7.Строительная фанера

Клееная фанера - наиб. примен. мат-л из всех листовых мат-лов на основе древесины.

Фанера - многослойный листовой мат-л, сост.из нечетного числа слоев, наз.шпонами.

Шпоны - тонкие слои древесины толщиной 0,2-1мм, получ. лущением прямоуг. отрезков ствола дерева. Смежные слои в пакете им. взаимноперпенд. напр-е волокон и склеив-ся м\у собой холодн. или горяч. прессованием.

Наружн.слой фанеры - рубашка, им. одинак. напр-е волокон; внутр. слои - срединки.

Фанеру изгот из: береза, сосна, ель, лиственница.

+: 1. меньшая анизотропия св-в по сравнен.с прир. древесиной; 2. высокие прочн. св-ва; 3. относит.малая масса; 4. низкая тепло- и звукопроводность; 5. высок. декоратив. кач-ва; 6. повыш.влагостойкость.

В стр-ве примен.: 1. клееная березовая фанера ФСФ и ФБС (у ФБС – больще водостойкость и прочность); 3. армированная (+ мет. сетка); 3. гофрированн./ кровельн.; 4. облицованн. пластиками; 5. комбинир.; 6. фанерные плиты (>16мм).

Размеры:

ФСФ: толщ – 6, 8, 9, 10, 12 мм; шир – 1525 мм; дл – 1525 мм. ФБС: тощ – 7, 10, 12, 14 мм; шир – 1500 мм; дл – 4400, 5600 мм.

Плотность: ФСФ – 700 кг/м3; ФБС – 1000 кг/м3.

Модуль упругости вдоль волокон : ФСФ - 9000 МПа; ФБС – 12000 МПа.

8. Основы расчета дерев. Кон-ций по методу предельных состояний

Предельн. состояние – состояние констр-ций, при кот. их дальнейшая эксплуат. становится невозможной по причине: потери несущ. способности (прочности, устойчивости) – 1е пред. сост., возникновение недопустимых деформации (прогибов, перемещений) – 2е пред сост..

Осн. положение расчета строит. констр-ции по методу предел. сост.: внутреннее напряжение, деформации перемещения от учит. нагрузок и воздействий не должны превышать предел. знач-ний прочностных показателей сторит. мат-лов, установленн. нормами проектирования.

Расчет кон-ций по 1му пред. сост. произв. на расчетные нагрузки; по 2му - нормативн.

Констр-ции рассчит. на наиб. неблагоприят. сочетания нагрузок (собственный вес, снеговая, ветровая, технологич. и прочее); учит-ся коэфф. сочетаний.

9. Нормирование расчетных сопротивлений древесины и фанеры (см. СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции»)

Основн. нормир. хар-ми прочности древесины и фанеры явл. норматив. рачетн. сопротивления, кот. устан. на основании рез-тов испыт-й малых стандартных образцов / крупных образцов из пиломат-лов и круглого леса.

Согласно СНиП расчетн. сопр-я устан. в завис. от сорта древеснины сосны и ели. Расчет.сопр-я др.пород опр-ся умнож. осн. расчетн. сопр-й на переходные коэф-ты.

Показатели прочности древесины даются при стандарт. W древесины для норм. t-W усл-й эксплуатации констр-ций.

(W до 75%; t до +35°).

Влияние на расч. сопр-ие др в др. усл-х экспл-ции учит-ся умножением расч. сопр-й на коэфф-ты (см. СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции»):

mв – учит усл-я экспл-ции; mд – учит долю пост. нагр; mн – учит возд-е кратковременн нагр; mб – учит влияние высоты сеч-я элемента; mсл – учит толщ слоев клееных эл-в; mгн – для гнутых эл-в; mо – учит наличие ослаблений в расч сечении; mа – учит снижение прочности др при ее пропитке антипиренами под давлением.

10. Центрально-растянутые эл-ты (см. п. 4.1 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции» формула)

Прочность древесины реальн. эл-в констр-ций сниж. за счет неоднородности строения др. Особенно опасны при растяжении сучки на кромках с выходом на ребро (концентратор напоряжений) и наличие косослоя (растягявающ. усилия расклад-ся на 2 составляющие: вдоль наклонно располож. волокон и перпенд. к ним; это вызывает растяжение поперек волокон, скалывание и сдвиг).

Допускаем косослой в пределах 7-15мм на 1м длины эл-тов.

Деформации возрастают прямопропорционально напряжениям до момента разрушения, кот. происх. при очень малых деформациях. Разрушение растянутых эл-в происх. хрупко в виде почти мгновенного разрыва наименее прочных волокон, пилообразной поверхности.

На центральное растяж-е работают нижние пояса и растян. раскосы ферм при узловой нагрузке, затяжки арок и др.

Предел прочности древесины на растяжение поперк волокон в 12-17р. меньше, чем при растяжении вдоль волокон.

Расчетное сопр-е др на растяжение поперек волокон нормируется только для клееной др.

Если ослабление располож. в эл-те не симм. центра тяжести его попереч. сеч-я, то такой эл-т рассчит-ся как внецентренно растянутый.

11. Центрально-сжатые эл-ты (см. п. 4.2 – 4.5 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции»)

Средний временный предел прочности на сжатие вдоль волокон при испытании малых стандартных образцов чистой древесины значит. ниже, чем при растяж. и составляет 40 МПа. На сжатие вдоль волокон др работает более надежно, чем на растяжение.

Влияние пороков сказ. незначит.

До половины предела прочности др-на работает упруго при далнеш.увелич.нагрузки происх.упругопластич.стадия. перед разрушением деф-ции достиг.0,5% от первонач.высоты образца. Разрушение происх.в рез-те потери местной устойчивости наруж.волокон др-ны и сопровожд.появл-ем складки.

До половины пред. прочности др. раб-т упруго. При дальнейшем увеличении нагр. происх. упруго пластическая стадия. П/д разрушением деф-ции достигают 0,5 % от первонач. высоты образца. Разрушение образцов происх. в рез-те потери местной устойчивости наружн волокон др и сопровожд-ся появлением характерной складки.

Длина сжатых эл-тов значит. больше, чем размеры попереч. сеч., поэтому эл-ты разрушаются не как малые станд. образцы только от сжатия, а в рез-те потери устойчивости, кот. происх. значит. раньше, чем напряж. сжатия достигает своего предела.

На центр. сж раб-т кол, верхн пояса ферм при узловой нагр и раскосы.

Расчет - п.4.2-4.5 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции».

12. Изгибаемые эл-ты (см. п. 4.9, 4.14, 4.15 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции»)

Попереч. изгиб происх. со значит. прогибами, сопровожд. перераспр. напряж. по сеч. эл-та на разн. этапах загружения.

В упругопластич. стадии работы эл-та смятие в крайних волокнах сжатой зоны появл-ся характерн. складки; на последнем этапе загружения зона пластичности развив-ся вглубь сеч-я. Нейтральная ось смещ-ся к осям этой кромки. Рарушение происх. от разрыва крайних растянутых волокон.

Пороки др, длит. действие нагр уменьш прочность др на изгиб.

Конструктивн. эл-ты – балки, настилы.

Расчет – п. 4.9-4.15 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции».

13. Косой изгиб (см. п. 4.12 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции»)

Косой изгиб возник. в эл-х прямоуг. сеч-я, когда направление действ. нагрузки не совпад. с направл.1-ой из главн. осей сеч-я. В усл. косого изгиба раб. прогоны покрытий.

Косой изгиб сущ-но увелич. размеры поперч. сеч-я эл-тов. Его след. избегать с пом. констр-х мер (устр-во прокладки под прогоны). Скатная составляющая нагрузки м.б. погашена устр-вом жесткого косого настила, либо постановкой тяжей в плоскости угла ската крыши к середине пролета прогонов.

В эл-х кругл. сеч-я косой изгиб не возник., т.к. все его оси явл-ся осями симметрии. Эл-ты с квадр. сеч-ем на косой изгиб не раб-т, т.к.он всегда деф-ся в угле действия ската.

Расчет - п. 4.12 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции».

Проверка жесткости:

14. Сжато-изгибаемые эл-ты (см. п. 4.17-4.20 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции»)

- Эл-ты, нах-ся под одноврем.возд-ем продольной сжим-щей силы и изгиб. момента. Такое сложн. напряж. сост-е эл-ов возник. при совм. действии продольной силы и попереч. нагрузки при внецентр-м приложении продольной силы, при несимм. ослаблении попереч. сеч-я сж эл-та сж криволинейных эл-в.

Макс. сжим. напр-я возник. в крайних волокнах сеч-я в зоне действия расчетного изгиб. момента. Разрушение сжатого изг-го эл-та начин-ся с потери уст-ти сж волокон, в рез-те чего появл-ся складки в верхней зоне сеч-я, увелич-ся прогиб, и эл-т ломается.

На сжатие с изгибом раб-ют многие дер.эл-ты (рамы, балки, верх. пояса ферм).

Сж. изгиб. эл-ты работают достаточно надежно; для их изгот-я прим-ся пиломат-лы 2 сорта.

Расчет - п. 4.17-4.20 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции».

15. Растянуто-изгибаемые эл-ты (см. п. 4.16 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции»)

Раб. одновременно на изгиб и на растяжение; такое сложн. напряж-е сост-е возникает в нижних поясах дер. ферм при внеузловой нагрузке или в эл-тах с внецентр. прилож-м растяг. усилия (стойки при несимметричн ослаблениях, выходящих за кромки).

Отношение расчетного сопр-я растяж-ю к расч.сопр-ю изгиб.позволяет привести напряж.от изгиба к общ.зн-ю. момент действия продольной силы в расчет не учит.в запас прочности.

Расчет – п. 4.16 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции».

16. Сжатие и смятие древесины поперек волокон (см. п. 3.1.2 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции»)

На диаграмме – 3 стадии:

I - упругая стадия работы др в начале загружения до наступления предела пластич. течения;

II - стадия ускоренн. роста деф-ций за счет смятия оболочек клеток ранней зоны годичных слоев;

III - стадия уплотнения др - рост деф-ций замедляется, происх. смятие клеток поздней зоны годичных слоев.

На сжатие и смятие поперек волокон по всей поверх-ти др раб. значит хуже, чем на сж и см вдоль волокон.

При сжатии поперек волокон стенки клеток раб. в неблагопр. усл-ях, они сплющ. за счет внутр. пустот, что приводит к значит. деф-циям.

При работе др на смятие поперек волокон за счет пластич. деф-ций происх. выравнивание напряж-ий, и фактич-го разруш-я образца не происходит.

Влияние пороков на прочность др на сж и смятие поперек волокон незначительно.

В дер. кон-циях сж и см волокон др: 1. смятие по всей поверх-ти; 2. смятие на части длины (опорные подушки); 3. смятие на части длины и ширины (под шайбами болтов)

Чем меньше сминаемая часть по отношению ко всей площади, тем больше сопр-е др смятию из-за поддерживающего влияния волокон ненагруженной части сминаемого эл-та.

Расчет – п. 3.1.2 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции».

17. Скалывание древесины (см. п. 3.1.3, 5.2, 5.3 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции»)

- Самый слабый вид сопр-я др. Хар-р разрушения - хрупкий. Наличие пороков резко сниж. сопр-е скал-ю (особ. опасен – косослой).

Скалывание: 1. вдоль волокон; 2. поперек волокон; 3. под углом к волокнам.

Расчет эл-в – по форм: , Nск – расч скалывающая сила; Аск – расч. площадь скалывания; – расч ср по длине площадки скалывания сопротивление др скалыванию вдоль волокон.

Расчет - п. 3.1.3, 5.2, 5.3 СНиП II-25-80 «Дер. констр-ции».