Расчет стоек.

Вычисление усилий в стойках производят с учетом приложенных к ним нагрузок.

Средние стойки каркаса здания работают и рассчитываются как центрально-сжатые элементы на действие наибольшего сжимающего усилия от собственного веса конструкции покрытия и снеговой нагрузки.

Расчет центрально сжатых стоек производится на прочность и устойчивость.

Крайние стойки находятся под действием нагрузок от веса покрытия, веса снега, а так же поперечных нагрузок (ветровая нагрузка).

Сжатые и сжато-изогнутые стойки составного сечения рассчитывают по приведенным формулам, но при вычислении коэффициентов фи и кси в формулах учитывается увеличение гибкости стойки из-за податливости связей, соединяющих ветви и пояса.

Расчет решетчатых стоек производят как расчет ферм, сводя распределенную нагрузку к сосредоточенной узловой.

Узлы стоек

Узел опирания ригеля на стойку.

Фермы

Определение ферм. Применение решетки уменьшает расход материалов, но с другой стороны большое количество узлов в местах соединения решетки с поясами значительно усложняет изготовление таких конструкций, поэтому выбор между сплошной и сквозной конструкцией производят на основе технико-экономических показателей. К сквозным конструкциям относят: балочные фермы, распорные (арки и рамы) и решетчатые стойки.

Фермы имеют как правило статически определимую схему в отношении как опорных закреплений. В зависимости от метода изготовления фермы подразделяются на:

1. Заводского изготовления – из склеенных элементов

2. Построечного изготовления– из цельных элементов

Фермы заводского изготовления имеют наибольшее распространение. К ним относят металло-деревянные фермы, в которых верхний пояс и сжатые стержни решетки выполняются из клееной древесины, а нижний пояс и растянутые стержни решетки выполняются из стали.

По очертанию фермы подразделяют на:

1. Треугольные

2. Трапециевидные

3. Многоугольные (как правило 5ти угольные)

4. Сегментные

Расчет ферм выполняют в следующей последовательности:

1. Сбор нагрузок. Нагрузки, действующие на ферму складываются из постоянных (собственная масса фермы и вес ограждающих конструкций покрытия) и временных (как правило снеговая нагрузка)

2. Статический расчет, то есть определение усилий от внешних нагрузок в элементах фермы. Для всех стержней определяем значение продольной силы N а для верхнего пояса еще и изгибающий момент М. усилия определяются отдельно для следующих случаев:

a. Загружение снеговой нагрузкой на половину пролета

b. Снеговая нагрузка на всем пролете

c. Загружение постоянной нагрузкой на всем пролете фермы.

Расчетные усилия определяют при двух комбинациях:

1. Постоянная нагрузка на всем пролете, временная на половине пролета.

2. Постоянная нагрузка на всем пролете и временная нагрузка на всем пролете.

Подбор сечения элементов фермы.

Ширина сечения элемента фермы определяется по предельному значению гибкости(для элементов ферм предельная гибкость для верхнего пояса 120, для элементов решетки 150, для стального нижнего пояса предельная гибкость 400)

После подбора сечений элементов фермы осуществляют их проверку. Сжатые элементы проверяются на устойчивость. Растянутые элементы проверяются на прочность.

В случаях когда верхний пояс нагружен межузловой нагрузкой производят его проверку как сжато-изгибаемого элемента.

Узлы и способы их расчета.

Связи. Различают горизонтальные (наклонные для скатной кровли) и вертикальные (покрытия, продольные и торцевые стены).

Связевые фермы. Располагаются в вертикально, наклонно или горизонтально поперек здания по наружным поясам несущих конструкций.

Продольные связи. Располагаются в плоскости перпендикулярной плоскости несущих конструкций и закрепляют их нижними поясами.

Связевые фермы. Соединяют ригели двух соседних рам и их стойки в пространственный жесткий блок, способный воспринимать нагрузки перпендикулярные плоскости основных несущих конструкций. Поясами в таких фермах являются верхние пояса ригелей (фермы клеефанерной балки) или все сечение несущих конструкций (дощато-клееные арки рамы стойки). Решетка связевых ферм может быть деревянной раскосной или перекрестной из стальных стержней. Роль стоек в решетке связевых ферм выполняют прогоны или панели. Связевые фермы устанавливают с интервалом не менее 20 метров. Они могут устанавливаться у торцов здания и в состоянии самостоятельно воспринимать ветровые нагрузки. Расчет связевых ферм такой же как и у обычных на горизонтальные нагрузки, которые складываются из внешних.

Продольные связи. Соединяют несущие конструкции попарно. Их шаг определяют из условий обеспечения устойчивости раскрепляемых конструкций.

Пластмассы это материалы, которые в качестве основного компонента содержат в себе синтетический полимер. Полимеры получают из исходных низкомолекулярных органических веществ(мономеров), отдельные молекулы которых, соединяются между собой с образованием многократно увеличенной молекулярной структурой, то есть полимера. Название полимера обычно образуется от названия мономера из которого он получен (этилен, полиэтилен, стирол, полистирол и т. д.). В основе технологии синтеза полимера лежат два основных метода.

1. Полимеризация – цепной процесс соединения большого числа молекул одного и того же вещества в одну большую макромолекулу. Протекает при определенной температуре и давлении без выделения каких-либо низкомолекулярных веществ. Химический состав полимера здесь соответствует химическому составу мономера.

2. Поликонденсация – процесс получения полимера из различных … сопровождается выделением побочных продуктов (вода, спирт).

3. Сополимеризация – совместная полимеризация двух или более различных по химическому составу мономеров. В результате получаются сополимеры, обладающие новыми свойствами, отличающимися от свойств полимеров на основе исходного мономера(как правило свойства более ценные).

Чаще всего полимеры находятся в стеклообразном состоянии и называются в этом случае синтетическими смолами. Синтетические смолы в зависимости от влияния на них действия температуры делят на две группы:

1. Термопластичные. При нагревании становятся термопластичными, при охлаждении – затвердевают. При этом их химические свойства на меняются. (обратимые смолы – полиэтилен, полистирол, полиамид и другие…).

2. Термореактивные – в процессе изготовления переходят в неплавкое кристаллиеское состояние. Только один раз. (фенол формальдегидные, эпоксидные и другие смолы).

3. Пластмассы. Как правило являются многокомпонентными смесями:

a. Связующие вещества. Основной компонент – пластмасс, в качестве которого, как правило используют синтетические смолы.

b. Наполнители. Основные компоненты, которые вводятся с целью улучшения механических и технологических свойств(увеличение теплостойкости, снижение стоимости и т. п.). наполнители бывают:

i. Неорганического происхождения

ii. Органического происхождения

c. Модифицирующие добавки. К ним относят:

i. Отвердители

ii. Ускорители(ускоряют затвердевание)

iii. Катализаторы (присутствие которых необходимо для протекания процесса отвердевания)

iv. Пластификаторы(уменьшают хрупкость)

v. Ингибиторы

d. Порообразователи(для получения газонаполненных материалов)

Классификация пластмасс:

1. В зависимости от вида смол, под влиянием на них температуры:

a. Термопластичные пластмассы

b. Термореактивные пластмассы

2. В зависимости от структуры пластмассы подразделяются на:

a. Пластмассы без наполнителя

b. Пластмассы с наполнителем

3. Применение пластмасс в качестве материалов для строительных конструкций обусловлено рядом достоинств пластмасс:

a. Высокая прочность

b. Малая плотность

c. Стойкость к воздействию химически агрессивных средств.

d. Биостойкость в инженерном смысле.

e. Простота формообразования

f. Легкая обрабатываемость.

g. Высокие электроизоляционные свойства.

4. Недостатки пластмасс:

a. Деформативность

b. Ползучесть

c. Потеря прочности при длительных нагрузках

d. Старение(ухудшение эксплуатационных свойств во времени

e. Сгораемость

Влияние недостатков уменьшают различными путями:

Уменьшение деформативности улучшают применением рациональных форм поперечного сечения. Сгораемость и старение улучшают введением специальных добавок.

К пластмассам наиболее популярным в строительных конструкциях относят – стеклопластики, оргстекло, полиэтилен, тепло- и звукоизоляционные материалы и древесные пластики.

Стеклопластики – материалы, состоящие из волокнистого наполнителя и связующего. В качестве связующего используют термореактивные смолы, а стеклянное волокно – армирующим элементов. В стеклопластиках используют следующие волокнистые наполнители:

1. Прямолинейные

2. Рубленное стекловолокно в виде хаотично расположенных отрезков длиной до 50 мм.

Механические свойства стеклопластика зависят от вида стекловолокнистого наполнителя. Наиболее высокие механические совйства у стеклопластиков, армированных непрерывным прямолинейным стекловолокном(прочность на растяжение вдоль волокон до 1000 МПа, модуль упругости 40000).

Все стеклопластики, армированные в одном или двух направлениях являются анизотропными, стеклопластики из рубленых – изотропные.

Стеклопластики бывают разные, черные белые красные…

Полиэфирные стеклопластики. Органическое стекло. Состоит из полимера(полиметилмекакрилат без наполнителя – безцветная масса, пропускающая до 90% видимого света и до 70 % ультрафиолетового цвета. При температуре 20 градусов Цельсия имеет достаточно высокие прочностные характеристики. При температуре 100 – 170 градусов Цельсия хорошо формируются криволинейные формы сечения.

Винипласт. Выпускается пластифицированным и непластифицированным. Главное достоинство – антикоррозионная стойкость в химически активной среде. Недостаток – малая теплостойкость(до 60 градусо Цельсия и морозостойкость до минус 30). Большой коэффициент линейного расширения. Малая ударная вязкость. Используется для гидроизоляции, в качестве кровельного покрытия. Из него изготавливают трубы, поручни и т. п. армирование винипласта можно использовать в фермах.

Полиэтилен обладает хорошей морозостойкостью, высокой химической стойкостью к действию кислот, щелочей и большинства растворителей. Недостаток – подвержен старению. Из него изготавливают трубы и арматуру к ним и т. д.

Оргстекло, винипласт и полиэтилен – относятся к термопластам и поэтому имеют ограниченное применение в несущих строительных конструкциях, так как имеют невысокую теплостойкость и их прочность в значительной степени зависит от температуры.

Тепло- и звукоизоляционные материалы. Наибольшее распространение получили газонаполненные пластмассы, которые по своей структуре делятся на два вида:

1. Пенопласты - материалы с замкнутыми ячейками.

2. Поропласты – с взаимно сообщающимися незамкнутыми ячейками

Пенопласты обладают низкой прочностью и теплопроводностью. Пенопласты имеют более высокие по сравнению с поропластами изоляционные качества. Поропласты имеют большее влагопоглащение, но и обладают большим звукопоглащением.

Древесные пластики. Материалы, полученные в результате обработки натуральной древесины, соединенной с синтетическими смолами.

Дата добавления: 2015-08-10