Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Строительные конструкции для студентов специальности 1-70 04 03- Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Составители: Даниленко И.В., Смех В.И., Латыш В.В., Бондарь В.В.

Рассмотрено и утверждено На заседании Совета строительного факультета «28» января 2019 протокол № 5

1

Перечень материалов

Учебно-методический комплекс содержит электронный документ, состоящий из разделов:

1. Теоретический раздел – конспект лекций.

2 Вспомогательный раздел – учебная программа по дисциплине «Строительные конструкции» (регистр. № УД-СФ69-12/уч.), утвержденная 09.10.2017 г., список рекомендуемой основной и дополнительной литературы.

3.Практический раздел – конспект практических занятий с примерами расчета строительных конструкций.

4.Раздел контроля знаний – вопросы к зачету по дисциплине.

Пояснительная записка

Цели ЭУМК

Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине «Строительные конструкции» разработан в соответствии с утвержденным учебным планом для специальности 1-70 04 03 «Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов».

Основной целью изучения дисциплины «Строительные конструкции» является формирование знаний по основам расчета и проектирования строительных конструкций, приобретение умения правильно представлять работу конструкций под нагрузкой, выбирать наиболее целесообразные в каждом конкретном случае материалы и проектные решения.

Основная задача преподавания дисциплины заключается в том, чтобы научить студентов проектировать технически и экономически обоснованные строительные конструкции зданий и сооружений, отвечающие требованиям прочности, жесткости, долговечности, дать студентами практические навыки по расчету железобетонных конструкций, использованию нормативно-справочной и научнотехнической литературы, показать роль выдающихся ученых в развитии конструкций, ознакомить с основными тенденциями развития и перспективами применения железобетонных и стальных конструкций в промышленном и гражданском строительстве.

Врезультате освоения дисциплины будущий специалист должен:

—знать: физико-механические свойства материалов строительных конструкций; требования норм по проектированию конструкций зданий и сооружений; конструкции и конструктивные системы зданий и сооружений; современные требования к расчету и конструированию железобетонных конструкций.

—уметь: ставить и решать задачи, связанные с проектированием зданий и сооружений, выбором их оптимального конструктивного решения; на основании принятой конструктивной схемы осуществлять расчеты с подбором сечений, назначать армирование элементов; пользоваться нормативной, справочной и специальной литературой (ТКП, СТБ, СНБ, ТК, ГОСТ и др.); читать рабочие чертежи.

—владеть: основами расчета несущей способности строительных конструкций; методологией анализа новейших достижений строительной науки и практики.

2

5

Цели и задачи дисциплины

Курс «Строительные конструкции» имеет большое значение в общей подготовке инженеров строительных специальностей. При изучении данного курса рассматриваются вопросы проектирования, расчета и конструирования железобетонных и стальных конструкций, применяемых в инженерных сооружениях.

Основной целью изучения дисциплины «Строительные конструкции» является формирование знаний по основам расчета и проектирования строительных конструкций, приобретение умения правильно представлять работу конструкций под нагрузкой, выбирать наиболее целесообразные в каждом конкретном случае материалы и проектные решения.

Основная задача преподавания дисциплины заключается в том, чтобы научить студентов проектировать технически и экономически обоснованные строительные конструкции зданий и сооружений, отвечающие требованиям прочности, жесткости, долговечности, дать студентами практические навыки по расчету железобетонных конструкций, использованию нормативносправочной и научно-технической литературы, показать роль выдающихся ученых в развитии конструкций, ознакомить с основными тенденциями развития и перспективами применения железобетонных и стальных конструкций в промышленном и гражданском строительстве.

В результате освоения дисциплины будущий специалист должен:

знать:

–физико-механические свойства материалов строительных конструкций;

–требования норм по проектированию конструкций зданий и сооружений;

–конструкции и конструктивные системы зданий и сооружений;

–современные требования к расчету и конструированию железобетонных конструкций.

уметь:

–ставить и решать задачи, связанные с проектированием зданий и сооружений, выбором их оптимального конструктивного решения;

–на основании принятой конструктивной схемы осуществлять расчеты с подбором сечений, назначать армирование элементов;

–пользоваться нормативной, справочной и специальной литературой (ТКП, СТБ, СНБ, ТК, ГОСТ и др.);

–читать рабочие чертежи;

владеть:

–основами расчета несущей способности строительных конструкций;

–методологией анализа новейших достижений строительной науки и практики;

–читать рабочие чертежи.

Освоение данной учебной дисциплины обеспечивает формирование следующих компетенций:

- АК-1. Уметь применять базовые научно-теоретические знания для решения теоретических и практических задач.

6

-АК-4. Уметь работать самостоятельно.

-АК-7. Иметь навыки, связанные с использованием технических устройств, управлением информацией и работой с компьютером.

-АК-9. Уметь учиться, повышать свою квалификацию в течение всей жизни.

-СЛК-1. Обладать качествами гражданственности.

-СЛК-5. Быть способным к критике и самокритике.

-СЛК-6. Уметь работать в команде.

-ПК-1. Применять современные методы возведения объектов, обеспечивающие высокий технико-экономический уровень выполнения строительных процессов.

-ПК-2. Применять современные методы эксплуатации, технического обслуживания и ремонта объектов.

-ПК-6. Организовывать и проводить испытания сооружений и оборудования водохозяйственных систем.

-ПК-7. Разрабатывать проекты инженерных систем, используя современные методы и технологии проектирования.

-ПК-20. Владеть современными средствами коммуникаций и обработки информации.

Для изучения данной дисциплины необходимо усвоить следующие курсы:

– «Теоретическая механика» (разделы: статика, кинематика, динамика);

– «Сопротивление материалов», «Теория упругости» (разделы: деформации растяжения и сжатия, кручение, изгиб, основы теории напряженнодеформированного состояния);

–«Строительная механика» (разделы: кинематический анализ сооружений, расчетные схемы сооружений, расчет статически неопределимых систем, метод конечных элементов, расчет сооружений по несущей способности, современное программное обеспечение для расчетов на ЭВМ);

–«Строительные материалы» (разделы: основные свойства строительных материалов, неорганические вяжущие вещества, бетоны и растворы на неорганических вяжущих);

Согласно учебному плану для очной формы получения высшего образования на изучение учебной дисциплины отведено всего 100 час., из них аудиторных – 50 часов.

Распределение аудиторных часов приведено в таблице 1.

7

Раздел 1. Основные понятия о строительных конструкциях

Тема 1.1. Общие сведения о проектировании строительных конструкций

Строительные конструкции – это несущие системы, прочность, устойчивость и деформативность которых определяется статическим или динамическим расчетом, подтверждающим их способность сопротивляться действующим нагрузкам и воздействиям.

Классификация конструкций по материалу:

-железобетонные

-бетонные

-металлические (стальные и алюминиевые)

-каменные и армокаменные

-деревянные

-с использованием пластмасс

-пневматические конструкции

-комбинированные

Тема 1.2. Основные понятия о строительных конструкциях

Существуют три пары определений, с помощью которых можно достаточно полно охаректиризовать любую конструкцию (без учета материала):

плоские ——— пространственные распорные ——— безраспорные сплошные ——— решетчатые

Плоские – конструкции, обладающие двумя признаками:

1.Основные несущие элементы лежат в одной плоскости;

2.Действие внешних сил происходит именно в этой плоскости. Достоинства плоских конструкций – ясность статической работы, незави-

симость от соседних конструкций (плиты, фермы).

Пространственные – конструкции, работа которых происходит в трехмерном пространстве. Для упрощения расчета пространственные конструкции расчленяют на отдельные плоские элементы, но необходимо, чтобы в местах расчленения соблюдалось условие их совместных деформаций и совместных усилий (купола).

Распорные – конструкции, у которых исключены свободные перемещения концов несущей системы под действием нагрузки (арки).

Безраспорные – статически определимые системы, балки с одной подвижной и неподвижной опорами.

Решетчатые – состоят из стержней, соединенных между собой в целую плоскую или пространственную систему.

Тема 1.3. Требования, предъявляемые к строительным конструкциям

1.Прочность и надежность .

2.Соответствие установленным условиям зксплуатации и своему назначению.

8

3.Долговечность.

4.Минимальная материалоемкость.

5.Минимальная проодолжительность возведения.

6.Минимальная трудоемкость изготовления.

7.Эстетичность.

Тема 1.4.Технико-экономические и эксплуатационные показатели, определяющие оптимальную область применения стальных, деревянных, железобетонных и каменных конструкций

Металлические конструкции широко используются в промышленном и гражданском строительстве – резервуары, газгольдеры, трубы, перекрытия больших пролетов, каркасы промышленных зданий, на которые действуют большие нагрузки.

Железобетонные конструкции

9

Тема 1.5. Краткий исторический обзор становления и развития железобетонных конструкций

По влиянию на развитие мировой цивилизации изобретение железобетона смело можно поставить в один ряд с открытием электричества или появлением авиации.

•1850 г. - Ламбо построил лодку из цементного раствора армированную железом, которая демонстрировалась на Всемирной выставке в Париже в 1855 году.

•В 1861 г. парижский садовник Ж. Монье начал изготавливать переносные кадки для цветов, а в 1867 г. получил патент на армированные бетонные плиты.

•В семидесятых–восьмидесятых годах в разных странах был внесен ряд предложении по армированию железобетонных плит.

•1892 г. - француз Ф. Геннебик запатентовал конструктивную систему каркасного здания с ребристым железобетонным перекрытием (плиты, балки, колонны и фундаменты) которая легла в основу всех дальнейших разработок в этом направлении.

•конец XIX столетия - сформулированы и закреплены в первых нормативных документах основные предпосылки практического метода расчета железобетонных конструкций по допускаемым напряжениям.

•1939 г. - впервые в мировой практике теория расчета железобетонных конструкций по стадии разрушения предложенная проф. А.Ф. Лолейтом в 1932 г. блестяще доведена до практического применения А.А. Гвоздевым, Я.В. Столяровым, В.И. Мурашовым, В.В. Михайловым, П.Л. Пастернаком, В.А. Бушковым и др.

•1886 г. Мандель (Австрия) и П.Г. Джексон (США), а в 1888 г., К. Деринг (Германия) получили патенты на предварительное напряжение арматуры, которые были основаны на понятии, что бетон хорошо работает на сжатие и плохо – на растяжение

•30-х годах XX столетия - широкое практическое применение предварительно напряженных конструкций (благодаря работам Э. Фрейсине (Франция)

иВ.В. Михайлова (СССР)) когда металлургическая промышленность освоила производство высокопрочных сталей.

•1935 г. - Р.Э. Дилл (США) создал конструкции с натяжением высокопрочной стальной арматуры с ее анкеровкой с помощью гаек (рис. 1.3).

Этот период, когда началось промышленное освоение производства предварительно напряженного железобетона, когда теоретический уровень расчета железобетонных конструкций был достаточно высоким, благодаря работам А.Ф. Лолейта, А.А. Гвоздева, П.Л. Пастернака и др., можно считать началом второго этапа развития железобетона.

10