5. Расчет элементов деревянных конструкций по придельным состояниям первой и второй групп. Нормирование расчетных сопротивлений материалов для конструкций из дерева и пластмассы.

Первая группа предельных состояний характеризуется потерей несущей способности и полной непригодностью к дальнейшей эксплуатации и является наиболее ответственной. В конструкциях из дерева и пластмасс могут возникать следующие предельные состояния первой группы: разрушение, потеря устойчивости, опрокидывание, недопустимая ползучесть. Условие: σ<=R, т.е. когда нормальные напряжения или скалывающие не превышают некоторой предельной величины – расчетного сопротивления R.

Вторая группа характеризуется такими признаками, при которых эксплуатация конструкций или сооружения хотя и затруднена, но полностью не исключена, т.к. конструкция становится непригодной только к нормальной эксплуатации. Пригодность к нормальной эксплуатации обычно определяется по пригибам: f/l<={f/l}. Основной характеристикой по которой оценивается их способность сопротивляться силовым воздействиям, явл нормативное сопротивление, установленное в результате испытаний с обеспеченностью 0,95. Расчетное сопротивление материала получают путем деления нормативного сопротивления на коэффициент безопасности по материалу. (рассказать про коэффициенты условий работы). Нормативные и расчетные сопротивления характеризуют прочность.

К пластмассам относятся многочисленные материалы, объединенные по одному общему признаку, - их основой является синтетический полимер. К конструкционным пластмассам относятся те, которые по сочетанию присущих им эксплуатационных свойств могут быть использованы в нес элементах конструкций. Достоинства их: высокая прочночть, небольшая плотность, химическая стойкость, биостойкость, простота формообразования, высокие изоляционные свойствав и др. Недостатки: невысокий модуль упругости (пластмассы более деформативны), ползучесть и падение прочночти при длительных нагрузках, сгораемость и др.

Экзаменационный билет № 4

1. Условия расчета оснований по I группе предельных состояний.

Расчет оснований по несущей способности должен производиться в случаях:

1) если на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки, (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций) в том числе сейсмические.

2) Сооружение расположено на откосе или вблизи откоса.

3) Если основание сложено медленно уплотняющимися водонасыщенными пылевато-глинистыми и биогенными грунтами.

4) Основание сложено скальными грунтами.

Цель расчета - обеспечение прочности и устойчивости оснований, недопущение сдвига фундамента на подошве и его опрокидывания. Условие расчета:

F - расчетная нагрузка на основание. F_u-сила предельного сопротивления основания.

- коэффициент условия работы и надежности.

2. Методы искусственного закрепления грунтов и создание противофильтрационных завес.

Закрепление грунтов производится в целях повышения их прочности, в результате которых повышается прочность грунта; он стано­вится неразмываемым, а в не­которых случаях и водонепро­ницаемым.

Закрепление грунтов при­меняют при создании вокруг разрабатываемых выемок водонепроницаемых завес или повышения несущей способ­ности грунтовых оснований. В зависимости от физико-меха­нических свойств грунта, его состояния, требуемой степени и назначения закрепления применяют замораживание, цементацию, битумизацию, химический, термический, электрический, электрохими­ческий и другие способы искусственного закрепления грунтов.

Замораживание грунтов применяют в сильно водонасыщенных грунтах (плывунах) при разработке глубоких выемок. Для этого по периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенных между собой трубопроводом, по которому нагнетают специальную жидкость — рассол (растворы солей с низкой темпе­ратурой замерзания), охлажденный холодильной установкой до —20... —25°С (рис. 5.8). Рассол в холодильной установке охлаждают так называемыми хладоагентами — аммиак, реже углекислота (ди­оксид углерода).

Охлаждающие иглы состоят из наружных труб, закрытых и заостренных снизу, и внутренних, вставленных в них коаксиально и открытых снизу. Рассол поступает во внутреннюю трубу, а в нижней части колонки переходит в наружную трубу, по которой поднимается вверх, после чего направляется к следующей колонке. Окружающий грунт замерзает концентрическими цилиндрами с постепенно увеличивающимися диаметрами. Эти цилиндры смер­заются в сплошную стенку мерзлого грунта, которая выполняет функцию конструкции ограждения временной выемки. Расстояние между колонками зависит от гидрогеологических и температурных условий производства работ, глубины выемки и назначается в среднем от 1,5 до 3 м.

Цементация и битумизация заключаются в инъецирований со­ответственно цементного раствора или разогретых битумов. Их применяют для пористых грунтов с высоким коэффициентом филь­трации, а также трещиноватых скальных пород. Химическим способом за­крепляют песчаные и лёссо­вые грунты посредством нагнетания в них через инъ-екторы химических раство­ров. Химический способ может быть двух- и одно растворный.

Двухрастворное закрепле­ние заключается в последова­тельном нагнетании в грунт сначала водного раствора си­ликата натрия Na2SiO3, а за­тем хлористого кальция СаСl. Растворы вступают в реакцию и образуют гель кремниевой кислоты, который обволаки­вает зерна грунта и, твердея, связывает их в монолит. Этот способ применяют в достаточно хорошо дренирующих грунтах (коэффициент фильтрации >2 м/сут). При этом прочность грунта достигает 1,5...3 МПа.

Однорастворное закрепление (смесь силиката натрия и отвердителя) применяют для слабо дренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,3 м/сут. Прочность закрепленного грунта со­ставляет 0,3...0,6 МПа.

Раствор при химическом закреплении нагнетают специальными трубами —инъекторами.

Термическое закрепление применяют для лёссовых грунтов. Оно реализуется в результате обжига раскаленными газами, нагнетаемы­ми через скважину в поры грунта. Газы образуются при сжигании жидкого или газообразного топлива, подаваемого в толщу грунта вместе с воздухом через жаропрочные трубы в заранее пробуренную скважину.

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Заключается он в использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5... 1 В/см и плотностью 1...5 А/м². При этом глина осушается, сильно уплотняется и теряет способность к пучению.