Реферат по древесине. Реферат древесина. 1 Общие сведения Достоинства и недостатки
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
Введение Дерево является древнейшим строительным материалом, практически не изменяющим своей формы при длительной эксплуатации. Многовековой опыт это подтверждает. В середине XX в. произошла настоящая революция в использовании дерева в архитектуре в енязи с открытием высокостойких клеев, дающих возможность получить любую заданную форму в результате усовершенствования деревообрабатывающей техники и улучшения качества самой древесины с помощью химической обработки. Это позволило перейти к индустриально-поточному производству деревянных домов. Клееные материалы расширили возможности применения дерева: созданы новые конструктивные системы и архитектурные формы, а следовательно, и новая эстетика; увеличилась и сфера применения древесины - малоэтажные жилые дома, общественные здания и некоторые промышленные и сельскохозяйственные сооружения, где дерево используется в несущих и ограждающих конструкциях. Говорить об архитектуре деревянного дома значит - подразумевать и конструкцию, которая определяет архитектурную форму. 1 Общие сведения Достоинства и недостатки древесины и деревянных конструкций. Влияние пороков древесины на ее прочность. Породы древесины, пиломатериалы и листовые материалы на основе древесного сырья. Физические и механические свойства древесины. Длительное сопротивление древесины. Достоинства древесины: малый вес, прочность, деформативность и вязкость(древесина в меньшей степени реагирует на неравномерную осадку фундаментов; вязкий характер разрушения, не вызывает мгновенного отказа), температурное расширение, теплопроводность, химическая стойкость, простота обработки, самовозобновляемость древесины. Недостатки древесины: неоднородность (проявляется в различии строения и свойств годовых слоев), анизотропность (представляет собой тело с 3-мя осями анизотропии – вдоль, поперек волокон и в тангенсальном и радиальном направлении), пороки – сучки трещины (наличие сучка изменяет направление волокон, что значительно влияет на прочность, особенно при растяжении, косослой также снижает прочность древесины). Физические свойства: плотность (зависит от породы, количества пустот, толщины стенок клеток и содержания влаги, также от влажности); температурное расширение (коэффициент линейного расширения вдоль волокон в 7-10 раз меньше, чем поперек волокон, и в 2-3 раза меньше чем у стали, что дает возможность не учитывать влияние температуры и не требует членения здания на температурные блоки); теплопроводность (плохой проводник тепла из-за трубчатого строения клеток). Механические свойства: Древесина является анизотропным материалом, ее механические свойства различны в различных направлениях. При быстром, кратковременном действии нагрузки древесина сохраняет значительную упругость, и подвергается малым деформациям. При длительном действии нагрузки деформации во времени увеличиваются. После приложения постоянной нагрузки в древесине появляются упругие деформации, а с течением времени развиваются эластические и остаточные. Упругие и эластические деформации обратимы – они исчезают после снятия нагрузки, остаточные – являются необратимыми. На прочность древесины 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 скорее разрушится образец. При этом может оказаться, что часть образцов вообще не разрушится, как бы долго нагрузка ни действовала. Представив результаты таких испытаний графически в координатах «предел прочности — время до разрушения», получим асимптотическую кривую, по которой можно определить, сколько времени пройдет от начала нагружения до разрушения образца, находящегося под тем или иным напряжением. Асимптотический характер кривой показывает, что предел прочности с увеличением длительности приложения нагрузки хотя и падает, но не безгранично — он стремится к некоторому постоянному значению σдл равному ординате асимптоты кривой. Кривая называется кривой длительного сопротивления древесины, а ордината σдл — пределом длительного сопротивления древесины; он характеризует то предельное значение напряжения, под действием которого образец не разрушится, как бы долго нагрузка ни действовала. 2 Асимптота на кривой длительного сопротивления делит весь диапазон изменения нагрузки на две области — область ниже асимптоты с σ <σдл, в которой разрушение образца не произойдет, и область выше асимптоты с σ >σдл где разрушение с течением времени неизбежно. Две области кривой, различаются также по характеру зависимости деформации от времени при заданном значении действующей нагрузки. Так, при напряжении σ <σдл деформации с течением времени затухают, стремясь к некоторому пределу, а при σ >σдл после некоторого уменьшения скорости деформаций на участке в—гнаступает развитие деформаций с постоянной скоростью на участке г—д. Далее, в момент времени t1 начинается ускоренный рост деформаций, приводящий к разрушению материала.   Область применения деревянных конструкций Деревянные конструкции широко применяют в покрытиях промышленных и гражданских зданий и в междуэтажных перекрытиях вследствие их высокой прочности и легкости, а также хороших термоизоляционных свойств, особенно ценных в ограждающих конструкциях зданий. Стойкость деревянных покрытий и перекрытий против загнивания и возгорания достигается конструктивными и химическими мерами защиты древесины, являющимися обязательными для применения в настоящее время. Так же деревянные конструкции применяются в сельской местности, небольших городах и поселках. Из дерева здесь строятся жилые дома, склады продуктов сельского хозяйства и удобрений, помещения для животных и механизмов, мастерские, магазины, столовые, клубы. В крупных городах из многих видов деревянных конструкций строятся спортивные залы, выставочные павильоны, торговые помещения, крытые рынки. На заводах и фабриках, особенно деревообрабатывающей промышленности и там, где используются и производятся химически агрессивные вещества, эксплуатируются деревянные цехи, склады, эстакады, башни, градирни, вытяжные трубы. В малолюдных, отдаленных районах, где только начинается строительство, из дерева быстро возводят жилые дома, общежития, мастерские, склады и бытовые помещения. Деревянные платформы, пакгаузы, автостоянки, причалы, небольшие плотины и шлюзы стоят на линиях железных дорог, автомобильных и водных путях сообщения. Небольшие деревянные мосты через реки и овраги успешно служат на большинстве автомобильных дорог местного сообщения. Деревянные столбы, мачты и башни несут на себе провода и установки линий связи и электропередач. 3 Формы деревянных конструкций Наиболее простыми несущими деревянными конструкциям в покрытиях зданий являются деревянные балки. Пролеты их ограничены длиной доски, бруса или бревна и редко превышают 6 м. Для больших пролетов и нагрузок применяются более сложные несущие деревянные конструкции. Они разделяются на плоские - предназначенные для работы в своей плоскости, обычно в вертикальной плоскости для воспринятая собственного веса конструкций и других вертикальных нагрузок, и пространственные - предназначенные для воспринятая нагрузок любого направления. По конструктивной форме различают: плоские конструкции: 1) простейшие из бревен и брусьев - подкосные, шпренгельные и подвесные, 2) плоские сплошные конструкции - составные балки, арки и рамы, 3) плоские сквозные конструкции - балочные и арочные фермы и рамы; пространственные конструкции: а) своды, б) купола в) складки. Наиболее распространенными из них являются плоские деревянные конструкции. По виду основного материала их разделяют на: 1) цельнодеревянные конструкции, в которых из стали выполняются лишь детали или неосновные элементы; они могут быть выполнены из массивного леса (бревен, брусьев), из досок и смешанными — из брусьев (бревен) и досок, цельнодеревянные конструкции могут быть в случае необходимости безметальными, то есть не имеющими расчетных стальных частей; 2) металло-деревянные конструкции, в которых растянутый пояс (обычно нижний) и другие растянутые-элементы выполнены из стали, а сжатые и сжато-изгибаемые элементы из дерева. По производственному признаку различают конструкции: заводского изготовления, выполняемые механизированным способом в оборудованных помещениях, удобные для перевозки, легко монтируемые на постройке, и построечного изготовления, выполняемые непосредственно на месте возведения с применением малой механизации (электроинструмента) или вручную. Существуют конструкции промежуточного характера, которые могут изготовляться на заводе и на стройке. Несущие деревянные конструкции применяются большей частью в виде статически определимых систем, обладающих наибольшей четкостью в работе; усилия в них не зависят от деформаций системы. Они имеют меньшее количество стержней и опорных закреплений, отличаются большей простотой изготовления и монтажа по сравнению с системами статически неопределимыми, легче ремонтируются и восстанавливаются. В некоторых случаях используются преимущества статически неопределимых систем, в основном — их повышенная жесткость по сравнению со статически определимыми (в неразрезных балках, успешно применяемых в покрытиях, в некоторых простейших системах, неизменяемость которых обеспечивается 4 жесткостью неразрезного прогона). Особенно отчетливо повышенная жесткость статически неопределимых конструкций проявляется в куполах. Наличие или отсутствие распора, значительно влияющего «а работу конструкций и ее опор, является важной характеристикой работы конструкции. Наиболее распространенными несущими деревянными конструкциями являются безраспорные. К ним относятся все балки и балочные фермы, а также конструкции с воспринятым распором - арки и трехднарнирные системы. К распорным системам относятся: подкосные конструкции; без затяжек, стропила с повышенной распоркой, подъемистые арки и рамы, а также своды, работающие без затяжек. Плоские сплошные деревянные конструкции. Плоскостные сплошные конструкции – конструкции, в которых основные усилия возникают в плоскости действия внешних сил и сечения которых не имеют сквозной решетки. К плоскостным конструкциям относятся: а) при пролетах до 6 м – балки, прогоны, стропила, настилы цельного сечения, состоящие из одного элемента (доски или бруса); б) при больших пролетах, превышающих сортамент лесоматериалов по длине, или при малых пролетах, но при значительных нагрузках – более сложные составные конструкции из брусьев, досок и фанеры в виде различного типа панелей, балок, арок, рамных и других распорных систем.Плоскостные сплошные конструкции основные усилия воспринимают от внешних воздействий, действующих в плоскости конструкций. Основные виды настилов: - настилы из досок и брусков для неотапливаемого здания; - настилы с обрешеткой для асбестоцементных волнистых листов; - дощатые настилы пустотной конструкции для покрытия утепленного здания. Основные виды балок: - балки сплошного сечения, усиленные подбалками; - балки на пластинчатых нагелях (балки Деревягина); - балки двутаврового сечения с перекрестной стенкой на гвоздях; - дощатоклееные балки из пакета досок, в том числе армированные; - клеефанерные балки с плоской и волнистой стенками. Основные виды панелей: - трехслойные панели с применением пластмасс, в том числе из светопрозрачных ограждающих материалов; - клеефанерные панели покрытия. 5 Плоские сквозные деревянные конструкции. Плоскостными сквозными конструкциями называются конструкции, состоящие из поясов и связывающих их решеток. Пояса в сквозных деревянных конструкциях могут состоять из одного или нескольких ветвей, которые, в свою очередь, могут быть цельного или составного сечения. Решетка состоит из отдельных стержней – раскосов и стоек. Применение решетки вместо сплошной стенки уменьшает расход материала на конструкцию. Сквозные деревянные конструкции применяют, как правило, в статически определимых системах как в отношении опорных закреплений, так и решения решетки. Вследствие податливости применяемых в деревянных конструкциях соединений, а также деформации древесины от усушки и увлажнения в статически неопределимых системах может произойти перераспределение усилий в элементах сквозных конструкций вплоть до изменения знака действующих усилий. Различают два типа сквозных конструкций: балочные и распорные. Основными применяемыми сквозными плоскостными деревянными конструкциями в покрытиях являются фермы.     6 Простейшие из бревен и брусьев  Пространственныедеревянныеконструкции Пространственными конструкциями называют конструктивные системы, которые обеспечивают совместную работу составляющих их элементов в двух и более плоскостях. Пространственные конструкции используют в зданиях и сооружениях, где нежелательны или недопустимы промежуточные опоры (спортивные сооружения, промышленные здания с гибкой технологией и т.п.) и в зданиях с жесткой планировочной сеткой опор (зонтичные оболочки кассовых вестибюлей, торговых павильонов, выставочных залов и т.д.). Пространственные конструкции из дерева и пластмасс успешно применяют при малых пролетах (3 – 4 м), средних (до 36 м) и больших – висячие покрытия до 100 м, сводчатые до 140 м. Пространственные конструкции менее материалоёмки и имеют меньшую собственную массу, чем плоскостные. Они характеризуются повышенной жёсткостью и надежностью. Местные дефекты и повреждения ,как правило, не приводят их в аварийное состояние. Пространственные конструкции являются во многих случаях одновременно и несущими и ограждающими и ими можно перекрывать особо большие пролёты. С точки зрения формы применяемые в конструкциях из древесины и синтетических материалов оболочки можно разделить на следующие типы: - призматические (склады, своды); - цилиндрические (нулевой гауссовой кривизны); - эллиптические (положительной гауссовой кривизны); - гиперболические (отрицательной гауссовой кривизны); - купола (сферические, конические и т.п.). По общему конструктивному исполнению оболочки могут быть тонкостенные, ребристые, сетчатые. 7   8  9 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХ) РЕФЕРАТ студента_____________________________ шифр_________________ факультет Урбанистики и городского хозяйства кафедра «Промышленное и гражданское строительство» Тема реферата Основные формы современных деревянных конструкций и область их применения Студент: Фехретдинов А.Р. Преподаватель: Сидельникова Е.В. Москва 2017 Содержание 1. Введение......................................................................................................................1 2. Общие сведения.......................................................................................................2-3 3. Область применения деревянных конструкций......................................................3 4. Формы деревянных конструкций..........................................................................4-5 5. Плоские сплошные деревянные конструкции........................................................5 6. Плоские сквозные деревянные конструкции..........................................................6 7. Простейшие из бревен и брусьев.............................................................................7 8. Пространственные деревянные конструкции......................................................7-9 9. Заключение...............................................................................................................10 10. Список литературы................................................................................................11 Заключение Не следует думать, что древесина, материал с такой долгой историей, ныне отжила свой век и не может конкурировать с новыми индустриальными материалами - железобетоном, металлом и полимерами. Совершенствование технологий обработки, изобретение клеёной и гнутоклееной древесины, пропитка огнезащитными и биозащитными составами вывели древесину на новый уровень, что раскрыло перед архитекторами недоступное ранее богатство современных конструктивных и эстетических решений. В зданиях, выполненных из дерева в сочетании с другими материалами, декоративные качества материалов дополняют друг друга и создают композиционное единство. По коэффициенту конструктивного качества дерево мало уступает стали, при наличии необходимых технологий и материальной базы его цена также не намного выше. Использование клееных конструкций сняло естественное ограничение древесины - длину ствола. Это позволило перекрывать деревянными конструкциями пролеты до 100 м - такие же, как стальными и железобетонными. Массивные деревянные конструкции достаточно огнестойки и превосходят незащищенные стальные. Разумеется, два главных недостатка древесины - способность к гниению и горючесть - требуют специальной обработки материала антипиренами и антисептиками, после которой дерево все же должно оставаться экологически чистым, что создает дополнительные проблемы для технологов. Перспективным является нагревание хвойных строительных материалов до температур, при которых происходит спекание смол, содержащихся в древесине, что сводит к минимуму синтетические добавки. Обработка позволяет также сохранить и выявить естественную неповторимую текстуру древесины. С другой стороны, способность к горению и гниению является отражением вовлеченности дерева в мировой круговорот веществ и свидетельствует о легкости его утилизации. Ведь древесина - единственный полноценный и широко распространенный возобновляемый строительный материал, заготовка которого, при строгом соблюдении норм вырубки и лесовосстановления, наносит меньший экологический вред, нежели, например, выплавка стали или изготовление полимерных материалов. Использование дерева превосходно вписывается в известную ныне концепцию устойчивого развития городов. Разумеется, каждый материал имеет собственные границы применимости и свою наиболее подходящую область архитектуры. Для дерева эту область составляет все, что близко человеку по масштабу или призвано создавать его комфорт: интерьерное решение и фасадная отделка жилых и общественных зданий, визуально воспринимаемые конструкции, индивидуальная и малоэтажная застройка, малые архитектурные формы и элементы благоустройства, в особенности на жилых территориях и пешеходных улицах и многое другое. Качественная обработка необходима и для древесных материалов, использующихся в фасадной отделке зданий, испытывающей воздействие агрессивной городской среды. Не следует забывать и о применении в архитектуре дерева как живого существа, являющегося одним из главных элементов создания благоустроенной, комфортной среды. 10 Список литературы 1. Студопедия , «Область применения деревянных конструкций. Перспективы развития». [ Электронный ресурс ] , режим доступа - http://studopedia.ru/5_89824_oblast-primeneniya-derevyannih-konstruktsiy-perspektivi-razvitiya.html 2. Гаппоев М.М. , Линьков В.И. , Ермолаенко Л.К. , Гуськов И.М. , Серова Е.Т. , Степанов Б.А. ,Филимонов Э.В.; «Конструкции из дерева и пластмасс » ; Издательство Ассоциации строительных вузов , Москва 2004. 3. Калугин А.В. «Деревянные конструкции» Издательство АСВ 2003 год4. Семенов К., Кононова М. «Конструкции из дерева и пластмасс: Деревянные конструкции» , Издательство: "Лань Спб" 2016.11 |