Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждения

высшего образования

Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.

Институт УРБАС кафедра ТСК

Направление 08.03.01 «Строительство»

Форма обучения заочная

Контрольная работа на тему:

«Расчетные модели сооружений в механике по шифру 140742».

Выполнил: студент б2СТЗСз31

Мартиросян Спартак Размикович,

Проверил: к.т.н. доцент Варламова Татьяна Васильевна

Дата выполнения:______________

Подпись: ___________________

Саратов 2017

Содержание

1	Введение……………………………………………………………………………………		3
2	Задание 1…………………………………………………………………………………..		4
3	Задание 2…………………………………………………………………………………..		7
4	Задание 3…………………………………………………………………………………..		9
	4.1	Вопрос 1…………………………………………………………………………….	9
	4.2	Вопрос 2…………………………………………………………………………….	13
5	Библиографический список…………………………………………………………….		16

Введение

В последние годы произошли существенные изменения в практике проектирования, строительства и эксплуатации объектов. Возросли требования к зданиям и конструкциям, темпы строительства, размеры зданий и подземных частей, доля временных и случайных нагрузок и воздействий, влияние нагрузок строительного периода геологических процессов, риски аварий и прогрессирующих разрушений, требования к надежности и долговечности. Все чаще возводятся объекты в условиях тесной городской застройки.

На всех этапах строительного процесса требуются модели: физические, механические, коррозионные, математические, технологические и др. Особенно много моделей разработано для грунтовых оснований. В зависимости от используемых моделей результаты проектирования могут значительно отличаться. Так, применяя модель линейно деформируемого полупространства к расчету жестких фундаментов, мы получаем бесконечные напряжения у краев. В действительности этого не может быть. Применяя модель Фусса–Винклера, мы получим более близкие к опытам величины контактных напряжений. Однако при этой модели не учитываем взаимное влияние фундаментов и зданий. Это отмечал Б. Н. Жемочкин (1962). Существует множество комбинированных моделей, учитывающих в большей степени реальные свойства грунтов. Выбор расчетных моделей и схем является одним из наиболее ответственных этапов проектирования, на что иногда не обращают должного внимания. Математическое моделирование является очень эффективным, а иногда и единственным способом изучения явлений или управления их параметрами (В. Н. Сидоров, В. К. Ахметов). Компьютерное моделирование значительно расширяет возможности построения и исследования математических объектов и явлений. Построение математической модели предполагает знание основополагающих закономерностей. Одной из центральных задач исследования, управления, проектирования является получение оптимального решения при обеспечении требований надежности, долговечности и эксплуатационных. Математическое моделирование поведения материалов и сложных структур при взрывных и ударных нагружениях рассмотрено в работе Н. Н. Белова, Д. Г. Копаницы, Н. Т. Югова (2013). Предложены модели, позволяющие рассчитывать напряженно-деформированное состояние и разрушение конструктивных материалов.

Задание1.

Исходные данные: №140742

Таблица 1 Таблица 2

Номер прокатного профиля	Двутавр № 36
Масса 1 пог.м прогона, кг	48,6
Пролет прогонов, м	9
Шаг прогонов, м	3
Масса 1 м2профнастила, кг/м2	11,0 (H60)
Район строительства	Томск

Толщина слоя утеплителя, мм	140
Плотность утеплителя, кг/м3	300
Толщина слоя пароизоляции, мм(плотность принять самостоятельно кг/м3)	2 ρпароизол = 280
Плотность гидроизоляции, кг/м2(толщину принять самостоятельно мм)	90 h=2
Масса 1 м2 кровельного листа, кг	6,5

Выбрать расчетную схему, определить величину расчетной вертикальной нагрузки и расчетных усилий, действующих на стальной прогон покрытия складского здания. Прогоны выполнены из стальных прокатных профилей. По прогонам смонтированы несущие стальные профилированные листы Номера прокатных профилей, пролет и шаг прогонов, масса профилированных листов и район строительства указаны в таблице 1.

По профнастилу уложены пароизоляция, утеплитель, гидроизоляция и кровельные профилированные листы. Значения веса, толщины и плотности материалов приведены в таблице 2.

Решение.

Нагрузка от покрытия равномерно распределена по его площади. Эта нагрузка передается на профиль виде линейной распределенной нагрузки. Значит, необходимо определить интенсивность линейной распределенной нагрузки q, кН/м, то есть величину нагрузки, действующей на единицу длины профиля (на 1пог.м).

При нагрузке ширина грузовой площади для профиля равна шагу прогонов, т.е. 3 м. Длина грузовой площади 1 м.

Основными нагрузками на профиль являются:

- собственный вес профиля

- вес профнастила, пароизоляции, утеплителя, гидроизоляции и кровельного листа.

- временная полезная нагрузка.

Нормативную нагрузку веса профиля определяем по геометрическим размерам и номеру прокатного профиля(двутавр №36, масса 1пог.м =48.6кг).

Масса профнастила (Н60) составляет 11,0кг/м², масса профнастила на погонный метр составит 3х11.0=33кг.

Толщина слоя пароизоляции составляет 2 мм (ρ_пароиз = 100 гр/м²), площадь нагрузки составит 3х0,1=0,3кг.

Нормативную нагрузку утеплителя определяем по его объему. Так как грузовая площадь 1х3=3 м², то грузовую площадь умножаем на высоту утеплителя V_ут=3х0,14=0,42 м³; масса утеплителя в грузовой площади равна V_утхρ_ут (ρ_ут = 300 кг/м³), 0,42х300=126 кг.

Толщина слоя гидроизоляции составляет 2 мм (ρ_{гидроиз} = 90гр/м²), площадь нагрузки составит 3х0,09=0,27кг.

Масса кровельного листа равна 6,5 кг/м², масса на 1 пог.м. составит 3х6,5=19,5кг.

Временная полезная нагрузка на покрытие определяется по СП «Нагрузки и воздействия» [4] и составляет для складских зданий не менее 5 кПа. Грузовая площадь 1х3 м. Но учитывать при расчётах мы ее не будем, так как снеговая нагрузка значительно превышает полезную.

Расчетные нагрузки получаем умножением нормативных значений на коэффициенты надежности по нагрузке.

Расчет нагрузок сведены в таблицу 2.1

Таблица 2.1

Сбор нагрузок на профиль

Наименование нагрузок	Нормативная нагрузка qn, кН/м	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка q, кН/м
Постоянные:
1) от собственного веса профиля: 1х48,6х10-3 = 2) от веса профнастила, пароизоляции, утеплителя, гидроизоляции и кровельного листа. 33+0,3+126+0,27+19,56х10-3 =	0,48 1,79	1,1 1,1	0,53 1,97
Временные:
1)Снеговая нагрузка:So=0.7СeСtSg So=0.7х1,0х1,0х2,4	1,68	1,4	2,35
Итого:	3,95		4,85

Продолжение Таблицы 2.1

Таким образом, расчетная нагрузка на профиль q=4,85 кН/м.

Усилиями в поперечном сечении балки являются изгибающий момент M и поперечная сила Q.

M=gl²/8=4,85х9²/8=49,1кН

Q=gl/2=1,39х18/2=21,82 кН

g_прог =4,85х9=27,8=43,65кН/м

Эпюра поперечной силы и изгиба.