Расчет строительных конструкций реферат

Обновлено: 30.06.2024

Предельное состояние, группы предельных состояний, надежность объекта , нормативная нагрузка, коэффициент надежности по нагрузке, расчетная нагрузка , нормативное сопротивление , коэффициент надежности по материалу, расчетное сопротивление , коэффициент условий работы, условие прочности. Допускаемое напряжение, коэффициент запаса прочности, условие прочности. Предельная (разрушающая) нагрузка, допускаемая нагрузка.

Критерии (гипотезы) прочности и пластичности.

6.4 Хрупкие материалы.

6.5 Пластичные материалы.

Критерии (гипотезы) прочности для хрупких и пластичных материалов, приведенное (эквивалентное) напряжение, условие предельного состояния, условие прочности.

Методы расчета строительных конструкций

Сечения элементов конструкции должны быть определены так, чтобы в течение всего срока эксплуатации была исключена возможность разрушения или возникновения недопустимо больших деформаций конструкции при одновременном требовании экономии материала. Необходимые размеры сечений элементов конструкции определяются из расчетов на прочность, жесткость и устойчивость.

Расчет на прочность сводится к требованию, чтобы наибольшие напряжения в элементе конструкции (нормальные, касательные либо определенная комбинация этих напряжений) не превосходили некоторой допустимой для данного материала величины .

Расчет на жесткость сводится к требованию, чтобы наибольшие перемещения (удлинения стержней, прогибы) не превышали некоторых допустимых величин.

В данной лекции мы ограничимся кратким изложением методов расчета на прочность (расчет на жесткость и устойчивость будет рассмотрен подробно в следующих лекциях).

6.1 Метод предельных состояний .

Предельным считается состояние, при котором конструкция перестает удовлетворять эксплуатационным требованиям или требованиям, предъявляемым в процессе возведения здания или сооружения.

Различают две группы предельных состояний:

первая -непригодность к эксплуатации по причине потери несущей способности ;

вторая - непригодность к нормальной эксплуатации в соответствии с предусмотренными технологическими или бытовыми условиями.

В правильно запроектированном сооружении не должно возникнуть ни одно из указанных предельных состояний, т. е. должна быть обеспечена его надежность .

Надежностью называется способность объекта сохранять в процессе эксплуатации качество, заложенное при проектировании .

Факторы, от точного учета которых зависит уровень надежности сооружения или отдельного его элемента следующие: нагрузки и другие воздействия, механические свойства материала, геометрические параметры конструктивных элементов, условия работы, степень ответственности сооружения и др.

Далее мы будем рассматривать расчет на прочность по первой группе предельных состояний

Нормативная нагрузка ( F н , q н ) - это нагрузка, соответствующая нормальным условиях эксплуатации сооружения. Значение нормативной нагрузки устанавливается Строительными нормами и правилами (СНиП). Возможное отклонение значений нагрузок от их нормативных значений учитывается коэффициентом надежности по нагрузке , принимаемым по СНиПу .

Нагрузки, получаемые путем умножения их нормативных значений на коэффициент надежности по нагрузке, называются расчетными . Например, расчетная сила, расчетная равномерно распределенная нагрузка.

Расчетные нагрузки являются наибольшими нагрузками, которые могут возникнуть за время эксплуатации сооружений (n=1,05…1,2-собственная масса; n=1,4…1,6-снеговая нагрузка ).

Расчет на прочность производиться на действие расчетных нагрузок.

Напряжение, характеризующее катастрофическое состояние материала, называется нормативным сопротивлением R н (предел текучести или временное сопротивление (предел прочности)).

Значения нормативного сопротивления устанавливаются СНиПом с учетом условий контроля и статистической изменчивости механических свойств материала .

Возможное отклонение в неблагоприятную сторону от значений нормативного сопротивления учитывается коэффициентом надежности по материалу γ м >1 (1, 025…1,15-для металла; 1,3…1,5-для бетона).

Напряжение, принимаемое нормами СНиП в качестве основного при расчете на прочность, называется расчетным сопротивлением и определяется по формуле:

Особенности действительной работы материалов, элементов конструкций, их соединений учитываются коэффициентом условий работы γ . Он отражает влияние температуры, агрессивности среды, приближенности расчетных схем (γ другие благоприятные факторы (γ>1).

Числовые значения γ устанавливаются СниПом на основании экспериментальных и теоретических исследований и вводятся в качестве множителя к значениям расчетного сопротивления R . В большинстве случаев при нормальных условиях работы коэффициент γ=1 и может быть опущен.

Таким образом, условие прочности для центрально растянутого (сжатого) элемента будет иметь вид (материал пластичный, материал хрупкий):

где , - расчетное сопротивление при растяжении и сжатии.

6.2 Метод допускаемых напряжений .

Этот метод остается пока основным при расчете механических узлов и деталей машиностроительных конструкций . Основой метода допускаемых напряжений является предположение, что критерием надежности конструкции будет выполнение следующего условия прочности

где - наибольшее рабочее напряжение, возникающее в одной из точек опасного сечения и определяемое расчетом; - допускаемое ( предельное ) для данного материала напряжение, получаемое на основании экспериментальных исследований. Допускаемое напряжение определяется по формуле

где - опасное напряжение (предел текучести, временное сопротивление (предел прочности)); n-коэффициент запаса прочности.

Значения допускаемых напряжений или коэффициентов запаса прочности устанавливаются техническими условиями или нормами проектирования (для строительных сталей n=1,4…1,6; для хрупких материалов n=2,5…3,5; для древесины n=3,5…6)

Условие прочности для центрально растянутого (сжатого) элемента будет иметь вид (материал пластичный, материал хрупкий):

где , - допускаемые напряжения при растяжении и сжатии.

6.3 Метод разрушающих нагрузок

Для конструкции, изготовленной из материала с достаточно протяженной площадкой текучести, за разрушающую принимается нагрузка, при которой в ее элементах возникают значительные пластические деформации. При этом конструкция становится не способной воспринимать дальнейшее увеличение нагрузки.

При определении разрушающей нагрузки для конструкции из пластичного материала принимается схематизированная диаграмма напряжений - диаграмма Прандтля (рис.6).

Рис. 6. Диаграмма Прандтля

Схематизация диаграммы заключается в предположении, что материал работает в упругой стадии вплоть до предела текучести, а затем материал обладает безграничной площадкой текучести. Материал, работающий по такой модели, называется упругопластическим .

Для конструкции, изготовленной из хрупкого материала, за разрушающую принимается нагрузка, при которой хотя бы в одном из ее элементов возникают напряжения равные пределу прочности .

Определив величину разрушающей (предельной) нагрузки можно установить грузоподъемность стержня или стержневой системы по формуле

где n- коэффициент запаса прочности, принимаемый таким же, как и в методе допускаемых напряжений.

Критерии (гипотезы) прочности и пластичности.

При оценке несущей способности конструкций и сооружений следует исходить из того, что в одних случаях наступление предельного состояния отождествляется с появлением пластических деформаций, в других- с разрушением конструкций. Если напряженное состояние в элементах сооружения является одноосным, то определение момента появления деформаций текучести или разрушения осуществляется путем сопоставления напряжений с пределом текучести или пределом прочности. Ситуация существенно усложняется в случае плоского или объемного напряженного состояния (ПНС, ОНС).

Число опытов с образцами на ПНС или ОНС очень велико, так как для каждой новой комбинации нормальных и касательных напряжений необходимо проводить новую серию экспериментов с доведением образцов до предельного состояния (рис. 6.1- рис. 6.6).

В связи с этим предпочтение отдается другому пути решения поставленной задачи, заключающемуся в установлении меры напряженного состояния, при достижении которой происходит переход от упругого состояния к предельному.

Такая мера устанавливается с помощью критериев ( гипотез ) пластичности (текучести) или прочности (разрушения). В качестве таких критериев были предложены различные факторы (максимальные нормальные напряжения, максимальные относительные деформации, максимальные касательные напряжения, удельная энергия изменения формы тела и др.)

Каждый из этих критериев лишь косвенно отражает сложный, до конца не изученный процесс наступления предельного состояния в материале и оказывается применимым лишь в определенных условиях. Появление пластических или остаточных деформаций, как правило, далеко не означает разрушение материала, поэтому критерии прочности и пластичности отождествлять не следует .

Проведение опытов на плоское напряженное состояние

Рис. 6.1 Опыты на плоское напряженное состояние (ПНС)

Рис. 6.2 Предельное состояние пластины

Проведение опытов на пространственное напряженное состояние

Рис. 6.3 Испытательная машина на (ОНС)

Рис. 6.4 испытательная машина на (ОНС) (вид сверху)

Рис. 6.5 Универсальная испытательная машина

Рис. 6.6 Изгиб балки (ПНС)

Допустим, что напряженное состояние в точке тела , отвечающее заданной нагрузке известно . Путем её увеличения напряжения в точке увеличиваются пропорционально и в конце концов либо наступает разрушение материала, либо появляются пластические деформации.

Основной задачей теории прочности является разработка критериев прочности и пластичности материала для сложного (плоского и объемного) напряженного состояния (СНС).

Главное допущение теории прочности: считается, что причина наступления предельного состояния (разрушение или течение) в простом и сложном напряженных состояниях одинаковая .

Любое СНС будем характеризовать главными напряжениями .

Первая теория (гипотеза) прочности . Критерий наибольших нормальных напряжений.

Разрушение материала в сложном случае напряженного состояния наступит при достижении наибольшим нормальным напряжением значения предела прочности при центральном растяжении (сжатии).

Вторая теория (гипотеза) прочности . Критерий наибольших линейных относительных удлинений.

Разрушение материала в сложном случае напряженного состояния наступает при достижении наибольшей линейной относительной деформацией величины при одноосном напряженном состоянии с момент разрушения.

Третья теория (гипотеза) прочности . Критерий наибольших касательных напряжений.

В сложном напряженном состоянии течение материала наступит тогда, когда наибольшие касательные напряжения станут равными наибольшим τ при течении материала в случае центрального растяжения (сжатия).

Четвертая теория (гипотеза) прочности . Критерий удельной потенциальной энергии формоизменения.

В сложном напряженном состоянии течение материала наступит тогда, когда удельная потенциальная энергия, затраченная на изменение формы, станет равной удельной потенциальной энергии формоизменения в момент течения при одноосном напряженном состоянии.

Приведенное (эквивалентное) напряжение.

Совокупность главных напряжений, вычисленных по гипотезам прочности, называется приведенным (эквивалентным) напряжением:

Условие наступления предельного состояния

Лекции по сопротивлению материалов

. Лекция № 2. Метод сечений для определения внутренних усилий Деформации рассматриваемого тела (элементов конструкции . нормах, в частности, строительных, нормативные значения не совпадают . прочности (поверочный расчет). Этот расчет проводится, если .

Лекция №1 системы управления жизненным циклом изделия

. канавки, элементы электросхем, строительные конструкции и т.п.) очень . конструкторской документации. ЛЕКЦИЯ №4 КОМПЛЕКСЫ АВТОМАТИЗАЦИИ . гибкой подсистемы расчетов: расчеты выполняются по . с использованием различных методов бинаризации; объектная селекция .

Лекция Организация строительства. Всоответствии со снигт 01. 01-85 к обязательной документацией, регламентирующей организацию строительства, относятся: проект организации строительства (пос)

. бетонных — 20. 30%. Лекция 4. Требования к качеству строительных материалов и выполнению строительных работ. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА . расчетов. Своевременное проведение технического обследования конструкций — один из наиболее эффективных методов .

Содержаниек
Исходные данные к курсовому проекту………………………………………..3
1. Расчет конструкции балочной клетки………………………………………. 4
1.1. Расчет стального плоского настила………………………………………..4
1.2. Расчет балки настила………………………………………………………..5
1.3. Расчет главной балки……………………………………………………….7
2. Расчет и конструирование узлов и соединений………………………………15
2.1. Расчет опорного узла балки……………………………………………….15
2.2.Расчет шва, опорного ребра к стенке балки……………………………. 17
2.3. Расчет поясного шва балки………………………………………………..18
3. Расчет центрально-сжатой колонны…………………………………………..20
3.1. Выбор марки стали………………………………………………………20
3.2. Определение высоты колонны……………………………………………20
3.3. Определение нагрузки на колонну……………………………………….20
3.4. Выбор расчетной схемы…………………………………………………. 20
3.5. Подбор и проверкасечения колонны…………………………………….20
4. Расчет узлов колонны………………………………………………………….24
4.1. Конструирование и расчет оголовка колонны…………………………. 24
4.2. Расчет базы колонны………………………………………………………25
Список использованной литературы
Приложения

Исходные данные к курсовому проекту
1. Шаг колонн в продольном направлении А (м) – 18 м
2. Шаг колонн в поперечном направлении В (м) – 7 м
3. Размеры площадки вплане – 3Ах3В
4. Отметка верха настила Н (м) – 11 м
5. Предельная строительная высота перекрытия (м) – 2,6
6. Временная нормативная нагрузка pн (кН/м2) - 30кН/м2
7. Материал конструкций:
настил – сталь Ст 245
балки настила и вспомогательные балки – сталь Ст 255
главные балки – сталь Ст 390
колонны – сталь Ст 255
фундаменты – бетон класса В15
8. Допустимый относительный прогиб настила – 1/200
9. Типколонны – сплошная
10. Опирание главной балки на колонну – сверху
11. Опирание колонны на основание – шарнирное

1. Расчет конструкции балочной клетки

Систему несущих балок называют балочной клеткой, поверх которой устраивают настил, на котором в свою очередь располагается технологическое оборудование. Балочные клетки подразделяют на 3 основных типа: упрощенный, нормальный и усложненный. Вданной курсовой работе мы рассчитываем нормальный тип балочной клетки.
Главная балка располагается вдоль пролета колонн и проектируем ее составным сварочным сечением. Для облегчения изготовления и транспортирования балки разделяем на отправочные части. Проектируемую главную балку пролетом 18 м делим на отправочные марки. В местах соединения располагается монтажный укрупнительный стык. Балкинастила на укрупнительный стык главной балки не ставят.

1.1. Расчет стального плоского настила

Нагрузка передается через настил на балки настила, которые располагают с определенным шагом на поддерживающих их главных балках. Шаг балок настила определяется несущей способностью и жесткостью настила. Пролет балок настила равен шагу колонн в поперечном направлении – 5м. С балок настила нагрузкапередается на главные балки, расположенные вдоль большего шага колонн – 18м, затем на колонны и далее на железобетонные фундаменты.
Толщину настила выбираем из условия жесткости. Она зависит от пролета настила и величины временной нагрузки.
Пользуясь графиком на рис 1, по значениям заданной нормативной нагрузки pн =30кН/м2 и предельному допустимому относительному прогибу настила – fнаст/lнаст=1/200находим допускаемое отношение fнаст/lнаст= 67
рис 1
Задаемся толщиной настила – tнаст=12 мм, тогда пролет настила
lнаст=67·tнаст=67·12=804
шаг балок настила – а
а=804+100=904 мм
Определяем число шагов балок настила – n
n=А/а=18000/904=19,91
Принимаем число шагов – 20
Тогда шаг балок настила а=18000/20=900 мм

1.2. Расчет балки настила

После определения характеристик настилаподбираем сечение балок настила и проверяем подобранное сечение. Балка настила не имеет сварных швов в отличии от главной балки.
Для балки настила у нас задана сталь Ст 255. Расчетные сопротивления для заданной стали определяем по табл.51 СНиП II-23-81* Стальные конструкции. Расчетное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу по пределу текучести для стали Ст245.

КАЗАХСКАЯ ГОЛОВНАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

РЕФЕРАТ

на тему: Современные расчетные программы для расчета конструкций

Студент: Асхатулы М.

Преподаватель: Дузев Р.Д.

Алматы 2021

Программы для расчета:
Autodesk Robot Structural Analysis Professional

Программа выполняет расчеты методом конечных элементов. Позволяет выполнить статический и динамический расчет. Программа может рассчитывать стержни, плиты, оболочки и объемные элементы. Хорошо подойдет для расчета стальных, алюминиевых и железобетонных конструкций, а также основания (грунты)

Очень популярный в России программный комплекс. Позволяет выполнить всевозможные расчеты строительных конструкций и оснований (грунтов). Программный продукт содержит небольшие приложения, которые позволяют быстро выполнять расчеты отдельных конструкций, как то балки, колонны, грунты и т.п.
ЛИРА

Эту программу можно назвать полноценным аналогом программы SCAD, которая не менее популярна. Обладает практически теми же самыми возможностями. При расчете ответственных конструкций имеет смысл выполнить расчеты в этих программах, сравнить результаты и если они совпадают, то вполне можно верить.
МОНОМАХ-САПР

Компания предствляет следующие программные продукты: COSTRUC (Сталебетон); GeoSoft (геотехнические расчеты); GeoAnchor (расчет анкеров); GeoPile (расчет свай TITAN); GeoPlate (расчет осадки фундаментов); GeoStab (расчет откосов и котлованов), GeoWall (расчет ограждения котлованов).

Заключение
В заключении реферата автор делает вывод, что в современном строительстве достаточно компьютерных программ для расчетов любых современных конструкции. Следовательно, знании и навыки умении использовать компьютерные программы для расчета конструкции будет определять его дальнейший успех в строительной деятельности.

ГОСТ

Строительная конструкция – это элемент здания или сооружения, выполняющий несущие или ограждающие функции.

Конструкции здания

Любое здание должно отвечать требованиям надежности, устойчивости, капитальности и долговечности. Надежность здания зависит от надежности его элементов, от соответствия несущих конструкций требованиям и условиям их работы. Требованиями нормативной документации определены предельные значения отклонений деформаций, напряжений, которые могут наблюдаться в конструкциях, обеспечивая их безопасную эксплуатацию.

По материалу строительные конструкции подразделяются на:

металлические;
бетонные и железобетонные;
деревянные;
каменные и армокаменные;
пластмассовые;
комплексные.

От материала конструкции зависит методика расчета. Строительные конструкции должны отвечать требованиям удобства эксплуатации (монтаж, ремонт, визуальный осмотр, реконструкция) и экономичности, так как перерасход материалов ведет к увеличению нагрузки на фундамент.

Конструкции также разделяют на:

несущие – это те конструкции, которые воспринимают постоянную и временную нагрузку (стены, колонны, фермы, ригели, балки, настилы, связи);
самонесущие -конструкции, которые воспринимают нагрузку только от своего веса в пределах высоты здания и передают ее на фундамент;
ограждающие конструкции- те конструкции, которые применяют для ограждения или разделения пространств в здании или сооружении, они могут быть как несущими, так и самонесущими;
навесные конструкции – конструкции, которые воспринимают нагрузку от собственного веса в пределах этажа и передают ее на перекрытие.

Готовые работы на аналогичную тему

Виды строительных конструкций

Любое здание или сооружение, независимо от материалов и места его расположения состоит из строительных конструкций и конструктивных элементов, к которым относятся:

фундамент, передающий нагрузки от здания к основанию;
стены, которые могут быть несущими, ненесущими и самонесущими, и выполняют функции ограждения, возводимого объекта от окружающей среды или отделения помещений одного от другого;
колонны - вертикальная несущая конструкция, высота которой в несколько раз превышает ее поперечное сечение;
перекрытия – горизонтальные конструкции, они передают нагрузку на стены и колонны и разделяют здание на этажи;
перегородки – ненесущие конструкции, выполняющие роль разделения помещений на отдельные объемы;
лестницы – конструкция, обеспечивающая связь между этажами, выполняется в виде внутренних лестниц в лестничных клетках, внутренних открытых лестниц или наружных лестниц. Лестница состоит из ступней, лестничных маршей и косоуров, лестница может размещаться в лестничной клетке (и использоваться в качестве пути эвакуации из здания, если ее конструкция отвечает требованиям) либо быть открытой;
покрытия – верхняя ограждающая конструкция здания, покрытие может быть чердачным или бесчердачным, в зависимости от наличия чердака в здании;
кровля – верхний ограждающий от осадков элемент покрытия;
фермы – стержневая конструкция, которая позволяет организовывать большие пролеты, воспринимает нагрузки с перекрытия или покрытия и передает их на колонны или стены.

Рисунок 1. Основные конструкции многоэтажного крупнопанельного здания. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Расчет строительных конструкций будет зависеть от материала и того, какие нагрузки влияют на конструктивный элемент. Габариты элемента, определенные в результате расчета, должны отвечать требованиям надежности и пройти все проверки на устойчивость. Ведение расчетов может вестись как вручную, так и в программных комплексах. Задачей специалиста является грамотный сбор нагрузок, в том числе учитывающий влияние климатических факторов (снег и ветер).

Здания и сооружения, которые окружают нас и в которых мы проводим большую часть своей жизни, не только укрывают от невзгод и создают комфортные для жизни и работы условия, но и влияют на наше самочувствие и поведение. Разнообразие, которое свойственно исторически сложившейся архитектурной среде, благоприятно влияет на горожан, создает условия для развития социальной активности. За красивыми фасадами зданий скрывается техническая составляющая, балки, колонны, фермы, которые являются скелетом всего здания и позволяют ему выдерживать нагрузку от ежедневной эксплуатации.