презентации по "Строительным конструкциям"
презентация к уроку по теме
данные презентации создани в соответствии с требованиями гос стандарта по специальности 270103, но так же подходят для частичного изучения тем по ПМ 01 МДК 01.01 "Участие в проектировании"
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 к теме нагрузки и воздействия | 1.5 МБ |
| расчет жб балок | 1.27 МБ |
| предварительно напряженные конструкции | 981.5 КБ |
| конструктивные и расчетные схемы | 1.01 МБ |
| соединения деревянных конструкций | 1.56 МБ |
 материалы для строительных конструкций | 664 КБ |
| ркомендации к расчетно-конструктивной части дипломного проекта | 798.5 КБ |
| tavrovye_secheniya.pptx | 840.34 КБ |
| konstruktivnye_raschetnye_skhemy.pptx | 1.01 МБ |
| konstruirovanie_lestnichnogo_marsha.pptx | 2.6 МБ |
| 1_predelnye_sostoyaniya.pptx | 2.43 МБ |
| osnovaniya_i_fundamenty.pptx | 2.72 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Нагрузки на здание
Классификация нагрузок
Постоянные нагрузки Собственный вес, вес вышележащих элементов, давление грунта, предварительное напряжение, гидростатическое давление
Временные нагрузки Временные нагрузки Кратковре-менные вес людей, ремонтных материалов нагрузки от подвижного подъемно транспортного оборудования нагрузки от людей животных и оборудования на перекрытиях снеговые, ветровые Длительные вес временных перегородок вес стационарного оборудования
К особым нагрузкам следует относить сейсмические воздействия взрывные воздействия нагрузки, обусловленные пожаром нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса нагрузки, обусловленные пожаром
Гравитационная нагрузка - самый распространенный вид нагрузки. Она обусловлена силой тяжести и определяется весом самих несущих и ограждающих конструкций, весом оборудования, людей, складируемых материалов и других объектов. Эта нагрузка является определяющей. Классификация нагрузок
Рис. Модель гравитационной среды: 1 - столбики материала, 2 - отверстие в горизонтальной поверхности, 3 - горизонтальная поверхность
Кроме упомянутой тяжести или гравитационной среды на сооружение воздействуют другие среды. Динамическая среда – от действия машин, механизмов, сейсмических движений. Температурная, усадочная среды. Среды со специфическими физико-механическими свойствами вязкости, ползучести, пластичности (ледовая, жидкая, газообразная , сыпучая и другие).
Грузовая площадь 1 1 м 1 м ригель ригель Колонна угловая Колонна крайнего ряда Колонна среднего ряда
Грузовой называется площадь с которой собирают нагрузку.
Все нагрузки распределяют по поверхности конструктивных элементов в зависимости от распределения нагрузки могут быть сосредоточенные (распределение на небольшой площади) и распределенными (распределение по большой площади). N q
Нагрузки рабочего состояния - это максимальные из всех нагрузок, соответствующих возможным воздействиям среды. Обычно они подсчитываются суммированием максимально возможных нагрузок от каждого воздействия в отдельности .
Расчет нагрузок Для расчета необходимо первоначально определить нормативные значения нагрузок. Нормативным является значение которое можно определить с помощью СНиПа Нагрузки и воздействия или рассчитать зная плотность и толщину материала.
Например: определить нормативное значение постоянной нагрузки от цементно-песчаной стяжки t=25 мм, при плотности Расчет нагрузок
Для определения нормативных значений временных нагрузок используют таблицы СНиПа Нагрузки и воздействия . Для этого необходимо знать расчет чего производится: покрытия или перекрытия. Расчет нагрузок
При расчете перекрытия определяют назначение здания: жилой дом, чердак, больница … ( таб.3 СНиП ). Расчет нормативного значения постоянной нагрузки
НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ НАГРУЗОК ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЙ Табл. 3 СНиПа НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ 2.01.07-85 (С ИЗМ. 1993Г.)
При расчете покрытия выясняют район строительства (таб.4 СНиП ). Расчет нормативного значения временной (снеговой) нагрузки
Снеговая нагрузка - от веса снегового покрова - относится к особому климатическому типу гравитационной нагрузки. Она обусловлена климатическими особенностями района строительства. Расчет нормативного значения временной (снеговой) нагрузки
Поэтому в районе строительства зимой необходимо изучить толщину и удельный вес (плотность) снегового покрова . З а нормативное значение веса снегового покрова принимается среднее значение наблюденных в течение 10 лет ежегодных максимумов слоя воды. Расчет нормативного значения временной (снеговой) нагрузки
Нормативное значение снегового покрова, принимается в зависимости от снегового района РФ по данным таблицы 4 СНиП . Расчет нормативного значения временной (снеговой) нагрузки
НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ СНЕГОВОЙ НАГРУЗКИ Табл. 4 СНиПа НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ 2.01.07-85* (С ИЗМ. 1993Г.)
Для получения расчетных значений нагрузок необходимо значение коэффициента надежности по нагрузке . Данный коэффициент называют коэффициентом перегрузки и его определяют по таблице 1 СНиПа для постоянных нагрузок. Расчетные значения нагрузок
КОЭФФИЦИЕНТЫ НАДЕЖНОСТИ ПО НАГРУЗКЕ ДЛЯ ВЕСА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ГРУНТОВ Табл. 1 выемка из СНиПа НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ 2.01.07-85 (С ИЗМ. 1993Г.) Конструкции сооружений и вид грунтов Коэффициент надежности по нагрузке Конструкции: металлические 1,05 бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м ), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные 1,1 бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м и менее), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые: в заводских условиях 1,2 на строительной площадке 1,3 Грунты: в природном залегании 1,1 насыпные 1,15
Коэффициент надежности по нагрузке для временных нагрузок П о СНиПу для снеговых нагрузок коэффициент перегрузки =1,4. По СНиПу для равномерно распределенных нагрузок следует принимать: 1,3 – при полном нормативном значении менее 2,0 кПа; 1,2 – при полном нормативном значении 2,0 кПа и более.
Расчетные значения нагрузок Определить расчетную нагрузку можно произведением нормативного значения нагрузки и коэффициента перегрузки. В результате получаем:
Расчетные значения нагрузок Для постоянных нагрузок: Для временных нагрузок: для покрытия для перекрытия
Вернемся к началу, и повторим
По времени действия нагрузки бывают Постоянные Временные Длительные Кратковре-менные
По значениям нагрузки бывают Нормативные Расчетные
Нормативные значения Нормативные значения Постоянных нагрузок Временных нагрузок для покрытия для перекрытия
Полная нагрузка это сумма постоянных и временных нагрузок. - нормативная -расчетная
Сбор нагрузок на плиты покрытия Нагрузка Расчет, м Норматив значение, Коэффиц надеж. по нагрузке Расчетное значение, 4 слоя рубероида, 1 слой 5 мм 2. Керамзит, 30мм 3. Цементно- песчан . стяжка, 25мм 4. Многопустотная плита, 220мм Итого постоянных =3,89 =4,418 Временные: по II снеговому району = 1,2 Полная = 5,09 = 6,1 = 1,68
Сбор нагрузок на плиты перекрытия Нагрузка Расчет, м Норматив значение, Коэффиц надеж. по нагрузке Расчетное значение, Линолеум, толщина 7мм 2. Клей , 3мм 3. Цементно- песчан . стяжка, 25мм 4. Многопустотная плита, 220мм Итого постоянных =3,6 =4,08 Временные: для учебного заведен. = 2 Полная = 5, 6 = 6, 48 = 2,4
Сбор нагрузок на колонну 1 этажа среднего ряда Нагрузка Расчет, м Норматив значение, кН Коэффиц надеж. по нагрузке Расчетное значение, кН Длительн . Кратковр . 1 . От покрытия постоянные временные постоянные временные 2. От перекрытия -нормативные -расчетные -нормативные -расчетные -нормативные -расчетные -нормативные -расчетные
3 . От ригелей 1,1 4 . От колонны 1,1 Σ Σ Полная нагрузка на колонну составит:
6000 6000 6000 6000 3000 3000 3000 3000 Собрать нагрузки на колонну сечением 40*30см. С опиранием ригеля сечением 40*50см. Строительство производится во II снеговом районе, производится строительство кафе, конкретно обеденного зала.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Данные используемые для расчета М – изгибающий момент, кН*м Q - поперечная сила, кН - расчетная длина, м - расчетная высота, см а – расстояние от центра тяжести рабочей арматуры до крайнего нижнего волокна бетона, см
Данные используемые для расчета - высота сжатой части бетона, см - защитный слой бетона, см b – ширина сечения, см - расчетное сопротивление бетона сжатию, МПа - расчетное сопротивление арматуры, МПа
Данные используемые для расчета - продольное усилие сжимающее бетон, кН - продольное усилие растягивающее арматуру, кН z – плечо внутренней пары сил, см - площадь поперечного сечения рабочей арматуры,
Вывод формул расчета При рассмотрении схемы можно вывести , что материалы работают в равновесии, поэтому:
Поскольку сила это произведение расчетного сопротивления R и поперечного сечения A , то:
Изгибающий момент работает на каждый материал. Поскольку силы равны, то и моменты равны. Момент - произведение силы на плечо: Плечо: где:
Теперь расписываем:
Теперь в уравнении известен только момент: В таких условиях прибегают к следующему приему. Задаются материалами: арматурой, бетоном, шириной сечения .
Неизвестными остаются Если вернуться к формуле: То сжатую зону можно рассчитать:
Строительные нормы ограничивают относительную высоту сжатой зоны ξ и представляет собой отношение: У этого значения есть ограничение, граничное значение высоты
Это уравнение можно переписать: Где: -коэффициент армирования.
В расчетной практике он же процент армирования:
Условия прочности элемента в предельном состоянии: По бетону сжатой зоны: По растянутой арматуре:
Для упрощения расчетов формулы преобразовывают, подставляя из ,
Обозначим часть формул, коэффициентами, которые зависят от сжатой зоны сечения:
Преобразованные формулы будут иметь вид:
Минимальный процент армирования 0,05%, максимальный процент армирования зависит от прочности бетона, его можно вычислить . При оптимальном армировании он составляет от 1-2% для балок и 0,3-0,6% для плит.
Для расчета используем формулы:
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Обратимся к истории создания У истоков концепции напряженного железобетона стояли Эжен Фрейссине (Франция) и Виктор Васильевич Михайлов (Россия). В 1936 году при защите В.В. Михайловым диссертации, посвященной этому методу, два оппонента из трех выступили против. Даже видным ученым в то время трудно было понять, как можно предварительно натянуть арматуру почти до разрыва, а затем нагрузить конструкцию полной расчетной нагрузкой, и она при этом будет работать так, что трещины в растянутом бетоне конструкции не появятся вплоть до исчерпания ее несущей способности.
Некоторые виды предварительного напряжения по разным соображениям до сих пор находятся под сомнением. Например, в Германии запрещена сегментная сборка железобетонных мостов с помощью натяжения арматуры, и только совсем недавно было разрешено применять в мостовых конструкциях напрягаемую арматуру, расположенную вне сечения. В СССР предварительное напряжение применялось весьма широко в промышленном, жилищном, транспортном и специальном строительстве. Преднапряженных конструкций выпускалось более 30 млн. м3 в год, что существенно больше, чем в какой-либо другой стране. На их долю приходилось более 20% общего объема производства сборного железобетона.
Шестидесятые годы были отмечены бурным развитием промышленности сборного железобетона, в том числе предварительно- напряженного. В результате используемый нами в настоящее время СНиП 2.03.01-84 прямо указывает: "При выборе элементов должны предусматриваться преимущественно предварительно напряженные конструкции...".
В большинстве развитых зарубежных стран из сборного предварительно-напряженного железобетона во все возрастающих объемах изготавливают конструкции перекрытий и покрытий зданий различного назначения, значительную часть изделий, используемых в инженерных сооружениях и в транспортном строительстве; появились производства элементов наружного архитектурного оформления зданий. В структуре сборных конструкций в США из общего объема производства сборных железобетонных изделий в 26 млн. кубометров преднапряженные конструкции составляют 40%.
Между тем в мире из преднапряженного монолитного железобетона возводятся промышленные гражданские и жилые здания, плотины и энергетические комплексы, телебашни и многое другое. Телебашни из монолитного преднапряженного железобетона выглядят особенно эффектно, став достопримечательностями многих стран и городов. Телебашня в Торонто является самым высоким в мире отдельно стоящим железобетонным сооружением. Ее высота 555 м. Поперечное сечение башни в виде трилистника оказалось весьма удачным для размещения напрягаемой арматуры и бетонирования в скользящей опалубке. Ветровой опрокидывающий момент, на который рассчитана эта башня, составляет почти полмиллиона тоннометров при собственном весе наземной части башни чуть более 60 тыс. т.
В Германии и в Японии из монолитного преднапряженного железобетона широко строятся резервуары яйцевидной формы для очистных сооружений. К настоящему времени такие резервуары возведены суммарной емкостью более 1,2 млн. м3. Отдельные сооружения этого типа имеют емкость от 1 до 12 тыс. м3.
Достижения в мостостроении из преднапряженного железобетона имеются и в других странах. В Австралии, в г. Брисбен , построен балочный мост с центральным пролетом 260 м, наибольшим среди мостов этого типа. Вантовый мост " Баррнос де Луна" в Испании имеет пролет 440, " Анасис " в Канаде - 465, мост в Гонконге - 475 м. Арочный мост в Южной Африке имеет наибольший пролет - 272 м. Мировой рекорд для вантовых мостов принадлежит мосту "Нормандия", где пролет 864 м. Ненамного уступает ему мост " Васко де Гама" в Лиссабоне, построенный к Всемирной выставке ЭКСПО-98. Общая протяженность этого мостового перехода превышает 18 км. Основные его несущие конструкции - пилоны и пролетные строения - выполнены из бетона с прочностью при сжатии более 60 МПа. Гарантированный срок службы моста 120 лет по критерию долговечности бетона (в России же в последнее время большепролетные мосты чаще строятся из стали).
Ярким примером строительных возможностей преднапряженного железобетона являются морские платформы для добычи нефти. В мире таких грандиозных сооружений возведено более двух десятков. Построенная в 1995 г. в Норвегии платформа " Тролл " имеет полную высоту 472 м, что в полтора раза выше Эйфелевой башни. Платформа установлена на участке моря с глубиной более 300 м и рассчитана на воздействие ураганного шторма с высотой волны 31,5 м. На ее изготовление было израсходовано 250 тыс. м3 высокопрочного бетона, 100 тыс. т обычной стали и 11 тыс. т напрягаемой арматурной стали. Расчетный срок службы платформы 70 лет.
Сущность. Под предварительно напряженными понимают железобетонные конструкции, элементы, изделия, в которых предварительно, т. е. в процессе изготовления, искусственно созданы в соответствии с расчетом начальные напряжения растяжения в части или во всей рабочей арматуре и обжатие всего или части бетона.
Сущность натяжения: 1. под нагрузкой 2. балка изгибается 3. после растяжения арматуру отпускают 4. стержни возвращаются в исходное положение 5. и обжимают элемент до такой степени, что выгибают её в обратную сторону 6. теперь при восприятии нагрузки выгнутая балка просто доходит до своего состояния как на первом рисунке.
Обжатие бетона в предварительно напряженных конструкциях на заданную величину осуществляется предварительно натянутой арматурой, стремящейся после отпуска натяжных устройств возвратиться в первоначальное состояние. При этом проскальзывание арматуры в бетоне исключается их взаимным естественным сцеплением , а при недостаточности естественного сцепления - специальной искусственной анкеровкой торцов арматуры в бетоне. Начальное предварительное напряжение арматуры, создаваемое в результате искусственного натяжения арматуры, после отпуска натяжных устройств снижается за счет относительного упругого обжатия бетона.
Сущность предварительно напряженных железобетонных конструкций нетрудно проследить. Арматура , стараясь возвратиться в первоначальное положение, обжимает бетон с напряжением. Следовательно, трещиностойкость предварительно напряженных конструкций в 2…3 раза больше трещиностойкости железобетонных конструкций без предварительного напряжения. Это обусловлено тем, что предварительное обжатие арматурой бетона, значительно превосходит предельную деформацию натяжения бетона.
Прочность предварительно напряженных конструкций не зависит от величин предварительного напряжения арматуры. Вот почему расчет на прочность любых предварительно напряженных конструкций ничем не отличается от расчета на прочность железобетонных конструкций без предварительного напряжения.
Все перечисленное позволяет заключить, что природа предварительно напряженных конструкций та же, что и железобетонных конструкций без предварительного напряжения. Создание предварительных напряжений растяжения в арматуре и обжатия бетона до приложения эксплуатационных нагрузок не оказывает значительного влияния на основные физико-механические свойства железобетона. •Предварительно напряженные конструкции являются общим видом железобетонных конструкций, а железобетонные конструкции без предварительного напряжения являются всего лишь их частным случаем. При этом необходимо иметь в виду, что предварительное обжатие бетона существенно повышает трещиностойкость наклонных сечений и границу переармирования и заметно может понизить прочность сжатой зоны сечения.
Преимущества. В предварительно напряженных конструкциях представляется возможность использовать высокоэкономичную стержневую арматуру повышенной прочности, позволяющих в среднем до 50% сокращать расход дефицитной стали в строительстве. Предварительное обжатие растянутых зон бетона значительно отдаляет момент образования трещин в растянутых зонах элементов, ограничивает ширину их раскрытия и повышает жесткость элементов, практически не влияя на их прочность.
Предварительно напряженные конструкции часто оказываются экономичными для зданий и сооружений с такими пролетами, нагрузками и условиями работы, при которых применение железобетонных конструкций без предварительного напряжения технически невозможно . Предварительное напряжение, увеличивающее сопротивление конструкций образованию трещин, повышает их выносливость при работе на воздействие многократно повторяющейся нагрузки.
Правильно запроектированные предварительно напряженные конструкции безопасны в эксплуатации, так как показывают перед разрушением значительные прогибы, предупреждающие об аварийном состоянии конструкций. С возрастанием процента армирования сейсмостойкость предварительно напряженных конструкций во многих случаях повышается. Это объясняется тем, что благодаря применению более прочных и легких материалов сечения предварительно напряженных конструкций в большинстве случаев оказываются меньшими по сравнению с железобетонными конструкциями без предварительного напряжения той же несущей способности, а следовательно, более гибкими и легкими.
Недостатки. Железобетонным конструкциям с предварительно напряженной арматурой присущи следующие основные недостатки: Предварительно напряженные конструкции характеризуются повышенной трудоемкостью проектирования и изготовления. Они требуют большей тщательности в расчете и конструировании. Большие усилия, передаваемые напрягаемой арматурой на бетон конструкции в момент отпуска натяжных устройств, могут привести к полному разрушению ее в процессе обжатия или местному повреждению.
За счет применения материалов повышенной прочности масса предварительно напряженных конструкций оказывается значительно меньше массы железобетонных конструкций без предварительного напряжения, однако она остается выше массы металлических и особенно деревянных конструкций . Большая тепло- и звукопроводность железобетона требует усложнения конструкции и дополнительного применения прокладок из тепло- и звукоизолирующих материалов.
Способы натяжения арматуры Натяжение арматуры может производиться: до укладки бетонной смеси в форму и после затвердения бетона . Первый способ называется натяжением арматуры на упоры ; второй — натяжение на бетон конструкции . Для предварительно напряженных конструкций применяют арматурную сталь с высоким пределом прочности. При натяжении на упоры применяют стержневую и проволочную арматуру. Упоры устанавливают по концам стенда в виде балок или консолей из металла и железобетона. Арматуру натягивают гидравлическими домкратами и в редких случаях приспособлениями механического действия. Стержни, которые должны подвергаться натяжению, с одного конца закрепляют к упору зажимами, а с другого — к траверсе, соединенной с гидравлическим домкратом. Заданную величину натяжения контролируют по манометру.
Натяжение арматуры на упоры производят механическим, электротермическим или электротермомеханическим способом , физико-химическим. Для натяжения механическим способом применяют гидравлические и винтовые домкраты, намоточные машины. Сущность электротермического натяжения арматуры заключается в том, что арматуру, снабженную по концам ограничителями, разогревают, пропуская электрический ток, до температуры 310...350 °С, в результате чего она удлиняется. Нагретые стержни укладывают в форму таким образом, чтобы ограничители оказались заведенными за упоры формы. При остывании упоры препятствуют укорочению стержней, благодаря чему в стержнях возникают заданные растягивающие напряжения. После укладки бетона и приобретения им в процессе твердения достаточной прочности арматуру отпускают с упоров и вследствие ее укорочения происходит обжатие бетона конструкции.
Электротермомеханический способ натяжения представляет собой сочетание электротермического и механического способов, осуществляемых одновременно. В предварительно напряженных конструкциях особенно важно обеспечить совместную работу арматуры с бетоном. При физико-химическом способе используется свойство бетонов, изготовленных с применением расширяющихся цементов. При расширении бетона в процессе твердения арматура также удлиняется, отчего в ней создается предварительное напряжение. Принцип самонапряжения конструкций является весьма перспективным, так как дает возможность обойтись без сложных приспособлений для натяжения арматуры.
Анкерные головки
Потери при натяжении . При натяжении арматуры часть напряжения теряется . Потери происходят из-за ряда факторов. Различают первые потери и вторые. В первые потери входят потери напряжения например, от деформации анкеров, от деформации краев формы и т.д.- они происходят во время производство конструкции. Вторые потери происходят после производства во время хранения, транспортировки и т.д. следует учитывать, что потери составляют около 30% или 100МПа от общего напряжения переданного стержням.
закрепляем материал: Способы натяжения арматуры? Методы натяжения арматуры? Потери напряжения? Как и когда теряется напряжение? Сколько напряжения может потеряться ? Что такое анкер и зачем его используют? Где и когда используют напряженную арматуру? Что определяют при расчете напряженной арматуры? Какую арматуру используют в качестве предварительно напряженной?
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Конструктивной схемой балки называют схему, которая отображает материал, форму и размеры сечения.
Расчетная схема балки
l ( )
Расчетная схема любой конструкции – это изображение конструктивной схемы в которой не отражены материал и некоторые свойства, но отражены основные размеры влияющие на расчеты и принцип работы конструкции.
Конструктивная схема
Расчетная схема
Модуль упругости “ Модуль упругости любого вещества есть столб этого вещества, способный производить давление на свое основание, которое так относится к весу, вызывающему определенную степень сжатия, как длина вещества к уменьшению этой длины” Томас Юнг, 1807 г.
Модуль Юнга (модуль нормальной упругости) - величина, равная отношению нормального напряжения к вызванной им относительной упругой деформации (коэффициент сопротивления материала упругой деформации) при осевом растяжении – сжатии материала.
Деформацию считают упругой там, где выполняется закон Гука (1675 г.), т.е. в той области, где деформация линейно зависит от напряжения.
Линейные части кривых деформирования материалов. Тангенс угла наклона - модуль упругости (модуль Юнга), обычно обозначается Е.
=E
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Характеристика соединений Соединение деревянных элементов может производиться для увеличения площади поперечного сечения (для увеличения несущей способности) называют сплачиванием. Соединение для увеличения длины называют сращиванием. Р азличают следующие соединения: Соединения через площадку смятия (лобовые врубки и упоры). Соединения на механических связях. Соединения на клеях. Податливые соединения
Лобовая врубка. Соединение в котором передача усилий происходит через площадку смятия, также возникает площадка скалывания, которую требуется контролировать, она должна быть ≥ 1/5 h . Болт используется в соединении как аварийная связь. И работает на изгиб.
Соединения на механических связях обладают достаточно высокой прочностью и надежностью. Передача сил в таких соединениях происходит от одного элемента к другому через отдельные точки и компенсируется силами трения между металлом и волокнами древесины (гвоздевое соединение) или упорами винтовой нарезки и прорезаемыми в древесине винтовыми желобками (соединение на шурупах).
Соединения на нагелях 1 — дубовый нагель; 2 — стальной нагель-болт; 3 — пустотелый нагель; 4 — стальной нагель без шляпки; 5 — нагель-гвоздь; 6 — пластинчатые нагели
Нагель элемент работающий на изгиб. Соединения на нагелях препятствуют взаимному сдвигу стыкуемых элементов, поэтому гвозди и шурупы в некоторой степени можно считать разновидностью нагелей. В нагельном соединении, находящемся под воздействием внешней нагрузки, сам нагель работает на изгиб, а древесина соединяемых элементов под нагелями подвергается смятию. Нагели бывают стальные, пластмассовые и деревянные, а по форме — цилиндрические и пластинчатые. В конструкциях, которые находятся в агрессивной среде, используют алюминиевые, пластмассовые и дубовые нагели.
Шурупы и глухари : А — глухарь; Б — утопленный шуруп; В — шуруп с высокой головкой; Г — самонарезающий шуруп; Д — шуруп с полукруглой головкой; Е — шуруп с удвоенной резьбой
Использование пластинчатых нагелей наиболее ярко представлена в балке Деревягина созданной в 1939году.
Соединения на растянутых связях К растянутым связям относятся гвозди, винты (шурупы и глухари), работающие на выдергивание, скобы, хомуты, стяжные болты и тяжи. Различают связи натяжные и ненатяжные , временные (монтажные) и постоянные. Все виды связей, и особенно постоянные, воспринимающие расчетные усилия, должны быть защищены от коррозии (оцинковкой, покрытием водостойкими лаками и т.п.). Гвозди сопротивляются выдергиванию только усилиями поверхности трения между ними и древесиной гнезда. Силы трения могут уменьшиться при образовании в древесине трещин, которые снижают силу сжатия гвоздя, поэтому для гвоздей, работающих на выдергивание, обязательно соблюдение тех же норм расстановки, которые приняты для гвоздей, работающих как нагели на изгиб.
Металлические зубчатые пластины
Соединения на клеях Соединения на клеях наиболее прогрессивный способ соединения деревянных элементов. При склеивании элементы не могут производить взаимный сдвиг, благодаря чему полученная конструкция работает как единое целое. Не рекомендуется при сплачивании склеивать элементы с толщиной более 33мм.
Рассмотрим клеевые соединения Клеевые соединения: А — склеивание продольное; Б — склеивание впритык; В — склеивание "на ус"; Г — склеивание зубчатым шипом; Д — склеивание под углом
Сечения дощатоклееных и клеенофанерных элементов: 1 — доски; 2 — фанера
С помощью деревянных клееных конструкций создаются сложные элементы зданий.
Закрепляем Дайте характеристику соединениям. Какие соединения называют механическими? Какие соединения относятся к податливым? Что такое нагель? Что такое растянутая связь? Где используется лобовая врубка?
7) Преимущества клеевых соединений. 8) Что такое нагель? 9) Принцип работы нагеля. 10) Какие бывают нагели?
Об ъ ясните рисунки
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Предварительный просмотр:
Присяжная Л. Н.
Содержание
Пояснительная записка………………………………………………..3
1.Основные сведения о материалах для железобетонных
конструкций……………………………………………………………..3
2.Материалы для металлических конструкций…………………....8
3.Материалы для каменных и армокаменных конструкций……12
4.Материалы для деревянных конструкций………………………..15
Содержание…………………………………………………………...…17
Библиографический список……………………………………..…...17
Пояснительная записка
Для качественного расчета любого конструктивного элемента необходимо знать материалы, используемые для создания конструктивных элементов зданий, поскольку свойства материала предопределяют свойства, проявляемые конструктивным элементом во время восприятия нагрузки.
Данная методическая разработка содержит основные сведения о материалах используемых для производства строительных конструкций и предназначена для студентов 3 курса очного отделения и 4 курсов заочного отделения. Использование этой разработки позволяет студентам усвоить основные знания по свойствам материалов и их поведении под нагрузкой.
Разработка содержит сведения по материалам для железобетонных изделий, стальных и деревянных конструкций, а так же для стальных элементов.
- Основные сведения о материалах
для железобетонных конструкций
Одним из основных материалов для производства ж/б конструктивных элементов является бетон.
Бетон для ж/б конструкций должен обладать необходимой прочностью, хорошим сцеплением с арматурой, достаточной плотностью для защиты арматуры от коррозии, морозостойкостью, а также в особых случаях жаростойкостью при длительном действии высоких температур (более 200˚С) и коррозионной стойкостью при агрессивном воздействии среды.
Бетоны подразделяются по ряду признаков:
- по структуре – плотные, поризованные, крупнопористые, ячеистые;
- по плотности – особо тяжелые, тяжелые, облегченные, легкие, особо легкие;
- по виду вяжущего – цементные, силикатные, гипсовые, на смешанном и специальном вяжущем;
- по виду заполнителя – на плотных заполнителях, на пористых заполнителях, на специальных заполнителях;
- по зернистому составу – крупнозернистые, мелкозернистые;
- по условиям твердения – естественного твердения, подвергнутые тепловлажностной обработке, автоклавного твердения;
Наиболее часто в конструкциях используют тяжелые бетоны. Для тяжелых бетонов в качестве плотных заполнителей применяют щебень из камней тяжелых пород. Пористыми заполнителями могут быть – пемза, ракушечник, шунгезит и т.д.
Прочность бетона. Механические свойства бетона характеризуются его сопротивлением осевому сжатию и растяжению. Сопротивление бетона осевому сжатию оценивается его проектной маркой или классом.
Классом бетона по прочности на осевое сжатие (В,МПа) называется временное сопротивление сжатию бетонных кубов размерами 15×15см, испытанных через 28 суток твердения при t20±2˚С с учетом статической изменчивости прочности.
Согласно СНиП 52-01-2003 основными нормируемыми и контролируемыми показателями качества бетона являются:
- класс по прочности на сжатие В;
- класс по прочности на осевое растяжение Вt;
- марка по морозостойкости F;
- марка по водонепроницаемости W;
- марка по средней плотности D.
Класс бетона по прочности на сжатие В соответствует значению кубиковой прочности бетона на сжатие в МПа с обеспеченностью 0,95 и принимается в пределах от В 0,5 до В 120.
Нормативные и расчетные значения прочностных характеристик бетона. Основными показателями прочности бетона являются нормативные и расчетные значения их прочностных и деформационных характеристик. Нормативными сопротивлениями тяжелого бетона и бетона на пористых заполнителях, устанавливаемыми с учетом статической изменчивости прочности, являются: сопротивление осевому сжатию кубов (кубиковая прочность)
Нормативную кубиковую прочность бетона определяют в зависимости от среднего сопротивления осевому сжатию эталонных образцов кубов, характеризующего проектный класс бетона.
При испытании кубов, возможно, сделать следующий вывод: при восприятии нагрузки конструктивный элемент тем больше нагрузки способен воспринять, чем больше будет сила трения между элементами. Это следует из опытов.
Произведем испытания кубов размером 15×15см. испытания производим на сухом прессе. Сначала испытания образец явно не проявляет активности к разрушению, он сжимается, на самом деле, за счет сил трения, которые не дают ему разрушаться. Так работает образец некоторое время, затем он начинает увеличиваться в размерах и рассыпается, это видно на рисунке в). Если произвести смазывание подушек пресса, то сопротивление куба снижается, примерно в 2 раза, из-за скольжения по поверхности, т.е. отсутствия сил трения, что видно на рисунке г). Так как железобетонные конструкции по форме отличаются от кубов, то кубиковую прочность бетона нельзя непосредственно использовать в расчетах прочности элементов конструкций. Основной характеристикой прочности бетона сжатию элементов является призменная прочность, что составляет 0,75 кубиковой прочности. Схема работы и разрушения призмы приведена на рисунке а) и б).
Призменная прочность бетона при сжатии в значительной степени зависит от отношения высоты призмы h к стороне основания а; при уменьшении h/a, значение расчетного сопротивления возрастает; при увеличении h/a, значение расчетного сопротивления уменьшается.
Расчетные сопротивления бетона используют для расчета элементов по прочности (первая группа предельных состояний), определяются делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты, а также умножением на коэффициент условий работы бетона, учитывающие особенности свойств бетона, длительность действия нагрузки и многократность её повторения, условия и стадию работы конструкции, способ изготовления конструкции, размеры сечения и т.д.
Расчетные сопротивления бетона вычисляют по формуле:
при осевом сжатии
а с учетом коэффициента условий работы:
Расчетные сопротивления бетонов, МПа
Вид сопротивления | Класс бетона по прочности на сжатие, МПа | |||||||
В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | |
Осевое сжатие, Rb | 8,5 | 11,5 | 14,5 | 17 | 19,5 | 22 | 25 | 27,5 |
Осевое растяжен.,Rbt | 0,75 | 0,9 | 1,05 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,45 | 1,55 |
Деформативность бетона. Бетону свойственны объемные деформации (усадка и набухание) и силовые деформации. По данным опытов деформации бетона при набухании в 2-5 раз меньше, чем при усадке. При действии сжимающих сил в бетоне возникают силовые продольные и поперечные деформации. Общая деформация бетона образуется из упругих и неупругих пластических деформаций.
При длительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени нарастают, такое свойство бетона называют ползучестью бетона. Ползучесть зависит от возраста бетона, условий эксплуатации, скорости загружения, вида и прочности бетона и других факторов. Бетоны более прочные, плотные обладают меньшей ползучестью. Бетоны на пористых заполнителях характеризуются большей ползучестью, чем тяжелые. Наиболее активно ползучесть проявляется впервые 3-4 месяца после загружения элемента.
В зависимости от характера приложения и длительности силовые деформации делятся:
1. деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой.
2. деформации при длительном действии нагрузок.
3. деформации при воздействии многократно повторяющейся нагрузки.
При однократном загружении проявляются упругие и неупругие деформации.
При длительном действии нагрузки проявляется такое свойство, как ползучесть.
При действии многократно повторяющейся нагрузке устанавливается пропорциональность между напряжением и деформациями.
При загружении кривая диаграммы имеет выпуклость при загружении в сторону напряжений, а при разгружении в сторону деформаций. Диаграмма показывает, как с каждым последующим циклом неупругие деформации накапливаются, кривая выпрямляется, показывая усталость бетона.
Линии загрузки и разгрузки образуют петлю Гистерезиса площадь, которой показывает энергию, затраченную на преодоление внутренних сил трения.
Упругие свойства при сжатии оцениваются начальным модулем упругости бетона Eb, определяемого по результатам испытания бетонных призм.
Модуль полных деформаций величина переменная.
Арматура. Арматуру в ж/б конструкциях применяют в качестве рабочей, определяемой по расчету, и монтажной, назначаемой без расчета по конструктивным соображениям. Рабочая арматура воспринимает растягивающие усилия в изгибаемых и растянутых элементах и усиливает сечения сжатых элементов. Монтажная арматура служит для установки в проектное положение и связи рабочей арматуры.
Арматура может объединяться в арматурные изделия каркасы: плоские и пространственные, а также сетки.
Стальная арматура в зависимости от технологии изготовления разделяется на горячекатаную стержневую и холоднокатаную проволочную. Арматура, подвергшаяся после прокатки (в целях упрочнения) термической обработке, называется термически упрочненной, а подвергающаяся вытяжке в холодном состоянии – упрочненной вытяжкой. Арматура, которая при изготовлении конструкций предварительно натягивается до заданного напряжения, называется напрягаемой арматурой.
Арматура выпускается с гладкой поверхностью и с периодическим профилем (с нанесенным рисунком). Стержневая арматура периодического профиля, имеет лучшее сцепление с бетоном, поэтому является основным видом рабочей арматуры.
Арматурная сталь подразделяется на классы в зависимости от профиля и основных её механических свойств.
На рисунках показаны различные профили, наносимые на поверхность стержневой арматуры, по которым возможно различить классы арматуры.
- Стержневая арматура: горячекатаная круглая, гладкая – класса А240 (используется в качестве монтажной); горячекатаная периодического профиля – классов А300, А400, термически упрочненная - А600 (используется в качестве рабочей арматуры); термически упрочненная стержневая периодического профиля – классов А800 и А1000 (используется в качестве предварительно напряженной арматуры).
- Проволочная арматура: проволока обыкновенная с периодическим профилем В500 (используется в качестве монтажной, рабочей и предварительно напряженной арматуры).
- Пряди, содержат некоторое количество проволок, используются для создания канатов.
- Канаты, являются предварительно напряженными элементами, состоят из двух и более прядей скрученных между собой.
- Материалы для металлических конструкций
Для строительных конструкций применяют, стали обладающие достаточной прочностью и пластичностью, хорошей свариваемостью, прочностью при динамических нагрузках, стойкостью при низких отрицательных температурах.
Сталью называют сплав железа Fe с углеродом до 0,22% и некоторым количеством примесей.
Стали делят на легированные и углеродистые. По содержанию углерода стали бывают высокоуглеродистые, малоуглеродистые, низкоуглеродистые; по содержанию легирующих компонентов бывают: высоколегированные, среднелегированные, низколегированные. Легирующие компоненты добавляют в том случае, если необходимо проконтролировать некоторые свойства сплавов. При этом нельзя забывать о том, что некоторые добавки при улучшении одного свойства ухудшают другое. В качестве легирующих добавок можно использовать следующие элементы: марганец – Г, кремний – С, фосфор – П, ванадий – Ф, азот – А и т.д.
Малоуглеродистые стали применяются в строительстве наиболее широко, они пластичны, хорошо свариваются. Маркировка малоуглеродистых сталей ВСт3сп5-1, включает в себя следующие обозначения: В – гарантия поставки стали по механическим свойствам и химическому составу; Ст3 - марка стали; буквенный индекс после марки – способ раскисления стали (сп - спокойная, пс - полуспокойная, кп - кипящая); цифра после способа раскисления требования к ударной вязкости, в данном случае 5; цифра в конце указывает категорию нормируемых показателей (по ГОСТ 380-71* установлено пять категорий показателей). Спокойная и полуспокойная сталь более качественные, чем кипящая, но дороже последней. Если расплавленная сталь разливается не полностью раскисленной, то она бурно кипит, выделяя большое количество газов. Часть газов не успевает удалиться из затвердевающего металла и образует газовые пузыри. Такая сталь называется кипящей.
По прочности стали разделяют на три группы:
- Обычной прочности (малоуглеродистые, содержащие углерод до 0,22%) с пределом текучести до σу=270МПа и временным сопротивлением разрыву до σи=390МПа;
- Повышенной прочности (низколегированные) с σу=305…390МПа и σи=440…540МПа;
- Высокой прочности (низколегированные и термически упрочненные) с σу=410…600МПа и σи=570…700МПа.
Механические свойства стали. При определении механических свойств образцы стали испытывают на растяжение и изгиб, а также на ударную вязкость.
Прочность – способность материала сопротивляться внешним силовым воздействиям.
Упругость – свойство материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия внешней нагрузки.
Хрупкость – способность материала разрушаться под действием небольших деформаций. Показателем хрупкости является – ударная вязкость. Это работа, затраченная для разрушения образца.
Наклеп – накопление пластических деформаций с течением времени.
Старение – изменение свойств с течением времени.
Выносливость – способность сопротивляться разрушению от усталости.
Усталость – разрушение при действии переменных напряжений в результате постепенного развития трещины.
На диаграмме растяжения стали, показана работа стального образца на растяжение.
На рисунке представлена, диаграмма растяжения высокопрочной стали, на которой отсутствует площадка текучести, здесь она показана условно.
Нормативные и расчетные сопротивления стали определяются по СНиП II-23-81 Стальные конструкции (таблица 51), обозначения сопротивлений следующие: Rnu – нормативное сопротивление стали по временному сопротивлению, МПа; Rny - нормативное сопротивление стали по пределу текучести, МПа; Ry - расчетное сопротивление стали по пределу текучести, МПа; Ru - расчетное сопротивление стали по временному сопротивлению, МПа.
Сортамент прокатной стали. Сортаментом называют каталог профилей, поставляемых металлургическими заводами. В сортаменте более сотни профилеразмеров. Согласно СНиП II-23-81* все стали, применяемые для строительных конструкций, разделяют по виду проката (лист, фасон, труба) и толщине проката.
Сортамент содержит: двутавры, швеллеры, профили уголковые, широкополосная универсальная сталь, сталь круглого и квадратного сечения, рифленую листовую сталь, трубы, рельсы и т.д.
Профиль можно получить путем проката стали, штампованием листов, составлением профилей, гнутьём.
Нормативные и расчетные сопротивления стали
Сталь | Вид проката | Толщина, мм | Нормативное сопротивл.,МПа | Расчетное сопротивл.,МПа | Марка аналог | ||
Ryn | Run | Ry | Ru | ||||
C235 | Лист, Фасон Лист, Фасон Лист | До 20 21-40 41-100 | 235 225 215 | 350 360 360 | 230 220 210 | 350 350 350 | ВСт3кп2 |
C245 | Лист, Фасон Лист | 2-20 21-30 | 245 235 | 370 370 | 240 230 | 360 360 | ВСт3пс6 |
C255 | Лист, Фасон Лист, Фасон | 4-10 4-10 11-20 21-40 | 245 255 245 235 | 380 380 370 370 | 240 250 240 230 | 370 370 360 360 | ВСт3сп5 ВСт3Гпс5 |
C275 | Лист, Фасон Лист, Фасон | 2-10 11-20 11-20 | 275 265 275 | 380 370 380 | 270 260 270 | 370 360 370 | ВСт3пс6-2 |
C285 | Лист, Фасон Лист, Фасон | 4-10 11-20 4-10 11-20 | 275 265 285 275 | 390 380 400 390 | 270 260 280 270 | 380 370 390 380 | ВСт3сп5-2, ВСт3Гпс5-5 |
C345(т) | Лист, Фасон | 2-10 11-20 21-40 | 345 325 305 | 490 470 460 | 335 315 300 | 480 460 450 | 09Г2С, 14Г2, 12Г2С, ВСтГпс |
С375 | Лист, Фасон | 2-10 11-20 21-40 | 375 355 335 | 510 490 480 | 365 345 325 | 500 480 470 | 10Г2С1, 15ХНД, 10ХСНД |
С390 | Лист | 4-50 | 390 | 540 | 380 | 525 | 14Г2АФ, 10Г2С1т.о., 10ХСНД |
С440 | Лист | 4-30 31-50 | 440 410 | 590 570 | 430 400 | 575 555 | 16Г2АФ |
С590 | Лист | 10-36 | 540 | 635 | 515 | 620 | 12Г2СМФ |
Алюминиевые сплавы. Алюминий в чистом виде для изготовления конструкций не применяют ввиду его низкой прочности и большой пластичности. Плотность алюминия 2,64 - 2,8 т/м3, модуль упругости Е=71000МПа, почти в три раза меньше, чем у стали. Алюминий упрочняют легированием (сплавлением с другими металлами), нагартовкой (вытяжкой), термической обработкой и естественным или искусственным старением. В зависимости от состояния алюминия различают сплавы: отожженный, мягкий (М); полунагартовый (П), нагартованный (Н), закаленный и естественно состаренный при комнатной температуре в течений 2-6 суток (Т), закаленный и искусственно состаренный при повышенной температуре в течение нескольких часов (Т1).
В строительстве применяют следующие сплавы: марок АМг (алюминий-магний), хорошо свариваемые и весьма коррозиеустойчивые; АМц (алюминий-марганец); дюралюмины Д, составленные из алюминия, меди, магния, и марганца; авиалы АВ, включающие алюминий, кремний и магний, и сплав АД этой же группы; высокопрочные сплавы В, состоящие из алюминия, цинка, меди и марганца.
Согласно СНиП 2.03.06-85 основным материалом для алюминиевых конструкций является деформируемый алюминий.
Алюминиевые сплавы, как и чистый алюминий, не имеют площадки текучести. Предел текучести сплавов устанавливают по условному пределу текучести, соответствующему относительному остаточному удлинению ε=0,2%.
Конструкции из алюминиевых сплавов благодаря малой массе, высокой коррозиестойкости, хладостойкости, антимагнитности, долговечности, хорошему внешнему виду и другим факторам находят применение во многих областях строительства (арки, фермы, своды, купола, стойки, мачты, башни и т.д.); в листовых конструкциях – резервуарах; в конструкциях, сочетающих ограждающие и несущие функции; в сборно-разборных конструкциях; для изготовления переплетов и отделки зданий и сооружений. Алюминиевые конструкции рекомендуются также для применения в труднодоступных, сейсмических и северных районах.
Профили из алюминиевых сплавов, получаемые прокаткой, прессованием или гнутьём, могут быть разнообразных конфигураций: уголки, швеллеры, тавры и двутавры, зеты, трубы, листы, ленты, плиты и т.д.
- Материалы для каменных и армокаменных конструкций
В строительстве применяют как природные, так и искусственные каменные материалы.
Маркой камня называют предел прочности при сжатии образца, установленной формы и размера. По прочности каменные материалы делят на группы по маркам: высокой прочности; средней прочности; малой прочности.
Благодаря своим положительным качествам каменная кладка применяется для стен, столбов, фундаментов, дымовых труб, мостовых опор, колодцев и т.д.
Кладка из природных и искусственных камней малых и больших размеров отличается большим разнообразием по виду материала, по конструктивному решению и способам возведения.
По конструктивному решению различают:
-кладку сплошную;
-кладку облегченную;
-с облицовкой керамической плиткой, кирпичом, камнями;
-кладку из крупных блоков;
-стены из виброкирпичных блоков или панелей.
При возведении стен для повышения экономической эффективности применяют облегченную кладку.
Чтобы обеспечить прочность стен, кладку из кирпича и мелких камней выполняют с перевязкой: при применении обычного кирпича вертикальные швы перевязывают укладкой тычковых рядов через один (цепная), три (трехрядная), пять (пятирядная) ложковый ряд.
При невыполнении требований по перевязке вертикальных швов кладка под действием нагрузки может расслоиться на отдельные столбики, которые теряют устойчивость и разрушаются.
В облегченных стенах связь наружных и внутренних слоев кладки осуществляется заделкой тычковых рядов в легкобетонный утеплитель, перевязкой тычковых рядов или закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток или скоб.
Каменная кладка состоит из камня и раствора, в армированной кладке в швы закладывают стальную арматуру. В облегченную кладку включают также утеплитель.
Каменные материалы подразделяют по ряду признаков, в соответствии, с чем классификация будет выглядеть:
-по происхождению – природные, добываемые в карьерах, и искусственные, изготовляемые на заводах и полигонах из различного сырья путем обжига или на основе вяжущих с твердением на воздухе или с термообработкой;
-по материалу – искусственные камни: глиняные, силикатные, бетонные, легкобетонные, ячеистые; природные: гранит, известняк, туф и т.д.
Каменные материалы должны быть прочными, долговечными и обладать теплозащитными свойствами. Прочность камней характеризуется их марками.
Искусственные камни. Кирпич. Кирпич бывает: глиняный обыкновенный (обожженный) пластического и полусухого прессования, силикатный, шлаковый, глиняный пустотелый пластического и полусухого прессования (дырчатый и пористо- дырчатый). Размер кирпича 250×120×65 (88 - модульный) мм.
Керамические пустотелые камни выпускают пустотами вертикальными или горизонтальными, объем пустот составляет 50-60%. Размеры камней составляют 250×120×138мм, ширина пустот до 12мм.
Обыкновенные бетонные камни изготовляют из тяжелого бетона, легкого бетона на пористых заполнителях и из ячеистого бетона. Основные размеры 390×190×188 и 390×90×188мм.
Природные камни добывают в карьерах из горных пород доломитов, песчаников, известняков, гранита, туфа вулканического и т.д. По способу добычи и точности их формы камни разделяют на пиленые и чистой тески, получистой тески, грубой тески, грубо околотые и камень-плитняк, рваные.
Крупные блоки бывают бетонными, силикатными, из кирпича и керамических камней, а также из природного камня. По назначению из подразделяют на фундаментные, для стен подвалов, цоколей, внутренних и наружных стен, сантехнические, карнизные и др.
Строительные растворы. Раствор обеспечивает связь отдельных камней между собой, образуя единый монолит. В горизонтальных швах раствор способствует равномерной передаче нагрузок между рядами кладки, что делает её более прочной.
В зависимости от вида вяжущего различают растворы: цементные, известковые, цементно-известковые, цементно-глиняные, глиняные. Растворы по плотности бывают: тяжелые и легкие.
Известковые и глиняные растворы обладают низкой прочностью, медленно твердеют, быстро разрушаются при повышенной влажности.
Прочность каменной кладки зависит от прочности камня и раствора.
Извлечение из таблицы 2 СНиП II-22-81
Каменные и армокаменные конструкции
Марка кирпича или камня | Расчетные сопротивления R, МПа, сжатию кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами шириной до 12мм при высоте ряда кладки 50-150мм на тяжелых растворах | |||||||
при марке раствора | при прочности раствора | |||||||
200 | 150 | 100 | 75 | 50 | 25 | 0,2 | нулевой | |
200 | 3,2 | 3,0 | 2,7 | 2.5 | 2,2 | 1,8 | 1,3 | 1,0 |
150 | 2,6 | 2,4 | 2,2 | 2,0 | 1,8 | 1,7 | 1,0 | 0,8 |
125 | - | 2,2 | 2,0 | 1,9 | 1,7 | 1,5 | 0,9 | 0,7 |
100 | - | 2,0 | 1,8 | 1,7 | 1,5 | 1,3 | 0,8 | 0,6 |
75 | - | - | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,1 | 0,6 | 0,5 |
50 | - | - | - | 1,1 | 1,0 | 0,9 | 0,5 | 0,35 |
Армированная кладка. Армирование кладки используют в том случае, если необходимо увеличить несущую способность кладки или обеспечить устойчивость в случае внецентренного сжатия (внецентренное сжатие возникает, когда нагрузка прилагается с отклонением от центральной оси элемента).
Армирование может быть поперечным, продольным, обоймами.
Поперечное армирование используют для повышения несущей способности кладки. Для этого используют плоские или зигзагообразные сетки. Плоские сетки выполняют из проволоки класса В500 чаще диаметром 4мм. Зигзагообразные сетки выполняют из стержневой арматуры класса А240 диаметром 6мм (один зигзаг укладывают над другим, через 3-4 ряда перпендикулярно друг другу). Сетки укладывают через 3-5 рядов.
Продольное армирование используют при внецентренном сжатии, для этого при возведении кладки по всей высоте устанавливают стержни, обеспечивающие прочность после загружения.
Обоймы используют во время реконструкции зданий или необходимости значительно увеличить несущую способность кладки. В качестве обоймы используют стальные профили или полосовую сталь, чем «стягивают» конструктивный элемент или здание.
Для армирования каменных конструкций используют сталь горячекатаную круглую гладкую класса А240, проволоку арматурную холоднотянутую В500.
Для закладных металлических деталей, соединительных элементов и стальных обойм применяют прокатную полосовую сталь, фасонные профили и листовую сталь.
- Материалы для деревянных конструкций
Древесина в строительстве используется в виде пиленых материалов, которые различают:
а) По размерам поперечного сечения – доски, если ширина более двойной толщины; бруски, если ширина не более двойной толщины; брусья, если толщина и ширина более100мм.
б) По характеру обработки: обрезные, необрезные.
Микроскопическое строение древесины для всех пород характеризуется формой клетки, окруженной оболочкой. С ростом клетки оболочка пропитывается лигнином, процесс пропитки носит название «одревеснение», при этом оболочка приобретает прочность, твердость, жесткость.
Поскольку древесина материал природный, его стоимость достаточно велика, с учетом ограниченности материала – дерева.
Прочность древесины, той или иной породы, зависит от множества факторов.
Влажность в древесине может быть трех видов: свободная, связанная, химическая. В свежесрубленной древесине, влажность достигает 80%. Влажную древесину практически невозможно обработать, кроме обработки, при попадании в более сухое место древесина проявляет такое свойство, как гигроскопичность, она отдаёт часть своей влаги, тем самым, уравновешивая влажность. В процессе высыхания древесина способна изменить свою прежнюю форму, она коробится, что исключает её использование в момент высыхания. Для получения качественного элемента способного воспринимать нагрузку, не изменяя формы, деревянный элемент необходимо выдержать в помещении, где его будут эксплуатировать.
С влажностью связаны такие свойства, как усушка и набухание, при этом проявляется изменение линейных размеров деревянных элементов, неравномерность изменения размеров связано с расположением волокон.
Анизотропия характерна для древесины, поскольку она имеет волокнистое строение. Поэтому в ней неодинаковое сопротивление действию усилий. Наибольший предел прочности древесина достигает при действии усилия вдоль волокон, наименьший – поперек. При действии силы под углом к волокнам сопротивление древесины имеет промежуточное значение.
Для получения расчетного сопротивления древесины испытанию подвергают образец прямоугольной формы, который не имеет пороков, его называют «чистым».
По наличию пороков различают сорта древесины, их три. Чем выше сорт, тем меньше пороков содержится в такой древесине. Влияние пороков в изгибаемых и сжатых элементах сказывается в меньшей степени, чем в растянутых.
При обозначении расчетного сопротивления древесины, обязательно показывают, как располагаются волокна: при работе вдоль волокон угол между волокнами и усилием составляет 0˚ тогда, как при нагружении элемента поперек волокон угол составит 90˚ (Rс – расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон, МПа; Rс,90 - расчетное сопротивление древесины сжатию поперек волокон, МПа).
При определении расчетного сопротивления древесины используют СНиП II-25-80 Деревянные конструкции, определение производят по виду работы, породе древесины, условиям работы.
По таблице 3 определяем расчетное сопротивление сосны, ели R, затем по таблице 4, если это необходимо, определяем переводной коэффициент для конкретной породы древесины mп, с учетом работы и расположения волокон. По таблице 1 определяем группу температурно-влажностных условий работы древесины, по таблице 5, определяем коэффициент учитывающий эти условия mв:
Предварительный просмотр:
Присяжная Л. Н.
Пояснительная записка
Данные указания предназначены для студентов 4 курсов очного и 6 курсов заочного отделений по специальности 270103 "Строительство и эксплуатация зданий и сооружений". Методические указания созданы для облегчения выполнения раздела расчетно-конструктивной части во время дипломного проектирования.
Дипломное проектирование является заключительным этапом обучения, призванным обобщить и расширить знания учащихся, научить их самостоятельно и комплексно решать технологические и организационно-экономические вопросы по специальности.
В ходе дипломного проектирования наиболее полно проявляется умение учащихся творчески самостоятельно принимать решения, проверяется их готовность к практической работе техника-строителя.
При проектировании особое внимание уделяется выполнению стандартов, при проектировании строительных конструкций находят применения около 300 наименований стандартов.
Цель данных методических указаний – помочь учащимся правильно применить действующие стандарты, а так же овладеть методикой выполнения, оформления и конструирования конструкций.
Конкретное рассмотрение расчета отдельных конструктивных элементов произведено в методической разработке «Расчет конструктивных элементов гражданских зданий».
Указания содержат пояснения о содержании и выполнении пояснительной записки и графической части расчетно-конструктивной части дипломного проекта.
1. Правила оформления пояснительной записки
При выполнении расчетно-конструктивной части обратите внимание на задание Вашего руководителя. Задание рассматриваемой части содержит расчет и графическое оформление, обычно, двух конструктивных элементов входящих в конструкцию разрабатываемого здания (сооружения). Выбор конструктивных элементов остается за руководителем проекта.
В качестве задания могут выступать: плиты покрытия и перекрытия, брусковая перемычка, лестничные марши (Z – образный, плитной конструкции), площадочная плита (обычно выдается в качестве задания с лестничным маршем плитной конструкции), подушка ленточного фундамента.
После получения задания и выполнения общей и архитектурно - строительной частей приступайте к расчету конструктивных элементов (расчетно–конструктивная часть является третьей в дипломном проекте). Не рекомендуется начинать расчет, если выше перечисленные части еще не закончены или выполнены в черновом варианте, объяснением служит возможные изменения в архитектуре здания, что может послужить изменением в расчете элементов.
Расчет начинают с определения расположения элемента в здании (сооружении). Определяют размер опирания элемента, нагрузки передаваемые на него. Начинают с составления характеристики конструктивного элемента, в которой содержатся основные характеристики необходимы для расчета. Затем производят сбор нагрузок: для плит это состав пола или состав покрытия, для перемычки каменный столб и для несущей, вес плиты, для подушки фундамента каменный столб стены и вся нагрузка на эту стену, и т. д. Затем производят статический расчет, определяют изгибающий момент, поперечную силу при необходимости продольную силу. Определяют геометрические параметры рассчитываемого сечения, составляют расчетную схеме и схему расчетного сечения с расстановкой необходимых параметров: длины, ширины, высоты, место размещения рабочей арматуры. При расчете элементов со сложным сечением приводят сложное сечение к эквивалентному сечению - тавровому, расчет приведения описывают. Затем рассчитывают прочность, определяя количество и диаметр необходимой арматуры. Для изгибаемых элементов рассчитывают возможное образование наклонных трещин. Для предварительно напряженных элементов производят расчет по определению предварительного напряжения передаваемого стержню и определению усилия обжатия воспринимаемые бетоном. Затем конструируем арматурные изделия, составляем необходимые спецификации, и ведомость расхода стали.
Пояснительная записка содержится не более чем на 15 листах.
2. Правила оформления графической части
Графическая часть содержит два вида чертежей: сборочный и арматурный. Первоначально выполняют арматурный чертеж, на котором показывают все арматурные изделия и закладные детали, расположенные в конструктивном элементе, даже те которые не были учтены в расчетах. Здесь же, если позволяет площадь, располагаем «Спецификацию арматурных изделий». В ней расписываем всю арматуру, содержащуюся в изделиях и закладных деталях, кг. Затем выполняем сборочный чертеж, на котором показываем конструктивный элемент, и разрезы. На плане и разрезах показываем расположение арматурных изделий и закладных деталей, здесь же располагаем "Спецификацию сборочных единиц" и "Ведомость расхода стали на элемент, кг". В случае если ведомость расхода стали не возможно разместить на первом и (или) втором листах, возможно, её размещение в пояснительной записке на последнем листе расчетно – конструктивной части или выделить в приложение к этой части.
При компоновке листа старайтесь заполнить лист на 70-90%, масштабы выбирайте самостоятельно 1:10, 1:20, 1:30 и т. д. лист формата А1 делится на 4 части формата А3 затем выполняются рамки и штампы, штампы располагают (с лева на право) по 3 листам штамп 145×15мм, а в левом нижнем углу штамп формы 2.
В некоторых случаях по заданию графическая часть выполняется только для одного элемента, тогда графическая часть будет содержаться на листе А2, дополнить лист можно технико-экономическими показателями.
Приложения
Извлечение из таблицы 3 СНиП II-25-80
Деревянные конструкции
Напряженное состояние и характеристики элементов | Обозначение | Расчетные сопротивления, для сортов древесины, МПа | ||
1 | 2 | 3 | ||
1.Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон: а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах «б», «в») высотой до 50см б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11-13см в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13см при высоте сечения свыше 13-50см г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении | Rи, Rс, Rсм Rи Rс Rсм Rи Rс Rсм Rи, Rс, Rсм | 14 15 16 - | 13 14 15 16 | 8,5 10 11 10 |
Извлечение из таблицы 4 СНиП II-25-80
Деревянные конструкции
Древесные породы | Коэффициент mп для расчетных сопротивлений | ||
Растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон, Rр, Rи,Rс, Rсм | Сжатию и смятию поперек волокон, Rс90 , Rсм90 | Скалыванию, Rск | |
Хвойные 1.Лиственница, кроме европейской и японской 2.Кедр сибирский, кроме Красноярского края 3.Кедр Красноярского края, сосна веймутова 4.Пихта | 1,2 0,9 0,65 0,8 | 1,2 0,9 0,65 0,8 | 1 0,9 0,65 0,8 |
Твердые лиственные породы 5.Дуб 6.Ясень, клен, граб 7.Акация 8.Береза, бук 9.Вяз, ильм | 1,3 1,3 1.5 1,1 1 | 2 2 2,2 1,6 1,6 | 1,3 1,6 1,8 1.3 - |
Мягкие лиственные породы 10.Ольха, липа, осина, тополь | 0,8 | 1 | 0,8 |
Извлечение из таблицы 15 СНиП II-22-81
Каменные и армокаменные конструкции
Кладка | Упругая характеристика α | ||||
Марка раствора | Прочность раствора | ||||
25-200 | 10 | 4 | 0,2 | 0 | |
Из керамических камней | 1200 | 1000 | 750 | 500 | 350 |
Из кирпича глиняного пластического прессования полнотелого и пустотелого, из пустотелых силикатных камней, изготовленных из бетона на пористых заполнителях и поризованного, из легких природных камней | 1000 | 750 | 500 | 350 | 200 |
Из кирпича силикатного полнотелого и пустотелого | 750 | 500 | 350 | 350 | 200 |
Из кирпича глиняного полусухого прессования полнотелого и пустотелого | 500 | 500 | 350 | 350 | 200 |
Извлечение из таблицы 2 СНиП II-22-81
Каменные и армокаменные конструкции
Марка кирпича или камня | Расчетные сопротивления R, МПа, сжатию кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами шириной до 12мм при высоте ряда кладки 50-150мм на тяжелых растворах | |||||||
при марке раствора | при прочности раствора | |||||||
200 | 150 | 100 | 75 | 50 | 25 | 0,2 | нулевой | |
200 | 3,2 | 3,0 | 2,7 | 2.5 | 2,2 | 1,8 | 1,3 | 1,0 |
150 | 2,6 | 2,4 | 2,2 | 2,0 | 1,8 | 1,7 | 1,0 | 0,8 |
125 | - | 2,2 | 2,0 | 1,9 | 1,7 | 1,5 | 0,9 | 0,7 |
100 | - | 2,0 | 1,8 | 1,7 | 1,5 | 1,3 | 0,8 | 0,6 |
75 | - | - | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,1 | 0,6 | 0,5 |
50 | - | - | - | 1,1 | 1,0 | 0,9 | 0,5 | 0,35 |
Извлечение из таблицы 18 СНиП II-22-81
Каменные и армокаменные конструкции
гибкость | Коэффициент φ при упругих характеристиках кладки α | |||||
λh | λi | 1500 | 1000 | 750 | 500 | 350 |
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 30 | 21 28 35 42 49 56 63 70 76 83 90 104 | 0,98 0,95 0,92 0,88 0,85 0,81 0,77 0,73 0,69 0,65 0,61 0,53 | 0,98 0,92 0,88 0,84 0,79 0,74 0,70 0,65 0,61 0,56 0,52 0,45 | 0,95 0,90 0,84 0,79 0,73 0,68 0,63 0,58 0,53 0,49 0,45 0,39 | 0,91 0,85 0,79 0,72 0,66 0,59 0,53 0,48 0,43 0,39 0,36 0,32 | 0,88 0,80 0,72 0,64 0,57 0,50 0,45 0.40 0.35 0,32 0,29 0,27 |
Расчетные сопротивления бетонов, МПа
Вид сопротивления | Класс бетона по прочности на сжатие, МПа | |||||||
В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | |
Осевое сжатие, Rb | 8,5 | 11,5 | 14,5 | 17 | 19,5 | 22 | 25 | 27,5 |
Осевое растяжение,Rbt | 0,75 | 0,9 | 1,05 | 1,15 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 |
Модуль упругости, Е, МПа 10-3 | 24,0 | 27,5 | 30,0 | 32,5 | 34,5 | 36,0 | 37,0 | 38,0 |
Нормативные и расчетные сопротивления арматуры, МПа
Класс арматуры | Диаметр, мм | Нормативные Rsn и расченые Rs,ser сопротивления растяжению для предельных состояний II группы | Расчетные сопротивления для предельных состояний I группы | ||
растяжению | сжатию Rsc | ||||
продольной и поперечной при расчете на действие М, Rs | поперечной при расчте наклонных сечений на действие Q, Rsw | ||||
A240 A300 А400 A500 A800 A1000 | стержневая | ||||
6…22 6…32 6…40 10…32 10…32 10…32 | 235 295 390 590 785 980 | 215 270 355 435 680 815 | 170 215 285 300 545 650 | 215 270 355 435 400 400 | |
проволочная | |||||
В500 | 3-12 | 500 | 415 | 300 | 415 |
Для определения значений коэффициентов η и α0
η | α0 | η | α0 | η | α0 | η | α0 |
0,995 0,99 0,985 0,98 0,975 0,97 0,965 0,96 0,955 0,95 0,945 0,94 0,935 0,93 0,925 0,92 0,915 0,91 | 0,01 0,02 0,03 0,039 0,048 0,058 0,067 0,077 0,085 0,095 0,104 0,113 0,121 0,13 0,139 0,147 0,155 0,164 | 0,905 0,9 0,895 0,89 0,885 0,88 0,875 0,87 0,865 0,86 0,855 0,85 0,845 0,84 0,835 0,83 0,825 0,82 | 0,172 0,18 0,188 0,196 0,203 0,211 0,219 0,226 0,236 0,241 0.248 0,255 0,262 0,269 0,275 0,282 0,289 0,295 | 0,815 0,81 0,805 0,8 0,795 0,79 0,785 0,78 0,775 0,77 0,765 0,76 0,755 0,75 0,745 0,74 0,735 0,73 | 0,301 0,309 0,314 0,32 0,326 0,332 0,337 0,343 0,349 0,354 0,359 0,365 0,37 0,375 0,38 0,385 0,39 0,394 | 0,725 0,72 0,715 0,71 0,705 0,7 0,695 0,69 0,685 0,68 0,675 0,67 0,665 0,66 0,655 0,65 | 0,399 0,403 0,498 0,412 0,416 0,42 0,424 0,428 0,432 0,435 0,439 0,442 0,446 0,449 0,452 0,455 |
Предельные значения коэффициентов ξ и α0
Класс арматуры, коэффициент | Класс прочности бетона | |||||||
В12.5 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | ||
B500 | ξR | 0,662 | 0,652 | 0,627 | 0,604 | 0,582 | 0,564 | 0,542 |
αR | 0,443 | 0,440 | 0,430 | 0,422 | 0,413 | 0,405 | 0,539 | |
A400 | ξR | - | 0,71 | 0,68 | 0,66 | 0,64 | 0,62 | 0,60 |
αR | - | 0,458 | 0,449 | 0,442 | 0,435 | 0,428 | 0,420 | |
A300 | ξR | 0,689 | 0,680 | 0,650 | 0,632 | 0,610 | 0,592 | 0,571 |
αR | 0,452 | 0,449 | 0,439 | 0,432 | 0,424 | 0,417 | 0,408 | |
A240 | ξR | 0,708 | 0,698 | 0,674 | 0,652 | 0,630 | 0,612 | 0,591 |
αR | 0,457 | 0,455 | 0,447 | 0,439 | 0,432 | 0,425 | 0,416 |
Нормативные значения удельного сцепления сII, кПа угла
внутреннего трения φII, град.,
песчаных грунтов четвертичных отложений грунтов
СНиП 2.02.01-83*Основания зданий и сооружений
Песчаные грунты | Обозначения характеристик | Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е | |||
0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | ||
Гравелистые и крупные | сII φII | 2 43 | 1 40 | - 38 | - - |
Средней крупности | сII φII | 3 40 | 2 38 | 1 35 | - - |
Пылеватые | сII φII | 8 36 | 6 34 | 4 30 | 2 26 |
Значения коэффициентов Mγ, Mq, Mc
СНиП2.02.01-83* Основания зданий и сооружений
Угол φII, град. | Коэффициенты | Угол φII, град. | Коэффициенты | ||||
Mγ | Mq | Mc | Mγ | Mq | Mc | ||
0 | 0 | 1,00 | 3,14 | 23 | 0,69 | 3,65 | 6,24 |
1 | 0,01 | 1,06 | 3,23 | 24 | 0,72 | 3,87 | 6,45 |
2 | 0,03 | 1,12 | 3,32 | 25 | 0,78 | 4,11 | 6,67 |
3 | 0,04 | 1,18 | 3,441 | 26 | 0,84 | 4,37 | 6,90 |
4 | 0,06 | 1,25 | 3,51 | 27 | 0,91 | 4,64 | 7,14 |
5 | 0,08 | 1,32 | 3,61 | 28 | 0,98 | 4,93 | 7,40 |
6 | 0,10 | 1,39 | 3,71 | 29 | 1,06 | 5,25 | 7,67 |
7 | 0, 12 | 1,47 | 3,82 | 30 | 1,15 | 5,59 | 7,95 |
8 | 0,14 | 1,55 | 3,93 | 31 | 1,24 | 5,95 | 8,24 |
9 | 0,16 | 1,64 | 4,05 | 32 | 1,34 | 6,34 | 8,55 |
10 | 0,18 | 1,73 | 4,17 | 33 | 1,44 | 6,76 | 8,88 |
11 | 0,21 | 1,83 | 4,29 | 34 | 1,55 | 7,22 | 9,22 |
12 | 0,23 | 1,94 | 4,42 | 35 | 1,68 | 7,71 | 9,58 |
13 | 0,26 | 2,05 | 4,55 | 36 | 1,81 | 8,24 | 9,97 |
14 | 0,29 | 2,17 | 4,69 | 37 | 1,95 | 8,81 | 10,37 |
15 | 0,32 | 2,30 | 4,84 | 38 | 2,11 | 9,44 | 10,80 |
16 | 0,36 | 2,43 | 4,99 | 39 | 2,28 | 10,11 | 11,25 |
17 | 0,39 | 2,57 | 5,15 | 40 | 2,46 | 10,85 | 11,73 |
18 | 0,43 | 2,73 | 5,31 | 41 | 2,66 | 11,64 | 12,24 |
19 | 0,47 | 2,89 | 5,48 | 42 | 2,88 | 12,51 | 12,79 |
20 | 0,51 | 3,06 | 5,66 | 43 | 3,12 | 13,46 | 13,37 |
21 | 0,56 | 3,24 | 5,84 | 44 | 3,38 | 14,50 | 13,98 |
22 | 0,61 | 3,44 | 6,04 | 45 | 3,66 | 15,64 | 14,64 |
Нормативные значения удельного сцепления сII, кПа угла
внутреннего трения φII, град., пылевато-глинистых грунтов
СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений
Наименования грунтов и пределы нормативных значений | Обозначен. характерис. | Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е | |||||||
0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 | 0,95 | 1,05 | |||
Супеси | сII φII | 21 30 | 17 29 | 15 27 | 13 24 | - - | - - | - - | |
сII φII | 19 28 | 15 26 | 13 24 | 11 21 | 9 18 | - - | - - | ||
Суглинки | сII φII | 47 26 | 37 25 | 31 24 | 25 23 | 22 22 | 19 20 | - - | |
сII φII | 39 24 | 34 23 | 28 22 | 23 21 | 18 19 | 15 17 | - - | ||
сII φII | - - | - - | 25 19 | 20 18 | 16 16 | 14 14 | 12 12 | ||
Глины | сII φII | - - | 81 21 | 68 20 | 54 19 | 47 18 | 41 16 | 36 14 | |
сII φII | - - | - - | 57 18 | 50 17 | 43 16 | 37 14 | 32 11 | ||
сII φII | - - | - - | 45 15 | 41 14 | 36 12 | 33 10 | 29 7 |
Значения коэффициентов γс1 и γс2
СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений
Грунты | Коэф. γс1 | Коэффициент γс2 для сооружений с жесткой конструктивной схемой при L/H, равном | |
4 и более | 1,5 и менее | ||
Крупнообломочные с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых Пески мелкие Пески пылеватые: маловлажные и влажные насыщенные водой Пылевато-глинистые, а так же крупнообломочные с глинистым заполнителем с показателями текучести: IL То же при 0,25 То же при IL | 1,4 1,3 1,25 1,1 1,25 1,2 1,1 | 1,2 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 | 1,4 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1 1,0 |
Нормативная нагрузка на перекрытия
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия
Здания и помещения | рн, кПа | γf |
1. Квартиры жилых зданий, спальные помещений, комнаты детских садов, комнаты домов отдыха, общежитий и гостиниц, палаты больниц 2. Служебные помещения, классные комнаты, бытовые помещения 3. Кабинеты и лаборатории учреждений здравоохранения, просвещения, науки, кухни общественных зданий 4. Залы: - читальные - обеденные (кафе, ресторанах, столовых) - собраний и совещаний, ожидания, зрительные, спортивные - торговые, выставочные, экспозиционные 5. Книгохранилища, архивы 6. Чердачные помещения 7. Балконы, лоджии | 1,5 2,0 2,0 2,0 3,0 4,0 4,0 5,0 0,7 4,0 | 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,3 1,2 |
Коэффициенты надежности
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия
Наименование | Коэффиц. надежности, γf |
Металлические конструкции | 1,05 |
Бетонные, железобетонные, каменные и армокаменные | 1,1 |
Материалы в рулонах, засыпках, затяжках и т. д. произведенные: - в заводских условиях | 1,2 |
- на строительной площадке | 1,3 |
Грунт в природном залегании | 1,1 |
Объемные массы и вес материалов
Материалы | ρ, кН/м3 | Вес кН/м2 |
Асфальт в полах и стяжках Асфальтобетон Бетон на кирпичном щебне Бетон тяжелый Бетон ячеистый Битум Вата минеральная Войлок строительный Гипсоцементная подготовка Гравий на битумной мастике Древесина сосны Древесина дуба Диатомит Камень бутовый из известняка мягкого Камень бутовый из известняка твердого Камни сплошные бетонные легкие Камни сплошные бетонные тяжелые Камни гипсобетонные Камни керамические пустотелые Керамзит насыпной Керамзитобетон марки 35 марки 50 марки 75 Керамическая плитка Кладка из кирпича пустотелого Кладка из кирпича сплошного керамического Кладка из кирпича сплошного силикатного Кирпич глиняный Кровля из асбестоцементных листов Кровля из листовой стали Кровля рулонная, 3 слоя Кровля черепичная Лаги деревянные 50×50мм, через 500мм Линолеум Линолеум резиновый Паркет на мастике Пароизоляция обмазочная Песок сухой Перлит Пергамин Плитка поливинилхлоридная Плиты древесностружечные Плиты древесноволокнистые Плиты минераловатные жесткие Плиты минераловатные полужесткие Плиты ячеистобетонные, керамзитобетонные, перлитовые Плиты стекловатные Плиты цементо - фибролитовые Плиты пробковые Плиты изоляционно-отделочные Плиты многопустотные толщиной 220мм Плиты железобетонные ребристые 12×1,5м Плиты железобетонные ребристые 12×3м Материалы | 21 20 20 25 3…10 10,5 0,75…1,5 1…1,5 10 20 5,5 8 4…7 17…20 20…25 12…19 21…24 10…15 11…14 5…9 7 8 9 20 13…14 18 19 14…16 2,2 11 12 8 16 0,75…2,5 6 18 2,3 2 2…4 1…2 3…5 0,5…1,5 3…5 1,5…3,5 2,5…3,5 ρ, кН/м3 | 0,08 0,12 0,5 0,001 0,02 3 3,1 1,8 Вес кН/м2 |
Плиты железобетонные ребристые 6×1,5м Плиты железобетонные ребристые 6×3м Раствор цементно–песчаный Раствор известково–цементный Рубероид Слой мозаичный Свежесрубленная древесина Сухая штукатурка Стекло оконное Толь Фанера клееная Шлак доменный Шлак топливный Шлакобетон марки 35 марки 50 марки 75 | 20 16 6 23 8,5…10 16 25 6 6 5…9 7…9 10 12 14 | 2 1,7 |
Снеговая нагрузка
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия
Снеговые районы России | I | II | III | IV | V | VI |
рн, кПа | 0,5 | 0,7 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 |
Оформление спецификаций и ведомости расхода стали |
Оформление графической части проекта, размещение чертежей на листе |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Балки таврового сечения часто используются для возведения зданий. К таким можно отнести ригели, или многопустотные плиты имеют сложное сечение, которое приводят к расчетному тавровому, или ребристые плиты относятся к тавровым сечениям.
Тавровые сечения состоят из полки и ребра, а так же свесов.
При расчете тавровых сечений возникает вопрос, каким образом можно рассчитать сложное сечение не имеющее прямоугольной формы? 1. Нейтральная ось может располагаться в полке 2. Нейтральная ось может располагаться в ребре При расчете тавровых сечений различают положение нейтральной оси, а соответственно случаи расчета:
Усилия возникающие при расчете тавровых сечений, зависят от расчетного случая.
Расчетный случай тавровых элементов определяется из предположения, что нейтральная ось проходит по низу полки на границе между первым и вторым случаем. Тогда изгибающий момент, воспринимаемый элементом при полностью сжатой полке (момент полки), равен:
Сравнивая действующий на элемент изгибающий момент с моментом воспринимаемым полкой, определяем расчетный случай: Если M f ≥ M , то это 1 случай расчета Если M f < M , то это 2 случай расчета
Алгоритм расчета будет выглядеть При сравнении моментов
Теперь можно конструировать сечение.
Теперь можно конструировать сечение. Расчет первого и второго случаев значительно отличается один от другого. Расчет второго случая более трудоемкий, расчет первого случая менее сложный, здесь сохраняется расчет прямоугольного сечения только с шириной полки.
Составить конспект о приведении сложных сечений многопустотных и ребристых плит к эквивалентному тавровому. домашнее задание
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Конструктивной схемой балки называют схему, которая отображает материал, форму и размеры сечения.
Расчетная схема балки
l ( )
Расчетная схема любой конструкции – это изображение конструктивной схемы в которой не отражены материал и некоторые свойства, но отражены основные размеры влияющие на расчеты и принцип работы конструкции.
Конструктивная схема
Расчетная схема
Модуль упругости “ Модуль упругости любого вещества есть столб этого вещества, способный производить давление на свое основание, которое так относится к весу, вызывающему определенную степень сжатия, как длина вещества к уменьшению этой длины” Томас Юнг, 1807 г.
Модуль Юнга (модуль нормальной упругости) - величина, равная отношению нормального напряжения к вызванной им относительной упругой деформации (коэффициент сопротивления материала упругой деформации) при осевом растяжении – сжатии материала.
Деформацию считают упругой там, где выполняется закон Гука (1675 г.), т.е. в той области, где деформация линейно зависит от напряжения.
Линейные части кривых деформирования материалов. Тангенс угла наклона - модуль упругости (модуль Юнга), обычно обозначается Е.
=E
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Размещение лестниц в здании
Размещение лестниц в плане
Возможность использования перекрестных лестниц, в зданиях с большим скоплением народа они представлены на одном лестничном марше и состоят из двух перекрещенных двумаршевых лестницы.
Кроме описанных нормальных лестниц, в местах со стеснёнными габаритами и небольшим движением могут применяться: 1) приставные, круто поставленные лестницы (например, пожарные), перемещение по которым возможно только с помощью рук; 2) винтовые лестницы, образуемые из забежных ступеней, расположенных непрерывно по кругу вокруг центрального столба.
Что же понимают под удобной и безопасной лестницей? Прежде всего, ширина лестничного марша должна быть такой, чтобы по лестнице можно было передвигаться, не ощущая помех.
Типы и габариты внутриквартирных лестниц а - одномаршевые лестницы: 1 - прямая лестница с перилами шириной марша 110 - 10 = 100 см; 2 - прямая лестница, расположенная между двумя стенами; 3 - лестница с площадкой в начале марша с поворотом на 90°; 4 - лестница с площадкой в начале марша с поворотом на 180°.
Проектировать лестницы шириной свыше 3 м не следует. Независимо от количества людей ширина лестничных маршей для удобства пользования лестницей и удобства проноса вещей должна быть: 1) в главных и основных лестницах не менее 1,2—1,40 м; 2) во вспомогательных (второстепенных) лестницах не менее 1,10 м; 3) ширина чердачных и подвальных маршей и наружных лестниц должна быть не менее 0,75 м. Ширина площадок должна быть не менее ширины примыкающих к площадке 2 маршей. Иногда ширина площадок определяется требованием удобного поворота переносимых по лестнице предметов: мебели, музыкальных инструментов и т. п. Например, площадки лечебных зданий должны иметь ширину не менее 2,6 м для удобного поворота носилок.
Разновидности лестничных маршей Рассмотреть на примере
Лестницы из железобетона выполняют из бетона класса В20, В25, для армирования лестниц используют арматуру классов А400, В500. Для закладных деталей используют сталь ВСт . лестницы выполняют монолитными или сборными. При конструировании лестниц необходимо руководствоваться высотой этажа, размерами лестничной клетки. При высоте этажа 2,8м и 3м целесообразно использовать лестничные марши в сочетании с площадочными плитами. При высоте этажа 3м, 3,3м используют марши с полуплощадками.
Лестничная площадка (схема)
Рассмотрим лестницы с несущими конструкциями (площадочные балки, косоуры , тетивы) из стальных балок. Ступени таких лестниц, как правило, делают сборные железобетонные, реже из естественных камней твёрдых пород. Железобетонные ступени делают массивными сплошными и облегчёнными пустотелыми. Фризовым ступеням, укладываемым в начале и в конце маршей, придаются специальные профили. Лестничные площадки иногда выполняются из железобетона на месте, однако чаще их собирают из готовых небольших или укрупнённых плит. Стальные балки имеют небольшой вес, их удобно обрабатывать, собирать и соединять между собой. Для придания им огнестойкости и из эстетических соображений их часто обтягивают сеткой и оштукатуривают; оштукатуривание производится на месте и представляет довольно трудоёмкую операцию. Из стальных балок могут делаться лестницы: 1) с косоурами и 2) с тетивами. Тетивы располагают сбоку от ступеней, поэтому их необходимо делать из швеллеров, опирая ступени на их нижнюю полку. Высота швеллера должна быть такова, чтобы внутри профиля поместилась ступень.
Косоур ( a ) тетива ( b ) Лестница на косоурах : a ) косоур с «кобылками»; b ) Б-косоур цельный; 1. косоур из цельной заготовки; 2.трас площадки; 3.площадка; 4.балка, заделываемая в стену; 5.крепление косоура к полу; 6.«ко6ылка»
Лестница на больцах
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ДО ВСТРЕЧИ НА ЭКЗАМЕНЕ
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Присяжная Л юдмила Николаевна
Литература по дисциплине Сетков В.И., Сербин Е.П. Строительные конструкции. – М.: ИНФРА – М, 2005 – 448с.
Самым значительным его открытием стал закон всемирного тяготения. Кроме того он сформулировал еще три закона. Сформулируйте и объясните 3 закон Исаак Ньютон
Сформулируйте и объясните закон Гука Роберт Гук В настоящее время закон Гука в обобщённом виде служит основанием математической теории упругости.
Сформулируйте и объясните теорию Эйлера Леонард Эйлер По существу именно он создал несколько новых математических дисциплин — теорию чисел, вариационное исчисление, теорию комплексных функций, дифференциальную геометрию поверхностей, специальные функции.
« Действие равно противодействию по величине и противоположно ему по направлению».
« Сила упругости, возникающая в теле при его деформации, прямо пропорциональна величине этой деформации » «Каково растяжение, такова и сила"
« В два раза более длинный стержень воспринимает в четыре раза меньшую нагрузку »
Предельное состояние Это состояние по достижении которого конструкция перестает удовлетворять предъявляемым ей требованиям.
Группы предельных состояний
первая – по потере несущей способности или непригодности к эксплуатации. Говоря проще, состояния, относящиеся к этой группе, считаются предельными, если в конструкции наступило опасное напряженно-деформированное состояние; в худшем случае, если она по этим причинам разрушилась.
вторая – по непригодности к нормальной эксплуатации, осуществляемой в соответствии с технологическими или бытовыми требованиями.
Нормальной называется такая эксплуатация здания или его конструкции, которая осуществляется в соответствии с предусмотренными в нормах. Другими словами, возможны случаи, когда конструкция не потеряла несущей способности, т.е. удовлетворяет требованиям первой группы предельных состояний, но ее деформации (например, прогибы или трещины) таковы, что нарушает технологический процесс или нормальные условия нахождения людей в помещении.
Метод расчета по предельным состояниям состоит в недопущении превышения предельных состояний при эксплуатации в течение всего срока службы конструкции, а также в стадии их изготовления, транспортирования и монтажа или возведения при наименьших затратах труда, материалов, денежных средств.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Рис . 11 Стадии деформации грунта: р -внешняя нагрузка; S - деформация грунта.
Исследованиями установлено, что грунт под давлением внешней силы последовательно испытывает три стадии деформаций. Первая стадия (на графике кривая 0-1) характеризуется линейной зависимостью между нагрузкой и деформацией. Здесь происходит только уплотнение грунта за счет вертикального перемещения твердых частиц и, как следствие этого - уменьшение пористости. Такая деформация считается допустимой и приводит к осадке сооружения, учитываемой расчетом.
Вторая стадия (на графике кривая 1-2) характеризуется наличием площадок сдвига за счет горизонтального смещения частиц, вертикальные же перемещения на этой стадии имеют незначительную величину. Линейная деформация здесь исчезает. Увеличение деформации нарастает быстрее нагрузки. Третья стадия (на графике линия 2-3) соответствует выпиранию грунта, причем деформация наступает внезапно и имеет катастрофические последствия .
, кПа Расчетное сопротивление грунта определяется по формуле:
Полные деформации
Практическое занятие №12 "Определение расчетного сопротивления грунта"
Фундаментом называют конструкцию, предназначенную для передачи давления от здания или сооружения на основание. Тема: ФУНДАМЕНТЫ НЕГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
Фундаменты делят по глубине заложения на два типа: 1) неглубокого заложения до 5м; 2) глубокого заложения более 5м; К фундаментам неглубокого заложения относятся: а) столбчатые фундаменты (стаканного типа под колонны, под фундаментные балки из блоков); б) ленточные фундаменты (под рядами колонн, а также под несущими стенами); в) сплошные (под всем сооружением) и так далее.
К фундаментам глубокого заложения относятся: а) свайные фундаменты; б) опускные колодцы (для создания фундамента значительных размеров); в)кессонные фундаменты (для создания фундамента в водонасыщенных грунтах); По характеру работы фундаменты делят на: 1)жесткие - воспринимающие напряжение сжатия; 2)гибкие – с сильно развитой подошвой, работающей на изгиб от отпора грунта;
Работа и расчет фундаментов стаканного типа
Рис.1. Примерная конструкция столбчатого фундамента
Для расчета рассматривают, что давление на грунт под подошвой столбчатого фундамента равномерно распределено. Условие равновесия записывается:
площадь основания фундамента: Если основание квадратное, то: Размеры фундамента уточняются и должны быть кратны 100мм.
h ( d 1 ) -глубина заложения фундамента, м N - расчетное усилие, передаваемое фундаменту, кН h 0 - полезная высота фундамента, м a 1 - верхняя сторона пирамиды продавливания, м h k - наибольшая сторона колонны, м R 0 - противодействие грунта под подошвой фундамента, МПа h f - высота фундамента, м h - высота верхней ступени фундамента, м H - высота нижней ступени фундамента, м
Проверяем пригодность подобранного фундамента, по формуле:
Полная рабочая высота фундамента определяется из 3-х условий: из условия продавливания из конструктивных соображений с учетом глубины заложения:
Определяем изгибающие моменты в первом направлении в сечении I – I : Изгибающий момент в сечении II – II :
где: p гр – давление на грунт, кН/м 2 ; а f – ширина фундаментного блока, м; b f – длина фундаментного блока, м; h к – ширина сечения колонны, м; а 1 – ширина верхней части фундаментного блока, м;
Площадь сечения растянутой арматуры сетки в нижней плите фундамента принимают по большему значению:
где: R s – расчетное сопротивление арматуры растяжению, кН/см 2 ; h 0 – полезная рабочая высота для сечения I – I , см; h 0 / - полезная рабочая высота ступени, для сечения II – II ( h 0 / = Н - а ), см
Работа и расчет ленточных фундаментов
Ленточные фундаменты устраиваются под несущими стенами и рядами колонн. Такой фундамент состоит из блоков – сборный или выполняется монолитным. Под несущими стенами, ленточный сборный фундамент состоит из блоков – подушек и фундаментных блоков. Блоки – подушки могут быть постоянной и переменной толщины.
Укладываются подушки вплотную или с зазором. Рассчитывают только подушку, выступы которой работают как консоли, загруженные реактивным давлением грунта. Толщину сплошной подушки устанавливают по расчету, назначая ее такой, чтобы не требовалось постановки поперечной арматуры.
Ленточные фундаменты армируют отдельными стержнями и сварными каркасами и сетками. Плоских сварных каркасов в поперечном сечении должно быть не менее двух при b ≤ 400мм; не менее трех при b = 400…800мм; не менее четырех при b > 800мм.
При армировании полок сетками рабочую арматуру назначают в обоих направлениях, используя, продольные стержни, как арматуру лент, а поперечные как арматуру полки. При небольших нагрузках возможно расположение рабочей арматуры только по длине фундаментной подушки.
Тогда расчетная ширина ленты (подушки):
Ширина блока округляется до большего значения, кратного 100мм. При расчете учитывают, что вторая сторона принимается равной 1метр. Сечение арматуры, расположенной у подошвы определяют из расчета момента, воздействующего на подушку:
Площадь поперечной арматуры рассчитывается: По конструктивному минимуму от поперечного сечения элемента арматуры 0,2%, исходя из этого рассчитываем минимальное количество арматуры сравниваем с полученной площадью и выбираем наибольшее значение.
Конструируем сетку
=700
700
1.Определение размеров подушки ленточного фундамента Определяем условное расчетное сопротивление грунта R 0 по СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений, стр. 37, R 0 , кПа. Определяем ширину подушки, по формуле:
где: ρ m =20…22 кН/м 3 – осредненная плотность фундамента с грунтом на обрезах; h -глубина заложения фундамента, м. По ширине подбираем подушку ленточного фундамента по альбому серии 112.
Для проверки, определяем расчетное сопротивление грунта, по формуле 7, СНиП стр.8:
Определяем давление на грунт, которое будет передаваться через принятую подошву фундамента, по формуле: P = N / A f P < R Если давление на грунт значительно меньше прочности грунта, следовательно, принятый фундамент удовлетворяет условиям эксплуатации.
2.Расчет прочности подушки ленточного фундамента Для расчета прочности определяем изгибающий момент, по формуле:
где: Р –давление на грунт, кПа; b c –ширина стены у фундамента, м; b f –ширина подушки фундамента, м Определяем площадь поперечного сечения рабочей арматуры, через изгибающий момент, по формуле:
где: R s –расчетное сопротивление арматуры растяжению, кН/см 2 ; h 0 –расчетная высота сечения, см Для определения площади сечения одного стержня, необходимо законструировать сетку с поперечными рабочими стержнями и выбрать диаметр.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Конспект урока и презентация по информатике по теме "Составление алгоритмов и программ с использованием конструкций следование и ветвление" 9 класс
Тип урока - комбинированный, с исследовательской работой "Знал ли Пушкин алгоритмы"...
«Синтаксис. Употребление в речи синтаксических конструкций. Типичные ошибки в управлении и построении синтаксических конструкций. Способы их исправления»
Данный материал может быть использован на уроках русского языка в старших классах, при проведении дополнительных занятий и спецкурсов....
Презентация "Алгоритмические конструкции"
Презентация предназначена для подготовки к ЕГЭ по информатике, задания по теме "Алгоритмические конструкции"....
Презентация. Употребление конструкции used to
Надеюсь эта презентация поможет вам понять способы употребления конструкций used to, to be used to, to get used to....
Тема урока: Вводные конструкции (слова, словосочетания, предложения). Группы вводных конструкций по значению
Цели:- дать понятие о вводных конструкциях как средстве выражения субъективной оценки к высказыванию, познакомить со значениями вводных слов;- формировать умение выражать определённые отношения к выск...
Вводные конструкции. Вводные конструкции как средство выражения оценки высказывания, воздействия на собеседника.
Маршрутный лист дистанционного урока...
Презентация "Алгоритмическая конструкция Следование. Понятие величины"
Презентация для работы на урок в 8 классе....