загрузка...
загрузка...
На головну

ОСОБЛИВОСТІ БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ З РІЗНИХ МАТЕРІАЛІВ

  1. I. Особливості хірургії дитячого віку
  2. I. Особливості експлуатації родовищ
  3. II. Об'єктивні методи дослідження органів дихання. Особливості загального огляду. Місцевий огляд грудної клітки.
  4. II. Об'єктивні методи дослідження ендокринної системи. Особливості загального огляду.
  5. II.6.3) Особливості категорії юридичної особи.
  6. II. Об'єктивні методи дослідження органів жовчовиділення і підшлункової залози. Особливості загального огляду. Місцевий огляд живота. Діагностичне значення результатів огляду.
  7. II. Об'єктивні методи дослідження органів кровообігу. Особливості загального огляду. Місцевий огляд області серця і великих кровоносних судин.

В процесі проектування будівель і споруд або їх великих елементів проводиться порівняння варіантів можливих конструктивних рішень з різних будівельних матеріалів. Кожен варіант піддається техніко-економічній оцінці по витраті матеріалів, трудомісткості виготовлення і монтажу з урахуванням наявності відповідних баз і матеріальних ресурсів. Для правильного вибору конструкції необхідно враховувати основні характеристики будівельних матеріалів та конструкцій з них.

Оцінка проводиться за:

- Відносної міцності;

- Вогнестійкості;

- Довговічності;

- Індустріальності і технологічності;

- Атмосферної і хімічної стійкості;

- Експлуатаційних витрат;

- Дефіцитності матеріалів.

за відносну міцність приймається відношення розрахункового опору до щільності матеріалу - це коефіцієнт відносної міцності. Так при стисненні (без урахування поздовжнього вигину) коефіцієнт відносної міцності, наведений в таблиці показує, що для передачі одного і того ж силового впливу найменші розміри поперечного перерізу мають сталеві і алюмінієві конструкції.

Таблиця 2. Основні характеристики будівельних матеріалів.

 найменування матеріалу  Густина, кг / м3  Розрахунковий опір, МПа  Коефіцієнт відносної міцності, 1х103 м
 Сталь звичайної міцності марки ВСТ3 КП2-1  2,79
 Сталь підвищеної міцності марки 10ХСНД  5,07
 Алюмінієвий сплав зміцнений 1915Т  7,36
 Бетон класу В30  0,72
 Деревина (сосна) 2-го сорту  2,21
 Цегляна кладка (цегла марки 100, розчин марки 25)  1,3  0,07

вогнестійкість.

Найбільшою вогнестійкість мають бетонні і кам'яні конструкції. Залізобетон має меншу вогнестійкість, ніж бетон. Для підвищення вогнестійкості залізобетонних конструкцій необхідно збільшити товщину шару бетону, що захищає арматуру.

Міцність сталевих конструкцій знижується вдвічі при температурі 500оС, а при 600оЗ сталь стає пластичною. Міцність алюмінієвих сплавів знижується вже при 200оС.

Дерев'яні конструкції відносяться до найменш вогнестійким конструкцій, для захисту від вогню їх просочують антипіренами і штукатурять.

довговічність.

Бетонні та кам'яні конструкції - самі довговічні. Залізобетонні конструкції також вельми довговічні за умови надійного захисту арматури бетоном. Металеві конструкції довговічні при своєчасній і надійному захисті від корозії стали забарвленням. Дерев'яні конструкції в сирих умовах і без провітрювання руйнуються через 5 - 10 років, але їх довговічність істотно підвищується при надійному захисті від атмосферних впливів (до 50 і навіть 100 років).

Атмосферна і хімічна стійкість.

Металеві конструкції корродируют під впливом вологості і забруднень навколишнього середовища агресивними газами, ________. Для захисту від корозії їх фарбують, оцинковують або обробляють спеціальними складами. Дерев'яні конструкції в аналогічних умовах піддаються гниттю і руйнування грибами. Проти гниття їх антісептіруют, ізолюють від зволоження, забезпечують надійне провітрювання. Хімічна стійкість дерев'яних конструкцій проти деяких речовин досить висока. Залізобетонні і кам'яні конструкції атмосферостійкі. Хімічна стійкість залізобетонних конструкцій в ряді випадків недостатня. Її можна підвищити за рахунок використання полімерних покриттів, добавок, а також бетонополімеров і армополімербетонов. Перспективними в цьому відношенні є конструкції, армовані неметалевої арматурою.

Експлуатаційні витрати.

Залізобетонні і кам'яні конструкції для підтримки їх в період експлуатації в належному стані майже не викликають витрат. Дерев'яні конструкції вимагають безперервного спостереження і відновлення покриттів проти гниття і вогню, а також виконання робіт з усунення ослаблення стиків і з'єднань. Сталеві конструкції також вимагають періодичного фарбування.

дефіцитність матеріалів.

Найбільш дефіцитними є матеріали для алюмінієвих і сталевих конструкцій, так як вони в значних кількостях витрачаються в багатьох інших галузях промисловості. У залізобетонних конструкціях наповнювачі бетону - пісок, щебінь, гравій, легкі наповнювачі найчастіше місцеві матеріали, як і сировину для кам'яних конструкцій. Деревина - доступний матеріал в лісових районах.

12. ГАЛУЗІ ВИКОРИСТАННЯ І ЗАГАЛЬНИЙ ПІДХІД ДО
 РОЗРАХУНКУ КОНСТРУКЦІЙ З РІЗНИХ МАТЕРІАЛІВ

Металеві конструкції

Сталеві конструкції доцільні головним чином в будівлях і спорудах з великими навантаженнями, прольотами і висотами. Вони використовуються також в цехах металургійних заводів, резервуарах, високонапірних трубопроводах, в каркасах унікальних висотних будівель, опор високовольтних електромереж, рухливих конструкціях кранів, розвідних мостів і т.п.

Економічно обгрунтовано їх застосування для ферм покриття прольотом 30 і більше метрів, колон заввишки 16 і більше метрів, підкранових балках для кранів вантажопідйомністю 30 і більше тонн.

У практиці останніх років найбільший економічний ефект отримують при застосуванні структурних, висячих покриттів, а також попередньо напружених конструкцій.

У конструкціях стін і покриттів застосовуються профільовані настили, рулонні полотнища, хвилясті алюмінієві листи, утеплені листи із сталі і алюмінію.

дерев'яні конструкції

У районах, де деревина є місцевим матеріалом, дерев'яні конструкції посилено використовуються для будівництва житлових, громадських та сільськогосподарських будівель, а також інвентарних рухомих і збірно-розбір будівель.

Найбільш перспективними є клеєні дерев'яні конструкції, перевагою яких є їх индустриальность, довговічність, надійність під час пожежі, підвищена атмосферна стійкість.

Розроблено металлодеревянние конструкції для перекриття прольотів 60 і більше метрів.

Металеві і дерев'яні конструкції розраховуються з урахуванням пружності матеріалів, а також їх непружних властивостей і однорідності.

кам'яні конструкції

Основна область застосування конструкцій з кам'яної кладки - стінові конструкції (близько 60% в загальному балансі). Високі експлуатаційні якості кам'яних конструкцій, простота зведення обумовлюють їх доцільність при нестандартному будівництві, зведенні нетипових частин будівель, а також при реконструкціях, ремонтах будинків.

Залізобетонні конструкції

Основним будівельним матеріалом капітального будівництва є залізобетон.

Застосовуються попередньо напружені і звичайні (ненапружені) конструкції, як в збірному, так і в монолітному виконанні.

Заводи збірного залізобетону випускають конструкції з важкого, легкого, спеціального залізобетону практично для всіх областей будівництва (цивільне, промислове, сільськогосподарське, транспортне, енергетичне і т.п.).

Це стінові панелі, колони, плити покриттів і перекриттів, балки, ферми, арки, підкранові балки, фундаментні балки і блоки, елементи просторових покриттів, прогонових будов мостів, підпірних стін, підземних переходів і будівель, опори контактних мереж, шпали, труби, елементи огорож дорожнього будівництва і ін.

Широке поширення має монолітний залізобетон в будівлях підвищеної поверховості, промисловому будівництві і будівництві спеціальних споруд.

Ефективність залізобетонних конструкцій значно підвищується при використанні легкого конструкційного бетону, армоцемента для великопрольотних просторових конструкцій, фібробетону, залізобетону з неметалевої арматурою.

Як відомо залізобетон - це комплексний матеріал, що складається з бетону і металевих арматур. Спільна їхня робота забезпечена за рахунок надійного зчеплення арматури з бетоном, надійного захисту арматури від корозії захисним шаром бетону, а також тим, що бетон і сталь мають близькі коефіцієнтами температурного розширення (прописати значення), внаслідок чого в звичайних умовах (при температурах від -20 до +50 оС) експлуатаційні якості конструкцій не знижуються.

Наявність в залізобетоні двох різних за властивостями матеріалів - бетону і сталі, враховується при розрахунку залізобетонних конструкцій.

Розглянемо приклад, що згинається елемента без попереднього напруження (рис. 4).

Балка на двох опорах, завантажена рівномірно розподіленим навантаженням інтенсивністю q, Н / м.

Для конструкції з пружного матеріалу справедливі відомі з курсу опору матеріалів рівняння:

,  (10)

гіпотеза плоских перетинів:

,  (11)

Закон Гука:

,  (12)
,  (13)

максимальне крайове напруга:

.  (14)

Ці рівняння дають можливість вирішити задачу розрахунку перетинів - за відомим вигинає моменту М підібрати таке перетин, щоб несуча здатність балки була забезпечена, або ж якщо перетин балки відомо, перевірити його несучу здатність.

Для залізобетонної конструкції рішення такого завдання ускладнюється тим, що залізобетон - це матеріал, який не підкоряється закону Гука (модуль деформації Е не є величиною постійною, діаграма  носить нелінійний характер, після появи тріщин залізобетон втрачає суцільність, гіпотеза плоских перетинів не є справедливою), тобто класичні методи опору матеріалів до його розрахунку виявляються непридатними. Облік всіх факторів, що впливають на несучу здатність залізобетонної конструкції в аналітичній формі, ускладнюється через їхню численність і складності.

Теорія опору залізобетону носить експериментально - теоретичний характер. Тому при розрахунку залізобетонних конструкцій поряд з класичними формулами опору матеріалів використовуються емпіричні формули і коефіцієнти, що враховують численні параметри, що визначають різні властивості матеріалів і умови експлуатації конструкцій.

12.1. Основи розрахунку залізобетонних конструкцій, по
 граничними станами першої групи.

Сутність залізобетону.

Залізобетон - це комплексний матеріал, в якому поєднуються бетон і сталева арматура.

Бетон добре пручається стискає зусиллям і в багато разів (10-15 разів) гірше розтягуються, тому бетонні конструкції, в яких під навантаженням виникає розтягнення, мають низьку несучу здатність. Так бетонна балка руйнується при відносно малій щодо малому навантаженні внаслідок утворення тріщин в розтягнутій зоні, тоді як міцність стиснутої зони не використовується.

Залізобетонна балка, забезпечена в розтягнутій зоні сталевими арматурами, володіє несучою здатністю у багато разів більшою, тому що після утворення тріщин в бетоні розтягнутої зони, розтягують зусилля сприймаються арматурою.

Сталева арматура добре пручається не тільки розтягування, але і стисненню, тому арматуру раціонально використовувати і для посилення стисненого бетону. Прикладом такої конструкції є залізобетонна колона (рис. 5).

Широкому застосуванню залізобетону в будівництві сприяють такі його якості, як довговічність, вогнестійкість, стійкість проти атмосферних впливів, висока опірність статичним і динамічним навантаженням, здатність затримувати радіоактивні випромінювання, можливість використання місцевої сировини для приготування бетону (пісок, гравій, щебінь), невеликі експлуатаційні витрати .

 Разом з тим застосування залізобетону пов'язано з рядом ускладнень, пов'язаних з його значною вагою, відносно високою звуко- і теплопровідністю, необхідністю застосування форм (опалубки) і витримування в них конструкції до набору міцності, низькою тріщиностійкості.

Завдяки вдосконаленню технології виготовлення, складів бетону, застосування легких наповнювачів бетонів, а також їх поризації ці труднощі вдається долати. Підвищення тріщиностійкості залізобетонних конструкцій досягається використанням попереднього напруження їх шляхом створення значних стискаючих напружень в частинах конструкцій, які при експлуатації відчувають розтягнення. У попередньо напружених конструкціях вдається запобігати утворенню тріщин або знизити ширину їх розкриття.

 



Попередня   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   Наступна

ПОНЯТТЯ Про БУДИНКАХ І СПОРУДАХ. ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ БУДІВЕЛЬ | ЗАВДАННЯ РОЗРАХУНКУ КОНСТРУКЦІЙ | КОНСТРУКТИВНА ФОРМА ТА ЇЇ РОЗРАХУНКОВА СХЕМА | НАВАНТАЖЕННЯ. (СНиП 2.01.07-85) | Граничний стан першої групи. | Механічні властивості і класифікація арматурних сталей. | Нормативні та розрахункові опори арматури. | Арматурні вироби. | Згинальні залізобетонні елементи. | Конструювання плит. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати