по дисциплине «Строительные конструкции»
Теоретические вопросы
1. Перечислите виды строительных конструкций. Укажите требования, предъявляемые к ним на стадиях проектирования, изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации. Дайте определения понятиям «унификация» и «стандартизация» в строительстве.
2. Дайте определение понятию «предельное состояние конструкции». Укажите цели расчета строительных конструкций по первой и второй группам предельных состояний. Укажите цели расчета оснований по первой и второй группам предельных состояний. Приведите примеры.
3. Приведите классификацию нагрузок и воздействий, действующих на конструктивные элементы и основания. Дайте определения понятию «грузовая площадь». Приведите примеры определения грузовой площади основных конструктивных элементов здания: плит перекрытия, балок, колонн, ленточных и столбчатых фундаментов.
4. Охарактеризуйте область применения металлических конструкций в современном строительстве. Перечислите преимущества и недостатки металлоконструкций. Укажите способы повышения долговечности металлоконструкций, перспективы дальнейшего развития металлических конструкций в строительстве.
5. Охарактеризуйте механические свойства стали: прочность, упругость, пластичность. Изобразите диаграмму зависимости между напряжениями и относительными удлинениями центрально-растянутого элемента. Дайте определения понятиям: «предел пропорциональности», «предел упругости», «предел текучести», «предел прочности».
6. Укажите особенности расчета центрально-растянутых элементов металлических конструкций: определение центрально-растянутого элемента, схема работы, область применения, расчет на прочность. Дайте понятие о гибкости центрально-растянутого элемента, укажите причины ее ограничения.
7. Укажите особенности расчета центрально-сжатых стальных элементов: определение центрально-сжатого элемента, схема работы, область применения, расчет на прочность и устойчивость. Дайте понятие о расчетной длине сжатых элементов, коэффициенте продольного изгиба, понятие о гибкости, предельной гибкости.
8. Укажите особенности расчета изгибаемых стальных элементов: область их применения, расчетные схемы конструкций, эпюры усилий, расчет на прочность, расчет по 2-й группе предельных состояний.
9. Укажите достоинства и недостатки соединений на сварке, виды сварных соединений, типы сварных швов. Приведите формулы расчета стыковых и угловых швов.
10. Перечислите виды каменных и армокаменных конструкций и материалы, применяемые для их возведения, укажите требования к ним.
11. Укажите особенности расчета центрально-сжатых каменных элементов: область применения, расчет на прочность и устойчивость.
12. Укажите особенности расчета армированной каменной кладки. Изобразите виды каменной кладки с сетчатым, продольным и комплексным армированием. Приведите формулы расчета центрально-сжатой каменной кладки с сетчатым армированием.
13. Перечислите виды деревянных строительных конструкций. Укажите достоинства и недостатки материалов из древесины, способы повышения их долговечности. Перечислите основные прочностные характеристики древесины, коэффициенты условий работы. Укажите значения модуля упругости древесины вдоль и поперек волокон.
14. Укажите особенности расчета элементов конструкций из дерева: схема работы, область применения и расчетные формулы центрально-растянутых, центрально-сжатых, изгибаемых элементов.
15. Опишите область применения врубок, изобразите варианты их конструктивных решений. Изобразите схему расчета лобовой врубки с одним зубом, укажите площадки смятия и скалывания. Приведите формулу расчета лобовой врубки на смятие под углом к волокнам.
16. Опишите область применения соединений на цилиндрических нагелях и гвоздях. Укажите характер работы и разрушения нагельных соединений, их типы. Приведите формулу расчета нагельного соединения на прочность, укажите особенности их конструирования.
17. Охарактеризуйте бетон как материал для железобетона: опишите структуру, дайте понятие о кубковой прочности, классе по прочности на сжатие, растяжение, марках по морозостойкости, водонепроницаемости, самонапряжению.
18. Укажите условия совместной работы арматуры и бетона. Дайте понятия об усадке и ползучести железобетона, влиянии температуры на железобетон. Укажите причины коррозии бетона и перечислите меры защиты от неё.
19. Укажите область применения и виды железобетонных изгибаемых элементов. Опишите стадии напряженно-деформированного состояния при изгибе. Укажите предпосылки для расчета прямоугольных сечений по нормальным напряжениям.
20. Укажите особенности расчета железобетонных элементов прямоугольного сечения с одиночным армированием: схема усилий, эпюра напряжений в сечении, основные уравнения равновесия внешних и внутренних усилий, коэффициенты и проценты армирования.
21. Укажите особенности расчета железобетонных элементов прямоугольного сечения с двойной арматурой: схема усилий, эпюра напряжений в сечении, основные уравнения равновесия внешних и внутренних усилий, коэффициенты и процент армирования.
22. Укажите особенности расчета железобетонных тавровых сечений: схема усилий и эпюра напряжений в поперечном сечении, расчетная ширина свесов полки, два случая расчета, расчетные формулы.
23. Укажите область применения и виды железобетонных сжатых элементов. Изобразите сечение сжатого элемента с расчетным эксцентриситетом, укажите усилия. Укажите формулы для проверки прочности сжатых элементов со случайным эксцентриситетом. Дайте понятие о минимальном и максимальном проценте армирования колонн.
24. Дайте определение и укажите область применения предварительного напряжения железобетонных конструкций. Приведите примеры преднапряженных железобетонных конструкций, укажите их достоинства и недостатки. Опишите способы создания предварительного напряжения; основные принципы конструирования.
25. Укажите последовательность проектирования сборных железобетонных перекрытий: виды строительных конструкций, компоновку конструктивной схемы, определение расчетных пролетов панелей, особенности расчета и конструирования.
26. Укажите последовательность проектирования монолитных железобетонных перекрытий с балочными плитами и плитами, опертыми по контуру: компоновку конструктивной схемы, особенности расчета и армирования.
27. Дайте определение естественным и искусственным основаниям и фундаментам, укажите требования, предъявляемые к ним. Приведите классификацию грунтов.
28. Приведите методику сбора нагрузок на столбчатый железобетонный фундамент, определение размеров и формы подошвы столбчатых фундаментов. Укажите наиболее опасные сечения, элементы армирования и конструктивные требования.
29. Приведите методику сбора нагрузок на ленточный фундамент, укажите последовательность расчета железобетонных сборных ленточных фундаментов под несущие стены, укажите армирование и конструктивные требования.
30. Опишите конструктивное решение свайного фундамента. Укажите область их применения. Приведите классификацию свай по характеру работы, материалу, форме поперечного сечения, методу изготовления и способу погружения.
Задачи
1. Выполнить сбор нормативных и расчетных нагрузок на 1 м2 покрытия следующего состава:
- гидроизоляция из унифлекса t = 10 мм, ρ = 1800 кг/м3;
- цементно-песчаная стяжка t = 20 мм, ρ = 2000 кг/м3;
- утеплитель из пенобетонных плит t = 150 мм, ρ = 600 кг/м3;
- пароизоляция из 1 слоя унифлекса t = 3 мм, ρ = 1800 кг/м3;
- железобетонная ребристая плита приведенного сечения t = 90 мм, ρ = 2500 кг/м3.
Район строительства – г. Гомель.
Изобразить узел, указать состав покрытия. Сбор нагрузок выполнить в табличной форме по образцу:
| Вид нагрузки и ее расчет | Нормативная нагрузка, кН/м2 | γf | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
2. Выполнить сбор нормативных и расчетных нагрузок на 1 м2 перекрытия квартиры жилого здания следующего состава:
- плитка керамическая t = 10 мм, ρ = 2000 кг/м3;
- цементно-песчаная стяжка t = 40 мм, ρ = 1800 кг/м3;
- слой гидроизола на битумной мастике t = 4 мм, ρ = 2000 кг/м3;
- засыпка из керамзитового гравия t = 160 мм, ρ = 300 кг/м3;
- железобетонная многопустотная плита приведенного сечения t = 140 мм, ρ = 2500 кг/м3.
Изобразить узел, указать состав перекрытия. Сбор нагрузок выполнить в табличной форме по образцу:
| Вид нагрузки и ее расчет | Нормативная нагрузка, кН/м2 | γf | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
3. Определить несущую способность Nd из условия прочности центрально-сжатой стойки из бруса сечением 200х250 мм, без ослаблений, выполненной из сосны 2 сорта. Продольная сила приложена по концам элемента. Условия закрепления – один конец свободен, другой – защемлен. Высота стойки 2,6 м.
Указать расчетную схему элемента.
4. Проверить прочность изгибаемой деревянной балки сечением bxh = 175х250 мм из сосны 1 сорта, если расчетная нагрузка составила q = 2,4 кН/м. Расчетный пролет балки l = 4,2 м.
Указать расчетную схему элемента, эпюры расчетных усилий.
5. Проверить прочность центрально-растянутой деревянной подвески сечением bxh = 100х130 мм, ослабленной отверстием для болтов d = 16 мм. Расчетная растягивающая сила Nd = 100 кН. Подвеска изготовлена из сосны 2 сорта.
6. Подобрать сечение главной балки перекрытия из условий прочности, выполненной из прокатного двутавра при следующих данных:
- сталь марки С255;
- коэффициент условий работы γс = 0,9;
- расчетный пролет l = 6 м;
- расчетная нагрузка q = 30,5 кН/м;
- нормативная нагрузка qn = 27,8 кН/м.
Проверить прочность и прогиб подобранного сечения. Изобразить расчетную схему элемента, эпюры расчетных усилий.
7. Проверить прочность и прогиб прокатной балки рабочей площадки из двутавра №20 стали марки С275. Нормативная нагрузка qn = 5 кН/м, расчетная нагрузка q = 9,5 кН/м, расчетный пролет l = 6,6 м, коэффициент условий работы γс = 0,9. Изобразить расчетную схему элемента, эпюры расчетных усилий.
8. Определить, какую нормативную и расчетную нагрузку выдержит прогон покрытия промышленного здания из прокатного двутавра №27 стали марки С345. Расчетный пролет l = 6,8 м, коэффициент условий работы γс = 1,1. Изобразить расчетную схему элемента, эпюры расчетных усилий.
9. Определить несущую способность N из условий прочности и устойчивости центрально-сжатого элемента стропильной фермы, изготовленного из швеллера №24 стали марки С245. Коэффициент условий работы γс = 0,9, высота элемента Н = 2,6 м. Закрепления концов элемента – шарнирные. Изобразить расчетную схему элемента.
10. Проверить прочность сварного соединения встык листов шириной b = 500 мм, толщиной t1 = 10 мм, t2 = 6 мм при действии расчетного осевого усилия растяжения N = 600 кН. Материал – листовая сталь марки С275, коэффициент условий работы γс = 0,95. Сварка ручная с физическим контролем качества шва.
11. Проверить прочность и устойчивость центрально-сжатого элемента стропильной фермы, выполненного из двутавра №12 стали марки С245, если коэффициент условий работы γс = 0,9, высота элемента Н = 1,97 м, расчетное усилие N = 240 кН. Закрепление концов элемента: сверху – шарнирное, снизу – жесткое.
Изобразить расчетную схему элемента.
12. Определить несущую способность N центрально-нагруженного столба сечением 51х51 см, выполненного из полнотелого силикатного кирпича марки М75 на растворе марки М50. Условия закрепления: верхний конец элемента свободен, нижний – жестко защемлен. Высота столба Н = 2,55 м.
Изобразить расчетную схему элемента.
13. Проверить прочность центрально-нагруженного столба сечением 51х64 см, высотой Н = 5,1 м.
Столб выполнен из пустотелого силикатного камня марки М125, раствор марки М50. Расчетное усилие N = 300 кН. Условия закрепления: оба конца – шарнирные. Изобразить расчетную схему элемента.
14. Определить требуемую марку камня силикатного пустотелого и марку раствора для центрально-сжатого столба двухпролетного промышленного здания.
Расчетная схема – упругая верхняя опора и жесткое защемление в нижней опоре.
Размеры сечения столба bxh=0,51х0,51 м, высота элемента Н=4,08 м.
На столб действует расчетная продольная сила N=420 кН.
Изобразить расчетную схему элемента.
15. Определить продольную растянутую арматуру железобетонной балки прямоугольного сечения с одинарным армированием, если максимальный изгибающий момент Мsd = 60 кН·м, размеры сечения bxh = 0,15х0,30 м, величина с = 3,5 см. Балка выполнена из бетона класса С16/20 (коэффициент α = 0,85), класс арматуры S400. Коэффициент безопасности по бетону gс = 1,5.
Изобразить поперечное сечение элемента, указать размеры и армирование.
16. Определить предельный изгибающий момент Мsd прямоугольного сечения с одинарным армированием, если размеры сечения bxh = 0,20х0,35 м, величина с = 3,5 см. Балка армирована двумя стержнями Æ 20 мм, выполнена из бетона класса С25/30 (коэффициент α = 0,85), класс арматуры S400. Коэффициент безопасности по бетону gс = 1,5. Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона ξlim=0,572.
Изобразить поперечное сечение элемента, указать размеры и армирование.
17. Определить продольную сжатую и растянутую арматуру железобетонной балки прямоугольного сечения с двойным армированием, если максимальный изгибающий момент Мsd = 80 кН·м, размеры сечения bxh = 0,25х0,35 м, величина с=с' = 3 см. Балка выполнена из бетона класса С16/20 (коэффициент α = 0,85), класс арматуры S400. Коэффициент безопасности по бетону gс = 1,5.
Изобразить поперечное сечение элемента, указать размеры и армирование.
18. Проверить несущую способность железобетонной балки с одиночным армированием сечением bxh=15х30 см, с = 3,5 см. Расчетный изгибающий момент Msd = 56 кН, класс бетона С20/25, класс арматуры S400. Сечение армировано 2 стержнями Æ12 мм. Коэффициент безопасности по бетону gс = 1,5.
Изобразить поперечное сечение элемента, указать размеры и армирование.
19. Подобрать продольную и поперечную арматуружелезобетонной колонны сечением 400х400 мм, если расчетная нагрузка составит N = 1800 кН. Колонна выполнена из бетона класса С20/25 (коэффициент α = 0,85), класс арматуры S400. Коэффициент продольного изгиба φ=0,9, коэффициент η=1. Коэффициент безопасности по бетону gс = 1,5.
Изобразить поперечное сечение элемента, указать размеры и армирование.
20. Проверить среднее давление на грунт под подошвой ленточного фундамента шириной b = 1,2 м жилого здания, если нагрузка на фундамент составит Nn = 120 кН, глубина заложения фундамента d = 1,4 м., расчетное сопротивление грунта R=250 кПа, средний вес материала фундамента и грунта на его уступах γср=20 кН/м3.
Изобразить расчетную схему ленточного фундамента здания без подвала, указать основные размеры и расчетные усилия.
Литература,
