Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ДКР_Стр.конструкции_Томашевич-2020

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
19.05.2023
Размер:
899.99 Кб
Скачать

91.Назовите важнейшие технико-экономические показатели конструкций с применением пластмасс.

92.Опишите конструкции из цельных бревен, брусьев и досок; ответ проиллюстрируйте эскизами.

93.Назовите область применения составных балок и панелей настилов; особенности их расчета.

94.Перечислите виды грунтов и охарактеризуйте их строение.

95.Перечистите физические свойства грунтов, их определение лабораторном анализам и по расчётным формулам.

96.Фундаменты в особых условиях.

97.Опишите расчёт оснований по предельным состояниям.

98.Опишите расчёт осадки основания по методу послойного элементарного суммирования.

99.Приведите классификацию свай по характеру работ и описание определение их несущей способности.

11

1 МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

1.1 Расчёт центрально-сжатых стальных элементов

При расчете центрально-сжатых элементов строительные нормы предписывают выполнение следующих расчетов: по прочности, по потере общей устойчивости, а также при этом необходимо ограничивать гибкость.

Расчет прочности выполняют по формуле:

 

=

N

Ry c

(1.1)

 

 

 

 

An

 

где

– нормальное напряжение в сечении элемента;

 

N – расчётная продольная сила;

 

 

 

An

площадь сечения нетто, т.е.

площадь сечения за вычетом площади

ослаблений, например при наличии отверстой для болтов и др.;

Ry – расчетное сопротивление стали по пределу текучести, (табл. 51*[1]);

c – коэффициент условия работы, устанавливается в соответствии с табл.

6*[1].

Обычно несущая способность центрально-сжатых элементов теряется в результате продольного изгиба. Поэтому размеры сечения стержня принимают из расчета на устойчивость.

Расчет на устойчивость выполняют по формуле:

 

=

N

Ry c

(1.2)

 

A

 

 

 

 

где

– коэффициент продольного изгиба;

 

A – площадь без учета ослаблений (брутто).

Независимо от расчета на прочность и устойчивость нормы ограничивают

наибольшую гибкость стержня, которая должна быть не больше предельной

 

(табл. 19* [1]).

 

 

Проверка гибкости выполняется по формуле:

 

 

=

lef

 

(1.3)

 

 

 

 

i

lim

 

 

 

 

 

где

lef – расчётная длина элемента;

 

 

i

радиус инерции сечения;

 

 

lim – предельная гибкость (см. табл. 19* [1]).

Центрально растяжение отличается от центрального сжатия направлением усилий, и его можно рассматривать как частный центрального сжатия при котором не возникает продольного изгиба. Структура расчётных формул на прогиб центрально-сжатых и центрально-растянутых элементов одинакова.

12

1.2 Стальные центрально-растянутые элементы

Расчет прочности центрально-растянутого стального элемента ведется по формуле (1.1):

= N Ry c

An

где – нормальное напряжение в сечении элемента; N – расчётная продольная сила;

An – площадь сечения нетто, т.е. площадь сечения за вычетом площади

ослаблений, например при наличии отверстой для болтов и др.;

Ry – расчетное сопротивление стали по пределу текучести, (табл. 51*[1]);

c – коэффициент условия работы, устанавливается в соответствии с табл.

6*[1].

Длинные растянутые элементы могут изменять свою первоначальную форму (изгибаться) в результате чрезмерной гибкости, и это может затруднять их дальнейшее применение. Поэтому гибкости растянутых элементов ограничиваются нормами и зависят от назначения элементов и характера действующих нагрузок (статические или динамические).

Проверку гибкости выполняют по формуле (1.3):

lef

= i lim

где lef – расчётная длина элемента;

i – радиус инерции сечения;

lim – предельная гибкость (см. табл. 20* [1]).

Как и в сжатых элементах расчетные длины и радиусы инерции в общем

случае могут быть различными относительно разных осей ( l x , l y , ix , iy ), и соот-

ef ef

ветственно различаются гибкости ( x , y ), которые не должны превышать предельную гибкость.

ЗАДАЧА №1

Подобрать сечения стержней фермы из парных уголков.

13

Таблица 2 – Варианты данных к задаче №1.

Вариант

Схема

N1

N2

N3

N4

l1

l2

l3

l4

Марка

узла

стали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

411

327

2,2

4,1

С235

2

2

143

598

3,4

5,3

С245

3

3

242

339

3,0

3,0

С255

4

1

424

210

3,3

3,3

С245

5

2

313

555

4,2

4,2

С255

6

3

265

471

4,4

3,6

С285

7

1

302

436

5,1

4,6

С255

8

2

294

583

1,8

2,7

С285

9

3

175

604

3,1

4,2

С345

10

1

456

495

4,3

4,4

С285

11

2

157

349

5,2

5,9

С345

12

3

358

446

4,5

5,6

С375

13

1

446

297

2,0

3,9

С345

14

2

169

478

3,2

5,1

С375

15

3

257

509

2,8

3,0

С235

16

1

560

180

3,3

4,5

С375

17

2

288

487

4,6

5,6

С235

18

3

341

519

3,4

2,6

С245

19

1

168

300

4,8

4,8

С255

20

2

179

337

2,8

3,7

С245

21

3

270

486

3,9

5,0

С255

22

1

512

315

3,1

3,1

С285

23

2

243

448

4,1

5,3

С255

24

3

314

622

4,0

4,6

С285

25

1

521

174

1,7

2,8

С345

26

2

275

463

4,4

5,7

С285

27

3

162

520

3,2

3,9

С345

28

1

596

281

3,1

4,0

С375

29

2

193

391

5,0

5,5

С345

30

3

287

412

3,9

3,0

С375

31

1

223

352

4,1

4,7

С235

14

Продолжение табл.2

Вариант

Схема

N1

N2

N3

N4

l1

l2

l3

l4

Марка

узла

стали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

2

224

436

2,0

3,0

С375

33

3

215

447

2,1

3,2

С235

34

1

398

275

3,8

4,5

С245

35

2

219

323

4,6

4,9

С255

36

3

150

314

3,0

3,0

С245

37

1

486

268

1,3

2,6

С255

38

2

231

499

1,6

2,8

С285

39

3

297

380

4,1

2,7

С255

40

1

372

255

2,2

3,1

С285

41

2

258

354

4,4

5,0

С345

42

3

183

396

1,7

2,5

С285

43

1

247

405

3,6

2,4

С345

44

2

189

378

2,2

3,0

С375

45

3

200

409

5,0

5,5

С345

46

1

384

230

2,3

2,3

С375

47

2

205

386

4,0

4,5

С235

48

3

236

341

4,3

3,8

С375

49

1

367

202

3,9

3,1

С235

50

2

131

277

4,5

4,9

С245

51

3

198

303

2,0

2,5

С255

52

2

269

318

4,1

4,7

С245

53

1

340

164

2,5

2,6

С255

54

3

221

325

3,3

4,4

С285

55

2

202

366

1,9

3,0

С255

56

1

157

299

3,9

2,4

С285

57

3

142

288

3,8

2,9

С345

58

2

303

419

2,0

3,0

С285

59

1

333

140

1,4

1,4

С345

60

3

304

291

3,2

3,8

С375

61

2

125

280

4,3

5,0

С345

62

1

496

132

2,4

3,1

С375

63

3

334

453

4,2

5,3

С235

64

2

215

261

4,7

4,1

С375

65

1

296

114

 

2,6

2,5

С235

66

3

177

275

3,4

4,3

С245

67

2

258

416

1,0

2,9

С255

68

1

207

342

3,4

2,9

С245

69

3

197

338

3,9

2,8

С255

70

2

258

369

3,0

2,0

С285

71

1

389

190

1,9

1,8

С255

72

3

289

311

3,8

3,2

С285

73

2

170

323

4,0

5,3

С345

74

1

541

282

2,1

3,4

С285

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

Окончание табл. 2

Вариант

Схема

N1

N2

N3

N4

l1

l2

l3

l4

Марка

узла

стали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

3

230

403

4,3

5,2

С235

76

2

201

274

4,6

4,0

С375

77

1

282

124

2,5

2,4

С345

78

3

 

163

285

 

 

3,3

4,2

 

С375

79

2

 

244

426

 

 

1,1

2,8

 

С235

80

1

 

 

197

355

 

 

3,3

2,8

С375

81

3

182

 

348

 

3,8

 

2,7

 

С235

82

2

243

 

379

 

3,1

 

2,1

 

С245

83

1

 

375

200

 

 

1,8

1,9

 

С255

84

3

274

 

321

 

3,7

 

3,1

 

С245

85

2

165

 

 

336

4,1

 

 

5,2

С255

86

1

536

 

292

 

2,0

 

3,3

 

С285

87

3

 

226

413

 

 

4,2

5,1

 

С255

88

2

 

237

 

289

 

3,7

 

4,4

С285

89

1

 

318

134

 

 

4,0

4,0

 

С345

90

3

 

199

295

 

 

4,8

3,6

 

С285

91

2

 

207

436

 

 

4,5

6,0

 

С345

92

1

 

 

227

360

 

 

4,1

2,8

С375

93

3

217

 

358

 

5,0

 

5,0

 

С345

94

2

278

 

389

 

3,2

 

4,4

 

С375

95

1

 

401

210

 

 

3,6

3,6

 

С235

96

3

309

 

331

 

3,5

 

4,2

 

С375

97

2

190

 

 

347

4,3

 

 

5,1

С235

98

1

561

 

302

 

1,7

 

2,6

 

С245

99

3

 

252

423

 

 

1,3

2,2

 

С255

100

2

202

 

404

 

2,9

 

3,7

 

С245

16

2 КОНСТРУКЦИИ ИЗ ДЕРЕВА

2.1Расчет деревянных балок цельного сечения

Расчет изгибаемых деревянных конструкции, как и стальных, ведется на прочность, устойчивость и жесткость.

На прочность древесины при изгибе большое влияние оказывают естественные пороки (косослой, сучки). Кроме того, при распиловке древесины нарушается цельность волокон, и поэтому чем меньше сечение, тем меньше расчетное сопротивление. Для уменьшения влияния пороков рекомендуется для балок из цельной древесины принимать древесину первого и второго сорта. При расчете клееных балок, выполненных из досок, они рассчитываются по тем же формулам, что и балки из цельной древесины, так как клеевые соединения рассматриваются как неподатливые соединения. При расчетах расчетные сопротивления необходимо брать с соответствующими коэффициентами условий работы.

2.1.1 Расчет прочности по нормальным напряжениям

При изгибе должно удовлетворяться следующее условие:

m.d = M d fm.d ,

Wd

где M d — расчётный изгибающий момент;

Wd — расчетный момент сопротивления поперечного сечения;

fm.d — расчетное сопротивление древесины изгибу (табл. 6.4 [2]).

2.1.2 Расчет прочности при сдвиге (скалывании)

При сдвиге должно соблюдаться следующее условие

 

 

=

Vd Ssup

f

 

,

v.0.d

 

v.0.d

 

 

Isup bd

 

 

 

 

 

 

(2.1)

(2.2)

где Vd — расчетная поперечная сила;

Ssup — статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения

элемента относительно нейтральной оси;

Isup — момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно

нейтральной оси;

bd – расчетная ширина сечения элемента;

fv.0.d – расчетное сопротивление древесины скалыванию при изгибе (табл.

6.4[2]).

2.1.3Расчет по деформациям

Прогибы деревянных балок, выполненных из цельной древесины, рассчитываются аналогично расчету прогибов стальных балок, так как и при работе стали, и при работе древесины считают, что они работают упруго, но при одинаковых размерах, сечении а нагрузках деревянная балка будет прогибаться больше, так как модуль упругости древесины вдоль волокон Е0 = 8500 МПа, (более 20 раз меньше модуля упругости стали: Естали =2,06*105МПа).

17

Цель расчета – ограничить прогибы величинами, которые отвечают требованиям эксплуатации.

Определение величины прогиба для балки на двух опорах при равномерно распределенной (погонной) нагрузке ведется по формуле:

 

 

 

5

 

p

k

l3

,

(2.3)

u

 

=

 

 

 

0

max

384

E0 Isup

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

ЗАДАЧА №2

Подобрать сечение деревянной балки перекрытия жилого дома, выполненной из цельной древесины. Нагрузка на балку равномерно распределённая постоянная.

Таблица 3 – Варианты данных к задаче №2.

Вариант

Форма попе-

pk ,

pd ,

l0 , м

Материал

речного сечения

кН/м

кН/м

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

4,5

5,6

4,71

Сосна 3 сорта

2

 

 

 

 

 

 

3,7

4,8

3,22

Ель 2 сорта

3

 

 

 

 

 

 

4,9

6,0

5,73

Лиственница 3 сорта

4

 

 

 

 

 

 

4,7

5,8

3,74

Кедр сибирский 2 сорта

5

 

 

 

 

 

 

5,0

6,1

6,25

Кедр красноярский 3 сорта

6

 

 

 

 

 

 

3,9

5,0

5,26

Сосна веймутовая 2 сорта

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

4,1

5,2

4,27

Пихта 1 сорта

8

 

 

 

 

 

 

3,8

4,9

5,28

Дуб 2 сорта

9

 

 

 

 

 

 

4,6

5,7

4,29

Ясень 1 сорта

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

4,8

5,9

5,20

Клён 2 сорта

11

 

 

 

 

 

 

3,7

4,8

4,79

Граб 1 сорта

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

3,8

4,9

3,28

Акация 2 сорта

13

 

 

 

 

 

 

3,9

5,0

5,77

Берёза 1 сорта

14

 

 

 

 

 

 

4,0

5,1

3,76

Бук 2 сорта

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

4,1

5,2

6,25

Вяз 1 сорта

16

 

 

 

 

 

 

4,2

5,3

5,24

Ильм 2 сорта

17

 

 

 

 

 

 

4,3

5,4

4,23

Сосна 2 сорта

18

 

 

 

 

 

 

4,4

5,5

5,22

Ель 3 сорта

19

 

 

 

 

 

 

4,5

5,6

4,21

Лиственница 2 сорта

20

 

 

 

 

 

 

4,6

5,7

5,20

Кедр сибирский 3 сорта

21

 

 

 

 

 

 

4,7

5,8

4,79

Кедр красноярский 2 сорта

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

4,8

5,9

3,28

Сосна веймутовая 1 сорта

23

 

 

 

 

 

 

4,9

6,0

5,77

Пихта 2 сорта

24

 

 

 

 

 

 

3,7

4,8

3,76

Дуб 1 сорта

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

3,8

4,9

6,25

Ясень 2 сорта

26

 

 

 

 

 

 

3,9

5,0

5,24

Клён 1 сорта

27

 

 

 

 

 

 

4,0

5,1

4,23

Граб 2 сорта

28

 

 

 

 

 

 

4,1

5,2

5,22

Акация 1 сорта

29

 

 

 

 

 

 

4,2

5,3

4,21

Берёза 2 сорта

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

4,3

5,4

5,20

Бук 1 сорта

31

 

 

 

 

 

 

3,7

4,6

4,21

Вяз 2 сорта

32

 

 

 

 

 

 

3,8

4,5

4,72

Ильм 3 сорта

33

 

 

 

 

 

 

3,9

4,7

3,73

Сосна 2 сорта

34

 

 

 

 

 

 

4,0

4,8

3,24

Ель 3 сорта

35

 

 

 

 

 

 

4,1

4,9

5,25

Лиственница 2 сорта

19

Продолжение табл. 3

Вариант

 

Форма попе-

pk ,

pd ,

l0 , м

Материал

речного сечения

кН/м

кН/м

 

 

 

36

 

 

 

 

 

 

4,2

5,0

5,76

Кедр сибирский 1 сорта

 

 

 

 

 

 

37

 

 

 

 

 

 

4,3

5,1

6,27

Кедр красноярский 1 сорта

38

 

 

 

 

 

 

4,5

5,2

6,78

Сосна веймутовая 1 сорта

39

 

 

 

 

 

 

4,6

5,3

3,29

Пихта 1 сорта

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

4,7

5,4

3,70

Дуб 1 сорта

41

 

 

 

 

 

 

4,8

5,5

4,23

Ясень 1 сорта

 

 

 

 

 

 

42

 

 

 

 

 

 

4,9

5,6

4,74

Клён 1 сорта

43

 

 

 

 

 

 

5,0

5,7

5,25

Груб 1 сорта

44

 

 

 

 

 

 

3,7

5,8

5,76

Акация 1 сорта

 

 

 

 

 

 

45

 

 

 

 

 

 

3,8

5,9

6,27

Берёза 1 сорта

46

 

 

 

 

 

 

3,9

6,0

6,78

Бук 2 сорта

47

 

 

 

 

 

 

4,0

4,8

3,29

Вяз 2 сорта

48

 

 

 

 

 

 

4,1

4,9

3,70

Ильм 2 сорта

49

 

 

 

 

 

 

4,2

5,0

4,21

Сосна 2 сорта

50

 

 

 

 

 

 

4,3

5,1

4,72

Ель 2 сорта

51

 

 

 

 

 

 

3,4

4,5

3,23

Сосна 3 сорта

 

 

 

 

 

 

52

 

 

 

 

 

 

2,6

3,9

3,74

Ель 2 сорта

53

 

 

 

 

 

 

3,8

5,1

4,25

Лиственница 3 сорта

54

 

 

 

 

 

 

3,6

4,9

4,76

Кедр сибирский 2 сорта

 

 

 

 

 

 

55

 

 

 

 

 

 

4,1

5,0

5,27

Кедр красноярский 3 сорта

56

 

 

 

 

 

 

2,8

4,1

5,78

Сосна веймутовая 2 сорта

 

 

 

 

 

 

57

 

 

 

 

 

 

3,0

4,3

3,29

Пихта 1 сорта

58

 

 

 

 

 

 

2,9

3,8

3,70

Дуб 2 сорта

59

 

 

 

 

 

 

3,5

4,8

4,29

Ясень 1 сорта

60

 

 

 

 

 

 

3,7

4,0

4,78

Клён 2 сорта

61

 

 

 

 

 

 

2,6

3,8

5,27

Граб 3 сорта

62

 

 

 

 

 

 

2,7

3,9

5,76

Акация 3 сорта

63

 

 

 

 

 

 

2,8

4,0

3,25

Берёза 3 сорта

64

 

 

 

 

 

 

3,0

4,1

3,74

Бук 3 сорта

65

 

 

 

 

 

 

3,1

4,2

4,23

Вяз 3 сорта

66

 

 

 

 

 

 

3,2

4,3

4,72

Ильм 2 сорта

 

 

 

 

 

 

67

 

 

 

 

 

 

3,3

4,4

5,21

Сосна 3 сорта

68

 

 

 

 

 

 

3,4

4,4

5,70

Ель 2 сорта

69

 

 

 

 

 

 

3,5

4,5

3,27

Лиственница 3 сорта

70

 

 

 

 

 

 

3,6

4,6

3,78

Кедр сибирский 2 сорта

71

 

 

 

 

 

 

3,7

4,7

4,29

Кедр красноярский 3 сорта

 

 

 

 

 

 

72

 

 

 

 

 

 

3,8

4,8

4,70

Сосна веймутовая 2 сорта

73

 

 

 

 

 

 

4,0

5,0

5,21

Пихта 1 сорта

74

 

 

 

 

 

 

2,7

3,8

5,72

Дуб 2 сорта

75

 

 

 

 

 

 

2,8

3,9

3,23

Ясень 1 сорта

20