Типы балочных клеток. Генеральные размеры.

Балка-это конструктивный элемент сплошного сечения, работающий на изгиб, клиссифицируется по следующим признакам: 1. по статической схеме: разрезные балки(однопролетные) они наиболее удобны в монтаже, консольные применяются реже, хотя они экономичнее по расходу Ме,чем разрезные, неразрезные - используются при больших пролетах, монтаж таких балок сложен, при случайных осадках опор в них возникают дополнительные напряжения. 2. По типу поперечного сечения: двутавровые- применяются чаще всего, т.к. являются более удобными в изготовлении. Швейлерные-используются для балок, работающих на косой изгиб и для балок самых малых пролетов. Коробчатые(двухстенчатые)- применяются для мощных балок и для балок в которых могут возникнуть крутящиеся моменты. Балочной клеткой называется система перекрытий балок, предназнач.для опирания настила при устройстве перекрытий. Балки опир.на стены или колонны- главные,на главные опираются поперечные, на которые опирются продольные. Типы балочных клеток: 1. упрощенная -когда писутствуют только главные балки. 2. нормальная -главные и и вспомогательные поперечные балки. 3. Усложненная -все виды балок.Номинальный пролет лежащей балки 15-19м, шаг балок зависит от настила: для Ме настила- 0,6-1,6м; для ж/б настила 2-2,35м. Шаг второстипенных балок 2-5 м.Главные балки до 6 м. Главная балка всегда составного сечения, второстипенная м.б.прокатной и составного сечения. Балки настила всегда прокатные, настил м.б. Ме, ж/б, объемный

11. Металлич.фермы. Классификация. Генеральные размеры. Фермой наз-ся стержневая к-ция концы, стержней которой соединены в узлах и составляют геометрическую неизменяемую систему. Нагрузка в фермах прикладывается в узлах. Расстояние между опорами фермы наз-ся пролётом. Стержни ограничивающие верхний и нижний контуры фермы наз-ся верхний и нижний пояс фермы. Расстояние между соседними узлами наз-ся панелью. Расстояние между центрами тяжести сечений поясов наз. высотой фермы. Фермы бывают – стропильные (А), подстропильные (Б). А. Классификация: 1. по конструктивному оформлению: легкие – имеющие в узлах 1 фасонку из уголков; тяжелые – имеющие в узлах 2 фасонных узла (прим. в большепролетных зданиях); 2. по очертанию поясов: с параллельными поясами; трапециевидные; треугольные; сегментные. Наиболее просты в изготовлении и по форме фермы с параллельными поясами и трапециевидные (применяются в пром. и гражданских зданиях и имеют сравнительно небольшую высоту). Фермы треугольного очертания имеют наибольшую высоту поэтому их применяют при пролетах не более 36 м. Наиболее экономичными по расходу материал являются сегментные фермы. Эффективность их применения возрастает с длиной пролета. Трудоемки в изготовлении. Для уменьшения трудоемкости изготовления на практике сегментные фермы заменяют полигональными. В общественных зданиях иногда находят применение рыбчатые и вспорушенные фермы. Оптимальная высота ферм имеет отношение высоты фермы к пролету (h/l=1/4-1/5). Неизменяемость фермы при любой нагрузке достигается устройством решетки; 3. по типу решетки: наиболее распространенные треугольные. Недостаток – значительная длина панелей поясов. Для уменьшения длины панелей к треугольной решетке добавляют стойки. Разновидностью треугольной являются ромбические решетки, обладающие высокой жесткостью, способностью сопротивляться большим поперечным силам. При небольших высотах ферм применяют раскосные решетки. Крестовые решетки целесообразно применять в фермах, работающих на знакопеременную нагрузку (достоинство раскосые работают только на растяжение). Безраскосные фермы находя применение в межэтажных перекрытиях, когда межферменное пространство используется в качестве эксплуатируемого этажа. Шпренгельная система. 4. по статической схеме: обычно применяется балочная разрезная схема. Б. служат для опирания промежуточных стропильных ферм при шаге их меньшем шага колонн. Пролет их равен шагу колонн. Как правило они выполняются с параллельными поясами. Генеральные размеры ферм – пролет, высота. Пролеты применяются равными кратными 6, высота трапециевидных и с параллельными поясами применяется 1/6-1/12 пролета, для треугольной 1/2-1/4 пролета.

12. Расчет центрально-растянутых элементов металл. конструкций. Расчётное усилие действует по геометрической оси элемента. Центральное растяжение возникает в тягах, подвесках, элементах ферм. s=N/A_n≤R_yg_c/g_n, g_n-коэф. надёжности по материалу (g_n=1), N-растягивающее усилие, A_n-площадь нетто. A_n =А-А_осл. R_y –расчётное сопротивление стали (таб.51 СНиПII-23-81*.Зависит от марки стали, от толщины элемента). g_c – коэф. условия работы (таблица 6 СНиП II-23-81*. Сжатые раскосы, стойки кроме опорных g_c=0,8; растянутые элементы g_c=0,95; сжатый опорный раскос или стойка g_c=0,95; колонны стойки g_c=0,95).При расчете центральнорастянутых элементов решаются 3 характерные задачи: 1. определение напряжения в элементах s=N/A_n. 2. определение несущей способности N=A_nR_yg_c. 3. определение площади поперечного сечения A_n=N/R_yg_c. Проверка прочности s=N/A_n≤R_yg_c

(A_n – по сортаменту).

13. Общие сведения о соединениях стальных конструкций, их виды. Сварные соединения. Металл. конструкции соединяются с помощью сварки, на болтах, заклепках, на клеях и с помощью взрыва. Сварка – основной тип соединений (ручная, полуавтомат, автомат). Типы сварных швов: 1. по конструктивному признаку: стыковые (прямые, косые, угловые, лобовые, фланцевые); 2. по назначению сварные соединения делят на рабочие и конструктивные; 3. по положению в пространстве при их выполнении (горизонтальные, вертикальные, нижние, потолочные); 4. по протяженности: сплошные прерывистые (зазоры между швами ≥ 50 мм); 5. по числу слоев накладываемых при сварке: однослойные (однопроходные), многослойные; 6. по месту изготовления: заводские, монтажные; 7. по форме шва при сварке с обрабатываемыми кромками: Х-образные, V-образные, К-образные, U-образные; 8. в зависимости от толщины соединения элементов: без скосов (толщина до 20 мм), V-образные (толщиной до 30 мм), U-образные (толщиной до 60 мм), Х-образные (толщина > 60 мм). Недостаток V-, U-, X- большой расход электродов.

14.Болтовые соединения, общие сведения о расчете болтовых соединений. Классификация болтов. Болты бывают: низкой, нормальной(черные),повышенной точности и высокопрочные. Черные болты выполняются из арматурной стали, Ø болта меньше Ø отверстия. Не применяется в соединениях работающих на сдвиг. Болты повышенной точности изготавливают токарной обработкой, Ø болта больше Ø отверстия, применяется в соединениях работающих на сдвиг. Высокопрочные болты затягиваются настолько туго, что усилия передаются не черкз болт, а за счет сил трения по плоскости по плоскости соприкасающихся элементов. Чем сильнее затянут болт, тем больше несущая способность соединения. Ø болта меньше Ø отверстия. Достоинства: разъемность, не требуется высокая точность выполнения отверстий, высокая скорость монтажа, большая не сущая способность. Недостатки: высокая стоимость, большой расход материала. Чтобы удобнее вести работу болты размещают рядами, центры отверстий располагают на пересечениях прямых линий называемых рисками. Расстояние м/ж центрами вдоль элемента – шаг, а поперек элемента – дорожка. Соед-ые болты должны располагаться на максим-ых расстояниях, а в стыках и узлах болты следует размещать миним-ом расстояниях. Размещение болтов может быть рядами или в шахматном порядке. Два случая работы болта: 1 Усилие действует перпенд-но оси болта, соединение работает на сдвиг, а болт на срез и смятие. 2 Усилие действует паралельно оси болта, болт работает на растяжение и отрыв головки. Расчет болта на срез и смятие. Усилие которое воспринимает болт на срез Nb=Rbs*γ_b*A*n_s. Rbs-расчетное сопротивление болта на срез, γ_{b -} к-т условия работы болта, A-площадь сечения, n_{s -} кол-во срезов. Усилие которое воспринимает болт на смятие Nb=Rbp*γ_b*d*∑t_m, Rbp -расчетное сопротивление болта на смятие, d-наружный диаметр стержня болта, ∑t_m- номин-ая суммарная толщина элементов сминаемых в одном направлении. Для определения количества болтов примен-ыт формулу n=N* γ_n/Nb* γ_c, N-усилие на соед-ии, Nb-меньшее из 2 значений на срез или смятие, γ_n-к-т надежности=1

15.Классификация конструкций из дерева. Преимущества и недостатки деревянных конструкций. Несущие деревянные конструкции изготовляются преимущественно из лесоматериалов хвойных пород(сосна, ель, кедр), ответственные детали деревянных конструкций - нагели, вкладыши изготовляют из древесины твердых пород(град, дуб), древесина должна быть без сучков и пороков. Применение древесины лиственных и твердых лиственных пород для изготовления гвоздевых несущих конструкций не допускается. Пиломатериалы делят на:1)доски - ширина превыш. 2 толщины; 2)бруски-размеры до 100 мм; 3)брусья – размеры более 100 мм. Строительная древесина применяется в виде кругляка - это бревно диаметром не менее 14 см, длиной от 4 до 6,5 м. К круглякам относятся пластины. Максимальная длина бревен круглого сечения- 6,5 м;Пиломатериалы для хвойных-6,5м, для лиственных -4,5м. Преимущества: 1)выс. мех. прочность и небольшая объемная масса; 2)заготовка древесины в лесу и ее первичная обработка; 3)Не требует сложного технического оборудования;4)в наилучшей степени удовлетворяет требованиям сборности строительства из элементов;5)Не требует устройства температурных швов(малое расширение вдоль волокон);6) малая теплопроводность; 7)хим. стойкость упругость, пластичность. Недостатки: 1)горение;2)загниваемость;3)неоднородность строения;4)наличие сучков и косослоя;5)гигроскопичность-усушка, разбухание, коробление, растрескивание. Область применения:1) произв. зд. хим. промышл.;2)склады и др. подсобн. помещения;3)зд. общественного назначен.;4)с/х зд.;5)крыши и перекрытия для 2-х этажей.

16.Расчет цельных элементов из древесины на растяжение. Сопротивление чистой древесины сосны растяжению вдоль волокон в среднем в 2,5 раза больше сопротивления сжатию. На прочность растянутых элементов крупных размеров влияет появление эксцентриситетов о конструктивных ослаблений(врезке, гнезда для связи), а также косослоя, сучков и др. пороков.Все это приводит к концентрации напряжений. Древесина при работе на растяжение относится к хрупким материалам. Наравномерное распределение напряжений по ослабленным сечениям сохраняется в ней до момента разрушения(которое наступает при относительно низком среднем напряжении). расчетное сопротивление растяжению f_tod определяется по СНБ «Дерев. констр.» Условие прочности для ценрально растянутого элемента:σ_tod≤ f_tod; σ_tod=N_d/A_inf≤f_tod, где Nd-расчетная осевая сила; Ainf-площадь поперечного сечения элемента нетто. Ainf=Asup-Aосл.При определении Ainf вырезаются любые 20 см элемента по длине и все отверстия, находящиеся на этой длине считаются совмещенными в одном сечении. Характерные типы задач: 1)Определение напряжения: σ_tod=N_d/A_inf≤f_tod; 2)Определение несущей способности: N_d= Ainf* f_tod; 3)Определение площади поперечного сечения: A_inf= N_d/ f_tod.

17. Расчет центрально-сжатых элементов деревянных конструкций. Поведение дерева при нагрузке на сжатие представляет весьма разнообразную картину. После значительного почти прямолинейного участка всвязи с быстрым ростом деформаций наблюдается нечто похожее на площадку текучести из мягких сталей. При работе на сжатие древесина обладает ярко выраженными пластическими свойствами. Разрушение начинается с искривления самых прочных волокон в напрпвлении более слабых. на поверхности тела образуются характерные складки. При нарастании нагрузки происходит и полное разрушение. Влияние пороков и местных ослаблений меньше для сжатых элементов, поэтому расчетное сопротивление принято выше. Расчетное сопротивление сжатию f_cod. Центрально сжатый элемент - если сжимающее усилие (сила) действует по геометрической оси элемента (колонны, стойки, верхний пояс фермы, опорный раскос, опорная стойка и элементы связи. Расчет центрально-сжатых элементов производится из условия прочности: σ_cod≤f_cod; σ_cod=N_d/A_inf≤f_сod. Если гибкость элемента λ≥35, то следует произвести расчет на устойчивость: σ_cod=N_d/A_d*K_c≤f_сod, где N_d-расчетное усилие; A_d-площадь поперечного сечения элемента; K_c-коэффициент продольного изгиба (зависит от λ и λ_rel). λ≤ λ_rel, где λ_rel-относительная гибкость. K_c=1- λ²/ 2λ²_rel(λ< λ_rel); K_c= λ²_rel/2λ² (λ≥ λ_rel); Относительная гибкость (λ_rel) определяется по формуле: λ_rel = ; где E_0nom-вероятное минимальное значение модуля упругости. E_0nom=300 f_cod, f_cok-нормальное значение древесины на сжатие. λ_x=L_d/i_x; λ_у=L_d/i_у; где L_d-расчетная длина элемента; L_d=μ*L; μ-определяем по расчетным схемам в СНБ; Если сечение прямоугольное, то радиус инерции определяется: i_x=0,289b; i_у=0,289h; Для круглого сечения (бревно): i_x(y)=0,25d; i= ; λ_x≤ λ_max; λ_y≤ λ_max; λ_max определяется по таб. 7.2. СНБ. из двух значений λ_x и λ_y выбирается большее для сравнения с λ_max. Задачи: 1)определение напряжения σ_cod=N_d/A_d*K_c≤f_сod; 2)Определение несущей способности: N_d= A_d*K_c* f_сod; 3)Определение размеров поперечного сечения: A_d= N_d/ K_c* f_сod; и проверка K_c=0,4-0,6; Для квадратных сечений b/h=0,6-0,8.

18.Особенности расчета изгибаемых деревянных элементов по 1 и 2 группам предельных состояний. На изгиб работают почти все элементы всех видов строительных конструкций. При изгибе одна часть элемента подвергнута сжатию, другая растяжению. Изгиб- это одновременное сочетание растяжения и сжатия в рамках одного сечения.В нижнем слое волокон происходят растяжения: в этом слое возникают самые большие напряжения. Волокна над этим слоем деформируются слабее и работают с меньшим напряжением. Вверх от этого слоя деформации и напряжения снова нарастают, но теперь с обратным знаком - это уже будут деформации сжатию, т.к. деформации располагаются линейно по высоте сечения, соответственно и напряжения будут распределяться тоже линейно. Расчет изгибаемых элементов производится по 2-м группам предельных состояний: 1. Расчет на прочность, расчет производится по расчетной нагрузке. 2. Расчет по деформациям, расчет производится на нормативные нагрузки. σ_md=M_d/W_d≤f_md; M_d –максимальный изгибающий момент; W_d-момент сопротивления; f_md-расчетное сопротивление древесины изгибу; Возможны типы задач:1.Определения напряжения σ_md=M_d/W_d≤f_md;2.Определение несущей способности M_d= W_{d ×} f_md; 3.Определение размеров сечения W_d= M_d/ f_mdЕсли сечение круглое: W_d=πd³/32; прямоугольное: W_d=bh²/6. Расчет по 2 группе предельных состояний:f/l=5/384×q^н l³/EI. Момент инерции для прямоугольного сечения: I_х=bh³/12; для круглого сечения: I_х= πd⁴/64