Строительные конструкции

Учебное пособие является частью общего пособия по визуальному обследованию и оценке технического состояния зданий. В пособии содержатся общие сведения о наиболее часто встречающихся дефектах строительных конструкций зданий и сооружений. Приведены наглядные примеры (рисунки-фиксации) упомянутых дефектов.

Изложены основы метода конечных элементов для расчета элементов конструкций, применяемых при трубопроводной транспортировке нефти и газа. Приведены методы моделирования нагруженных твердых тел в программном комплексе ANSYS. Отдельно рассмотрены способы исследования напряженно-деформированного состояния надземных трубопроводов, вертикальных стальных резервуаров, шаровых резервуаров. Кратко представлены некоторые основы теории колебаний и метод модального анализа (определение собственных частот и форм (мод) собственных колебаний).

Посвящено проблеме повышения уровня взаимопонимания между архитекторами и инженерами-конструкторами, строителями в их совместной профессиональной деятельности. Дает возможность архитекторам расширить свои представления о работе конструкций, их функциональных и эстетических свойствах, законах их построения, о достижениях и тенденциях в развитии строительной науки, информационных и компьютерных технологий, а инженерам-конструкторам получить систематизированные сведения об азах архитектуры и выдающихся произведениях зодчества, истории развития архитектуры, ее проблемах, философских аспектах архитектуры, как вида искусства.

В монографии преподавателей МГСУ рассматриваются физико-механические и акустические свойства пористо-волокнистых материалов в ограждающих конструкциях с целью создания комфортного климата в помещениях жилых и общественных зданий. Авторами предложены методы расчета звукоизоляции ограждающих конструкций с применением данных материалов для изоляции воздушного и ударного шума. В монографии представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований звукоизоляции ударного и воздушного шума, представлены результаты исследований акустических свойств ограждающих конструкций данных с применением указанных материалов. Один из авторов настоящего труда И.П. Салтыков удостоен за достигнутые результаты премии Правительства РФ.

Создание комфортного акустического климата внутренней среды обитания человека, чему посвящена настоящая работа, имеет большое практическое значение. Важной задачей современного строительства гражданских зданий является разработка ограждающих конструкций, обладающих высокими эксплуатационными качествами, в том числе необходимой звукоизоляцией. В работе представлены: методы и результаты комплексных исследований физико-механических характеристик материалов, определяющих их акустическую эффективность; практические методы расчета изоляции ударного шума междуэтажных перекрытий с полами из рулонных материалов.

Представлены результаты исследований в области статического расчета тонкостенных и трехмерных конструкций сложной формы. Предложены методы построения аппроксимирующих функций с конечными носителями для двухмерных и трехмерных подобластей, которые позволяют производить расчеты тонких оболочек и трехмерных тел сложной формы.

В учебном пособии рассмотрены виды, механизмы, факторы коррозионных процессов различных классов строительных материалов и конструкций, а также основные способы защиты от коррозионного разрушения металлических, каменных (природных и искусственных), деревянных, полимерных и полимерсодержащих строительных изделий и конструкций.

В учебном пособии рассмотрены основные требования, предъявляемые к выполнению расчетов строительных конструкций, особенности конечно-элементного моделирования и составления расчетных схем в программных комплексах.

Методические указания могут быть использованы при изучении дисциплины «деревянные конструкции» и в ходе дипломного проектирования. Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство» очной и очно-заочной форм обучения.

В монографии представлены материалы анализа определения технического состояния железобетонных порталов и стоек открытого распределительного устройства 110 кВ, как визуальными, так и инструментальными методами обследования. Осуществлена выработка предложений и рекомендаций по восстановлению рабочих параметров железобетонных порталов и стоек открытого распределительного устройства подстанции при их ремонте и реконструкции.

Особое внимание в книге уделено гибким конструкциям, чувствительным к воздействию ветра. Предложены алгоритмы критериев возникновения известных явлений аэроупругой неустойчивости — вихревого возбуждения, галопирования, срывного и изгибно-крутильного флаттера, дивергенции, параметрических резонансов. Наряду с этим в удобной для инженеров форме представлены условия обеспечения аэроупругой устойчивости гибких конструкций. Обсуждаются области рационального применения вычислительных (компьютерных) и физических методов аэродинамических экспериментальных исследований, в том числе натурных испытаний сооружений. Рассмотрены ожидаемые вызовы природы, которые недостаточно изучены и могут отразиться на надёжности зданий, сооружений и конструкций.

В учебно-методическом пособии рассмотрены наиболее характерные задачи расчета стержневых систем на наиболее часто встречающиеся динамические воздействия и устойчивость. Приведены подробные примеры расчета с необходимыми пояснениями, которым предшествует краткое изложение теоретических основ расчетов.

В методических указаниях приведены способы расчёта типовых вариантов конструкций, необходимых для осуществления любой конструкторской деятельности.

Настоящее учебно-методическое пособие посвящено практическим вопросам проектирования многоэтажных полносборных каркасно-панельных зданий общественного назначения из типовых железобетонных конструкций унифицированного каркаса серии 1.020-1.

Цель пособия — помощь в подготовке к практическим занятиям по дисциплинам «Спецкурс по проектированию железобетонных конструкций» и «Конструирование несущих железобетонных систем», а также при выполнении курсового проекта по теме «Статический расчет монолитной железобетонной несущей системы гражданского высотного здания в целом и отдельных конструктивных элементов».

Во второй части книги дана дополнительная информация по определению пластических моментов сопротивления сечений элементов, выполнен анализ методик расчета элементов на устойчивость, рассмотрена теория определения секториальных характеристик сечений элементов и вычисления нормальных и касательных напряжений при стесненном кручении. Приведены примеры расчета при стесненном кручении элементов различного поперечного сечения и составных подкрановых конструкций. Рассмотрен расчет подкрановой балки, включая расчет ее прочности с учетом бимоментов и изгибно-крутящих моментов. Приведены сведения о программе «Тонус» и справочные данные для определения секториальных характеристик поперечных сечений элементов, бимоментов и изгибно-крутящих моментов, включая данные для вычисления гиперболических функций.

В учебно-методическом пособии показаны основные конструктивные схемы металлических каркасов многоэтажных зданий. Рассмотрены различные виды компоновки стержневой системы каркаса. Дана характеристика конструктивным элементам каркаса. Приведены различные варианты узловых сопряжений элементов металлического каркаса многоэтажного здания друг с другом. Продемонстрированы различные конструктивные решения междуэтажных перекрытий. Перечислены действующие на многоэтажные здания нагрузки и акцентирована ведущая роль ветровой нагрузки. Показано определение величин различных видов действующих нагрузок на многоэтажный каркас в соответствии с СП 20.13330.2016. Изложен алгоритм проектирования многоэтажного каркаса. На конкретном примере с учетом различных конструктивных схем продемонстрирован компьютерный расчет каркаса с использованием программного комплекса SCAD. Приведены основные расчетные формулы СП 16.13330.2016 для проверки сечений основных конструктивных элементов металлического каркаса многоэтажного здания.

Учебно-методическое пособие содержит примеры расчета железобетонных элементов промышленного здания в помощь студентам при выполнении ими самостоятельных практических заданий. Пособие разработано в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» и сводами правил по расчету бетонных и железобетонных конструкций без предварительного напряжения (СП 52-101-2003) и с предварительным напряжением (СП 52-102-2004) арматуры.

В учебно-методическом пособии подробно рассмотрены конструктивные решения несущих элементов и узлов сопряжений конструкций крупнопанельных зданий. Приводятся общие сведения о статическом расчете конструктивной системы крупнопанельных зданий, в том числе вертикальной диафрагмы жесткости, рассматриваемой в виде составного стержня. Даны алгоритм и примеры определения податливости горизонтальных и вертикальных стыков крупнопанельных зданий, а также пример расчета плиты перекрытия с использованием метода предельного равновесия. Учебно-методическое пособие содержит вопросы для оценки степени усвоения изученного материала.

Во второй части учебного пособия основные теоретические аспекты проектирования и общая характеристика металлических конструкций каркасов одноэтажных производственных зданий с мостовыми кранами. Показаны способы определения нагрузок на раму производственного здания согласно действующим нормативным документам. Рассмотрены принципы размещения колонн здания в плане, компоновки поперечной П-образной симметричной рамы и размещения системы связей. Приведены основные конструктивные решения несущих элементов каркаса (стропильных ферм покрытия, кровельных прогонов, сжато-изгибаемых колонн, подкрановой балки и тормозной системы), элементов фахверка, и их узлов, а также принципы их расчёта и конструирования.

В учебном пособии приведены общие сведения о работе с конечно-элементными моделями на примере возможностей программного комплекса STARK ES, особенностях работы с частичными проектами, порядке создания расчетных схем и расчета железобетонных конструкций.

В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы конструктивного решения зданий с тонкостенными пространственными покрытиями, приближенные методы расчета тонкостенных пространственных покрытий без использования ЭВМ. Описаны общие положения и требования к численному методу расчета здания с применением программных комплексов, а также приведен пример расчета здания с тонкостенным пространственным покрытием с помощью ПК «Лира-Сапр», необходимый для выполнения курсового проекта по данной специальности. Приведен пример расчета оболочки при свободном деформировании вдоль контурной конструкции.

В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы работы балок, центрально-сжатых колонн и узлов конструкций. Представлены рекомендации по расчету и проектированию основных несущих конструкций балочной рабочей площадки. Изложена методика подбора сечения балок, колонн, расчета узловых соединений стальных конструкций. Пособие создано в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования.

В учебно-методическом пособии содержится теоретический материал и рекомендации для проведения практических занятий по дисциплине «Строительные конструкции». При подготовке издания учтены последние требования Министерства науки и высшего образования РФ, а также требования Федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования.

В учебном пособии изложены основные положения по проектированию железобетонных конструкций, принципам их расчета по предельным состояниям, а также особенности их работы под нагрузкой; рассматриваются методы расчета и основы конструирования железобетонных конструкций. Предназначено для использования при изучении курса «Строительные конструкции».

В учебно-методическом пособии рассмотрены практические вопросы проектирования одноэтажных одно- и многопролётных промышленных зданий на основе стальных каркасов. Пособие включает справочно-нормативный материал в виде чертежей типовых унифицированных конструкций, узловых сопряжений и модулей стальных каркасов, таблиц, составленных по действующим сериям типовых проектов, а также номенклатуру унифицированных несущих и ограждающих конструкций с рекомендациями по их применению.

В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы оценки износа, выполнения ремонта и усиления несущих конструкций зданий, даны методические рекомендации к курсовому проектированию, практическим занятиям и самостоятельной работе.

В учебном пособии изложены общие принципы архитектурно-конструктивного проектирования гражданских зданий и выбора их конструктивных элементов. Обобщены и отражены новые достижения в области конструирования гражданских зданий с использованием мелкоразмерных элементов. Представленный иллюстративный материал сопровожден пояснительным текстом. Учебное пособие содержит методический, графический и справочный материалы, необходимые для архитектурного проектирования и конструирования малоэтажных гражданских зданий.

В монографии рассмотрены результаты исследований влияния локальных повреждений железобетонных зданий и сооружений на их динамические характеристики и дана оценка сейсмостойкости зданий и сооружений при повторных землетрясениях с учетом локальных повреждений.

Рассмотрены актуальные вопросы современного монолитного строительства в комплексе задач проектирования наиболее распространенных конструкций. Приведены сведения о нагрузках на железобетонные конструкции, а также физико-механические свойства арматуры и бетона, принципы статического расчета конструкций и конструирования. Включены сведения по опалубкам, применяемым в монолитном строительстве, и особенностям производства бетонных работ. Даны выполненные вручную и в программном комплексе Scad Office примеры расчета и конструирования изгибаемых и сжатых монолитных железобетонных элементов (балок, плит, колонн, фундаментов, балочного монолитного перекрытия) в стадии эксплуатации и распалубливания.

Приведены основные понятия и определения, используемые в учебной дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции». Представлены сведения о развитии железобетона как строительного материала, его физико-механических свойствах, об основных методах расчета железобетонных и каменных конструкций, нагрузках и воздействиях. Дан материал по многоэтажным зданиям и сооружениям, пространственным покрытиям. Приведены сведения об ученых, внесших существенный вклад в строительную науку.

Представлены расчеты железобетонных конструкций многоэтажных зданий, в том числе с использованием программного комплекса ЛИРА. Описаны алгоритмы расчета конструктивных элементов многоэтажных зданий, приведены примеры расчетов, даны рекомендации по конструированию железобетонных конструкций.

Рассмотрены технология и организация возведения монолитных конструкций, комплексная механизация бетонных, арматурных, опалубочных работ. Особое внимание уделено схемам комплексной механизации работ при возведении наиболее массовых монолитных конструкций в промышленном и гражданском строительстве. Приведён сравнительный анализ и технико-экономические показатели различных технологий, процессов и операций. Даны современные конструкции опалубок и специальные средства механизации монтажа и демонтажа. Освещены вопросы повышения производительности труда, сокращения доли ручных работ на строительной площадке.

В пособии (практикуме) рассматриваются вопросы конструирования и расчета клеефанерных плит покрытия, компоновка, сбор нагрузок и силовой расчет однопролетных, одноэтажных поперечных рам зданий, расчет и конструирование стоек одноэтажных, однопролетных двухшарнирных поперечных рам и их креплений к фундаментам.

Охватывает широкий круг вопросов динамики строительных конструкций различного типа сооружений, решенных на основе экспериментальных исследований.

Рассмотрены этапы формообразования строительных конструкций как циклического процесса генерации конструктивных идей, проектирования, возведения, эксплуатации каждого возведенного сооружения и ее прекращения. Введена необходимая терминология и обоснована новая система из 12 принципов формообразования строительных конструкций — базовых критериев принятия технических решений при проектировании сооружений и по их оценке научно-технической экспертизой.

Приведены основные определения и понятия, используемые в строительных дисциплинах. Подробно рассмотрен основной блок по строительным конструкциям, включающий более 15 различных дисциплин. Большое внимание уделено тестам по учебному курсу железобетонных конструкций. Содержатся обширные сведения об ученых, внесших вклад в строительную науку, основных методах расчета, нагрузках и воздействиях, различных зданиях и сооружениях, единицах измерений, материалах, технологиях и т.п.

Изложены нелинейные методы расчета на длительные нагрузки сложных большепролетных многократно статически неопределимых деревянных конструкций на основе теории интегрального модуля деформаций и критериев прочности древесины при сложном напряженном состоянии. Расчеты ориентированы на использование ЭВМ. Приведены характерные примеры проектирования пространственных конструкций покрытий и сооружений, состоящих из каркаса и обшивок. При этом показаны ярко выраженные эффекты перераспределения внутренних усилий и совместной работы обшивок с каркасом при несимметричных нагрузках. Дан приближенный расчет обшивок, который распространяется на плоскостные конструкции с учетом специального проектирования соединений.

Изложены основы теории и методов анализа динамического взаимодействия тонкостенных упругих элементов типа пластин и оболочек с внутренней и окружающей акустической средой как единой колебательной системы. Рассматриваются закономерности формирования и передачи виброакустических воздействий элементами конструкций и обратного влияния виброзвукоизлучения на формы и частоты их колебаний. Значительное внимание уделено вопросам снижения шумности и вибраций элементов конструкций.

Изложены общие теоретические сведения по проектированию рабочих площадок, компоновке и алгоритму расчета их элементов. Содержатся основы современных методов расчета и конструирования металлических конструкций рабочих площадок с использованием последних редакций строительных норм. Приведены расчеты сварных соединений в узлах и соединениях главной балки, расчеты центрально сжатых сплошных и сквозных колонн, листового настила, балок настила и главных балок.

Приведены сведения об основных существующих способах сварки. Описаны основные технологические процессы, происходящие при различных способах сварки, оборудование и материалы, рассмотрены основные преимущества и недостатки каждого вида сварки. Рассмотрены пути повышения прочности и свариваемости сварных соединений, а также контроля их качества. Изложены основы теории образования сварочных напряжений и деформаций и мероприятий по их снижению и основы технологического процесса изготовления сварных строительных металлоконструкций.

Рассмотрены новые методы оценки влияния микровибродинамических многоцикловых нагрузок в системах типа «объект–основание» на формирование сверхпроектных нагрузок на строительные конструкции. Представлены теоретические основы вибродозиметрического метода моделирования вибродинамических и геодеформационных процессов, прикладной динамической теории упругости и метода точечных источников динамических нагрузок для построения типовых схем расчетного моделирования взаимодействия строительных конструкций и оснований.

Проанализированы научные основы важных аспектов расчета и проектирования конструкций зданий и сооружений в сейсмических районах. Рассматриваются укоренившиеся заблуждения в теории сейсмостойкости, препятствующие дальнейшему ее развитию. Излагаются некоторые аспекты проектирования конструкций зданий и сооружений в сейсмических районах.

Приведены расчеты железобетонных конструкций с использованием программного комплекса ЛИРА. Подробно описаны возможности данного комплекса, даны рекомендации по конструированию железобетонных конструкций, что должно помочь студентам самостоятельно выполнять компьютерные расчеты в рамках курсового и дипломного проектирования.

Рассмотрены организация и порядок проведения обследования технического состояния зданий, дана оценка технического состояния их несущих конструкций. Изложены основные нормативные требования к строительным конструкциям, которыми необходимо руководствоваться при проведении обследования. Рассмотрены основные виды дефектов строительных конструкций и причины их появления, дано описание неразрушающих методов и лабораторных испытаний железобетонных и каменных конструкций. Приведены рекомендации по формированию исходных данных для проведения проверочных расчетов конструкций при обследовании их технического состояния, даны примеры проведения обследования и оценки несущей способности железобетонных и каменных конструкций, а также рекомендации по их усилению.

Рассмотрены общие вопросы армирования железобетонных конструкций. Приведены примеры армирования железобетонных конструкций зданий: фундаментов, вертикальных и горизонтальных несущих конструкций, а также лестниц. Включен справочный материал, необходимый для конструирования железобетонных конструкций зданий.

Проведен анализ структурообразования цементного камня, модифицированного водоредуцирующими добавками, развиты представления о его реальной структуре с учетом размеров блоков мозаики. Установлены электрохимические особенности процессов гидратации, структурообразования и твердения модифицированного цементного камня. Определены характеристики качества дисперсно-кристаллитной структуры и фазового состава цементного камня. Выявлены силовые и энергетические критерии разрушения цементного камня и песчаного бетона, обоснована сущность кинетических процессов, происходящих при деформировании и разрушении цементных композитов, по амплитудно-энергетическому распределению импульсов сигнала акустической эмиссии на диаграмме нагружения.

Приведены результаты исследования соединений элементов деревянных конструкций композиционным материалом на основе эпоксидной матрицы и стеклоткани (КМ-соединений). Разработаны конструктивные решения КМ-соединений для создания новых и усиления существующих деревянных конструкций из цельной и клееной древесины. Определены прочностные и деформационные характеристики композиционною материала, определены экспериментальными и численными методами несущая способность и деформативность КМ-соединений при сопротивлении сдвигу. Представлена методика расчета КМ-соединений и деревянных конструкций составного сечения на КМ-соединениях по предельным состояниям 1-й и 2-й групп.

Изложены теоретические основы составления гиперболических уравнений колебания однородной изотропной упругой пластины, предварительно напряженной пластины, пластины переменной толщины, трехслойной пластины; показаны пределы применимости полученных уравнений и приближенные методы их решения, приведены примеры числового расчета.

Описаны состав и возможности «ПК ЛИРА» и его графической среды «ЛИР-ВИЗОР». Рассмотрена технология создания геометрии расчетных схем и наложения опорных связей, создания типов жесткости сечений и их назначения элементам, приложения нагрузок, проведения расчетов, их визуализации и документирования. По каждой теме приводятся варианты индивидуальных практических заданий.