🗊Презентация Классификация строительных конструкций

ОСНОВЫ РАСЧЕТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Лекция 2

Классификация строительных конструкций По геометрическому признаку: Массив – конструкция, у которой все размеры одного порядка. Например, размеры столбчатого фундамента: a = 1,8 м, b = 1,2 м, h = 1,5 м. Брус – элемент, у которого два размера во много раз меньше третьего: b << l, h << l. Например, размеры железобетонной балки: a = 20 см, h = 40 см, l = 600 см. Плита – элемент, у которого один размер во много раз меньше двух других: h << a, h << l. Например, размеры железобетонной плиты: h = 4 см, a = 150 см, l = 600 см. Оболочки – элемент, по соотношению размеров аналогичный плите, но имеющий криволинейное очертание. Стержневые системы – геометрически неизменяемые системы стержней, соединенных между собой шарнирно или жестко (стропильные фермы).

Классификация строительных конструкций По напряженно-деформированному состоянию: Простейшие – осевое сжатие и осевое растяжение (две противоположно направленные силы действуют вдоль нейтральной оси элемента), сдвиг (две противоположно направленные силы действуют поперек нейтральной оси элемента). Простые – поперечный изгиб (сила действует поперек нейтральной оси элемента), продольный изгиб (сила действует вдоль нейтральной оси элемента). Сложные – внецентренное сжатие и внецентренное растяжение (сила действует вдоль нейтральной оси элемента, но с эксцентриситетом), продольный изгиб с поперечным (одна сила действует вдоль нейтральной оси элемента, другая – поперек).

Материалы для строительных конструкций Выбор материалов для несущих конструкций зависит от многих условий: капитальности, долговечности, экономичности конструкции. В строительной практике за определенными видами конструкций давно закрепились наиболее подходящие материалы. Сталь, железобетон, древесину можно использовать для сжатых и изгибаемых конструкций (колонны и балки), а камень (кирпич) широко используется для столбов, но практически не используется в качестве изгибаемых конструкций. Далеко не все материалы можно применять для растянутых элементов.

Материалы для строительных конструкций Сталь широко используется для строительства высотных и большепролетных зданий и сооружений, а также при тяжелых и подвижных нагрузках в цехах промышленных зданий. В металлических конструкциях применяются: прокатная сталь – более 95%, отливки из стали и серого чугуна – менее 1%, алюминиевые сплавы – менее 5%. Сортамент прокатной стали обширен и разнообразен, но в строительстве преимущественно используются равнополочные уголки, двутавры и швеллеры. Существующие строительные нормы предусматривают применение тринадцати марок сталей – от С235 до С590. Наиболее распространенными являются марки С235, С245, С285 и С345.

Материалы для строительных конструкций Железобетон, особенно сборный, имеет широкое распространение в строительной практике. Используется для разных видов конструкций – балок, ферм, колонн, плит и панелей. Является самым распространенным материалом для изготовления практически всех видов фундаментов. Исходными материалами являются бетон и арматура. Применяется 19 классов бетона, 7 классов стержневой арматуры и 5 классов – проволочной.

Материалы для строительных конструкций Кирпич (камень) имеет преимущества перед другими материалами потому, что является одновременно несущим и теплоизоляционным материалом, а также удовлетворяет требованиям пожарной безопасности, капитальности и простоты возведения. Строительные нормы рекомендуют 19 марок кирпича и 8 марок раствора. В большинстве зданий и сооружений используются марки кирпича 50, 75, 100, 125 и раствора 50, 75, 100.

Материалы для строительных конструкций Древесина является древнейшим строительным материалом и имеет ряд ценных свойств: простота заготовки и обработки, высокие теплотехнические свойства, высокая стойкость к большинству видов химической агрессии, возможность склеивания маломерных досок и фанеры. Строительные нормы предусматривают применение разных пород древесины (сосна, лиственница, береза) и 3 сорта древесины для несущих конструкций и их частей.

Нормативные и расчетные значения Нормативное сопротивление материала представляет собой основной параметр сопротивления материалов внешним воздействиям и устанавливается соответствующими главами строительных норм (с учетом условий контроля и статистической изменчивости сопротивлений). Физический смысл нормативного сопротивления – это контрольная или браковочная характеристика сопротивления материала с обеспеченностью не менее 0,95. Расчетное сопротивление материала определяется по формуле:

Нормативные и расчетные значения Вводится коэффициент надежности по материалу , учитывающий возможные отклонения сопротивления материала в неблагоприятную сторону от нормативных значений: Коэффициент надежности по материалу учитывает несоответствие фактической работы материала в конструкциях и его работы при испытании в образцах, а также возможность попадания в конструкции материала со свойствами ниже установленных. Расчетные сопротивления в расчетах принимаются с коэффициентом условий работы , который учитывает особенности работы, если эти особенности имеют систематический характер, но не отражаются в расчетах прямым путем (учет температуры, влажности, агрессивности среды, приближенности расчетных схем).

Нормативные и расчетные значения Нормативные и расчетные значения нагрузок также устанавливаются с учетом изменчивости их величин или невозможности их определения с абсолютной точностью. Нормативная нагрузка рассчитывается по проектным размерам конструкций или принимается в соответствии c СП «Нагрузки и воздействия». Расчетная нагрузка определяется умножением нормативной на коэффициент надежности по нагрузке , учитывающий возможные отклонения нагрузок в неблагоприятную сторону от нормативных значений. Нормы учитывают также возможные последствия от аварий при помощи коэффициента надежности по ответственности . Коэффициент надежности по ответственности учитывает экономические, социальные и экологические последствия, которые могут возникать в результате аварий. Большинство зданий массового строительства относятся к классу КС-2 с нормальным уровнем ответственности, для которого установленное значение коэффициента надежности по ответственности равно 1,0.

нагрузки Нагрузки подразделяются на объемные и поверхностные. Объемные прикладываются к каждой частице конструкции (тела), к ним относятся силы притяжения (гравитации) и силы инерции; поверхностные воздействуют в местах поверхности контакта при сопряжении конструкций между собой или их частей и в местах контакта машин, механизмов с конструкциями. Силы притяжения земли, приложенные к телу, называются его весом.

нагрузки Поверхностные нагрузки возникают в месте опирания (соединения) различных конструкций и считаются: Сосредоточенными, если площадь контакта невелика (например, при опирании балки на стену, колонну); Распределенными, если передача нагрузка осуществляется по линии или площади. Такие нагрузки называют соответственно распределенными по длине или погонными (например, при опирании политы на балку или стену) и распределенными по площади (например, при опирании фундамента на грунт).

нагрузки Нагрузки могут быть приложены неравномерно (например, снеговые), могут быть подвижными (например, от мостовых кранов). С точки зрения характера воздействия нагрузки могут быть статическими и динамическими. Статические нагрузки прикладываются постепенно или плавно (без ускорения) от начала до конечного значения, а динамические – с ускорением или ударно. В зависимости от продолжительности действия нагрузки подразделяются на постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые). Постоянными являются нагрузки, которые при строительстве и эксплуатации сооружения действуют постоянно. Временными являются нагрузки, которые в отдельные периоды строительства и эксплуатации могут отсутствовать.

нагрузки К постоянным нагрузкам относятся: Вес частей зданий и сооружений, в том числе, несущих и ограждающих конструкций; Вес и давление грунтов (насыпей, засыпок); Воздействие предварительного напряжения в конструкциях.

нагрузки К временным длительным нагрузкам относятся: Вес временных перегородок; Вес стационарного оборудования; Нагрузки на перекрытия в складских помещениях, холодильниках, зернохранилищах, архивах, библиотеках и подсобных зданиях и помещениях; Нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий с пониженными нормативными значениями; Снеговые нагрузки с пониженным нормативным значением.

нагрузки К кратковременным нагрузкам относятся: Нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий с полными нормативными значениями Снеговые нагрузки с полным нормативным значением Нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (мостовых и подвесных кранов, тельферов, погрузчиков) Нагрузки, возникающие при изготовлении, перевозве и возведении конструкций, при монтаже и перестановке оборудования, а также нагрузки от временно складируемых изделий и материалов, нагрузки от веса насыпного грунта Ветровые нагрузки Температурные и климатические воздействия.

нагрузки К особым нагрузкам относятся: Сейсмические и взрывные воздействия Нагрузки, вызываемые резким нарушением технологического процесса Воздействия неравномерных деформаций, сопровождающиеся изменением структуры грунта, воздействия деформации земной поверхности в районах влияния горных выработок и в карстовых районах.

нагрузки Нагрузки действуют не отдельно, а в сочетании друг с другом. Нормы предписывают учитывать совместное действие нагрузок, при этом в зависимости от их состава должны различаться: Основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок; 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 или более, они домножаются на коэффициент 0,9. При особом сочетании кратковременные нагрузки принимаются с коэффициентом 0,8, особые без снижения, длительные – с коэффициентом 0,95.