Лекции по курсу: ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ для студентов специальности 6В07320 – «Строительство», 6В07321 - «Технология промышле. ЛЕКЦИЯ. ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦ.- 2022г. +++++++++++. Лекции по курсу введение в специальность для студентов специальности 6В07320 Строительство, 6В07321 Технология промышленного и гражданского строительства
 Скачать 7.44 Mb.
|
ПроизводствоО  сновным сырьем при производстве пластмасс является этилен. С его помощью получают полиэтилен, полистирол и поливинилхлорид.Н  арушение технологии режима полимеризации, ухудшает качество готовой продукции. В ней могут появиться поры в виде пузырьков и разводов. Существуют следующие виды пористости пластмассы: гранулярная, газовая и пористость сжатия. Такие дефекты недопустимы при изготовлении продуктов, влияющих на здоровье человека, например съемных протезов. Для их изготовления используются базисные пластмассы (самотвердеющие, при смешивании специального порошка и жидкости, материалы).Существует несколько основных технологий производства пластмассовых изделий: 1. Технология выдувания. Хорошо разогретая формовочная масса заливается в открытую опоку, после чего ее герметично закрывают. Затем туда подается сжатый воздух, который распыляет горячий пластик по стенкам заданной формы. 2. Формовка посредством вакуума (процесс изготовления проводится с перепадами воздушного давления). 3. Технология литья. Жидкая пластмасса заливается в специальные емкости, в которых происходит охлаждение и формовка материала. 4. Метод экструзии. Размягченную пластичную массу, продавливают через специальные отверстия в приспособление, которое формирует готовое изделие. 5. Прессование. Это самый распространенный способ получения продукции из термоактивных пластмасс. Формование выполняется в специальных опоках под воздействием высокого давления и температуры. Лекция 42.42.1.МеталлОбщие сведения. Современное строительство ведется с применением различных по назначению и характеру работы металлических конструкций. Наиболее распространенными из них являются конструкции, выполненные из стали. Сталь представляет собой сплав железа с углеродом. В строительных сталях доля углерода обычно не более 0,22 % по массе. Если в сплаве с железом содержится более 2 % углерода, то такой сплав называется чугуном. В железной руде и коксе, используемых в процессе выплавки стали, могут содержаться вредные примеси, попадающие в стиль. Чтобы улучшить те или иные свойства стали, в нее при выплавке вводят специальные вещества, называемые добавками. В строительных конструкциях находит также применение алюминий, вернее его сплавы. Чистый алюминий очень пластичен, имеет низкую прочность и не используется для изготовления несущих строительных конструкций. Для их изготовления применяют сплавы алюминия с магнием, марганцем, цинком, медью, кремнием. Плотность алюминиевых сплавов составляет примерно 2 700 кг/мз, т.е. она почти в 3 раза меньше плотности стали. При этом прочность таких сплавов приближается к прочности стали. В земной коре содержится огромное количество алюминия (больше, чем железа), но существующая технология получения алюминия требует значительных затрат электроэнергии, что делает алюминиевые сплавы значительно дороже строительных сталей. Из истории развития металлических конструкций. Способ получения железа из руды был открыт примерно 4 тыс. лет назад. Раздробленную железную руду сначала обжигали на открытом огне, а затем помещали в яму или глиняную печь, в которой сжигался древесный утлы Для его лучшего сгорания мехами нагнетали воздух. В результате при температуре около 900 ос из руды получалась крица — комок мягкого и пористого железа, который скапливался на дне печи. Железо, полученное по этой технологии, называлось кричным. Для придания железу твердости оно подвергалось закалке. 42.2.Общие сведения. Одним из первых железных изделий является колонна, которая находится во дворе мечети Куват-уль-Ислам около столицы Иидии Дели. Колонна была воздвигнута в 415 г. в честь царя Чандрагупы П, и до сих пор способ ее изготовления остается загадкой для ученых. Состоящая почти из чистого железа (99,72 %), она долгое время не подвергалась воздействию коррозии и только в наши дни из-за загрязнения атмосферы стала ржаветь. В строительстве использование железа началось с применения скоб, штырей и других крепежных элементов. Начиная с XІІ в. при строительстве соборов стали использоваться выкованные из кричного железа затяжки и скрепы, которые закреплялись в кирпичной кладке и стягивали купола, своды и арки. В России затяжки впервые были применены в 1158 г. при строительстве Успенского собора во Владимире. Позднее из кованого железа стали изготовлять стропила для некоторых дворцовых построек и пространственные конструкции куполов соборов «корзинки». Полосы кованого железа соединили друг с другом болтами или кузнечным способом. В дальнейшем кричное железо начали именовать сварочным, так как оно хорошо сваривается путем ковки в разогретом состоянии. Следующий этап внедрения металла в строительство начался после освоения чугунного литья. В XVІІІ в. появляются первые чугунные конструкции. Чугун, прочный при сжатии, плохо работает на растяжение, он достаточно хрупкий материал. Несмотря на это применение чугуна позволило упростить выполнение некоторых конструкций. Считается, что в России первые конструкции из чугуна были применены при сооружении дозорной башни в Невьянске на Урале. Эта башня построенная промышленником Акинфисм Демидовым в 1725 г., сохранилась до наших дней. Ее двухметровой толщины стены связаны железными брусьями, дверные и оконные проемы укреплены чугунными косяками, перекрытия выполнены из чугунных балок сечением 190х 140 мм и усилены снизу железными полосами. Впоследствии из чугуна начали изготовлять мосты и арки, а из комбинации чугуна и железа — чугунно-железные фермы в которых железо работало на растяжение, а чугун — на сжатие. Элементы чугунно-железных ферм скреплялись вставляемыми в проушины болтами. К выдающимся сооружениям того времени можно отнести построенный в 1777— 779 гг. арочный чугунный мост пролетом 30,6 м через реку Северн (Великобритания). В XІX в. несколько арочных чугунных мостов были сооружены в Санкт-Петербурге. По проекту инженера С. В. Кербедза в 1843— 1850 гг. был построен мост с восемью арочными пролетами длиной от 33 до 47 м. Сначала его назвали Благовещенским, в 1855 г. он был переименован в Николаевский, а в 1918 г. — в мост лейтенанта Шмидта. В настоящее время мост снова носит первоначальное название. В начале XІX в. была разработана технология получения кричного железа из чугуна с помощью так называемого пудлингования. Ее внедрение дало возможность увеличить производство железа практически в 100 раз. В середине МХ в. была освоена выплавка стали в мартеновских печах и конвертерах. Это позволило получать стали практически с любыми необходимыми свойствами, а также использовать для их выплавки металлолом, что было невозможно прежде. Во второй половине XІX в. происходило бурное развитие железнодорожного и водного транспорта. металлургической и машиностроительной промышленности, быстрыми темпами развивалось гражданское строительство. Это привело к тому что потребовались многочисленные металлические конструкции самых разных форм и назначений, для изготовления которых был освоен выпуск профильном проката. Так, на передовом по тому времени Путиловском заводе (ныне ОАО «Кировский завод») в Санкт-Петербурге в 1844 г. начался выпуск рельсов и сортового железа, а в 1893 г. производство рельсов было полностью заменено выпуском прокатных профилей для строительства, среди которых наиболее распространенными были угловые, тавровые и двутавровые профили. 42.3.Сталь и чугунь Наряду с совершенствованием технологий получения стали и стальных профилей развивались и способы соединения отдельных металлических элементов в конструкции и сооружения. К таким способам относятся ковка, выполнение болтовых и заклепочных соединений, а также сварка. Соединять металлические конструкции с помощью сварных швов оказалось достаточно просто, поэтому этот способ получил в настоящее время наибольшее распространение. Упомянем некоторые наиболее интересные и общеизвестные сооружения, построенные с использованием металлических конструкций. В 1858 г. закончилась сборка шпиня Петропавловского собора в Санкт-Петербурге. Высота шпиля составляет 48,5 м, а вместе с яблоком и фигурой ангела — 56,43 м. Общая высота собора вместе со шпилем равняется 121,92 м. Проектирование шпиля больше выполнено русским ученым Д. И. Журавским. Конструкция представляет собой восьмигранную усеченную пирамиду, каждое ребро которой образовано двумя уголками, соединенными между собой болтами. Шпиль прикреплен к колокольне восемью анкерами диаметром 60 мм, заделанными в кирпичную кладку на глубину 15 м. Все конструктивные элементы шпиля были изготовлены и предварительно собраны на Камско- Воткинском железоделательном заводе, затем разобраны и перевезены в Петербург. Для намеченной на 1889 г. Всемирной выставки в Париже французский инженер А. Г. Эйфель представил проект башни высотой около ЗОО м, которая должна была стать символом достижений техники ХIХ в. Вначале проект был признан неосуществимым, но Эйфель сумел доказать его реальность. Он сам руководил работами по возведению башни. Они начались в 1887 г. и завершились в 1889 г. Не будем останавливаться на конструктивных особенностях башни, получившей название башня Эйфеля, или Эйфелева башня. Ее внешний вид всем хорошо известен. Отметим только, что отдельные части башни изготовлялись на заводе и поднимались специальными кранами установленными на башне. К концу выставки сбор от входной платы на башню уже покрыл все расходы по ее постройке. В конце XІX в. в США появились многоэтажные здания с металлическим каркасом. Первый такой дом высотой в 20 этажей был построен в Чикаго в 1893 г. В 1904 г. в Нью-Йорке было возведено здание высотой в 30 этажей. В дальнейшем были построены более высокие здания, наиболее известным из которых является небоскреб Эмпайр-Стейт БИЛДИНГ высотой 407 м (102 этажа). Он был закончен в 1931 г. Семь московских высотных зданий послевоенной постройки, среди которых здание Министерства Иностранных дел на Смоленской площади, новое здание Московского Государственного университета, здание гостиницы на Каланчевской улице, также имеют металлический каркас. Всем, кто хочет больше знать об интересных, порой уникальных конструкциях, выполненных из металла, авторы рекомендуют обратиться к специальной литературе по истории развития строительства. Современные металлические конструкции. В настоящее время металлические конструкции в основном изготовляют из строительных сталей с высокими прочностными показателями. Заводы выпускают широкую номенклатуру фасонных прокатных профилей самых разных сечений. Разнообразие профилей позволяет выбирать при проектировании наиболее экономичные решения. Постоянно совершенствуются методы сварки стальных деталей в конструкциях благодаря чему сварные соединения получаются надежными и обеспечивают нормальную работу конструкций в суровых климатических условиях и при воздействии на них рамочных нагрузок. Сварка выполняется автоматами, полуавтоматами, а на строительной площадке может осуществляться вручную. Стальные конструкции составляют 95 % всех металлических конструкций, используемых в мостостроении. при возведении промышленных цехов, складов, зрелищных, торговых, общественных зданий (рис. 2.21). Применение конструкций из алюминиевых сплавов ограничивается их высокой стоимостью, но может быть оправдано, когда необходимо удовлетворить таким требованиям как долговечность. стойкость против коррозии, холодостойкость. отсутствие намагничивания и искрообразования. красивый внешний вид. Из алюминиевых сплавов делают сборные дома, стеновые панели утепленные эффективными утеплителями, складские помещения ангары, кровли, радиаторы и оконные рамы. Тема 15. Железобетон Лекция 43. 43.1. Железобетон – искусственный строительный материал Общие сведения. Железобетон состоит из двух разнородных материалов: бетона и стальной арматуры. Бетон и сталь, объединяясь при твердении бетона, начинают работать по-новому, как единый материал, при этом бетон работает на сжатие, а арматура воспринимает растягивающие напряжения. Преимущество железобетона очевидно на примере железобетонной балки, работающей на изгиб (рис. 2.22). Бетонная балка (без арматуры) разрушается с появлением первой трещины. для железобетонной балки появление трещин в растянутой зоне бетона не приводит к разрушению, так как арматура в трещинах воспринимает растягивающие усилия. Поэтому железобетонные балки прочнее бетонных примерно в 10— 12 раз. Для совместной работы с арматурой бетон должен надежно сцепиться с ней. В этих мелях арматуру выполняют не гладкой, а с выступами. Бетон защищает арматуру от коррозии, а при пожарах — от воздействия огня. Поэтому для железобетонных конструкций пожары не так страшны, как для стальных, которые от высоких температур быстрее выходят из строя. Из истории железобетона. В мире не существует однозначного мнения, кому следует отдать приоритет в изобретении железобетона. Предпосылками для его изобретения послужили начало изготовления во многих странах бетонов на портландцементе, который стал производиться в промышленных масштабах. а также налаживание заводского выпуска металлического проката в виде прутков и стержней. Все это происходило в период развития массового строительства. Неудивительно, что в середине XІX в. в нескольких странах почти одновременно предпринимаются попытки соединить бетон и железо. Как видим, железобетон относительно молодой строительный материал по сравнению с камнем, древесиной и сталью.  Рис. 43.1. Схема железобетонной балки, работающей на изгиб: 1— бетон: 2. 3 — части сечения, испытывающие соответственно сжатие и растяжение; 4 — арматура: 5 — трещины  Рис. 43.2. Конструкция ребристого перекрытия системы Геннебика: 1— монолитная железобетонная колонна; 2 — монолитная железобетонная плита; 3 — монолитная железобетонная балка В Великобритании в 1954 г. отмечалось столетие изобретения железобетона. Авторство там приписывают английскому штукатуру В. Б. Уилкинсону, который в 1854 г. получил патент на конструкции бетонных перекрытий (арочного и плоского типов), армированных полосовым железом либо железной проволокой. Во Франции столетие изобретения железобетона отмечалось в l949 г. Там днем рождения железобетона считают дату изготовления французским инженером Д.Л.Ламбо железо-цементной лодки. Каркас лодки был выполнен из железных стержней квадратного сечения и обмазан цементным раствором. Лодка демонстрировалась на Всемирной выставке в Париже в 1855 г. Во многих книгах о железобетоне изобретателем его называют французского садовника Ж. Монье. В 1867 г. он сделал бетонную кадку в которую посадил апельсиновое дерево. Через некоторое время в кадке появились трещины, и он укрепил ее железными обручами из проволоки. Поскольку железо ржавело, Монье для улучшения внешнего вида кадки обмазал ее слоем цементного раствора. Кадка оказалась прочной, что и натолкнуло садовника на идею соединения железа с цементным раствором. Впоследствии Монье получил патенты на ряд строительных конструкций. Существенное влияние на развитие железобетона оказала предложенная в 1892 г. французским инженером Ф.Геннебиком новая система ребристых перекрытий, в которой отсутствовали металлические балки. Перекрытия изготовлялись по монолитным железобетонным балкам, которые опирались на монолитные колонны, имевшие монолитные фундаменты (рис. 2.23). Ф. Геннебик предложил также приближенные формулы для расчета железобетонных элементов, получившие широкое распространение. Можно сказать, что на этом завершился первый этап становления железобетона, дальнейшее его развитие связано с трудами многих других инженеров и ученых. В России первые случаи применения железобетонных конструкций относятся к 1879 г., когда военный инженер Д. Ф. Жаринцев построил бетонную стенку, армированную прокатным металлом. К числу первых значительных конструкций из железобетона, выполненных в России, следует отнести построенный в 1896 г. в Нижнем Новгороде пешеходный арочный мост пролетом 45 м. В 1904 г. в Николаеве был впервые в мире возведен железобетонный маяк высотой 36 м. Современные конструкции из железобетона. В настоящее время железобетон получил широкое распространение. Благодаря своим замечательным свойствам он стал важнейшим материалом, без которого не обходится практически ни одно строительство. Особого внимания заслуживают предварительно напряженные железобетонные конструкции, которые составляют основную часть конструкций, изготовляемых на заводах. В таких конструкциях арматуру предварительно натягивают и закрепляют на упорах, а после твердения бетона перерезают у самых опор, в результате чего она сжимает бетон, препятствуя тем самым образованию трещин и уменьшая прогибы работающих на изгиб элементов. Предварительно напряженные железобетонные конструкции оказались экономичнее, чем обычные ненапряженные. Хотя их изготовление сложнее и. следовательно, дороже, конструкции из обычного железобетона во многих случаях просто не могут конкурировать с ними. Одним из выдающихся сооружений, выполненных из предварительно напряженного железобетона. можно считать Останкинскую телевизионную башню. Ее конструктивные особенности описаны в подразд. 2.9. Применяемые в настоящее время методы расчета, конструирования и изготовления железобетонных конструкций основаны на многочисленных исследованиях. Благодаря трудам ученых удалось добиться высокой прочности железобетона, что делает его вполне конкурентоспособным по отношению, например, к металлическим конструкциям. В последнее время значительное внимание уделяют точности размеров изделий, гладкости их лицевых поверхностей, что позволяет уменьшить затраты материалов и труда на отделку конструкций, упрощает их применение. Расширяется использование разнообразных строительных смесей и клеев, из которых приготовляют растворы для укладки сборных железобетонных конструкций. Железобетон – искусственный строительный материал, в котором соединены в монолитное целое стальная арматура и бетон. В современном строительстве этот "союз" имеет чрезвычайно широкое распространение, что не удивительно – ведь железобетон обладает большими техническими и экономическими преимуществами по сравнению с другими материалами. Железобетон – искусственный строительный материал, в котором соединены в монолитное целое стальная арматура и бетон. В современном строительстве этот "союз" имеет чрезвычайно широкое распространение, что не удивительно – ведь железобетон обладает большими техническими и экономическими преимуществами по сравнению с другими материалами. С  ооружения из железобетона огнестойки и долговечны, не требуют специальных защитных мер от разрушающих атмосферных воздействий. Прочность бетона со временем увеличивается, а арматура не поддаётся коррозии, будучи защищенной окружающим её бетоном. Железобетон обладает высокой несущей способностью, хорошо воспринимает и статические, и динамические (в т.ч. сейсмические) нагрузки.Термин "железобетон" нередко употребляется как собирательное название железобетонных конструкций и изделий (ЖБИ). Из железобетона относительно легко создавать сооружения и конструкции самых разнообразных форм, достигающих большой архитектурной выразительности. 43.2. Изготавливление ЖБИ |