Физический смысл предельных состояний.

Лекция 1

1. Цель: изучение основ расчёта и проектирования:

А) конструкций

Б) оснований

В) фундаментов.

2. Задачи:

А) разработка конструктивной схемы на основе объемно-планировочных решений

Б) составление расчетных схем СК

В) определение внутренних усилий в СК

Г) проектирование СК – их размеров и материалов

Д) разработка узлов и деталей

Прим. При воздействии внешних усилий возникают внутренние напряжения в СК, которые всегда должны быть меньше допускаемых напряжений, которые может выдержать выбранный материал для СК.

Содержание дисциплины "Строительные конструкции".

1. Материалы для СК, их работа и общие принципы проектирования

2. Основы расчёта СК и оснований по предельным состояниям

3. Нагрузки и воздействия

4. Конструктивные и расчётные схемы

5. Основы расчёта СК на сжатие (стальных, деревянных, железобетонных, кирпичных)

6. Основы расчёта СК на изгиб (стальных, деревянных, железобетонных)

7. Расчёт и конструирование соединений СК

8. Стропильные фермы

9. Рамы и арки

10. Основания

11. Фундаменты

Связь с другими дисциплинами

1.  Техническая механика, в основном «Сопротивление материалов»:

А) в «сопромате» - рассматривают абсолютно упругие и однородные материалы

Б) в «СК» - и неоднородные (железобетон) и не упругие (бетон, кирпич)

2. Строительные материалы

А) рассматривают физико-механические свойства материалов с помощью лабораторных и других испытаний.

Б) в «СК» рассматривают прочность и другие характеристики строительных материалов с помощью расчётных формул.

3. Архитектура зданий

А) занимается основами проектирования, СК зданий и способами их соединений, не вникая в вопросы обеспечения их прочности, которые являются главной задачей дисциплины «СК»

4. Экономика–решает вопросы экономичности и целесообразности при проектировании СК

5. Технология строительного производства–решает вопросы удобства изготовления, монтажа и транспортирования СК

6. Компьютерные технологии–необходимы при выполнении расчётов сложных конструкций и сооружений.

Развитие стальных, деревянных, железобетонных и

 каменных конструкций

(стр. 20-23 – самостоятельно на оценку)

Лекция 2

Классификация строительных конструкций

1. По геометрическому признаку (р. С.13-14):

А) массив – конструкция с размерами одного порядка (м, см, мм)

Б) брус – два размера во много раз меньше третьего (балка 20 х 40 х 600)

В) плита – один размер во много раз меньше других двух (150 х 150 х 3). Оболочка – плита криволинейного очертания.

Г) стержневые системы – геометрически неизменяемые системы стержней, соединённых шарнирно или жёстко.

2. С точки зрения статики:

А) статически определимые – конструкции, усилия или напряжения в которых определяются только из уравнений статики (уравнения равновесия)

Б) статически неопределимые – для которых уравнений статики недостаточно

3. В зависимости от материала:

А) стальные

Б) деревянные

В) железобетонные

Г) бетонные

Д) каменные (кирпичные)

4. По напряженно деформированному состоянию –т.е. возникающих в конструкциях внутренних усилий, напряжений и деформаций под действием внешней нагрузки (табл.с.16):

А) простейшие (осевое сжатие или растяжение, сдвиг)

Б) простые (поперечный или продольный изгиб)

В) сложные (внецентренное сжатие, продольный изгиб с поперечным)

Общие сведения. Материалы для стальных, железобетонных, деревянных и кирпичных (каменных) конструкций.

1. Выбор материалов для несущих конструкций зависит от капитальности, долговечности, экономичности здания и т.д.

2. Каждый раз не выполняется сравнение вариантов и экономические обоснования, т.к. за определенными видами конструкций за­крепились соответствующие материалы.

3. Некоторые материалы нецелесообразно и невозможно исполь­зовать для конструкций.

А) пример: сталь, ЖБ, дре­весину - для сжатых и изгибаемых конструк­ций (колонны и балки),

Б) камень (кирпич) широко используется для столбов, но не используется в качестве изгиба­емых конструкций.

В) не все материалы можно применять для растянутых элементов и т.д.

Рекомендации по их применению на основе СНиПов

Материалы для проектируемых конструкций принимаются с учетом рекомендаций строительных норм и правил (СНиП). Стро­ительные нормы и правила, по которым производится расчет стро­ительных конструкций, состоят из нескольких глав в соответствии с рассматриваемым материалом:

Требования к зданиям и несущим конструкциям: индустриальность,

1. Надёжность – способность конструкции сохранять эксплуатационные качества в течение срока службы сооружения, и в период ее монтажа и транспортирования .

А) главный показатель надеж­ности - безопасная (безаварийная) работа конструкции при эксплуатации (температурных, корро­зионных, сейсмических нагрузок и др.).

Б) С ней связаны прочность, жесткость и устойчивость – для этого выполняют расчеты, позволяющие назначить материалы, размеры, формы конструк­ций и их соединения.

-  прочность - неразрушаемость кон­струкции в период ее эксплуатации.

- жесткость - сопротивляемость деформациям, например прогибам или поворотам сечения.

- устойчивость - сохранение формы конструкции. Пример: конструкция, прямолинейной формы после приложения нагрузки стала криволинейной.

2. ОгнестойкостьСК – свойство К сохранять несущую и ограждающую способность в условиях пожара.

3. Долговечность - способность объекта сохранять физические и другие свойства, обеспечивающие его нормальную эксплуатацию в течение срока службы.

4. Унификация - обязательное при типизации конструкций предельное ограничение числа типоразмеров называется их

5. Индустриальность строительства - изготовление стандартных деталей на заводах с последующей сборкой сооружений на строительной площадке.

Д\з: Сталь, ЖБ, Кирпич, Древесина – кратко конспект

Лекция 3

Основы расчёта строительных конструкций и оснований по предельным состояниям

Физический смысл предельных состояний.

1. Предельными называются  состояния здания, соору­жения, основания или конструкций, при ко­торых они:

А) перестают удовлетворять эксплуатацион­ным требованиям

Б) а также требованиям, заданным при их воз­ведении.

Прим. Далее говорится только о конструкциях и зданиях, имея при этом в виду и сооружения, и основания, и соединения кон­струкций.

2. Группы предельных состояний конструкций (зданий):
а) первая группа - по потере несущей способности или непригод­ности к эксплуатации.  Состояния этой группы считаются предельными, если в К насту­пило опасное напряженно-деформированное состояние или она разрушилась;

б) вторая группа - по непригодности к нормальной эксплуата­ции. Нормальная  - это эксплуатация здания (К) в соответствии с нормами: технологичес­кими или бытовыми условиями.

Пример. Конструкция не потеряла несущей способности, т.е. удовлетворяет требованиям первой группы п.с., но ее деформации ( прогибы или трещины) нарушают технологический процесс или нормальные ус­ловия нахождения людей в помещении.

Примеры предельных состояний 1^й и 2^й группы.

1. К предельным состояниям первой группы относятся:
а) общая потеря устойчивости формы (рис. 2.1, а, б – с.26);
б) потеря устойчивости положения (рис. 2.1, в, г);
в) хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (рис. 2.1, д);
г) разрушение под совместным воздействием силовых факторов и внешней среды и др.

2. К предельным состояниям второй группы относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию К (З) или снижающие их долговечность от недопу­стимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота), коле­баний и трещин.

Пример 1. Прочная надёжная подкрановая балка прогнулась больше норматива. Мостовой кран с грузом «выезжает из ямы» от прогиба балки, что создает лишние нагрузки на узлы и ухудшает условия нормальной эксплуатации.

Пример 2. При прогибе дере­вянного оштукатуренного потолка > чем на 1/300 длины пролета отпадает штукатурка. Прочность балки не исчерпывается, но нарушаются быто­вые условия и возникает опасность здоровью людей.

Пример 3. Чрезмерное раскрытие трещин, которые допустимы в ЖБ и КК, но ограничиваются нормами.