В России было возведено много деревянных мостов больших пролетов с подкосной, балочной и арочной системами пролетных строений.

Г. Карлсена, Ю. М. Иванова, А. И. Отрешко, В. В. Большакова, А. Б. Губенко, М. Е. Кагана, В. Ф. Иванова и других советских ученых. Однако, несмотря на относительно высокую прочность, легкую обрабатываемость, малую массу и другие положительные качества деревянных конструкций, их применение ограничено из-за необходимости экономии древесины — ценного сырья для других отраслей народного хозяйства.

Чугунная арка пролетом 30 м применена в перекрытии Александрийского театра в Петербурге. В 1850-х гг. в Петербурге был построен Николаевский мост с' восемью арочными пролетами от 33 до 47 м, являющийся самым крупным чугунным мостом мира.

В России железобетон начали применять с 1886 г. Практическое применение железобетонных конструкций в строительстве приходится на конец XIX — начало XX вв. Созданию первых теоретических основ железобетона и его практическому внедрению способствовали работы многих ученых: Конси-дера и Ф.

Фрейсине. Значительным этапом в развитии теории железобетона (1931 г.) было предложение А. Ф. Лолейта отказаться от господствовавшей теории «упругого» железобетона и перейти к расчету по стадии разрушения. Еще в дореволюционный период русские инженеры предлагали пересмотреть эту теорию.

С тех пор она непрерывно развивается. Так, в 1954 г. сборных железобетонных конструкций и изделий было изготовлено 3,1 млн. м3, 1975 г.— 114, 1980 г.— 121, 1982 г. — 123 млн. м3. В настоящее время железобетонные конструкции занимают ведущее место в строительстве.

С. И. Белзец-кого по устойчивости грунтов. Огромную роль в исследовании механики грунтов и фундамен-тостроения сыграли работы Н. М. Герсеванова, Н. А. . Цытовича, Н. П. Пузыревского, Ю. М. Абелева, М. И. Горбунова-Посадова, В. Г. Березанцева, Г. К. Клейна, И.

Этим требованиям строительные конструкции должны удовлетворять на стадиях проектирования, изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации. На всех этих стадиях технические решения должны быть экономичными, что достигается правильным выбором строительных материалов и наиболее полным использованием их прочности, рациональными конструктивным и решениями, соблюдением требований «Технических правил по экономному расходованию основных строительных материалов».

Экономичность конструкции зависит от расходов на ее изготовление, трудовых затрат на заводах и на строительной площадке, затрат транспортных средств для перевозки составляющих ее материалов и изделий. Большое значение для экономичности конструкций и эффективности их применения в строительстве зданий имеет индустриальность изготовления и монтажа.

Конструкции должны быть рассчитаны на силовые воздействия, под которыми понимаются воздействия внешних нагрузок, от смешения опор, изменения температуры, усадки и других природных явлений. Рациональная область применения строительных конструкций из разных материалов Определение рациональной области применения строительных конструкций из разных материалов и выбор их производят на основе анализа технико-экономических показателей с учетом наличия соответствующей производственной базы и материальных ресурсов у строительных организаций.

Металлические конструкции применяются в зданиях и сооружениях многих типов, особенно при значительных пролетах, высотах и нагрузках. Потребность в металлических конструкциях чрезвычайно велика и непрерывно возрастает. Базой для удовлетворения этой потребности является объем производимой в стране стали (в 1982 г.

С разрешения Госстроя СССР стальные конструкции применяют в каркасах высотных многоэтажных гражданских и промышленных зданий. Для снижения массы металлических конструкций, особенно при больших пролетах (свыше 60 м) и при строительстве в сейсмических районах их изготовляют из алюминиевых сплавов.

Сборные железобетонные конструкции рациональны в массовом жилищном и гражданском строительстве, в строительстве многоэтажных производственных зданий. Наряду со сборными монолитные и сборно-монолитные железобетонные конструкции целесообразны в зданиях и сооружениях, возводимых в районах с теплым климатом и в сейсмических районах, на просадочных грунтах и территориях, подрабатываемых горными работами, в фундаментах и искусственных основаниях зданий (в том числе буронабивных сваях), подземных сооружениях, при строительстве емкостей, дымовых труб, плотин и т.

Деревянные конструкции дешевы и просты в изготовлении, но недолговечны, так как подвержены гниению и возгоранию, поэтому их применяют для производственных зданий в сельской местности и в лесных районах. Деревянные конструкции эффективны для сборно-раз-борных зданий, используемых при строительных работах на вновь осваиваемых территориях, разведочных горногеологических работах и т.

Строительные конструкции и основания рассчитывают на нагрузки и воздействия (смещение опор, изменение температуры и др.) по методу предельных состояний, который применяется в Советском Союзе с 1 января 1955 г. в качестве основного метода расчета. Под предельным понимают такое состояние конструкции, после достижения которого конструкция (основание, здание или сооружение) перестает удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям производства работ.

К предельным состояниям первой группы относятся: общая потеря устойчивости формы; потеря устойчивости положения; разрушение любого характера; переход в изменяемую систему; качественное изменение конфигурации, а также состояния, при которых возникает необходимость прекращения эксплуатации в результате текучести материала, сдвига в соединениях, ползучести или чрезмерного раскрытия трещин.

Этот стандарт был принят в качестве Государственного стандарта СССР. В соответствии с утвержденной Госстандартом программой внедрения в СССР СТ СЭВ 1052-78 на основе анализа используемых в нормативных документах по строительству единиц и величин, расчетных формул, терминов и обозначений был разработан «Перечень единиц, подлежащих применению в строительстве» (СН 528-80).

К дополнительным относятся: радиан (рад) — единица плоского угла; стерадиан (ср) — единица телесного угла. Производные единицы Международной системы обра< зуются из основных и дополнительных единиц с помощью определяющих уравнений: ньютон (Н) — единица силы; паскаль (Па) — единица давления и т.

Она не зависит от ускорения свободного падения. Масса выражается в килограммах (граммах, миллиграммах, тоннах и т. д.). В качестве характеристики материалов, изделий и конструкций в стандартах, в спецификациях и на чертежах приводится их масса. В заданиях на проектирование строительных конструкций следует указывать массу оборудования, а не его вес.

В качестве характеристики материала или вещества должна приводиться плотность — величина постоянная для данного материала или вещества. Например, следует говорить о плотности стали 7850 кг/м3, а не о ее удельном весе. 4. Удельный вес — это отношение веса тела к объему и, следовательно, он зависит от ускорения свободного падения.

д., применяют следующие термины (в Н/м3, кН/м3, МН/м3): удельный вес грунта (заменяет применявшийся при расчете термин «объемный вес грунта») — отношение веса грунта (включая вес воды в его порах) к занимаемому этим грунтом объему, включая поры; удельный вес сухого грунта — отношение веса сухого грунта ко всему занимаемому этим грунтом объему; удельный вес частиц грунта — отношение веса сухого грунта к объему твердой части этого грунта.

Установленные нормами наибольшие величины внешних нагрузок и воздействий, позволяющие нормально эксплуатировать здания или сооружения, называются нормативными нагрузками и воздействиями. Опасность превышения, а в отдельных случаях уменьшения нагрузок и воздействий по сравнению с нормативными значениями вследствие изменчивости нагрузок учитываются введением к нормативным нагрузкам множителя—коэффициента надежности по нагрузке у/.

Кратковременными называют нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (кранов, тельферов и т. п.); от оборудования, возникающие в пускоос-тановочном, переходном и испытательном режимах; вес людей, мебели, деталей, ремонтных материалов и переносного оборудования; нагрузки, возникающие при транспортировании и монтаже строительных конструкций, монтаже и перестановке оборудования; нагрузки от веса временно складируемых на строительстве изделий и материалов и т.

Особые сочетания составляют в соответствии с нормами проектирования в сейсмических районах и со специальными указаниями. При учете особых сочетаний расчетные кратковременные нагрузки или соответствующие им усилия угйножают на пс = 0,8. Порядок учета в особых сочетаниях взрывных воздействий, динамических нагрузок, воздействий неравномерных деформаций оснований устанавливается нормативными документами, утвержденными Госстроем СССР.

Временные нагрузки на перекрытия. Нормативные нагрузки от веса оборудования (в том числе трубопроводов) определяют по стандартам, каталогам или рабочим чертежам. Коэффициенты надежности по нагрузке у; для нагрузок от веса оборудования приведены в табл.

Этим коэффициентом учитывают действие динамических нагрузок, т. е. таких, величина, направление или положения которых изменяются во времени. Вертикальные нагрузки при расчете балок крановых путей должны учитываться от двух наиболее неблагоприятных по воздействию мостовых или подвесных кранов.

Нормативные и расчетные сопротивления материалов Установленное нормами предельное значение напряжений в материале называют его нормативным сопротивлением RH, Па. Нормативное сопротивление является основной характеристикой сопротивления материалов силовым воздействиям.

Численные значения коэффициентов yi установлены нормами проектирования конструкций и оснований в зависимости от свойств материалов и грунтов. Температуру, влажность и агрессивность среды, длительность воздействия, многократную повторяемость, особенности технологии изготовления конструкций и дру-i и с факторы, не учитываемые непосредственно в расчетах и не нашедшие отражения при установлении расчетных характеристик, но способные повлиять на несущую способность или деформативность конструкций, учитывают коэффициентами условий работы ys- Численные значения коэффициентов ys устанавливают соответствующими нормативными документами по проектированию конструкций и оснований на базе экспериментальных и теоретических данных о действительной работе материалов, конструкций и оснований в условиях мксплуатации и производства работ.

Если условие (2.4) соблюдено, прочность конструкции будет обеспечена.

Это выражается в том, что нагрузки вводятся без коэффициентов надежности по нагрузке, за исключением расчета по образованию трещин. Кроме того, механические характеристики материалов принимаются повышенными — равными расчетным сопротивлениям для предельных состояний второй группы.

Вопросы для самопроверки 1. Назовите цифры экономии удельного расхода цемента, металлопроката и лесоматериалов в XI пятилетке. 2. Перечислите этапы развития строительных конструкций. 3. Основные требования, предъявляемые к строительным конструкциям. 4.

Конструкция, наилучшим образом удовлетворяющая этим принципам, будет оптимальной. 2. Типовые проекты предназначены для многократного применения. Они разрабатываются лучшими проектными организациями страны (ЦНИИПСК и др.) на основе самых последних достижений строительной науки.

На основе чертежей КМ завод-изготовитель разрабатывает деталировочные чертежи КМД с учетом имеющегося на заводе оборудования (станки, поточные линии, сварочное оборудование и т.д.). 4. Достоинства и недостатки МК. При сопоставлении с конструкциями из камня, железобетона и дерева выявляются следующие достоинства МК: а) наибольшая легкость (МК в среднем в 4 раза легче железобетонных конструкций и чаще всего легче деревянных конструкций); б) наилучшая транспортабельность; в) наибольшая скорость монтажа, благодаря простоте соединений при помощи сварки или болтов; только деревянные конструкций иногда могут обеспечить меньшие сроки возведения; г) наибольшая индустриальность изготовления (т.

МК разрешается использовать лишь в случаях, когда замена их конструкциями из других материалов вызовет существенный экономический ущерб. МК применяют главным образом для сооружений с большими высотой, пролетами и нагрузками (подробнее см. § 2 гл. 1). 6.

Чаще будут применяться разнообразные смешанные конструкции (§ 1 гл. 23). Во много раз возрастут размеры монтажных элементов — уже сейчас применяются вертолеты, выдвигаются мнения о рациональности перевозки и установки крупных конструкций целиком с помощью дирижаблей.

Стоимость монтажа резко сокращается с ростом его скорости. Последняя увеличивается при сокращении числа элементов, из которых собирается сооружение (т. е. при укрупнении монтажных марок), и при упрощении соединений.

Для каждого из вариантов определяются технико-экономические показатели. Сопоставление показателей выявляет оптимальное решение, которое принимается для окончательной разработки. Не следует думать, что метод сравнения вариантов применяется только в начале проектирования для выявления наилучшего замысла сооружения.

По приведенной стоимости сравниваются конструкции из различных материалов с неодинаковой степенью капитальности, резко различные по эксплуатационным расходам и по продолжительности возведения. . Для металлических сооружений основным показателем является собственная масса МК.

Велика стоимость защитных мероприятий: окраска Эйфелевой башни уже дороже первоначальной ее стоимости. Потери от коррозии увеличились за последние годы из-за: а) роста металлофонда (т.е. общей массы имеющихся в стране МК, машин, трубопроводов и т.д.); б) увеличения загрязненности атмосферы, почвы, природной воды.

Коррозионные разрушения могут быть разными. Наименее опасна сплошная коррозия. Точечная коррозия и язвенная (возникают при контактной и подземной коррозии) более опасны, особенно для тонкостенных конструкций (трубопроводов, емкостей и т. п.), так как могут быстро привести к сквозному разрушению.

Атмосферная коррозия происходит под воздействием влаги, попадающей на поверхность металла при дожде или в результате конденсации из воздуха. Коррозионная агрессивность атмосферы зависит от ее влажности и загрязненности. По степени воздействия на конструкции различают: а) неагрессивную: б) слабо-агрессивную; в) среднеагрессивную и сильноагрессив-пую среды (СНиП И-28-73).

На воздухе поверхность чистого алюминия и сплавов АМг и АМц покрывается тончайшей (невидимой) плотной пленкой окислов, которая хорошо защищает металл в чистом сухом и влажном воздухе и в водных кислых растворах (но разрушается в щелочных средах). При тяжелых условиях эксплуатации эту пленку искусственно утолщают химическим способом (оксидированием) или электрохимическим путем (анодированием или анодным оксидированием).

В машиностроении (но не в строительстве) применяются нержавеющие стали. 10. Атмосферостойкие стали в СССР применяются четырех марок: 10ХНДП, 10ХДП, 10ХСНД, 15ХСНД (ЦНИИПСК совместно с Минчерметом разработаны и другие марки). Это слаболегированные стали, содержащие медь, хром, никель, фосфор и др.

Эти стали эффективны также для окрашиваемых МК, эксплуатируемых в закрытых помещениях с повышенной влажностью, а также в средне- и сильноагрессивной атмосфере, поскольку срок службы лакокрасочных покрытий на них в 1,5—2,5 раза больше, чем на углеродистых сталях.

рис. 6.9), поэтому высокопрочные болты, сильно обжимающие пакет, предпочтительнее заклепок и обычных болтов; ж) легкие ограждающие конструкции отапливаемых зданий необходимо проектировать так, чтобы была исключена возможность образования конденсата на внутренних поверхностях стен и покрытий; з) при применении конструкций из разнородных металлов и при привязке технологического оборудования для предотвращения контактной коррозии должны предусматриваться лакокрасочные покрытия в местах контакта или прокладки из полимеров (табл.

Достоинства и недостатки МК, область их применения. 3. Компоненты стоимости МК и пути ее снижения. Что такое типовые конструкции? 4. Оптимальная конструктивная форма. Метод сравнения вариантов. 5. Назовите стадии проектирования. Когда выполняется одностадийное проектирование? Что такое чертежи КМ и КМД? 6.

Так разрушается стекло. Но, как показала практика, в некоторых условиях даже очень пластичная сталь способна к хрупкому разрушению. В наблюдавшихся случаях хрупкого разрушения стальных резервуаров, мостов и стропильных ферм трещины возникали мгновенно, обычно сопровождались звуком, подобным выстрелу, и, как правило, происходили при понижении температуры.

Если материал подвергается растяжению или сжатию по двум или трем направлениям (рис. 4.2, б в), говорят, что он находится в условиях сложного напряженного состояния. Опыты показали, что при этом повышается хрупкость материала. В клепавых сооружениях объемные напряжения возникают редко.

Химический состав стали и способ ее разливки существенно влияют на хрупкость стали. С увеличением содержания серы, фосфора, углерода и кремния повышается склонность стали к образованию трещин и внезапному разрушению. Так называемая «кипящая» сталь (см.

Характеризуется она пределом выносливости. Пределом выносливости Ствб называется наибольшее напряжение, при котором материал выдерживает без разрушения заданное число циклов (например, 2 млн. циклов) нагрузки. Расчет на выносливость выполняется согласно указаниям п.