Задачі для самостійного розв"язування, які подаються студентом разом з конспектом самостійно опрацьованих тем перед іспитом

Задача №3.

Проектування елементів кам’яних і армокам’яних конструкцій.

3.1 Запроектувати центрально стиснутий елемент кам’яних конструкцій за наступними даними :

1. Розрахункова поздовжня сила N (кН) – по даних таблиці 10.

2. Марка цегли глиняної звичайної пластичного пресування – по даних таблиці 11.

3. Марка розчину 25 для непарної останньої цифри залікової книжки і 50 – для парної.

4. Розрахункова довжина елементу l_о по даних таблиці 12.

5. Поперечний переріз елементу – квадратний.

6. Розрахункова поздовжня сила від довготривалих навантажень N_q=0,7N.

3.2 Перевірити несучу здатність позацентрово стиснутого елементу за наступними даними:

1. Розрахункова поздовжня сила N (кН), марка цегли і розчину, розрахункова довжина l_о, поперечний переріз – по даних завдання 3.1.

2. Ексцентриситет поздовжньої сили е_о=0,3h, де h – висота поперечного перерізу елемента.

3. Розрахункова поздовжня сила від довготривалих навантажень N_q=0,7N.

4. Ексцентриситет сили від довготривалих навантажень log=1,2l_о.

3.3 Визначити несучу здатність центрально стиснутого армоцегляного стовпа сільськогосподарської будівлі за наступними даними:

1. Розміри поперечного перерізу стовпа по даних таблиці 13.

2. Висота стовпа по даних таблиці 14.

3. Марка цегли по даних таблиці 15.

4. Віддаль між сітками по висоті S (см) по даних таблиці 16.

5. Діаметр арматури d (мм) по даних таблиці 17.

6. Розмір ячейки сітки с (см) по даних таблиці 18.

Опори стовпа прийняти нерухомими в горизонтальному напрямі.

Кладку стовпа виконати з цегли звичайної глиняної пластичного пресування на цементно-вапняному розчині марки 50.

Армування поперечне сітчасте з дроту звичайного арматурного холодно тягнутого класу В_р-1.

Таблиця 10

Розрахункова поздовжня сила N, кН

Остання цифра № залікової книжки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
	200	800	450	325	650	300	425	625	350	675
	475	250	225	600	500	775	725	550	750	400
	350	675	300	425	625	275	375	525	575	700
	750	400	775	725	550	325	650	200	800	450
	575	700	275	375	525	600	500	475	250	225

Примітка: при розрахунку позацентрово стиснутого елемента розрахунку поздовжню силу зменшити на 20%.

Таблиця 11

Марка цегли глиняної пластичного пресування звичайного

Остання цифра № зал. книжки Перед- остання цифра № залік. книжки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1 або 2	50	75	150	125	100	150	75	50	125	100
3 або 4	125	150	50	100	75	50	150	125	100	75
5 або 6	100	50	125	75	150	125	50	100	75	150
7 або 8	75	125	100	150	50	100	125	75	150	50
9 або 0	150	100	75	50	125	75	100	150	50	125

Таблиця 12

Розрахункова довжина елемента l_о, м

Остання цифра № залікової книжки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
	3,3	3,6	2,7	3,0	2,4	3,3	3,6	2,7	3,0	2,4
	2,4	2,7	3,0	3,3	3,6	2,4	2,7	3,0	3,3	3,6
	3,6	3,0	3,3	2,4	2,7	3,6	3,0	3,3	2,4	2,7
	2,7	3,3	2,4	3,6	3,0	2,7	3,3	2,4	3,6	3,0
	3,0	2,4	3,6	2,7	3,3	3,0	2,4	3,6	2,7	3,3

Таблиця 13

Переріз стовпа, см

Остання цифра № зал. книжки Перед- остання цифра № залік. книжки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1 або 2	38×38	64×64	51×64	51×51	38×51	38×38	51×51	64×64	51×64	38×51
3 або 4	51×51	38×51	64×64	51×64	38×38	64×64	51×64	38×51	51×51	38×38
5 або 6	64×64	38×51	38×38	51×51	64×64	51×64	51×51	38×38	51×64	38×51
7 або 8	38×38	51×51	51×64	64×64	38×51	51×64	38×38	38×51	51×51	64×64
9 або 0	51×64	64×64	51×51	51×64	38×38	51×51	38×51	64×64	38×38	38×51

Таблиця 14

Виcота стовпа Н, м

Остання цифра № зал. книжки Перед- остання цифра № залік. книжки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1 або 2	2,4	3,6	3,0	2,7	2,4	3,3	2,7	3,6	3,3	3,0
3 або 4	3,6	2,4	3,3	3,0	3,6	2,7	3,3	2,4	3,0	2,7
5 або 6	3,3	3,0	2,4	3,3	2,7	2,4	3,6	3,0	2,7	3,6
7 або 8	3,0	3,3	3,6	2,4	3,6	3,0	2,7	3,3	2,4	2,7
9 або 0	2,7	3,6	2,7	3,3	2,4	3,0	3,3	3,0	3,6	2,4

Таблиця 15

Марка цегли

Остання цифра № зал. книжки Перед- остання цифра № залік. книжки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1 або 2	125	75	200	100	150	125	75	100	200	150
3 або 4	200	100	75	200	125	150	100	75	150	125
5 або 6	75	200	150	125	200	75	125	150	100	100
7 або 8	100	150	125	150	75	200	200	100	125	75
9 або 0	150	125	100	75	200	100	150	125	75	200

Таблиця 17

Віддаль між сітками по висоті S, см

Остання цифра № зал. книжки Перед- остання цифра № залік. книжки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1 або 2	15,4	30,8	7,7	23,1	30,8	38,5	15,4	38,5	23,1	7,7
3 або 4	7,7	23,1	30,8	38,5	7,7	15,4	38,5	23,1	30,8	15,4
5 або 6	30,8	38,5	15,4	30,8	15,4	23,1	30,8	30,8	38,5	23,1
7 або 8	23,1	38,5	23,1	15,4	30,8	38,5	23,1	15,4	30,8	23,1
9 або 0	38,5	15,4	30,8	7,7	23,1	38,5	7,7	23,1	15,4	30,8

Таблиця 17

Діаметр арматури d, мм

Остання цифра № зал. книжки Перед- остання цифра № залік. книжки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1 або 2	3	8	5	6	4	5	7	4	6	8
3 або 4	8	4	7	5	3	6	8	3	5	7
5 або 6	6	7	3	4	6	7	5	8	4	5
7 або 8	5	8	4	7	3	5	4	6	8	7
9 або 0	7	4	5	6	3	5	7	3	6	8

Таблиця 18

Розмір ячейки сітки С, см

Остання цифра № зал. книжки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
	3×3	12×12	10×10	8×8	6×6	3×3	7×7	9×9	9×9	12×12
	11×11	4×4	6×6	5×5	10×10	8×8	6×6	7×7	7×7	10×12
	6×6	5×5	4×4	5×5	12×12	11×11	10×10	3×3	3×3	5×5
	10×10	8×8	5×5	12×12	4×4	5×5	6×6	10×10	10×10	12×12
	3×3	10×10	8×8	11×11	6×6	7×7	12×12	8×8	8×8	5×5

Методичні рекомендації до задачі №З

3.1 З формули умови міцності центрально стиснутих елементів кам’яних конструкцій Nm_gRA знаходимо площу поперечного перерізу (в першому наближені) задавшись m_g==1 тобто

де R - розрахунковий опір цегляної кладки беремо з таблиці 2 СНиП-ІІ-22-8І. Маючи потрібну площу А, знаходимо розміри стовпа, він у нас квадратний, тобто b=h= і приводимо ці розміри до кратності розмірів (1/2) цегли, заокруглюючи в більший бік.

Далі, маючи b і h (а вони рівні), визначаємо гнучкість елементу по формулі і по таблиці 18 СНиП-ІІ-22-8І визначаємо коефіцієнт поздовжнього згину  у відповідності з одержаним  і пружною характеристикою , яку беремо з таблиці 15 того ж СНиП. Тепер визначаємо коефіцієнт , де  – коефіцієнт, взятий з таблиці 20 того ж СНиП або приймаємо рівним одиниці (m_g=1), якщо h  ЗО см. Маючи всі дані, робимо перевірку несучої здатності по формулі Nm_gRA.

Умова повинна виконуватись.

3.2 Перевірку несучої здатності позацентрово стиснутих елементів ведемо по формулі: Nm_g₁RA_с,

де А_с - площа стиснутої частини поперечного перерізу, дорівнює для прямокутних перерізів Ас = А(1- ); ,

де  – коефіцієнт поздовжнього згину для всього поперечного перерізу в площині дії моменту і визначається, як для задачі 3.1.

с – коефіцієнт поздовжнього згину в площині дії моменту, але тільки стиснутої частини поперечного перерізу і фактичної висоти елемента Н, а не розрахункової lo коли визначаємо  .Тобто c беруть по тій же таблиці 18, але при гнучкості , де hc=h-2lo для прямокутних перерізів, R – теж саме, що і в задачі3.1. Коефіцієнт mg визначаємо по формулі або дорівнює одиниці (M_g=1) якщо h  30см. Коефіцієнт  визначаємо по формулах таблиці 19 БНІП-ІІ-22-8І.

Рішення цієї задачі (3.2) закінчуємо висновком: несуча здатність забезпечена або незабезпечена.

3.3. Несучу здатність визначаємо по формулі: N=m_gR_SKA,

де R_SK – розрахунковий опір армованої цегляної кладки з цегли всіх видів на розчині більше 2,5 мПа, визначається по формулі

,

де R – розрахунковий опір неармованої кладки при центральному стиску;

R_S – розрахунковий опір арматури в армованій кладці, приймається для сталей класів A-І І А-ІІ у відповідності з главою БНІП по проектуванню бетонних і залізобетонних конструкцій, а для сталі класу В-І з коефіцієнтом умов роботи, рівним 0,6 по тій же главі БНІП.

Процент армування сітками з ячейкою С по об’єму визначається по

формулі ,

де A_St – площа перерізу одного стержня арматури;

С - розмір ячейки;

S - віддаль no висоті між сітками.

Коефіцієнт M_g визначаємо як для задачі 3.1. Коефіцієнт  визначаємо з таблиці 16 СНиП-ІІ-22-8І при пружній характеристиці кладки з сітчастим армуванням _SK яка визначається за формулою:

_{SK ,}

де R_u – тимчасовий опір (середня границя міцності) стиску кладки і визначається по формулі: Ru=kR

де в свою чергу k=2 для кладки з цегли (СНиП-ІІ-22-8І таблиця 14)

R_SKU – тимчасовий опір стиску армованої кладки з цегли s визначається з сітчастим армуванням по формулі: ;

де R_Sn – нормативний опір арматури в армованій кладці, приймається для сталей А-І І А-ІІ у відповідності зі СНиП2.03.01-84, а для сталі класу Вр-І з коефіцієнтом умов роботи, рівним 0,6 по тому ж СНиП;  – пружна характеристика цегляної кладки, приймається, як в попередніх задачах 3.1 і 3.2 по пункту 3.21. СНиП-ІІ-22-8І