БИЛЕТ 27

1. Выполните поперечный разрез однопролетного одноэтажного отапливаемого производственного здания. L₀ = 24м, H₀ = 6м. Колонны дощато-клееные. Несущие конструкции покрытия сегментные деревометаллические фермы. Ограждающие конструкции из клеефанерных плит.

Примечания:

1. Связи гориз. и верт. устанавливают по краям и по середине длины здания. Т.е. между осями 1 и 2, 5 и 6, 9 и 10.

2. Т.к. здание отапливаемое, значит в качестве утеплителя в клеефанерной плите применены минераловатные плиты определяемой плотности и определяемой толщины.

Плиты рассчитываются в зависимости от места строительства (от снегового покрова)

2. Влияние сегментного очертания фермы на работу решетки. Сочетания нагрузок. Изложите принципы расчета верхнего пояса фермы. Начертите узел соединения раскосов с верхним поясом фермы.

Решетка в сегментной ферме является треугольной. В каждой точке сходятся не более 2-х элементов, которые концентрируются в этих узлах. Особенность работы решетки заключается в том, что они не очень загружены, т.к. очертание верхнего пояса близко к кривой давления от нагрузки, равномерно распределённой по пролету. Фермы, которые имеют длину до 24 м, изготовляют на заводе. Нагрузки действуют равномерно распределено нагрузки от собственного веса.

Сегментная ферма – выгодная конструкция для решения узлов, т.к. принимается треугольная решетка и в узлах сходится не более 2-х раскосов. О работе верхнего пояса близко к кривой давления и при нагрузке (равномерно распределенная) на всем пролете усилия в решетке сравнительно малы, поэтому они наз. ферма со слабо работающей решеткой.

Сечение пояса принимается прямоугольным, при этом отношение высоты к ширине не более 4. При разрезном верхнем поясе в его стыке помещается металлический вкладыш с параллельными гранями. Вкладыш обеспечивает необходимую плотность примыкания и центрирования торцов блоков. В центре металлического вкладыша имеется отверстие для узлового цилиндрического стержня. Стык верхнего пояса перекрывается деревянными накладками на болтах (рис. 1). При верхнем неразрезном поясе узловой болт проходит через отверстие в металлических накладках, которые крепятся к верхнему поясу с обеих сторон в месте узла с помощью нагелей и воспринимают равнодействующую усилия в раскосах.

Рис. 1: Присоединение раскосов к неразрезному верхнему поясу: 1 - деревянная накладка; 2 - нагели; 3 - стальной вкладыш; 4 - центральный стержень; 5 - наконечники; 6 – стяжные болты.

Есть два способа определения усилий в решетке - 1) диаграмма Максвелла-Кремони 2)метод вырезания узлов. Сочетание нагрузок:

1) а)+б)

2) а)+в)

3) а)+г)

из трех комбинаций выбирают то сочетание, где наибольшая нагрузка и по этому сочетанию рассчитывают (верхний пояс) ферму.

Верхний пояс фермы работает как сжато-изгибаемый элемент, может быть разрезным и не разрезным и в зависимости от этого меняется расчет.

г) S2

в) S1

М_N=-N_с*f_n

б) снеговая

M_g=(N*l²)/2

а) g (от собств. веса)

D

M_р= M_g - М_N

f_n=(l²)/(8*R) - радиус кривизны верхнего пояса

3) Условия применения песочных подушек при устройстве фундаментов мелкого заложения. Основы расчета.

Если в основании фундамента залегают слабые грунты (илы, те­кучие пылевато-глинистые грунты, торфы и т.п.), обладающие низкой несущей способностью и повышенной сжимаемостью, то их использова­ние в качестве естественных оснований чаще всего оказывается не­возможным или нецелесообразным. В этом случае экономичней может оказаться замена слабого грунта другим, обладающим достаточно вы­соким сопротивлением и имеющим малую сжимаемость, который образует так называемую грунтовую подушку. В качестве материала грунтовых подушек чаще всего используют крупные и среднезернистые пески (песчаные подушки).

При решении вопроса о назначении толщины песчаных подушек могут быть два случая. Возможен вариант, пока­занный на рис.а. когда слой слабо­го грунта подстилается более прочным грунтом, причем расстояние от подошвы фундамента до кровли прочного грунта не превышает 1...3 м. Тогда це­лесообразно полностью удалить слабый грунт в пределах этой глубины, заменив его песчаной подушкой.

Когда пласт слабого грунта имеет большую толщину рис.б., то его полная замена оказывается неэкономичной и прибегают к ус­тройству песчаных подушек "висячего" типа, подстилаемых слабым грунтом.

Если в первом случае выбор толщины грунтовой подушки однозна­чен, то во втором случае порядок её проектирования сводится к сле­дующему.

Задавшись расчётными значениями физико-механических характе­ристик материала подушки, определяют ориентировочные размеры фун­дамента в плане. Далее, варьируя толщину подушки и, если необхо­димо, размеры фундамента, устанавливают такую толщину подушки, чтобы выполнялось условие.

P_z ≤ R_z (1)

где P_z - сумма давлений, передаваемых на подстилающий слой слабо­го грунта от фундамента и веса песчаной подушки

P_z=γ_n·z+dp_o (2)

γ_n и z - соответственно удельный вес и толщина песчаный подушки;

р_о - дополнительное (осадочное) давление под подошвой ф-та;

R_z- расчётное сопротивление грунта, слагающего слабый подстилающий слой;

α - коэффициент, определяемый по таблицам в зависимости от соотношений n=ℓ/b (ℓ - длина, b - ширина подошвы фундамента) и m=2·z/b.

Далее производится расчёт деформаций основания. Если совмест­ная деформация грунтовой подушки и подстилающего слоя грунта s скажется больше предельно допустимой величины s_u для данного со­оружения, то толщина подушки должна быть увеличена до размера, при котором будет выполнено условие s≤s_u.

Ширина подушки понизу b_z зависит от угла β см.рис., часто называемого углом распределения напряжений. Для песка обыч­но принимают β=30...35°. Таким образом, b_z=b+2z·tgβ (3)

При применении песчаных подушек уменьшается осадка фунда­ментов, так как модуль деформации песка в теле подушки, как пра­вило больше 15...20 МПа, что в несколько раз превышает модуль деформации слабых грунтов.