Drevmaster18.ru

ДревМастер
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ОСНОВЫ МЕТОДОВ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ОСНОВЫ МЕТОДОВ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В результате изучения данной главы студент должен:

знать

  • • виды внешних нагрузок;
  • • расчетные сопротивления основных конструкционных строительных материалов;
  • • основные понятия о статике и динамике, выносливости и усталости строительных конструкций;
  • • основы методов расчета каменных, армокаменных, бетонных, железобетонных, металлических и деревянных конструкций;
  • находить нормальные и касательные напряжения, главные напряжения в сечениях строительных конструкций;
  • • определять деформации и перемещения сечений строительных конструкций;
  • • определять размеры поперечных сечений для безопасной эксплуатации конструкций;
  • • определять частоты собственных колебаний стержней;
  • • грамотно составлять расчетные схемы;
  • • применять теоретические положения сопротивления материалов к расчету реальных строительных конструкций;

владеть

  • • основами методов расчета элементов строительных конструкций на прочность, жесткость и устойчивость;
  • • практическими методами расчета на сжатие, внецентренное сжатие, смятие, сдвиг, кручение, изгиб, устойчивость;
  • • навыками оформления результатов расчета;
  • • методикой теплотехнического и звукоизоляционного расчетов элементов зданий.

Расчет несущей способности грунта

Определение несущей способности грунта – это достаточно трудоемкий процесс, который можно выполнить подручными средствами (вручную/онлайн) или же воспользоваться услугами геолого-геодезических агенств. Если вы хотите сэкономить и выполнить расчет самостоятельно – KALK.PRO поможет вам в этом нелегком деле!

Мы предлагаем вам воспользоваться нашим удобным онлайн-калькулятором расчета сопротивления грунта на сжатие/сдвиг. По окончанию вычисления вы получите значение расчетного сопротивления в четырех разных единицах измерения (кПа, kH/m 2 , тс/м 2 , кгс/см 2 ). Для того чтобы получить результат расчета, вам необходимо заполнить несколько полей:

  • Тип расчета. На основании лабораторных испытаний или при неизвестных характеристиках грунта.
  • Характеристики грунта. Тип, коэффициент пористости и показатель текучести, а также осредненное расчетное значение удельного веса грунтов.
  • Параметры фундамента. Ширина основания и глубина заложения.

Последние две характеристики грунта определяются только для глинистых грунтов.

Калькулятор расчетного сопротивления грунта основания

Для начала нам необходимо выбрать тип расчета. Первый вариант подразумевает, что вы получите отдадите образец грунта в специализированную лабораторию на исследование. Данный способ занимает большое количество времени и средств. Поэтому если у вас не сложный участок и вы уверены, что сможете сделать все своими силами, мы предлагаем воспользоваться вторым вариантом и выполнить расчет на основании табличных данных.

Классификация грунтов

Следующий этап работ связан с определением типа грунта. Согласно СНиП 11-15—74, все виды грунтов делятся на две основные группы:

Первые, представлены горными породами, метаморфического или гранитного происхождения. Встречаются в горных областях и в местах выхода основания тектонической платформы на поверхность (щиты). В нашей стране это территория Карелии и Мурманской области. Горные системы Урала, Кавказа, Алтая, Камчатки, плоскогорья Сибири и Дальнего Востока.

Сопротивление скальных грунтов настолько высоко, что вы можете не производить никаких предварительных расчетов.

Нескальные грунты встречаются повсеместно на равнинах. Они подразделяются на несколько видов, а те в свою очередь на фракции:

Как определить тип грунта самостоятельно?

Существует простой дедовский способ определения типа грунта, которым пользовались ваши родители и родители ваших родителей – он заключается в выявлении физико-механических свойств породы.

Для этого необходимо провести отбор проб почвы в крайних точках и в середине участка. Выкопайте ямы на глубину, предполагаемого уровня заложения фундамента и возьмите образецы грунта с каждой контрольной точки.

Подготовьте рабочую поверхность, для того чтобы провести научный эксперимент.

  • Намочите почву до состояния, когда из нее можно будет сформировать шар.
  • Попробуйте раскатать шар в продолговатое тело (шнур).
    • Если у вас не получилось этого сделать, то перед вами песчаная почва.
    • Если немного схватывается, но все равно разрушается – это супесь.
    • Если шнур удается свернуть в кольцо, но наблюдаются разрывы/трещины – это суглинок.
    • Если кольцо замкнулось, а тело осталось невредимым – это глина.

Для наглядности можно посмотреть иллюстрацию ниже:

Если вам не удалось ничего сделать из образца грунта, то для вас расчет несущей способности песчаного грунта закончился. Выберите соответствующий пункт в калькуляторе и нажмите «Рассчитать«.

Нормативное сопротивление

  1. Параметр отражает показатель материала по сжатию (сжатие бетонной призмы по оси при испытаниях) Rbn и Rbtn по растяжению;
  2. Значения для максимально нагруженных состояний 1-го состава Rb, Rbt и 2-го состава Rb,ser, Rbt,ser вычисляются методом деления этих параметров согласно ГОСТ на прикрепленные коэффициенты надежности – соответственно gbc и gbt;
  3. Значение по ГОСТ Rbn, зависящие от класса по прочности на сжатие;
  4. Установленное значение Rbtn при неконтролируемой прочности материала определяется по классу прочности, и воспринимается как обеспеченная прочность при растяжении;
  5. Согласно п.2 параметры 1-го типа Rb и Rbt могут изменяться. Для этого Rb и Rbt умножаются на параметр gbi;
  6. Параметры 2-го типа Rb,ser и Rbt,ser зависят от показателя gbi, и при нормальной нагруженности материала в 1,0. Для некоторых легких бетонов используются и другие показатели Rb,ser и Rbt,ser по согласованию с проектировщиками;
  7. Первоначальный модуль упругости Eb определяется по таблице ниже. Если бетонный объект эксплуатируется в климатическом регионе IVА, и не обеспечен защитой от УФ излучения, то параметры Eb умножаются на 0,85.
Читать еще:  Кладка в два кирпича схема
Тип сопротивленияRb,n и Rbt,n согласно ГОСТ, и Rb,ser и Rbt,ser (Мпа)
B 10B 15B 20B 25B 30B 35B 40B 45B 50B 55B 60
Сжатие по оси Rb,m и Rb,ser7,5111518,5022,025,5029323639,5043
Растяжение по оси Rbt,r и Rbt,ser0,85111,351,551,751,95292,252,452,2,75

Структура бетона

В таблице указано расчетное сопротивление бетона осевому сжатию по СП 52-101-2003

Тип сопротивленияСопротивление согласно ГОСТ Rb и Rbt,и Rb,ser и Rbt,ser (Мпа)
B 10B 15B 20B 25B 30B 35B 40B 45B 50B 55
Сжатие по оси Rb68,511,514,51719,5222527,530
Растяжение по оси Rbt0,560,750,91,0501,151,301,401,501,601,70

Сопротивление по ГОСТ или СП зависит от прочности испытываемых образцов (кубиковая нормативная прочность).

Rb и Rbt для осевых растяжений при определении класса бетона устанавливается с зависимостью от прочности согласно ГОСТ испытываемых образцов типов бетона с контролем приготовления раствора. Нормативная кубиковая и призменная прочность на сжатие и на растяжение имеют определенное соотношение, устанавливаемое при стандартных испытаниях бетонных образцов.

Требования к автоклавному бетону

Рассчитывая класс бетона по прочности на растяжение по осям, стандартные значения Rb и Rbt берутся как свойство класса, выраженное в цифрах, которые идут после символа «B». Определяющие свойства деформаций бетона — это:

  • Максимальные относительные деформации при сжатии-растяжении по осям: Ɛbo,n и Ɛbto,n;
  • Первоначальный модуль упругости Eb,n;

Дополнительные свойства деформаций бетона:

  • Первичный коэффициент поперечных деформаций «v»;
  • Сдвиг по модулю «G»;
  • Коэффициент температурных деформаций αbt;
  • Деформации, зависящие от свойств ползучести раствора Ɛсг;
  • Деформации, зависящие от усадки материала εshr.

Характеристики деформаций определяются, исходя из класса и марки, плотности и технологических показателей бетона. Механические показатели бетона для напряженного состояния по одной оси в общих случаях характеризуются диаграммой деформирования материала, отражающей зависимость напряжений Σb,nbt,n) и относительных продольных деформаций Εb,nbt,n) бетона в растянутом или сжатом состоянии при импульсном приложении нагрузки.

Виды деформаций

При расчетах прочности бетонных конструкций основные характеристики, влияющие на конечный результат – это окончательное и фактическое сопротивление бетона Rb и Rbt. Характеристики прочности, полученные в результате вычислений, рассчитываются как стандартные сопротивления материала Rb,m и Rb,ser, а также Rbt,r и Rbt,ser, поделенные на gbc и gbt и. Показания gbc и gbt зависят от типа бетона, просчитанных свойств материала, предельных состояний при различных нагрузка, но должны не выходить за следующие рамки:

Для коэффициента gbc:

  1. 1,3 — для максимальных и минимальных нагрузок 1-го состава бетона;
  2. 1,0 — для максимальных и минимальных нагрузок 2-го состава;

Для коэффициента gbt:

  1. 1,5 — для максимальных и минимальных нагрузок 1-го состава при определении класса на сжатие по осям;
  2. 1,3 – для максимальных и минимальных нагрузок 1-го состава при определении класса на растяжение по осям;
  3. 1,0 — для максимальных и минимальных нагрузок 2-го состава бетона.

Для максимальных и минимальных нагрузок 1-го и 2-го состава показатели деформаций материала берутся из их значений, указанных в ГОСТ и СНиП. Также при вычислении значений R свойства нагрузок, влияние атмосферных осадков, температуры, напряженности материала и конструкции из бетона корректируются коэффициентами условий эксплуатации конструкции γbi, и отражаются на расчетных деформационных и прочностных параметрах строительного материала.

Диаграммы деформаций конструкций из бетона вычерчиваются, опираясь на метод замены стандартных показателей на расчетные параметры.

Диаграммы деформаций

Характеристики прочности при двухосном или трехосном приложении напряжений определяются по типу и классу бетона, исходя из связи между максимальными и минимальными значениями напряже­ний, приложенных в 2-х или 3-х перпендикулярах. Деформирование бетонного объекта вычисляется по плоскому или объемному приложению напряжений. Если конструкция имеет дисперсно-армированное состояние, то для нее принимаются характеристики, как для обычных бетонных или ж/б сооружений.

Читать еще:  Приспособа для кладки кирпича

При работе с фибробетоном его свойства определяются, исходя из физико-эксплуатационных характеристик смеси, также берется в расчет форма, габариты, геометрия и распределение фибр в составе, сцепление фибр с раствором. Определяющие характеристики прочности и возможности деформирования армирования — это стандартные параметры прочности и свойства деформа­ции.

Неупругие деформации

Основное определение прочности материала армирования при нагрузках на растя­жение-сжатие — это установленное ГОСТ сопротивление Rs,n, которое принимается равным показателю эксплуатационного предела текучести или такого же условного предела, который будет соответствовать окончательному удлинению или укорочению, принимаемому как 0,2%. Также ограничение Rs,n происходит по показателям, соответствующим деформирующим нагрузкам, которые равны максимальным показателям деформации бетона вокруг сжатой арматуры при укорочении.

Обследование технического состояния стен производственного здания в связи с наличием вертикальных трещин

Содержание

  1. Конструкция наружных и внутренних стен
  2. Классификация дефектов кирпичной кладки, выявленных при обследовании
  3. Стены кирпичные
  4. Перегородки кирпичные
  5. Обследование колонн здания
  6. Классификация дефектов, выявленных при обследовании
  7. Заключение по результатам инструментального обследования

Конструкция наружных и внутренних стен

Стены здания — кирпичные. Наружные продольные стены, толщиной 380мм, перевязаны с пилястрами. Поперечная стена по оси А/В-4, толщиной 380мм.

Наружное оформление (наличие штукатурки, облицовка плитками, кладка в пустошовку, кладка с расшивкой швов и пр.)

  • Кирпичная кладка с расшивкой швов.
  • Цоколь оштукатурен.

Материалы стен, столбцов, качество бетона, металла и т.п. (горизонтальность рядов кладки, толщина швов, полнота заполнения швов раствором. Тщательность перевязки рядов кладки, однородность бетона и отсутствие его сортировки, связь инертного заполнителя с цементным камнем и т.п.)

  • Кирпич керамический (цоколь, карниз)
  • Кирпич силикатный (стены)
  • Раствор ц/п.

Перемычки

Общее состояние стен по их наружному виду

В соответствии с СП 13-102-2003 техническое состояние пилястр, соответствует ограниченно — работоспособному состоянию.

Показатели прочности кирпичной кладки.

  • Прочность цементно-песчаного раствора – 5,3 МПа, что соответствует марке М50.
  • Прочность силикатного кирпича –7.2 МПа, что соответствует марке М50.
  • Расчётное сопротивление кладки из глиняного кирпича сжатию по СНиП II-22-81* равно 10кгс/см2.

Классификация дефектов кирпичной кладки, выявленных при обследовании

1. В стенах здания зафиксированы деформационные трещины. По характеру распространения трещин установлено:

  • Трещины расположены в месте заделки железобетонных стропильных балок в кладку и металлических перемычек (рядовых и длинной более 2-х метров), имеют дугообразную форму в месте заделки перемычек и распространены в вертикальном и диагональном направлении над оконными проёмами. Длина трещин — более 60см. Причина появления трещин — температурные деформации. (рис 11 а)
  • Отдельные трещины в кладке, длиной 15-18см, возникающие вследствие перегрузки конструкций постоянными, временными и особыми (случайными) нагрузками (рис. 9 а)
  • Вертикальные трещины, длиной ½ высоты стены, с наибольшим раскрытием в верхней части, в месте пересечения продольных и поперечных несущих стен. Причина появления трещин — разная величина вертикальных перемещений стен из однородных материалов, в местах сопряжения разнонагруженных стен. Сквозные вертикальные осадочные трещины в продольных стенах с расположением по одной оси. Длина трещин по цоколю и, далее, на всю высоту здания. Трещины, в пересечении несущих стен и в продольных стенах, нарушают пространственную жёсткость, и разделяют здания на несколько отдельных объёмов.

Рис. 9. Степень повреждения вертикальными трещинами каменных и армокаменных конструкций

а — отдельные трещины, длиной 15-18 см; б — трещины через 25-30 см, длиной 30-35 см; в — трещины через 20-25 см, длиной 60-65 см; г — трещины через 15-20 см, длиной, более 65 см

Рис. 11. Напряженное состояние ( s у ) и повреждения кладки опор перемычек и балок при изгибе ( g ) и внецентренном сжатии (е)

а — при заделке в кладку; б — то же, при опирании

Рис. 12. Образование трещин сдвига (среза) d т в стенах

а — в местах сопряжения разнонагруженных (разнодеформируемых) стен; б — в местах нависания кладки (а); t — касательные; — нормальные напряжения

2. Вследствие наличия деформационных трещин от горизонтальных и вертикальных температурных и осадочных деформаций, несущая способность стен и пространственная жёсткость коробки здания снижена. Необходимо предусмотреть усиление стен стальными обоймами, а также проведением противоаварийных мероприятий, путём стягивания коробки здания в уровне перекрытий стальными тяжами (по обе стороны от стропильных балок), с заделкой в стены (см. Приложение №1)

Читать еще:  Кирпич баварская кладка

3. В соответствии с СП 13-102-2003 техническое состояние стен соответствует — ограниченно-работоспособному состоянию.

Физический износ стен в соответствии с ВСН 53-86(р) соответствует 50%.

Физический износ перегородок в соответствии с ВСН 53-86(р) соответствует 40%.

Выписка из ВСН 53-86(р) «Правила оценки физического износа зданий»

РАСЧЕТ СТРОПИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

1) Общие положения
Расчет деревянных элементов стропильной системы проведен в соответствии с СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» [3].
Проверено выполнение следующих требований СП 64.13330.2011 [3]:

(расчет по первой группе предельных состояний: п.6.17 [3])

где сигма max– максимальное нормальное напряжение в опасном сечении балки;
Rс – расчетное сопротивление древесины при сжатии.

  • f ≤ [f] (расчет по второй группе предельных состояний)
    где f max – максимальный прогиб стропильной ноги;

[f] – предельный прогиб стропильной ноги.

В расчетах принята древесина второго сорта со следующими прочностными и деформационными характеристиками: Rс=14 МПа; Е=1·104 МПа.

Нормативное и расчетное значения нагрузки на 1 м2 балок (gн, gр) приняты по результатам сбора нагрузок (см. соответствующий пункт). Геометрические характеристики балок (расчетный пролет lр, средняя грузовая полоса балки aср.) приняты на основе обмеров.

Геометрические характеристики сечения балок (Iy, Wy) вычислены по общим правилам Сопротивления материалов для данного профиля сечения:

– для прямоугольного сечения (черепные бруски в запас не учитывались).

Наибольшие внутренние усилия (изгибающий момент Mmax, поперечная сила Qmax) и прогиб балки fmax определены с помощью вычислительного комплекса SCAD. Предельный прогиб [f] вычислен в соответствии с Таблицей Е.1 СП 20.13330.2011 [1] и Таблицей 19 СП 64.13330.2011 <3>в зависимости от пролета балки (выбрано наименьшее значение).

Нормативное сопротивление

До 2001 года единственной характеристикой бетона указывающей на противодействие механической силе, считалась марка, обозначавшаяся буквой «М». Теперь, согласно СНиП 2.03.01 введена другая характеристика, так называемый класс прочности, обозначающаяся буквой «В». Для определения свойств железобетонных и бетонных конструкций были предложены нормативы, согласно СП 52-101-2003.

Для определения класса раствор заливают в куб с ребром 150 мм. Уплотняют его в форме и дают полностью затвердеть при температуре 18-20ºС в течение 28 суток. После этого образец поступает на испытание, и разрушается на специальном прессе. Сопротивление бетона осевой нагрузке, выраженное в МПа и является свойством, по которому определяется данная характеристика. Иногда для определения класса берется призменный образец, высота которого в четыре раза больше ребра основания.

Дополнительно образец подвергается проверке на осевое растяжение, который тоже необходимо учитывать при проведении вычислений.

При правильном определении класса не требуется делать дополнительных испытаний, поскольку они уже занесены в специализированные таблицы.

Используя эти таблицы можно, имея данные на сжатие, сразу определить показатели и на растяжение. По ним ясно видно – этот параметр для любого бетона на растяжение гораздо меньше, чем на сжатие, это обязательно учитывается при проектировании.

Эти параметры для различного класса прочности сводятся в специальную таблицу. Значения могут меняться в зависимости от условий определяемых соответствующими коэффициентами:

Из таблицы видно, что расчетное значение ниже нормативного, поскольку учитывает сторонние факторы, тип воздействия на бетонную конструкцию, возможную неоднородность материала, центр тяжести контура.

При определении противодействия бетона силовому воздействию учитывается его деформация. Для этого берется начальный параметр данной величины и делится на коэффициент, включающий в себя ползучесть, а также поперечную деформацию массива, его температурную деформацию в диапазоне -40 — +50ºС. При вычислении свойств напряженно деформированного элемента используют специальные диаграммы, демонстрирующие предельную нагрузку в зависимости от сечений и расположения детали и вида материала. Эта методика позволяет рассчитывать факторы, приводящие к появлению трещин.

График Зависимости напряжений от деформаций

При определении характеристик железобетонных конструкций применяют методику моделирования наклонных сечений. Учитывается толщина и тип арматуры, отдельно рассчитывается ее прочность.

НА ОСНОВЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ)

Приведенные в настоящем приложении расчетные характеристики допус­кается использовать только для предварительных расчетов. Для расчета конструкций, изготовленных из пластмасс определенного типа и марки, назначе­ние расчетных характеристик следует производить по указаниям приложения 1. Коэффициенты условий работы допускается применять как к расчет­ным сопротивлениям, так и к модулям упругости.

Расчетные сопротивления и расчетные модули упругости приведены в табл. 1. Коэффициенты условий работы приведены на черт. 2-.

Коэффициенты условий работы

при постоянном напряжении

1 — для полиэфирных стеклопластиков; 2 — для жестких термопластов

Таблица 1

Расчетные сопротивления и модули деформации, МРа

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector