Сделай Сам Свою Работу на 5

Требования к пиломатериалам

Наименование пороков Норма пороков для древесины сорта
1. Гниль не допускается
2. Червоточина не допускается допускается только поверхностное
3. Сучки, кроме несросшихся, рыхлых, загнивших, допускаются при условии, если на длине 20 см сумма размеров всех сучков на пласте и кромке не более 1/4 ширины (толщины) 1/3 ширины (толщины) 1/2 ширины
4. Сучки несросшиеся, рыхлые, загнившиеся при условии, если: а) размер сучка не превышает не допускаются 20 мм 50 мм
б) количество сучков на длине 1м не допускаются 1 шт. 2 шт.
5. Сучки-пасынки не допускаются не нормируются
6. Косослой на длине 1 м не более 7 см 10 см 15 см
7. Трещины в элементе: а) глубиной не более 1/4 толщины 1/3 толщины не нормируются
б) длиной не более 1/4 длины элемента 1/3 длины элемента не нормируются

Значение расчетного сопротивления древесины, установленного по проектным данным или по результатам статистической обработки испытаний, приведенным к влажности 12 %, уточняется с использованием следующих коэффициентов согласно [9]:

. Учитывает условия эксплуатации и длительность действия нагрузки;

при , при . Для промежуточных значений принимается по линейной интерполяции. Коэффициент учитывает повышенную температуру воздуха при эксплуатации;

. Учитывает особенность работы элемента высотой поперечного сечения более 0,5 м;

. Учитывает толщину слоя клееных элементов;

. Учитывает особенность работы гнутых элементов;

. Для растянутых элементов с ослаблением в расчетном сечении и изгибаемых элементов из круглых лесоматериалов с подрезкой в расчетном сечении;

. Для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением.

Кроме того, в деревянных конструкциях построечного изготовления расчетное сопротивление древесины неклееных элементов на растяжение следует снижать на 30 %.

В основерешения задач по расчету прочности деревянных элементов лежит применение методики расчета действующих норм с использованием расчетных геометрических характеристик сечения и коэффициентов условий работы к расчетному сопротивлению древесины, учитывающих дефекты и повреждения эксплуатируемых деревянных элементов.

Прогиб изгибаемых деревянных элементов, вычисленный по формуле (1) при кривизне в сечении с максимальным изгибающим моментом по формуле (7), не должен превышать предельно допустимое значение по [13, раздел 10].

Для расчета прогиба изгибаемых деревянных элементов момент инерции поперечного сечения принимается brutto. Модуль упругости древесины при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать: вдоль волокон , поперек волокон . В зависимости от условий эксплуатации и длительности действия нагрузки модуль упругости древесины необходимо умножать на коэффициент , а для конструкций, подвергающихся воздействию повышенной температуры – на коэффициент .

Пример 8. Центрально-растянутый нижний пояс квадратного поперечного сечения с размерами деревянной фермы имеет два сквозных взаимно перпендикулярных отверстия квадратного поперечного сечения с размерами , расположенные в разных поперечных сечениях на длине 200 мм (рис. 13). Ферма эксплуатируется внутри неотапливаемого помещения при относительной влажности воздуха свыше 75 %. Требуется выполнить проверку прочности нижнего пояса при действии длительной нагрузки (собственный вес конструкций покрытия + снег) . Согласно проектным данным деревянная ферма выполнена в заводских условиях, порода древесины – сосна, 1сорт. Нормативное сопротивление древесины в результате статистической обработки испытаний при влажности 12 % с обеспеченностью 0,95 , .

 

Рис. 13

 

Определяем расчетное сопротивление древесины по формуле (7.1)

.

С учетом коэффициента надежности по назначению в поверочном расчете принимаем .

С учетом коэффициентов условий работы деревянного элемента (по [9, табл. 6.4] – для длительной нагрузки и условий эксплуатации в неотапливаемых помещениях при влажности воздуха свыше 75 %, – для растянутого элемента с ослаблением в расчетном сечении) его расчетное сопротивление составляет

.

Учитывая, что ослабления сечения расположены на участке длиной, не превышающей 0,2 м, при расчете площади поперечного сечения элемента netto , ослабления принимаются совмещенными в одном сечении>

.

Проверяем выполнения условия прочности (7.3) для центрально-растянутого нижнего пояса фермы

.

Следовательно, прочность недостаточна, требуется усиление.

Задачи для самостоятельного решения

№ 18. Выполнить проверку прочности при кратковременной нагрузке центрально-сжатого элемента фермы квадратного поперечного сечения с размерами , Согласно проектным данным ферма заводского изготовления из древесины ели 2 сорта эксплуатируется на открытом воздухе. При обследовании установлено, что сжатый элемент имеет ослабление поперечного сечения до 30 % его площади, не выходящее за кромку.

№ 19.При действии длительной равномерно распределенной нагрузки при выполнить проверку прочности и жесткости деревянной балки перекрытия расчетным пролетом прямоугольного поперечного сечения с размерами , изготовленной согласно проектным данным из дуба (2 сорт), эксплуатируемой внутри отапливаемого помещения при температуре до + 45°С, относительной влажности воздуха свыше 75 %. В середине пролета балка имеет ослабление в виде сквозного круглого отверстия диаметром 50 мм в середине высоты сечения. Балка имеет по длине постоянное подкрепление сжатой кромки из плоскости изгиба в виде прикрепленного дощатого настила, исключающее потерю устойчивости из плоскости изгиба. Предельно допустимый прогиб балки согласно [13, раздел 10] .

№ 20.Центрально-растянутый элемент деревянной фермы круглого поперечного сечения диаметром 140 мм, изготовленной в построечных условиях из сосны 1 сорта, эксплуатируется на открытом воздухе. Требуется проверить прочность элемента при действии постоянной нагрузки , если в результате гниения древесины произошло равномерное по периметру уменьшение поперечного сечения на глубину до 20 мм.

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7. Поверочные расчеты несущей способности основания и осадки фундаментов эксплуатируемых зданий

 

Цель занятия: научиться по результатам инженерно-геологических изысканий при обследовании и проектным данным определять расчетные прочностные и деформационные характеристики грунтов основания фундаментов эксплуатируемых зданий, производить их поверочные расчеты по I и II группам предельных состояний.

Исходные алгоритмы, рабочие формулы для расчета.Расчетное сопротивление грунтов основания фундаментов эксплуатируемого здания определяется по результатам инженерно-геологических изысканий в соответствии с [10] при определенных условиях – с учетом произошедшего за период эксплуатации обжатия грунтов длительно действующей нагрузкой по формуле (7.9).

Кроме того, для зданий III степени ответственности, претерпевших равномерные осадки величиной не более 50 % от предельной, учитывается снижение сжимаемости грунта основания на глубину не более ширины подошвы фундамента, обжатого длительно действующей нагрузкой, по формуле (7.10).

Учет нагрузок при расчете по второй группе предельных состояний (по деформациям) оснований фундаментов эксплуатируемых зданий производится в соответствии со схемой, изображенной на рис. 14.

 

 

Рис.14

Пример 9. Реконструируемое кирпичное здание без подвала с отношением длины к высоте , II степени ответственности, эксплуатируемое более 30 лет, находится в удовлетворительном состоянии и не имеет признаков осадочных повреждений. Требуется определить возможность надстройки дополнительных этажей без усиления ленточных фундаментов. Расчетная нагрузка (II группа предельных состояний) с учетом собственного веса фундамента и грунта на его обрезах до надстройки составляет: для наружных стен – для внутренней стены – ; после надстройки составит: для наружных стен – для внутренней стены – . Ширина подошвы фундамента , глубина заложения . Предельное значение средней осадки для кирпичного здания . Основанием фундаментов служат мелкие пески средней прочности с физико-механическими характеристиками, установленными по результатам лабораторных исследований: , , , , , коэффициент относительной сжимаемости . Физико-механические характеристики грунта других слоев основания приведены на рис. 15.

По [10, формула (В.1)] вычисляем расчетное сопротивление грунта основания в естественном состоянии

,

где , – по [10, табл. (В.1)] для зданий с жесткой конструктивной схемой с отношением длины к высоте , фундаменты которых опираются на пески мелкие; – для физико-механических характеристик грунтов основания, установленных по результатам лабораторных исследований; – при b < 10 м, , , – при ; – усредненное значение объемного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента; – то же ниже подошвы на глубину в пределах .

Рис. 15

 

Рассмотрим последовательно фундаменты под внутреннюю и наружные стены. Методом эквивалентного слоя определяем расчетную осадку фундамента от нагрузок, действующих до реконструкции здания. Дополнительное давление на уровне подошвы фундамента равно

,

при коэффициент .

Высота эквивалентного слоя составляет

,

где – коэффициент бокового расширения для песков, ;
w – коэффициент формы подошвы для ленточного фундамента, .

Осадка фундамента под внутреннюю стену равна

.

Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента под внутреннюю стену по формуле (7.9) равно

.

Давление под подошвой фундамента от нагрузки после реконструкции равно

.

Значит, требуется усиление.

Аналогично определяем расчетную осадку фундамента от нагрузок, действующих до реконструкции здания, для наружных стен

,

при коэффициент .

Осадка фундаментов под наружную стену равна

.

Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундаментов под наружные стены равно

.

Давление под подошвой фундамента от нагрузки после реконструкции равно

.

Следовательно, давление под подошвой фундаментов наружных стен после реконструкции не превышает расчетное сопротивление грунтов основания с учетом его обжатия длительно действующей нагрузкой.

Так как стены здания находятся в удовлетворительном состоянии и не имеют признаков осадочных повреждений, согласно схеме, изображенной на рис. 14, осадку основания фундаментов определяем от дополнительной нагрузки

.

Среднее дополнительное давление в подошве фундаментов равно

Осадку основания вычисляем методом послойного суммирования: строим эпюру природного давления от веса грунта , эпюру дополнительного давления от нагрузки , определяем глубину сжимаемой толщи на пересечении эпюр и . Результаты расчета и построений приведены на рис. 15.

Конечная осадка фундаментов под наружные стены равна

.

Значит, условие выполняется.

Задача для самостоятельного решения

№ 21. Произвести проверкуусловиядлядлительно обжатого грунта основания центрально-нагруженного фундамента с размером подошвы 1,5 ´ 1,5 м2 одноэтажного производственного здания II степени ответственности с железобетонным каркасом в связи с увеличением нагрузки после реконструкции с учетом собственного веса фундамента и грунта на его обрезах с до . Глубина заложения фундамента . Здание эксплуатируется более 20 лет и не имеет осадочных повреждений. Предельное значение средней осадки для фундаментов кирпичного здания . Основанием фундаментов служат пески средней крупности ( ) с расчетным сопротивлением в естественном состоянии , вычисленным по данным инженерно-геологических изысканий. Расчетная осадка при давлении, равном расчетному сопротивлению , имеет значение .

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Для контроля степени усвоения студентами пройденного материала по оценке фактического технического состояния эксплуатируемых строительных конструкций предусматривается контрольная работа, включающая две задачи:

- первая задача – определение по данным испытаний расчетного сопротивления одного из материалов (бетона, арматуры, каменной кладки, металла или древесины) эксплуатируемой конструкции или грунтов основания фундамента, обжатого в процессе эксплуатации длительно действующей нагрузкой;

- вторая – по заданным расчетным характеристикам материалов выполнение поверочного расчета эксплуатируемой конструкции (железобетонной, каменной, металлической или деревянной) с учетом дефектов и повреждений или основания фундамента с учетом условий эксплуатации по первой и второй группам предельных состояний.

При выполнении контрольной работы допускается свободное пользование действующими нормативными документами (СНБ или СНиП).

Время, отводимое для выполнения контрольной работы, составляет 45 минут.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 8. Расчет прочности по сечению, нормальному к продольной оси, железобетонных конструкций, усиленных увеличением их поперечного сечения

Цель занятия: научиться выполнять расчет прочности сечений, нормальных к продольной оси, железобетонных элементов эксплуатируемых конструкций, усиленных увеличением их поперечного сечения в растянутой и сжатой зонах.

Исходные алгоритмы, рабочие формулы для расчета.В основерешения задач по определению прочности железобетонных элементов, усиленных увеличением их поперечного сечения с обеспечением совместной работы (без учета сдвиговых деформаций по контакту), лежит применение методик расчета действующих норм [8] с учетом наличия в сечении усиленного элемента бетона и арматуры различных классов.

При этом учитываются неисправляемые дефекты и повреждения (коррозия или обрывы арматуры, повреждения бетона в сжатой зоне и т.д.), а также возможные ослабления арматуры при сварке понижающим коэффициентом к площади поперечного сечения существующей и дополнительной арматуры усиливаемого элемента.

При усилении железобетонного элемента под нагрузкой усиливаемая часть его поперечного сечения уже находится в определенном напряженно-деформированном состоянии, которое при высокой степени нагружения при усилении (превышающей , где – расчетное усилие для исходного эксплуатируемого элемента) может влиять на работу усиленного железобетонного элемента в предельном состоянии; дополнительные бетон и арматура (без предварительного напряжения) в предельном состоянии не достигают расчетных значений их сопротивлений. Поэтому к расчетным сопротивлениям дополнительного бетона и арматуры вводятся понижающие коэффициенты соответственно и .

При расчете в предельном состоянии железобетонных элементов, усиленных в растянутой зоне установкой дополнительной арматуры, следует использовать значение приведенной рабочей высоты сечения , вычисленной по формуле (8.7) с учетом расчетных значений площади поперечного сечения основной (ослабление коррозией, обрыв, ослабление при сварке) и дополнительной арматуры (ослабление при сварке) и понижающего коэффициента к расчетному сопротивлению основной и дополнительной арматуры (при усилении под нагрузкой, превышающей 65 % расчетной).

Значение граничной относительной высоты сжатой зоны для элементов, усиленных увеличением поперечного сечения, вычисляется по [8, формула (7.5)]. При этом напряжения в растянутой арматуре принимаются по арматуре (существующей или дополнительной с учетом ) с более высоким расчетным сопротивлением, а характеристика сжатой зоны бетона при наличии в ней бетонов разных классов вычисляется по приведенному расчетному сопротивлению бетона

, (8)

где и – площади поперечных сечений в сжатой зоне соответственно основного и дополнительного бетона.

В расчете железобетонных элементов, усиленных увеличением поперечного сечения в сжатой зоне, значение приведенной рабочей высоты сечения принимается с учетом толщины дополнительного бетона , т.е. .

Пример 10. Железобетонная балка с размерами поперечного сечения , выполнена из тяжелого бетона условного класса и армирована в соответствии с рис. 16. Усиление балки произведено под нагрузкой, превышающей 65 % от расчетной.

Требуется проверить прочность железобетонной балки, усиленной приваркой через скобы дополнительной арматуры ( ) в растянутой зоне, при изгибающем моменте от действия длительной нагрузки .

Определяем расчетное сопротивление бетона балки

.

Вычисляем высоту сечения бетона сжатой зоны

.

Вычисляем приведенную рабочую высоту сечения

.

Определяем значение граничной относительной высоты сжатой зоны

,

где w – характеристика сжатой зоны для тяжелого бетона равна

.

Проверяем условие .

– выполняется.

.

Следовательно, условие прочности выполняется.

Пример 11. Ребристая плита покрытия из бетона с расчетным сопротивлением , с размерами поперечного сечения, приведенными на рис. 17, армирована предварительно напряженной арматурой с расчетным сопротивлением . Согласно проектным данным предварительное напряжение арматуры с учетом всех потерь . Требуется проверить прочность плиты покрытия, усиленной при полном разгружении наращиванием сжатой зоны из бетона класса ( , ) толщиной , при действии изгибающего момента .

Определяем положение нижней границы сжатой зоны. Проверяем условие ее положения в бетоне наращивания:

,

Значит, условие не выполняется.

Проверяем условие положения нижней границы сжатой зоны в полке плиты:

.

Следовательно, условие выполняется. Нижняя граница сжатой зоны проходит в полке плиты.

 

 

Рис. 17

 

Вычисляем расчетную высоту сжатой зоны бетона в полке плиты

.

Тогда расчетная высота сжатой зоны бетона с учетом наращивания равна .

По формуле (8) определяем приведенное расчетное сопротивление бетона сжатой зоны плиты

.

Определяем значение граничной относительной высоты сжатой зоны

,

где w – характеристика сжатой зоны для тяжелого бетона равна

,

напряжения в предварительно напряженной арматуре:

,

,

принимаем .

Проверяем условие .

– выполняется.

Изгибающий момент, который может воспринять плита покрытия, усиленная наращиванием бетона в сжатой зоне, равен

Превышение изгибающего момента от действующих нагрузок составляет – в пределах точности инженерных расчетов. Прочность обеспечена.

Задачи для самостоятельного решения

№ 22. Колонна многоэтажного здания с не смещаемым каркасом прямоугольного поперечного сечения ( , , ) из бетона условного класса ( ) армирована стержневой арматурой с расчетным сопротивлением ( ). В процессе эксплуатации колонна была усилена в растянутой зоне под нагрузкой, превышающей 65 % расчетной, приваркой дополнительной арматуры класса площадью поперечного сечения к существующей арматуре. Расстояние между центрами тяжести существующей и дополнительной арматуры в растянутой зоне составляет 50 мм. Требуется проверить прочность усиленной колонны при действии усилий и (усилия приведены с учетом гибкости колонны).

№ 23. Ребристые плиты покрытия с размерами поперечного сечения, приведенными на рис. 17, из бетона с расчетным сопротивлением , армированы стержневой арматурой с расчетным сопротивлением (2Ø18 мм по одному стержню в каждом ребре) без предварительного напряжения. В процессе эксплуатации плиты усилены в растянутой зоне приклеиванием полосовой стали сечением 150 ´ 6 мм к нижней грани ребер плит ( ). Определить при действии изгибающего момента прочность усиленной плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

№ 24. Шарнирно опертая железобетонная плита перекрытия расчетным пролетом из бетона условного класса с размерами поперечного сечения , , армирована стержневой арматурой с расчетным сопротивлением ( ). При реконструкции предполагается передать на плиту перекрытия, усиленную наращиванием в сжатой зоне из бетона класса толщиной , дополнительную нагрузку. Равномерно распределенная нагрузка, действующая в момент усиления, составляет , после усиления будет составлять . Требуется проверить прочность усиленной плиты.

№ 25. Требуется определить прочность балки, усиленной наращиванием в сжатой зоне толщиной из бетона класса , с установкой дополнительной арматуры класса ( , ) под нагрузкой, не превышающей 65 % расчетной. Балка прямоугольного поперечного сечения ( , , ) из бетона с расчетным сопротивлением , армирована предварительно напряженной арматурой с расчетным сопротивлением ( ). Согласно проектным данным предварительное напряжение арматуры с учетом всех потерь .

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 9. Расчет прочности, трещиностойкости и жесткости железобетонных конструкций, усиленных увеличением их поперечного сечения, на основе деформационной модели (с применением ЭВМ)

Цель занятия: научиться выполнять расчет прочности, трещиностойкости и жесткости железобетонных элементов эксплуатируемых конструкций, усиленных увеличением их поперечного сечения с обеспечением совместной работы (без учета сдвиговых деформаций по контакту), на основе деформационной модели с использованием прикладных программ расчета на ЭВМ.

Исходные алгоритмы, рабочие формулы для расчета.В основеопределения напряженно-деформированного состояния эксплуатируемых железобетонных элементов, усиленных увеличением поперечного сечения, на базе деформационной модели с использованием диаграмм «напряжение-деформация» для бетона и арматуры основного и дополнительного сечения лежит правильное задание параметров сечения элемента (классов бетона и арматуры основного и дополнительного сечений, коэффициентов условий работы к расчетному сопротивлению и площади поперечного сечения арматуры, учет дефектов и повреждений бетона основного сечения элемента).

При усилении железобетонного элемента под нагрузкой расчет производится в два этапа. На первом этапе (при усилении) рассматривается основное сечение элемента с учетом его фактического технического состояния и выполняется расчет параметров напряженно-деформированного состояния при действии внутренних усилий в момент времени усиления.

На втором этапе задаются параметры дополнительного сечения и выполняется расчет (после усиления) напряженно-деформированного состоянии усиленного сечения элемента, нормального к продольной оси.

В программе «БЕТА» вычисляются внутренние усилия, соответствующие пределу прочности и образованию трещин в сечении, нормальном к продольной оси, усиленного элемента, а также ширина их раскрытия . При заданных внутренних усилиях вычисляется кривизна усиленного железобетонного элемента. Кривизна определяется отдельно для усиленного и дополнительного сечений. и – кривизна соответственно от полной нагрузки и дополнительной нагрузки, приложенной после усиления.

Пример 12.Железобетонная крайняя колонна первого этажа сечением 300 ´ 300 мм ( ) многоэтажного рамного не смещаемого каркаса с сеткой колонн 6 ´ 6 м и расстоянием между внутренними гранями ригелей перекрытий (300 ´ 500 мм, В20) запроектирована из бетона класса В20 (СНиП 2.03.01-84*, при обследовании установлено, что прочность бетона колонны не ниже проектной) с симметричным армированием стержневой арматурой класса А-III Ø20 мм, поставленной в углах сечения. В процессе реконструкции здания при действующих усилиях от внешней нагрузки , произведено усиление колонны железобетонной обоймой толщиной из бетона класса с армированием арматурой класса по три стержня Ø20 мм ( ) со стороны более сжатой и менее сжатой зон сечения. Усилия в колонне от действующих нагрузок после усиления, полученные в результате статического расчета каркаса с учетом изменения жесткости усиленных элементов, составляют:

§ продольное усилие ( );

§ соответствующие изгибающие моменты:

- в месте защемления в фундаменте ( ),

- в средней трети длины колонны ( ),

- в месте сопряжения с ригелем ( ).

Не



©2015- 2017 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.