билет № 07

1

Билет № 7

1. Области использования предварительно напряжённых железобетонных конструкций. Объясните сущность предварительного напряжения железобетонных конструкций. Принципиальные схемы натяжения ар-ры на упоры и на бетон. Как осуществляется электротермический способ натяжения ар-ры

Предварительно напряжёнными ж/б конструкциями называют такие конструкции, в которых до приложения внешней нагрузки искусственно в бетоне создаются существенные сжимающие напряжения, путём натяжения арматуры. Сжимающие напряжения в бетонах создаются в тех зонах, которые в последующем от внешней нагрузки работают на растяжение. Ж/б предварительно напряжённые элементы работают под нагрузкой без трещин или с ограниченным по ширине их раскрытием, в то время, как конструкции без предвар. напряж. Эксплуатируются при наличии трещин и при больших значениях прогибов.

Преимущества предварительного напряжения констр-ций:

1.уменьшаются прогибы

2.повышается трещиностойкость, т.е отдаляется момент образования трещин и уменьшается ширина открытия трещин;

3.использование предварительные напряжения позволяет назначать высокопрочную ар-ру, что приводит к существенной экономии стали.

Недостатки:

1.существенно увеличивается трудоёмкость изготовления констр-ций;

2.возникает необходимость использования более сложного технологического оборудования;

3.требуется соблюдение спец. мер по технике безопасности.

Рис. 1.27. Способы создания предварительного напряжения а — натяжение на упоры— принципиальная схема; б—готовый элемент; в—натяжение на упоры при непрерывном армировании; г—натяжение на бетон — принципиальная схема;

д — готовый элемент; 1 — форма; 2—арматура; 3—упор; 4 — домкрат; 5 — затвердевший бетон; 6—поддон; 7—штыри поддона; 8—трубки; 9— зажим; 10—

канал; 11—анкер; 12—заинъецированный канал

2

В производстве предварительно напряжённых эл-тов возможны два способа создания предварительного напряжения: натяжение на упоры и натяжение на бетон. При натяжении на упоры до бетонирования элемента арматуру заводят в форму, один конец её закрепляют в упоре, другой натягивают домкратом до заданного контролируемого напряжения. После приобретения бетоном необходимой кубиковой прочности перед обжатием арматуру отпускают с упоров. Она при восстановлении упругих деформаций в условиях сцепления с бетоном обжимает окружающий бетон.

При натяжении на бетон сначала изготовляют бетонный или слабоармированный эл-т., затем при достижении бетоном прочности создают в нём предварительное сжимающее напряжение. Напрягаемую ар-ру заводят в каналы, оставляемые при бетонировании эл-та, и натягивают на бетон. При этом способе напряжения в ар-ре контролируются после обжатия бетона. Сцепление ар-ры с бетоном создаётся нагнетанием в каналы цементного теста или раствора.

Натяжение на упоры явл. основным способом в заводском производстве. Натяжение на бетон применяется для крупноразмерных констр-ций и при соединении их на монтаже.

Стержневую ар-ру можно натягивать на упоры электротермическим способом. Электротермический – это натяжение проволочной арматуры, которая подвергается одновременно нагреву и механическому натяжению. Стержни с высаженными головками разогревают электрическим током до 300-350°С, заводят в форму и закрепляют на концах в упорах форм. Ар-ра при восстановлении начальной длины в процессе остывания натягивается на упоры.

2. Расчетные проверки прочности сварной балки двутаврового сечения. Изобразите эпюры нормальных и касательных напряжений в сечениях, где их значения максимальны

Работа на нормальные напряжения

Опыт показывает, что при изгибе растянутые волокна балки примерно следуют диаграмме растяжения, а сжатые диаграмме сжатия (рис. 2.6). Поэтому расчетное сопротивление стали при изгибе принимается из опыта на растяжения и назначается равным Ry.

Опыт также показывает, что при изгибе справедлива гипотеза Бернулли гипотеза плоских сечений. В соответствии с этой гипотезой деформации по высоте сечения балки изменяются по линейному закону.

На рис. 4.1 показаны изменения эпюр деформаций и нормальных напряжений в балке по мере возрастании нагрузки. Эпюры напряжений и деформаций между собой совмещены. Напряжения показаны сплошными линиями, деформации пунктирными. Для упрощения выкладок использована диаграмма Прандтля (рис. 2.4).

Рассмотрим случаи, приведенные на рис. 4.1.

1. При упругой работе ( у, рис. 4.2,б) напряжения и деформации пропорциональны друг другу. Нормальное напряжение определяется по правилам "Сопротивления материала"

4

вертикальная сосредоточенная нагрузка, которая вызывает вертикальные нормальные напряженияу. При таком сложном (плоском) нагружении стенка балки проверяется на условие

ef 1,15Ry c,

коэффициент 1,15 учитывает развитие пластических деформаций аналогично коэффициенту с в формуле

(4.2).

3. Одноэтажное двухпролетное производственное здание с мостовыми кранами: длина – 42м, пролеты по 18м, высота до низа стропильных конструкций – 12м. Представить схемы плана, поперечного разреза с обозначением основных конструкций. Обозначить решение по покрытию

5

Т.к. небольшой пролет, то принимаем более тяжелые и дешевые материалы покрытия

6

1 –дополнительный слойкровельногоматериаланаплавитьсодногоскатакровли; 2– дополнительный слой пароизоляционного материаланаплавить содного скатакровли; 3–оцинкованная стальтолщиной0.8мм

4. Условия возведения сооружений методом «стена в грунте»

Строительная площадка при возведении заглубленного сооружения должна иметь участок для размещения глинистого хозяйства, вспомогательных сооружений и складских площадей для армоконструкций, сборных элементов и строительных материалов и изделий. Площадка должна быть спланирована, обеспечена водоотводом, электроэнергией, водой и сжатым воздухом, вырытые котлованы или траншеи должны предохраняться от паводковых и ливневых вод путем устройства нагорных канав, обвалования, дренажей и пр. Возводимое сооружение должно быть обеспечено кольцевым проездом.

Объекты, возводимые методом «стена в грунте», как это изображено на рис.5.1, могут иметь в плане любую форму, состоящую из прямолинейных и криволинейных стен. При этом толщина монолитных стен обычно принимается постоянной по всей высоте, а толщина стен, выполненных из сборного железобетона, может быть переменной.

Применяемые при возведении монолитных стен арматурные каркасы, арматурно-опалубочные блоки и сборные стеновые панели должны проектироваться и изготовляться с учетом монтажа их под глинистой суспензией с применением кондукторов. Допуски, закладываемые в конструктивной части проекта, в плане не должны превышать ±20 мм, а в вертикальном направлении ±50 мм.

Возведение монолитных стен следует вести отдельными секциями — захватками, бетонируемыми методом «вертикально перемещающейся трубы» (ВПТ) или бетононасосами, причем устройство горизонтальных швов не допускается.

7

Возведение заглубленных объектов предусматривает такую последовательность выполнения работ: 1) устройство облицованной пионерной (направляющей) траншеи (в случае необходимости в ней); 2) разработку траншей стен под защитой глинистой суспензии; 3) возведение в траншее под глинистой суспензией монолитной бетонной (железобетонной) или сборной железобе- ч тонной стены с последующей забутовкой пазух (при сборном варианте); 4) поярусную разработку грунта ядра сооружения с устройством (при необходимости) временных или постоянных креплений; 5) поярусную заделку стыков; 6) устройство днища сооружения; 7) устройство внутренних конструкций сооружения, осуществляемых общестроительными методами.

При устройстве пионерной траншеи форшахты следует учесть, что горизонтальные плиты ее облицовки можно использовать с наружной стороны построенной стены как анкерную площадку, загруженную грунтом для предотвращения всплытия сооружения, а с внутренней стороны стены — как балкон, расположенный по периметру сооружения.

При возведении ядра сооружения следует иметь в виду, что необходимая устойчивость и прочность стен достигается при помощи следующих мероприятий (рис. 5.2):

а) в сооружениях с глубиной заложения днища до 5-6 м прямоугольной формы любых размеров в плане или круглого очертания с диаметром более 30 м - путем заглубления стен ниже днища для обеспечения надежности их защемления в грунте;

б) при глубине заложения до 7-8 м - путем устройства анкерных конструкций в верхней части стен и обеспечения защемления в нижней части;

8

Рис. 5.2. Варианты конструктивно-технологических решений, обеспечивающих устойчивость стен на всех стадиях строительства (а-д); 1 - стены сооружения; 2 - днища сооружения; 3 - часть стены, защемленная в грунт; 4 - анкерные устройства; 5 - распорные устройства; 6 - пояса жесткости

в) в прямоугольных сооружениях с шириной в свету до 10 м и глубиной свыше 5мпутем устройства нескольких ярусов поперечных постоянных или временных распорных конструкций;

г) в прямоугольных сооружениях любых размеров и цилиндрических с диаметром свыше 30 м и глубиной заложения днища свыше 8-9 м - путем устройства системы распорных рам, поясов жесткости или анкеров (горизонтальных или наклонных), расположенных в два яруса (так называемых грунтовых анкеров);

д) в цилиндрических сооружениях диаметром до 30м любой глубины - за счет работы стен сооружения как свода.

Для выполнения строительно-монтажных работ при возведении заглубленного сооружения методом «стена в грунте» разрабатывается проект производства работ.

Кроме общих вопросов ППР должен содержать: 1) состав и параметры глинистой суспензии и рекомендации по контролю ее качества; 2) проект глинистого хозяйства; 3) детальные технологические карты на выполнение отдельных видов работ: устройство траншеи, укладку монолитного или монтаж сборного железобетона, разработку ядра сооружения и устройство днища; 4) организацию водопонижения (при необходимости).

5. Экономическая эффективность капиталовложений.

Эффективность капитальных вложений (Э.К.В.) - отдача от основных фондов, созданных на выделенные для этого капитальные вложения, в соотношении с размерами этих вложений. Э.к.в. - один из определяющих факторов при технико-экономических обоснованиях принятых решений. Абсолютная экономическая эффективность к.в. в масштабах государства или отрасли (ЭНХ) представляет собой отношение прироста Д национального дохода к капитальным вложениям, вызвавшим этот прирост (К):

то же для предприятий, работающих в условиях самоокупаемости:

9

где П — прирост прибыли предприятия в результате использования выделенных капитальных вложений.

в пределах отрасли: Э=ЧП/К ЧП – прирост чистого продукта в отрасли;

Экономическая эф-ть: - абсолютная; - относительная; Абсолютная дает общую оценку в целом работы по государству, а относительная позволяет оценить какой-либо вариант относительно другого и выбрать наилучший.

Нормативный коэффициент эффективности в строительстве: Ен=0,22 Это отдача с каждого рубля, вложенного в строительство. Еабс Ен Еабс - абсолютная эффективность; Относительная (сравнительная) эффективность.

последовательность проведения расчетов по сравнению вариантов и выбору наиболее эффективного: Выбор эталона для сравнения;

1.Отбор вариантов и приведение их к сопостовимому виду;

2.Расчет показателей по выбранным вариантам на единицу измерения;

3.Сопоставление показателей и расчет критериев эффективности;

4.Выбор лучшего варианта и расчеты эффекта от его внедрения. Различают показатели:

1.Основные:

себестоимость производства продукции;

КВ;

трудоемкость;

продолжительность строительства;

2.Дополнительные (характеризуют отдельно каждый вариант сравнения). Эффект – это полезный результат, отдача, доход (измеряется в рублях):

Э=Пmax – Пmin

От внедрения лучшего варианта относительно другого: Э=Пi+1 - Пi

В зависимости от сравнения вариантов формулы приведенных затрат могут принимать разную форму, отсюда и сам эффект может принимать разную форму и выражение.

Примеры расчета экономического эффекта в разных случаях:

от применения новых технологических процессов: Э=(П1 - П2)*А

Э= (С1-С2)+Ен(КВ1-КВ2) *А, где А – годовой объем внедрения продукции;

П – приведенные затраты; КВ – капитальные вложения;

от применения новых строительных машин: Э=(П1*В2/В1-П2)*А,

где В1 и В2 – годовые объемы работ, выполняемые по вариантам;- коэф-т изменения сроков службы машин; =(Р1+Ен)/(Р2+Ен), где Р1 и Р2 – коэф-т реновации ;

от досрочного ввода объектов в эксплуатацию и выпуска новой продукции (эффект в сфере народного

хозяйства): Э=Ен*Ф(Тн-Тф), где Ф – основные фонды, введенные в эксплуатацию; Тн и Тф – сроки ввода (нормативный и фактический);

 хозрасчетный эффект от сокращения сроков строительства; Э=0,5Н(1-Тф/Тн), где 0,5Н – условно-постоянная часть накладных расходов;

Эффект для инвестора: Э= tДt tdt- tЗt tdt,

где t – коэф-т приведения по времени; t=(1+Е)Tо-T, где Е – коэф-т дисконтирования; Е=(rв-i)/100,

где rв – банковский процент; i – коэф-т инфляции;