Сообщение

Основные этапы развития КДиП. Роль русских ученых в развитии КДиП

Содержание материала

1. Основные этапы развития КДиП. Роль русских ученых в развитии КДиП.

Дерево в качестве строительного материала применяется с древнейших времен. Этому способствовало наличие лесов, легкость обработки и транспортировки деревянных элементов к месту строительства. Применительно к нашей стране, в которой сосредоточены огромные лесные богатства, технико-экономическая целесообразность не вызывает никаких сомнений. С давних пор применялись в строительстве деревянные сооружения оборонительного, общественного и хозяйственного назначения.

Основной конструктивной формой бревенчатых сооружений был сруб, который выполнялся из горизонтально расположенных бревен, соединенных врубками, шипами и др. видами соединений, что требовало большой классификации мастера.

В конце XVII века появилась возможность вначале ручной, а затем механической продольной распиловки бревен, что способствовало созданию стержневых систем в виде брусчатых и дощатых конструкций. В то время были созданы выдающиеся образцы деревянных конструкций, например, шпиль Адмиралтейства в Санкт-Петербурге.

После Великой Октябрьской революции, когда в стране создались многие отрасли промышленности при малом еще производстве цемента и стали, перед строителями была поставлена задача создать новые формы деревянных конструкций построечного изготовления, не требующих квалифицированных плотников, которых было явно недостаточно.

Советскими инженерами были предложены и широко внедрены в строительство ЗиС так называемые дощато-гвоздевые конструкции, где основным соединением деревянных элементов стали гвозди, забивка которых не требовала высокой квалификации рабочих. В создании этих новых конструктивных форм принимали участие профессора Иванов, Карлсен, Большаков и др.

Вслед за гвоздевыми конструкциями в 1932-1936 гг. Деревягиным были предложены брусчатые конструкции на пластинчатых нагелях в виде балок пролетом до 6 м и ферм пролетом до 21-24 м.

После ВОВ 1941-1945 гг. Началось массовое жилищное строительство из крупных железобетонных элементов. Изменились требования к строительству. Вместо конструктивных форм построечного изготовления потребовались конструкции заводского изготовления – клееных и клеефанерных, чему значительно содействовали достижения в химической промышленности. Из клееных элементов был построен, например, Дворец спорта профсоюзов в Архангельске.

Пластмасса. В отличие от дерева, пластмассы и др. синтетические полимерные материалы стали применять несколько десятилетий назад. Развитие коксохимической промышленности и теоретической химии привело в начале XX в. к возникновению промышленного производства высокомолекулярных соединения – смол. Для развития химии полимеров огромное значение имели работы Бутлерова.

Пластмассы и смолы стали применять в различных отраслях промышленности, чему способствовала их высокая прочность при малом собственном весе, стойкость в агрессивной среде и в отношении гниения.


Роль русских ученых.

Кулибин. Отличительной особенностью работ Кулибина является использование при проектировании сооружения экспериментальных методов, что нашло свое яркое подтверждение при разработке проекта моста через Неву пролетом 298 м. Кулибин впервые предложил комбинированную систему, которая состоит из гибкой арки, воспринимающей в основном собственный вес моста, и –жесткой бесшарнирной арочной фермы, несущей временную подвижную нагрузку.

Предложил проектировать арки таким образом, чтобы распор воспринимался не мощными контрфорсами, а затяжкой.

Журавский. В связи с отсутствием в то время физико-механических характеристик сосны и ели, Журавскому пришлось проделать огромную работу по изучению прочности этих пород.

В целях увеличения высоты сечения балок ему пришлось столкнуться с необходимостью выполнения их составными из брусьев, соединенных шпонками. Такие составные балки потребовали расчета шпонок, что привело к открытию ранее неизвестного явления сдвига при поперечном изгибе.

Журавский доказал, что усилия в элементах решетки уменьшаются от опор к середине фермы, а при передвижении сосредоточенного груза по ферме могут даже менять в элементах сжимающие усилия на растягивающие.


2. Сырьевая база для производства КДиП. Строение древесины. Основные ингредиенты пластмасс. Виды синтетических смол.

Россия – самая богатая лесом страна в мире, запасы древесины в которой определяются примерно 80 млрд. м3, что составляет около 40 % мировых запасов. Основные ресурсы России сосредоточены в Сибири и на Дальнем Востоке, занимая 73 % всей площади лесов России. Преобладающими породами являются хвойные: лиственница 37 %, сосна 19 %, ель и пихта 20 %, кедр 8 %. Запасы березы, являющейся основным сырьем для фанерной промышленности, составляет около 13 %.

Строение древесины. На поперечном сечении ствола дерева различают следующие части:

  • Камбий – тонкий слой, отлагающий древесину, расположенный под корой Камбиальной зоной называют слой камбия вместе с молодыми, еще не дифференцированными элементами древесины.
  • Сердцевина, имеющая форму небольшого круглого пятна диаметром 2-5 мм.
  • Основная древесина, расположенная между слоем камбия и сердцевиной, состоит из двух частей, немного отличающихся цветом – внутренняя зона, более темная, называется ядром, а более светлая – заболонью. Чем выше по стволу, тем больше заболони.

На поперечном сечении ствола можно увидеть концентрические слои, окружающие сердцевину. Каждое такое кольцо представляет собой ежегодный прирост древесины и называется годичным слоем.

Древесина состоит из двух типов клеток:

  • Прозенхимные (удлиненное, наполненное) – трахеиды, полые клетки, сильно вытянутые в длину с заостренными концами. Трахеиды являются основными элементами древесины хвойных пород. Трахеиды ранней части годичного слоя обладают тонкими стенками и большими внутренними полостями, а трахеиды поздней части годичного слоя – толстые стенки и малые полости.
  • Паренхимные (одинаковое, наполненное) – имею примерно одинаковые размеры во всех направлениях. Паренхимные клетки входят в состав сердцевинных лучей, по которым происходит движение питательных веществ.

Основные ингредиенты пластмасс. Основными ингредиентами пластмасс являются:

  • Связующие вещества (смолы)
  • Наполнители – уменьшают расход связующего, что снижает стоимость готового изделия, предотвращают усадку при твердении, придают высокую механическую прочность. Применяют: стекловолокно, асбестовое волокно, опилки и т.д.
  • Пластификаторы – снижают хрупкость пластмасс, увеличивают гибкость, эластичность и относительное удлинение, а также повышают морозостойкость материала.
  • Стабилизаторы – способствуют сохранению физико-механических свойств пластмасс во времени и снижают скорость процессов деструкции под влиянием атмосферных воздействий.

Виды синтетических смол.

  • Полиэфирные смолы относятся к числу термореактивных материалов и обладают весьма ценными свойствами: небольшой вязкостью, способностью к твердению при повышенных и комнатных температурах без выделения летучих продуктов, высокой стойкостью к воздействию бензина, воды, масел и др. Получают в результате конденсации ненасыщенных дикарбоновых кислот с многоатомными спиртами.
  • Фенолформальдегидные смолы представляют собой продукт конденсации фенола и формальдегида в присутствии катализаторов. В них сочетаются такие свойства как термостойкость, высокая механическая прочность и хорошая адгезия к стеклянному волокну.
  • Эпоксидные смолы получают при взаимодействии многоатомных фенолов с веществами содержащими эпоксидную группу. После введения отвердителя эпоксидные смолы становятся неплавкими, нерастворимыми продукта им, обладающими сетчатой трехмерной структурой. Изделия изготовленные из них бензо-, масло-, и водостойкие. Эпоксидные смолы в отличие5 от многих других твердеют с минимальной усадкой без выделения побочных продуктов.
  • Мочевино- и меламиноформальдегидные смолы получают конденсацией мочевины с формальдегидом в слабощелочной или нейтральной среде. Будучи отвердевшими практически ни в чем нерастворимы.

3. Сортамент лесоматериалов. Требования к качеству. Строительная фанера. Основные виды конструктивных пластмасс.

По форме и размерам поперечного сечения пиломатериалы делят на:

  • Доски – если ширина вдвое больше толщины
  • Бруски – если ширина меньше двойной толщины
  • Брусья – если ширина и толщина более 100 мм

По числу пропиленных сторон брусья могут быть: двухкантными, трехкантными, 4-кантными.

Доски могут быть:Обрезными – пропиленные с четырех сторон; необрезные – пропиленные с двух сторон. Также различают – пластины, рейки, горбыли.

Сортамент пиломатериалов хвойных пород.

d, мм

Ширина, мм

Требования к качеству. При наличии значительных пороков, в особенности сучков, прочность досок, брусьев или бревен бывает настолько низкой, что они не могут быть применены для элементов несущих конструкций, поэтому размеры пороков необходимо ограничивать. Основные требования к лесоматериалам изложены в ГОСТ 8486-66*, ГОСТ 9463-72*, СНиП II-25-80.

Качество определяется степенью однородности строения. Основные пороки: гниль, червоточина, трещины, сучки, завитки, косослой, мягкая сердцевина. 1(2){3} сорт – сучки диаметром менее ¼(1/3){1/2} ширины доски на длине 20 см и наклон волокон менее 7(10){12}%.

16

75 100 125 150

19

75 100 125 150 175

22

75 100 125 150 175 200

25

75 100 125 150 175 200 225

32

75 100 125 150 175 200 225 250

40

75 100 125 150 175 200 225 250 275

44

75 100 125 150 175 200 225 250 275

50

75 100 125 150 175 200 225 250 275

60

75 100 125 150 175 200 225 250 275

75

75 100 125 150 175 200 225 250 275

100

100 125 150 175 200 225 250 275

125

125 150 175 200 225 250

150

150 175 200 225 250

175

175 200 225 250

200

200 225 250

Строительная фанера. Представляет собой слоеный листовой материал, как правило, из нечетного числа слоев, называемого шпонами и получаемых лущением прямолинейных отрезков ствола дерева. Смежные шпоны в пакете имеют взаимно перпендикулярное расположение волокон и склеиваются между собой горячим или холодным прессованием. Фанеру толщиной более 15 мм называют фанерными плитами. Вследствие перекрестной структуры фанеры обладает меньшей анизотропией свойств, чем природная древесина, а явления усушки и разбухания соответствуют таковым у древесины в направлении вдоль волокон.


Основные виды конструктивных пластмасс. В строительстве наибольшее применение нашли стеклопластики и древесные пластики:

  • Стеклопластики представляют собой пластмассы, состоящие из стеклянного наполнителя и связующего. В качестве связующего обычно используют ненасыщенные полиэфирные, эпоксидные и фенолформальдегидные смолы, а также некоторые термопласты. Наполнители в настоящее время используются главным образом стекловолокнистые, свойства которых во многом определяют характеристики стеклопластиков.
  • Древесные пластики – материалы, полученные соединением синтетическими смолами продуктов переработки натуральной древесины. К ним относятся древесно-слоистые пластики, древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты, бумажный слоистый пластик и др.

- древесно-слоистые пластики (ДСП) изготовляют из тонких листов сушеного березового, липового или букового шпона, пропитанного и склеенного между собой различными смолами при высоком давлении и температуре. Имеет прочность выше древесной за счет уплотнения и пропитки прочными смолами.

- Древесно-волокнистые плиты (ДВП) изготовляют из хаотически сложенных волокон древесины, склеенных канифольной эмульсией с добавление фенолформальдегидных смол. Сырье служат отходы лесопильных производств. ДСП склонно к набуханию и потере прочности.

- Древесно-стружечные плиты (ПС) получают горячим прессованием под давление древесных стружек, пропитанных синтетическими термореактивными смолами. Для изготовления ПС применяют специальную стружку, полученную на деревообрабатывающих станках.


4. Физические свойства и химическая сущность ДиП. Влага в древесине, усушка и набухание и меры борьбы с ними. Влага в пластиках.

На физические свойства древесины значительное влияние оказывает влага.

Плотность. Древесина имеет трубчато-волокнистое строение. Плотность ее зависит от породы, количества пустот, толщины стенок и содержания влаги; она же может быть различна в пределах одной породы. Плотность в значительной мере зависит от влажности.

Температурное расширение. Линейное расширение при нагревании, характеризуемое коэффициентом линейного расширения, в древесине различно вдоль волокон и под углом к ним. Как известно, КЛТР вдоль волокон в 7-10 раз меньше чем поперек волокон, и в 2-3 раза меньше чем у стали, что позволяет в деревянных ЗиС не устраивать температурных швов.

Теплопроводность. Трубчатое строение клеток древесины превращает ее в плохой проводник тепла. Теплопроводность древесины вдоль волокон больше, чем поперек волокон. Чем больше плотность и влажность древесины, тем больше ее теплопроводность.

Химическая стойкость. Древесина стойка к кислым средам.

Химическая сущность пластмасс. Пластмассами называют материалы, которые в качестве основного компонента содержат синтетический полимер.

Полимеры, являющиеся основой пластмасс, представляют собой высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из многих элементарных звеньев одинаковой структуры. Эти звенья соединены между собой ковалентными связями в длинные цепи или образуют жесткие и пластичные пространственные решетки.

Полимеры получают из исходным низкомолекулярных органических веществ (мономеров), отдельные молекулы которых благодаря двойным или тройным связям способны взаимосоединяться с образованием молекул удвоенной (димер), утроенной (тример) или многократно увеличенной молекулярной массы (полимер).


Влага в древесине, усушка и набухание и меры борьбы с ними. Различают два вида влаги, содержащейся в древесине:

  • Связанную (гигроскопическую), находящуюся в толще клеточных оболочек.
  • Свободную (капиллярную), находящуюся в полостях клеток и в межклеточных пространствах
  • Химически связанная – влага входящая в химический состав веществ, образующих древесину. Имеет значение только при химической переработке древесины.

Максимальное количество связанной влаги называется пределом насыщения волокон древесины и составляет 30 %. Дальнейшее увеличение влажности может происходить только за счет свободной влаги. При изменении влажности от 0 до 30 % происходит и изменение свойств и формы древесины.

clip_image002

Установлено, что линейная усушка вдоль волокон, в радиальном и тангенциальном направлениях существенно различаются. Усушка вдоль волокон древесины обычно так мала, что ею пренебрегают, усушка в радиальном направлении колеблется от 2…8,5 %, а в тангенциальном от 2,2…14 %. Следствием такой неравномерности усушки является коробление.

Основными мерами по борьбе с набуханием и усушкой являются:

  • Распиловка сырого леса на пиломатериалы до образования трещин, и их дальнейшая просушка
  • Просушка пиломатериалов – проводится с целью повышения удельной прочности древесины, предохранения от загнивания, предупреждения коробления, а также для улучшения склеивания, пропитки и отделки древесины.

Влага в пластиках. При длительном действии влажной среды ДВП поглощают значительное количество влаги, в результате чего набухают и теряют прочность. При водопоглощении древесно-стружечные плиты разбухают. Введение гидрофобных добавок снижает разбухание плит на 10 %.

Расчетные сопротивления материалов, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности определяют умножением на соответствующий коэффициент. Для стеклопластиков при длительном увлажнении он варьируется от 0,5-0,7; при длительном пребывании при влажности 90% - от 0,75-0,85.


5. Механические свойства ДиП при действии кратковременных нагрузок. Диаграмма работы. Анизотропия.

При всей относительной стройности структуры хвойных пород ее трахеиды не стандартны, что является основной причиной изменчивости ее механических свойств.

Механические свойства древесины, являющейся природным полимером, изучаются на основе реологии – науки об изменении свойств веществ во времени под действием тех или иных факторов, в данном случае нагрузок. Известно, что при быстром, кратковременном действии нагрузки древесина сохраняет значительную упругость и подвергается сравнительно малым деформациям.

Основным механическим свойством древесины является прочность. Для определения прочности древесины используются стандартные образцы:

clip_image003

clip_image005 clip_image007

Для сравнения прочности древесины необходимо показатели прочности приводить к одной влажности. За стандартную принята влажность 12 %. Приведение к стандартной влажности производят по формуле:

clip_image009

Где: sw – предел прочности при влажности в момент испытания, W – влажность в момент испытания, a - поправочный коэффициент, зависящий от породы древесины и от вида испытания.

Также прочность можно определить по количеству поздней древесины и огнестрельным методом, сущность которого заключается следующем: делаются стандартные прострелы и по глубине проникания пули определяется прочность.

Анизотропия. Благодаря особенностям строения древесина является анизотропным материалом, ее механические свойства различны в различных направлениях и зависят от угла между направлением действующего усилия и направлением волокон, что выражается зависимостью:

clip_image011


6. Длительное сопротивление ДиП. Реологический характер деформации. Методы определения реологических характеристик.

На прочность древесины благодаря ее реологическим свойствам значительно влияют скорость приложения нагрузки или продолжительность ее действия. Если серию одинаковых деревянных образцов загрузить, например на изгиб, различной по значению постоянной нагрузкой, то разрушение их произойдет через разные промежутки времени – чем больше нагрузка, тем быстрее разрушится образец. Представив результаты этих испытаний в виде графика, получим асимптотическую кривую, по которой можно определить, сколько времени пройдет от начала загружения до момента разрушения. Асимптотический характер кривой показывает, что предел прочности падает с увеличение длительности действия нагрузки, но не безгранично – он стремится к некоторой постоянной величине sдлравному ординате асимптоты кривой. Длительное сопротивление характеризует такое значение нагрузки, пр котором древесина не разрушится как бы долго ни была приложена нагрузка.

clip_image012

clip_image014

Коэффициент длительного сопротивления clip_image017clip_image019

При изменении температуры (базовая – 200 С) кривая длительного сопротивления перемещается вдоль оси ординат параллельно исходной: вверх – при уменьшении температуры, вниз – при увеличении температуры древесины.

Температурный коэффициент временной прочности clip_image021

Длительное сопротивление является показателем действительной прочности древесины в отличие от предела прочности, определяемого быстрыми испытаниями на машине. Переход от предела прочности к длительному сопротивлению производится умножением предела прочности sвр на вышеперечисленные коэффициенты.

При напряжениях меньших sдл деформации с течением времени затухают, стремясь к некоторому пределу как показано на рисунке. При обратной ситуации после некоторого уменьшения скорости деформаций на участке в-г наступает развитие деформаций с постоянной скоростью на участке г-д. Далее в момент времени t1 начинается ускоренный рост деформаций, приводящий к разрушению материала.

Кривая длительной сопротивления задается уравнением: clip_image023

Процесс разрушения древесины при выдерживании ее под действием различных по величине нагрузок с различным временем выдержки начинается при условии, что: clip_image025

Где: DtI – время длительности i загружения, долговечность этого материала при i нагрузке;

Если принять линейный закон загружения clip_image027, то:

clip_image029 clip_image031


7. Влияние влажности, температуры и времени действия нагрузки на механические свойства древесины и пластмасс.

При повышении влажности древесины от нулевой точки до точки насыщения волокон, ее прочность, в том числе и длительная, уменьшается, деформативность увеличивается и модуль упругости снижается.

Для сравнения прочности древесины необходимо показатели прочности приводить к одной влажности. За стандартную принята влажность 12 %. Приведение к стандартной влажности производят по формуле:

clip_image033

Где: sw – предел прочности при влажности в момент испытания, W – влажность в момент испытания, a - поправочный коэффициент, зависящий от породы древесины и от вида испытания.

Формула приведения действительна в пределах изменения влажности 8-23 %.

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 так называемая, замороженная древесина, прочность которой значительно возрастает, но она становится очень хрупкой.

Модуль упругости при повышении температуры уменьшается, что увеличивает деформативность древесины.

Предел прочности при данной температуре к прочности при стандартной температуре 200 С можно пересчитывать по формуле:

clip_image035

Где: s20 – искомая прочность при 200 С, sТ – прочность при данной температуре, b - поправочное число на температуру, принимаемое по таблице.

Данная формула действительна в пределах положительных температур 10-500 С.

Механические свойства древесины, являющейся природным полимером, изучаются на основе реологии – науки об изменении свойств веществ во времени под действием тех или иных факторов, в данном случае нагрузок. Известно, что при быстром, кратковременном действии нагрузки древесина сохраняет значительную упругость и подвергается сравнительно малым деформациям. При длительном действии нагрузки деформации во времени существенно увеличиваются.


Влияние влажности, температуры и времени действия нагрузки на механические свойства пластмасс.

Расчетное сопротивление пластмасс R при нормальных температурно-влажностных условиях принимают равным произведению кратковременного расчетного сопротивления Rкр на коэффициент длительного сопротивления kдл

clip_image037

Расчетные сопротивления материалов, эксплуатируемых в условиях воздействия атмосферной среды, повышенной температуры и влажности, определяют умножением соответствующих расчетных сопротивлений на коэффициенты условий работы

clip_image039

clip_image041

clip_image043

Кратковременные значения модулей деформации E и сдвига G находят из стандартных испытаний, а длительные модули упругости и сдвига – по длительным статическим испытаниям стандартных образцов при уровне напряжений, равном расчетному длительному сопротивлению материала, как отношение напряжения к максимальной относительной деформации образца.


8. Защита деревянных конструкций от возгорания.

При использовании деревянных конструкций следует соблюдать мероприятия по их защите от возгорания и повышения их огнестойкости.

Огнестойкость – способность строительных элементов и конструкций сохранять несущую способность, а также сопротивляться прогреву до критических температур и распространению огня.

Деревянные конструкции должны быть разделены на части противопожарными перегородками из несгораемых материалов. В поперечном направлении здания противопожарные диафрагмы устанавливают вдоль несущих конструкций с шагом 6 м. Деревянные конструкции не должны иметь сообщающихся полостей с тягой воздуха, по которым может распространиться пожар.

В противопожарном отношении предпочтительнее деревянные конструкции массивного сечения, с закруглениями, имеющие большие пределы огнестойкости, чем дощатые или фанерные.

Опасны в пожарном отношении металлические элементы, закрепленные на древесине, которые нагреваясь, значительно снижают пределы огнестойкости древесины.

К химическим мерам защиты деревянных конструкций от возгорания относится применение пропитки огнезащитными средствами или нанесение огнезащитных красок. Защитные средства, предохраняющие древесину от возгорания, называются антипиренами. Антипирены представляют собой вещества, которые при нагревании способны разлагаться с выделением большого количества негорючих газов, либо, увеличиваясь в объеме, создавать защитный слой, препятствующий возгоранию.

Кислота Þ древесина (под действием температуры кислота превращается в аммиак, который обугливает древесину)Þ уголь (температура вспышки угля выше, чем у древесины)

Важно заметить, что огнестойкость древесины пропитанной антипиреном, ниже чем у обыкновенной, а предел возгораемости - выше.


9. Защита деревянных конструкций от биологического поражения.

Суть конструкционных мероприятий по борьбе с гниением сводится к тому, чтобы обеспечить воздушно сухое состояние деревянных элементов здания, что достигается устройством гидро-, пароизоляционных слоев, препятствующих увлажнению древесины грунтовой, атмосферной или конденсационной влагой.

Гниение не происходит если выполняется хотя бы один из пунктов:

  • Влажность древесины – менее 20 %
  • Влажность воздуха – менее 60 %
  • Нет кислорода
  • Температура меньше 00 С или выше 500 С
  • Обеспечивается проветривание

Недопустимая влажность древесины может возникнуть в результате атмосферных осадков, капиллярной влаги, поступающей из частей здания и др.

Конструктивные мероприятия по борьбе с недопустимым увлажнением при эксплуатации:

  • Предотвращение увлажнения атмосферными осадками увеличением свесов крыши, надлежащим отводом воды с крыши, устройством достаточно большого (не менее 30 см) разрыва между поверхностью грунта и нижней отметкой расположения деревянных элементов здания для предотвращения увлажнения брызгами падающей сверху воды.
  • Обеспечение хорошей вентиляции, с тем чтобы средняя влажность воздуха была как можно ниже. Для этой цели необходимо иметь достаточное число приточных и вытяжных вентиляционных отверстий (продухов). По поверхности грунта рекомендуется устраивать гидроизоляцию.
  • Борьба с образованием конденсата состоит в следующем. Многослойные ограждающие строительные конструкции и их элементы должны иметь такой порядок расположения слоев и их толщину, чтобы устранить возможность скопления конденсата.
  • Правильный подбор породы древесины для изготовления соответствующих деревянных конструкций.

Химическая защита. Химические средства для защиты древесины от биовредителей называются антисептиками, причем химические средства, предназначенные для защиты от поражения грибами, называют фунгицидами, а от поражения насекомыми – инсектицидами.

Защитные средства для защиты древесины изготовляются на основе неорганических и органических соединений. Водорастворимые средства для защиты древесины поставляются в виде солей, сухих смесей, паст и др.

Маслянистые защитные вещества из-за их запаха используют для защиты древесины, эксплуатирующейся на открытом воздухе или в воде.

Согласно СНиП III-19-75 химические средства подразделяются на:

  • Влагозащитные лаки и эмали
  • Антисептические водные и маслянистые пропитки и пасты

10. Принципы расчета КДиП по предельным состояниям. Нормативные и расчетные характеристики. Коэффициенты условия работы.

Элементы конструкций рассчитывают по методу предельных состояний. Предельным называют такое состояние конструкции, за пределами которого дальнейшая ее эксплуатация невозможна.

Для КДиП имеют значение, главным образом, два вида предельных состояний:

  • По несущей способности (прочности, устойчивости)
  • По деформациям (прогибам, перемещениям)

Расчет по первому предельному состоянию производится на расчетные нагрузки, а по второму – на нормативные, т.е. полученные без учета коэффициентов перегрузки. Н.С. Стрелецкий сформулировал принцип всякого инженерного расчета, который состоит в том, чтобы было соблюдено условие неразрушимости. Исходя из этого принципа наибольшая возможная (предельная) нагрузка должна быть меньше или равна наименьшей несущей способности конструкции, вычисленной с учетом рассеивания показателей качества материала, нагрузок и условий работы конструкции, а также с учетом фактора времени.

Расчетные сопротивления в СНиП II-25-80 установлены в зависимости от сорта древесины сосны и ели, а расчетные сопротивления других пород определяются по ним путем умножения на коэффициенты приведения. Расчетные сопротивления приведены в таблицах СНиП.

Расчетное сопротивление древесины местному смятию попрек волокон на части длины определяют по формуле:

clip_image045

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом a к направлению волокон определяют по формуле:

clip_image047

Расчетное сопротивление древесины сдвигу под углом a к направлению волокон определяют по формуле:

clip_image049

Условия работы конструкции учитывают умножением расчетных сопротивлений, приведенных в таблицах, на коэффициенты условия работы:

mп – коэффициент приведения древесины

mв – коэффициент учитывающий температурно-влажностные условия эксплуатации

mн – коэффициент учитываемы при расчете на действие кратковременных нагрузок

mб – коэффициент для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов высотой сечения более 50 см, при определении расчетных сопротивлений изгибу и сжатию вдоль волокон

mсл – коэффициент для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов в зависимости от толщины слоев, при определении расчетных сопротивлений изгибу, скалыванию и сжатию вдоль волокон.

mгн – коэффициент для гнутых элементов, при определении расчетных сопротивлений изгибу, растяжению и сжатию

При расчете по второму предельному состоянию модуль упругости древесины принимают: вдоль волокон 10000 МПа, поперек волокон 400 МПа. Коэффициент Пуассона древесины поперек волокон при напряжениях направленных вдоль волокон – 0,5 а вдоль волокон – 0,02.