Полимеры.

Фермы.

Особенности:

1. Верхние пояса работают как правило на сжатие с изгибом, т.е. пояса почти всегда неразрезные.

2. Верхние пояса всегда из дерева, нижний пояс может быть из МК или дерева. Если пояс металлический — форма металлодеревянная.

Причина: дерево при растяжении хрупкий материал, сильно влияют пороки, сложно решить стыки для нижнего пояса в дереве.

3. Решетка — сжатая → деревянная

растянутая →в металле или дереве.

4. Огнестойкость очень мала около 15 мин.

· Фермы на зубчатых металлических пластинах.

Во всем мире половина ферм на зубчатых пластинах.

Например: Пролет 24м — собирают 2 человека 300 ферм в смену.

Любой тип решетки — финские дома.

 

t=2÷3мм— толщина пластин очень качественная сталь (Е=30). Под каждую пластину подбирают свою сталь. За рубежом эти прокладки назыв. генгнейл.

Пластинка нагельного типа.

· Треугольные фермы.

Верхний пояс усилен шпренгелем.

Высокая транспортабельность.

Также называют треугольные, четырехпанельные, шестипанельные.

· Сегментные фермы.

Самые легкие (если верхний пояс неразрезной).

Верхний пояс могут делать разрезным из отдельных клееных блоков длиной около 6м, а в узлах металл.

Ферма с полураскосной решеткой (самая длинная ферма):

· Многоугольные фермы.

Верхний пояс это неразрезная двухпролетная балка.

· Пятиугольные (трапециевидные) фермы.

Со сжатым или растянутым опорным раскосом.

· Ферма на лобовых врубках.

L_max==47м (Москва — манеж 1817г).

Особенности расчета верхнего пояса фермы.

Это сжатоизогнутый стержень.

Задано: прочность верхнего пояса

М_пол—полный момент.

М_пол= М_q- М_N

М_N=N-e_ср

e_ср=

М_q=

ξ—учитывает деформации оси при совместном действии Q и N/

ξ=1-; λ_k=

Если верхний пояс криволинейный.

Здесь нет эксцентриситета в узлах.

Разгрузка М_N образуется за счет стрелы подъема f_о

λ_k=

Все остальное тоже (аналогично предыдущему).

 

Полимеры— это высокомолекулярные соединения, большие молекулы которых состоят из повторяющихся звеньев.

Делятся на три типа:

Образованные путем:

Поликонденсация — когда образуется новое вещество и отходы в виде: воды, газа, спирта, аммиака и т.д. Здесь нет обратного пути.

Сополимеризация — это 1+2 вместе (полимеризация + поликонденсация) можно образовывать вещества с наперед заданными свойствами. (тефлон →фторосодержащий полимер).

По отношению к температуре:

· Термопластичные, которые при повышении температуры становится жидкими, текучими, даже превращаются в газ. Они обычно образованы путем полимеризации. Термопластичные легко свариваются (с прутками или без прутков).

· Термореактивные при повышении или понижении температуры (+300°С или -50°С), материалы становятся хрупкими, раскалываются, рассыпаются.

Основные компоненты синтетических материалов:

Связующие или смолы.

1. Фенолоформальдегидные смолы — имеют высокую адгезия в древесине и применяются для изготовления древесных пластиков.

2. Полиэфирные смолы — они самые дешевые, очень токсичные, пожаро-, взрывоопасные, это заменитель стекла в материалах, пропускают до 90% видимого света. Специальные добавки превращают смолу в самозатухающую: горит при наличии открытого огня.

3. Эпоксидные смолы— дают очень малую усадку при затвердевании, имеют высокую адгезию к металлу, дереву, бетону и т.д. — хорошо проникает в поры. Используются для склеивания арматуры с деревом, арматуры с бетоном, металл с металлом.

1, 2, 3 — это термореактивные смолы.

 

 

Наполнители:

Роль:

o Придают (увеличивают) механическую прочность, например стеклянные нити в стеклопластике.

o Уменьшают стоимость изделий, например древесная стружка или отходы.

o Уменьшают усадку, например добавляют асбест для уменьшения усадки.

 

Ø Отвердители — это катализаторы реакции (ускорители). Их свойства: они механически смешиваются со смолой раздвигая связи и уменьшают прочность изделия поэтому их добавляют в минимальных количествах. Например 0,1.

Ø Пластификаторы — снижают хрупкость изделия. (не смолы).

Ø Стабилизаторы — закрепляют желаемые свойства. Например: в смолу добавляют стабилизатор, чтобы не шла реакция полимеризации.

Ø Антистатики — это вещества, которые хорошо проводят электрический ток. Например: сажа, графит, стержни металлические, стружка.

Ø Красители.

 

Стеклопластики.

1. Смолы — получают путем поликонденсации (полиэфирные, эпоксидные, фенолформальдегидные).

2. Наполнители — стеклянные нити.

Нити 2-х типов. Непрерывные Ø 2÷9 микрон. Чем тоньше нить, тем больше она эластична и более высокой прочностью обладает.

Рубленые нити длиной l=40÷60 мм, Ø 20 микрон

 

Свойства нитей стеклянных:

 

μ=0,22 — коэф. Пуассона.

Технология получения стеклянных нитей.

Платинородиновый сосуд.

 

Свойства материалов.

1. Из непрерывных нитей:

Смола обеспечивает совместную работу отдельных нитей.

2. Материал из рубленых волокон.

Область применение:

Ø Трубы из стеклопластика Ø 100÷300мм— высокие сооружения и башни. Особенность: коэф. трения приблизительно в 10 раз меньше, чем для стали, снижается в несколько раз ветровая нагрузка.

Ø Трубы Ø 1, 2, 3, 4 м используется для перекачки агрессивных жидкостей, малый коэф. трения снижает мощность электродвигателей.

Ø Обшивки панелей — текстолит (стеклопластик) лист толщиной 3, 4, 5 мм

Ø В поддонах для изготовления железобетонных конструкций — образуется гладкая поверхность не требуется других защитных специальных окрасок, пов-ся долговечность.

Ø Волнистые листы из стеклопластика (рубленные волокна внутри).

 

Древесные пластики.

1. Древесно-стружечные плиты (ДСП).

Связующие — феноло-формальдегидные смолы.

Плиты неводостойкие.

Наполнители — специальная древесная стружка из низкосортной древесины «+» производственная стружка от станков.

Плиты могут быть многослойные. Плотность конструкционных плит — 800кг/м³, толщина до 25мм.

Плотность изоляционных плит —550÷650 кг/м³ (экструзионные, т.е. полученные путем выдавливания с отверстиями).

 

Максимальная ширина b=1830мм, l=3660мм.

Применяют сухие полы, перегородки, подвесные потолки и настилы под кровлю.

2. ДВП

Связующие — феноло-формальдегидные смолы: термореактивная до 10%, неводостойкие.

Наполнители — древесные волокна, которые получают путем растирания отходов древесины до отдельных волокон.

Плиты сверхтвердые ρ=950 кг/м³ — конструкционные материалы.

Толщина по ГОСТ t=3-5мм, ширина b=1800мм, l=3600мм.

Применение — это плиты панелей, стены, перегородки, стенки балок, подвесные потолки.

ρ=800 кг/м³ — изоляционные материалы.

Разработаны плиты армированные металлической сеткой.

 

3. Древесно-слоистые пластики.

Связующие — термореактивные смолы, феноло-формальдегидные смолы 50%.

Плиты водостойкие.

Наполнители— древесный шпон.

Температура до 150°С при изготовлении и добавлении ρ=200 кг/м³

Плотность ρ=1,3 т/м³

В зависимости от раскладки шпонов получают

Ø «ДСП-А» ,«ДСП-Б» ,«ДСП-В», «ДСП-Г»

Применяются для сильно напряженных элементов, там где не рекомендуется сталь из-за коррозии.

При облучении небольшой дозой радиации (при изотермической) ДСП приближается по прочности к стали.

4. Бакилизированная фанера.

Отличается от обычной количеством смолы до 20% так, что ρ=1,05 т/м³

Наружные стороны очень сильно пропитывают смолой, давление до 150кг/м²

Пример: ширина до b=1500мм

до l=7700мм

до l=18мм

Это обшивки панелей, стенки балок, арок и рам.