Методические рекомендации и указания

Титульный лист методических рекомендаций и указаний; методических рекомендаций; методических указаний

Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/40

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра промышленного, гражданского и транспортного строительства

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И УКАЗАНИЯ

к изучению дисциплины

по дисциплине Строительные конструкции 1

для студентов специальности 5В042000-Архитектура

Павлодар

Лист утверждения методических рекомендаций и указаний; методических рекомендаций; методических указаний		Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/41
	УТВЕРЖДАЮ Проректор по УР __________ «___»_____________20__г

Составитель: к. т.н. профессор _________________________

Кафедра промышленного, гражданского и транспортного строительства

Методические рекомендации и указания

__________________________________________________

по дисциплине Строительные конструкции 1

для студентов специальности 5В042000 - Архитектура

Рекомендовано на заседании кафедры

«___»______________20__г., протокол №__

Заведующий кафедрой ПГТС _____________ «____» ________20__г.

Одобрено УМС архитектурно-строительного факультета

«___»______________20__г., протокол №____

Председатель УМС _______________ «____» ________20__г.

Одобрено:

Начальник ОПиМОУП _____________ «____» ________20__г.

Одобрена учебно-методическим советом университета

«___»______________20__г. Протокол №____

Введение. Виды строительных конструкций и области их применения. Монолитные, сборные, сборно-монолитные, железобетонные, прокатные, составные металлические, цельные, составные деревянные конструкции. Краткий исторический обзор развития строительных конструкций. Роль отечественных и зарубежных ученых и инженеров в развитии теории расчета строительных конструкций. Значение научно-исследовательских, проектных, производственных организацией, а также вузов в разработке новых типов конструкций.

Перспективы развития строительных конструкций в Республике Казахстан.

Основные положения расчета строительных конструкций.

Сведения о строительных конструкциях. Основные положения метода расчета строительных конструкций по предельным состояниям. Сущность метода. Две группы предельных состояний. Расчетные факторы. Классификация нагрузок. Сочетания нагрузок. Степень ответственности зданий и сооружений. Нормативные и расчетные сопротивления материалов.

[1, 6-35]

Раздел I. Железобетонные конструкции.

Тема 1 Сущность железобетона.

Совместная работа арматуры и бетона. Достоинства и недостатки железобетона. Основные физико-механические свойства бетона. Прочность бетона, классы и марки. Деформативность бетона. Диаграмма напряжения -деформации (σь-εь ) при кратковременном и длительном нагружениях. Усадка и ползучесть. Модуль упругости и упругопластичности.

Арматура для железобетонных конструкций. Назначение арматуры, ее классификация. Основные физико-механические свойства арматуры. Класс и марки арматурных сталей. Сварные сетки и каркасы. Высокопрочная проволока и изделия из нее: канаты, пучки. Стыки арматуры.

Основные физико-механические свойства железобетона. Сцепление арматуры с бетоном. Анкеровка арматуры в бетоне. Усадка и ползучесть железобетона. Коррозия железобетона и меры защиты от нее. Защитный слой бетона.

[1, 40-44]

Тема 2 Предварительно напряженный железобетон.

Способ создания предварительного напряжения. Потери предварительного напряжения. Усилие предварительного обжатия в бетоне Приведеные сечения. Напряжение в бетоне при обжатии.

[1, 202-219]

Тема 3 Экспериментальные основы теории сопротивления железобетона.

Основные положения методов расчета. Значение экспериментальных исследований в развитии теории сопротивления железобетона. Три стадии напряженно-деформированного состояния сечений железобетонных элементов под нагрузкой. Характер разрушения при изгибе.

[1, 96-101; 107-110]

Тема 4 Расчет прочности железобетонных изгибаемых элементов по нормальным и наклонным сечениям.

Виды изгибаемых элементов и их конструктивные особенности. Особенность конструирования предварительно напряженных элементов, анкеровка арматуры, усиление концевых участков балок.

Экспериментальные данные о характере разрушения изгибаемых элементов по нормальным и наклонным сечениям. Расчет прочности изгибаемых элементов прямоугольного и таврового профиля с одиночной арматурой по нормальным сечениям. Расчет прочности изгибаемых элементов по наклонным сечениям на действие поперечной силы. Расчет поперечных стержней. Конструктивные требования, обеспечивающие прочность наклонных сечений по изгибающему моменту.

[1, 124-159]

Каменные и армокаменные конструкции.

Тема 5 Виды каменных и армокаменных конструкций.

Общие сведения, области их применения. Физико-механические свойства каменных кладок. Основные факторы, влияющие на прочность кладки при сжатии, растяжении, изгибе. Сцепление раствора с камнем. Деформативные свойства.

[1, 492-493]

Тема 6 Расчет элементов каменных конструкций.

Расчет центрально и внецентренно сжатых элементов с учетом продольного изгиба и длительного действия нагрузки по двум группам предельных состояний.

[1, 492-495]

Тема 7 Элементы армокаменных конструкций.

Элементы с сетчатым армированием. Элементы с продольным армированием. Конструктивные требования. Особенности расчета.

[1, 511-514]

Раздел III. Металлические конструкции.

Тема 8 Материалы металлических конструкций

Строительные стали: общая характеристика, химический состав особенности структуры, механические свойства, свариваемость, коррозионная стойкость, влияние химического состава и способа производства на свойства стали.

Алюминиевые сплавы: классификация по способам производства, упрочнения и химическому составу, свойства алюминиевых сплавов и область их применения в строительстве.

[1, 532-545]

Тема 9 Работа материалов.

Работа стали и алюминиевых сплавов при однократном статическом растяжении и сжатии: диаграммы и стадии работы материала в зависимости от его структуры, особенности деформирования высокопрочных сталей, алюминиевых сплавов, унифицированная диаграмма упругопластической работы строительных сталей.

Влияние различных факторов и условий на характер работы и разрушения металла: виды разрушения и их последствия; концентрация напряжений; влияние предшествующей пластической деформации на работу металла при повторном нагружении; выносливость металла при многократной повторной нагрузке, природа усталостного разрушения; влияние скорости нагружения, ударная вязкость; коррозия металла, способы защиты металла от коррозии.

[1, 546-575]

Тема 10 Работа и особенности расчета элементов металлических конструкций.

Работа и расчет на прочность по СНиП центрально-нагруженных элементов.

Работа изгибаемых элементов в упругой и упругопластической стадиях, шарнир пластичности при изгибе, совместное действие нормальных и касательных напряжений, особенности расчета изгибаемых элементов на прочность по СНиП в упругой стадии и с учетом развития пластических деформаций.

Расчет на прочность по СНиП сечений внецентренно-нагруженных элементов в упругой и упругопластической стадиях, шарнир пластичности.

Потеря устойчивости центрально сжатых элементов: формы потери устойчивости, критические напряжения, расчетная длина, гибкость, проверка устойчивости по СНиП, коэффициент продольного изгиба, условная гибкость.

Потеря устойчивости внецентренно-сжатых и сжато-изогнутых элементов, влияние гибкости, относительного эксцентриситета, формы сечения. Проверка устойчивости по СНиП.

Потеря устойчивости плоской формы равновесия изгибаемых элементов, форма потери устойчивости.

Виды напряжений (основные, местные, начальные), их влияние на работу металлических конструкций, способы учета.

[1, 202-219]

Раздел IV. Конструкция из дерева и пластмасс.

Тема 11 Древесина и пластмассы как конструкционные строительные материалы

Строение древесины. Физико-механические свойства. Влага древесине. Влияние температуры и влажности на физико-механические свойства. Работа древесины на растяжения, сжатие, изгиб, смятие Длительное сопротивление древесины. Строительная фанера. Защита древесины от пожарной опасности и от гниения. Основные виды конструкционных пластмасс, их свойства.

[1, 710-723]

Тема 12 Расчет элементов конструкций цельного сечения.

Расчет на центральное растяжение, сжатие, поперечный изгиб, косой изгиб, сжатие с изгибом, растяжение с изгибом.

[1, 725-738]

Тема 13 Соединения элементов деревянных конструкций.

Основные виды соединений, принцип дробности. Соединения на нагелях.

Особенности работы гвоздей. Соединения на металлических зубчатых пластинках, вклеенных стальных стержнях, на клеях. Расчет составных элементов с учетом податливости связей.

[1, 753-768]

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите примеры первых сооружений из камня.

2. Укажите типы сооружений из каменных конструкции в современном строительстве.

3. Какие старинные деревянные здания и сооружения вы знаете?

4. Назовите пути совершенствования деревянных конструкций.

5. Перечислите примеры первых сооружений из металла.

6. Назовите основные недостатки металлических конструкций.

7. Укажите примеры первых сооружений из железобетона.

8. Что называется зданиями и сооружениями и из каких основных частей они состоят?

9. Как разделяются здания по долговечности и огнестойкости?

10. Перечислите стадии проектирования зданий и сооружений.

11. Назовите виды нагрузок и воздействий, действующих на здания и сооружения.

12. В чем заключается цель расчета строительных конструкций?

13. Что такое предельное состояние конструкций?

14. Перечислите группы предельных состояний.

15. Дайте определение расчетной и нормативной нагрузок.

16. Что вы знаете о коэффициентах надежности и условиях работы, используемых при расчетах по предельным состояниям?

17. Назовите сочетание нагрузок при расчетах конструкций.

18. Что такое расчетное и нормативное сопротивление материала?

19. Приведите структуру формул при расчетах по прочности, деформативности, образованию и раскрытию трещин.

20. Какова классификация зданий и сооружений по степени ответственности и капитальности?

21. Каковы основные направления развития железобетонных конструкций?

22. В чем сущность железобетона?

23. На чем основана совместная работа арматуры и бетона?

24. Назовите основные преимущества железобетона.

25. Как классифицируются бетоны по плотности, виду вяжущего и заполнителей, условиями твердения?

26. Укажите основные технические требования к бетону.

27. Какие образцы бетона испытывают на сжатие и растяжение?

28. Что такое класс бетона, какие классы бетона вы знаете?

29. Назовите основные марки бетона по морозостойкости, по водонепроницаемости, по средней плотности.

30. В чем сущность свойств ползучести и усадки бетона?

31. По каким признакам квалифицируется арматура?

32. Назовите классы арматурных сталей и применение их в железобетонных конструкциях.

33. Укажите виды арматурных изделий.

34. Какие факторы обеспечивают сцепление арматуры с бетоном?

35. Какие меры нужно принимать для защиты железобетона от коррозии?

36. Назовите стадии напряженно-деформированного состояния изгибаемых элементов.

37. Приведите положения расчета по методу предельных состояний, группы предельных состояний.

38. Каковы цели расчета по первой и второй группам предельных состояний?

39. Дайте классификацию нагрузок, их расчетные сочетания.

40. Укажите нормативные и расчетные нагрузки, коэффициенты надежности по нагрузкам. В каких пределах они изменяются?

41. Каково нормативное сопротивление бетона? Как оно связано со средней прочностью?

42. Как определяется расчетное сопротивление бетона для первой и второй групп предельных состояний?

43. Как назначается нормативное сопротивление арматуры для различных сталей?

44. Приведите расчетное сопротивление арматуры, коэффициенты надежности и условий работы.

45. Напишите общий вид условия прочности элемента, объясните его физическую сущность.

46. Запишите в общем виде условия, исключающие наступление предельных состояний второй группы, объясните их физический смысл.

47. В чем сущность предварительного напряжения?

48. Каковы преимущества предварительно напряженных конструкций?

49. В чем отличия схем натяжения напрягаемой арматуры на упоры и на бетон?

50. Какие технические способы существуют для создания предварительного напряжения?

51. Какие классы арматуры используют для армирования предварительно напряженных конструкций?

52. Назовите классы бетона, которые идут на изготовление предварительно напряженных конструкций.

53. Дайте понятие передаточной прочности бетона.

54. Какие принципы усиления концевых участков предварительно напряженных элементов вы знаете?

55. Как назначается предварительное напряжение в арматуре?

56. Для чего вводят коэффициент точности натяжения?

57. Перечислите виды потерь предварительного напряжения

58. Как определяются напряжения в бетоне при обжатии?

59. Какова последовательность изменения напряженного состояния предварительно напряженных изгибаемых элементов?

60. Назовите виды изгибаемых элементов и перечислите требования, предъявляемые к их конструированию.

61. Каково значение продольной и поперечной арматуры в балках?

62. Назовите принципы размещения арматурных сеток в плитах.

63. Укажите предпосылки для расчета прямоугольных изгибаемых элементов с одиночной арматурой.

64. Какие характеристики используются для определения границы между двумя случаями расчета?

65. Чем определяются максимальный и минимальный процент армирования?

66. Назовите порядок расчета нормальных сечений изгибаемого железобетонного элемента с одиночной арматурой.

67. Перечислите необходимые случаи применения двойной арматуры.

68. Укажите порядок расчета нормальных сечений изгибаемого железобетонного элемента с двойной арматурой.

69. В чем заключается отличие тавровых сечений от прямоугольных?

70. Как назначается ширина полки вводимого в расчет таврового сечения?

71. Назовите два основных расчетных случая таврового сечения.

72. Перечислите порядок расчета тавровых сечений.

73. Приведите порядок расчета прочности предварительно напряженного изгибаемого элемента. Напишите условие прочности этого элемента.

74. Назовите случаи разрушения изгибаемых элементов по наклонному сечению.

75. Запишите условие прочности наклонного сечения на действие поперечной силы

76. Приведите зависимость для определения предельного значения поперечной силы, воспринимаемой бетоном над наклонной трещиной

77. Каково условие образования наклонных трещин? Напишите формулы для расчета хомутов на поперечную силу при наличии трещин

78. Укажите порядок расчета отгибов при действии поперечной силы.

79. Перечислите условия прочности наклонного сечения по изгибающему моменту.

80. Назовите конструктивные требования, обеспечивающие прочность сечений на действие изгибающего момента.

81. Каковы особенности расчета элементов без поперечной арматуры?

82. Как определяют места теоретического обрыва продольной арматуры?

83. Напишите формулу для определения длины заделки арматурных стержней в местах их теоретического обрыва.

84. Перечислите преимущества и недостатки каменных и армокаменных конструкций.

85. Как классифицируется каменная кладка?

86. Какие марки и условия их применения для зданий различных классов ответственности вы знаете?

87. Перечислите типы искусственных камней, их характеристики, преимущества и недостатки.

88. Назовите типы растворов, применяемых для каменной кладки, их марки и условия применения.

89. Как производиться выбор марки раствора?

90. Перечислите классы арматуры, применяемые для армокаменных конструкций.

91. Укажите способы выполнения каменной кладки в зимних условиях.

92. От каких факторов зависит прочность каменной кладки?

93. Перечислите стадии работы кладки при осевом сжатии.

94. Как определяется прочность кладки?

95. Укажите деформативные свойства кладки, назначение модуля деформации.

96. Какова прочность кладки при растяжении, срезе и изгибе?

97. Как выполняется расчет каменных конструкций по предельным состояниям?

98. Как выполняется расчет по второй группе предельных состояний (деформациям и раскрытию трещин)?

99. Как выполняется расчет элементов каменных конструкций при центральном сжатии?

100. Как определяется гибкость и оценивается ее влияние на несущую способность сжатых элементов?

101. Каким образом учитывается влияние длительности действия внешней нагрузки на несущую способность кладки?

102. Как производится расчет каменных конструкций при местном сжатии?

103. Каким образом рассчитывают внецентренно сжатые элементы из каменной кладки?

104. Как выполняется расчет каменной кладки, работающей на изгиб, растяжение и срез?

105. Назовите виды армирования каменной кладки, их преимущества и недостатки.

106. Какие марки раствора и классы арматуры используются для армированной кладки?

107. Что такое комплексные конструкции?

108. Как выполняется усиление кладки обоймами?

109. Как производиться расчет каменных конструкций с сетчатым армированием при центральном сжатии?

110. Как определяется прочность и упругая характеристика кладки с сетчатым армированием при сжатии?

111. Как рассчитывают внецентренно сжатые элементы с сетчатым армированием?

112. Как выполняется расчет каменных конструкций с продольным армированием при центральном сжатии?

113. Как рассчитываются внецентренно сжатые элементы с продольным армированием?

114. Приведите классификацию сталей в зависимости от химического состава и технологии изготовления.

115. Дайте классификацию сталей по маркам и группам прочности.

116. Как маркируются стали, что означают буквы и цифры в наименовании марки?

117. Приведите классификацию алюминиевых сплавов.

118. Назовите группы металлических конструкций в зависимости от условий эксплуатации.

119. Перечислите важнейшие показатели, характеризующие механические свойства металлов.

120. Что такое наклеп и как он используется для упрочнения сталей?

121. Что такое хрупкость, ударная вязкость, пластическое и хрупкое разрушение, факторы влияющие на хрупкость?

122. Дайте определение выносливости, усталости, и предела выносливости.

123. Что такое сортамент, его назначение?

124. Перечислите профили, используемые в производстве.

125. Назовите способы изготовления профилей.

126. Укажите достоинства, недостатки и области применения металлических конструкций.

127. В каких конструкциях экономически оправдано применение алюминиевых сплавов?

128. Приведите классификацию металлических конструкций в зависимости от конструктивной схемы.

129. Перечислите виды коррозии металлических конструкций.

130. Что такое коррозионная агрессивность атмосферы, коррозионная стойкость алюминиевых сплавов, атмосферостойкая сталь?

131. Какие способы борьбы с коррозией металлических конструкций вы знаете?

132. Приведите структуру формул при расчетах металлических конструкций по первой и второй группам предельных состояний.

133. Какие нормативные и расчетные сопротивления сталей и алюминиевых сплавов?

134. Дайте понятие об общей и местной устойчивости металлоконструкций.

135. Как выполняется расчет центрально-растянутых элементов?

136. Приведите расчет общей устойчивости центрально сжатых элементов (понятие о плоскости наименьшей жесткости).

137. Какова последовательность расчета центрально-растянутых элементов металлоконструкций?

138. Дайте характеристику расчета элементов, подверженных действию осевой силы с изгибом (внецентренное сжатие и растяжение сжато-изгибаемых и растянуто-изгибаемых элементов).

139. Приведите расчет прочности изгибаемых элементов.

140. Как учитываются пластические деформации при изгибе?

141. Каким образом выполняется расчет местной прочности стенки балки?

142. Как проверяют прочность стенки балки в условиях плоского напряженного состояния?

143. Как определяется общая устойчивость балки при изгибе?

144. Как рассчитывают местную устойчивость полки и стенки балки при изгибе?

145. Как рассчитывают деформации при изгибе?

146. Какова последовательность расчета изгибаемого элемента?

147. Назовите типы соединений металлических конструкций.

148. Перечислите преимущества и недостатки сварных соединений.

149. Покажите типы сварных швов и дайте значение их расчетных сопротивлений.

150. Как выполняется расчет стыковах швов?

151. Как рассчитывают угловые швы на срез по металлу шва и по металлу границы сплавления?

152. Покажите типы сварных стыков металлических конструкций.

153. Какие конструктивные требования предъявляются к сварным соединениям?

154. Какие типы болтовых и заклепочных соединений вы знаете? Укажите их преимущества и недостатки.

155. Как ведется расчет заклепок и болтов на срез и смятие?

156. Как выполняется расчет соединений на высокопрочных болтах?

157. Как размещаются болты и заклепки в соединениях?

158. Назовите виды древесины и типы пластмасс, применяемых в строительстве.

159. Перечислите свойства древесины и пластмасс.

160. Какие виды клееных конструкций применяются в строительстве?

161. Назовите способы защиты древесины от гниения, повреждения насекомыми, возгорания, химической агрессии.

162. Перечислите преимущества и недостатки деревянных конструкций.

163. Приведите примеры смешанных по материалу конструкций зданий и сооружений.

164. Назовите основные технико-экономические показатели деревянных конструкций.

165. Назовите достоинства и недостатки древесины, как конструкционного материала.

166. Перечислите области применения деревянных конструкций.

167. Какие виды деревянных конструкций применяются в современном строительстве?

168. Какие лесоматериалы используются для деревянных конструкций?

169. Перечислите основные технико-экономические показатели деревянных конструкций.

170. Какие методы защиты древесины от гниения, повреждения насекомыми, возгорания и химической агрессии вы знаете?

171. Назовите основные положения расчета и проектирования деревянных конструкций.

172. Охарактеризуйте группы деревянных конструкций в зависимости от условия эксплуатации.

173. Какие коэффициенты условий работы используются при расчетах?

174. От каких факторов зависит и как называется расчетное сопротивление древесины?

175. Как рассчитывают элементы деревянных конструкций при центральном растяжении?

176. Как рассчитывают прочность и устойчивость центрально сжатых деревянных элементов?

177. Как учитывают местные ослабления сечений при расчетах?

178. Как рассчитывают деревянные конструкции при смятии?

179. Что такое угол смятия и как он влияет на прочность древесины?

180. Как рассчитывают деревянные элементы при скалывании?

181. Как выполняется расчет изгибаемых элементов по двум группам предельных состояний?

182. Как рассчитывают внецентренно растянутые и внецентренно сжатые элементы?

183. Каким образом учитывают условия опирания и нагружения конструкций при внецентренном сжатии?

184. Перечислите основные виды соединений деревянных конструкций.

185. Что такое врубки, как выполняется расчет лобовой врубки?

186. Что такое нагели, как они классифицируются, к какому типу соединений относятся?

187. Как выполняется расчет нагельных соединений?

188. Как выполняются соединения на гвоздях, шурупах и вклеенных стальных стержнях?

189. Какие правила расстановки нагелей и гвоздей вы знаете?

190. Охарактеризуйте клеевые соединения, приведите их преимущества и недостатки.

191. Укажите типы клеевых стыков и клеевых соединений?

192. Перечислите типы металлических креплений, используемых при соединении деревянных конструкции.

193. Каковы преимущества и недостатки металлических креплений.

Список рекомендуемой литературы

Железобетонные и каменные конструкции:

Основная литература

1. , Р, Веселов конструкции. Учебное пособие. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2004. – 880 с.

2. Справочник современного проектировщика. Под ред. . Серия «Строительство и дизайн». – Ростов-на-Дону: Феникс, 2005. – 544 с.

3. , Сигалов конструкции. Общий курс.- М.: Стройиздат, 199с.

4. , Забегаев и расчет железобетонных и каменных конструкций.- М.: Высшая школа, 198с.

5. СНиП 2.03.01 – 84* . Нормы проектирования. Бетонные и железобетон-

ные конструкции.- М.: 1985, 97 с.

Дополнительная литература

6. , Стронгин конструкции. - М.:Стройиздат, 1980.

7. и др. Железобетонные конструкции.- Киев, 1984.

8. Мандриков расчета железобетонных конструкций.- М.: Стройиздат, 198с

9. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.- М.: 198с.

Металлические конструкции

Основная литература

1. Металлические конструкции. Элементы конструкций. Том 1. Учебник для студентов ВУЗов, обучающихся по специальности ПГС. Под ред. , 2-е издание: - М.: Высшая школа, 200с.

2. Металлические конструкции. Учебник для ВУЗов, обучающихся по специальности ПГС. Под ред. , 6-е издание.- М.: Стройиздат, 198с.

3. СНиП РК - 5.04-2г. Нормы проектирования. Стальные конст-рукции.- Астана, 20с.

Дополнительная литература

4. , Нурманамбетов и конструирование метали-ческого каркаса одноэтажного производственного здания.- Алматы: КазГАСА, 199с.

5. , , Соколов металлические конструкции.- М.: Стройиздат, 197с.

6. Металлические конструкции. Справочник проетировщика. Под ред. Мель-никова Н. П. , 2-ое изд. – М.: Стройиздат, 198с.

7. Металлические конструкции. Справочник проектировщика. СД – М.: ЦНИИ проектстальконструкция, 1999.

Конструкции из дерева и пластмасс

Основная литература

1. Зубарев из дерева и пластмасс.- М.: Высш. Шк., 1990 г.

2. Конструкции из дерева и пластмасс. Под ред. и 5-е издание.- М.: Стройиздат, 198с.

3. СНиП 2-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования.- М.: Стройиздат, 1983 г.

Дополнительная литература

4. , Бедарев конструкции. Проектирование и расчет.- Алматы: КазГАСА, 1995 г.

5. Иванов из дерева и пластмасс. Примеры расчета.- Киев, 1992 г.

6. Слицкоухов Ю. В., и др. Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования.- М.: Стройиздат, 1991 г.