11. Основные принципы проектирования узлов легких ферм

К легким относят фермы пролетами до 50 м и усилиями в поясах, не превышающими 4000 кН. Наиболее экономично по расходу стали получаются стержни из круглых электросварных труб; из труб п/ц квадратного сечения. Типовые фермы производятся из типовых уголков: равносторонних / равнобоких. Принципы- чтобы была центровка (оси пересек в 1 точке), расечт свар швов (длину шва). Одно из основных направлений, способствующих экономии стали – применение стальных трубчатых конструкций. Средняя экономия – 20%, по сравнению с уголками, если сталь повышенной прочности – 30%. Кроме того, в них снижается трудоемкость изготовления за счет снижения объемов сварочных работ. Узловые соединения м.б.: бесфасоночные; с узловыми фасонками и с узловыми вставками (быв цилиндр, призматич, сферич формы). Бесфасоночные наиболее выгодные по расходу стали. Они используются при угле наклона раскоса к поясу более 30% и соотношение диаметров труб д.б. не менее 1/3. Бесфасоночный сплющенный узел – самый простой в изготовлении, но менее надежный в работе, следовательно усилие в нем небольшое, применяются узлы, когда нет оборудования для фигурной резки труб.Узлы с фасонками треб большого кол-ва Ме. Самое большое усилие выдерживает фасоночный узел, но рекомендуется его применять при соответствующих основаниях, т.к. большой расход стали, вследствие чего происходит утяжеление конструкции.Допустимая разница толщин фасонок в смежных узлах – 2 мм. 

Пояса и решетка крепятся к фасонке фланговыми швами. Фасонки для этого выпускаются за обушки поясных уголков на 10¸15 мм. Для снижения концентрации напряжений фланговые швы в месте окончания уголков заводятся на торцы стержня на 20 мм. По этой же причине угол между элементом фермы и краем фасонки должен быть не менее 15^o. Расстояние между фланговыми швами поясов и элементов решетки в узлах здесь и далее должно быть не менее  мм, но не более 80 мм (здесь  толщина фасонки). Конструкция узла нижнего пояса без его стыка приведена на рис.

Сварные стыки: 1)с вкладышами; 2) с накладками; 3) с переходным конусом, 4) с трубчатой втулкой.

Узлы с узловыми вставками: пустотелая шаровая вставка, кольцевая фасонка, вкладыш, переходной конус.

11. Применение древесины в строительстве. Строение, анизотропия свойств, прочность, деформативность.

СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»

Древесина - природный материал, обладае реологич св-ми – изменение мех-их св-в со временем. Древесина сост из 3 основных частей: корневая сист, ствол, крона.

Плотность. Древесина имеет трубчато-волокнистое строение. Плотность ее зависит от породы, количества пустот, толщины стенок клеток и содержания влаги; она может быть различна даже в пределах одной и той же породы. Плотность в значительной степени зависит и от влажности. Температурное расширениев древесине различно вдоль волокон и под углом ним. Как известно, коэффициент линейного температурного расширения вдоль волокон в 7 - 10 раз меньше, чем поперек волокон, и в 2 - 3 раза меньше, чем у стали. Незначительное линейное расширение от тепла вдоль волокон позволяет в деревянных зданиях и сооружениях отказаться от устройства 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. Малая теплопроводность древесины поперек волокон является основой широкого применения ее в ограждающих частях отапливаемых зданий, в результате чего толщина деревянных стен по сравнению с кирпичными значительно меньше.

Под действием постоянной нагрузки непосредственно после ее приложения в древесине появляются упругие деформации, а с течением времени развиваются эластические и остаточные деф-ции. Упругие и эластические деформации обратимы - они исчезают после снятия нагрузки в течение малого (упругие деформации) или более или менее длительного (эластические деформации). На прочность древесины благодаря ее реологическим св-вам значительно влияют скорость приложения нагрузки или продолжительность ее действия.

Сжатие, растяжение. Предел прочности древесины при растяжении вдоль волокон высок (100 МПа). Наличие сучков и присучкового косослоя значительно снижает сопротивление растяжению.

Повышение влажности древесины свыше точки насыщения волокон не приводит к снижению ее прочности. Стандартная влажность древесины-12%. Влажность определяют взвешиванием до и после высушивания до постоянного веса небольших образцов.

Положительные свойства древесины:

1) Небольшой объёмный вес, 2) Высокая относительная прочность - отношение σ/γ. 3) Малый коэффициент теплопроводности - высокими теплоизоляционными свойствами. 4) Незначительный коэффициент температурного расширения, и поэтому в дер. зданиях не требуется установка температурных деформационных швов. 5) Высокая химическая стойкость, 6) Пластичность - после выгиба досок, спец. подготовленных, конструкция после схватывания приобретает формоустойчевое положение, а внутренние напряжения затухают, 7) Упругость - древесина в условиях динамики демпфирует (гасит) ударные или другие динамические нагрузки, коэф. деформации = 1. 8) Акустические свойства. Лучшие концертные залы выполнены с участием д/к. 9) Высокая долговечность - срок службы д/к достигает 100 и более лет, а норм срок службы 50 лет.

При проектировании строительных конструкций необходимо свести к минимуму отрицательные свойства и выделить положительные.

Отрицательные свойства:

1) Гниение (биологическая коррозия), 2) Горение, 3) Усушка - разбухание, 4) Коробление, 5) Растрескивание, 6) Пороки (сучки, смоляные кармашки и т.д.).

Благодаря особенностям строения древ, она явл анизотропным мат-ом. Анизотропность - измен мех-их св-в древесины в зав-ти от угла направл действия силы к волокнам. Анизотропия свойстви-различие показателей свойств древесины по направлениям — радиальному, тангентальному и вдоль оси ствола.

В наст время основой для определ несущей способн эл явл предельная прочность древесины - способность древесины сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок

Деформативность- Способность древесины изменять свои размеры и форму при внешних воздействиях нагрузки, влажности, температуры.