4 Билет

1. Стены гражданских зданий. Нагрузки и воздействия. Требования к стенам. Конструкции стен из мелких элементов.

Стены и их элементы, заполнения оконных проемов, подвергаются силовым воздействиям. Силовые воздействия: собственная масса стены; вертик нагрузки перекрытий; вертикальная нагрузка и изгибающий момент от балконной плиты; сейсмические воздействия; давление ветра; Несиловые: соли; радиация; атмосферные осадки; тепловой поток; внешний и внутренний шум. Стена обладает след св-ми: прочность, долговечность, огнестойкость. Стены должны защищать помещение от неблагоприятных последствий. Обеспечивается внутренний влажностный режим. Декоративные св-ва. Отвечает требованиям индустриальности, экономичности. Наружные стены рассекаются деформац швами. ДШ бывают:температурные швы; устраиваются для избежания трещин в стенах, вызываемых перепадами температуры и усадок материала стены. Расстояние между швами назначается с климатическими условиями местности строительства и свойствами материала. Для кирпича 100 мм. Осадочные; Антисейсмические. Классификация наружных стен: По статической функции: самонесущие, несущие, ненесущие.По конструкции стены: однослойные, слоистые. По материалам: бетонные (монолитные), из крупных блоков панелей, каменные (ручной кладки), из каменных блоков и панелей. Каменные стены. Классификация: естественный материал (туфы, песчаник); искусственный мат-л: обжиговые(кирпич250х120х60), безобжиговый, пустотный (250х120х88), камни пустотные керамические (250х120х138), безобжиговые: кирпич силикатный. Кирпич силикатный постный, мелкие бетонные блоки или блоки из ячеистого бетона (390х180х188, 390х90х188 ). Швы между камнями заполняют раствором известково - песчаным, цементно-песчаным. Прочность каменной стены обесп: за счет марки, вертикальной перевязки швов (шестирядная, двухрядная). Имеются дополнительные методы. Устойчивость каменных стен обеспечивается за счет их пространственной связи с внутренними конструкциями стен и их перегородками. Стены наруж ивнутр устанавливаются с перевязкой швов. Рис.

1. Кирпичные стены гражданских зданий.

Выполняются из обжигового кирпича (глиняный (250х120х65), пустотный (250х120х88))и необжигового (кирпич силикатный (250х120х65(88)), силикатный пустотный). Швы заполняют цементно-песчанным, известково-песчанным и смешанным раствором. Прочность каменной кладки обеспечивается за счет прочности самого камня и раствора, за счет перевязки (вертикальной) швов. Наиболее распространенные типы кладки: шестирядная и двухрядная (цепная).

Устойчивость каменных наружных стен обеспечивается за счет связи с перекрытиями и покрытием. 1-минераловатный вкладыш, 2-заполнение бетоном, 3-анкер, 4-монтажная петля. Петля цепляется за другую, сваривается и проводится в стенку, все цементируется сверху.

Стены м.б. сплошные, многослойные (утеплитель снаружи, утеплитель внутренней стены, и утеплитель между рядами

кладки кирпича). Наружные стены многослойные, т.к. согласно теплотехническому расчету для местных климатических условий толщина стены д. составлять 1м.

1. С утеплителем трехслойная: 1-кирпичная кладка 1,5 или 2 кирпича; 2- утеплитель, 3-облицовка в 0,5 кирпича или в кирпич.

2. Установка утеплителя снаружи: 1-кирпичная кладка, 2-отделочная полимерная сетка, 3-шпаклевка, 4-фактурный слой, 5-окраска

3. Установка утеплителя внутри: 1- гипсокартонный лист, 2-швеллер, 3-утеплитель

Проемы оконные и дверные стен выполняются с устройством четвертей с наружной стороны по боковым и верхним граням для обеспечения плотного не продуваемого примыкания элементов стены и проемов. Перемычки м.б. плиточные и арочные.

1-штукатурный откос,2-железобетонная перемычка.

Венчающая часть каменных наружных стен выполняется в виде карниза при наружном водоотводе с крыши или парапета при внутреннем или наружном водостоке.

Долговечность зависит от морозостойкости материала и марки. Марка камней для наружных стен 15 М, для цоколя 35М. Детали каменных стен цоколи, перемычки над оконными и дверными проемами, парапет, карниз. Цокольный устраивается в нижней части стен не более 50 см, наружную часть цоколя выбирают морозостойкие материалы. Проемы оконные и дверные выполняются с учетом четвертей по боковым и верхним граням, для обеспечения плотного примыкания. Верхняя часть наружных стен выполняется в виде карниза при наружном водоотводе с крыши или парапета.

2. Бетон. Основные физико-механические свойства: прочность, усадка, ползучесть. Классы и марки бетона. Сущность железобетона. Классификация железобетона.

Бетон – искусственный камень (строительный материал с рационально подобранным заполнителем) с гарантированными физико-механическими свойствами. Требования к бетону устанавливаются в зависимости от области применения и назначения. Основы прочности. Так как бетон представляет собой неоднородный материал, внешняя нагрузка создает в нем сложное напряженное состояние.

Рис. 1.1.1. Схема напряженного состояния бетонного образца при сжатии.

а- концентрации самоуравновешенных напряжений вокруг микропор и полостей; б – трещины разрыва бетона в поперечном направлении при осевом сжатии призмы

Рис. 1.1.3. Характер разрушения бетонных кубов

а- при трении по опорным плоскостям; б – при отсутствии силы трения;1 – силы трения; 2 – трещины; 3 – смазка

Рис.1.1.4. График зависимости призменной прочности бетона от отношения размеров испытываемого образца.

Прочность бетона на осевое растяжение.

).По разрушающему моменту бетонной балки определяют

R_bt= M/W = 3,5М/bh² (1.2)

где W = bh²/6 — момент сопротивления прямоугольного сечения;

x=1,7 — множитель, учитывающий криволинейный характер эпюры напряжений в бетоне растянутой зоны сечения вследствие развития неупругих деформаций.

Свойства бетона, характеризующиеся нарастанием не­упругих деформаций с течением времени при постоянных напряжениях, называют ползучестью бетона. Деформа­ции ползучести могут в 3...4 раза превышать упругие деформации.

. Свой­ство бетона, характеризующееся уменьшением с течени­ем времени напряжений при постоянной начальной деформации ε_b⁰, называют релаксацией напряжений.

Ползучесть разделяют на линейную, при которой за­висимость между напряжениями и деформациями при­близительно линейная, и нелинейную, которая начинает­ся при напряжениях R_crc, превышающих границу образо­вания структурных микротрещин.

Ползучесть и усадка бетона развиваются совместно. Поэтому полная деформация бетона представляет собой сумму деформаций: упругой ε_е, деформацией ползучести ε_plи усадки ε_st. Однако в то время как усадка носит ха­рактер объемной деформации, ползучесть развивается главным образом в направлении действия усилия.

Модуль деформаций и мера ползучести бетона

Начальный модуль упругости бетона при сжатии Е_ьсоответствует лишь упругим деформациям, возникающим при мгновенном загружении. Геометрически он определя­ется как тангенс угла наклона прямой, упругих деформа­ций (рис. 1.1.12):

(1.7)

где  — масштабно размерный коэффициент, МПа.

Модуль полных деформаций бетона при сжатии Еьсоответствует полным деформациям (включая ползу­честь) и является величиной переменной; геометрически он определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой _b—_b в точке с заданным напряжением

(1.8)

Для расчета железобетонных конструкций пользуются средним модулем или модулем упругопластичности бето­на, представляющим собой тангенс угла наклона секу­щей в точке на кривой сь—и с заданным напряжением

Заданные класс и марку бетона получают соответствующим подбором состава бетонной смеси с последую­щим испытанием контрольных образцов.

Классом бетона по прочности на осевое сжатие В(МПа) называется временное сопротивление сжатию бетонных кубов с размером ребра 150 мм, испытанных в со­ответствии со стандартом через 28 суток хранения при тем­пературе 20+2 °Сс учетом статистической изменчивости прочности,

Классы и марка бетона для железобетонных конструкций:

а)Классы по прочности на сжатие:

для тяжелых бетонов — В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;

для мелкозернистых бетонов групп:

А — (на песке с модулем крупности 2,1 и более) — те же в диапазоне от В7,5 до В40;

Б — (на песке с модулем крупности 2 и менее) -— те же в диапазоне от В7,5 до В30;

В — (подвергнутого автоклавной обработке) — те же в диапазоне от В15 до В60;

б) Классы бетона по прочности на осевое растяжение: В0,8; В1,2; В1,6; В2; В2,4; В_t2,8; В3,2. Они ха­рактеризуют прочность бетона на осевое растяжение (МПа) по нормам с учетом статической изменчивости прочности:

B_t=R_btm(1-1.64VR_btm) (1.4)

При растяжении принято V_btm=0,165.

в) Марки бетона по морозостойкости.

Они характеризуются числом выдерживаемых бето­ном циклов попеременных замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии. При снижении прочности не более чем на 15 %:

тяжелый и мелкозернистый бето­ны — F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500;

лег­кий бетой —F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500;

ячеистый и поризированный бетоны — F15, F25, F35, F50, F75, F100.

г) Марки бетона по водонепроницаемости: W2; W4;W6; W8; W10; W12. Они характеризуются предельным давлением воды (кг/см²), при котором еще не наблюдается ее просачивание через испытываемый образец.

д) Марки бетона по средней плотности (кг/м³): тяжелый бетон от D2200 до D2500; легкий бетон от D800 до D2000; поризованный бетон от D800 доD1400; градация 100 для всех марок.

Железобетон – это композитный материал, включающий в себя две составляющие: бетон и стальную арматуру. Бетон, как показывают испытания, хо­рошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению, по­этому включение стальной арматуры в растянутую зону элементов существенно повышает их несущую способность. Прочность железобетонной балки по сравнению с бетонной (неармированной) балкой возрастает в 15...20 раз.

Достоинствами железобетона являются:

• высокая прочность,

• возможность изготовления изделий любой конфигурации,

• высокий предел огнестойкости (до 2,5 часов).

Недостатками является:

• большой вес,

• высокая энергоемкость при изготовлении конструкций,

• температурные ограничения (совместная работа арматуры и бетона обеспечивается в пределах температур от –50 до +100^о С).

Классификация:

1. По структуре – бетоны плотной структуры, у некоторых пространство между зернами заполнителя полностью занято затвердевшим вяжущим: крупнопористые малопесчаные и беспесчаные; поризованные,

2. По плотности >2500 кг/м³ (особо тяжелые); 2200 кг/м³<<2500 кг/м³ (тяжелые); 1800 кг/м³<<2200 кг/м³ (мелкозернистые); 800 кг/м³<<2000 кг/м³(легкие).

3. По виду заполнителя – на плотных заполнителях; пористых специальных, удовлетворяющих требованиям биологической защиты, жаростойкости и др.

4. По зерновому составу – крупнозернистый, с крупным и мелким заполнителем; мелкозернистый, с мелким заполнителем.

5. По условиям твердения – бетон естественного твердения; бетон, подвергаемый тепловлажной обработке и атмосферным давлениям; бетон, подвергаемый автоклавной обработке