Расчёт и конструирование стержня металлической колонны сплошного сечения

Вопрос 1

Разделение строительных конструкций по функциональному назначению на несущие и ограждающие в значительной мере условно. Если такие конструкции, как арки, фермы или рамы, являются только несущими, то панели стен и покрытий, оболочки, своды, складки и т. п. обычно совмещают ограждающие и несущие функции, что отвечает одной из важнейших тенденций развития современных строительных конструкций. В зависимости от расчетной схемы несущие строительные конструкции подразделяют на плоские (например, балки, фермы, рамы) и пространственные (оболочки, своды, купола и т. п.). Пространственные конструкции характеризуются более выгодным распределением усилий и, соответственно, меньшим расходом материалов. Однако их изготовление и монтаж во многих случаях оказываются весьма трудоемкими. По виду материала различают следующие основные типы строительных конструкций: бетонные и железобетонные, стальные, каменные, деревянные.

Бетонные и железобетонные конструкции — наиболее распространенные как по объему, так и по областям применения. Для современного строительства особенно характерно применение железобетона в виде сборных конструкций индустриального изготовления, используемых при возведении жилых, общественных и производственных зданий и многих инженерных сооружений. Рациональные области применения монолитного железобетона — гидротехнические сооружения, дорожные и аэродромные покрытия, фундаменты под промышленное оборудование, резервуары, башни, элеваторы и т. п.

Стальные конструкции применяются главным образом для каркасов большепролетных зданий и сооружений, для цехов с тяжелым крановым оборудованием, домен, резервуаров большой емкости, мостов, сооружений башенного типа и др.

Основная область применения.

Каменных конструкций — стены и перегородки. Здания из кирпича, природного камня, мелких блоков и т. п. в меньшей степени удовлетворяют требованиям индустриального строительства, чем крупнопанельные здания.

Основное направление в развитии современных.

Деревянных конструкций — переход к конструкциям из клееной древесины.

В современном строительстве значительное распространение получают новые типы индустриальных конструкций — асбестоцементные изделия и конструкции, пневматические строительные конструкции, конструкции из легких сплавов и с применением пластических масс. Их основные достоинства — низкая удельная масса и возможность заводского изготовления на ме­ханизированных поточных линиях.

 

Вопрос 2

В массовом строительстве зданий из сборных элементов важным является типизация — логическая повторяемость экономически целесообразных и технически совершенных решений.

Типизация может быть представлена в виде:

1) типовых зданий, различных по назначению. К зданиям, строительство которых ведется по типовым проектам, относятся жилые дома, школы, детские учреждения, столовые, больницы и др.;

2) типовых объемно-планировочных элементов зданий (секции, блок-секции и др.), применение которых позволяет значительно разнообразить архитектуру, так как сочетая их, можно создавать здания различной конфигурации, этажности и объема;

3) элементов и узлов, применяющихся согласно действующим унифицированным каталогам. В практику строительства внедрены единые каталоги унифицированных конструкций. Эти каталоги разработаны в единой конструктивной схеме (системе), позволяющие на его основе в сжатые сроки разрабатывать прогрессивные проекты зданий различного назначения.

Все расчетные хар-ки материалов из которых изготовлены стр. Материалы указаны в СниП и СНБ

Применение в проектировании производных модулей определяется Строительными нормами и правилами (СНиП). Модуль, принятый для основных параметров плана, называется планировочным.

СНБ – строительные нормы Беларуси. В них прописаны основные нормы и правила для Республики Беларусь, принимаемые в строительстве

 

Вопрос 3

Нагрузки делятся на постоянные и переменные

Постоянная нагрузка – это в основном собственный вес конструкции и вышележащих конструктивных элементов

Переменная нагрузка – в первую очередь включает в себя нагрузку от веса оборудования и людей. Зависит от типа здания

Переменная нагрузка бывает:
Снеговая (1Б=800н/м2; 2Б=12000н/м2)
Ветровая (1=270н/м2; 2=500н/м2; 3=700н/м2)

Классификация нагрухок по виду применения:
- сосредоточенная сила

- равномерно-распределенная

- изгибающий момент

Нагрузки подразделяют на нормативные и расчетные

Нормативная нагрузка – это произведение толщины элемента на удельный вес

Расчетная – расчитываются по двум группам предельных состояний

По характеру приложения нагрузки подразделяются на:

- сосредоточенные

Сочетания нагрузок

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;

б) особое сочетание нагрузок, состоящее из постоянных, длительных, возможных кратковременных и одной из особых нагрузок.

При основном сочетании, если принята одна кратковременная нагрузка, она принимается без уменьшения;

если приняты две и более, они домножаются на коэффициент 0,9, а длительные нагрузки — на коэффициент 0,95. При особом сочетании кратковременные нагрузки принимаются с коэффициентом 0,8, особые без снижения, длительные — с коэффициентом 0,95.

Вопрос 4

Нормативное сопротивление Rn — это установленное принятыми нормами предельное значение напряжений в материале. Нормативное сопротивление служит основной характеристикой сопротивления материалов различным силовым воздействиям. Оно обычно равно контрольной или браковочной характеристике, которая устанавливается соответствующими государственными стандартами на материалы. Нормами установлены и другие нормативные характеристики материалов (плотность, модуль упругости, коэффициент трения, сцепления, ползучести, усадки и др.), а для грунтов — угол внутреннего трения, удельного сцепления, модуля общей деформации.

Расчетное сопротивление материала R— это сопротивление, принимаемое при расчетах конструкций или оснований, которое получают делением нормативного сопротивления на коэффициент надежности по материалу уm: R = Rn/уm.

В расчетах по первой группе предельных состояний значение уm для любых материалов принимают не менее 1,025. Особенности действительной работы и предельных состояний материалов, элементов и конструкций в целом, не отражаемые в расчетах прямым путем, но способные повлиять на несущую способность или деформативность конструкций, учитываются коэффициентами условий работы yd. В частности, этими коэффициентами оцениваются условия, характер и стадия работы элемента, способ его изготовления и прикрепления, размеры сечения, специфика данного вида конструкции или сооружения, влияние температуры, влажности и агрессивности среды и длительности воздействий, многократная повторяемость нагрузки, влияние приближенности расчетных схем ипринятых в расчете предпосылок и т. п. При благоприятных условиях работы коэффициент уd больше единицы, а при неблагоприятных — меньше единицы.

 

Вопрос 6

Сортамент листовой и профильной стали. Стальные конструкции изготовляют из элементов, получаемых прокаткой (листы и профильная сталь). В строительстве применяют следующие виды проката:

-толстолистовой — толщиной 4—160 мм, для изготовления листовых конструкций (резервуаров, газгольдеров и др.), стенок балок, фасонок ферм и др.;

-тонколистовой — толщиной 0,5—4 мм, для изготовления гнутых профилей, устройства покрытий и т. п.;

-широкополосный, для изготовления сварных балок и колонн;

-уголковые профили — равнополочные и неравнополочные, применяются для изготовления ферм и других решетчатых конструкций;

-швеллеры и двутавры применяются для изготовления балок и колонн;

-гнутые профили, получаемые холодным способом из листов толщиной 2—10 мм, предназначенные для изготовления легких конструкций различной формы, эффективность гнутых профилей ПО’ сравнению с прокатными — их большая жесткость и легкость;

-электросварные трубы применяются для изготовления ферм.

К преимуществам алюминиевых сплавов следует отнести и стойкость против коррозии, которая в 10—20 раз выше, чем у обычной стали; некоторые сплавы не нуждаются в какой-либо защите даже в атмосфере индустриальных районов; при температуре ниже 0 хрупкость сплавов практически не снижается, чем они выгодно отличаются от стали.

Для получения алюминиевых профилей применяется способ прессования. Он проще и дешевле способа прокатки стальных профилей; при прессовании легко организуется выпуск новых профилей любой нужной формы. Эта особенность широко используется при конструировании витражей, оконных переплетов.

Вопрос 7

Фермой называется стержневая конструкция, у которой концы стержней соединены в узлах и образуют статически неизменяемую систему.

Фермы классифицируются по нескольким признакам:

-конструктивному решению,п
-очертанию поясов,
-типу решетки,
-статической схеме,
-типу поперечных сечений.

Расчетная схема ферм может быть статически определимой и статически неопределимой, что обусловливает выбор конструкции опорного узла, которые бывают шарнирными и жесткими.

По сечению фермы бываю продольные и поперечные.

По типу поперечных сечений различают фермы из одиночных или двух симметрично расположенных уголков, труб, гнутосварных профилей, двутавров, тавров, швеллеров.

Генеральные размеры ферм — ее пролет и высо­та. Пролеты ферм обычно назначаются технологами и принимаются кратными модулю 6, т. е. 24, 30, 36, 42 м и т. д. Так же, как для балок, для ферм существует оп­тимальная высота, при которой вес фермы будет мини­мальным. Но на практике высоту фермы в середине про­лета принимают меньше оптимальной, чтобы ферма легко перевозилась.

 

 

Вопрос 8

В зданиях и сооружениях колонны служат для передачи нагрузок от опирающихся на них конструкций на фундаменты. Колонна состоит из трех основных частей: оголовка, на котором крепятся вышележащие конструкции; стержня колонны; базы, распределяющей сосредоточенное давление от стержня колонны на фундамент и закрепляющей колонну в соответствии с принятой расчетной схемой.

Типы сечений

Сплошные колонны. Стержень сплошной колонны образуется из одного или нескольких прокатных профилей или листов, соединяемых при помощи сварки или заклепок. Сплошные колонны рекомендуется применять при центральном сжатии или при очень малых эксцентриситетах продольной силы в случаях, когда площадь сечения стенки может быть достаточно полно использована для работы на эту силу.

Сквозные колонны. Более экономичны по затрате металла, однако трудоемкость их изготовления несколько больше, чем сплошных. Сечение стержня сквозных колонн образуется обычно из двух швеллеров, расположенных полками внутрь сечения. Сквозные колонны делят на стержни с безраскосной решеткой, решетчатые и перфорированные. Ветви безраскосных стержней объединяют планками из листовой стали, жесткими вставками или перфорированными листами. Стержни колонн могут быть цельными и составными. Цельные стержни выполняются из одного профиля, составные – из нескольких профилей или листов. Цельные стержни центрально-сжатых стальных колонн могут выполняться из двутавров обыкновенных и с параллельными гранями полок и труб. Обыкновенные. По способу изготовления — на сварные и клепаные.

Колонны по виду сечения:

- трубчатые;

- из двух швеллеров;

- из двух швеллеров усиленных листом;

- из тонкостенных гнуто-сварных профилей;

- двутавров балочного типа;

- двутавров колонного типа;

- Н-образное сварное сечение из трёх листов;

Вопрос 9.

Колонны служат для передачи нагрузки от вышерасположенных металлических конструкций через фундамент на грунт. В зависимости от того как приложена нагрузка на колонну различают центрально-сжатые, внецентренно-сжатые и сжато-изгибаемые колонны. В центрально сжатых колоннах нагрузки приложены либо непосредственно к центру сечения колонны, либо симметрично относительно оси стержня.

При проектировании центрально сжатых колонн следует стремиться к равноустойчивости колонны, т. е. к тому, чтобы гибкости колонны относительно главных осей сечения были равны. Центрально сжатые колонны работают на продольную силу, приложенную по оси колонны и вызывающую равномерное сжатие поперечного сечения. Внецентренно сжатой колонной считается колонна, в расчетном сечении которой действуют продольная сила N и изгибающий момент М. Такие колонны широко применяют в каркасах производственных зданий.

В зависимости от конструктивного решения стержня различают три типа внецентренно сжатых колонн производственных зданий.

постоянного по высоте сечения с консолью для подкрановой балки, применяемые при высоте до нижнего пояса фермы не более 12 м, и грузоподъемностью мостовых кранов не более 20 т;

переменного по высоте сечения (ступенчатые) сплошные и сквозные широко применяемые в каркасах промышленных зданий при большей градации грузоподъемности мостовых кранов (более 20 т). Верхнюю (надкрановую) часть этих колонн выполняют в виде сплошного двутаврового сечения. Нижняя часть колонн, состоящая из шатровой и подкрановой ветвей, имеет связь между ветвями в виде сплошного листа или в виде сквозной решетки из уголков;

раздельного типа, применяемые в цехах с тяжелым режимом работы при грузоподъемности кранов более 150 т и сравнительно небольшой высоте (до 20 м). В таких колоннах ветви нежестко связаны между собой гибкими в вертикальной плоскости планками.

Сжато-изгибаемыми элементами называются такие, на которые действует изгибающий момент и центрально приложенное продольное сжимающее усилие. Изгибающий момент может создаваться: а) внецентренно приложенной сжимающей силой, тогда элемент называют внецентренно сжатым, или б) поперечной нагрузкой.

Вопрос 10.

Базой называют опорную часть колонны, передающую усилия с колонны на фундамент. Конструктивное решение базы зависит от типа колонны и условий ее закрепления в фундаменте. Существует два типа баз - общая и раздельная. Различают базы центрально-сжатых и внецентренно сжатых одноветвевых колонн. Простейшая база состоит из опорной плиты, приваренной к фрезерованному торцу стержня. Такое решение целесообразно при небольшой продольной силе в колонне и шарнирном закреплении колонны в фундаменте.

При небольших усилиях допускается проектирование траверс с передачей усилия от колонны на траверсу через сварные швы. В колоннах, работающих на внецентренное сжатие, устраивают жесткие базы, развитые в плоскости действия изгибающего момента. Для обеспечения жесткости плиты и уменьшения ее толщины в базе устанавливают траверсы и ребра. Траверсы могут быть o6щими для полок колонны и раздельными.

Оголовки служат для передачи на стержень колонны нагрузки от опирающихся на них конструкций. Сопряжение балок с колоннами, поддерживающими балочные клетки, обычно бывает шарнирным с опиранием главных балок на колонну сверху. В этом случае оголовок состоит из плиты и системы подкрепляющих ее ребер. Наиболее характерные и часто встречаемые решения оголовков колонн при опирании на них балок сверху и передачи нагрузки через опорное ребро, вынесенное на торец главных балок. Толщину опорной плиты принимают конструктивно в пределах 20…25 мм, а размеры в плане назначают такими, чтобы плита выходила за контур сечения колонны на 15…20 мм. Длину ребер оголовка назначают из условия размещения сварных швов, передающих нагрузку на стержень колонны.

Опирания балки на колонну имеет вид сопряжения балки со стальными колоннами. Данное примыкание может быть как шарнирное, передающее только опорную реакцию балки, так и жесткое, передающее на колонну момент защемления балки в колонне, помимо опорной реакции балки. В большинстве балочных конструкций прибегают к использованию шарнирного опирания, а жесткое - в основном применяется в каркасных многоэтажных зданий. В практике строительства в монтажных стыках и сопряжениях несущих элементов рамных конструкций широко применяются фланцевые соединения. Фланцевые соединения обеспечивают возможность возведения каркаса здания при любых климатических условиях и возможность его демонтажа без повреждения несущих элементов. Фланцевые соединения характеризуются высокой надежностью при действии динамических нагрузок и простотой контроля соединения.

Вопрос 11.

Железобетоном называют материал, в котором соединены в единое целое стальная арматура и бетон. В железобетоне арматуру располагают так, чтобы она воспринимала растягивающие усилия, а сжимающие усилия передавались на бетон. Это обеспечивает высокую прочность материала при сжатии и растяжении. Бетон предохраняет арматуру от коррозии.

Широкое применение в строительстве получили сборные железобетонные детали и конструкции, изготовляемые на заводах или полигонах и доставляемые на стройки в готовом виде, а также монолитные конструкции, возводимые непосредственно на строительной площадке. Сборные железобетонные детали отличаются высоким качеством и долговечностью, не требуют специального ухода во время эксплуатации; их использование ускоряет строительство, уменьшает его трудоемкость, сокращает расход леса, так как отпадает необходимость в устройстве подмостей, опалубки, и металла; упрощает производство работ в зимний период. Однако сборные железобетонные изделия отличаются значительным весом и размерами, что требует специализированного транспорта при их перевозке и грузоподъемных средств при монтаже.

Сборные железобетонные изделия классифицируют по виду армирования, плотности и виду бетона, внутреннему строению, назначению и области применения. По виду армирования различают изделия с обычным армированием и предварительно напряженным. В зависимости от проектных требований железобетонные изделия изготовляют из бетонов разной плотности: тяжелого, облегченного, легкого и особо легкого. Для элементов каркаса зданий используют детали из тяжелого бетона, для ограждающих конструкций - из легкого бетона. По внутреннему строению железобетонные изделия могут быть сплошными, пустотелыми и комбинированными, включающими элементы из других материалов. Изделия могут состоять из одного вида бетона - однослойные, из различных видов бетона - многослойные. В последнем случае иногда также применяют сочетание бетона с другими материалами, например теплоизоляционными или отделочными.

Вопрос 12.

Бетоном называется строительный материал, представляющий собой искусственно приготовленный камень, который получается после затвердевания смеси вяжущего вещества, воды, мелких и крупных заполнителей. В качестве вяжущего вещества наибольшее применение имеют цементы различных сортов и видов, известь, гипс, и др. Заполнителями в бетоне служат песок, гравий, щебень, шлак, пемза и некоторые другие природные и искусственные материалы.

Основные преимущества бетона заключаются в том, что ему можно легко придать различные свойства и разнообразную форму; ряд составляющих бетона — в основном местные материалы, не требующие дальних перевозок: песок, щебень, гравий и др., — имеются почти повсюду; приготовление бетона и его использование легко поддается полной механизации. Твердение и высыхание цементного камня сопровождаются усадкой, проявляющейся в уменьшении его объема. Линейные размеры образцов из цементного камня за год или несколько лет уменьшаются примерно на 2 мм/м. Заполнители в бетоне, препятствуя усадочным деформациям цементного камня, сопротивляются им и в результате оказываются обжатыми, тогда как цементный камень испытывает растяжение.

Ползучесть бетона проявляется в возникновении остаточных деформаций при длительном воздействии постоянной нагрузки. Происходит она в результате возникновения и развития микротрещин и пластических свойств цементного геля. Ползучесть вызывает релаксацию напряжений, которые выравниваются в неравномерно нагруженных участках. В этом проявляется ее положительное действие. В предварительно напряженных конструкциях происходят потери напряжений арматуры. Здесь проявляется отрицательное действие ползучести. Ползучесть бетона затухает через несколько лет эксплуатации конструкций. Меньше ползучесть в бетонах с пониженным расходом цемента, низким В/Ц, изготовленного на заполнителях из плотных и прочных пород. Начальный модуль упругости бетона при сжатии соответствует лишь упругим деформациям, возникающим при мгновенном загружении, геометрически он определяется как тангенс угла наклона прямой упругих деформаций. Модуль полных деформаций бетона при сжатии соответствует полным деформациям и является величиной переменной.

 

Вопрос13.

Прочность - свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами.

Прочность бетонного изделия можно установить двумя способами:

разрушающим – в специальном прессе раздавливаются заранее отобранные образцы и при этом получают непосредственное значение прочности.

неразрушающим – контролируемое изделие не подвергается механическим разрушениям, контроль осуществляется косвенно путем измерения и пересчета некоторых физических величин, отвечающих за прочностные свойства материала и связанных с прочностью корреляционной зависимостью.

Факторы влияющие на прочность бетона:

1. Огнестойкость;

2. Морозостойкость;

3. Водонепроницаемость;

Так же прочность бетона зависит: о качества структуры, её однородности, наличия начальных дефектов и повреждений, состояния контактов между цементной массой и включениями виде зёрен заполнителя.

Классификация бетона:

- Классы бетона: С8/10; С12/15; С16/20; С20/25; С25/30; С30/37; С35/45; С40/50; С45/55; С60/75; С70/85; С80/95; С90/105

Верхняя цифра (f_ck) – нормативное сопротивление бетона сжатию.

Нижняя цифра (f_c^G_cubc) – гарантированная прочность бетона утсановленная при испытании стандартных кубов 150х150х150мм.

f_cm- средняя прочность бетона (f_cm= f_ck+8 (мПа))

f_ctm- прочность бетона при растяжении.

f_cd- расчётное сопротивление = f_ck/γ_с;

γ_с- коэффициент условия работы.

- По морозостойкости: F50; F100; f150 и т.д.

- По водонепроницаемости: W1; W2; W10 и т.д.

Вопрос 14

Арматура — совокупность соединенных между собой элементов, которые при совместной работе с бетоном в железобетонных сооружениях воспринимают растягивающие напряжения (балки), а также могут использоваться для усиления бетона в сжатой зоне (колонны).

В зависимости от механических характеристик стержневая арматура подразделяется на классы:

С240; С300; С400; С500; С600; С800; С1000.

Классы и механические свойства арматурной стали для ЖБИ класс предел текучести н/мм2 временное сопротивление разрыву н/мм2 относительно удлинение % равномерное удлинение % испытание на изгиб c-толщина d-диаметр

А240 (А-I) 235 373 25 - 1800 c=d

300 (А-II) 295 490 19 - 1800 c=3d

А300 (А-I) 295 441 25 - 1800 c=d

А400 (А-III) 390 590 14 - 900 c=3d

А600 (А-IV) 590 883 6 2 450 c=5d

А800 (А-V) 785 1030 7 2 450 c=5d

А1000 (А-VI) 980 1230 6 2 450 c=5d

Отдельно следует рассматривать характеристики термомеханически упрочненной стали: Ат400,Ат500,Ат600,Ат800,Ат1000,Ат1200.

Вопрос 15

В железобетонных изделиях, в основном, используются арматурные изделия, которые представляют собой, соединенные между собой стержни арматурной стали. Основные способы соединения стержней - это электросварка, вязка проволокой. Вместо вязки проволокой используют специальные арматурные фиксаторы, изготовленные из пружинной стали. Газовая сварка, как правило, не применяется.

Основные виды арматурных изделий:

плоские арматурные решетки (сетки), объемные арматурные каркасы.

Стык арматуры -соединение стержневой арматуры по длине для создания непрерывного армирования с помощью сварки, обжимных или винтовых муфт, или путем совмещения стыкуемых стержней на заданном участке длины.

Вопрос 16

Железобето́н — строительный композиционный материал, состоящий из бетона и стали.

Для частей зданий и сооружений, подвергающихся изгибу (например, для балок и плит), при котором нижняя часть конструкции работает на растяжение, бетон применять нельзя. На рис. 32 показана схема работы балки при изгибе под действием нагрузки.

 

Рис. 32- Схема работы балки при изгибе:

а — бетонной; б — железобетонной

Совместная работа бетона и стали эффективна благодаря наличию следующих условий: бетонная смесь при затвердевании прочно сцепляется со стальными прутками; бетон защищает стальную арматуру от воздействия воды, предохраняет ее от ржавления, а также от огня; сталь и бетон практически одинаково удлиняются при нагревании и сжимаются при охлаждении, поэтому при изменении температуры не нарушается сцепление между этими материалами.

Коррозия бетона - ухудшение характеристик и свойств бетона в результате вымывания или выщелачивания из него:

- растворимых составных частей (коррозия первого вида);

- образования продуктов коррозии, не обладающих вяжущими свойствами (коррозия второго вида); и

- накопления малорастворимых кристаллизующихся солей, увеличивающих объем его твердой фазы (коррозия третьего вида).

Для антикоррозионной защиты бетона и повышения долговечности бетона следует выполнять конструктивные требования и применять первичную защиту, а также вторичную защиту с нанесением на поверхности конструкций различных защитных покрытий.

К методам вторичной защиты бетона от коррозии следует отнести:

• уплотняющие пропитки — при периодическом увлажнении водой или атмосферными осадками, при действии жидких сред, а также в качестве обработки поверхности до нанесения лакокрасочных покрытий;

• лакокрасочные покрытия — при действии газообразных и твердых сред;

• лакокрасочные мастичные покрытия — при действии жидких сред, при непосредственном контакте покрытия с твердой агрессивной средой;

• биоцидные материалы — при воздействии бактерий, грибов, микроорганизмов;

• оклеечные покрытия — при действии жидких сред, в грунтах, в качестве непроницаемого подслоя в облицовочных покрытиях.

Средняя плотность тяжелого железобетона при укладке бетонной смеси с вибрированием равна 2500 кг/м3, при укладке бетонной смеси без вибрирования — 2400 кг/м3. При значительном содержании арматуры плотность железобетона определяют как сумму масс бетона и арматуры в 1 м³ объема конструкции. Средняя плотность легкого железобетона определяется так же, как сумма масс бетона и арматуры в 1 м³ объема конструкции.

Арматура, расположенная внутри сечения конструкции, должна иметь защитный слой бетона чтобы обеспечивать:

- совместную работу арматуры с бетоном;

- анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов;

- сохранность арматуры от воздействий окружающей среды;

- огнестойкость и огнесохранностъ.

 

Вопрос 17

Наиболее распространенные изгибаемые элементы железобетонных конструкций—плиты и балки. Плитами называют плоские элементы, толщина которых h\ значительно меньше длины 1\ и ширины Ь\. Балками называют линейные элементы, длина которых / значительно больше поперечных размеров h и Ь. Из плит и балок образуют многие железобетонные конструкции, чаще других — плоские перекрытия и покрытия, сборные и монолитные (III.1), а также сборно-монолитные.

Плиты и балки могут быть однопролетными и многопролетными.

продольная — арматура, которая воспринимает растягивающие напряжения и препятствует образованию вертикальных трещин в растянутой зоне конструкции.

поперечная — арматура, которая препятствует образованию наклонных трещин от возникающих скалывающих напряжений вблизи опор и связывает бетон сжатой зоны с арматурой в растянутой зоне;

Монтажная арматура обеспечивает проектное положение рабочей арматуры в конструкции и более равномерно распределяет усилия между отдельными стержнями рабочей арматуры. Кроме того, монтажная арматура может воспринимать обычно не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, изменения температуры конструкции и т. п.

Вопрос 18

Тавровое сечение встречаются в практике часто, как в отдельных железобетонных элементах - балках, так и в составе конструкций - в монолитных ребристых и сборных панельных перекрытиях.

Тавровое сечение образуется из полки и ребра. В сравнении с прямоугольным экономичнее по расходу бетона элементы таврового сечения (несущая способность железобетонного элемента не зависит от площади сечения бетона растянутой зоны). Поэтому при одинаковой несущей способности расходуется меньше бетона за счет сокращения бетона растянутой зоны.

Рис. 11. Виды тавровых сечений.

Элементы таврового, двутаврового и коробчатого сечений. Изгибаемые элементы таврового сечения с полкой в сжатой зоне весьма широко распространены.

В тавровом сечении различают полку шириной bf и толщиной hf и ребро шириной b и высотой h.

Увеличение сжатой зоны бетона в виде полки тавра позволяет эффективно использовать ее сопротивление сжатию при одновременном уменьшении растянутой зоны, непосредственно не участвующей в восприятии растягивающих усилий. При этом ребро таврового сечения служит главным образом для расположения в нем растянутой арматуры и ее связи со сжатой зоной, а также для сопротивления скалывающим усилиям.

 

Вопрос19

 

 

Вопрос 20.

 

 

Классификация:

-сборные

-монолитные

-сборномонолитные

Виды: балочные, безбалочные

Виды: многопустотные, ребристые

Расчетным сечением ребристой плиты явл. тавровое, границы сжатой зоны в полке. Бетоны С16/20;С20/25, рабочая арматура S400-500 Конструктивная арматура S240-500(проволока),монтажная S250

Расчётное сеч. многопустотной плиты - тавр, без предварительного напряжения по первой группе пред-ых состояний. Поперечная ар-ра класса S240-S500 размещается на приопорных участках длиной 0,25L.

В пустотных плитах для попереч. армирования применяют короткие конструктивные каркасы из стали S500.

Для всех плит должен быть выполнен расчет монтажных петель выполненных из ар-ры S240. Кол-во рабочих стержней принимается на 1 больше, чем кол-во пустот.

 

Вопрос 21.

 

 

1.С вязанным каркасом;

2. Со сварным каркасом;

3. Со сперально или сварными кольцами;

4. С жёсткой арматурой;

Требуемая площадь рабочей арматуры:

В колонне вся продольная арматура сжата, она воспринимает сжатие наряду с бетоном. Поперечная арматура обеспечивает устойчивость арматурных стержней, предотвращает их выпучивание.

Диаметр поперечной арматуры принимают = 0,25 диаметра продольной арматуры

Колонны, с гибкой арматурой, широко применяемые, армируют пространственными сварными каркасами, состоящими из продольных рабочих стержней и поперечных хомутов. Рабочие стержни располагают у внешних граней сечения, при этом должен быть обеспечен необходимый защитный слой. Хомуты фиксируют проектное положение арматуры, а при работе элемента под нагрузкой препятствуют выпучиванию продольных сжатых стержней и откалыванию защитного слоя бетона.

 

Вопрос 26.

Весьма эффективным подходом для обеспечения устойчивости и прочности кирпичной кладки является армирование кирпичной кладки. Такой конструктивный прием оправдан при необходимости устройства ответственных конструкций и конструкций, к которым предъявлены специальные требования.

Работа арматуры обеспечивается силой трения, которая возникает при действии нагрузок на кладку. Арматура крепится в швах конструкции и аккумулирует на себя часть нагрузок, перераспределяя их. Из-за высокой вязкости материала (металла) арматура компенсирует хрупкость кирпича и раствора, чем и достигается увеличение несущей способности столбов, стен, либо возможности увеличения длинны перемычек и т.п.

Армирование, также, дает возможность воплощать нестандартные конструктивные решения (шестиугольные колонны, декоративная перевязка швов и т.п.) при сохранении несущей способности и придания элементам декоративного вида.

В зависимости от расположения арматуры в кладке различают продольное и поперечное армирование кирпичной кладки, вертикальное рассматривают как частный случай продольного.

1) Поперечное армирование. Весьма распространенный вид армирования. Суть его заключается в повышении прочности кладки на сжатие и предотвращении разрушения кирпича при работе его на изгиб (на изгиб в 4-5раз менее прочен, чем на сжатие).

2) Поперечное и вертикальное армирование кирпичной кладки. Устраивается при необходимости повышения прочности кладки на изгиб и для возведения внецентренно сжатых конструкций, а также при возведении кирпичной кладки в районах риска сейсмической активности или малой плотности материала несущих стен.

 

 

Вопрос 27.

Древесные пoрoдыпoдрaзделяютсянa две oснoвные группы: хвoйные и лиственные.К хвойнымпoрoдaм, ширoкoиспoльзуемым в стрoительстве, oтнoсятсoсну, лиственницу, ель, пихту и кедр. Лиственные пoрoды в стрoительствеиспoльзуютзнaчительнo реже, чем хвoйные. Среди мнoгooбрaзия лиственных пoрoднaибoльшее применение в стрoительстве имеют дуб, ясень, бук, березa, oсинa.

Виды лесоматериалов: круглые лесоматериалы, колотые лесоматериалы, пиленые лесоматериалы, брусья, бруски, обапол, шпалы, пластина, четверть (четвертина), горбыль, рейки, доски.

Прочность древесины – внутреннее сопротивление древесины силе, действующей извне. Прочность зависит от породы древесины, ее свойств и влажности.

 

Вопрос 28.

ВРУБКА-соединение деревянных элементов. В зависимости от взаимного расположения сопрягаемых деталей различают соединения след.видов: а) наращивание удлинением элементов по высоте, б) сплачивание параллельным сопряжением элементов, в) сращивание удлинением элементов в горизонтальном направлении, г) сопряжение под углом, когда один элемент прерывается в точке пересечения, д) наращивание углом, когда сопрягаемые части идут только в одну сторону от пересечения.

Врубка с шипом квадратным или прямоугольным (врубка гребнем). Заплечики бревна (бруса) должны быть скошены, чтобы в них не застаивалась вода. Глубина гнезда под шип принимается несколько большей, нежели высота шипа, чтобы соединяемые элементы не зависали на шипе, а опирались на всю площадь торцов.

 

Врубка сковороднем. Конец упирающегося бруса обрабатывается в виде ласточкиного хвоста, причем ширина узкой части составляет от одной второй до одной трети всей ширины бруса. Эта врубка (иногда ее называют "ласточкин хвост") хорошо воспринимает выдергивающие усилия.