Коефіцієнти, що враховуються при розрахунку конструкцій
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Розрахункові схеми конструкцій.
Розрахункова схема споруди - в будівельній механіці, спрощене зображення споруди, що приймається для розрахунку. Розрізняють декілька видів розрахункових схем, що відрізняються основними гіпотезами, покладеними в основу розрахунку, а також використовуються при розрахунку математичним апаратом. Чим точніше розрахункова схема відповідає дійсному спорудження, тим більше трудомісткий його розрахунок.
Класифікація розрахункових схем [ред | правити вікі-текст]
• За характером обліку просторової роботи - одно-, дво- і тривимірні.
• По виду невідомих - дискретні, дискретно-континуальні і контінуальниє.
• По виду конструкцій, покладених в основу розрахункової схеми - стрижневі, пластинчасті, оболонкові і масивні.
• По обліку інерційних сил - статичні і динамічні.
Елементи розрахункової схеми [ред | правити вікі-текст]
Розрахункова схема складається з умовних елементів: стрижнів, пластин, оболонок, масивів і зв'язків.
Стрижні використовують в розрахункових схемах стрижневих конструкцій (стійок, балок, арок і ін.), Систем з таких конструкцій (ферм, рам, сітчастих оболонок), а також для наближеного розрахунку площинних конструкцій (наприклад, несучих стін будівель).
Пластини трикутної і прямокутної форми є основними кінцевими елементами при розрахунку методом кінцевих елементів площинних конструкцій (стін і плит перекриттів будівель).
Оболонки є розрахунковою схемою різних просторових конструкцій (куполів, склепінь, оболонок).
Масиви в розрахункових схемах використовуються, як правило, в якості недеформівних опор прогонових конструкцій, що спираються на стискати підставу.
Зв'язки в розрахункових схемах з'єднують між собою окремі елементи, а також конструкцію з підставою. У розрахункових схемах зв'язку розрізняються за кількістю ступенів свободи, які вони забирають від системи. Зв'язки можуть бути дискретні і розподілені (контінуальниє). Стрижні і пластини, з'єднані розподіленими зв'язками називаються складовими стрижнями і пластинами. [1]
Бетон, класифікація, Кубікова і призматична міцність бетону на стиск.
Бетон є різновидом штучного каменю, який широко застосовується в усьому світі вже не одне століття. Це матеріал виходить в результаті тверднення правильно складеної суміші з води, цементу і заповнювачів. До складу також можуть входити різні добавки, що підсилюють або знижують ту чи іншу властивість бетонної суміші, впливаючи на такий важливий показник, як середня міцність бетону.
Основні властивості бетонної суміші
Якість затверділої бетонної суміші визначається показниками міцності, щільності, однорідності, пластичності і рядом інших властивостей. Технічні характеристики визначаються лабораторними дослідженнями, заснованими на механічному впливі на зразок або ультразвуковим впливом з наступною побудовою градуировочной залежності, де дані показані в вигляді графіка або таблиці.
Щільність затверділого розчину є одним з показників його якості і визначається співвідношенням маси до об'єму. Щільність матеріалу залежить від кількості залученого повітря при подальшому його застиганні. Чим менше повітря - тим менше часу і, відповідно, вище щільність матеріалу. Чим щільніше бетон, тим він міцніше.
Існує пряма залежність міцності бетону від його щільності. Так як щільність виміряти досить складно, в будівництві існує таке поняття, як середня міцність.
Отриманого в результаті 95 з 100 лабораторних випробувань середнього показника присвоюється позначення, яке і є класом бетону. Клас в проектній документації є єдиним у всьому світі, позначається буквою «В» і вимірюється в мПа.
Це найважливіший показник якості матеріалу, який гарантується ГОСТ на 28 добу його природного твердіння. Значним міцності прийнято вважати опір до руйнування цілісності структури внаслідок внутрішніх напружень і зовнішніх впливів.
Бетон, як і будь-який штучний камінь, має пористу структуру, тому найкраще пручається стиску. Показник міцності бетону на стиск визначає його марку, яка позначається буквою «М» і вимірюється в кгс / см2. Наприклад: Суміш М400 говорить про те, що міцність на стиск його становить 400 кгс / см2.
Існує відповідність класу і марки бетону, яка представлена в таблиці.
Розрізняють два типи міцності бетону на стиск - це Кубікова і призмова.
Кубікова міцність неармированного бетону - це здатність зразка (кубика), тверділи 28 діб при вологості 95-100% і температурі навколишнього повітря 20-23 ° С, витримувати певний тиск. Вимірюється в мПа.
Призмова міцність бетону - це тимчасовий опір бетонної призми стиску. Як правило, призмова нижче кубикової. Чим більше залежність між висотою і підставою зразка, тим менше його міцність. Вимірюється в кгс / ч.
Міцність бетону залежить від багатьох факторів, як-то:
- структура бетону;
- марка цементу;
- водо-цементне відношення В / Ц;
- вид дрібного і крупного заповнювача;
- умови твердіння;
- вид напруженого стану;
- форма і розміри перетину;
- тривалість дії навантаження.
а) особливо важкі (# 961;> 2500 кг / м 3);
б) важкі (# 961; = 2200 ÷ 2500 кг / м 3);
в) полегшені (частіше дрібнозернисті) (# 961; = 1 800 ÷ 2200 кг / м 3);
г) легкі (# 961; = 800 ÷ 1800 кг / м 3).
3. По виду заповнювачів:
а) на щільних заповнювачах (щебінь, пісок, гравій);
б) на пористих заповнювачах (природних - пемза, перліт, черепашник; штучних - керамзит, шлак);
в) на спеціальних заповнювачах.
4. По зерновому складі:
5. За умовами твердіння:
а) бетони природного твердіння;
б) бетони, піддані тепловій обробці при атмосферному тиску;
в) бетони, піддані автоклавної обробці при високому тиску і температурі.
Для визначення міцності бетону на осьовий стиск зазвичай відчувають в пресі бетонні куби з розміром ребра 150 мм, характер руйнування яких обумовлений наявністю або відсутністю сил тертя, що виникають на контактних поверхнях між подушками преса і гранями куба.
Сили тертя між подушками преса і гранями куба перешкоджають вільним поперечним деформацій куба і відповідно упрочняют бетон зверху і знизу. У міру віддалення від торцевих граней куба вплив сил тертя зменшується, тому після руйнування куб набуває форму 2-х пірамід зверху і знизу.
Якщо усунути сили тертя мастилом контактних поверхонь, міцність бетонного куба буде менше, поперечні деформації проявляються вільно, тріщини розриву стають вертикальними. Тимчасовий опір стисненню бетону для куба з ребром 150 мм одно R. з ребром 200 мм - 0,93 R. з ребром 100 мм - 1,1R. Це пояснюється зміною ефекту обойми зі зміною розмірів куба.
Мал. 2. Характер руйнування бетонних кубів:
а - несмазанний куб; б - змащений куб;
# 916; - поперечні деформації бетону.
Так як залізобетонні конструкції за формою відрізняються від кубів, основною характеристикою міцності бетону стиснутих елементів є призматична міцність Rb - тимчасовий опір осьовому стиску бетонних призм. Призмова міцність менше кубикової, і вона зменшується зі збільшенням відносини h / a. Вплив сил тертя на середню частину призми зменшується зі збільшенням її висоти і при h / a = 4 значення Rb стає стабільним і дорівнює приблизно 0,75R.
Мал. 3. Характер руйнування бетонної призми.
• Бетон - штучний камінь, отриманий в результаті формування і твердіння раціонально підібраної суміші в'язкої речовини, води і заповнювачів (піску і щебеню або гравію). Суміш цих матеріалів до затвердіння називають бетонною сумішшю.
• Бетони класифікують за такими провідними ознаками: за основним призначенням, виду в'яжучого речовини і заповнювача і за структурою.
За призначенням бетони бувають наступних видів:
конструктивні - для бетонних і залізобетонних несучих конструкцій будівель і споруд (фундаменти, колони, балки, плити, панелі перекриттів і ін.);
спеціальні - жаростійкі, хімічно стійкі, декоративні, радіаційно-захисні, теплоізоляційні та ін.,
бетони напружують, бетонополімери, полімер-бетони.
По виду в'яжучого речовини бетони бувають: цементні, виготовлені на гідравлічних в'яжучих речовинах - портланд-цементі і його різновидах; силікатні - на вапняних в'яжучих в поєднанні з силікатними або алюмінатних когось понетамі; гіпсові - із застосуванням гіпсоангідритових в'яжучих і бетони на шлакових і спеціальних в'яжучих матеріалах.
Бетони виготовляють на звичайних щільних заповнювачах, на природних або штучних пористих заповнювачах; крім того, різновидом є пористий бетон, який представляє собою отверділу суміш в'яжучого речовини, води і тонкодисперсного кремнеземистого компонента. Він відрізняється високою пористістю до 80. 90% з рівномірно розподіленими порами розміром 3 мм.
У зв'язку з цим бетони класифікують також за структурою: щільна, Поризована, ячеистая і крупнопористая.
По виду заповнювача розрізняють бетони: на щільних заповнювачах, пористих і спеціальних, які відповідають спеціальним вимогам (захисту від випромінювань, жаростійкості, хімічній стійкості і т. П.).
За показниками міцності при стисненні важкі бетони мають марки від 100 до 800. Марка бетону - одне з нормованих значень уніфікованого роду даного показника якості бетону, що приймаються на його середнього значення. До різних видів бетонів встановлюються вимоги щодо показників, які характеризують міцність, середню щільність, водонепроникність, стійкість до різних впливів, упругопластические, теплофізичні, захисні, декоративні та інші властивості бетонів.
Певні вимоги пред'являються до матеріалів для приготування бетону (в'язким, добавкам, заповнювачів), його складу і технологічними параметрами по виготовленню конструкцій для їх роботи в конкретних умовах.
За показниками міцності бетону встановлюються їх гарантовані значення - класи. Відповідно до СТ РЕВ 1406-78 бетони, призначені для будівель і споруд, Ділять на класи В, основний контрольованої характеристикою яких є міцність при стисненні кубів розміром 150Х XI50X150 мм і відповідно циліндрів розміром 150X300 мм. Для переходу від класу бетону (МПа) при нормативному коефіцієнті варіації 13,5% застосовують формулу
Довговічність бетону оцінюють ступенем морозостійкості. За цим показником бетони ділять на марки від F15 до F1500. Якість бетону оцінюють по водонепроникності, яка визначається максимальною величиною тиску води, при якому не спостерігається її просочування через контрольні зразки, виготовлені і випробувані на водонепроникність згідно з вимогами діючих стандартів.