Расчет и конструирование заданных несущих конструкций здания и узлов их сопряжений
Целью расчета и конструирования строительных конструкций является:
- проверка прочности, устойчивости и жесткости конструкций при известных размерах;
- уточнение размеров и обеспечение надежности конструкций при минимальном расходе материалов.
Состав расчетов строительных конструкций, указанных студенту в задании на проектирование, состоит из: - выбора расчетной схемы; - определения внутренних усилий методами сопротивления материалов; - подбора размеров сечений или проверка несущей способности заданных сечений;
Строительные конструкции рассчитываются для того, чтобы обеспечить безопасность, надежность и долговечность их эксплуатации под нагрузкой при наиболее экономичных размерах сечения. Существующие строительные нормы предписывают вести расчет строительных конструкций на силовые воздействия по методу предельных состояний.
Первая группа предельных состояний – по потере несущей способности (потери прочности и устойчивости), то есть непригодности для эксплуатации. Вторая группа – по непригодности к нормальной эксплуатации, вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота), колебаний и трещин.
При расчетах по предельным состояниям первой и второй групп в качестве главного прочностного показателя материала устанавливается его сопротивление, которое может принимать нормативное и расчетное значения. Нормативные и расчетные значения устанавливаются не только для сопротивления материалов, но и для нагрузок, учитывая изменчивость их величин или невозможность их определения с абсолютной точностью.
Nn - нормативная нагрузка рассчитывается по проектным размерам конструкций или принимается в соответствии с главой СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»; N – расчетная нагрузка, определяемая по формуле
N = Nn · γf,
где γf - коэффициент надежности по нагрузкам , который учитывает возможные отклонения нагрузок в неблагоприятную (большую или меньшую) сторону их нормативных значений.
Вследствие того, что наступление предельных состояний, относящихся ко второй группе, не связано с потерей несущей способности конструкций или здания в целом, нагрузки сопротивления материалов, а также сопротивления грунтов, которые используются в расчетах по этой группе, принимаются численно равными нормативным значениям.
Конструирование несущих элементов зданий, выполняемых из железобетона, стали и дерева имеет целью создание сооружения и строительных конструкций, достаточно прочных, жестких и надежных, отвечающих требованиям унификации, индустриальности их изготовления и монтажа при минимальных трудозатратах и стоимости. Это достигается не только наиболее целесообразным подбором сечений таких элементов, их армирования, но и узлов опирания, сопряжения с примыкающими конструкциями, обеспечивающими наибольшее сходство с выбранной расчетной схемой объекта.
Особенности проектируемого здания, его объемно-планировочного конструктивного решения, строительной системы обусловливают необходимость расчета и конструирования наиболее характерных элементов несущего остова (каркаса) и их сопряжений, ответственных за надежность здания, Такими элементами могут быть фундаменты, балки, стропильные и подстропильные фермы, плиты перекрытий и покрытий, настилы, колонны, стены, простенки, а также узлы опирания, служащие для передачи нагрузок на поддерживающие элементы. Особое внимание должно быть уделено армированию центрально и внецентренно нагруженных железобетонных конструкций и разработке сварных соединений стальных элементов, работающих в сложных условиях эксплуатации.
Выбор конструкций для расчета и конструирования производится студентом при участии консультанта по данному разделу.
Содержание графической части раздела
Графическая часть раздела должна содержать 2 листа в формате А1.
На первом листе представляются материалы конструирования одной – двух основных конструкций несущего остова (каркаса) здания. На этом же листе показываются узлы опирания колонн или стен здания на фундаменты.
На втором листе представляются материалы конструирования узлов сопряжений строительных элементов, влияющие на прочность, пространственную жесткость и устойчивость здания. Приводятся также необходимые фрагменты несущих конструкций, не показанные на первом листе.
.