26 Выведите алгоритм расчета прокатных металлических балок по 2 группам придельных состояний

 Под предельными состояниями подразумевают такие состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям при производстве работ.

В расчетах конструкций на действие статических и динамических нагрузок и воздействий, которым они могут подвергаться в течение строительства и заданного срока службы, учитываются следующие предельные состояния:

первой группы — по потере несущей способности и (или) полной непригодности к эксплуатации конструкций

второй группы — по затруднению нормальной эксплуатации сооружений.

К предельным состояниям первой группы относятся: общая потеря устойчивости формы; потеря устойчивости положения; разрушение любого характера; переход конструкции в изменяемую систему; качест­венное изменение конфигурации; состояния, при которых возникает необходимость прекращения эксплуатации в результате текучести материала, сдвигов в соединениях, ползучести, недопустимых остаточных или полных перемещений или чрезмерного раскрытия трещин.

Первая группа по характеру предельных состояний разделяется на две подгруппы: по потере несущей способности (первые пять состоя­ний) и по непригодности к эксплуатации (шестое состояние) вследствие развития недопустимых по величине остаточных перемещений (де­формаций).

К предельным состояниям второй группы относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию или снижающие долговеч­ность вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота, колебаний, трещин и т. п.).

Предельные состояния первой группы проверяются расчетом на максимальные (расчетные) нагрузки и воздействия, возможные при нарушении нормальной эксплуатации, предельные состояния второй группы – на эксплуатационные (нормативные) нагрузки и воздействия, отвечающие нормальной эксплуатации конструкций.

Это условие для первой группы предельных состояний по несущей способности может быть записано в общем виде:N S  (3.1) где N — усилие, действующее в рассчитываемом элементе конструкций (функция нагрузок и других воздействий);S - предельное усилие, которое может воспринять рассчитываемый элемент (функция физико-механических свойств материала, условий работы и размеров элементов). Поскольку расчетом должна быть обоснована возможность нормальной эксплуатации конструкции в течение всего заданного срока ее службы, значение N неравенства (3.1) должно представлять собой наибольшее возможное за это время усилие (воздействие). Это усилие определяется от расчетных нагрузок Fi представляющих собой возможные наибольшие (при определении несущей способности конструкции (при однократно действующей нагрузке) или наиболее часто повто­ряющиеся нагрузки (при проверке усталостного разрушения). Эти нагрузки определяют умножением нормативных нагрузок F_i^н, отвечающих условиям нормальной эксплуатации, на коэффициенты перегрузки , учитывающие возможное отклонение нагрузок внеблагоприятную сторону (большую или меньшую), и на коэффициент надежности по назначению, учитывающий степень ответственности зданий и сооружений. При одновременном действии двух или нескольких временных нагрузок расчет конструкций по первой и второй группам предельных состояний выполняется с учетом наиболее неблагоприятных сочетаний нагрузок или усилий. Расчетное сопротивление R получают делением основной характеристики материала – нормативного сопротивления по пределу текучести R_т^н или временному сопротивлению разрыву R_в^н, ус­танавливаемой стандартами на поставку металла с учетом статистической изменчивости, на коэффициент надежности по материалам 7м, учитывающий выборочный характер контроля и возможность попадания в конструкции металла с пониженными характеристиками. Таким образом, предельная сила 5 определяется по пределу текучести S=A_нтR^н_тy/y_M=A_нтRy              (3.3a) по временному сопротивлению S=_AнтR_т^нy/y_M=A_нтR_Ey/y_E                           (3.3b)  Условие для первой группы предельных состояний по остаточным или полным перемещениям, при которых возникает необходимость пре­кращения эксплуатации, может быть записано в общем виде      (3.4в) Для второй группы предельных состояний предельное условие может быть записано в виде      (3.5)

35. принципы поперечного армирования каменной кладки.Армирование поперечного типа осуществляется путем наложения армирующих элементов на поверхность слоев кирпича для повышения ее прочности на сжатие и изгиб. Особое значение такой тип имеет при изготовлении наклонных кладок, например, арочного вида. В качестве закрепляющих частей может использоваться специальная арматура (стержни) или стальная арматурная сетка. Допускается применять как стандартную, заводского исполнения, так и сваренную из проволоки непосредственно в процессе строительства.Поперечное армирование производится при укладке кирпичных стен, колонн и перегородок. Армирующие элементы, в зависимости от их конструкции, укладываются через определенное количество слоев кирпича и покрываются дополнительным слоем раствора толщиной не менее 2 мм. Для надежной защиты от коррозии стали и обеспечения необходимых связующих свойств общая толщина слоя должна достигать 14-15 мм. Для работ применяется один из типов армирующих элементов; использование и стержней, и сетки в одной конструкции одновременно нежелательно.Армировать кирпичную кладку в поперечном направлении принято сетью или стержнями. Наиболее распространены сетчатые элементы, которые по форме ячейки условно можно подразделить на квадратную, прямоугольную, зигзагообразную.Прямоугольные (квадратные) варианты изготавливаются из стальной арматуры (проволоки) диаметром до 5 мм. Размер стороны ячейки в зависимости от диаметра арматуры и назначения колеблется в пределах от 30 до 100 мм. Обычно такая сетка укладывается через каждые пять слоев кирпича. При использовании утолщенного кирпича сетка накладывается через каждые четыре слоя. Сетку накладывают так, чтобы концы проволоки выходили на внутренней стороне стены наружу на длину 2-3 мм. Вывод концов наружу позволяет контролировать наличие сетки на нужных слоях кладки. В последующем такие припуски заделываются штукатуркой или обрезаются. Зигзагообразные сетки сделаны из стальной арматуры (проволоки), предварительно искривленной в виде зигзага через каждые 50-100 мм в зависимости от диаметра арматуры. Размер стороны ячейки составляет от 50 до 120 мм. Арматура используется диаметром 5-8 мм. Принято укладывать такой материал через каждые два слоя кирпича попарно с условием взаимной перпендикулярности направления арматуры в смежных слоях.Из современных видов стандартных сеток можно выделить цельнометаллическую просечную или вытяжную сетку, которая используется взамен зигзагообразной и находит все более широкое применение. Такой материал удобен при производстве работ и имеет повышенные прочностные характеристики.

36.принципы продольного армирования каменной кладки.Наиболее часто в качестве элементов продольного армирования используются стержни. При внешнем расстояние между стержнями, как правило, не превышает более, чем в пятнадцать раз диаметр арматуры; при внутреннем – 25 раз.При вертикальном стержни замуровываются в основании кирпичной кладки и направляются вертикально вдоль кирпичных стен. Диаметр стержня обычно составляет 10-15 мм; а для крупных зданий он может превышать 30 мм. В последнем случае для горизонтальной обтяжки применяется стальной уголок.Горизонтальное армирование предназначено для упрочнения всего армирования продольного типа. Оно обеспечивает связку вертикальных стержней. В качестве горизонтальных элементов может использоваться стальная арматура, проволока, полоса, уголок. Размеры элементов зависят от размеров вертикальной арматуры.Для защиты элементов продольного армирования от внешней среды они покрываются слоем раствора. При внешнем расположении толщина слоя выбирается в пределах 10-12 мм; при эксплуатации в условиях повышенной влажности – 20-30 мм 39расчёт на прочность и по деформациям изгибаемых деревянных элементов

Сжато-изгибаемые и растянуто-изгибаемые элементы из ДиП.

Сжато-изгибаемыми элементами называют такие, на которые действует изгибающий момент и центрально приложенная продольная сжимающая сила.

При расчете сжато-изгибаемымых элементов применяется краевая теория Завриева, в соответствии с которой несущая способность стержня считается исчерпанной в тот момент, когда краевое напряжение становится равным предельному.

Так как жесткость стержня не является бесконечной, то он под влиянием изгибающего момента прогибается. При этом центрально приложенная сжимающая сила теперь уже будет иметь эксцентриситет равный деформации стержня от момента, и таким образом создаст дополнительный момент. Такое наращивание момента и прогибов будет происходить некоторое время, а потом затихнет.

 

Прочность сжато-изогнутого стержня проверяют по формуле:

M^деф – изгибающий момент от действия приложенной нагрузки и сжимающей силы в деформированном состоянии:

f – предельный полный прогиб элемента, от действия приложенной нагрузки и сжимающей силы:

Растянуто-изгибаемые элементы. В растянуто-изгибаемых элементах кроме изгибающего момнта действует цетрально приложенное усилие, которое растягивает стержень, т.е. направлено в обратную сторону по сравнению с сжато-изогнутыми элементами. Поэтому после прогиба стержня, вызванного изгибающим моментом, нормальное усилие будет создавать дополнительный момент противоположного знака и таким образм уменьшать изгибающий момент.

Так как на рястяжение сильно влияют пороки древесины, то растянуто изгибаемые элементы рассчитывают в запас прочности без учета дополнительного момента от продольных сил при деформации стержня по формуле:

область применения ,схемы работы изгибаемых деревянных элементов

конструкций из дерева: схема работы, область применения и расчетные формулы центрально-растянутых, центрально-сжатых, изгибаемых элементов.

Центрально-растянутые ДК:

Cхема работы -

Область применения– растянутые раскосы и пояса стропильных, подстропильных и связевых ферм. Расчет на прочность: s_t,0,d £ f_t,0,d s_t,0,d = N_d/A_inf

где N_d — расчетная осевая сила; A_inf — площадь поперечного сечения элемента нетто.

Центрально-сжатые ДК: Cхема работы -

Область применения– сжатые раскосы и пояса стропильных, подстропильных и связевых ферм и других сквозных конструкций, стойки.

Расчет на прочность:

s_с,0,d £ f_с,0,d s_с,0,d = N_d/A_inf

где N_d — расчетная осевая сила; A_inf — площадь поперечного сечения элемента нетто.

Расчет на устойчивость:

σ_с,0,d ≤ k_cf_с,0,d, где σ_с,0,d = N_d/A_d ,

A_d — расчетная площадь поперечного сечения;

k_c — коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости элемента.

Гибкость определяется по формуле λ=l_d/i, где l_d — расчетная длина элемента; i — радиус инерции сечения элемента в направлении соответствующей оси. Расчетная длина элемента

l_d = m₀l .

Изгибаемые элементы: Cхема работы -

Область применения – балки, настилы, прогоны, стропильные ноги.

Расчет на прочность:

σ_m,y,d/f _m,y,d + σ_m,z,d/f _m,z,d ≤1, где f_m,y,d и f_m,z,d — соответствующие значения расчетных сопротивлений изгибу; σ_m,y,d и σ_m,z,d - расчетные напряжения изгиба относительно заданной оси, определяемые по формуле:

s_m,i,d = M_i,d/W_i,d ,где M_i,d — расчетный изгибающий момент относительно соответствующей оси; W_i,d — расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента относительно соответствующей оси.

40 составьте алгоритм определения расчётного сопротивления грунта Фундаменты на естественных основаниях Форма подошвы фундамента определяется конфигурацией в плане возводимой надземной конструкции. Она может быть круглой, кольцевой, квадратной, прямоугольной, ленточной, тавровой, крестообразной и более сложного очертания. Размеры подошвы фундамента определяют из условия прочности: где: R_П- среднее давление по подошве фундамента от основного сочетания расчетных нагрузок при расчете по деформациям; R- расчетное сопротивление грунта основания, при котором зоны пластических деформаций (зоны сдвигов) развиваются на глубину 0,25b. Расчетное сопротивление грунта определяется по формуле): где:  - коэффициенты условий работы соответственно основания и сооружения во взаимодействии с основанием; k- коэффициент надежности по физиче­ским характеристикам грунтов:k-1, если  и Cопределены испытаниями;k=1,1, если  и Cприняты по таблицам; - коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения  ; k_z- коэффициент, зависящий от ширины фундамента:k_z =1  при  м;  при  м; b - ширина подошвы фундамента, м (меньший размер); и  - расчетные значения удельных весов грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяются с учетов взвешивающего действия воды);

D₁ - глубина заложения подошвы фундамента:

· при отсутствии подвала - от планировочной поверхности;

· при наличии подвала - от пола подвала ,где: h_s- толщина грунта со стороны подвала;

h_cf- толщина пола подвала;

- удельный вес конструкции пола подвал

d_b- глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, но не более 2 м (при ширине подвала больше 20 м принимается d_b=0);

Этот расчет относится ко второй группе предельных состояний. Ограничение давления по подошве фундамента производится не для обеспечения прочности основания, а для того, чтобы в грунте возникали только упругие деформации, так как все методы определения осадки фундамента, рекомендуемые СНиП, основаны на решениях теории упругости.

НЕТ:

23.Составте алгоритмы расчёта сжатых элементов. Укажите схемы их работы, область применения. Изложите порядок расчёта на прочность и устойчивость. 27.Составте алгоритм расчёта металлических ферм :определение нагрузок и усилий в элементах фермы, определение геометрической схемы, расчётных нагрузок на верхний пояс фермы и преведение их к узловым. 28.Прокомментируйте расчёт и конструирование стержня металлической колонны сплошного сечения. 29.Составте алгоритм расчёта прямоугольных сечений железобетонных элементов с одиночным армированием. 30. Сформулируйте задачи расчёта прямоугольных сечений ж/б элементов с одиночным армированием: проверка прочности, подбор арматутры 31. Выявите и объясните случаи расчёта тавровых сечений ж/б элементов в зависимости от положения нейтральной оси 32. Прокомментируйте последовательность расчёта многопустотной железобетонной плиты перекрытия. 33.Опишите типы ж/б колонн в зависимости от вида армирования. Укажите назначение продольной и поперечной арматуры. Выведите алгоритм расчёта центрально-сжатой ж/б колонны. 37.Составьте алгоритм расчёта деревянных конструкций по предельным состояниям. Прокомментируйте порядок расчёта на прочность центрально-растянутых элементов. 38. Составьте алгоритм расчёта центрально-сжатых деревянно элементов на прочность и по деформациям. Укажите область их применения. Укажите расчётную длину.