Направление подготовки: 270000.65 – Архитектура и строительство
Специальность: 270106.65 – Производство строительных материалов и конструкций
Форма обучения: очная
Кумертау 2012
УДК
ББК
Л.82
Лунёвой О.А.
Л. 82Строительные конструкции:
Сборник задач для выполнения самостоятельной работы. - Кумертау:
Кумертауский филиал ОГУ, 2012. - 34 с.
Сборник задач предназначен для выполнения самостоятельной работы студентов по дисциплине «Строительные конструкции» специальности 270106 – «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» очной формы обучения.
Данный сборник задач рассмотрен на заседании кафедры «Городское строительство и хозяйство» ________2012 года, протокол № __ и утвержден на Научно - методическом совете __________ 2012 года, протокол № __.
Список использованных источников…………………………………………….…..34
Введение
Цель выполнения задач – приобретение практического опыта по расчету изгибаемых, сжатых строительных конструкций.
Данная технология позволяет студенту научиться правильно работать со строительными нормами и правилами (СниП , Пособия к СниП) и поможет без затруднений выполнить курсовой проект.
В данной работе можно выявить только положительные факторы, так как студенты учатся:
- работать самостоятельно;
- правильно работать с документами строительных норм и правил;
- получать учебно-практические навыки.
Выполняется в форме пояснительной записки объёмом 10 – 15 страниц формата А4 в программах Microsoft Office Word 2007.
Перед тем как приступить к решению задач студенту необходимо:
· Освоить символьную базу теории (см. основные буквенные обозначения).
· Осмыслить основные теоретические положения (механизмы работы конструкции, схемы внутренних усилий, основные уравнения равновесия)
· Уяснить особенности работы конструкции на различных стадиях нагружения, суть и основные принципы методарасчета.
Алгоритм решения прямой задачи прямоугольного сечения с одиночной арматурой (определение площади сечения арматуры Аs)
Дано:
сечение
бетон
арматура
влажность
Мвн
b
h
бет.
В
А
n
тяж
III
55%
360.5
мм
мм
шт.
кНм
1 Подготовка к расчету:
Определяем параметры:
назначаем предварительно диаметр арматуры
d
18,0
мм
принимаем
защитный слой и параметр
a
мм
Пособие п.5.32 и п.5.33
рабочую высоту
h0
мм
расчет
коэффициент уcловий работы бетона
1,0
СНиП 2 таблица 15
расчетное сопротивление бетона
Rb
11,5
Мпа
СНиП 2 таблица 13
расчетное сопротивление арматуры
Rs
Мпа
СНиП 2 таблица 22
высоту сжатой зоны
0,591
Пособие табл. 18-19
относительный коэффициент
аR
0,416
Пособие табл. 18-19
2 Расчет:
Определяем для расчетной полосы 1 м величину
ат
0,234
Для определения дальнейших действий сравниваем ати аR
Если
ат
>
аR
Если
ат
<
аR
,то находим
0,865
Пособие табл 20
Опр. относит высоту сжатой зоны бетона
0,27
Пособие табл 20
Опр. высоту сжатой зоны бетона
X
181,2
мм
И определяем площадь сечения арматуры
Аs
мм2
Опр. диаметр арматуры
d
мм
3 Результаты расчета:
Аs
d
Rb
Rs
ат
X
11,5
0,234
0,27
0,591
0,865
181,2
1,0
Рисунок 1 - Расчетная схема
Исходные данные по вариантам:
Вариант
b,
мм
h,
мм
Вид бетона
Класс бетона
Класс арматуры
Колич.
стержней
W,
%
Мвн,
кНм
тяж.
В10
A-III
58,2
тяж.
В15
A-IV
58,5
тяж.
В25
A-II
65,2
мелкозер.
В15
A-V
86,7
тяж.
В10
A-I
45,5
мелкозер.
В20
A-II
40,2
мелкозер.
В15
A-I
69,2
лёг.
В20
A-III
60,3
мелкозер.
В10
A-I
36,6
лёг.
В25
A-III
130,6
лёг.
В15
A-II
39,5
лёг.
В15
A-III
56,6
мелкозер.
В20
A-III
104,2
тяж.
В15
A-IV
86,2
мелкозер.
В25
A-II
32,3
тяж.
В20
A-III
тяж.
В15
A-I
лёг.
В15
A-III
54,7
мелкозер.
В15
A-III
62,8
лёг.
В35
A-II
68,6
мелкозер.
В10
A-I
35,9
тяж.
В20
A-II
65,2
мелкозер.
В25
A-III
тяж.
В10
A-III
65,2
тяж.
В15
A-I
38,5
тяж.
В25
A-III
95,6
лёг.
В20
A-II
89,6
лёг.
В10
A-I
35,7
мелкозер.
В20
A-III
тяж.
В10
A-II
15,8
2. Алгоритм решения обратной задачи прямоугольного сечения (определение несущей способности Мк)
Дано:
сечение
бетон
арматура
влажность
класс
ответст.
здания
b
h
бет
В
n
d
А
тяж
III
85%
I
мм
мм
шт
мм
1 Подготовка к расчету:
Определяем параметры:
площадь арматуры
Аs
мм2
расчет или Пособие (прил. 4)
защитный слой и параметр
a
мм
Пособие п.5.32 и п.5.24
рабочую высоту
h0
мм
расчет
коэффициент условий работы бетона
1,0
СНиП 2 таблица 15
коэффициент надежности по отв. здания
1,0
СНиП Приложение 7
расчетное сопротивление бетона
Rb
8,5
Мпа
СНиП 2 таблица 13
расчетное сопротивление арматуры
Rs
Мпа
СНиП 2 таблица 22
макс относ высоту сжатой зоны
0,619
Пособие табл. 18-19
относительный коэффициент
аR
0,427
Пособие табл. 18-19
2. Расчет:
Опр. высоту сжатой зоны бетона
X
мм
Опр. макс высоту сжатой зоны бетона
Xmax
318,2
мм
h0
Опр. относит высоту сжатой зоны бетона
0,477
Сравниваем
и
или
X
и
Xmax
и выбираем вариант решения
1 вариант
<
или
X
<
Xmax
Мк
= Rs Аs(h0-0,5X)
162,9
кНм
без учета коэф.
М*к
162,9
кНм
с учетом коэф.
2 вариант
>
или
X
>
Xmax
Мк
кНм
без учета коэф.
М*к
кНм
с учетом коэф.
Результаты расчета
Мк
h0
Rb
Аs
Rs
X
162,9
8,5
0,477
0,619
1,0
1,0
Исходные данные по вариантам:
Вари-
ант
b,
мм
h,
мм
Вид бетона
Класс бетона
Класс арматуры
Диаметр арматуры,
мм
Колич.
стержней
W,
%
Класс ответ.
здания
тяж.
В10
A-I
I
мелкозер.
В25
A-III
II
лёг.
В10
A-II
I
мелкозер.
В15
A-V
II
лёг.
В15
A-III
II
мелкозер.
В25
A-V
I
тяж.
В20
A-II
II
тяж.
В15
A-III
III
лёг.
В20
A-II
III
тяж.
В25
A-III
II
лёг.
В25
A-I
I
лёг.
В10
A-III
II
мелкозер.
В15
A-III
III
лёг.
В20
A-IV
I
мелкозер.
В25
A-III
III
мелкозер.
В20
A-II
III
тяж.
В12,5
A-III
II
лёг.
В20
A-II
I
тяж.
В12,5
A-V
II
тяж.
В15
A-II
II
мелкозер.
В25
A-III
I
тяж.
В10
A-I
I
тяж.
В25
A-II
III
лёг.
В20
A-III
II
лёг.
В15
A-III
II
мелкозер.
В20
A-II
I
тяж.
В12,5
A-III
II
тяж.
В10
A-I
I
тяж.
В15
A-II
II
лёг.
В20
A-II
II
3. Алгоритм решения обратной задачи прямоугольного сечения с двойным армированием (определение несущей способности Мк)
Дано:
сечение
бетон
арматура растянутая
арматура сжатая
влажность
класс
отв
здания
b
h
бет
В
n
d
А
n'
d'
А'
W
лег.
II
II
мм
мм
шт
мм
шт
мм
%
1 Подготовка к расчету:
Определяем параметры:
площадь арматуры
Аs
763,0
мм2
расчет или Пособие (прил 4)
защитный слой и параметр
а
мм
Пособие п.5.32 и п.5.24
рабочую высоту
h0
мм
расчет
площадь арматуры
Аs'
мм
расчет или Пособие (прил 4)
защитный слой и параметр
а'
мм
Пособие п.5.32таб43
рабочую высоту
h0'
мм
расчет
коэффициент условий работы бетона
0,9
СНиП 2 таблица 15
коэффициент надежности по ответственности здания
0,95
СНиП Приложение 7
расчетное сопротивление бетона
Rb
7,7
Мпа
СНиП 2 таблица 13
расчетное сопротивление арматуры
Rs
Мпа
СНиП 2 таблица 22
расчетное сопротивление арматуры
Rsc
Мпа
СНиП 2 таблица 22
2 Расчет:
Необходимость учета в расчете сжатой арматуры проверяется сравнением X и а'
Опр. высоту сжатой зоны бетона
Х=
(Rs Аs - 0,5 Rsc Аs')/ Rbb
Если
X*
>
а'
, то сжатая арматура в расчете учитывается
и тогда
х=
66,2
(Rs Аs-Rsc Аs')/ Rbb
Mк=
94,1
Rb b x(h0 - 0,5x)+ Rsc Аs'(h0- а')
кНм
без учета коэф
M*к=
104,6
кНм
с учетом коэф
3 Результаты расчета
Мк
h0
Rb
Аs
Rs
Аs'
Rsc
X
94,1
7,7
763,0
308,0
0,9
0,95
Рисунок 2 - Расчетная схема
Исходные данные по вариантам:
Вар.
b,
мм
h,
мм
Бетон
Арматура растянутая
Арматура сжатая
W,
%
Класс ответ.
здания
Кл.
ø,
мм
Кол.
стер
Кл.
ø,
мм
Кол.
стер.
лёг. В10
A-II
A-I
I
мз. В10
A-II
A-III
I
мз. В25
A-III
A-II
III
тяж. В15
A-II
A-II
III
мз. В25
A-III
A-I
II
мз. В15
A-V
A-III
I
лёг. В25
A-II
A-II
II
тяж. В10
A-III
A-II
I
лёг. В10
A-II
A-II
I
лёг. В25
A-II
В- II
II
мз. В15
A-III
A-II
I
лёг. В25
A-II
A-II
II
мз. В10
A-III
A-II
I
лёг. В20
A-IV
A-I
I
тяж. В15
A-II
A-II
III
лег. В20
A-II
A-I
II
тяж. В12,5
A-III
A-II
III
лёг. В15
A-II
A-I
I
тяж. В12,5
A-V
Вр- II
II
мз. В10
A-II
A-II
I
лёг. В15
A-III
A-II
I
тяж. В30
A-VI
A-III
I
тяж. В35
A-II
A-I
II
лёг. В20
A-II
A-II
II
тяж. В15
A-IV
A-I
II
мз. В20
A-II
A-II
I
тяж. В12,5
A-III
A-III
II
тяж. В30
A-III
A-II
I
тяж. В15
A-II
A-II
II
лёг. В20
A-II
A-I
II
4. Алгоритм решения прямой задачи таврового сечения (требуется определить площадь сечения арматуры Аs)
1 вариант решения
Дано:
сечение
бетон
арматура
влажность
мвн
b
h
b'f
h' f
бет
В
А
n
мз
II
49,4
мм
мм
мм
мм
шт
%
кНм
Подготовка к расчету
Определяем параметры
назначаем диаметр арматуры
d
мм
принимаем
защитный слой и параметр
a
мм
Пособие п.5.32 и п.5.24
рабочую высоту
h0
мм
расчет
коэффициент условий работы бетона
0,9
СНиП 2 таблица 15
расчетное сопротивление бетона
Rb
7.7
Мпа
СНиП 2 таблица 13
расчетное сопротивление арматуры
Rs
Мпа
СНиП 2 таблица 22
макс относ высоту сжатой зоны
0,623
Пособие табл 18-19
относительный коэффициент
аR
0,429
Пособие табл 18-19
2 Расчет:
Определяем положение границы сжатой зоны, сравнивая Мвн и Мк. Если Мвн < Мк, то х < h' f и граница сжатой зоны находится в полке. Расчет производится как для конструкции с прямоугольного сечением с одиночным армированием, где
b =
bf',=
мм
Мк
=
94,6
Rb ·bf'·h' f(h0 - 0,5· h' f)
>
Мвн
49.4
Мк
>
Мвн
и Х<
h f'
Следовательно граница сжатой зоны проходит
В полке
ат
0,135
ат
<
аR
Сжатая арматура
не требуется
Опр. относит высоту сжатой зоны бетона
0,15
Пособие табл 20
Опр. величину
0,925
Пособие табл 20
Опр. высоту сжатой зоны бетона
X
34,5
мм
·h0
и определяем площадь сечения арматуры
Аs
829,3
мм2
Опр. диаметр арматуры
d
мм
2 вариант решения
Дано:
сечение
бетон
арматура
влажность
мвн
b
h
b'f
h' f
бет
В
А
n
W
лег.
12,5
II
70%
55.4
мм
мм
мм
мм
шт
кНм
1 Подготовка к расчету:
Определяем параметры:
назначаем диаметр арматуры
d
18,0
мм
принимаем
защитный слой и параметр
a
мм
Пособие п.5.32 и п.5.24
рабочую высоту
h0
мм
расчет
коэффициент условий работы бетона
0,9
СНиП 2 таблица 15
расчетное сопротивление бетона
Rb
6.7
Мпа
СНиП 2 таблица 13
расчетное сопротивление арматуры
Rs
Мпа
СНиП 2 таблица 22
макс относ высоту сжатой зоны
0,689
Пособие табл 18-19
относительный коэффициент
аR
0,452
Пособие табл 18-19
Расчет
Определяем положение границы сжатой зоны, сравнивая Мвн и Мк. Если Мвн >Мк, то х >h' f и граница сжатой зоны находится в ребре.
b =
мм
Мк
=
38,7
Rb ·bf'·h' f(h0 - 0,5· h' f)
Мвн
55,4
Мк
Мвн
и Х<
bf'
Следовательно граница сжатой зоны проходит
в ребре
ат
0,046
ат
<
аR
сжатая арматура
не требуется
Опр. относит высоту сжатой зоны бетона
0,047
Пособие табл 20
Опр. величину
0,976
Пособие табл 20
Опр. высоту сжатой зоны бетона
X
22,137
мм
h0
и определяем площадь сечения арматуры
Аs
724,86
мм2
Опр. диаметр арматуры
d
мм
3 Результаты расчета:
Аs
d
Rb
Rs
ат
Х
13,05
0,046
0,047
0,577
0,976
22,14
0,9
Рисунок 3 – Расчетная схема
Исходные данные по вариантам:
Вар.
b,
мм
h,
мм
b'f,
мм
h' f,
мм
Бетон
Арматура
W,
%
Мвн,
кНм
Кл.
Кол.
стер.
мз. В25
A-IV
186,4
лёг.В15
A-II
118,5
мз. В20
A-II
мз. В25
A-V
95,4
тяж.В10
A-I
130,5
тяж.В20
A-II
мз. В15
A-II
72,4
лёг. В12,5
A-III
56,2
лёг.В15
A-II
39,5
лёг.В25
A-III
56,2
мз. В25
A-II
32,3
лёг.В25
A-II
56,2
лёг.В15
A-III
54,7
тяж.В10
A-IV
185,5
тяж.В30
A-V
лег.В15
A-II
85,3
тяж.В10
A-II
138,5
мз. В25
A-IV
87,4
лёг. В10
A-II
тяж. В20
A-II
мз. В25
A-IV
108,4
лёг. В10
A-III
118,5
лёг. В15
A-V
58,3
тяж. В25
A-II
180,5
лёг. В20
A-III
лёг. В15
A-III
54,7
тяж.В30
A-IV
лёг. В15
A-II
85,3
тяж. В15
A-II
138,5
лёг. В20
A-III
5. Алгоритм решения обратной задачи таврового сечения (определение несущей способности Мк)
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...