Строительные конструкции
Обзор учебно-методического пособия "Строительные конструкции"
Данное учебно-методическое пособие, предназначенное для студентов бакалавриата по направлению подготовки "Техносферная безопасность", профиль "Пожарная безопасность", представляет собой структурированный обзор теоретического материала и практических рекомендаций по дисциплине "Строительные конструкции". Пособие разработано с учетом актуальных требований Министерства науки и высшего образования РФ и Федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования.
Основные разделы и содержание
Пособие охватывает широкий спектр тем, начиная с истории развития строительных конструкций из различных материалов (железобетон, сталь, дерево и пластмассы) и заканчивая практическими аспектами проектирования. Введение знакомит с общими принципами проектирования, включая схематизацию, сбор нагрузок, расчет напряженно-деформированного состояния и выбор материалов.
Практические занятия и самостоятельная работа
Пособие содержит перечень практических занятий, охватывающих ключевые аспекты дисциплины. Студенты изучают основы поиска научно-технической информации, учатся строить расчетные схемы, собирать нагрузки, определять усилия в балках, а также знакомятся с принципами проектирования различных конструктивных элементов, включая фундаменты, стены, балки и стропильные системы. Особое внимание уделяется проектированию с учетом пожарно-технических требований.
Самостоятельная работа студентов включает изучение теоретического материала, подготовку к контрольным мероприятиям (экзаменам, устным опросам, контрольным работам) и написание рефератов. Темы рефератов охватывают широкий спектр вопросов, от истории развития строительных конструкций до современных научных исследований и экологических аспектов производства.
Методика и примеры расчетов
Пособие предоставляет краткие теоретические сведения и справочные материалы, необходимые для освоения дисциплины. Особое внимание уделяется методу предельных состояний, который является основным методом расчета конструкций. Рассматриваются понятия нормативных и расчетных нагрузок, коэффициентов надежности по нагрузке и материалу, а также коэффициентов условий работы.
В пособии представлены примеры расчетов, иллюстрирующие основные принципы проектирования. Рассматриваются примеры определения нагрузок от собственного веса перекрытий и крыш, расчета погонных нагрузок, определения усилий в балках, а также расчета конструкций на ударные воздействия. Приведены примеры использования справочных данных для определения усилий и построения эпюр внутренних усилий.
Заключение
Учебно-методическое пособие "Строительные конструкции" является ценным ресурсом для студентов, изучающих строительные конструкции. Оно обеспечивает необходимую теоретическую базу, практические навыки и примеры расчетов, необходимые для успешного освоения дисциплины и подготовки к профессиональной деятельности.
Текст подготовлен языковой моделью и может содержать неточности.
УДК 624 ББК 38.5 А47 Рецензенты: доктор архитектуры, профессор В.Н. Ткачев, профессор архитектурного факультета ФГБОУ ВО «МГАХИ им. В.И. Сурикова»; кандидат технических наук Е.А. Демина, начальник отдела расчета строительных конструкций АО «Институт «Оргэнергострой» Алексейцев, А.В. А47 Строительные конструкции [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие / А.В. Алексейцев ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, кафедра железобетонных и каменных конструкций. — Электрон. дан. и прогр. (2,51 Мб). — Москва : Издательство МИСИ – МГСУ, 2019. — Режим доступа: http://lib.mgsu.ru/Scripts/irbis64r_91/cgiirbis_64.exe?C21COM=F&I21DBN=IBIS&P21DBN=IBI S&S21CNR=20&Z21ID= — Загл. с титул. экрана. ISBN 978-5-7264-2044-8 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. Для обучающихся по направлению подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность, профиль «Пожарная безопасность». Учебное электронное издание © Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2019
Редактор Т.Н. Донина Корректор В.К. Чупрова Компьютерная правка и верстка О.В. Суховой Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного Для создания электронного издания использовано: Microsoft Word 2010, ПО Adobe Acrobat Подписано к использованию 25.11.2019 г. Объем данных 2,51 Мб. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет». 129337, Москва, Ярославское ш., 26. Издательство МИСИ – МГСУ. Тел.: (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95. E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru.
Оглавление ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................................................... 5 ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ, ПРЕДУСМОТРЕННЫХ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ................................................. 6 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ........................................................... 11 1.1. Железобетонные конструкции .......................................................................................................... 11 1.2. Стальные конструкции ...................................................................................................................... 12 1.3. Конструкции из дерева и пластмасс ................................................................................................. 13 Практическое занятие 1 ОСНОВЫ ПОИСКА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО СТРОИТЕЛЬНЫМ КОНСТРУКЦИЯМ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ И НАУКОМЕТРИЧЕСКИХ БАЗАХ ............................................................................................... 15 2. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЗДАНИЯХ. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О НАГРУЗКАХ И ВОЗДЕЙСТВИЯХ НА КОНСТРУКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ЗДАНИЙ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ ............. 16 Практическое занятие 2 СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И ИХ РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ. ПОНЯТИЕ О СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ. ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ И ПРЕДЕЛЬНОЕ РАВНОВЕСИЕ КОНСТРУКЦИЙ ................................................................................................... 16 2.1. Краткие теоретические сведения. Общие положения .................................................................... 16 2.2. Основы расчетов строительных конструкций по предельным состояниям ................................. 18 2.3. Основные положения метода предельного равновесия ................................................................. 20 2.4. Основные понятия об ударных динамических нагрузках .............................................................. 21 2.5. Анализ динамического поведения строительных конструкций при разрушениях отдельных элементов ................................................................................................................................................... 25 2.6. Методика расчета стержневых конструкций на воздействие температуры ................................. 26 2.7. Алгоритм проектирования конструкции ......................................................................................... 27 Практическое занятие 3 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК НА ПРИМЕРАХ КОНСТРУКЦИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО ЗДАНИЯ ............................................ 35 2.8. Краткие теоретические сведения ...................................................................................................... 35 Примеры расчетов по сбору нагрузок ....................................................................................................... 37 Пример 1. Необходимо определить нагрузку на 1 м2 от собственного веса перекрытия. .................... 37 Практическое занятие 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В БАЛКАХ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРАДИЦИОННЫХ ПОДХОДОВ И ТИПОВЫХ СХЕМ РАСЧЕТА БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ............................................................................................................................... 44 2.9. Краткие теоретические сведения. Определение внутренних усилий в простых балках. Методика построения эпюр ..................................................................................................................... 45 2.10. Использование справочных данных для определения усилий .................................................... 51 Библиографический список ........................................................................................................................ 57
ВВЕДЕНИЕ Учебно-методическое пособие содержит краткие теоретические сведения и справочные материалы, необходимые обучающимся для освоения дисциплины «Строительные конструкции» (уровень образования — бакалавриат). Материалы пособия способствуют получению и развитию у обучающихся основных навыков применения в своей профессиональной деятельности требований действующих нормативных документов к учету нагрузок и воздействий, проектированию балочных и рамных конструкций из различных материалов. В пособии изложены практические приемы перехода от реальной конструкции к ее расчетной схеме, сбора нагрузок на конструкции. Дано решение практических задач распределения нагрузок на конструкции, определения расчетных усилий, расчетов на динамические и температурные воздействия.
ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ, ПРЕДУСМОТРЕННЫХ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Рабочей программой дисциплины «Строительные конструкции» предусмотрены 32 часа практических занятий, темы которых представлены ниже. Тематика практических занятий Раздел дисциплины (модуля) Тема и содержание занятия Количество часов 2 Определение дисциплины, основные понятия о зданиях, сооружениях. История развития строительных конструкций Основы поиска научно-технической информации по строительным конструкциям в информационных системах и наукометрических базах. Примерные темы и требования к составу научно-технического обзора (реферата) 4 Строительные конструкции зданий и их расчетные схемы. Понятие о статических и динамических нагрузках. Температурные воздействия. Предельные состояния и предельное равновесие конструкций Основные принципы распределения нагрузок на примерах конструкций общественного здания 2 Функциональные процессы в зданиях. Основные сведения о нагрузках и воздействиях на конструктивные системы зданий и их элементы 2 Определение усилий в балках. Использование традиционных подходов и типовых схем расчета балочных конструкций Конструкции фундаментов. Упрощенная методика проектирования 2 Кирпичные стены. Основы проектирования столбов, простенков и проемов 2 Железобетонные балки. Выбор типовых конструкций заводского изготовления 2 Конструкции зданий и сооружений. Общие подходы к проектированию в нормальных условиях эксплуатации. Оценка удовлетворения нормативным требованиям 2 Стальные балки из стандартных профилей. Проектирование и проверка эксплуатационных требований Основы проектирования элементов стропильной системы 2 4 Проектирование деревянных конструкций с учетом нормативных пожарно-технических требований 4 Проектирование стальных конструкций с учетом нормативных пожарно-технических требований Основные понятия о пожарной опасности и огнестойкости строительных конструкций и противопожарных преград. Пожарнотехническая классификация 4 Проектирование бетонных и железобетонных конструкций с учетом нормативных пожарнотехнических требований Всего 32 Перечень результатов образования и направлений для самостоятельной работы обучающихся представлен далее. 6
Таблица 1.2 Результаты образования Компетенция по ФГОС Код Основные показатели оценивания (показатели достижения результата) ПК-21 Способность решать задачи профессиональной деятельности в составе научноисследовательского коллектива Обучающийся: Знает: – профессиональную терминологию, смысл, содержание методики архитектурной деятельности, а также лучшие произведения отечественной и мировой архитектуры; – основы проектирования строительных конструкций, их основные виды и элементы; действующие нормы архитектурностроительного проектирования; Умеет: – решать задачи выбора проектных параметров для строительных конструкций. Проводить обоснование проектных решений с использованием нормативной документации; Имеет навыки: – оценки соответствия строительных конструкций предъявляемым к ним нормативным эксплуатационным требованиям; ПК-23 Способность применять на практике навыки проведения и описания исследований, в том числе экспериментальных Обучающийся: Знает: – базовые особенности применения положений нормативной базы для проектирования строительных конструкций различных типов; Умеет: – воспринимать проектные конструктивные решения зданий, описывать, анализировать и обобщать результаты исследований, проводимых по заданным методикам; Имеет навыки: – обработки, систематизации и корректного использования проектных данных в области строительных конструкций Таблица 1.3 Структура самостоятельной работы обучающихся Количество академических часов Раздел дисциплины (модуля) Виды самостоятельной работы в период теоретического в сессию обучения 30 4 Определение дисциплины, основные понятия о зданиях, сооружениях. История развития строительных конструкций Изучение тем дисциплины, написание реферата. Подготовка к контрольному мероприятию (экзамен) 20 6 Функциональные процессы в зданиях. Основные сведения о нагрузках и воздействиях на конструктивные системы зданий и их элементы Изучение тем дисциплины, подготовка к устному опросу 1. Подготовка к контрольному мероприятию (экзамен) 55 12 Конструкции зданий и сооружений. Общие подходы к проектированию в нормальных условиях эксплуатации. Оценка удовлетворения нормативным требованиям Изучение тем дисциплины, подготовка к контрольной работе 1. Подготовка к контрольному мероприятию (экзамен) 20 5 Основные понятия о пожарной опасности и огнестойкости строительных конструкций и противопожарных преград. Пожарно-техническая классификация Изучение тем дисциплины, подготовка к устному опросу 2 Подготовка к контрольному мероприятию (экзамен) Всего 125 27 7