Құрылыс конструкцияларын есептеу негізі
Құрылыс конструкцияларын сауатты жобалау үшін материалдардың қасиеттерін, олардың жұмыс режимдерін және нормативтік талаптарды жүйелі түрде түсіну қажет. Бұл материалдарда құрылыс материалдары мен конструкцияларын есептеудің негізгі ұғымдары, жүктемелер табиғаты және конструктивтік элементтердің жұмыс ерекшеліктері жинақталған.
Негізгі акценттер
-
Нормативтік база
Материалдар МЕСТ және құрылыс нормалары мен ережелеріне сәйкес бағаланады.
-
Қасиеттер жүйесі
Физикалық, химиялық, механикалық және технологиялық қасиеттер бірлесіп шешім қабылдауға әсер етеді.
-
Сенімділік ұғымы
Төзімділік, бұзылмау, жөндеуге жарамдылық және сақталғыштық — бір жүйе ретінде қарастырылады.
-
Жүктемелер табиғаты
Тұрақты, уақытша және ерекше әсерлер конструкцияда ішкі кернеулер тудырады.
1) Глоссарий: терминдер қысқаша әрі нақты
Оқу-әдістемелік кешенде құрылыс материалдарына қатысты негізгі терминдер мен анықтамалар беріледі. Төменде жиі кездесетін ұғымдар ықшамдалып, редакциялық тұрғыда біріздендірілді.
Байланыс және ылғалмен әрекеттесу
- Адгезия:
- әртүрлі денелер беттерінің ілінісу қабілеті.
- Гигроскопиялық:
- ауадағы ылғалды сіңіру қабілеті.
- Су өткізгіштік:
- материалдың қысым әсерінде ылғал өткізу қасиеті.
- Суға тұрақтылық:
- суға қаныққан кезде беріктіктің төмендеу дәрежесімен сипатталады.
- Гидрофобтық:
- су жұқтырмайтын (су тебетін) қасиет.
Уақыт, қатаю және технологиялық күй
- Түзету уақыты:
- материалдың серпімділігін (жұмысқа жарамдылығын) сақтау уақыты.
- Қатаю уақыты:
- материалдың серпімділігін жоғалту уақыты.
- Толық беріктікке жету уақыты:
- байланыстырғыш түріне қарай материалдың жобалық беріктікке жету мерзімі.
- Шликер:
- сулы суспензия.
- Эвтектика:
- қоймалжың күйден қатты күйге өту ерекшелігі.
Берік болу және сыртқы әсерлерге төзімділік
- Сығуға беріктігі:
- бұзылуға дейінгі максималды қысым.
- Ілінісу беріктігі:
- бұзылуға дейінгі максималды созылу/ажырау кедергісі.
- Суыққа төзімділік:
- маусымдық мұздату мен еріту циклдарына төтеп беру қасиеті.
- Жылу өткізгіштік:
- жылуды өткізу қабілеті.
- Жарыққа тұрақтылық:
- ультракүлгін сәуле әсерінен түстің өзгеруіне төзімділік.
2) Дәрістер логикасы: тақырыптар не үшін керек?
Курстың дәрістері конструкцияларды жобалау мен есептеуге қажетті ойлау жүйесін қалыптастыруға бағытталған: алдымен базалық ұғымдар, кейін материалдардың жұмысы, одан соң жүктемелер мен элементтердің есептік схемалары.
Дәріс 1. Кіріспе: негізгі түсініктер
- Құрылыс конструкцияларының түрлері және қолданылу аясы.
- Есептеудің негізгі ережелері және нормативтік талаптардың рөлі.
Материалдарды жан-жақты білмей ғимаратты жобалау мүмкін емес. Материал қасиеттері төрт топқа біріктіріледі: физикалық, химиялық, механикалық, технологиялық.
Сенімділік
Төзімділік, бұзылмау, жөндеуге жарамдылық, сақталғыштықтың жиынтығы.
Төзімділік
Қажетті аралық жөндеулермен жұмысқа жарамдылықты шектік деңгейге дейін сақтау.
Дәріс 2. Металл конструкциялардың материалдары
Құрылыс болаттары мен алюминий қорытпалары қарастырылады. Сонымен қатар ғимараттар мен инженерлік құрылыстардың айырмашылығы, ғимараттарды мақсат бойынша (азаматтық, ауылшаруашылық, өндірістік) және қабаттылығы бойынша жіктеу жүйеленеді.
Ғимараттарды қабаттылығы бойынша бөлу
- 1–2 Аз қабатты
- 3–5 Орта қабатты
- 6–10 Көп қабатты
- 11–16 Жоғары қабатты
- 16+ Биік
Дәріс 3. Материалдар жұмысы және өртке тұрақтылық
Материалдардың жүктеме әсеріндегі жұмысы және өртке тұрақтылық ұғымдары беріледі. Өртке тұрақтылық шегі — құрылымның өрт жағдайында беріктігін сақтай отырып өрттің таралуына бөгет болатын уақыты (сағатпен белгіленеді).
I деңгей
Жанбайтын материалдар. Сыртқы қабырға: 2,5 сағ. кем емес; жабын: 1 сағ.
V деңгей
Толығымен жанатын материалдардан орындалған ғимараттар.
Дәріс 4. Жүктемелер және конструктивтік сұлбалар
Ғимаратқа әсер ететін жүктемелер тұрақты (өз салмағы), уақытша (жел, қар, пайдалы жүктеме) және ерекше (сейсмика, жарылыс, авариялық әсерлер) болып бөлінеді. Жүктемелер статикалық немесе динамикалық сипатта болуы мүмкін.
Негізгі конструктивтік жүйелер
- Тіректі-арқалықты — арқалық иілуге жұмыс істейді.
- Аркалық/арка тәрізді — материал негізінен сығылуға жұмыс істейді.
- Аспалы — элементтер созылуға жұмыс істейді.
Жүктемелер іргетас арқылы грунтқа беріледі. Жүктемені тікелей көтеретін грунт негіз деп аталады: табиғи негіз өз қабілетімен көтереді, қажет болса грунт жасанды түрде бекітіледі.
Дәріс 5. Іргетас: беріктік пен ұзақ қызметтің бастауы
Іргетас — ғимараттың ең жауапты бөліктерінің бірі. Оның беріктігі мен тұрақтылығы бүкіл ғимараттың төзімділігіне тікелей әсер етеді. Құрылымдық шешіміне қарай іргетастар таспалы, бағаналы және тұтас болып жіктеледі.
Материалдар
Бут, бутобетон, бетон, темірбетон.
Гидрооқшаулау
Рулонды қабаттар немесе қалыңдығы 20 мм цемент қабаты арқылы орындалады.
Іргетас әдетте сығылуға жұмыс істейтіндіктен қатаң болып саналады. Кейбір жағдайларда күштерді тарату қажет болғанда иілгіш іргетас (темірбетон) қолданылады, мұнда арматура күштердің қайта бөлінуін қамтамасыз етеді.
Дәріс 6. Темірбетон негіздері (мәтіндегі қосымша бөлім: шыны материалдары)
Бұл бөлімнің жоспарында бетон мен арматураның бірлескен жұмысы және темірбетонның негізгі физика-механикалық қасиеттері көрсетіледі. Сонымен бірге берілген мәтінде шыны материалдарының қасиеттері мен түрлері кеңінен сипатталған — оны төменде бөлек логикалық блок ретінде ұсындық.
Шыны: қасиеттері және қолданылуы
Шыны — жарық өткізгіш, бірақ сынғыш материал. Оның беріктігі көптеген факторларға тәуелді: химиялық құрамы, жылулық өңдеу режимі, үлгінің өлшемі және ішкі ақаулар.
Негізгі шектеу
Сынғыштық
Серпімділік модулі мен беріктік қатынасы, сондай-ақ деформация мүмкіндігі әсер етеді.
Оптикалық қасиет
Өткізгіштік реттеледі
Құрам мен түсті өзгерту арқылы жарық өткізгіштікті басқаруға болады.
Кең тараған түрлері
- Әйнектік (жазық) шыны: ең кең қолданылатын түр; қалыңдығы көбіне 2–6 мм.
- Орнаментті шыны: бір беті тегіс, екінші беті өрнекті.
- Түсті шыны: металл оксидтері арқылы боялады (сары, көк, күлгін, жасыл).
- Қорғаныш шыны: арнайы термиялық өңдеу арқылы беріктігі мен серпімділігі арттырылады.
- Күннен қорғайтын шыны: беті аэрозольды ерітіндімен өңделеді; жарық және жылу ағындарын азайтады.
- Шыны пакеттер: екі немесе одан да көп шынының герметикалық қосындысы; аралығы құрғақ ауамен толтырылады.
Тәжірибеде шыны таңдау кезінде қауіпсіздік, жылу оқшаулау және жарық режимі бірге қарастырылады. Мысалы, қоғамдық кеңістіктерде қорғаныш шыны, ал қасбеттерде күннен қорғайтын шыны немесе шыны пакеттер жиі қолданылады.
Ұсынылатын әдебиеттер
- Сетков В.И., Сербин Е.П. Строительные конструкции. М.: ИНФРА-М, 2005. 448 с.
- Бубнович Н.В. және т.б. Строительные конструкции. Алматы: ЭВЕРО, 2005. 116 с.