- •Многоэтажные гражданские здания. Конструктивные системы. Элементы каркаса и узлы сопряжений.
- •Одноэтажные промышленные здания с металлическим каркасом. Поперечные рамы. Система связей.
- •Основные положения расчета строительных конструкций по предельным состояниям
- •Общие сведения о металлических конструкциях. Достоинства и недостатки. Области применения
- •Достоинства:
- •Служебные свойства стали.
- •Соединения металлических конструкций. Сварные и болтовые соединения
- •2 Способа натяжения ар-ры:
- •Бетон и арматура для железобетонных конструкций. Классификация бетонов. Основные свойства. Классы арматуры.
- •Общие сведения о фундаментах. Конструктивные схемы фундаментов.
Служебные свойства стали.
Надёжность и долговечность во многом зависит от свойств материала. Наиболее важными для работы конструкций являются свойства: прочность, упругость, пластичность, хладостойкость, склонность к хрупкому разрушению, ползучесть, твердость, а также свариваемость, коррозионная стойкость, склонность к старению и технологичность.
Прочность – сопротивление материала внешним силовым воздействиям без разрушения. Упругость - свойство материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия внешних нагрузок. Пластичность - свойство материала сохранять несущую способность в процессе деформирования (остаточные деформации без разрушения). Хрупкость - склонность к разрушению при малых деформациях. Ползучесть - свойство материала непрерывно деформироваться во времени без увеличения нагрузки. Твёрдость - свойство поверхностного слоя металла сопротивляться деформации или разрушению при внедрении в него более твёрдого материала.
Основные прочностные характеристики – временное сопротивление Ϭu (предельная разрушающая нагрузка, отнесенная к первоначальной площади поперечного сечения образца) и предел текучести Ϭy (напряжение, которое соответствует остаточному относительному удлинению после разгрузки, равному 0,2%. Для сталей, не имеющих площадки текучести, вводят понятие условного предела текучести). Вообще в лекциях сказано, что площадка текучести имеются только у малоуглеродистых сталей.
Упругие свойства материала характеризуют модулем упругости E=tgα=2,06*104кН/см2 (α – угол наклона начального участка диаграммы работы стали к оси абсцисс) и пределом упругости Ϭс, т.е. таким максимальным напряжением, после снятия которого остаточные деформации отсутствуют.
Технологические свойства стали: свариваемость, коррозионная стойкость, склонность к старении, технологичность
Соединения металлических конструкций. Сварные и болтовые соединения
Соединения металлических конструкций предназначены для сопряжения отдельных элементов между собой. Выбор вида соединения зависит от вида напряженного состояния соединяемых элементов; величины и характера действующей нагрузки; формы сопрягаемых элементов; условий работы соединения и др.
В металлических конструкциях применяют в настоящее время сварные, болтовые и заклепочные соединения.
Сварные соединения — наиболее распространенные соединения. Они требуют на изготовление меньше времени и металла по сравнению с заклепочными и болтовыми соединениями. Применение сварки обеспечивает высокую прочность соединения, автоматизированный процесс, высокое качество сварного шва при выполнении его не только в заводских условиях, но и в построечных. Благодаря этому сварные соединения применяются во всех металлических конструкциях. При изготовлении стальных конструкций наибольшее применение нашли электродуговые виды сварки плавящимся электродом – ручная (при помощи электродов; для небольшой по протяженности швы, расположенные в труднодоступных местах; достоинство – универсальность и простота оборудования, недостаток – невысокая производительность и использование ручного труда), механизированная (выполняют электродной проволокой с газовой защитой сварочной ванны или порошковой проволокой) и автоматическая (используют стальную сварочную проволоку сплошного сечения и различные флюсы), а также контактные виды сварки – точечная, шовная и стыковая
Болтовые соединения, как и сварные, находят широкое применение в металлических конструкциях. Они применяются в монтажных и рабочих соединениях сборно-разборных и стационарных конструкций. Их достоинство: простота и надежность соединения; недостатки: повышенный расход металла на конструкцию вследствие ослабления сечения сопрягаемых элементов отверстиями, податливость (деформативность) соединения, ввиду наличия зазоров между болтом и отверстием. В настоящее время используют соединения с высокопрочными болтами, работающими на срез и на растяжение. Достоинством этих соединений является их меньшая деформативность, однако трудоемкость такого соединения возрастает. Болтовое соединение используют при монтаже конструкций. Болты обычные и высокопрочные используют для соединения элементов стальных конструкций друг с другом, а болты анкерные - для присоединения конструкций к фундаменту.
Заклепочные соединения в настоящее время находят ограниченное применение, поскольку они наиболее трудоемки и дорогостоящи по сравнению с двумя предыдущими. Однако надежность заклепочных соединений при знакопеременных и вибрационных нагрузках определяет область их применения в конструкциях с тяжелым режимом работы (железнодорожных мостов, промышленных этажерок при динамических воздействиях и др.).
Сущность железобетона. Области применения железобетонных конструкций.
Железобетоном называют комплексный стройматериал, в котором бетон и стальная арматура, соединенные взаимным сцеплением, работают под нагрузкой как единое монолитное тело.
Совместное использование стали и бетона:
1 Хорошее сцепление, благодаря чему работают совместно
2 Бетон и сталь имеют ≈ коэф. линейного температурного расширения, благодоря чему при изменении в ЖБК не возникают дополнительные напряжения
αb=(0,7÷1,5)·10-5 1/град
αс=1·10-5 1/град
σS=σd·(ES/Eb)=σb·α
3 Бетон защищает арматуру от коррозии и воздействий огня
4 Бетон и сталь имеют оптимальные состояния прочности и модуля деформации, которые позволяют использовать, ар-ру для восприятия растяг. Усилий и тем самым увеличивает несущую способность в 15…20 раз по сравнению с не арматурным бетоном ЕS=2·105 МПа > Еb=2·104 МПа
Достоинство – высокая прочность, долговечность, огнестойкость, стойкость к атмосферным воздействиям, малые эксплуат. расходы на содержание зд., гигиеничность, большое распространение сырьевых материалов.
Недостатки – большая массивность, в сборном ЖБ нет архитектурности, затраты времени для набора прочности бетона, слабая трещиностойкость…
Область применения – широко используется в строительстве при t от 50°С до -70°С, во многих отраслях пром-ти. (плотины, мосты, аэродромы, атомные реакторы и т.д.) и в жилищно-гражданском строительстве.
Предварительно – напряженные железобетонные конструкции. Сущность. Достоинства и недостатки. Способы создания предварительных напряжений
Под предварительно напряжонным понимают ЖБК, элементы и изделия, в которых предварительно, т.е. в процессе изготовления, искуственно созданы в соответствии с расчетами начальные напряжения в части или во всей рабочей ар-ре и обжатие всего или части бетона.
Достоинства – в ПНК представляется возможность использовать высокоэкономичную стержневую ар-ру повышенной прочности и высокопрочную проволочную ар-ру, позволяющих в среднем до 50% сократить расход стали. Предварительное обжатие растянутых зон бетонна значительно отдаляет момент образования трещин в растянутых зонах элементов.
Недостатки – повышенная трудоемкость проектирования и изготовления, ПНК требуют усложнения и повышения металоемкости опалубки, увеличения расходов металла на закладные детали и на монтажную ар-ру. Большая тепло- и звукопроводность железобетона. Огнестойкость меньше.