Основные понятия о строительных конструкциях. Физико-механические свойства бетона, арматуры, железобетона. Особенности проектирования предварительного напряжения конструкций. Основные положения расчета ЖБК по предельным состояниям

УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА

«Строительные конструкции»

для специальности

270106

«Производство строительных материалов, изделий и конструкций»

КОМПЛЕКТ ЛЕКЦИЙ

6 семестр:

Тема 1. Основные понятия о строительных конструкциях.

Типы городских зданий:

·  Гражданские здания

·  Промышленные здания

·  Автостоянки

·  Набережные

·  Подземные коллекторы

·  Специальные сооружения

Виды строительных конструкций в зависимости от материала:

·  Металлические

·  Бетонные и железобетонные

·  Деревянные

·  Каменные и армокаменные

·  Конструкции из пластмасс

Требования, предъявляемые к строительным конструкциям

К строительным конструкциям предъявляются определенные требования, которым они должны удовлетворять на всех стадиях изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации:

·  Прочность

·  Долговечность

·  Экономическая целесообразность

Проектирование строительных конструкций регламентировано нормативным документом – Строительными Нормами и Правилами (СНиП).

 Для обеспечения прочности строительных конструкций рассчитывают на силовые воздействия (от внешних нагрузок, изменения температуры, усадки и т. д.)

Долговечность обеспечивается за счет соответствующего выбора материалов;

Мероприятий по морозостойкости, огнестойкости и защите от коррозии.

Экономичность конструкции зависит от стоимости изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации, от материалоемкости, энергоемкости, трудоемкости возведения сооружения.

По эксплуатационным затратам наиболее выгодны железобетонные конструкции и каменные конструкции. Стальные конструкции нуждаются в периодической окраске против коррозии.

При проектировании здания или сооружения обычно составляют несколько вариантов решений с подсчетом показателей по расходу материалов, энергоемкости, трудоемкости изготовления и возведения конструкций, стоимости и сроков строительства. Выбирают наиболее выгодный.

На основании технико-экономических и эксплуатационных показателей определяется оптимальная область применения стальных, железобетонных, каменных и других конструкций.

Область применения стальных конструкций

Благодаря высоким механическим характеристикам и однородности структуры материала строительные конструкции применяют в соответственных сооружениях. Но из-за дороговизны и дефицитности металла строительных конструкций разрешается применять лишь, когда они экономически значительно  выгоднее железобетонных:

а) в ОПЗ, при h 30м, h_кол>14,4м, при грузоподъемности крана Q500т или при весьма тяжелом режиме работы крана;

б) в одноэтажных зданиях различного назначения, при сетке колонн 1818м (легкие решетчатые конструкции);

в) в многоэтажных зданиях с нормативной длительной нагрузкой 310МПа при сетке колонн 66, 612м;

г) в некоторых инженерных сооружениях (крановых эстакадах, наземных резервуарах для хранения нефтепродуктов и сжиженных газов; мостах; опорах линий электропередач; силосах для материалов, хранение которых не допускается в железобетонных емкостях).

Сущность железобетона

1.  Бетонная балка                           2. Железобетонная балка

Р₁ - нагрузка, при которой разрушается бетонная балка;

Р₂ – нагрузка, при которой разрушается железобетонная балка;

А – площадь сечения бетона;

А_s – площадь сечения арматуры;

 - толщина защитного слоя бетона

А_s=(12)%А

Р₂>Р₁     в 1520 раз

Железобетон – это строительный материал, состоящий в основном из бетона и стальной арматуры.

Бетон хорошо работает на сжатие и плохо - на растяжение. С целью повышения несущей способности элементов в растянутую зону бетона помещается некоторое количество стальной арматуры для восприятия растягивающих усилий.

Достоинства и недостатки железобетона

Достоинства:

1. Долговечность (в благоприятных условиях прочность бетона может нарастать с течением времени).

2. Огнестойкость (выше, чем у МК).

3. Стойкость против атмосферных воздействий.

4. Высокая статическая и динамическая прочность.

5. Возможность использования местных строительных материалов (железобетон на 70% состоит из местных материалов: песок, гравий, вода).

6. Возможность придания конструкциям различной формы.

7. малые эксплуатационные расходы на содержание зданий и сооружений.

Недостатки:

1. Большой собственный вес.

2. Высокая тепло- и звукопроводность.

3. Низкая трещиностойкость.

4. Потребность в квалифицированной рабочей силе и специальном оборудовании (особенно на ЗЖБК).