билет № 35


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте файл и откройте на своем компьютере.
1 Билет № 35 1. Охарактеризуйте три стадии напряжённо - деформированного состояния, которое испытывает жел. бет изгибаемый эл - т под нагрузкой вплоть до разрушения. Какие стадии заложены в расчётах жел. бет конструкций по методу предельных состояний? Рассмотрим три стадии НДС в зоне частого изгиба жел. бет эл - та при постепенном увеличении нагрузки. Рис. 11.1. Стадии напряженно - деформированного состояния в нор мальных сечениях при изгибе элемента без предварительного напря жения Стадия1. При малы х нагрузках на эл - т напряжения в бетоне не велики, деформация носит преимущественно упругий характер; зависимость между напряжениями и деформациями - линейная. Эпюры нормальных напряжений в бетоне сжатой и растянутой зон сечения - треугольные. С увеличением нагрузки на эл - т в бетоне растянутой зоны развиваются неупругие деформации, эпюра напряжений становится криволинейной, напряжения приближаются к пределу прочности при растяжении. Этим характеризуется конец стадии 1. при дальнейшем увеличении нагрузки в бе тоне растянутой зоны образуются трещины, наступает новое качественное состояние. Стадия 2. В том месте растянутой зоны, где образовались трещины, растягивающее усилие воспринимается арматурой и участком бетона растянутой зоны над трещиной. В интервалах между трещинами в растянутой зоне сцепление арматуры с бетоном сохраняется, и по мере удаления от краёв трещин растягивающие напряжения в бетоне увеличиваются, а в арматуре уменьшаются. С дальнейшим увеличением нагрузки на эл - т в бетоне сжатой зоны развива ются неупругие деформации, эпюра нормальных напряжений искривляется, а ордината максимального напряжения перемещается с края сечения в его глубину. Коней стадии 2 характеризуется началом заметных неупругих деформаций в арматуре. Стадия 3(стадия разрушен ия). с дальнейшим увеличением нагрузки напряжения в стержневой ар - ра достигают физического (условного) предела текучести; напряжения в бетоне сжатой зоны под влиянием нарастающего прогиба эл - та и сокращения высоты сжатой зоны также достигают значений време нного сопротивления сжатию. Разрушение жел. бет эл - та начинается с ар - ры растянутой зоны и заканчивается раздроблением бетона сжатой зоны. При расчёте по методу предельных состояний чётко устанавливают предельные состояния констр - ций и используют систем у расчётных коэффициентов, введение которых гарантирует, что такое состояние не наступит при самых неблогоприятных сочетаниях нагрузок и при наименьших значениях прочностных характеристик материалов. Прочность сечений опред по стадии разрушения, но безопас ность работы конст - ций под нагрузкой оценивают не одним синтезирующим коэффициент запаса, а указанной системой расчётных коэфф. 2 Рис. 11.2. Напряжения в бетоне в нормальных сечениях при изгибе предварительно напряженного эле - мента а — при обжатии; б — пос ле приложения внешней нагрузки, ста дия I 2. Приведите основные виды сварных металлических строительных конструкций. Опишите методику расчета длинных сварных швов на срез Стыковыми наз. соед. в которых элементы соединяются торцами или кромками и один элеме нт является продолжением другого (а). Более рациональные, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений при передаче усилий, экономичны, удобны для контроля. Толщина свариваемых элементов не ограничена. Стык. соед. листового металла может быть сделан о прямым или косым швом. Стык. соед. профильного металла применяются реже, так как затруднена обработка их кромок под сварку. Соед. внахлестку наз. такие, в которых поверхности свариваемых элементов частично находят друг на друга (б). Широко применяют при сварке листовых конструкций из стали небольшой толщины (2 - 5 мм), в решетчатых и некоторых других видах конструкций. Разновидностью соед. внахлестку является соед. с накладками, которые применяют для соединения элементов их профильного металла и для усилени я стыков. 3 Стыковые соед профильного металла усиливают накладками и тогда оно называется комбинированным (в). Соединения внахлестку и с накладками отличаются простотой обработки элементов под сварку, но по расходу металла они менее экономичны, чем стыковые. Эти соед. вызывают резкую концентрацию напряжений, из - за чего они нежелательны в конструкциях, подвергающихс я действию переменных или динамических нагрузок и работающих при низкой температуре. Угловыми называются соединения, в которых свариваемые элементы расположены под углом (г). Тавровые соединения (соед. впритык) отличаются от угловых тем, что в них торец одного элемента приваривается к поверхности другого элемента. угловые и тавровые соединения выполняются угловыми швами, широко применяются в конструкциях и отличаются простотой исполнения. высокой прочностью и экономичностью. По конструктивному признаку ш вы разделяют на стыковые и угловые (валиковые). Стыковые швы наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений, но они требуют дополнительной разделки кромок. В соответствии с формой разделки кромок швы бывают V , U , X , K - образные. Для V , и U свариваемых с одной стороны, обязательна подварка корня шва с другой стороны для устранения возможных непроваров является источником концентрации напряжений. Угловые швы наваривают в угол, образованный элементами, расположенными в р азных плоскостях. Угловые швы, расположенные параллельно действующему усилию, называют фланговыми, а перпендикулярно усилию – лобовыми. Швы могут быть рабочими или связующими, сплошными или прерывистыми. По положению в пространстве во время их выполнения о ни бывают нижними, вертикальными, горизонтальными и потолочными. Сварка нижних швов наиболее удобна, легко поддается механизации, дает лучшее качество шва. Вертикальные, горизонтальные и потолочные швы в большинстве своем выполняются при монтаже. Различ ают лобовые и фланговые швы. Лобовые швы расположены перпендикулярно линии действия силы, фланговые  параллельно этой линии В нормах расчет лобовых и фланговых швов производится одинаково  на срез (условный, т.к. действительная работа швов весьма сложна) . При этом расчет ведется по двум сечениям  по металлу шва (сечение 1) 4  по металлу границы сплавления В формулах обозначено: lw  расчетная длина шва, прин имаемая меньше полной его длины на 2 см (учет непроваров по концам шва);  f и  z  коэффициенты, принимаемые по нормам в зависимости от технологии сварки; Rwf и Rwz  расчетные сопротивления срезу соответственно металла шва (зависит от материала сварочной проволоки) и металла границы сплавления (зависит от материала свариваемых деталей);  с и  z  коэффициенты условий работы шва, зависящие от климатического района. Сварка  металлургический процесс, и в околошовной зоне свариваемых деталей происходят структурные изменения металла. Отсюда возникает необходимость расчета по двум сечениям шва. Шов считается прочным, если оба условия выполняются. 3. Определение несущей способности сваи по результатам испытания динамиче ской, статической нагрузкой. Ложный и истинный отказ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ ДИН АМИЧЕСКИМ МЕТОДОМ. Уравнение для определения несущей способности свай динамическим способом, т.е. в момент забивки: QH = A + B + C , где QH – работа свайного молота ; A = Pe – работа, затраченная на погружение сваи; В  Qh – работа упругих деформаций (подскок свайного молота); С  aQH – потерянная работа (трение, смятие, нагрев и т.д.). Схема импульсного ударного воздействия молота на голову сваи в момент забивки и упругого подскока Выполнив подстановку в исходное уравнение принятых обозначений, получим: QH  Pe + Qh + aQH, где Р – сопротивление сваи погружению (несущая способность сваи); a - коэффициент, учитывающий потерю работы. В результате получаем квадратное уравнение, решение которого можно представить в виде: 5 , где А – площадь поперечного сечения сваи; е – действительный отказ сваи; Q – вес ударной части молота; q – вес сваи; n – коэффициент, учитывающий упругие деформации (150 т/м2 – для ж/б сваи). На прак тике при проектировании эту формулу используют для определения величины отказа (е), определив заранее расчётом величину (Р). . Достоинства динамического метода испытаний: – простота; – малая стоимость. Недостатки динамического метода испытаний: – неточные результаты для глинистых грунтов. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ СТА ТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ. Метод испытания свай вертикальной статической нагрузкой, не смотря на сложность, длительность и значительную стоимость, позволяет наиболее точно установить преде льное сопротивление сваи с учетом всех геологических и гидрогеологических условий строительной площадки. Метод используется либо с целью устано вления предельного сопротивления сваи, необходимого для после - дующего расчета фундамента, либо с целью проверки на ме сте несущей способности сваи, определенной каким - либо дру гим методом, например прак тическим. Так, по ГОСТ 5686 — 78* проверке подверга ется до 1% общего числа по гружаемых свай, но не менее двух, если их число меньше 100. В случае применения свай, изготовленных в грунте, испы тания вертикальной нагрузкой Могут также проводиться для контроля качества их исполне ния. Для проведения испытаний оборудуется специальная уста новка, показанная на рис. , а. Вертикальная нагрузка чаще всего гидравлич еским домкратом, установленным на голову сваи. Упором для домкрата служит мощная сварная металлическая балка, соединенная с анкерными сваями, забитыми в грунт на расстоянии, достаточном, чтобы быть вне напряженной зоны, образующейся при 6 загрузке испытуе мой сваи. Осадка сваи измеряется прогибомерами с точностью до 0,1мм. При испытании вертикальную нагрузку на сваю увеличивают ступенями, равными 1/10 - 1/15 от ожидаемого предельного сопротив ления сваи. Каждая последующая ступень нагрузки прикладывается посл е условной стабилизации осадки сваи на предыдущей ступени. Осадка считается условно стабилизировавшейся, если ее прираще ние не превышает 0,1мм за 1 ч наблюдения для песчаных грунтов и за 2 ч для глинистых. По данным испытания вычерчивается график зависимо сти осад ки от нагрузки, по которому определяется предельное сопротивле ние испытываемой сваи. Практика показала, что графики испытаний свай делятся на два типа. Для графиков типа 1 характерен резкий перелом, после которого осадка непрерывно возрастает без увеличения нагрузки. За предельную нагрузку F и в этом случае принимают ту, которая вызвала непрерыв ную осадку (срыв сваи). Для графиков типа 2 характерно плавное очертание без резких переломов, что затрудняет определение предель ной нагрузки. Предельной в этом случае считается такая нагрузка, под воздействием которой испытываемая свая получила осадку где ζ — переходной коэффициент, s u . mt - предельное значение сре дней осадки фундамента проектируемого здания или сооружения, устанавливаемое по СНиП 2.02.01 - 83. Коэффициент ζ комплексно учитывает ряд факторов: несоответ ствие между осадкой одиночной сваи и сваи в кусте, кратковременность испытания сваи статической нагрузкой по срав нению с длительностью эксплуата ции здания и т. п. Значение этого коэффициента устанавливается наблюдениями за осадками зданий на свайных фундаментах и в настоящее время принимается равным ζ 0,2. В итоге расчетная нагрузка на сваю по результатам статических испытаний: , где γ с – коэффициент условий работы; γ g – коэффициент надежности по нагрузке; F u – частное значение, т.е. нормативное значение. Как правило, при забивке свая сначала погружается в грунт очень легко и быстро. По мере погружения возрастают силы трения на ее боковой поверхности и сопротивление грунта под нижним концом. В результате скорость погружения замедляется. При молотах ударного действия скорость погружения сваи принято характеризовать величиной ее погружения от одного удара , называемой отказом сваи. По величине отказа, который замеряется при достижении сваей проектной отметки, можно судить о ее сопротивле нии, поскольку чем меньше отказ, тем, очевидно, больше несущая способность сваи. При забивке свай в маловлажные пески пл отные и средней плотности под нижним концом сваи образуется переуплотненная упругая зона, препятствующая погружению, что приводит к быст рому уменьшению отказа свай вплоть до нулевого значения и даль нейшая попытка забить сваю может привести к разрушению е е ствола. Если прекратить забивку, то через некоторое время в ре зультате релаксации напряжений сопротивление грунта под нижним концом сваи снизится. Поэтому, если через несколько дней снова возобновить забивку, свая опять начнет легко погружаться в грунт. Описанное явление носит название ложного отказа. 4. Особенности производства земляных работ в зимнее время. Классификация способов разработки грунта в условиях отрицательных температур. Изобразите технологическую схему котлована в зимнее время с указание м основных типов машин и оборудования При замерзании грунта механическая прочность его значительно возрастает и затраты машинного времени на его разработку увеличиваются в несколько раз, что приводит к удорожанию работ. В то же время временные выемки в мерзлом грунте можно разрабатывать без от косов; даже при наличии водонасыщенных слабых грунтов нет необходимости в устройстве шпунтовых ограждений и водоотливе. Таким образом общее удорожание земляных работ, выполняемых в мерзлых грунтах, 7 может быть не таким уж значительным. Разрабатываемый мерз лый грунт состоит из отдельных комьев, образует много пустот с плохо поддается уплотнению. Поэтому применять его для устройства насыпей, как правило, не рекомендуется. Иногда грунт укладывают во временные отвалы, расположенные вблизи от проектируемой насып и. В этих отвалах грунт оттаивает, после чего его укладывают в насыпь, что также повышает трудоемкость и стоимость работы по возведению этого сооружения. Земляные работы зимой осуществляют следующими тремя методами. Первый метод предусматривает предварит ельную подготовку грунтов с последующей их разработкой обычными методами; при втором методе мерзлые грунты нарезают предварительно на блоки; при третье методе мерзлые грунты разрабатываются без их предварительной подготовки. Различают следующие способы пре дварительной подготовки грунтов для разработки в зимних условиях: предохранение грунта от промерзания, оттаивание мерзлого грунта, предварительное рыхление мерзлого грунта. Предохранение грунта от промерзания Известно, что наличие на дневной поверхности термоизоляционного слоя уменьшает как период, так и глубину промерзания. После отвода поверхностных вод можно устроить термоизоляционный слой одним из следующих способов. Рыхление грунта. При вспахивании и бороновании грунта на участке, предназ наченном для разработки зимой, его верхний слой приобретает рыхлую структуру с замкнутыми пустотами, заполненными воздухом, обладающую достаточными термоизоляционными свойствами. Вспашку ведут тракторными плугами или рыхлителями на глубину 20 - 35 см с после дующим боронованием на глубину 15 - 20 см. Защита поверхности грунта термоизоляционными материалами – древесных листьев, сухого мха, торфяной мелочи, шлака, стружек и опилок, укладываемых слоем 20 - 40 см непосредственно по грунту. Пропитка грунта солевыми растворами - рассыпают заданное кол - во соли, после чего грунт вспахивают. Способы оттаивания мерзлого грунта Оттаивание грунта сверху в низ – наименее эффективный, т.к. источник тепла размещается в зоне холодного воздуха, что вызывает большие потери тепла. Способ оттаивания грунта снизу вверх – главный недостаток – трудоемкие подготовительные операции. При оттаивании грунта по радиальному направлению – тепло распространяется радиально от вертикально установленных прогревающих элементов, погруже нных в грунт. Огневой способ. Оттаивание в тепляках и отражательными печами – тепляки представляют собой открытые снизу короба с утепленными стенками и крышей, внутри которых размещают спирали накаливания. Оттаивание грунта горизонтальными и вертикальными электродами. Оттаивание токами высокой частоты. Оттаивание грунта солевыми растворами. Предварительное рыхление мерзлого грунта средствами малой механизации, которые являются сменным оборудованием, землеройные машины применяют при незначительных объемах ра бот. При больших объемах работ целесообразно использовать механические и мерзлоторезные машины. Взрывной способ рыхления наиболее экономичен при больших объемах работ и значительной глубине промерзания. Но его можно применять только вдали от жилых домов и промышленных зд. Механическое рыхление применяют при отрыве небольших по объему котлованов. Для рыхления на глубину 0.5 - 0.7 м применяют клин - молот, подвешенный стреле экскаватора (драглайна), так называемое рыхление раскалыванием. Рыхление грунта механич ескими рыхлителями производят при глубине промерзания более 0.4 м. В этом случаи грунты рыхлят путем скола или нарезки на блоки. Дизель - молоты (типа С - 222) могут рыхлить грунт при глубине до 1,3 м и наравне с клиньями являются навесным оборудованием к тр актору и к экскаватору. Рыхление грунта тракторными рыхлителями – рыхление 0,3 - 0,4 м. Их часто используют совместно с бульдозером, который может в этом случае попеременно рыхлить или разрабатывать грунт. 8 Рыхление мерзлого грунта средствами малой механизаци и. При небольших объемах применяют бурильные молотки(отбойные), питаемые от передвижных компрессоров. Основное оборудование: разработка экскаватора с активными зубьями, экскаватора с нагреваемым ковшом, а также механических кусачек, смонтированных на стре ле - разработка без подготовки. Разработка экскаватором с предварительным рыхлением мерзлого слоя дизель – молотом. Мерзлый грунт, в силу своей повышенной механической прочности, которая возрастает с понижением температуры, усложняет производство земляных работ в зимних условиях и ограничивает применение землеройно - транспортных ма шин. В связи с этим при производстве работ в зимнее время возрастают затраты труда, энергии и топлива. Глубина и скорость промерзания зависят от значений и длительности воздействия отрицательных температур, свойств и влажности грунта, силе ветра. Грунты, п одлежащие разработке в зимнее время целесообразно предохранять от промерзания. Если нельзя это предусмотреть, то перед разработкой мерзлый грунт сначала оттаивают и разрыхляют, а затем разрабатывают. Особенности разработки грунта в условиях отрицательных температур: 1. Предохранение грунта от промерзания (утепление грунта стружками, листьями, шлаком); водовоздушное покрытие пеной из поверхностно - активных веществ (понижает промерзание в 10 раз); вспахивание грунта, глубокое рыхление экскаватором. 2. Оттаива ние мерзлых грунтов (огневой способ - сжигание топлива под металлическими коробами, устанавливаемыми над нагреваемой поверхностью; отражательные печи - тепловой поток от инфракрасных излучателей; химический способ - растворы хлоридов размораживают влагу, н аходящуюся в порах грунта; паровые иглы - размораживание грунта горячим паром; водяные 9 циркуляционные иглы - размораживание грунтов с помощью горячей воды, циркулирующей по системе игл; электронагревание мерзлого грунта с помощью электродов). Классификация способов рыхления и разработки мерзлых грунтов с технологическими схемами котлованов. !. Взрывной способ рыхления мерзлого грунта: буровзрывной (взрывчатое вещество закладывается в скважины после чего на глубине производят взрыв) и щелевзрывной (взрывчато е вещество закладывается в щели, прорезанные дискофрезными машинами, после чего на глубине производят взрыв). Механические способы рыхления и разработки. Механическое рыхление выгодно производить навесными рыхлителями на базе гусеничных тракторов мощностью 150 - 500 л.с. 1 - начало рыхления, 2 - диагональные проходки, 3 - продольные проходки, 4 - навесной тракторный рыхлитель. На небольших площадках при глубине промерзания до 1 метра применяют дизель - молот с клином. 1 - экскаватор, 2 - дизуль - молот, 3 - мерзлы й грунт, 4 - недобранный грунт, 5 - шаги передвижки, 6 - места стоянок. Используют также блочный метод разработки грунта: массив грунта разрезают на блоки дискофрезными машинами, а потом эти блоки сдвигают. 1 - экскаватор, 2 - многоковшевый экскаватор, 3 - талый грунт, 4 - недобранный грунт, 5 - подготавливаемый участок, 6 - ненарезанные щели в мерзлом грунте. 5. Рассчитать сетевую модель графическим (секторным) методом. Расчет сети непосредственно на графике. Расчет непосредственно на графике является самым простым и быстрым из ручных способов. При этом способе расчета строгое соблюдение правила кодирова ния событий не обязательно. Для записи результатов расчета принимают одну из форм, показанных на рис. 1. Рис. 1. Варианты формы записи резуль татов расчета: а — по секторам; б — в виде дроби; 1 — раннее начало работы Б; 2 — позднее окончание работы А Расчет на сети требует проведения только чисто механических операций без обращения к формулам (рис. 2). Рис. 2. Расчет ранних начал работ сете вого графи ка Порядок расчета: 1. У исходного события под чертой (в знаменателе) ставят нуль. 2. Для каждого следующего события в знаменателе записывают число, равное сумме значения раннего срока свершения предыдущего события и продолжительности работы. Так, для соб ытия 2 записы вают 2 (0+22), для события 4 — 8 (2+68) и т. д. 10 3. Если в событие входит две работы или больше, то рассчитывают значение каждой из них, записывая над стрелкой, но в знаменатель переносят только максимальное значение из всех полученных. На - пр имер, в событие 5 входят работы 2 — 5 и 2 — 3 (через зависи мость). Первый путь дает значение 2+35, второй — 2+57. Принимают максимальное 7 и записывают в знаменатель. В событие 11 входят четыре работы, из них записывают максимальное значе ние 39. 4. В заверша ющем событии значение, записанное в знаменатель, определяющее длину критического пути, переносят над чертой (в числитель) (рис. 3). Рис. 3. Расчет поздних окончаний работ сетевого графика 5. Значение числителей определяют, ведя расчет от завершающего со бытия к исходному, вычитая из значения поздних сроков свершения конечного события продолжительность предшествующих им ра бот. В отличие от расчета ранних сроков (знаменатель), если из события выходят две работы или более, принимают не максималь ное, а мини мальное значение. Например, из события 7 выходят две работы со значениями 17 и 32; принимают минимальное 17. 6. Критический путь проходит через события, в которых значения в числителе и знаменателе совпадают. Полный и частный резерв времени для работ крит ического пути равен нулю. На рис. 4 дан сетевой график с расчетными параметрами и показан крити ческий путь. 7. Общий резерв времени для любой работы определяют вычита нием из значения числителя (конечного события данной работы) сум мы значений знаменате ля (начального события данной работы) и ее продолжительности. Так, для работы 9 — 10 полный резерв равен 34 (числитель конечного события) — 21 (знаменатель началь ного события) — 4 (продолжительность работы)  9. Резерв времени события, равен разности значений ч ислителя и знаменателя. Рис. 4. Сетевой график Соот ветственно для события 10 полный резерв равен 34 (числитель) — 25 (знаменатель) =9. 8. Частный резерв для любой работы определяют вычитанием из значения знаменателя конечного события данной работы суммы зна чений знаменателя начального события и продолжительности дан ной работы. Для работы 4 - 8 частный резерв равен 17 - (8+8)= 1.

Приложенные файлы

  • pdf 1138142
    Размер файла: 706 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий