конструкційні деревина і пластмаси

6.    Неорганічні конструкційні матеріали. У конструкціях з дерева і пластмас застосовуються також наступні неорганічні конструкційні будівельні матеріали.

Сталь маловуглецева середньої міцності, щільність 7850 кг/м3, границя текучості 275 МПа, модуль пружності Е=2,1*105 МПа. Сталь виготовляється у вигляді листів, прокатних і гнутих профілів, прутків і застосовується для виготовлення металевих елементів і з'єднань конструкцій.

Алюміній піддається обробці тиском марок АМц, АМг, АВ і ін. Щільність алюмінію значно менше, ніж у сталі, і дорівнює 2640 кг/м3, модуль пружності Е =7,1 • 104, а середня міцність 150 МПа. З алюмінію виготовляють плоскі і гофровані аркуші, прокатні і гнуті профілі. Алюміній набагато більш стійкий, чим сталь, проти корозії у вологому середовищу і застосовується для обшивань легких тришарових плит і панелей покриття і стін різних будинків, а також для виготовлення елементів і з'єднань конструкцій.

Азбестоцемент складається із суміші азбестових волокон з цементним каменем. Виготовляється у виді хвилястих і плоских листів товщиною 6...10 см і довжиною 1,5, 3,0, 1,7 і 3,3 м і гнутих профілів. Середня щільність 1800 кг/м3, середня міцність при стиску невеликий і дорівнює 1,5 МПа, а при розтяганні ще нижче, модуль пружності Е=600 МПа. Азбестоцемент негорючий. Застосовується в основному для листів покрівлі.

 

 

Дерев'яні й пластмасові конструкції розраховують за єдиним для всіх будівельних конструкцій методом граничних станів. Граничним називають такий стан конструкцій, при якому подальша експлуатація їх неможлива. Дерев'яні й пластмасові конструкції розраховують за двома граничними станами: за несучою здатністю (міцністю або стійкістю) і за деформаціями.

Під час розрахунку за першим граничним станом визначають зусилля від розрахункових навантажень: поздовжню силу N, згинальний момент М та поперечну силу Q. Розрахункові зусилля в елементі не повинні перевищувати його найменшої несучої здатності.Напруження, що виникають в елементах від дії розрахунковихзусиль, не повинні перевищувати розрахункових опорів матеріалів.

 

Під час розрахунку за другим граничним станом має виконуватись умова, коли деформації або переміщення від нормативних навантажень не перевищують деформацій, встановлених нормами:

 

де f/l — розрахунковий відносний прогин ;

[f/l] — відносний прогин, який допускається за нормами проектування. 

Розрахунок за другим граничним станом проводять на дію нормативних навантажень, тобто в нормальних умовах експлуатації, оскільки розрахункові навантаження проявляються рідко і небезпека виходу конструкції з ладу в зв'язку з перевищенням деформацій їхніх граничних значень при розрахункових навантаженнях невелика.

Метою розрахунку є не допустити ні першого, ні другого граничних станів при транспортуванні, монтажу та експлуатації конструкції. При цьому необхідно враховувати нормативні і розрахункові навантаження та опори матеріалів.

 

Навантаження, що діють на конструкції, визначаються діючими будівельними нормами і правилами. При розрахунку конструкцій з дерева і пластмас враховуються постійне навантаження від власної ваги конструкцій і інших елементів будівель g і короткочасні навантаження від ваги снігу s  та тиску вітру w.

Постійне нормативне навантаження gн, що діє на конструкцію, складається з двох частин: перша частина — навантаження від всіх елементів конструкцій і матеріалів які підтримує дана конструкція; друга — навантаження від власної ваги основної несучої конструкції.

При попередньому розрахунку навантаження від власної ваги gнв.в. основної несучої конструкції можна визначити приблизно, задаючись реальними розмірами перерізів і об’ємами елементів конструкції. Для цього можна також скористатися емпіричною формулою

 

де gн — нормативне постійне навантаження від ваги підтримуваних елементів;

 sн — нормативне тимчасове снігове навантаження;

 kв.в — коефіцієнт власної ваги,

 l — проліт конструкції.

До складу цієї формули включаються й інші значні постійні навантаження.

Постійне розрахункове навантаження g дорівнює добутку нормативного на коефіцієнт надійності по навантаженню γ. Для навантаження від власної ваги конструкцій γ= 1,1, а для навантажень від утеплення, покрівлі, пароізоляції й інших γ = 1,3.

Нормативне снігове навантаження sн визначається виходячи з нормативної ваги снігового покриву so, що дається в нормах навантажень (кН/м2) на горизонтальну проекцію покриття в залежності від снігового району країни. Цю величину множать на коефіцієнт μ, який враховує ухил і інші особливості форми покриття. Тоді нормативне навантаження sн = soμ. При двосхилих покриттях, що мають α ≤25° - μ = 1, при α ≥ 60° - μ = 0, а при проміжних кутах нахилу 60° > α > 25° - μ = (60°-α°)/35°.

Розрахункове снігове навантаження дорівнює добутку нормативного навантаження на коефіцієнт надійності по навантаженню γ. Для більшості легких дерев'яних і пластмасових конструкцій при відношенні нормативних постійного і снігового навантажень gп/sн < 0,8 коефіцієнт γ = 1,6. При великих відношеннях цих навантажень gп/sн > 1 - γ == 1,4.

Монтажне навантаження від ваги людини з вантажем приймаються рівні — нормативне Рн = 0,1 кН і розрахункове Р = Рн γ= 0,1 • 1,2 = 1,2