Файл: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Заполярный государственный университет им. Н. М. Федоровского.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.03.2024
Просмотров: 27
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Заполярный государственный университет им. Н.М. Федоровского»
Кафедра «Строительство и теплогазоводоснабжение»
ЗАДАНИЕ
на контрольную работу по дисциплине
«ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ»
Семестр 9
Студент _____________________ группа ПС-183
Содержание задания:
1. Тема №1: Стадии работы кладки под нагрузкой при сжатии. Расчет каменной кладки по предельным состояниям
2. Тема №2: Общие сведения о каркасных, бескаркасных и комбинированных системах и области их применения
Список использованных источников
Дата выдачи задания
| |
Получил
| |
Тема №1: Стадии работы кладки под нагрузкой при сжатии. Расчет каменной кладки по предельным состояниям
Проведенными экспериментальными исследованиями с различными видами кладок установлено, что в зависимости от величины действующих напряжений при сжатии работу кладки можно разделить на 4 стадии.
Рисунок 1.1 – Стадии работы кладки при сжатии: а – первая, б – вторая, в – третья, г – четвертая (разрушение кладки)
Первая стадия соответствует нормальной эксплуатации кладки, когда усилия, возникающие в кладке под нагрузкой, не вызывают видимых ее повреждений. Переход кладки во вторую стадию работы характеризуется появлением небольших трещин в отдельных кирпичах (рис 1.1, б). в этой стадии кладка еще несет нагрузку (величина ее составляет 60-80% от разрушающей), и дальнейшего развития трещин при неизменной нагрузке не наблюдается.
Величина нагрузки, при которой появляются первые трещины, зависит от механических свойств кирпича, конструкции кладки и деформативных свойств раствора. Последние же завися от вида раствора и его возраста (т.е. от возраста кладки). Цементные растворы более жесткие; известковые, наоборот, более деформативны. С увеличением возраста деформативность раствора снижается. Чем меньше деформативность раствора, тем более хрупкой оказывается кладка, т.е. чем ближе Nтр к Nр.
| |
Повышение хрупкости кладки с увеличением ее возраста и при применении малодеформативных растворов должно учитываться при оценке запасов прочности поврежденной кладки. Если при появлении незначительной трещины в кладке раннего возраста на известковом растворе имеется определенный запас прочности, то появление трещины в кладке большого возраста, изготовленной на цементном растворе, свидетельствует о ее значительной перегрузке. Во всех случаях появление первых трещин в кладке должно рассматриваться как сигнал для установления причин их появления и, если потребуется, принятия мер по усилению кладки или снижению действующих на нее нагрузок.
При увеличении нагрузки после появления первых трещин происходит как их развитие, так и возникновение и развитие новых трещин, которые соединяются между собой, пересекая значительную часть кладки в вертикальном направлении и постепенно расслаивая ее на отдельные ветви, каждая из которых оказывается в условиях внецентренного загружения (третья стадия работы кладки (рис. 1.1, в).
При длительном действии этой нагрузки, даже без ее увеличения, будет постепенно (вследствие развития пластических деформаций) происходить дальнейшее развитие трещин, расслаивающих кладку на тонкие гибкие столбики. И третья стадия перейдет в четвертую – стадию разрушения от потери устойчивости расчлененной кладки (рис. 1.1, г)
Четвертая стадия наблюдается в лабораторных условиях при быстром нарастании деформации. В естественных условиях третья стадия является началом окончательного разрушения кладки, поскольку возникшие в этой стадии сквозные трещины не стабилизируюся, а продолжают развиваться и увеличиваться при увеличении нагрузки. Поэтому действительная разрушающая нагрузка составляет 80-90% от экспериментальной разрушающей нагрузки. Многочисленные эксперименты позволили раскрыть причины возникновения первых трещин в кладке из кирпича. Установлено, что возникновение первых трещин в кладке вызывается напряжениями изгиба и среза отдельных кирпичей, в то время, как напряжения сжатия составляют 15-25% от предела прочности кирпича на сжатие.
| |
Деформации изгиба отдельных кирпичей достигают значительных величин -0,1-0,4 мм (рис. 1.2), которые при учете хрупкости кирпича являются чрезмерными. Причиной изгиба и среза кирпича в кладке при сжатии является неравномерная плотность раствора в швах.
Рисунок 1.2
Последовательность разрушения кладки, выполненной из камней других видов, в общем такая же, как и при разрушении кирпичной кладки. Разница заключается в том, что с увеличением высоты камня увеличивается хрупкость кладки, и момент появления в ней первых трещин приближается к моменту разрушения.
В бутовой кладке появление первых трещин, возможно, как и в камнях, так и в растворных швах.
При расчете каменных и армокаменных конструкций учитывают две группы предельных состояний.
I группа – по несущей способности. Этот расчет выполняется во всех случаях при проектировании. Расчет по несущей способности производится по условию:
N ≤Fu
Расчетное усилие N определяют от наиболее невыгодного сечения расчетных нагрузок с учетом коэффициентов надежности по нагрузке.
| |
Расчетную несущую способность Fu находят с учетом геометрических размеров, сечения, расчетного сопротивления кладки R и коэффициентов условий работы γс. Расчетное сопротивление кладки составляет часть предела ее прочности (временного сопротивления). Определяют его по формуле:
R = Ru/k,
где k – коэффициент надежности кладки, принимаемый для кирпича, камней, крупных блоков, бута, бутобетона и вибрированной кирпичной кладки k = 2; для кладки из крупных и мелких блоков из ячеистого бетона k = 2,25.
В СНиПП-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции» значения расчетных сопротивлений при сжатии R, растяжении – Rt, срезе – R
sg, растяжении при изгибе Rtb и по главным растягивающим напряжениям Rtw приведены в специальных таблицах для кладок из различных каменных материалов и марок, применяемых растворов.
На прочность кладки влияет большое количество факторов, поэтому наиболее существенные из них учитываются с помощью коэффициентов условий работы γс, которые приведены в отдельных пунктах строительных норм и примечаниях к таблицам. Если в расчетах требуется вводить несколько коэффициентов условий работы, они учитываются независимо друг от друга. Например, при расчете прочности столбов и простенков с площадью поперечного сечения 0,3 м2 и менее γс = 0,8, для кладки из силикатного кирпича на растворах с добавками поташа γс = 0,85 и т.д. При расчетах кладки, возводимой способом замораживания, следует учитывать для кладки γс1 = 0,5-1 и сетчатой арматуры γсs1 = 0,5-1.
II группа – по образованию и раскрытию трещин и деформациям используется в расчетах только в специальных случаях, оговоренных нормами, если в конструкциях по каким-либо причинам не допускаются трещины, или ограничивается их раскрытие (облицовки резервуаров, внецентренно сжатые стены и столбы при больших эксцентриситетах и т.д.), или ограничивается развитие деформации из условий совместной работы (стыковое заполнение и каркас здания, самонесущие стены, связанные с каркасом и т.д.).
| |
Расчет по деформациям, когда по условиям эксплуатации не допускается появление трещин на растянутых поверхностях в штукатурных или других покрытиях, для неармированных каменных конструкций выполняется по следующим формулам:
при осевом растяжении
N ≤ ЕАεи;
изгибе
M ≤ EIεu/(h – y);
внецентренном сжатии и растяжении
здесь N и М – соответственно продольная сила и момент от нормативных нагрузок;
Е – модуль деформации кладки;
А и I – соответственно площадь и момент сопротивления сечения;
εu – предельные деформации растяжения кладки, гарантирующие от появления трещин в защитном слое, определяемые по табличным данным СНиПа;
(h – у) – расстояние от центра тяжести сечения кладки до наиболее растянутой грани;
e0 = M/N – эксцентриситет приложения продольной силы.
Расчет по раскрытию трещин делается для внецентренно сжатых неармированных конструкций при эксцентриситетах е0>0,7у (у – расстояние от центра тяжести сечения до сжатой грани). Расчетная формула имеет вид:
где γr – коэффициент условий работы кладки по раскрытию трещин, определяемый по табличным данным;
Rtb – расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по неперевязанному сечению.
| |
Тема №2: Общие сведения о каркасных, бескаркасных и комбинированных системах и области их применения
Конструктивная система представляет собой совокупность взаимосвязанных несущих конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость.
Выбор конструктивной системы, а значит и вертикальных несущих конструкций, характера распределения горизонтальных нагрузок и воздействий между ними – один из основных вопросов при компоновке конструктивной системы. Конструктивная система оказывает влияние на планировочное решение, архитектурную композицию и экономичность проекта. В свою очередь на выбор системы влияют типологические особенности проектируемого здания, его этажность и инженерно-геологические условия участка строительства.
Несущие конструкции здания состоят из взаимосвязанных вертикальных и горизонтальных элементов.
Горизонтальные конструкции – перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них вертикальные и горизонтальные нагрузки и воздействия, передавая их поэтажно на вертикальные несущие конструкции. Последние в свою очередь передают эти нагрузки и воздействия через фундаменты основанию.
Горизонтальные несущие конструкции массовых капитальных гражданских зданий, как правило, однотипны и обычно представляют собой железобетонный диск (сборный, монолитный или сборно-монолитный).
Вертикальные несущие конструкции разнообразны. Различают стержневые (стойки каркаса)