Лекция Ағаш материалының сипаттамалары және қасиеттері

Сурет15,4. Пластиналы сына арқылы қосу.

Шеге өстері араларының минималды шамасы 15d_гв болу керек. Орналасу бағыты түзу, қисық немесе шахматты түрде болуы мүмкін.

Шегелер сыналарға қарағанда тығыз байланыс береді. Ең басты кемшілік- ұзақ жүктеме салдарынан орнына ауысады.


Сурет 15,5. Шеге жұмысы ерекшелігі.

lвыд= lгв- δ-2-1,5dгв

(4.7)

d_гв–шеге диаметрі; 

l_гв –ұзындығы.

Сурет 15,6. МЗП арқылы қосу.

МЗП-мен қосылған конструкциялардың көтергіштігін ұялардағы ағаштың мыжылуы немесе тістердің майысу дәрежесіне қарап сынайды. Керегелі конструкцияларда қолданыс тапқан.

5 Желімдеу арқылы қосу қосылыстың ең тиімді және ең прогрессивті түрі болып табылады (сурет 15,7). Оның арқасында әртүрлі формалы желімделген конструкцияларды алуға болады (арқалық, аркалар, рамалар). Конструкцияларды жұқа ағаш материалдарды және фанераны желімдеу арқылы алады. Суға төзімді синтетикалық желімдерді қолданады (фенолды, фенол-резоцинді). Желімделген ағаш конструкцияларды зауыттарда дайындап құрылыс алаңына полиэтиленді қаптарға оралған күйде әкеледі.

Сурет 15,7. Зауыдта жасалған желімді қосылыстар.

Сурет 15,8. Маңдайлы кертік.

Керегелі конструкциялардың түйіндерінде қолданады (фермалар, мұнаралар)(сурет 15,8). Жаншылуды болдырмау үшін қосымша байланыстырғыштарды орнатады – болттар, қамыттар, топсалар. Бұл байланыстырғыштар тек қана тістің жаншылуы кезінде жұмыс істеп созылған жақты уақытша ұстап қалуы қажет.

Дәріс №5

Тұтас қималы арқалықтар және прогондар.

Еркін қосылыстағы құрастырмалы арқалықтар

Тұтас қималы арқалықты конструкциялар келесідей болады:

- Тұтас қималы арқалықтар және прогондар

- Еркін қосылыстағы құрастырмалы арқалықтар

- Желімленген арқалықтар
Тұтас қималы арқалықтар және прогондар.

Арқалықтар және прогондардың негізгі функционалды мақсаты – төсемелерге көтергіштік конструкция болу. Тұтас қималы арқалықтар және прогондар қабырғаға қойылған тақтайлардан, екі жағынан түзелген брус және бөренеден жасалады. Өлшемдердің шектелуіне байланысты бұндай арқалықтарды 6м аралыққа дейін және аз жүктемелерде қолданады.

Бұл конструкциялар төсемелерге тіреу болады, ал өз кезегінде олар қабырғаларға, бағандарға және негізгі көтергіш конструкцияларға тіреледі. Қадамдары 1-3м. Олар болады:

а) еркін қойылған бір аралықты;

б) бөлінбеген көп аралықты және консольды – арқалықты.

Арқалық пен прогондарды бірқалыпты таралған күш q бойынша иілуге есептейді. Ол жабынның өз салмағынан q және қар салмағынан р тұрады.

Жабындардың арқалықтары және прогондары 1/200l шамасынан артық иілмеу қажет.

Көбінесе аз өлшемді жабындарда шатырдың көлбеу бойында орналасады, бір жағы бойлық қабырғаға, екінші жағы конек прогондарына тіреледі. Бұл конструкциялар иілуге есептелгенде еркін тірелген деп қабылданады. Иілу моменттерінен басқа арқалықтарда бойлық күштер пайда болады (созу және қысу), көлбеу орналасқандықтан, бірақ та көлбеу дәрежесі үлкен болмағандықтан 1:2, олар көтергіштік қабілетіне әсер етпейді және есептеуде ескерілмейді.

Прогондардың нейтралды қима өстері жабын сияқты көкжиекке бір бұрышпен түскен (α бұрышы).

Көлбеу бағытта прогондар жылжымау үшін қалың тақтай кесінділерін шегемен қағып қояды немесе металл бұрыштарын қолданады. Прогондардың астыңғы шетінде көтергіш конструкцияның жазықтықтан шығып кетпеуін де осы кескіндер қамтамасыз етеді, яғни бұл кескіндер байланыстырғыш қызметін атқарады. Кескіндер бір-бірімен ұзындығы бойынша қиғаш шабылу арқылы немесе тақтайшалар арқылы қосылады. Прогондарды иілуге тек қана q_x күшінің нормальді бөлігін алып есептейді егер қиғаш бөлігін төсеме қабылдаса. Ал басқа жағдайларда прогон қиғаш иілуге есептеледі нормальді (q_x) және қиғаштық q_y ескеріліп:

Шегелер кескіндерді бекіту үшін қолданады, есептегенде ортадағы прогондар алынады, тірек реакциясында қиғаштық бөлігі екеріліп есептеледі R_y=q_yl. Арқалықтың есептік аралығын азайту үшін оларды тірек маңында арқалықшалар арқылы ұзартады, қосылыс болттар арқылы жүзеге асады.

Шатырға көлденең бағытта орналасады және жабынның негізгі көтергіш конструкцияларына немесе көлденең қабырғаларға тіреледі, бекіту түрі бір аралықты прогондардағы сияқты. Қосылған прогон екі қатарлы бір-бірімен қабырға жағымен шеге арқылы қосылған тақтайдан тұрады. Тоғысқан жерлер аралары конструктивті шегелер арқылы 0,5м сайын бекітіледі. Бұндай прогондарды тек қана қиғаштықты ескеретін төсемелермен қолдануға болады.

Қосылған прогонды жүктеменің нормальді бөлігін ескеріп көп аралықты бөлінбеген арқалық сияқты есептейді

Максималды июші момент тіректер үстінде:

екіншінің үстінде _{ал аралықтың үстінде . Кернеулерді тексеру және қиманы таңдау М аралық тіректерде жүргізіледі:}

Екінші тіректегі қима үшінші тақтаймен күшейтілген, сондықтан бұл жерде беріктік қоры бар.

Шеге қосылыстары тоғысатын жерлерде оларда болатын көлденең күштеріне Q_гв жұмыс істейді. Олар иілуге есептеледі. Нормативті жүктеме нормальді құраушыларынан болатын майысуға бірінші аралықты есептейді, яғни бұл жерде салыстырмалы майысу дәрежесі ең көп мәнге ие:

.

Кей жағдайларда бірінші аралықтардың ұзындығын 0,8l шамасына дейін қысқартуға болады. Бұл кезде барлық аралық тіректерде ию моменттері және майысулар бірдей болады, нәтижесінде бірінші аралықтарды күшейту қажеттілігі жоқ.

Олар бойлық бағытта бағытталған брустар және бөренелер болып табылады, тоғысу жерлері тіректерден тыс жерде жатады және бір жазықтықта болады.

Ұзынырақ келген брустар аралық аралықтарда екі консоль түзейді, ал шеттерінде бір, олардың үстіне қысқа брустар болттар арқылы жалғанады. Бұндай прогондарды көтергіш конструкциялары арасы 4,5м-ден аспайтын жерлерде қолданады. Консольді-арқалықты прогондарды есептеу көп аралықты статикалық белгілі арқалық деп санап есептеледі. Прогондар тоғысатын жерлердің орналасуына қарай тең моментті және тең майысқан болып бөлінеді.

Тең моменттілерде тоғысатын жерлер 0,15l аралықта орналасады, ал шеткі аралықтар 0,85l-қа дейін қысқарылады. Ию моменттері тіректерде және аралықтарда _{болады, ал максималды салыстырмалы майысулар:}

Тең майысқан прогондарда тоғысатын жерлер 0,2l аралықта орналасады, ал шеткі аралықтар 0,8l-қа дейін қысқарылады. Ию моменттері тіректерде максималды болады _{болады, ал салыстырмалы майысулар барлық аралықтарда:}

Ара жабын арқалықтары қабат аралық, шатыр асты және жұмыс алаңдарының жапқыштарына көтергіш болып қызмет атқарады. Көбінесе олар бір аралықты, қабырғаларда, бағандарда еркін жатқан арқалықтар болып табылады. Бұл арқалықтар ара жабынның өз салмағынан және тиімді жүктемеден иіледі. Олар иілу беріктігіне және майысуға есептелінеді. Шекті майысу _{. Қосымша қабат аралық арқалықтар шоғырланған күш р=0.6} кН (60 кг) есептелу керек:

Бұндай арқалықтарда тіректерде көп жағдайда кесінділер жасайды. Кескін тереңдігі қима биіктігінен ¼ өлшемінен аспауы керек, ұзындығы қима биіктігінен аспауы қажет. Бұл жерде тірек реакциясынан R болатын қауіпті қимада жаншылуға тексеру жүргізіледі:

Жабындардың тақтайлы және желім фанерлі төсемелері

Тақтайлы төсемдер тұтас және бөлінген болып бөлінеді.

Оралмалы жабындарда жылытылмаған шатырларда тұтас тақтайлы төсемдерді қолданады. Жылытылған шатырларда осы төсемдердің үстінен қатты плиталы жылытқышты салады, ал оралмалы қабатты оның үстіне немесе түзеу қабатының үстіне салады.

Кей жағдайларда жылытқышты прогон арасына салады және төбе гипсокартонмен бекітіледі.

Асбестцементті немесе шыны пластикті беттер шатырларда қолданғанда жылытылмаған жабындарда бөлінген тақтайшалы төсемдерді қолданады (обрешетка).

Қабықшалы төбе өтімсіз болып келеді өйткені тоғысу жерлері тығыз емес, сондықтан бөлінген төсем ағаштың қолдану кезінде кебуін қамтамасыз етеді. Бөлінген төсем черепица немесе металл беттеріне негіз бола алады.

Тақтайлы төсемдер шегемен қосылған тақтайлардан жасалады және прогондар немесе көтергіш конструкцияларына қойылады, аралары 3м-ден аспайды. Төсемдердің жұмысшы тақтайларының ұзындығы үш тірекке тірелетіндей ұзақ болуы керек, олардың иілуге қаттылығы жоғары болу үшін, бір аралықты тіреуге қарағанда.

Бөлінген төсем, сонымен қатар обрешетка деп аталатын, тұтас емес тақтайлар қатарынан тұрады, қадамдары төбе түріне немесе есеп салдарынан таңдалады. Тақтайлар арасы ауа өту үшін 2мм-ден кем болмауы керек. Құрастыру оңай болуы үшін алдын ала дайындалған беттерді қолданады.

Тұтас төсемдер арасында ең көп таралғандары екі қабатты кресттелген болып табылады, ол екі қабаттан тұрады – астыңғы жұмысшы және үстіңгі қорғаушы.

Жұмысшы төсем бөлінген немесе тұтас қалың тақтайлардан тұрады және барлық жүктемелерді өзі қабылдайды.

Қорғаушы қабат тұтас қатарлы тақтайлардан тұрады, қалындығы 16мм-ден аз емес. Ол жұмысшы қабатқа 45^о – 60^о –пен қойылады және шегелер арқылы бекітіледі.

Екі қабатты крестті төсем өз жазықтығында қатты болып келеді және прогон мен көтергіш конструкция арасында жақсы байланыстырғыш қызметін атқарады. Бұл төсемді де алдын ала дайындалған ірі беттерден құрауға тиімді.

Сонымен қатар, бір қабатты тұтас беттерден тұратын төсемдерді қолданады, олар астыңғы жағында қиғаш бағытты кескіндермен қосылған. Қаттылығы екі қабаттылардан қарағанда төмен болып келеді.

Тақтайлы төсемдерді есептеу иілу беріктігіне есептік және нормативтік жүктеу бойынша жүргізіледі:

- жабынның өз салмағынан тұрақты g, кН/м²

• 
  - уақытша, қар салмағынан р, кН/м².
  
• 
  Адам салмағынан Р, кН.
  

Жүгі бар адамның шоғырланған жүктеме мөлшері:

Көбінесе көлденең иілуге жұмыс істейтін торларды және төсемдерді екі аралықты арқалық деп санап, жүктеменің екі үйлесімін алады:

1) жабын және қар салмағы (g+p)

- беріктікке:

- майысуға:

2) жабынның өз салмағы және бір аралықтағы Р жүгі бар адамның шоғырланған жүктемесі – тек қана беріктікке. Максималды момент шоғырланған жүктеме астында болады:

Бұл жағдайда беріктікке есептеу алдындағы формуламен есептелінеді.

Есептеуді төсем ені b=100 см болғанда жасау жеңіл болады.

Төсем немесе тор тұтас болғанда және тақтай өстері аралары 15см-ден аспаса, шоғырланған жүктеме екі тақтайға немесе брусқа беріледі, ал 15см-ден көп болса бір тақтайға немесе брусқа.

Екі төсем болғанда (жұмысшы және қорғаушы, жұмысшыға бұрышпен бағытталған) немесе бөлу брусогі бар бір қабатты төсемде, сонымен қатар, төсем үстіне жылыту беттері салынғанда Р_н=1 кН шоғырланған жүктеме 0,5м ені бар жұмысшы төсеміне тең таралған деп қабылданады.

Желім фанерлі төсемдер.

Желім фанерлі төсемдер ең тиімді және болашағы бар қоршаушы конструкция болып табылады. Тақталар тақтайдан жасалған қаңқадан және желім арқылы қосылған фанерлерден құралады, ұзындықтары l=3 – 6 м, ені b=1 – 1,5 м, және фанер бетінің өлшеміне сәйкес болуы керек.

Панель беттері суға өте төзімді ФСФ маркалы болады, қалыңдығы 8мм-ден аспайды.

Желім фанерлі панельдер төсем, прогон және су-, бу изоляциясы қызметін атқарады. Сонымен қатар салмағы аз және көтергіштік қасиеті жоғары болып келеді. Бөлме ішіне қараған бетті отқа төзімді материалмен қаптайды.

Көлденең қиманың формасына байланысты желім фанерлі панельдер келесі түрлі болады:

1) қорапты;

2) қабырғалы, тігісі үстіне қараған;

3) қабырғалы, тігісі астына қараған.
Ең көп таралған түрі қорапты болып табылады, өйткені оларды тек қана жабын қоршауы ретінде емес, сонымен қатар қабырға панельдерінде қолдануға болады.

Желім фанерлі панельдер негізгі көтергіш конструкцияларына тірелу алаңының ені 5,5см-ден кем болмағанда тіреледі. Оларды шеге немесе шуруп арқылы қосады.

Бүкіл төсеменің бірдей майысуын қамтамасыз ету үшін оларды бүйір беттерімен қосады. Қосуды сына арқылы әр 1,5-2м сайын істеуге болады, немесе шеге арқылы әр 50см сайын қағуға болады.

Есепті беріктікке және майысуға жасайды, сұлба ретінде бір аралықты еркін тірелген арқалық қабылданады, жүктеме ретінде нормальді өз салмағы g_x және қар салмағы p_x. Осы жүктемелердің қосындысынан есептік ию моменті, көлденең күштер және максималды майысу анықталады,

Үстіңгі тігісті қосымша жергілікті иілуге тексереді Р=1·1,2=1,2 кН, таралу аймағын 1м деп қабылдайды, тірек түрі қатаң болып келеді.

Қорап панелінің қимасын қоставрлы, ал қабырғалынікін таврлы етіп қабылдайды.

Ал қабырға ені қабырғалардың қосындысынан тұрады (b_ст=Σb_реб), ал тігістің есептік ені:

b_расч=0,9b, l=6a, болғанда.

b_расч=0,9, l<6a, болғанда, мұндағы

b – панель қимасының толық ені;

l – панель аралығы;

a – өс бойынша бойлық қабырғалар арасы.

Панель қимасының геометриялық өлшемдерін ағаштың E_д және фанераның E_ф серпімділік модульдарының шамаларын ескеріп таңдайды. Нәтижесінде қиманың келтірілген геометриялық сипаттамаларын анықтайды.

Сонымен, фанераның келтірілген қима шамасы:


Келтірілген инерция моменті:

Фанераның келтірілген кедергі моменті:

Мұндағы, Z_ф – фанера тігісінің есептік қиманың ауырлық центріне дейінгі қашықтығы, астыңғы және үстіңгі тігісі бірдей қорапты панельдер үшін:

Жалпы жағдайда: .

Желім фанерлі панельдерді есептегенде келесі тексерулерді жүргізеді:

1) созылған тігісті беріктікке:

3) Р=1,2 кН шоғырланған күштен болатын үстіңгі тігістегі жергілікті майысу:

5) майысуға:

Желімделген ағаш пен фанера шіруге төзімдірек болады және отқа төзімділік шегі жоғарылау болады, тұтас ағашқа қарағанда.

Қатты және ылғалға төзімді желім қосылыстары арқалықтардың монолиттілігін қамтамасыз етеді.

Қазіргі желімделген арқалықтарды екі негізгі түрге бөлуге болады:

1) тақтайлы желімделген, бір-бірімен желімделген тақтайлар

2) желім фанерлі арқалықтар, тақтайлы белдіктерден және оларға қосылған суға төзімді фанерадан жасалған қабырғалардан тұрады.

Бұндай арқалықтарды негізінен ауылшаруашылық, өндірістік және қоғамдық ғимараттардың жабындарында көтергіш конструкцияларында қолданады. Сонымен қатар, тұтас қималы конструкция қолдануға келмейтін жерде прогон ретінде, немесе аражабындарда басты арқалық ретінде, көпірлерде қолдануға болады.

Отандық құрылыста тақтайлы желімделген арқалықтарды 18м-ге дейін аралықтарда қолданады. Шет елдерде 30м аралыққа дейін қоланатын аймақтар бар.

Тақтайлы желімделген арқалықтар болуы мүмкін:

1. 
   Бір жаққа қиғашталған тұрақты биіктікті;
   

Сурет 1 – Бір жаққа қиғашталған тұрақты биіктікті арқалық.

2. 
   Екі жаққа қиғашталған, өзгермелі қималы, бұнда h₀ 0.4h-тан кем болмауы керек, h₀ – тірек жанындағы биіктік, h –аралық ортасындағы биіктік.
   

Сурет 2 – Екі жаққа қиғашталған өзгермелі қималы арқалық.

3. 
   Сынған, екі түзу сызықты элементтерден тұратын, ортасында тісті қосылыспен қосылған арқалық;
   

4) майыстырылған;

Сурет 4 – Майыстырылған арқалықтар, өзгермелі және тұрақты қималы.

Арқалықтар 42 мм-ден қалың емес тақтайлардың желімдеуімен жасалады (майысып желімденгендер үшін 33мм-ден кем емес). Тақтайлы желімделген арқалықтардың ені көбінесе 17 см-ден көп алмайды, нәтижесінде қимасы ені бойынша тұтас тақтайлардан жасалған арқалықтарды алуға болады.

Ені үлкен арқалықтарды кішкентай ені бар арқалықтардан жасауға болады, бірақ бұл кезде оларды бүйірі жағынан да желімдеу керек, нәтижесінде жұмыс күрделігі көбейеді. Көлденең қималары әртүрлі болуы мүмкін, бірақ көбінесе тіктөртбұрышты қималылар қолданады, таврлы және қоставрлылар жасалу күрделілігінен көп қолданылмайды.

Сурет 5 – Тақтайлы желімделген арқалықтардың қима түрлері

Арқалықтардың орнықтылығын қамтамасыз ету үшін h биіктіктің b еніне қатынасы 6-дан аспау керек (h/b≤6).

Тақтайларды орнатқан кезде ең көп кернеуленген аймақта сапалы ағаштарды орналастыру қажет, астыда және үстіде.

Сурет 6 – Тақтайлардың арқалықта орналасуы

Ұзындығы бойынша тақтайлар тісті қимамен қосылу керек. Қатарлас жатқан тақтайлардың тоғысу аймақтары 30 см-ден кем емес арада орналасу керек.

Жабындардың тақтайлы желімделген арқалықтары

Көбінесе есепті бір аралықты еркін жатқан арқалық сұлбасымен жасайды, жүктеу жабын өз массасынан тең таралған q күшінен және қар массасынан тұрады.

Тақтайлы желімделген арқалықтарды тұтас қималы деп анайды. Иілу кезінде негізгі есептік кедергі ретінде қарағай үшін

1 сорт R_u=14 МПа

2 сорт R_u=13 МПа

3 сорт R_u=8.5 МПа

Тақтайлы желімделген арқалықтарды есептегенде келесі тексерулерді жасайды:

1) Нормальді кернеу бойынша беріктікке тексеру:

Бұл жерде кедергі моментіне коэффициенттер келтірілген:

m_δ – жұмыс шарты коэффициенті, ол қима өлшемінің көтергіш қабілетіне әсері, көрсеткіштері СНиП II-25-80-де келтірілген.

h=70 см → m_δ=1,

h<70 см → m_δ >1,

h>70 см → m_δ <1;

m_ф – форма коэффициенті, түзу сызықты қималы форма үшін m_ф =1, қоставрлы үшін m_ф Г. Г. Карлсен кітабында берілген.

Қима нормальді кернеулер үшін келесі өрнекпен анықталады

Кернеу эпюрасының экстремалды нүктелерін табу үшін, σ_u өрнегін дифференциялағаннан кейін алынған өрнекті нөлге теңеу керек

Екі жаққа қиғашталған өзгермелі қималы арқалық үшін, жүктеме тең таралған жағдайда:

,

Мұндағы h_оп – тіректегі қима биіктігі,

h – арқалықтың ортасындағы қима биіктігі.

Бұл кезде ию моменті:

Сурет 7 – М ию моменті эпюрасы.

Майыстырып желімделген арқалықтарда майысқан аймақта сонымен қатар созу кернеуін анықтайды.
2. Иілетін элементтердің жазық формасының орнықтылыққа есептеу

,

Мұндағы М – l_p қаралатын аймақтағы максималды июші момент;

m_δ және m_ф – арқалық коэффициенті және форма коэффициенті (беріктікке есептегендегідей алынады).

3. Жаншылу кернеуі бойынша беріктікке есептеу, максималды көлденең күш болатын жерде есептейді, Журавский формуласы бойынша:

Мұндағы Q – көлденең күш, S_бр – статикалық момент, J_бр – қиманың инерция моменті, b – арқалық ені, қоставрлы қима үшін қабырға ені (b=b_ст).

4. Майысуға есептеу.

СНиП II-25-80 топсамен бекітілген арқалықтар үшін максималды майысуды анықтайтын формуланы келтіреді:

мұндағы f₀ – тең таралған күшпен жүктелген тұрақты қималы арқалық үшін майысу

h – қиманың ең үлкен биіктігі,

l – арқалық аралығы,

k – қима биіктігінің өзгеруін ескеретін коэффициент, тұрақты қималар үшін k=1,

с – көлденең күштен болатын қозғалу деформациясын ескеретін коэффициент.

k және с коэффициенттері мәні СНиП-те көрсетілген.

Арқалықты майысуға тексергенде келесі шарт орындалуын қадағалау қажет

,

Егер арқалықтың көтергіштігін немесе қаттылығын көтеру керек болса кей кезде армирлеуді жүргізеді. Бұл жағдайда болат арматуралары тақтайларға желімделініп қойылады.

Сурет 8 – Армирленген тақтай-желімді арқалық

Қима түріне байланысты торапты, қоставрлы, қоставрлы-торапты (екі немесе одан да көп қоставрлардың желімденуі арқылы), үшбұрышты, трапеция тәріздес болып келеді.

Бірақ та ең көп таралған түрлері бастапқы үшеуі болып табылады:

1) торапты қималы

Сурет 9 – Торапты қималы желім-фанерлі арқалық

2) қоставрлы қима

Сурет 10 – Қос таврлы желім-фанерлі арқалық

3) қоставрлы-торапты қималы

Сурет 11 – қоставрлы-торапты қималы желім-фанерлі арқалық

Сурет 12 – Тұтас фанерлі қоставрлы желімделген арқалық

Ұзындығы бойынша арқалықтар әртүрлі қималы болуы мүмкін.

Биіктігін аралық ортасында иілуге есептеу нәтижесінен анықтайды және шамамен аралықтың 1/10…1/12 бөлігін алады.

Тіректегі қима биіктігін кесілу және орнықтылық есебінен анықтайды, және аралықтың 0,4 бөлігінен кем болмауы керек.

Желім фанерлі арқалықтардың қабырғаларын суға төзімді фанерадан жасайды, қалындығы 10...12мм. Фанералар қиғашталып немесе тік жалғасады және маңайында қатаңдық қабырғалары қойылады, яғни ұзындық бойынша аралықтан 1/8…1/10 қадаммен орналасады.

Сурет 13 – Қатаңдық қабырғаларының орналасуы.

Астыңғы созылған белдіктер 2 немесе 1 сорттан жасалуы керек, қысылған және қатаңдық қабырғалары – 2 немесе 3.

Қабырғалы желім фанерлі арқалықтарды белдік және қабырғалардың бірге жұмыс істеуін ескеріп иілуге есептейді.

Екі жаққа қиғашталған өзгермелі қималы арқалықтарда максималды ию кернеуі ортасында емес тіректен Х арақашықтықта орналасады:

Мұндағы γ=h_оп/l_i , h_оп – белдік өстерінің арасындағы тіректегі қима биіктігі,

l – арқалық аралығы,

i – үстіңгі белдіктің көлбеулігі.

Бұл қимадағы ию моменті . Геометриялық сипаттамалары серпімділік модульдарымен анықталады (E_g) және (Е_ф).

Нәтижесінде қиманың келтірілген геометриялық сипаттамалары анықталады

1. Белдіктегі нормальді кернеулерді анықтағанда максималды ию моменті бойынша анықталады:

- созылған белдік үшін

,

- қысылған белдік үшін

φ – бойлық иілу коэффициенті,

- фанерлі қабырға үшін

,

m_ф – қиғаш тоғысу жеріндегі фанераның кедергісінің әлсіреуін ескеретін коэффициент, (кәдімгі фанера үшін m=0.6, бакелизденген үшін 0.8)

2. Фанераның анизотроптығын ескергендегі қабырғаларды нормальді және түйісу кернеулерінің бірге әсер еткендегі беріктікке тексеру, яғни белдіктің қабырғамен түйісу жерін тексеру.

,

σ_р – басты кернеулер,

σ_ст, τ_ст – сол қабаттағы қабырғаның нормальді және түйісу кернеулері,

R_фα – фанераның α бұрышымен созылуға есептік кедергісі, СНиП кестесі арқылы анықталады.

α – басты кернеудің арқалық өсіне бағытталған бұрышы, келесі тәуелділікен анықталады .

3. Қабырғалардың белдікке желімделетін жеріндегі шпонның жаншылуға тексерілуі

S_n – арқалық өсіне қатысты белдіктің статикалық моменті,

Σb_ш – Қабырғалардың белдікке желімделетін тігістерінің суммарлы ені, Σb_ш=nh_n (h_n – белдік биіктігі, n – тік тігістердің саны)

R_фск – фанераның жаншылуға есептік кедергісі.

4. Нейтралды өс бойынша тірек маңайындағы фанерлі қабырғаны кесілуге есептеу

S_прф – Арқалық өсі бойынша қима жартысының фанераға келтірілген статикалық моменті,

Σδ_ф – фанерлі қабырғалардың суммарлық қалындығы.

5. Қабырғаны жергілікті орнықтылыққа тексеру (тірек маңайындағы панельдің ортасында тексеріледі)

Талшықтардың арқалық бойымен бағытталған кездегі қабырғаның орнықтылығын қамтамасыз ету үшін h_ст/δ≤50 болуы керек, мұнда h_ст – тірек панелінің ортасындағы қабырғаның биіктігі, δ – қабырға қалындығы.

Егер h_ст/δ>50 болса, жергілікті орнықтылыққа тексерілу жүргізілу қажет.

Орнықтылыққа есептеу келесі формуламен жүргізіледі:

Мұнда К_u, К_δ – СНиП сұлбалары бойынша анықталатын коэффициенттер,

h_ст – полкалардың ішкі қырлары арасындағы қабырға биіктігі, h_расч= h_ст а≥ h_ст болғанда.

h_расч= а егер а< h_ст, а – қабырғалар арасы.

Сурет 14 – Қатаңдық қабырғаларының орналасуы

Мұнда δ_ст, τ_ст – тірек панелінің ортасындағы нормальді және түйісу кернеулері, олар критикалық мәндер болып табылады, яғни шегіне жеткенде қабырға орнықтылығын жоғалтады.

6. Майысуға есептеу

Сурет 15 – Толқынды қабырғасы бар желім фанерлі арқалықтар

Дәріс № 8

Рамалық конструкциялар

Рамалық конструкциялар көтергіш конструкциялардың ішінде ең көп таралғаны болып саналады. Олар көптеген өндірістік және қоғамдық ғимараттардың көлденең қималарына жақсы орналасады.

Әлемдік тәжірибеде 60м-лік аралықты рамалар кездеседі.

- Статикалық сұлба бойынша рамалар:

1) үш топсалы (статикалық анықталатын)

Сурет 1 – үш топсалы, қатаң бекітілген

2) екі топсалы, қатаң бекітілген (статикалық анықталмайтын болып келеді)

Сурет 2 – екі топсалы, қатаң бекітілген

3) екі топсалы, топсалы бекітілген (статикалық анықталмайтын)

Сурет 3. Екі топсалы, топсалы бекітілген

Көп таралғаны топсалылар болып табылады, өйткені ұзақ жүктеме салдарынан статикалық анықталған жүйелерде деформация кезінде күштер тең таралмайды.

Конструктивтік шешім бойынша

- По конструктивному решению различают:

1) құрылыс орнында жиналатын рамалар;

2) зауытта жасалынатын.

Құрылыс алаңында жасалатын рамаларда қосылыстар ретінде болттар, шегелер және тіректер қолданылады.

Бұндай рамалардың ригельдері және тіреулері тұтас немесе торлы жүйе ретінде болуы мүмкін.

а)б) в)

Сурет 4 – Құрылыс алаңында жасалатын рамалар а) тіреуіші ернеу торабында б) тіруіші тіректе в) торлы тіреуішімен
Құрылыс алаңында жасалатын рамалар көп торап санымен ерекшелінеді, жұмыс шығыны өте көп болып келеді және сапасы жоғары материалдарды қажет етеді. Сондықтан көп таралған рамалар зауытта жасалған немесе желімделген болып табылады.

Жасау технологиясына және материал түріне байланысты желімделген рамаларды үш топқа бөлуге болады:

1) майыстырып желімденген (белгілі түрде желімденген тақтайлардан тұрады);

2) тақтайлы желімденген, түзу сызықты элементтерден;

3) желім фанерлі, белдіктері тақтайдан және қабырғалары суға төзімді фанерадан жасалған.

Бұл рамалардың ригельдері және тіреулері көбінесе түзу сызықты болып келеді.

Ең көп таралғаны тіктөртбұрышты қималы майыстырып желімденген конструкциялар болып табылады, оларды майысқан тақтайларды желімдеу арқылы жасайды.

Сурет 5 – Майыстырып желімденген рама

Бұл рамаларда карнизді түйінді жасау үшін тақтайлар майысып ригельден тіреуге дейін жайлап жалғасады. Нәтижесінде қатаң түйін тұтас желімденген болады және бұл жағдай оларды көнгіш қосылыстардан ерекшелейді.

Тіреудің ең биік шамасында бүкіл рама екі Г-тәрізді элементтен тұрады, ал қосылыс аймағы атша болып табылады.

Сонымен қатар, майыстырып желімденген рамалардың үлкен экономикалық кемшіліктері бар. Тақтайларды қосылу түйінінде майыстыру үшін материал өте жұқа болуы керек (δ=12…17 мм), яғни ағаш және желім шығыны күрт көбейеді.

Қатаң желімденген түйіндері бар түзу сызықты элементтерден жасалған рамалар тиімдірек болады: олар ағынды-конвейерлі тәсілмен шығаруға болады және материал қалыңдығы кәдімгі болып келеді. Жасаған кезде тақтайлар қатарын желімдеп диагональ бойынша кеседі, нәтижесінде екі ригель немесе екі тіреу алынады.

Сурет 6 – Желімденген тақтайлар қатары (дайындама)

Түзу сызықты элементтерді түйінде қосудың бірнеше конструктивті шешімдері бар.

1. Ригель және тіреуіш түйінде екі жағынан бакелизденген фанера қаптамалары арқылы желімденіп қосылады.

Сурет 7 – Ригель және тіреуіш түйінде фанера арқылы қосылуы

Бұл рамалардың жақсы технологиялық және экономикалық артықшылықтары бар. Бірақ, бакелизделген фанера жапқыштарының сенімділігі сенімсіздік туғызады: желім тігістерінде (ылғалдың тұрақсыздығынан) қауіпті кернеулер пайда болуы мүмкін. Себебі тақтай мен фанераның ылғалдылық деформациялары әртүрлі болып келеді. Бұл кернеулердің шамасын теориялық тұрғыдан анықтау қиын болып табылады.
2. Ригель мен тіреудің тісті қима арқылы қосылуы.

Бұл қосылыс түрі ең сенімді және болашағы бар қосылыс болып табылады.

Сурет 8 – Ригель мен тіреудің тісті қима арқылы қосылуы

Бірақ мұнда да карниз түйінінде қауіпті кернеу шоғырлануы байқалады, сондықтан көп жағдайда қатаң түйінде арнайы қосымша орнату тиімдірек болады.

3. Қосымшалар арқылы қосу. Қосымшалар формасына байланысты екі түрлі болады:

1) бес бұрышты

Сурет 9 – Бес бұрышты қосымша арқылы ригель мен тіреудің қосылуы.

2) Майыстырып желімденген

а) б)

Сурет 10. Ригель мен тіреудің майыстырып желімденген қосылысы а) өзгермелі қималы б) тұрақты қималы

Бұндай қатаң түйіндерді тек қана жеңіл рамаларда қолануға болады. Яғни оларда көлденең қима өлшемдерін анықтағанда есептеу бірінші шектік жағдай бойынша емес екінші жағдай факторы негізгі болып табылады.

Бірақ қатаң рамалы түйінде майысып желімденген қосымшаны қолдану сәттірек болып табылады. Қосымша ұзындығы рама бойымен тұрақты (б), немесе өзгермелі (а) болуы мүмкін. Тұрақты ұзындықтылары қолайлырақ болып табылады, себебі желімденетін аймақ ауданы көбірек болып келеді, нәтижесінде қосылыс сенімді болады.

Майысып желімденген қосымшаларды қолдану ригельдің тіреуге көлбеулік бұрышының үлкен диапазонын қолдануға жол ашады.

Сурет 11 –Майыстырып желімденген рамалар

Материалдың едәуір үнемділігін және салмақтың азаюын көлденең қимасы тақтайлы белдіктерден және фанерлі қабырғалардан тұратын конструкияларды қолдану нәтижесінде жетуге болады.

Желім фанерлі рамалар майысып желімденгендерден 35…40 % жеңіл болып келеді.

Рамалардың көлденең қималары қоставрлы немесе қоставрлы-қорапты болуы мүмкін.

Қима формасын таңдағанда ені бойынша екі немесе одан да көп қоставрлардың желімденуі арқылы қосылған қиманы таңдау қолайлы болып табылады. Бұл кезде қабырғалардың бойлық өсі бойынша жылжуы симметриялы болып келеді, сонымен қатар, жаншылу ауданы көбейеді.

Сурет 12 – Желім фанерлі рама

Қабырғалар үшін ФСФ маркалы фанералар қолдану бағасы бойынша тиімді болып келеді. Фанералы қабырғалардың саны және қалыңдығы есеп бойынша анықталады.

Белдіктердің (созылған және қысылған) қатаң түйінде жалғасуы майысып желімденген қосымшалар көмегімен жүргізу дұрыс болып табылады, ал тақтаймен қосылуы тісті қима арқылы жүзеге асады.

Аталған қосылыстар белдіктің бір қимасында немесе әртүрлі қималарында болуы мүмкін. Соңғысында тоғысатын қосылыстың сенімділігі артады.

Сурет 13. Желім фанерлі рамалардың түрлері

Желімденген рамалардың өлшемдері

Аралықтар: 12…24 м,

Тіреу биіктігі: 2.6…4.5 м,

Ригель көлбеулігі: 1/4…1/3,

Қадам: 3…6 м.

Атша жеріндегі қима биіктігі – карниз түйіндегі қимасынан 0.3 шамасынан төмен емес болуы керек.

Карниз түйініндегі қима биіктігі: аралықтан 1/12… 1/30 бөлігі.

Тірек маңайындағы тіреу қимасының биіктігі: карниз түйініндегі биіктіктен 0.4 шамасынан кем емес.

Есеп алдында есептік сұлбасын қабылдау керек (екі топсалы немесе үш топсалы) және есептік өсті қабылдау керек.

Рама есебін келесі кезекте жасау керек:

1) статикалық есеп, яғни рама элементтерінде күштерді табу, сыртқы күштерден (қар, желден болатын) және өз салмағынан, жабын салмағынан;

2) рама қимасын тексеру;

3) рама түйіндерін есептеу.

Статикалық есептеуде күштерді анықтап М, N, Q эпюраларын тұрғызады. Тең таралған күштерге жеке, өз салмағынан үштерге жеке, қар күшінен сол жақтан, оң жағынан атша түйінінен және бүкіл аралық бойынша, және жел әсерінен болатын тең таралған күшке сол жақтан және оң жақтан.

Тіреу биіктігі 4м-ге дейін болса жел жүктемесіне есеп жүргізілмейді.

Мысалы, өз салмағынан болатын жүктеу көрінісі осындай болады:

Сурет 14 – Өз салмағынан болатын жүктеме

Сурет 15 – Раманы жүктеу түрлері

Күштер құрылыс механикасы тәсілдерімен периметр бойынша белгілі нүктелерде анықталады, мысалы А, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Нүктелер саны эпюра сипаттамасымен анықталады.

Мысал үшін, атша түйінінен сол жағынан тең таралған M, N, Q эпюраларын келтірейік.

Сурет 16 –M, N және Q эпюралары

Ең бірінші тең таралған бірлік жүктеу күштерін және эпюраларын анықтау дұрыс болады (q₁=1), содан барып k=q/q₁ коэффициентін ескеріп нағыз жүктеулерден болатын күштерді анықтау қажет (мұндағы q – нағыз жүктеу, q₁ – бірлік жүктеу).

Нәтижесінде негізгі және қосымша жүктеу үйлесімімен қимадағы есептік күштер табылады:

а) есептік тұрақты және уақытша бүкіл аралықта;

б) тұрақты бүкіл аралықта, уақытша – аралық ортасында;

в) а және б сұлбалары бойынша, жел үйлесімімен.

Конструкцияларды есептегенде СНиП «Нагрузки и воздействия» -ны қолдану керек.

Қазіргі заманда құрылыста тек қана желім рамаларын қолданатындықтан әрі қарай тек қана олар туралы әңгіме жүреді.

Қималарды тексеру

Ең көп кернеуленген қималар нормальді кернеулер бойынша M және N эпюраларына назар аударсақ рамалар үшін карниз түйіндері болып табылады, ал қиғаш тіреуіштері бар рамалар үшін тіреуіш басындағы қима болып табылады.

1. Үш топсалы рамаларының элементтерін қысылып иілетін элементтерді есептеу ережесімен жасалады, есептік ұзындығы өс сызығы бойынша рама жартысының жартысы болып табылады.

2. Жазық форманың орнықтылығын келесі формуламен анықтау қажет:

Сурет 17 – Майысып желімденген раманың қисық сызықты аймағы

Майысып желімденген раманың қисық сызықты аймағы h/r≥1/7 болғанда (h – қима биіктігі, r – қисықтық радиусы) келесі формуламен есептеу қажет

Бұл жерде ішкі қыры бойынша кернеуді есептегенде, есептік кедергі моментін k_rb коэффициентіне көбейту керек.

Рама түйіндерін есептеу

Зауытта жасалатын рамалар үшін тірек және атша түйіндерін есептеу қажет. Топсалы тіректі түйіндер сан алуан болуы мүмкін.

Тірек түйіндерінің бірнеше түрлерін келтірейік:

Сурет 18 – Тірек түйіндерінің түрлері

Тірек түйіндерінің барлық түрлері үшін бойлық қысу күші N тіреу үшін. Бұл кезде тексеруді мына формуламен тексереді:

Көлденең күш Q іргетасқа болт арқылы берілуі мүмкін. Бұл кезде болт саны есептеледі.

Басқа жағдайда көлденең күш ағаш брус арқылы немесе тік болатты бет арқылы беріледі. Бұл жағдайда

Атша түйіні ағаш жапқышы арқылы болтпен жасалады, сонымен қатар басқа да варианттар болуы мүмкін (мысалы, көлденең күш үлкен болғанда), металл бұйымдарын қолданады.

Сурет 19 – Атша түйін

Аркалар рамалық конструкциялар сияқты керілетін конструкцияларға жатады, яғни тірек реакциясының көлденең құраушысы бар.

Аркалар әртүрлі ғимараттардың негізгі көтергіш конструкциялары болып табылады. Оларды өндірістік, ауылшаруашылық және қоғамдық ғимараттардың жабындарында қолданады, аралықтары 12-70м. Шет елдерде 100 м-ге дейін аралықтары бар арқалар бар.

Статикалық сұлбасына қарай аркалар үш топсалы және екі топсалы болып келеді:

Сурет 1 – Үш және екі топсалы аркалар

Тірек түріне қарай тартқышы бар, яғни керілуді қабылдайтын және тартқышы жоқ, яғни керілу тіректерге берілетін болып бөлінеді.

Сурет 2 – Тартқышы бар және тартқышы жоқ аркалар.

Тартқыштарды көбінесе арматурадан немесе профильді болаттан жасайды. Ағаш желімденген тартқыштарды қолдану тәжірибесі де бар, химиялық зиянды орталарда металл коррозияға ұшырайды.

Арка өстеріне қарай:

- түзу жарты аркалардан тұратын үшбұрышты аркалар;

- бесбұрышты болып бөлінеді

Сурет 3

- жебелі, жарты аркалардың өстері екі шеңберде орналасады

1) тұтас, (тек қана үшбұрышты);

2) фермалардан құралған аркалар

Сурет 5 – Фермадан жасалған арка (l=30…60 м, f=l/3…l/2)

3) арқалықтары пластиналы сыналармен қосылған аркалар (Деревягин аркалары)

4) айналмалы, сынамен қосылған екі немесе одан да көп жақтау қатарларынан тұратын арка

Сурет 6 – Айналмалы арка

4. 
   шегемен қосылған айқасқан тақтайлы қабырғалары бар арка
   

Сурет 7 – Айқасқан тақтайлы қабырғалары бар арка (l=20…40 м, f≥l/6)

5. 
   желімденген аркалар (тақтайлы желімденген және желім фанерлі)
   

Қалған аркалар құрылыс алаңында жасалады және қазір қолданыста жоқ деп айтуға болады. Тақтайлы желімденген аркалар майысқан тақтайлардың желімденген пакеті болып табылады.

Өс формасына қарай тақтайлы желімденген аркалар аталғандардың ішінен кез келгені бола алады, яғни үшбұрышты (тартқышсыз – биіктігі 1/2 l болғанда, және тартқышы бар, биіктігі 1/6 … 1/8 l болғанда, 24м жабындарға дейін).

Желімденген аркалардың көлденең қимасын тікбұрышты және ұзындығы бойынша тұрақты деп алу қажет. Қима биіктігін аралықтан 1/30…1/50 шамасында алу керек. Қабаттар қалыңдығы қисықтық радиусы 15 м-ге дейін болғанда 4 см-ден аспауы керек.

Желімденген аркаларды жеңіл жабындарда қолдану жақсы перспективасы бар. Көбінесе, олар үшбұрышты болып келеді, және қорапты желім фанерлі жарты аркалардан құралады. Мұндай аркалар аз массалы болады болады, сондықтан экономикалық жағынан тиімдірек болады. Бірақ олар суға төзімді фанераларды қажет етеді және жұмыс күрделілігі көп болып келеді, сонымен қатар отқа төзімділік шегі төмен.

Аркаларды есептеу

Аркаларды есептеу құрылыс механикасы ережесімен жүргізіледі.