Учебно-методический комплекс по дисциплине «Экономика отрасли» (стр. 7 )

В случае этажного сопряжения вспомогательных и главных балок ребра в последних можно ставить реже (не по каждой оси балок, а через одну или две), но при этом проверять устойчивость стенки необходимо для случая одновременного действия всех трех компонентов напряженного состояния ( — нормальные напряжения; — касательные напряжения; — местные напряжения).

Общая устойчивость главной балки может не проверять­ся, если к ее верхнему поясу крепится настил (балочная клетка в одном уровне).

Методика подбора сечения главной балки и проверка принятого сечения на прочность, жесткость и устойчивость приводится в [1 пп. 5.4-5.8, 2 с. 138….145].

Сечение составной балки, подобранное по максимальному изгибающему моменту, может быть уменьшено в местах с меньшими моментами.

Обычно в сварных балках принимают одно изменение сечения на расстоянии примерно 1/6 пролета балки от опоры. В сварных балках распространено изменение ширины полки, а высота балки при этом сохраняется постоянной.

Уменьшенное сечение полки подбирают по моменту, действующему в месте изменения сечения. Ширина полки при этом должна отвечать условиям:

; ; мм. (2.1)

Стык различных сечений полки может быть прямым или косым. Прямой стык без применения физических методов контроля шва должен рассчитываться из условий прочности стыкового шва на растяжение.

В балках составного сечения необходимо также рассчитывать соединение поясов со стенкой и опорное ребро.

Эти расчеты приводятся в [1, 4].

Длина главной балки превосходит заданную по условиям транспортировки и монтажа максимальную длину отправочного элемента. Поэтому балка расчленяется на две отправочные марки.

Место расположения монтажного стыка определяется следующими соображениями:

Ø  длина отправочной марки не должна превосходить заданной максимальной;

Ø  расположение стыка посредине балки делит ее на две одинаковые части, что удобно с технологической точки зрения, однако при этом сечение ослабляется многочисленными отверстиями под болты в месте наибольшего изгибающего момента. В этом случае необходима проверка прочности сечения;

Ø  стык должен размещаться в широкой части балки;

Ø  для удобства размещения конструктивных элементов стыка он должен располагаться на расстоянии не менее 0,5 м от ребер жесткости и иных примыканий.

Расчет стыка поясов и стенки производится раздельно.

При расчете считается, что стенка воспринимает поперечную силу, а изгибающий момент распределяется между стенкой и поясами пропорционально их моментам инерции.

Расчёт стыков на высокопрочных болтах или повышенной точности несмотря на принципиальные различия в характере работы, отличается лишь определением несущей способности болта.

Детали сопряжения главных балок с вспомогательными и последних с балками настила приведены в [1, 2]. Сопряжение в одном уровне выполняется с помощью болтового соединения на двух или трех болтах.

Количество и диаметр болтов определяется расчётом.

2.3.3. Расчёт и конструирование колоны

Заданием на курсовую работу предусмотрено проектирование колонны сплошного или сквозного сечения.

Сечение сплошной колонны обычно принимают в виде широкополочного двутавра. Сквозную колонну конструируют из двух швеллеров прокатного профиля, связанных между собой решеткой в виде соединительных планок (рис. 2.4).

При нагрузках на колонну, превышающих несущую способность двух швеллеров наибольшего по сортаменту номера, колонна может быть запроектирована из двух прокатных двутавров.

В качестве расчетных схем принимают или схему с шарнирным закреплением верхнего и нижнего концов колонны, или схему с жестким закреплением нижнего конца колонны и шарнирным закреплением ее верхнего конца.

При определение расчётной высоты колонны следует учитывать условия закрепления её концов. Геометрическую высоту колонны при опирании балок сверху принимают равной разности между заданной высотой до верха настила рабочей площадки и фактически принятой строительной высотой балочной клетки. При примыкании главной балки к колонне сбоку геометрическую высоту колонны принимают равной .

Конструкция закрепления базы колонны к фундаменту должна соответствовать принятой расчетной схеме колонны.

Равноустойчивость колонны характеризуется равенством гибкости по обеим осям.

В двутавровом сплошном сечении для обеспечения этого условия необходимо, чтобы ширина колонны равнялась двум высотам. Последнее приводит к неконструктивным решениям.

На практике при подборе сечения определяют требуемую ширину колонны , а высоту принимают из конструктивных соображений.

Установив генеральные размеры и , подбирают толщину листов, при этом исходят из требуемой площади сечения колонны и условий местной устойчивости полок и стенки.

В сквозных колоннах расстояние между осями прокатных элементов определяют, исходя из равноустойчивости колонны в отношении материальной и свободной осей. Материальная ось пересекает стенки швеллеров, а свободная проходит параллельно стенкам и размещается между ними.

Специфика проверки устойчивости относительно свободной оси состоит в том, что здесь необходимо определить приведенную гибкость, учитывающую деформативность ветвей на участке между узлами соединительных элементов (расстояние между планками в свету), а также деформативность самих соединительных элементов.

Гибкость колонн по обеим осям не должна превышать предельную гибкость сжатых элементов.

Шаг соединительных планок определяется из условия гибкости отдельной ветви , которая принимается равной 20…30, но не более 40. Ширину планок назначают примерной равной расстоянию между ветвями колонны в свету (0,5…0,75·), толщину планки - от 6 до 12 мм.

Студентам необходимо обратить внимание на следующую особенность проектирования сквозных колонн. При центральном сжатии в стержне колонны отсутствует перерезывающая сила, по которой определяются усилия в соединительных элементах. Поэтому планки рассчитываются на условную поперечную силу, которая может возникнуть вследствие прогиба колонны при потере устойчивости, а также благодаря наличию эксцентриситетов и искривлений.

Методика расчета и конструирования, сплошных и сквозных центрально-сжатых колонн изложена в [1, 2].

2.3.4. Расчёт базы колоны

Конструкция крепления базы колонны к фундаменту (рис. 2.5) должна соответствовать принятой расчетной схеме колонны.

Крепление базы колонны к фундаменту выполняют с помощью анкерных болтов. Жесткое закрепление базы обеспечивается установкой не менее трех болтов. В шарнирном закреплении достаточно установить два болта.

Диаметр болтов в центрально сжатых колоннах назначают конструктивно. Для шарнирного закрепления диаметр анкерного болта принимают в пределах от 20 до 30 мм, для жесткого — от 24 до 36 см.

Башмак колонны проектируют или с учетом фрезеровки торцов колонны, или без учета фрезеровки.

В первом случае усилие передается непосредственно опорной плите, а соединяющие их швы являются конструктивными.

При этом толщина плиты определяется расчетом на изгиб консоли, нагруженной реактивным давлением бетона и защемленной по линиям габарита сечения колонны.

Если торец колонны не фрезерован, то передача усилия от колонны к опорной плите происходит через траверсу, представляющую собой вертикальные опорные листы. Усилие от колонны передается на траверсу при помощи вертикальных сварных швов и от траверсы через горизонтальные швы на опорную плиту. При этом вертикальные и горизонтальные швы являются расчетными.

Плита работает на изгиб как пластинка на упругом основании, воспринимающая давление от ветвей траверсы и ребер. Толщину опорной плиты принимают в пределах от 20 до 40 мм, толщину траверсы — от 10 до 14 мм.

Следует отметить, что более экономичным по расходу стали, является башмак с траверсой.

Расчет башмака центрально-сжатой колонны приведен в [1, 2].

При выполнении расчетов с помощью ЭВМ (программа labbalk – расчёт балки настила, вспомогательной балки и главной балки балочной клетки; ckvozkol – расчёт колоны сквозного сечения из двух швеллеров или двутавров) в тексте пояснительной записки помещаются с необходимыми комментариями вклейки распечаток или выписки из выполненных расчетов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ

ОБЬЁМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Вид учебной работы	Всего часов	Курс - V
Общая трудоемкость дисциплины	120
Аудиторные занятия:	20
Лекции	12
Практические занятия	8
Самостоятельная работа:	70
Контрольная работа	15	2
Вид итогового контроля		Экзамен

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ

№ п/п	Раздел дисциплины	Лекции, час	Практ. занятия, час
1 2 3 4 5	Основные конструктивные элементы зданий и сооружений Основы проектирования строительных конструкций Железобетонные конструкции Металлические конструкции Конструкции из дерева и синтетических материалов	1 1 4 4 2	4 4

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Частная методика преподавания учебной дисциплины решает следующие основные задачи:

- определяет задачи обучения по дисциплине;

- научно обосновывает содержание учебной программы, намечает последовательность ее изучения в комплексе с другими дисциплинами;

- определяет пути реализации принципов обучения при изучении дисциплины, формы и методы обучения;

- вырабатывает требования к методической подготовке преподавателей;

- изучает историю методики преподавания дисциплины;

- внедряет передовой опыт обучения;

- вырабатывает рекомендации по воспитанию обучаемых в процессе изучения дисциплины.

В соответствии с этими задачами частная методика осуществляет отбор научного материала, его систематизацию и переработку в интересах развития и совершенствования содержания учебной дисциплины.

Частная методика разработана применительно к утвержденной рабочей программе для студентов-заочников со сроком обучения 6 лет с учетом требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности: 270102 Промышленное и гражданское строительство (ЗГС) и вооружает преподавателей необходимыми знаниями, способствует их внедрению в практику обучения и воспитания студентов.

Изучение и овладение частной методикой позволит преподавателю успешнее решать учебно-воспитательные задачи в разрезе требований, стоящих перед кафедрой.

МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ

На кафедре при преподавании дисциплины применяются следующие методы обучения студентов:

- устное изложение учебного материала на лекциях, сопровождаемое показом и демонстраций макетов, плакатов, слайдов, кинофильмов;

- самостоятельное изучение студентами учебного материала по рекомендованной литературе;

- выполнение контрольных работ студентами.

Выбор методов проведения занятий обусловлен учебными целями, содержанием учебного материала, временем, отводимым на занятия.

На занятиях в тесном сочетании применяется несколько методов, один из которых выступает ведущим. Он определяет построение и вид занятий.

На лекциях излагаются лишь основные, имеющие принципиальное значение и наиболее трудные для понимания и усвоения теоретические и расчетно-конструкторские вопросы.

Теоретические знания, полученные студентами на лекциях и при самостоятельном изучении курса по литературным источникам, закрепляются при выполнении контрольных работ.

При выполнении контрольных работ обращается особое внимание на выработку у студентов умения пользоваться нормативной и справочной литературой, грамотно выполнять и оформлять инженерные расчеты и чертежи и умения отрабатывать отчетные документы в срок и с высоким качеством.

СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

К средствам обучения по данной дисциплине относятся:

- речь преподавателя;

- технические средства обучения: доска, цветные мелки, электронно-вычислительная техника, средства вывода изображений на экран, тематические материалы к лекциям (презентации), видеофильмы по работе систем водоснабжения, макеты, стенды, плакаты и другие наглядные пособия по сооружениям систем водоснабжения;

- лабораторные стенды в лаборатории «Строительные материалы и конструкции»

- учебники, учебные пособия, справочники, изданные лекции;

Практически все из указанных средств обучения кафедра имеет возможность использовать в настоящее время.

На занятиях по дисциплине должны широко использоваться разнообразные средства обучения, способствующие более полному и правильному пониманию темы лекции или лабораторного занятия, а также выработке конструкторских навыков.

Для показа реальных объектов или сложных узлов целесообразно использование видеофильмов, а также презентаций.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Контрольные работы нацелены на повышение эффективности и практической направленности обучения студентов. Выполнение контрольных работ содержит элементы исследования и способствует выработке навыков в принятии обоснованных инженерно-технических решений.

Контрольные работы проводятся для проверки степени усвоения текущего учебного материала.

Студенты выполняют контрольную работу.

Каждая контрольная работа включает вопросы и задачи. Студент выбирает контрольные вопросы и задачи по таблице вариантов, соответственно последней цифре своего учебного шифра. Числовые данные к задачам берутся по предпоследней цифре своего учебного шифра из соответствующих таблиц, приведенных в конце каждого задания.

К контрольной работе даются методические указания к решению задач.

Обучаемые в часы самостоятельной работы знакомятся с заданием, изучают рекомендованную учебную литературу.

Учебные вопросы задания отрабатываются методом самостоятельного выполнения обучаемыми расчетно-графических задач.

Контроль степени усвоения учебного материала проводится методом проверки правильности выполнения обучаемыми индивидуальных заданий (контрольной работы).

Следует учитывать, что контрольная работа может быть оформлена либо письменно на бумажном носителе, либо в электронно-цифровой форме (на диске, дискете). При представлении для рецензирования контрольной работы на электронном носителе (диске, дискете) студент обязан распечатать на бумажном носителе титульный лист установленной формы и приложить к нему диск (дискету) с содержанием работы. Титульный лист подписывается студентом, на нем производится регистрация работы. На титульном листе преподавателем проставляется отметка о допуске к защите и приводится рецензия контрольной работы.

Все отмеченные рецензентом ошибки должны быть исправлены, а сделанные указания выполнены.

К экзамену студент допускается только после получения зачета по контрольным рабо­там.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ

По дисциплине «Строительные конструкции»следующий порядок проведения промежуточной аттестации.

При промежуточной аттестации студентов устанавливаются оценки:

- по экзамену:

«отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и «неудовлетворительно».

Рекомендуемые критерии оценок:

«Отлично» заслуживает студент, показавший глубокий и всесторонний уровень знания дисциплины и умение творчески выполнять задания, предусмотренные программой.

«Хорошо» заслуживает студент, показавший полное знание дисциплины, успешно выполнивший задания, предусмотренные программой.

«Удовлетворительно» заслуживает студент, показавший знание дисциплины в объеме, достаточном для продолжения обучения, справившийся с заданиями, предусмотренными программой.

«Неудовлетворительно» заслуживает студент, обнаруживший значительные пробелы в знании предмета, допустивший принципиальные ошибки при выполнении заданий, предусмотренных программой.

Если студент явился на зачет или экзамен и отказался от ответа, то ему проставляется в ведомость «не зачтено» или «неудовлетворительно».

Аналогичные правила могут быть заложены в программы компьютерного тестирования.

При контроле знаний в устной форме преподаватель использует метод индивидуального собеседования, в ходе которого обсуждает со студентом один или несколько вопросов из учебной программы. При необходимости могут быть предложены дополнительные вопросы, задачи и примеры.

По окончании ответа на вопросы преподаватель объявляет студенту результаты сдачи зачета. При удовлетворительном результате в зачетную ведомость, зачетную книжку и зачетно-экзаменационную карточку вносится соответствующая оценка.

Результаты текущего контроля успеваемости могут быть использованы для выставления зачета по дисциплине.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКЗАМЕНА

Общие положения

Экзамен по дисциплине «Строительные конструкции» проводится в качестве итогового контроля для определения степени достижения учебных целей по учебной дисциплине.

Экзамен по дисциплине имеет целью выявить и оценить теоретические знания и практические навыки студента в общей программе изучения учебной дисциплины.

Студент допускаются к сдаче экзамена только после выполнения лабораторных работ, сдачи (защи­ты) им контрольных работ, предусмотренных программой и сдаче зачета по лабораторным и контрольным работам.

Вопросы, выносимы на экзамен, выдаются студентам не менее чем за два месяца до экзамена.

В период подготовки к экзамену проводятся консультации в соответствии с графиком консультаций и расписанием занятий. Во время консультаций преподаватель инфор­мирует студента о содержании экзамена и порядке его сдачи, отвечает на вопросы, доводит перечень нормативной и справочной литературы, кото­рой может пользоваться студент при решении задач.

Критерии для определения оценок

а) Теоретический вопрос:

«Отлично» - полный и точный ответ;

«Хорошо» - полный ответ с не существенными неточностями в определениях;

«Удовлетворительно» – полный ответ, существенные неточности в определениях;

«Неудовлетворительно» – нет полного ответа на теоретический вопрос.

б) Практическое задание:

«Отлично» - задания выполнено полностью правильно;

«Хорошо» - задания выполнено полностью, оформлено неаккуратно;

«Удовлетворительно» - задания выполнено полностью, но в отчете незначительные ошибки, не влияющие на конечный результат;

«Неудовлетворительно» – задание не выполнено или допущены ошибки, существенно влияющие на результат.

в) общая оценка за экзамен:

Общая оценка за ответ	Теоретический вопрос	Теоретический вопрос	Практическое задание
«отлично»	«отлично»	«отлично»	«отлично»
«хорошо»	«отлично», «хорошо»	«отлично», «хорошо»	«хорошо»
«удовлетворит.»	«хорошо», «удовлетворит.»	«хорошо», «удовлетворит.»	«удовлетворит.»
«неудовлетвор.»	«неудовлетвор.»	«неудовлетвор.»	«неудовлетвор.»

Образец лекции

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Сооружения и здания строят из множества элементов, объединённых в системы. Обычно инженер решает технические задачи для отдельных подсистем, например для несущих конструкций, но при этом он должен учитывать влияние целого. Задача конструктора состоит в том, чтобы при соблюдении технологических и иных требований к объекту проектирования создать конструктивную схему с подбором параметров элементов и узловых соединений, обеспечивающую простой и надёжный путь для передачи силовых воздействий от мест приложения нагрузок на фундамент и грунтовое основание. При этом каждый конструктивный элемент, конструкция и сооружение в целом должны удовлетворять комплексу условий: прочности, устойчивости, жёсткости, долговечности, ремонтопигодности и многим другим.

Основная задача – обеспечить несущую способность конструкций и нормальную их эксплуатацию. Это главные требования к конструкциям. Обеспечение этих условий при минимальной стоимости конструкций положено в основу метода расчёта предельных состояний. Под предельным состоянием понимают такое состояние, при котором конструкции перестают удовлетворять заданным требованиям.

Предельные состояния разделяются на две группы:

По потере несущей способности или непригодности к эксплуатации (ввиду потери устойчивости, прочности, разрушения любого характера (вязкое, хрупкое, усталостное), потери устойчивости формы, положения, превращения системы в изменяемую, резонансных явлений, чрезмерного раскрытия трещин и других нарушений.

По непригодности к нормальной эксплуатации, вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота), колебаний, трещин и т. д.

Расчёт конструкций должен гарантировать не наступление предельного состояния и состоит в определении в них усилий от действующих нагрузок, назначении необходимых поперечных сечений элементов, соединительных деталей и стыковых соединений, которые обеспечат удовлетворение расчетным условиям указанных двух групп предельных состояний.

При расчёте по первой группе предельных состояний должно удовлетворяться условие

N Ф = f (R, S), где N =N** - расчётная нагрузка, определяемая суммированием при наиболее неблагоприятном сочетании нормативных нагрузок N, умноженных на соответствующие коэффициенты надёжности по нагрузке , а при учёте нескольких временных нагрузок учитывают также коэффициент сочетаний 1; Ф = f (R, S) – фактическая (минимально возможная), расчётная несущая способность элемента, характеризуемая расчётным сопротивление материала R и геометрическими размерами сечения S. Данные о нормативных и расчётных нагрузках, их классификация, сочетания нагрузок приведены в СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М., 2003.

Расчетные сопротивления материала, вводимые в расчётные формулы, получают делением нормативного сопротивления на коэффициент надёжности по материалу , а в некоторых случаях учитывают также коэффициент условий работы конструкций и коэффициент надёжности по назначению , принимаемый согласно нормативов в зависимости от степени ответственности сооружений и зданий.

При расчёте по второй группе предельных состояний для изгибаемых элементов должно соблюдаться условие: относительный прогиб, подсчитанный при действии нормативных нагрузок, не должен превышать установленный нормами предельный относительный прогиб. Для сжатых и растянутых элементов - гибкость элемента не должна превышать предельной гибкости. В расчётах по второй группе предельных состояний подлежит проверке трещиноустойчивость элемента. В металлических конструкциях трещины не допускаются[2,3,4,6,7,15].

Железобетонные конструкции.

Сущность железобетона. Основные физико-механические свойства бетона и арматуры. Механизм разрушения железобетонного элемента при изгибе. Основы сопротивления железобетона. Методы расчёта железобетонных конструкций. Расчёт конструкций по предельным состояниям [2,6,7,12].

Расчёт элементов железобетонных конструкций по прочности.

Изгибаемые элементы. Общий случай расчёта прочности по нормальным сечениям элементов любого профиля, симметричного относительно плоскости изгиба. Частные случаи. Расчёт прочности по наклонным сечениям на действие поперечной силы и изгибающего момента.

Сжатые элементы, их конструктивные особенности. Расчёт внецентренно сжатых элементов. Косвенное армирование. Растянутые элементы. Конструктивные особенности. Расчёт центрально и внецентренно растянутых элементов.

Расчёт железобетонных элементов на выносливость.

Трещиностойкость и деформации железобетонных конструкций. Категории трещиностойкости. Расчёт по образованию нормальных и наклонных трещин. Кривизна оси железобетонных элементов. Расчёт железобетонных элементов по деформациям [2,6,7,12].

Сущность предварительного напряжения элементов железобетонных конструкций и его эффективность. Влияние предварительного напряжения арматуры на напряжённое состояние железобетонного элемента. Потери предварительного напряжения в арматуре [6,7].

Сборные и монолитные железобетонные конструкции железнодорожных зданий и сооружений [6,7]. Конструкции зданий локомотивных и вагонных депо и других производственных зданий. Железобетонные шпалы. Опоры контактной сети электрифицированных железных дорог[1].