билет № 25

1

Билет № 25

1.Температурный блок одноэтажного промышленного здания каркасного типа в сборном железобетоне как пространственная система. Как обеспечивается пространственная жёсткость? Дайте обоснование необходимости использования стальных связей

Современные ОПЗ в подавляющем большинстве случаев решаются по каркасной схеме. Каркас здания может быть образован из плоских эл-ов, работающих по балочной схеме или включать в себя пространственную конструкцию покрытия.

Балочная схема обеспечена обширной производственной базой и получила широкое распространение. Пространственный каркас зд-ия условно расчленяют на поперечные и продольные рамы, каждая из которых воспринимает горизонтальные и вертикальные нагрузки.

Основным элементом каркаса является поперечная рама, состоящая из колонн, защемлённых в фундаментах, ригеля (фермы, балки, арки) и покрытия под ним в виде плит. Плиты покрытия привариваются к ригелям не менее чем в трёх точках с помощью закладных деталей, швы тщательно замоноличиваются, при этом покрытие образует жёсткий в своей плоскости диск. Ригели соединяются с колонной обычно шарнирно, следовательно, достигается простота монтажа и независимая детализация ригелей и колонн, поскольку при таком соединении приложенная к ригелю нагрузка не вызывает в стойках изгибающих моментов. Поперечная рама воспринимает нагрузку от массы покрытия, снега, кранов, стен, ветра и обеспечивает жёсткость здания в поперечном направлении.

В продольную раму включён один ряд колонн в пределах температурного отсека и продольные конструкции: ПБ, вертик. связи, распорки по колоннам, конструкции покрытия.

Продольная рама обеспечивает жёсткость здания в продольном направлении и воспринимает нагрузки от продол. Торможения кранов и ветра, действующего в торце здания.

К элементам каркаса также относятся факверховые колонны, несущие нагрузку от стеновых панелей и воспринимаемого ими ветра.

Основными факторами, обеспечивающими попереч. Пространственную жёсткость каркаса ОПЗ явл-ся защемление колонны в фундаментах и достаточная изгибная жёсткость колонн.для обеспечения пространственной жёсткости используются вертикальные связи из стального проката, устанавливая швы по продольным рядам колонн в серединах температурных блоков (для снижения температурных усилий в колоннах).

Расчёт продольной рамы не производится, лишь расчёт связей на действие ветровой нагрузки на торец здания и усилий продольного торможения мостовых кранов.

Так же, помимо обеспечения пространственной жёсткости в целом должна обеспечивать жёсткость отдельных эл-ов.

При достаточно больших высотах и пролётах зд-ия на уровне низа стропильных конструкций или на уровне крановых путей устраивают горизонтальные сязи в виде ферм из стальных уголков (а;1-1). Эти связи явл-ся дополнительными опорами для стоек фахверка по высоте и передают ветровую нагрузку на продольные ряды основных колонн.

2. Приведите основные виды сварки металлических строительных конструкций. Опишите методику расчета сварных стыковых соединений, работающих на растяжение

Основным видом соединений МК является сварка. Сварка упрощает конструктивную форму соединения, дает экономию металла, позволяет применять высокопроизводительные механизированные способы, что уменьшает трудоемкость изготовления конструкций.

В строительстве применяется главным образом электродуговая сварка: ручная, автоматическая, полуавтоматическая, электрошлаковая. Реже применяется контактная и газовая сварка.

Электродуговая сварка универсальна и широко распространена, т.к. может выполняться в любом пространственно положении. Она часто применяется при монтаже в труднодоступных местах, еде глубина проплавления основного металла и меньшая производительность ручной сварки из-за пониженной силы применяемого тока, а также меньшая стабильность ручного процесса по сравнению с автоматической

2

сваркой под флюсом являются недостатками ручной сварки. Электроды, применяющиеся для ручной сварки, подразделены на несколько типов по значению временного сопротивления металла шва.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом осуществляется автоматом с подачей сварочной проволоки d=2-5 мм без покрытия. Дуга возбуждается под слоем флюса, флюс расплавляется, легирует расплавленный металл содержащимися в нем примесями и надежно защищает его от соприкосновения с воздухом. Металл получается чистым св ничтожными количествами вредных примесей

– кислорода, азота и др. Благодаря хорошей теплозащите расплавленный металл под слоем флюса остывает медленно, хорошо освобождается от пузырьков газов и шлака и отличается значительной плотностью и чистотой. Большая сила тока (600-1200 А и более), применяющаяся при автоматической сварке, и хорошая теплозащита шва обеспечивают глубокое проплавление свариваемых элементов и большую скорость сварки. Таким образом, хорошее качество швов и высокая производительность являются большими достоинствами автоматической сварки под флюсом, и ее применение желательно во всех соединениях, где это возможно. К недостаткам относится трудность выполнения этой сварки в вертикальном и потолочном положении и в стесненных условиях, что ограничивает ее применение на монтаже. Для коротких швов с успехом применяется полуавтоматическая сварка шланговым полуавтоматом. Процесс сварки ведется голой проволокой d≤3 мм под флюсом в нижнем положении или порошковой проволокой, свернутой в трубочку стальной лентой, внутри которой запрессован флюс, в любом положении. Сварка порошковой проволокой должна найти себе широкое применение при монтаже конструкций.

Электрошлаковая сварка представляет собой разновидность сварки плавлением, этот тип сварки удобен для вертикальных стыковых швов металла толщиной от 20 мм и более. Процесс сварки ведется голой электродной проволокой под слоем расплавленного шлака, сварочная ванна защищена с боков медными формирующими шов ползунами, охлаждаемыми проточной водой. Качество шва, выполняемого этим способом, получается очень высоким.

Сварка в среде углекислого газа ведется голой электродной проволокой d=1,4-2 мм на постоянном токе обратной полярности. Углекислый газ при высокой температуре активно взаимодействует со сталью, окисляя ее, что компенсируется повышенным содержанием раскислителей в электродной проволоке. Сварка в среде углекислого газа, не требуя приспособлений для удержания флюса, может выполняться в любом пространственном положении. Она обеспечивает получение высококачественных сварных соединений из различных металлов при высокой производительности труда.

Расчет соединений, выполненных угловыми швами. Угловыми швами выполняются соединения внахлестку, и они могут быть фланговыми и лобовыми.

По металлу шва

По основному металлу по границе его сплавления с металлом шва

RСВУС – расчетное сопротивление срезу металла шва,

RСВУС – расчетное сопротивление срезу металла границы сплавления шва, принимаемое равным 0,45RВ. Часто удобнее определить необходимую величину швов, задаваясь их толщиной или

В соединениях обычно толщину швов кш задают равной меньшей из толщин соединяемых элементов, а расчетная длина швов соединения равна сумме расчетных длин двух швов.

Если lШ превышает допустимую расчетную длину шва в 85*β*kШ, то приходиться определить уже не длину, а толщину шва кш исходя из его возможной расчетной длины

3

По металлу шва (2мя углов шва)

По металлу границы сплавления

Таким образом, при общей требуемой площади швов

Стыковые соединения (рис. 7.3), как уже говорилось, являются наиболее рациональными и экономичными. Толщина листовых деталей в таких соединениях почти неограниченна. Реже применяются стыковые соединения профильного металла, т.к. затруднена обработка кромок профилей.

Рис. 7.3. Примеры стыковых соединений

апрямой шов; б косой шов; в сварка встык двутавров

Вначале и конце шва, из-за неустановившегося теплового режима сварки, возможно образование дефектов. Длина дефектного участка у каждого конца шва (с) принимается равной толщине шва (рис. 7.4). Эти дефектные участки при расчете исключаются из длины шва. Чтобы шов был качественным по всей его длине, начало и конец его выводятся на временные планки, которые после остывания шва удаляются.

Расчет стыковых швов. В стыковом шве при действии на него центрально-приложенной силы N распределение напряжений по длине шва принимается равномерным, рабочая толщина шва принимается равной меньшей из толщин соединяемых элементов. Поэтому напряжение в шве, расположенном перпендикулярно оси элемента, определяется:

N - расчетное усилие,

t – расчетная толщина шва,

lШ -расчетная длина шва, равная его полной длине, если начало и конец шва выведены за пределы

стыка, в ином случае где l – фактическая длина шва,

RСВ – расчетное сопротивление сварного стыкового соединения сжатию или растяжению. При действии изгибающего момента на соединение напряжения в шве

где - момент сопротивления шва.

Сварные соединения встык, работающие одновременно на нормальные напряжения и срез, проверяют по формуле

4

3. Метод определения деформационных свойств грунтов в лабораторных и полевых условиях 2.1. Деформируемость грунтов

Под действием нагрузок, передаваемых сооружением, грунты основания могут испытывать большие деформации.

Рассмотрим зависимость осадки штампа s от возрастающего давления p (рис. 2.1.а, б).

Рис.2.1. Схема опыта (а) и графики зависимости осадки штампа от давления по подошве p при нагружении (б) и при нагружении-разгрузке (в)

На рисунке (рис. 2.1. б) видно, что грунтам свойственна нелинейная деформируемость, причем в некотором начальном интервале изменения напряжений от 0 до Р1 она достаточна близка к линейной.

При нагружении и последующей разгрузки штампа общая осадка грунта может быть разделена на

восстанавливающуюся (упругую) se и остаточную (пластическую) s p (рис.2.1.в).

Пластические деформации в грунтах можно разделить на объемные и сдвиговые. Объемные деформации приводят к изменению объема пор в грунте, т.е. к его уплотнению, сдвиговые – к изменению его первоначальной формы и могут вызвать разрушение грунта.

2.1.1. Компрессионные испытания, получение и анализ компрессионных кривых.

Компрессией называется одноосное сжатие образца грунта вертикальной нагрузкой при условии отсутствия его бокового расширения. Испытания проводят в компрессионном приборе – одометре (рис.

2.2.).

Рис.2.2. Схема одометра компрессионного прибора

Рис.2.3. Компрессионные кривые грунта ненарушенной (1) и нарушенной (2) структуры

5

Под действием возрастающей нагрузки F происходит вертикальное перемещение штампа, вызывающее осадку образца. Деформации уплотнения образца грунта происходят вследствие уменьшения объема пор за счет более компактного размещения частиц, возникновения взаимных микросдвигов частиц, уменьшения толщины водно-коллоидных плёнок и сопровождаются отжатием воды из пор грунта.

По результатам испытаний строится компрессионная кривая - зависимость коэффициента пористости грунта от сжимающего напряжения (рис. 2.3.).

Форма компрессионной кривой определяется наличием или отсутствием структурной прочности, обусловленной связями между частицами грунта и придающие скелету грунта способность выдерживать некоторую нагрузку до начала разрушения его каркаса.

2.4.Полевые методы определения параметров механических свойств грунтов.

Втех случаях, когда сложно или невозможно отобрать образцы грунта ненарушенной структуры для определения деформационных и прочностных характеристик используют полевые методы испытаний.

Испытания пробной статической нагрузкой для определения модуля деформации грунтов проводятся в шурфах инвентарными жесткими штампами. Модуль деформации определяется по формуле:

коэффициент Пуассона; pi , si - давление и осадка штампа в пределах линейной зависимости кривой на рис. 2.1.б.

Рис. 4.18. Схема (а) и результаты (б) полевых испытаний грунта на сжатие

Статическое зондирование заключается в медленном задавливании в грунт стандартного зонда. Механические и прочностные характеристики определяются по величине удельного сопротивления погружению зонда qc .

6

Рис. 7.6. Схема погружения зонда при статическом зондировании.

1 — винтовые анкерные сваи; 2 — рама; 3 — зонд; 4и5 — динамометры; 6 — домкрат; 7 — направляющая

Динамическое зондирование производится путем забивки в грунт зонда из колонки штанг с коническим наконечником. Основой для определения механических параметров грунта является показатель зондирования N - число ударов, необходимых для погружения зонда на 10 см.

7

Рис. 7.3. Схема установки динамического зондирования.

1 — конический наконечник; 2 — штанга зонда; 3 — наковальня; 4 — молот; 5 — захват молота; 6 — ограничитель высоты подъема молота

8

4 Обеспечение прочности и устойчивости конструкции во время монтажа.

Исходя из условий безопасности рассматривают два состояния конструкции во время монтажа: при подъеме и после установки их в проектное положение до момента устройства связей. В большинстве случаев для обеспечении прочности конструкции во время монтажа подъем конструкции не может выполняться за её опорные точки, так как это влечет за собой изменение характера внутренних усилий по сравнению с проектными условиями. Способы монтажа строительных конструкций должны выбираться с учетом обеспечения прочности устойчивости и неизменяемости формы конструкции на всех стадиях монтажа. Способы обеспечения прочности и устойчивости конструкции в процессе монтажа разрабатывают в ППР, при этом каждый блок или конструктивный элемент должен быть проверен на воздействие монтажных нагрузок. Монтаж каждого участка начинают со связевой панели или с другой пространственно устойчивой части здания. При отсутствии возможности соблюдения такого порядка монтажа применяют временные связи с помощью приспособлений для временного закрепления ( расчалки, распорки, винтовые стяжки, подкосы, и др.)

Расстроповку конструктивных элементов соединяемых электросваркой, воспринимающих монтажные нагрузки, производят только после заделки узлов соединений проектными сварными швами или прихваткой, размеры которых определяются проектом .

При монтаже многоярусных и многоэтажных зданий и сооружений установку конструкции каждого вышележащего яруса производят только после надежного закрепления элементов конструкции нижележащего яруса. Так например при монтаже многоэтажного здания с железобетонным каркасом до начала монтажа следующего этажа должны быть сварены все стыки (соединения ригелей и колонн, перекрытий и т д).

Кроме того при проверке железобетонных конструкций на монтажные условии следует учитывать отпускную прочность бетона по времени отгрузки изделия с завода (она должна быть не менее 70% )

5. Ритмичный поток с кратным ритмом работ. Постройте график и циклограмму потока.

Краткоритмичный поток – поток, в котором все составляющие потоки имеют не равные, но кратные ритмы.

При организации потока с кратным ритмом соблюдаются следующие условия: ритм потока равен наименьшему из ритмов бригад потока, величина tбр для всех бригад кратна tш; количество бригад, выполняющих один и тот же процесс, равно значению кратности ритма этой бригады ритму потока.

9