Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования _____________ Мищенко В.Я.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
УТВЕРЖДАЮ
Декан _______________факультета
_____________ Мищенко В.Я.
«______ »_______________________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Дисциплины
КОНСТРУКЦИИ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС
Направление подготовки (специальность) 271101.65 «Строительство уникальных
_______________ зданий и сооружений»
Профиль (Специализация) Строительство высотных и большепролетных зданий и
сооружений
Квалификация (степень) выпускника__специалист_____
Нормативный срок обучения ____6 лет_______
Форма обучения очно/заочная
Автор программы к.т.н., доцент
Ушаков И.И.
Программа обсуждена на заседании кафедры строительных конструкций, оснований
и фундаментов «__05_»__ 05____2011 года Протокол № ____6____
Зав. кафедрой строительных конструкций,
оснований и фундаментов д.т.н., проф.
Воронеж 2011
Борисов Ю.М.
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цели дисциплины
Основной целью преподавания дисциплины "Конструкции из дерева и пластмасс" является подготовка бакалавров в важной области строительства – наземные
строительные конструкции зданий. Для этого студенту необходимо хорошо знать
части гражданских и общественных зданий.
Дисциплина Конструкции из дерева и пластмасс непосредственно связана с
дисциплинами «Металлические конструкции» и «Железобетонные конструкции», а
так же «Строительная механика» дополняет их по учету особенностей расчета и
конструирования из материалов, обладающих упруго – пластическими свойствами.
Знание конструкций из дерева и пластмасс позволяет наиболее оптимально
использовать разнообразные строительные конструкции, сообразуя конструктивные
формы с особенностями номенклатуры и механики работы древесины и пластмасс,
что обусловливает принятие наиболее экономичных, долговечных и безопасных решений при проектировании зданий и сооружений.
1.2. Задачи освоения дисциплины
Молодой специалист должен уметь проектировать основные типы деревянных
и металлодеревянных конструкций, осознанно и технически обоснованно сочетая
полезные свойства древесины, металла и пластмасс. Уметь оценивать величины основных нагрузок на конструкции зданий и особенности работы основных видов
конструкций. Содержание курса предусматривает изучение:
а) физико-механических особенностей древесины и пластмасс. Рациональные области их применения;
б) номенклатуры выпускающихся изделий и конструкций ;
в) требований предъявляемых к пластмассам и деревянным конструкциям
г) основных конструктивных решений несущих конструкций и соединений;
д) способы защиты деревянных конструкций от гниения и возгорания;
е) особенности эксплуатации конструкций из древесины;
ж) основные методы восстановления поврежденных элементов деревянных
конструкций.
В результате изучения дисциплины студенты приобретают навыки самостоятельного анализа эффективности применения древесины и пластмасс в конструкциях зданий и сооружений, умение рассчитывать и конструировать наиболее распространенные деревянные конструкции и грамотно их эксплуатировать.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Дисциплина «Конструкции из дерева и пластмасс» относится к вариативной
части профессионального цикла учебного плана.
Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента, необходимым для изучения данной дисциплины.
Изучение дисциплины «Конструкции из дерева и пластмасс» требует основных знаний, умений и компетенций студента по курсам:
-сопротивление материалов,
2
технической механики,
-архитектуры,
- металлических конструкций.
После изучения предшествующих дисциплин студент должен:
знать:
- разделы сопротивления материалов – диаграммы растяжения сжатия материалов и их характерные точки, закон Гука, сложное напряженное состояние, сдвиг,
напряжения при изгибе;
- разделы технической механики-устойчивость элементов конструкций, статически неопределимые системы;
- разделы архитектуры-части зданий;
- металлических конструкций – расчет элементов, соединения, фермы.
уметь:
- применять основные закономерности сопротивления материалов, определять
усилия в элементах стержневых систем;
владеть:
- терминологией изученных ранее технических дисциплин;
- методом предельных состояний.
Дисциплина «Конструкции из дерева и пластмасс» является завершающей
для курса «Архитектура промышленных и гражданских зданий».
3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Процесс изучения дисциплины «Конструкции из дерева и пластмасс» направлен на формирование следующих компетенций:
владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей еѐ достижения (ОК-1);
умение использовать нормативные правовые документы в своей деятельности
(ОК-5);
использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);
способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в
ходе профессиональной деятельности, привлечь их для решения соответствующий физико - математический аппарат (ПК-2);
знание нормативной базы в области проектирования строительных конструкций, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и
оборудования, планировки и застройки населенных мест (ПК-9);
владение методами принятия инженерных решений, технологией проектирования элементов и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием стандартных прикладных расчетных и графических программных пакетов (ПК-10);
способность проводить предварительное технико-экономическое обоснование
проектных расчетов, разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы, контролировать соответствие разрабатываемых проектов и технической докумен3
тации зданию, стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-11);
знание научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта
по профилю деятельности (ПК-17);
владение математическим моделированием на базе стандартных пакетов автоматизации проектирования и исследований, методами постановки и проведения экспериментов по заданным методикам (ПК-18);
способность составлять отчеты по выполненным работам, участвовать во внедрении результатов исследований и практических разработок (ПК-19).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- основные свойства дерева и пластмасс, как конструкционных материалов;
- рациональные области применения конструкций из дерева и пластмасс;
- нормативную базу в области проектирования;
- основные методы расчетов по первому и второму предельным состояниям;
- особенности обеспечения долговечности и пожарной безопасности;
- особенности эксплуатации.
Уметь:
- проектировать основные типы деревянных и металлодеревянных
конструкций,
- осознанно и технически обоснованно сочетая полезные свойства древесины,
металла и пластмасс.
- оценивать величины основных нагрузок на конструкции зданий и
особенности работы основных видов конструкций.
Владеть:
- навыками получения экспериментальных характеристик материалов и элементов конструкций
- методами автоматизированного проектирования конструкций
4. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Общая трудоемкость дисциплины «Конструкции из дерева и пластмасс» составляет 4 зачетных единицы.
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовая работа
Контрольная работа
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость час
зач. ед.
Всего
часов
58/
А
58/
34/
34/
40/
34/
34/
40/
-/-/-/-/-
А
Экзамен
(36)
А
Экзамен
(36)
-/-
4
-/__
144
4
Семестры
___
-/-
4
__
Примечание: здесь и далее числитель – очная/знаменатель – заочная формы
обучения.
5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1
2
3
Наименование раздела
дисциплины
Содержание раздела
Древесина и пластмассы Области применения конструкций из дерева и пласткак конструкционные мате- масс. Сырьевая база для получения конструкционной
риалы
древесины и пластмасс. Древесные породы. Анатомическое строение хвойных пород. Химический состав древесины. Пороки древесины.
Синтетические смолы. Основные компоненты и виды
пластмасс и древесных пластиков применяемых для
строительных несущих и ограждающих конструкций. Физические, механические и технологические свойства древесины и пластмасс. Сопротивление разрушению и деформирование древесины и пластмасс при длительном
действии нагрузок.
Влияние основных внешних и внутренних факторов
на прочностные и деформативные характеристики древесины и конструкционных пластмасс. Влажность древесины и меры борьбы с ее вредным влиянием. Конструктивные и химические меры защиты древесины от биологического, энтомологического поражения и пожарной опасности.
Основные положения рас- Принципы расчета деревянных и пластмассовых констчета деревянных элементов рукций по предельным состояниям. Нормирование расцельного поперечного се- четных сопротивлений. Расчет элементов цельного сечечения
ния на центральное растяжение, сжатие и продольный изгиб. Учет ослаблений сечения.
Поперечный изгиб элементов, расчет изгибаемых элементов на прочность и жесткость. Скалывание при изгибе.
Косой изгиб. Расчет сжато - изгибаемых и растянуто - изгибаемых элементов. Расчет на устойчивость плоской
формы деформирования
Соеинения элементов дере- Классификация и области применения различных видов
вянных конструкций и их соединений элементов деревянных и пластмассовых конрасчет
струкций. Предъявляемые к ним требования, принципы
расчета. Податливость соединений. Контактные соединения. Лобовая врубка, методы конструирования и расчета.
Соединения на механических связях, особенности работы.
Нагельные соединения, характеристика работы, методы
конструирования и расчета. Особенности соединений на
гвоздях.
Соединения на зубчатых пластинах. Соединения на растянутых связях. Соединения на клею. Требования предъявляемые к клеевым соединениям. Основные принципы
конструирования и расчета клеевых соединений. Вклеенные стержни и их расчет.
5
4
Сплошные
конструкции
5
Сквозные
конструкции
6
7
8
плоскостные Основные формы плоскостных сплошных конструкций.
Конструкции из цельной древесины: настилы и обрешетка, прогоны и балки. Элементы деревянных конструкций
составного сечения на податливых связях и их расчет.
Дощатоклееные балки. Армированные балки.
Распорные конструкции. Дощатоклееные арки, системы
треугольного очертания. Конструирование и расчет узлов.
Рамы. Особенности конструирования и расчета.
Принципы расчета конструкций, выполняемых из различных материалов. Понятие о клеефанерных балках. Клеефанерные плиты покрытия. Трехслойные панели и плиты
с применением пластмасс и асбестоцемента. Конструирование и расчет.
плоскостные Основные формы плоскостных сквозных конструкций.
Балочные и распорные сквозные конструкции.
Фермы из цельной древесины построечного изготовления.
Фермы индустриального изготовления, их конструирование и расчет. Конструирование узлов ферм. Шпренгельные системы. Сквозные арки.
Обеспечение пространст- Обеспечение поперечной и продольной неизменяемости и
венной
неизменяемости устойчивости зданий и сооружений из КДиП. Основные
зданий и сооружений
схемы связей и их расчет. Использование жесткости косых настилов и панелей покрытий.
Пространственные конст- Основные формы и конструктивные особенности прорукции в покрытиях
странственных конструкций из дерева и пластмасс. Распорные своды. Купола.
Основы эксплуатации кон- Инженерное наблюдение за эксплуатацией несущих и огструкций из древесины
раждающих конструкций, их периодическое обследование и ремонт. Основные принципы и способы усиления
деревянных несущих элементов.
5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи
с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ Наименование
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для
п/п обеспечиваемых
изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
(последующих)
дисциплин
1.
нет
-
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
Наименование раздела
дисциплины
Лекц.
6
Практ.
зан.
Лаб.
зан.
СРС
Всего
час.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Древесина и пластмассы как конструкционные материалы
Основные положения расчета деревянных элементов цельного поперечного сечения
Соединения элементов деревянных конструкций и их расчет
Сплошные плоскостные конструкции
Сквозные плоскостные конструкции
Обеспечение пространственной неизменяемости зданий и сооружений
Пространственные конструкции в покрытиях
Основы эксплуатации конструкций из
древесины
6
4
-
2
4
4
-
4
4
4
-
6
6
6
2
6
6
2
-
6
6
6
4
6
-
6
2
2
-
4
6. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
№
п/п
№ раздела дисциплины
Наименование лабораторных работ
Трудоемкость
(час)
Учебным планом не предусмотрены
7. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
№
п/п
1
№ раздела дисциплины
1.
2.
3
4.
5
6.
7.
8
9
10
11
12
13
14
Тематика практических занятий
Трудоемкость
(час)
Знакомство с полимерными материалами применяемыми в
строительстве
Сбор нагрузок на конструкции здания
Определение расчетных характеристик древесины и пластмасс.
Коэфф. условий работы.
Расчет изгибаемого, сжатого, растянутого и сминаемого и скалываемого элементов
Конструирование и расчет неразрезного спаренного прогона
Конструирование и расчет дощатогвоздевого щита покрытия
Расчет сжато-изгибаемой стойки промздания
Конструирование и расчет клееной двухскатной балки покрытия
Конструирование и расчет нагельного соединения
Конструирование и расчет клеефанерной панели покрытия
Конструирование и расчет стеновой панели типа «СЭНДВИЧ»
Конструирование и расчет большепролетной стрельчатой арки
Конструирование и расчет гнутоклееной рамы
Проектирование ребристого купола
8. ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ
И КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
7
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
Предусмотрено выполнение курсовой работы, включающей компоновку универсального здания промышленного назначения в конструкциях из дерева и пластмасс. Разрабатываются схемы расположения конструкций, монтажные узлы, осуществляется конструирование основных несущих и ограждающих элементов. Определяются механические характеристики применяемых материалов, а так же производится сбор нагрузок на здание. Расчет основных несущих конструкций производится
на ЭВМ. Разрабатываются мероприятия по обеспечению долговечности и пожарной
безопасности конструкций здания.
9. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ
УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
9.1. Вопросы для подготовки к зачету
зачет не предусмотрен учебным планом
9.2. Вопросы для подготовки к экзамену
1 Основные свойства древесины как конструкционного материала. Достоинства
и недостатки.
2 Виды конструкционных пластмасс Их физико-механические характеристики.
Достоинства и недостатки. Область применения.
3 Рациональные области применения деревянных и пластмассовых конструкций. Методы определения эффективности применения.
4 Полимербетоны. Их физико-механические характеристики. Достоинства и недостатки. Область применения.
5 Зависимость прочности и деформативности древесины и конструкционных
пластмасс от влажности, температуры, направления волокон.
6 Неконструкционные пластмассы. Их физико-механические характеристики.
Достоинства и недостатки. Область применения.
7 Нормативные и расчетные сопротивления древесины. Коэффициенты условий
работы.
8 Физико-механические характеристики основных пород древесины. Породы
древесины.
9 Виды соединений в конструкциях из дерева и пластмасс. Сварка пластмасс.
10 Гнутоклееные рамы. Основы расчета и конструирования.
11 Влажность древесины. Значение усушки и разбухания.
12 Прогоны. Спаренные неразрезные прогоны. Расчет прогона на косой изгиб.
13 Биологические поражения древесины. Конструктивные и химические меры
борьбы с гниением.
14 Классификация деревянных балок. Балки на нагельных пластинах, на зубчатых пластинах, дощатогвоздевые. Конструирование и расчет.
15 Огнестойкость и возгораемость деревянных конструкций. Конструктивные и
химические средства защиты от возгорания.
16 Клееные дощатые балки, их достоинства. Конструирование и расчет.
8
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Клеефанерные балки. Особенности расчета и конструирования.
Клеефанерные ребристые панели покрытия. Расчет и конструирование.
Синтетические смолы. Их виды и применение.
Виды деревянных ферм. Область применения Основы расчета.
Обеспечение пространственной неизменяемости (связи).
Клееные сегментные фермы с разрезным верхним поясом. Расчет и конструирование.
Клееные сегментные фермы с неразрезным верхним поясом. Расчет и конструирование.
Треугольные металлодеревянные фермы с клееным верхним поясом.
Расчет и конструирование.
Длительное сопротивление древесины и пластмасс. Затухающая и незатухающая ползучесть.
Вариантное проектирование конструкций из дерева и пластмасс.
Система технико-экономических показателей.
Деревянные арки. Виды арок и области применения.
Способы восприятия распора. Устройство опорных узлов. Расчет арок.
Усиление деревянных и пластмассовых конструкций.
Расчет центрально-сжатых и центрально-растянутых элементов из древесины.
Пологие арки. Расчет и конструирование. Узлы.
Расчет изгибаемых элементов из древесины. Устойчивость плоской формы
изгиба.
Стрельчатые арки. Расчет и конструирование. Узлы.
Расчет сжато-изогнутых стержней. Понятие о расчете по деформированной
схеме.
Техническое обслуживание конструкций из дерева и пластмасс.
Обрешетка и щитовой настил. Расчет и конструирование.
Пространственные связи. Принципы проектирования конструктивного остова
здания с конструкциями из дерева и пластмасс.
Соединения на цилиндрических нагелях. Характеристика работы. Расчет и
конструирование.
Пневматические конструкции. Основы расчета и конструирования.
Купола. Основы расчета и конструирования.
Соединения на клею. Виды и свойства клеев. Область применения.
Распорные своды, складки и структуры. Основы расчета и конструирования.
9.3. Тесты контроля качества усвоения дисциплины
См. Приложение
10. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
9
10.1. Основная литература:
1.
Слицкоухов Ю.В. и др. Конструкции из дерева и пластмасс /Под ред.
Г.Г. Карлсена и Ю.В. Слицкоухова. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 2008.
543 с.
2.
Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс: Учеб. пособие для
студентов вузов, обучающихся по спец. "Промышленное и гражданское строительство".- М.: Высш. школа, 2005.-287 с.
10.2. Дополнительная литература:
1. Иванов.А.М., К.Я. Алгазинов., Д.В.Мартинец. Строительные конструкции
из полимерных материалов: Учеб.пособие для вузов.-М.: Высш. Школа, 1987 г
239с., ил.
10.3. Учебно-методическая литература:
1.Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП П-25-80)
ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. М.: Стройиздат, 1986. 215 с.
2. Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования: Учеб.
пособие для вузов/Ю.В. Слицкоухов и др. - М.: Стройиздат, 2005. - 256 с.
3. Бойтемиров Ф.А. Расчет конструкций из дерева и пластмасс: учеб. пособие
для студ. вузов./ Ф.А. Бойтемиров, В.М. Головина, Э.М. Улицкая; под ред. Ф.А.
Бойтемирова.- -2-е изд, перераб. И доп. – М.: Издательский центр «Академия»,
2006.-160с.
3. Гетц К.С. Атлас деревянных конструкций. Под ред В.В. Ермолова.-М.:
Стройиздат, 1985.-272с
10.4 Справочно-нормативная литература :
1. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия/Минстрой России.-М.:ГП ЦПП,
2003. – 44 с.
2. СНиП П-25-80. Деревянные конструкции: Нормы проектирования/Госстрой
СССР. - М.: Стройиздат, 1983. - 31 с.
3. Проектирование и расчет деревянных конструкций: Справочник/И.М.Гринь.
и др. : Под ред. И.М.Гриня.-Киев.; Будивельник, 2006.-240 с.
10.5 Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. Программа по статическому расчету строительных конструкций (ПК
«ЛИРА»);
2. Учебный комплекс программ (кафедральный) по расчету конструкций из
дерева и пластмасс (клеефанерные плиты, дощатоклееные балки, рамы, арки
(кругового очертания и стрельчатая), фермы – треугольная, пятиугольная,
сегментная).
10
11. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Учебная лаборатория строительных конструкций, ауд. 1023.
Лабораторное оборудование по тематике лабораторных работ: гидравлические
прессы 50т и 5т. Разрывная машина. Индикаторы часового типа МИГ. Прогибомеры Максимова. Установка для длительных испытаний. Стенды с образцами
древесины и полимерных материалов. Макеты конструкций.
12. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
(образовательные технологии)
Занятия проводятся в виде лекций в поточной аудитории. По желанию лектора
занятия могут сопровождаться демонстрационно-визуальными материалами. Посредством разборов примеров решения задач следует добиваться понимания
обучающимися сути и прикладной значимости решаемых задач.
Лабораторные работы проводятся в виде экспериментов, результаты которых
оформляются в соответствие с имеющимися методическими указаниями.
Рекомендуется непосредственно после 1-й лекции проводить лабораторную
работу №1, затем остальные лабораторные работы, в соответствии с расписанием. В
случае успешного выполнения лабораторной работы, правильного выполнения ручного счета и построения графиков, студент допускается к защите. Знания студента
по итогам защиты лабораторной работы оцениваются «зачтено» или «не зачтено».
При условии выполнения и успешной защиты всех лабораторных работ с оценкой
«зачтено» и успешной защитой курсовой работы студент допускается к экзамену.
Экзамен проводится по билетам.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 271101.65 «Строительство уникальных зданий и сооружений » (Утвержден приказом Мин. Образования и
науки РФ от 24.12.2010 г. № 2055)
Руководитель ООП ВПО: д.т.н., проф.
___________Борисов Ю.М..
ученая степень и звание, подпись, инициалы, фамилия
Рабочая программа одобрена методической комиссией
" 13 " 05
2011 г., протокол № 9 .
Председатель:
к.т.н., доцент
Казаков Д.А.
подпись
Эксперт
ООО «ВПК»
(место работы)
ген. директор
(занимаемая должность)
_________
Чмыхов В.А.
(подпись)
(инициалы, фамилия)
МП
организации
11