Класифікаціябудівельних конструкцій
Будівельниминесучими конструкціями промислових і цивільних будинків та інженернихспоруд називаються конструкції, розміри перерізів яких визначаютьсярозрахунком. Це основне їх відмінність від архітектурних конструкцій або частинбудівель, розміри перерізів яких призначаються згідно архітектурним,теплотехнічним або іншим спеціальним вимогам.
Сучаснібудівельні конструкції повинні задовольняти наступним вимогам:експлуатаційним, екологічним, технічним, економічним, виробничим,естетичним та ін
Приспорудженні об'єктів газонафтопроводів широко застосовуються сталеві та збірнізалізобетонні конструкції, в т. ч. найбільш прогресивні - попередньонапружені, Останнім часом отримують розвиток конструкції з алюмінієвихсплавів, полімерних матеріалів, кераміки та інших ефективних матеріалів.
Будівельніконструкції дуже різноманітні за своїм призначенням і застосуванню. Тим не меншеїх можна об'єднати за деякими ознаками спільності тих або інших властивостей інайдоцільніше класифікувати за такими основними ознаками:
1) по геометричному ознакою конструкціїприйнято розділяти на масиви, бруси, плити, оболонки (рис. 1.1) істрижневі системи:
- масив - конструкція, в якій всірозміри одного порядку;
-брус - елемент,в якому два розміри, що визначають поперечний переріз, у багато разів меншетретього - його довжини, тобто вони різного порядку: b В«I, hВ« /;брус з ламаною віссю прийнято називати найпростішої рамою, а з криволінійною віссю -аркою.
-плита - елемент,в якому один розмір у багато разів менше двох інших: h В«a, hВ« I. Плитає окремим випадком більш загального поняття - оболонки, яка на відміну відплити має криволінійний обрис;
-стрижневі системи являють собоюгеометрично незмінні системи стрижнів, з'єднаних між собою шарнірноабо жорстко. До них відносять будівельні ферми (балкові або консольні) (рис. 1.2).
2) похарактером розрахункової схеми конструкції ділять на статично визначні та статично невизначені. Доперших відносять системи (конструкції), зусилля або напруги в яких можутьбути визначені тільки з рівнянь статики (рівнянь рівноваги), до других -такі, для яких одних рівнянь статики недостатньо і для вирішення вимагаєтьсявведення додаткових умов - рівнянь сумісності деформацій.
3) повикористовуваним матеріалам конструкції ділять на сталеві, дерев'яні, залізобетонні, бетонні, кам'яні(Цегляні);
4) похарактером напружено-деформованого стану (НДС),тобто виникають у конструкціях внутрішніх зусиль, напруженьі деформацій під дією зовнішнього навантаження, умовно можна поділитиїх натри групи: найпростіші, прості і складні (табл. 1.1).
Такий поділ дозволяє привести в систему характеристикивидів напружено-деформованихстанів конструкцій, які широко поширені в будівельній практиці. Впредставленої таблиці
важко відобразити всі тонкощі і особливості зазначених станів, але вона даєможливість порівняти і оцінити їх у цілому.
Бетон
Бетономназивається штучний кам'яний матеріал, одержуваний у процесі затвердіннясуміші з в'яжучого, води, дрібного і крупного заповнювачів і спеціальних добавок.
Склад бетонної сумішівиражають двома способами.
1.В вигляді співвідношень по масі(Рідше за обсягом, що менш точно) між кількостями цементу, піску і щебеню(Або гравію) з обов'язковим зазначенням водоцементного відношення і активностіцементу. Кількість цементу приймають за одиницю, тому співвідношення міжскладовими частинами бетонної суміші має вигляд - 1:2:4. Встановлювати складбетонної суміші за об'ємом допустимо тільки на невеликому будівництві, але прицьому цемент завжди слід дозувати по масі.
2.На великих об'єктах іцентральних бетонних заводах всі компоненти дозують за масою, при цьому складпозначають у вигляді витрат матеріалів на 1 м 3 покладеної іущільненої бетонної суміші, наприклад:
Цемент .............................................. 316кг/м 3
Пісок .............................................. ..632 кг/м 3
Щебінь ............................................... 1263 кг/м 3
Вода .............................................. ...189 кг/м 3
Сумарнамаса матеріалів ....... 2400 кг/м 3
Длязабезпечення надійної роботи несучих елементів при заданих умовахексплуатації бетони для залізобетонних та бетонних конструкцій повинні володітипевними, заздалегідь заданими фізико-механічними властивостями і, в першучергу, достатньою міцністю.
Бетони класифікуютьпо ряду ознак:
-попризначенням розрізняють конструкційні, спеціальні (хімічностійкі, теплоізоляційні тощо);
-по видув'яжучого - на основі цементних, шлакових, полімерних,спеціальних в'яжучих;
-по видузаповнювача - на щільних, пористих, спеціальних заповнювачах;
-поструктурі - щільні, поризовані, ніздрюваті, великопористі.
Бетонзастосовують для різних видів будівельних конструкцій, виготовлених назаводах збірного залізобетону або зводяться безпосередньо на місці їхмайбутньої експлуатації (монолітний бетон).
В залежності відобласті застосування бетону розрізняють:
-звичайний- Для залізобетонних конструкцій (фундаментів, колон, балок,перекриттів, мостових та інших типів конструкцій);
-гідротехнічний- Для гребель, шлюзів, облицювання каналів, і т.д.;
-бетондля обгороджують (легкий бетон для стінбудівель); для підлог, тротуарів, дорожніх і аеродромних покриттів;
-спеціальногопризначення (жаротривкий, кислотостойкий, для радіаційного захистута ін.)
Міцностніхарактеристики бетону
Міцністьбетону на стиск
Міцністюбетону на стиск В називаєтьсятимчасовий опір (в МПа) бетонного куба з ребром 150 мм, виготовленого,зберігається і випробуваного в стандартних умовах у віці 28 діб, притемпературі 15-20 В° С і відносній вологості 90-100%.
Залізобетонніконструкції за формою відрізняються від кубів, тому міцність бетону на стиск R в n не може бути безпосередньовикористана в розрахунках міцності елементів конструкцій.
Основною характеристикою міцності бетону стиснутих елементівє призмова міцність Rf, - тимчасовеопір осьовому стиску бетонних призм, яке по дослідам на призмах зістороною підстави а йвисотою h при відношенні hla = 4становить приблизно 0,75, де R: -кубикового міцність, або тимчасовеопір стиску бетону, знайдене при випробуваннізразка у вигляді куба з ребром 150 мм.
Основнийхарактеристикою міцності бетону стиснутих елементів і стислих зон згинаютьсяконструкцій є призмова міцність.
Длявизначення призматичної міцності зразок - призму завантажують в пресіступінчастою стискає навантаженням до руйнування і вимірюють деформації на кожнійступені завантажених.
Будуєтьсязалежність стискаючих напруг а відвідносних деформацій е, яка носить нелінійний характер, так як вбетоні, поряд з пружними, відбуваються і непружні пластичні деформації.
Дослідиз бетонними призмами розміром квадратного підстави а і висотою h показали, що призмова міцність менше кубикового ізменшується із збільшенням відносини hla (рис. 2.2).
кубиковогоміцність бетону R (для кубиків розміром 150 х 150 х 150 мм) і призмоваміцність R h (для призм з відношеннямвисоти до основи hla> 4) можуть бути пов'язаніпевною залежністю, яка встановлюється експериментально:
Призмові міцність бетону використовують при розрахункузгинальних та стиснутих бетонних і залізобетонних конструкцій (наприклад, балок,колон, стиснутих елементів ферм, арок і т.п.)
ВЯк характеристики міцності бетону стиснутої зони згинаних елементів такожприймають R h . Міцність бетону при осьовому розтягу
Міцністьбетону при осьовому розтягу R /, в10-20 разів нижче, ніж при стисненні. Причому зі збільшенням кубикового міцності бетонувідносна міцність бетону при роз...
