Мат. для каменной кладки. Работа кладки при сжатии (стадии работы).

Камен.и кирп.работы — наиболее распростр.вид кладки. Камень — это один из наиб.распростр-х долг.мат. В кам.раб. для стр-ва совр.жилья исп-ся 2 осн.мат.: каменный мат.и раствор. Все кам.мат. подразд-ся на 2 осн.гр.: Естеств-е (природные), кот.м.найти в природе. Гранит — кристалл. горная порода. В состав ее вх-т: кварц, слюда, полевой шпат, прекрасно обтесывается и полируется. Известняк — в его состав входят углекислый кальций и различные примеси. Также к естественным каменным материалам относятся: песчаник, туф, мрамор. Рис. Искусс-е камни, получаемые искусс-ым путем, дел-я на: обжиговые — кирпичные керам.блоки; безобжиговый — силикатный кирпич (из смеси извести и песка), мелкие блоки из шлака и пемзы. Наиб.распр-е искус.камни — это кирпич глиняный обыкн-й, силикатный, легкий пустотелый и лицевой, камни — шлакобетонные, бетонные, ячеистые, керамические и др. По величине камни быв-т крупн-и и малыми.

Трещины в несущих кам.конс-ях соот-т стадиям трещинообр-я (или стадиям работы кладки при сжатии). Перв.стадия — появление первых волосяных трещин в отд.камнях. Эксперим-о установлено, что усилие Fcrc, при кот.появл-ся трещины, зав-т от вида испол-го в кладке р-а, а именно:
- в сл.кладки на цементном р-ре Fcrc= (0, 8- 0, 6)Fu;
- в сл.кладки на сложном р-ре Fcrc= (0, 7-0, 5)Fu;
- в сл.кладки на известковом р-ре Fcrc = (0, 6-0, 4)Fu,
где Fu - разрушающее усилие.
Вт.стадия - прорастание и объединение отдельных трещин.
Третья стадия - образ-е больших поверх-й разруш-я и исчерп-е прочности кладки.
Появл-е отд. трещин в перевязочных камнях свидет-т о ее перенапряжении. Развитие трещин во второй стадии указывает на значит.перенапряжение кладки и необход-ть ее срочной разгрузки или усиления. При образовании больших поверхностей разрушения цел-на замена кладки на новую или ее усиление конст-цией, полностью восприн-щей эксплуатац.нагрузку.
3.17. Клеефанерные балки. Конструирование и прнципы расчета.

Клеефанерные балки состоят из-фанерных стенок, дощатых по­лок и ребер, скленных между собой. Они имеют ту же область при­менения, что- и Дощатоклееные балки, но отличаются от них сущест­венно меньшей массой и меньшим расходом древесины, требуемым при их изготовлении, благодаря тому что древесина сконцентриро­вана в зонах действия максимальных нормальных напряжений при изгибе. Фанерные стенки этих балок работают на срез надежнее, чем древесина на скалывание. Однако применение этих балок сдер­живается временной дефицитностью строительной фанеры, большей трудоемкостью их изготовления и меньшим пределом огнестойкости тонких фанерных стенок. По типу конструкции клеефанерные балки разделяют на ребристые и с волнистыми стенками.

Клеефанерные ребристые балки (рис. 11.4) по фор­ме сечений бывают коробчатыми и двутавровыми. Коробчатые балки отличаются от двутавровых повышенной жесткостью из плоско­сти изгиба и гладкими боковыми поверхностями. Двутавровые бал­ки имеют обычно одинарные фанерные стенки и не обладают пре­имуществами коробчатых, но требуют вдвое меньшего расхода фа­неры. По длине клеефанерные балки могут иметь постоянное и пе­ременное сечение. Основным типом таких балок являются трапецие­видные двускатные. Их высоту в середине пролета определяют рас­четом на изгиб, и она получается близкой к Vio— '/12 пролета. Высо­ту сечения на опорах определяют расчетом стенок на срез и устой­чивость, и она должна быть не меньше 0, 4 пролета.

Балки переменного сечения сегментной формы требуют изготов­ления гнутого верхнего пояса, который не нуждается в устройстве стыка в середине длины. Односкатные прямоугольные балки явля­ются наименее трудоемкими в изготовлении, но область их приме­нения ограничена.

Стенки клеефанерных ребристых балок изготовляют из водо­стойкой строительной фанеры толщиной 10—12 мм. Направление наружных волокон фанеры следует принимать параллельным во­локнам поясов и продольным осям балки. При этом стенки работа­ют на изгиб в направлении наибольшей прочности и жесткости их сечений и имеется возможность их предварительно соединять по Длине усовым соединением. При поперечном по отношению к поя­сам расположении наружных волокон фанерных стенок их соединёние по длине более трудоемко и осуществляется при помощи стыковых накладок.

Пояса клеефанерных балок изготовляют прямоугольной формы из досок. Пояса коробчатых балок представляют собой одиночные клееные брусья, расположенные между двумя фанерными стенками. Пояса двутавровых балок состоят из двух клееных брусьев, распо­ложенных по обе стороны стенки. Доски поясов могут располагать­ся как горизонтально, так и вертикально. По плоскостям склеива-» ния с фанерными стенками пояса должны иметь прорези для того, чтобы ширина клеевых швов не превосходила 10 см для предотвра­щения перенапряжения швов в результате различных деформаций древесины поперек волокон и фанеры при колебаниях влажности.

По длине доски поясов соединяются зубчатым стыком. В месте перелома двускатных балок в коньке верхний пояс соединяется по длине угловым зубчатым соединением. При отсутствии оборудова­ния для такого соединения он может'в этом месте соединяться бо­ковыми дощатыми накладками на болтах. Нижние растянутые по­яса балок должны изготовляться из досок высшей, I категории ка­чества. Верхние сжатые пояса изготовляются из досок II категории качества.

Ребра клеефанерных балок изготовляют из досок II категории качества. В коробчатых балках ребра располагаются в полости ме­жду двумя фанерными стенками, а в двутавровых балках — по обе стороны стенки. Их рекомендуется совмещать со стыками стенок и опорами прогонов. По длине ребра ставятся с шагом, равным Ye — Yio пролета.

3.18. Арочные и рамные конструкции. Конструирование и принципы расчета.

Арки бывают криволинейными и прямолинейными. Криволинейные могут быть очерчены по кругу, пораболам, эллипсу. В покрытиях применяют арки пологие либо из криволинейных элементов. Пологие, когда f/l=1/6-1/8, высокие, когда f/l=1/3-2/3. По статическому признаку бывают: 1. двухшарнирные, 2. трехшарнирные, 3. бесшарнирные. С точки зрения экономики и эстетических подходов в завис от назначения применяют в спортивных залах, выставочных павильонах, торговых рынкх, промзданиях. Арки из прямолинейных элементов менее рациональны и применение их ограничено. Порядок расчета арок.. 1. Определяют нормативные, расчетные нагрузки: пост и врем на горизонт-е проекции арки, 2. Определяют внутренние силовые факторы в сечении арки (M, N, Q). Определяют силовые факторы в сечениях, отстоящих друг от друга (3-5 м) от отдельных видов нагрузок.: а) постоянных, б) временных по всему пролету: -на части пролета, -от треугольн. нагр. Каждый расчет ведут отдельно, в) от сосредоточенных нагрузок(технол-х), г) от ветровых нагрузок.Для каждой из нагрузок строят эпюры. 3. Сост-т табл. Усилий сосн-м и дополн-м сочетанием нагрузок, 4. Подбирают сечение арки из расчета на прочность как сжатоизгибаемого эл-та

σ =N/Fрасч+Мд/Wрасч< =Rc; Mд=Мрасч/ξ – момент, определяемый по деформированной схеме, 5. проверяют устойчивость плоской формы деформирования N/(φ R_cF_бр)+(Мд/(φ _мR_uW_бр))ⁿ< =1, n-пок-ль степени, зависит кол-во связей, раскрепл-их арку, 6. Расчитывают шарнирные соединения арки с фунд-том, проверяют прочность древесины на сжатие под болтами или нагелями, определяют кол-во болтов, проверяю прочность мет-х накладок, прочность сварных швов.Арочные к-ции: малый расход мат-лов, не требуют мощных грузоподъемных механизмов. Рамные кон-ции. Применяют, когда: 1. нужно обеспечить поперечную жесткость без доп-х устройств, 2. когда в зданиях нужно использовать весь объем и иметь вертикальные стены. Рамы различаются по форме сечения. Бывают также 2-шарнирные, 3-хшарнирные, сборно-расборные. Бывают рамы с консолями, рамы с навесом.

3.19. Плоские сквозные деревянные кострукции (балочные фермы, общие сведения и принципы расчета).

Сквозные или решетчатые дер-е к-ции- системы стержневые, однопролетные статически определимые балочные фермы. Они работают по балочной схеме. Если стержни соединены шарнирно, то в стержнях будут возникать только продольные силы (растяжение, сжатие), где неузловая нагрузка-поперечная сила и изгибающий момент.Конструктивные особенности статически определимых сквозных деревянных конструкций закл-ся в том, что несущая способность определяется по наиболее слабому эл-ту. Наиболее тщательно проверяют сильно нагруженные растянутые элементы и работающие на скалывание эл-ты. Когда сжатые и сжатоизгибаемые эл-ты сделаны из дерева, а растянутые из металла, то рац-но-металло-дер конструкции. Кме=(Бметалла/Бдрев)*100%. Фермы бывают: 1. треугольные, 2.с параллельными поясами, 3.трапециевидные, 4.пятиугольные, 5.многоугольные, 6.сегментные.

Фермы типов 1, 2 относятся к группе тяжелых, т.к. ихочертания сильно отличаются от балочной эпюры моментов. Наиболее близки к балочной эпюре моментов фермы типа 5, 6. 3, 4-промежуточное положение. 1, 2-заводское изготовление, остальные-спец-ные цеха.

3.21. Стойки деревянных каркасных зданий. Конструирование и принципы расчета.

Стойки дер-х зданий делятся на несколько групп: 1. цельнобрусчатые (цельнобревенчатые), 2. составные из досок(брусков) с короткими прокладками или длинными накладками, 3. решетчатые, 4. клеедощатые и клеефанерные. Выбор того или иного вида зависит от типа и высоты здания, срока его службы, величины нагрузок, технолог-х и производственных процессов и условий внутри помещения. Назначение стойки: 1. поддерживать покрытие, 2. обеспечивать каркас,, произв-е процессы. Действующие нагрузки: ветровые, силы покрытия. σ =N/Арач+Md/Wрасч< =Rc. [λ ]=120. Реализация стойки: 1. для неответственных построек, 2. упругая заделка(с помощью клиновидной шайбы ианкерного болта, работающего на растяжение).

Клееные стойки (рис. 12.1, а) являются элементом заводского изготовления. Они могут иметь большое поперечное сечение и вы­соту до 8—10 м, и для их изготовления используют древесину II и III категории. Достоинства таких стоек состоят в их индустриаль­ное™, простоте '.транспортирования и возможности раздельного монтажа жестко защемленных стоек и ригелей одно- и многопролет­ных рам. Наиболее ответственным в таких стойках является жест­кий узел, который обеспечивает воспринятие возникающего в нем изгибающего момента.

Клееные стойки-выполняют постоянного по высоте сечения, од­нако они могут иметь сечение переменной высоты или быть ступен­чатыми.

168, ' -

Стойки из цельных элементов применяют в виде одиночного бруса-или бревна (рис. 12.1, б), в виде элементов составного сече­ния, набранного из двух —четырех брусьев или бревен, соединенных болтами или другими податливыми связями (рис. 12.1, в), в виде элементов решетчатой конструкции (рис. 1.2.1, г). Все эти виды стоек изготовляют в построечных условиях.

Стойки из бруса (бревна) (рис. 12.1, 6) обладают сравни­тельно небольшой несущей способностью. Их высота и размеры по­перечного сечения ограничены сортаментом лесоматериалов. В этих стойках применяют обычно шарнирное опирание на фундамент.

Стойк'и составного сечения (рис. 12.1, в) из нескольких брусьев, досок или бревен также имеют высоту, ограниченную сортаментом, однако их несущая способность может быть существенно выше по сравнению со стойками из одиночного элемента. Применя­емые для сплачивания этих стоек соединения -— болты, гвозди, шпонки, колодки (см. гл. 6) — являются податливыми, что увеличи­вает гибкость стойки и должно быть учтено при расчете.

3.22. Пространственные деревянные конструкции. Общие сведения. Классификация.

Пространственные к-кии более экономичные, чем плоские, т.к. в них часто совмещаются функции ограждающих и несущих к-ций, отсутствуют настилы, прогоны, связи. Они менее чувствительны к местным деффектам и выходу из работы отдельных элементов, т.к. вместо него в работу включаются смежные. Применяют простр-е к-ции в след-х случаях: 1.если необходимо использовать внутр-е габариты помещения при малой стр-ой высоте к-ций (подвесной потолок и затяжки нежелательны), 2. Если в продольных стенах здания необходимо устраивать большие проемы для ворот(ангары), 3. В покрытии над помещениями круглыми, овальными, квадратными или многоугольными в плане. Недостатки: 1. плохо работают при больших односторонних нагрузках, 2. для некоторых типов к-ций при возведении требуются подмости. Классификация. Различаются: 1. в завис-ти от формы перекрываемого здания, 2. способов опирания на стены, 3. формой поверхности, 4. схем и мат-ла к-ций, 5. мат-лов их изготовления. 1.1. своды-при прямоугольном плане и опирании на продольные стены или по контуру, 1.2. складки и своды, оболочки-при опирании на торцовые стены, 1.3. сомкнутые своды- при опирании по контуру здания в многоугольном плане, 1.4. купола- при опирании по контуру в круглом здании, 1.5. крестовые своды.

3.23. Пластмассы, применяемые в строительстве. Общие сведения. Пневматические конструкции.

К пластмассам относят многочисленные материалы, объединен­ные по одному общему признаку, — их основой является синтети­ческий полимер, называемый также синтетическим связующим или просто полимером. К конструкционным пластмассам относят те пластмассовые материалы, которые по сочетанию присущих им эксплуатационных свойств могут быть использованы в несущих элементах конструкций.

К началу 60-х годов были определены основные области приме­нения строительных конструкций на основе пластмасс: 1) сов­мещенные * несветопрозрачные панели стен и покрытий; 2) свето-прозрачные (панели и фонари) ограждающие конструкции; 3) по­крытия в виде оболочек; 4) конструкции, работающие в условиях химически агрессивных сред; 5) пневматические (надувные) кон­струкции (мягкие оболочки).

Пневматические конструкции характеризуются предельной лег­костью, транспортабельностью в сложенном виде и возможностью их возведения в кратчайшие сроки, измеряемые днями. Они имеют благоприятные перспективы применения в качестве временных сборно-разборных покрытий различного назначения, в виде укры­тий и опалубки на строительных площадках, в виде отдельных стоек, мостиков, небольших плотин и др.

Основным материалом при изготовлении пневматических кон­струкций являются воздухонепроницаемые ткани, состоящие из синтетических текстилей и эластичных покрытий на основе стойких против старения резин, полихлорвинила или других смол, основные характеристики которых приведены в гл. 3. Основными соединения­ми элементов пневматических конструкций являются шитые нит­ками, клеевые, сварные и клеешитые. Пневматические конструкции бывают воздухоопорными, пневмокаркасными и комбинирован­ными. Воздухоопорные конструкции. Наибольшее применение нашли воздухоопорные конструкции, способные перекрыть большие проемы. Преимущества: 1. малый расход материала; 2. возможность перекрытия больших пролетов, 3. величина избыт-го давл-я Р=0, 001-0, 005 АТМ(можно сделать больше или меньше за счет вдуваемого воздуха), 4. полное заводское изготовление, 5. возможность многократного использования, 6. светопроницаемость. Применяют: 1. в складских помещениях, 2. в кач-ве укрытий выставок, спортивных сооружений, 3. пневмоопалубка. Для обеспечения нормальной работы и эксплуатации оболочки она д.б. по контуру надежно прикреплена к основанию. Недостатки: 1.нужныспц-е входы, 2. необходимы воздуходувки (не одна), чтобы все время подавать необходимое кол-во воздуха. Существуют также редукционные клапаны для удаления лишнего воздуха, 3.сложность в содержании микроклимата, 4. срок службы-10 лет. Пневмокаркасные конструкции. Надувают только каркас, воздуходувки не нужно. Ризб=0, 5-1, 5 АТМ, высокие требования к тканям. Перекрыть большие пролеты невозможно. Требования к тканям: обрезиненные, покрытые синтетическими материалами, натуральные и синтетические (копрон, нейрон).