оболочка". Чем больше "толщина" этой оболочки (глубина проникновения защитного препарата) и больше ее плотность (величина поглощения) тем больше надежность защиты древесины и, соответственно, ее долговечность и безопасность.

Менее эффективным способом предохранения древесины от разрушения при действии огня, агрессивной среды, гнили будет поверхностное покрытие защитными составами (промазка). Для предохранения древесины от разрушающего действия химических реагентов ее пропитывают или покрывают искусственными смолами - бакелитами.

С помощью горячего прессования из древесины получается высокопрочный материал – лигностон. В процессе получения лигностона достигаются две цели: 1) повышение физико-механических свойств древесины и 2) стабилизация этих свойств в смысле устойчивости против атмосферных влияний (главным образом влажности); первое осуществляется путем механического уплотнения древесины, а второе – при помощи термической обработки.

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации