Несущая способность колонны составляет 7960 кН.

Билет 18

Перечислить факторы, влияющие на прочность кладки при сжатии. Описать влияние на прочность кладки качества выполнения вертикальных швов.

Подобрать сечение центрально-сжатой колонны общественного здания, выполненной из кирпича силикатного М75 и раствора М50. Высота этажа Н= 4, 2 м. Расчетное продольное сжимающее усилие с учетом коэффициента надежности по ответственности N = 710 кН.Проверить несущую способность колонны.

ОТВЕТ

На прочность кладки при сжатии влияет прочность камня и раствора, форма и размеры камней, наличие пустот, качество кладки, уход за ней и система перевязки.

Анализ работы каменной кладки при сжатии показал, что вертикальные швы практически не участвуют в работе из-за нарушения сцепления раствора с камнем вследствие его усадки в процессе твердения. Поэтому нагрузка на нижележащие слои кладки передается через горизонтальные швы. Причем передача нагрузки происходит неравномерно, так как и плотность, и жесткость раствора по длине шва неодинаковы, да и опорные плоскости камней имеют неровности. Неравномерность передачи нагрузки по отдельным точкам наиболее плотного соприкосновения раствора и камней вызывает в последних не только напряжения сжатия, но и изгиба и среза. При сжатии кладки появляются поперечные деформации в горизонтальных швах и камнях, вызывающие по плоскостям соприкосновения образование касательных напряжений, приводящих к растяжению камней.

Задача

Площадь сечения центрально-сжатой колонны выражаем из условия прочности:

Задаемся

Расчетное сопротивление кладки сжатию R=1, 3Мпа

принимаем размер столба кратно размеру кирпича с учетом швов 770х770мм А=7702=592900мм2

Проверяем прочность принятого сечения столба.

так как b> 30см

Определяем гибкость столба:

;

Упругая характеристика кладки

Коэффициент продольного изгиба

Окончательно принимаем сечение 770х770мм.

Билет 19

Дать определение понятию «плита». Назвать виды армирования пустотной плиты, приведенной на рисунке 1.

Подобрать продольную арматуру железобетонной балки прямоугольного сечения b=250мм h=500мм, бетон класса С16/20. На балку действует изгибающий момент МSd = 70 кН·м. Класс среды по условиям эксплуатации XС1. Арматура стержневая горячекатаная S500.

ОТВЕТ

Плитами называют элементы, у которых один размер (толщина) значительно меньше двух других.

Плиты по исполнению могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными, по статической схеме работы они различаются на однопролетные, многопролетные и консольные, по конструкции — сплошные, пустотные и ребристые.

Армирование предварительно напряженной пустотной плиты перекрытия: а) продольный разрез плиты; б) поперечный разрез плиты; 1 — предварительно напряженная арматура; 2 — сетка, окружающая предварительно напряженную арматуру на участках передачи напряжения; 3 — каркасы; 4 — монтажная сетка

Задача

1. Определяем расчетное сопротивление бетона МПа

2. Определяем расчетное сопротивление арматуры (табл.6.5 ):

МПа

3. Минимальный размер защитного слоя находим по таблице 11.4. с=25 мм.

4. Определяем рабочую высоту балки:

мм

5. Находим значение коэффициента и :

; коэффициент меньше граничного значения, следовательно, изменять сечение балки не требуется.

6. Находим значение коэффициента ; по ближайшему значению коэффициента .

7. Находим требуемую площадь арматуры:

мм²

8. Принимаем 2 стержня 16 S500

Билет 20

Перечислить виды сварки. Охарактеризовать сварку порошковой проволокой.

Проверить прочность сварного соединения растягиваемого усилием N = 430 кН (γ с = 1, 0). Сварка ручная электродуговая с визуальным контролем качества шва. Соединяемые листы из стали С285, толщиной t = 12 мм, шириной l = 20 см.

ОТВЕТ

При изготовлении стальных конструкций наибольшее применение нашли электродуговые виды сварки плавящимся электродом — ручная, полуавтоматическая и автоматическая, а также контактные виды сварки — точечная, шовная и стыковая

Сварка порошковой проволокой выполняется полуавтоматическим и автоматическим способами. Порошковая проволока представляет собой металлическую оболочку из стальной ленты толщиной 0, 2—0, 5 мм, заполненную шихтой специального состава. Контактная сварка является одним из видов сварки давлением и основана на нагреве и пластическом деформировании соединяемых элементов. Нагрев металла осуществляется электротоком, проходящим через контактирующие детали. Сварку выполняют без использования присадочного материала.

Задача

Условие прочности для стыковых сварных швов:

Расчетную длину стыкового шва определяем с учетом кратера и непровара: l_w=l-2t

l_w=200-2∙ 12=176мм

R_wу=0, 85 ^. R_у (т.к. визуальный контроль качества шва)

R_у –расчетное сопротивление стали по пределу текучести таблица 51* (СНиП) R_у=260 МПа

Проверяем прочность стыкового шва

203, 6 МПа < 260 МПа

Прочность стыкового шва обеспечена.

Билет 21

Перечислить факторы, влияющие на прочность кладки при сжатии. Описать степень влияния на прочность кладки: прочности камня и прочности раствора.

Подобрать сечение центрально-сжатой колонны жилого дома, выполненной из силикатного М150 и раствора М75. Высота этажа Н= 3, 3 м. Расчетное продольное сжимающее усилие с учетом коэффициента надежности по ответственности N = 640 кН. Проверить несущую способность колонны.

ОТВЕТ

Установлено, что какой бы высокой прочности не использовался раствор, прочность кладки всегда будет меньше прочности камня. Поэтому применение для обычных кладок растворов высоких марок неэкономично.

Задача

Площадь сечения центрально-сжатой колонны выражаем из условия прочности:

Задаемся .

Расчетное сопротивление кладки сжатию R=2МПа.

принимаем размер столба кратно размеру кирпича с учетом швов 640х640мм А=640²=409600мм²

Проверяем прочность принятого сечения столба.

так как b> 30см

Определяем гибкость столба:

;

Упругая характеристика кладки

Коэффициент продольного изгиба

Окончательно принимаем сечение 640х640мм.

Билет 22

Назвать виды армирования железобетонных колонн по представленным на рисунке их поперечным сечениям.

Подобрать армирование центрально сжатой железобетонной сборной колонны расчетной высотой l₀=l_eff = 3, 6 м. Размеры поперечного сечения колонны 400х400 мм, бетон класса С25/30. Нагрузка, действующая на колонну N_Sd = 3000 кН. Для армирования колонны применяется горячекатаная сталь класса S500.

ОТВЕТ

Армирование колонн: а) сварными каркасами; б) вязаными каркасами; 1 — каркасы; 2 — соединительные стержни; 3 — хомуты;

Задача

1. Определяем расчетное сопротивление бетона МПа

2. Определяем расчетное сопротивление арматуры (табл.6.5 ):

МПа

3. Случайный эксцентриситет принимаем максимальным из следующих значений:

4. Определяем гибкость колонны и необходимость учета влияния коэффициента продольного изгиба

и по табл. 7.2 находим φ =0, 92.

5. Расчет армирования колонны со случайным эксцентриситетом производим из условия

Требуемая площадь сечения арматуры

где - площадь сечения сжатого бетона.

6. По сортаменту подбираем 4 S500 симметрично располагаемых в сечении.

Билет 23

Дать определение понятию «железобетон». Раскрыть преимущества железобетона.

Проверить несущую способность центрально сжатой сборной железобетонный колонны расчетной высотой l₀=l_eff= 3, 0 м. Размеры поперечного сечения колонны 300х300 мм, бетон класса С25/30. Нагрузка, действующая на колонну N_Sd = 1950 кН. Армирование колонны 4Ø 16 S400.

ОТВЕТ

Железобетон представляет собой комплексный строительный материал в виде рационально соединенных для совместной работы в конструкции бетона и стальных стержней.

К основным преимуществам железобетона, обеспечивающим ему широкое распространение в строительстве:

1.относятся: огнестойкость, долговечность, высокая механическая прочность;

2.хорошая сопротивляемость сейсмическим и другим динамическим воздействиям;

3.возможность возводить конструкции рациональной формы;

4.малые эксплуатационные расходы (по сравнению с деревом и металлом);

5.хорошая сопротивляемость атмосферным воздействиям;

6.возможность использования местных материалов. Затраты энергии на производство железобетонных конструкций значительно ниже, чем металлических и каменных.

Задача

1. Определяем расчетное сопротивление бетона сжатию МПа