Контрольная работа по Строительству
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
| 1. Укажите особенности расчета центрально растянутых элементов металлических конструкций: определение центрально растянутого элемента, схема работы, область применения, расчет на прочность. Создав искусственный камень - бетон, свойства которого можно регулировать по своему усмотрению, ученые нашли и способ борьбы с его основным недостатком - низкой прочностью при растяжении. При металлической арматуре бетон хоть и не разрушается при растяжении, но трескается. Это отрицательно сказывается на эксплуатационных свойствах железобетонных конструкций и сооружений. Создание на стадии изготовления или строительства напряженного состояния в конструкции, когда знак напряжения в бетоне противоположен знаку напряжения от эксплуатационной нагрузки, является одним из крупнейших достижений инженерной мысли в XX столетии. Рисунок-1 Требуемое напряжение в бетоне создается за счет передачи усилия натяжения арматурных элементов (рисунок-1). Простыми словами арматурный элемент железобетонной конструкции растягивают почти до разрыва, после чего он стремится вернуться в первоначальное состояние, т.е. сжаться, тем самым создавая усилие обжатия бетона в растянутой зоне. В связи с этим различают два вида предварительного напряжения по способу натяжения арматуры: на упоры, на бетон. Способ натяжения арматуры на упоры производится на стендах в заводских условиях. Арматурные элементы растягивают, затем в форму заливают бетон и после набора им требуемой прочности арматуру «отпускают». Создается эффект обжатия бетона Центрально-растянутые элементы применяют, как Правило, предварительно напряженными, что является радикальным средством существенного повышения их сопротивления образованию трещин в бетоне. | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 1 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
| Стержневую рабочую арматуру, применяемую без предварительного напряжения, соединяют по длине обычно на сварке, стыки внахлестку без сварки допускаются только в плитных и стеновых конструкциях. Растянутая предварительно напрягаемая арматура (стержни, проволочные пучки, арматурные канаты) в линейных элементах (затяжки арок, нижние пояса ферм) не должна иметь стыков. В поперечном сечении элемента предварительно напрягаемую арматуру размещают симметрично с тем, чтобы при передаче обжимающего усилия (всего целиком или постепенно, обжимая сечение усилиями отдельных групп стержней) по возможности избежать внецентренного обжатия элемента. При натяжении на бетон предварительно напряженная арматура, размещаемая в специально предусматриваемых каналах, в процессе обжатия не работает в составе поперечного сечения элемента. В этом случае целесообразно снабжать предварительно напряженный элемент небольшим количеством ненапрягаемой арматуры. Ее располагают ближе к наружным поверхностям, чтобы она эффективнее усиливала элемент против возможных внецентренных воздействий в процессе обжатия. Расчет центрально-растянутых элементов При работе центрально-растянутых элементов под нагрузкой различают три характерные стадии напряженно-деформированного состояния: стадию I — до образования трещин, стадию II—после образования трещин, стадию III — разрушение. Рассмотрим характер изменения напряженно-деформированного состояния центрально-растянутого элемента по мере увеличения внешней нагрузки. В стадии I (начальный период разрушения) внешней растягивающей силе N1 сопротивляются бетон и арматура, которые имеют одинаковые деформации вследствие сцепления между собой. Если обозначить напряжения в бетоне sб.р и напряжения в арматуре sa1 , то условие равновесия сечений элемента будет иметь следующий вид: N1=sб.р.Fе+sа1.Fа, где Fe—площадь сечения бетона; Fa — площадь продольной арматуры. С увеличением внешней нагрузки напряжения в бетоне и арматуре возрастают. Когда напряжения в бетоне достигнут временного сопротивления растяжению: | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 2 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
| Расчетная величина Таким образом, расчетное усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин, Если N>NТ, в элементе образуются трещины. При дальнейшем увеличении нагрузки напряжения в арматуре будут возрастать, а трещины в бетоне — раскрываться (стадия II). Внешней силе по сечению с трещиной сопротивляется только одна арматура, имеющая напряжения sа и деформации eа, а на участке между трещинами — арматура и бетон, поскольку сцепление между ними сохраняется. Вследствие этого напряжения в арматуре на участке между трещинами уменьшаются. Средние напряжения в арматуре sа.с<sа и соответственно средние относительные деформации eа.с<eа. Работа бетона на растяжение между трещинами характеризуется, как и при изгибе, коэффициентом yа, выражающим отношение средних напряжений в арматуре sа.с к напряжениям в ней по сечению с трещиной sа, или отношение средних относительных деформаций арматуры eа.с. к ее деформациям по сечению с трещиной eа. ya=sа.с/sа =eа.с/eа [см формулу (1)] По мере дальнейшего возрастания внешней нагрузки увеличиваются напряжения в арматуре, а трещины в бетоне раскрываются все больше. Когда напряжения в арматуре достигнут значения предельных напряжений Усилие, которое воспринимают сечения элемента перед разрушением, составляет Прочность элемента будет обеспечена, если расчетная продольная сила N (усилие в элементе от расчетных нагрузок) не будет превышать усилия, воспринимаемого арматурой при напряжениях в ней, равных расчетному сопротивлению Ra: Из условия прочности | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 3 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
| В центрально-растянутых элементах без предварительного напряжения кроме проверки прочности по стадии III необходимо определить ширину раскрытия трещин по стадии II. Ширина раскрытия трещин аТ представляет собой удлинение арматуры (работающей совместно с бетоном) на участке, равном расстоянию между трещинами lT, поэтому, как и в изгибаемых элементах, ширину раскрытия трещин рассчитывают по формуле Область применения центрально растянутых предварительно напряженных элементов. Предварительно напряженная арматура нашла широкое применения в монолитных железобетонных конструкций (перекрытия, мосты, высотные сооружения и т. д.). В высшей степени убедительной демонстрацией эксплуатационной надежности предварительного напряжения сборного железобетона является; его успешное использование для производства железобетонных шпал. Также производят столбы ЛЭП, плиты перекрытия, плотины, энергетические комплексы, телебашни и так далее. Самая высокая в мире телебашня построена из монолитного преднапряженного (центрально-растянутого) железобетона. | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 4 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
| 2. Укажите область применения и виды железобетонных изгибаемых элементов. Опишите стадии напряженного деформированного состояния при изгибе. Укажите предпосылки для расчета прямоугольных сечений по нормальным напряжениям. Железобетонные изгибаемые элементы, широко используются как в гражданском, так и в промышленном строительстве. К ним относятся: фермы, балки, арки, плиты перекрытия, колонны и т.д. При изгибе любого элемента в нём возникает сжатая и растянутая зоны, изгибающий момент и поперечная сила. В железобетонной конструкции выделяется две формы разрушения: по нормальным сечениям — сечениям, перпендикулярным продольной оси, от действия изгибающего момента, по наклонным сечениям — от действия поперечных сил. В типичном случае армирование балки выполняется продольной и поперечной арматурой (см. рисунок-2). Рисунок-2 (изгиб и армирование железобетонной балки) 1 — верхняя (сжатая) арматура 2 — нижняя (растянутая) арматура 3 — поперечная арматура 4 — распределительная арматура Верхняя арматура может быть растянутой, а нижняя сжатой, если внешняя сила будет действовать в противоположенном направлении | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 5 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
| Основными параметрами конструкции являются: L — пролёт балки или плиты, расстояние между двумя опорами. Обычно составляет от 3 до 25 метров; H — высота сечения. С увеличением высоты прочность балки растёт пропорционально h²; B — ширина сечения; a — защитный слой бетона. Служит для защиты арматуры от воздействия внешней среды; s — шаг поперечной арматуры. Арматура (2), устанавливаемая в растянутую зону, служит для упрочнения бетона, который в силу своих свойств быстро разрушается при растяжении. Арматура (1) в сжатую зону устанавливается обычно без расчёта (из необходимости приварить к ней поперечную арматуру), в редких случаях верхняя арматура упрочняет сжатую зону бетона. Растянутая арматура и сжатая зона бетона (и иногда сжатая арматура) обеспечивают прочность элемента по нормальным сечениям (см. рисунок-3). Рисунок-3 (разрушение ж/б элемента по нормальным сечениям) Поперечная арматура (3) служит для обеспечения прочности наклонных сечений (см. рисунок-4) Рисунок-4(разрушение ж/б элемента по наклонных сечениям ) Рапределительная арматура (4) имеет конструктивное назначение. При бетонировании она связывает арматуру в каркас. | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 6 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
| Разрушение элемента в обоих случаях наступает вследствие разрушения бетона растягивающими напряжениями. Арматура устанавливается в направлении действия растягивающих напряжений для упрочнения элемента. Небольшие по высоте балки и плиты (до 150 мм) допускается проектировать без установки верхней и поперечной арматуры. Плиты армируются по такому же принципу как и балки, только ширина B в случае плиты значительно превышает высоту H, продольных стержней (1 и 2) больше, они равномерно распределены по всей ширине сечения. Кроме расчёта на прочность для балок и плит выполняется расчёт на жёсткость (нормируется прогиб в середине пролета при действии нагрузки) и трещиностойкость (нормируется ширина раскрытия трещин в растянутой зоне). [править] Сжатые элементы (колонны) При сжатии длинного элемента для него характерна потеря устойчивости (см. рисунок). При этом характер работы сжатого элемента нескольно напоминает работу изгибаемого элемента, однако в большинстве случаев растянутой зоны в элементе не возникает. Если изгиб сжатого элемента значителен, то он рассчитывается как внецентренно сжатый. Конструкция внецентренно сжатой колонны сходна с центрально сжатой, но в сущности эти элементы работают (и рассчитываются) по-разному. Также элемент будет внецентренно сжат, если кроме вертикальной силы на него будет действовать значительная горизонтальная сила (например ветер, давление грунта на подпорную стенку). Типичное армирование колонны представлено на рисунке. Рисунок-5 (работа и армирование сжатой колонны) 1 — продольная арматура 2 — поперечная арматура | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 7 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
| В сжатом элементе вся продольная арматура (1) сжата, она воспринимает сжатие наряду с бетоном. Поперечная арматура (2) обеспечивает устойчивость арматурных стержней, предотвращает их выпучивание. Центрально сжатые колонны проектируются квадратного сечения. Массивными считаются колонны минимальная сторона сечения которых более или равна 400 мм. Массивные сечения обладают способностью к наращиванию прочности бетона длительное время, т.е. с учетом возможного увеличения нагрузок в дальнейшем (и даже возникновения угрозы прогрессирующего разрушения - террористические атаки, взрывы и т.д.) - они имеют преимущество перед колоннами немассивными. Т.о. сиюминутная экономия сегодня не имеет смысла в дальнейшем и кроме этого малые сечения нетехнологичны при изготовлении. Необходим баланс между экономией, массой конструкции и т.н. жизнеутверждающим строительством | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 8 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
| 3. Приведите методику сбора нагрузок на ленточный фундамент, укажите последовательность расчета железобетонных сборных ленточных фундаментов под несущие стены, укажите армирования и конструктивные требования. Ленточный фундамент – это жесткая неразрывная конструкция, образующая замкнутый контур (ленту) и проложенная под всеми несущими стенами будущего дома. Ленточный фундамент наиболее распространенный тип фундамента, он может использоваться для строительства любых типов зданий – каменных, монолитных бетонных, кирпичных, деревянных, каркасных. Рисунок-6 (ленточный фундамент) Подсчет нагрузки на фундамент проводится на основании проектного задания, в котором имеются все основные размеры здания и конструктивных элементов выше фундамента. Для подсчета нагрузок выделяют один погонный метр длины фундамента и определяют грузовую площадь, с которой будет собираться нагрузка на фундамент. Все нагрузки суммируются до обреза фундамента с установлением их направления и точки приложения. После этого выбирается конструкция фундамента, находятся дополнительные нагрузки, расположенные выше подошвы фундамента: собственный вес фундамента, вес грунта, расположенного на уступах фундамента, боковое давление земли (в подвальных помещениях). Расчет проводится: 1) по постоянные нормативные нагрузки: покрытия, чердачные перекрытия с утеплителем, межэтажные перекрытия, перегородки, вес парапета, кирпичная кладка, вес плиты лоджии 2) Временные нормативные нагрузки: на 1 м2проекции кровли от снега, на 1 м2 проекции чердачного перекрытия, на 1 м2 проекции межэтажного перекрытия. | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 9 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
| Армирование фундамента Армирование фундамента производится при помощи арматуры. Которая делится по: 1-диаметру(6-80мм),2-класс прочности, 3-тип периодического профиля Рисунок-7 (Основные типы периодического профиля) а - кольцевой; б - серповидный двусторонний; в - серповидный четырехсторонний Правила армирования фундаментов При армировании фундаментов соблюдаются требования к армированию бетонных конструкций: Защитный слой бетона верхней сетки должен быть не менее величины диаметра арматуры сетки; Защитный слой бетона нижней сетки армирования прнимается 70 мм; Ячея сетки армирования фундамента как правило 200х200 мм. Сетка может быть как сварная, так и вязаная. Расчет армирования ленточного фундамента Рассмотрим ситуацию когда требуется выполнить рассчет армирования ленточного фундамента мелкого заложения. Это необходимо при условии b больше h. Продольное армирование принимаем конструктивно из условия минимального диаметра арматуры для фундаментов, то-есть 12 мм с шагом 200. Поперечное армирование зависит от изгибающего момента в сечении подушки фундамента. Момент равен Q * b * b /2, где Q - давление грунта на подушку фундамента. Определение диаметра арматуры происходит из расчета плиты подушки на действие изгибающего момента. При этом шаг армирования принимается не более 200 мм. | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 10 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
| Дополнительно, выполняют рассчет подушки фундамента на продавливание стеной. При необходимости, призма продавливания усиливается вертикальными арматурными сетками. Нужно учитывать прогиб краев подушки фундамента относительно центра. Это явление создает неравномерность давления фундамента на грунт от центра к краям. При значительной ширине подушки, это может существенно уменьшить эффективность ленточного фундамента. Если арматуры максимального профиля недостаточно, увеличивают толщину подушки фундамента и выполняют расчет армирования заново. При этом нужно учитывать что при утолщении подушки широкого фундамента, сильно увеличивается объем бетона. Стоимость фундамента может сильно увеличиться. Возможно, выгоднее будет использовать другой тип фундамента в этих условиях. По конструктивной схеме фундаменты подразделяют: ленточные (под стены или ряд отдельных опор); столбчатые (под легкие стены, под колонны, при глубине залегания подходящего грунта основания ниже 2 м); сплошные - под всей площадью здания (при слабых неоднородных грунтах основания, для создания водонепроницаемой защиты подвалов, во влажных грунтах с высоким уровнем стояния грунтовых вод). | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 11 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
Литература 1. М.В. Берлинов. Примеры расчета оснований и фундаментов.- М.: Стройиздат, 1986 г. 2. В.И. Сетков, Е.П. Сербин. - Строительные конструкции. Расчет и проектирование. -М.: ИНФРА-М, 2005 3. Р.Л. Маилян , Д.Р. Маилян, Ю.А. Веселев Строительные конструкции.: Феникс, 2005 4. Берлинов М.В., Ягупов Б.А. Строительные конструкции. – М.: Агропромиздат, 1990.-431 с 5. Павлова А.И. Сборник задач по строительным конструкциям.- М.: ИНФРА-М, 2005. – 149 с 6. Строительные конструкции. Металлические конструкции, основания и фундаменты: Учебное пособие/ Е.Ю. Давыдов, М.И. Никитенко, Л.Д. Шайтаров. – Мн.: УП «Технопринт», 2005 7. Попов Н.Н., Чарыев М.В. Железобетонные и каменные конструкции.-М.: Высшая школа, 1996. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. СНБ 5.05.01-2000. Деревянные конструкции. СНБ 5.03.01-02. Бетонные и железобетонные конструкции. СНБ 5.01.01-99 Основания зданий и сооружений. | ||||||
| | | | | | 2-70 02 01-10 | Лист |
| | | | | | 12 | |
| Изм | Лист | № докум | Подпись | Дата | ||
Учреждение образование ''Гомельский государственный дорожно-строительный колледж имени Ленинского комсомола Белоруссии’’
Специальность 2-70 02 01
Цикловая комиссия председателей цикла ПГС
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
по дисциплине Строительные конструкции
Вариант № 3__
Учащегося: Кацуба С.П.__
Группа ЗПГС-51_
Шифр 485
Руководитель: Книжникова В.А.
Гомель 2010
