Контрольная работа по "Материаловедению (строительные материалы)"

Тяжелый бетон                   Керамзитобетон                      Пенобетон

R_c  = 20 МПа                                      R_c =10 МПа                                              R_c=7 МПа

ρ_m  = 2300кг/м³                              ρ_m = 1700 кг/м³                                      ρ_m=900 кг/м³

К=200/2300=0,0869           К=100/1700=0,0588                К=70/900=0,078

Ответ: Эффективнее тяжелый бетон. 

Задача 4 Вариант 15А, 15В

Подбор  состава смеси  тяжелого бетона.

Дано: а) Прочность бетона на осевое сжатие и растяжение R_c =600 кгс/см² ; Прочность бетона  R_b =500 кгс/м² ; Осадка конуса h_q =9,5 см ; Расчетное значение водоцементное соотношение   M_w/M_c =0,6

б) Прочность бетона на осевое сжатие и растяжение R_c =500 кгс/см² ; Прочность бетона  R_b =300 кгс/м² ; Осадка конуса h_q =12 см ; Расчетное значение водоцементное соотношение   M_w/M_c =0,56 

Определить состав бетонной смеси (расход воды, цемента, щебня, песка, фракционный состав щебня). Проверить точность расчета и выполнить корректировку состава, если разница между полученным и расчетным значениями водоцементного соотношения составит более 10%.  

Задача 5 Вариант 1

Определение физических механических свойств каменных материалов.

                                                    6,5 см

                                                   12 см

               25 см

5.1.1

Дано: Керамический кирпич, F_max=90000 кгс

Определить R_c  , предел прочности при сжатии, марку кирпича.

Решение: R_c=  F_max/А=(90000/78)=1153,84 МПа 

5.1.2

Дано: Силикатный кирпич, F_max=75000 кгс

Определить R_c  , предел прочности при сжатии, марку кирпича.

Решение: R_c=  F_max/А=(75000/78)=961,53 МПа 

5.1.3

Дано: Шамотный кирпич, F_max=60000 кгс

Определить R_c  , предел прочности при сжатии, марку кирпича.

Решение: R_c=  F_max/А=(60000/78)=769,23 МПа 

5.1.4

Дано: m_керам.=3120 г;  m_{силикатн.}=4095 г;  m_{шамотн.}=3510 г.

Определить: среднюю плотность ρ_m

Решение: ρ_m= m/V_nat , где V_nat=a*b*с

ρ_{m керам.}=3120/1950=1,6*1000=1600 кг/м³

ρ_{m силикат.}=4095/1950=2,1*1000=2100 кг/м³

ρ_{m шамотн.}=3510/1950=1,8*1000=1800 кг/м³ 

5.1.5 Сравнить по эффективности керамический, силикатный, шамотный кирпичи.

К= R_c / ρ_m

Керамический                                      Силикатный                     

R_c =1153,84 МПа                                 R_c =961,53 МПа              

ρ_{m керам} =1600 кг/м³                               ρ_{m силикат} =2100 кг/м³        

К=1153,84/1600=0,7212                     К=961,53/2100=0,4579     

Шамотный 

R_c =769,23 МПа

ρ_{m шамотн.}= 1800 кг/м³

К=769,23/1800=0,4274

Ответ: Керамический кирпич эффективнее. 

Задача 6 Вариант 4

Выбор и расчет свойств  балки-швеллера и  балки двутавра. 

                                                        q 
 

                      L                            [R]=2160 кгс/см² 

6.4.1

Дано: погонная нагрузка q=10 кгс/смп, длина l=220 см.

Определить: мах момент посередине балки М_max

Решение: М_max= (q*l²)/8, где 8- γ коэффициент надежности по нагрузке.

М_max=(10*220²)/8=60500 кгс/см 

6.4.2

Определить момент сопротивления W_x и выбрать по сортаменту (прилож. 4,5 методических указаний) № швеллера и № двутавра, их моменты инерции I_x и вес 1 м.п.

Решение: W_x= М_max/R=60500/2160=28,01см³

По прилож. 4 № балки-швеллера – 10, I_x=174 см⁴, вес 1 п.м.- 8,59 кг

По прилож. 5 № двутавра – 10, I_x=198 см⁴, вес 1 п.м. – 9,46 кг 

6.4.3

Определить прогиб швеллера ƒ_x и сравнить с допустимым, если Е=2100000 кгс/см² .  

                          5 ql⁴                 10 * 220⁴       

Решение: ƒ_x= 384  ЕI_x=0,013* 2100000*174=0,8334 см  

6.4.4

Определить прогиб двутавра ƒ_x и сравнить с допустимым, если Е=2100000 кгс/см².

                         5  ql⁴                   10 * 220⁴

Решение: ƒ_x= 384  ЕI_x=0,013* 2100000*198=0,7324 см 

6.4.5

Определить вес швеллера и двутавра. Сравнить вес и сделать вывод.

2,20 (м)*8,59(кг/мп) = 18,898 кг вес балки-швеллера

2,20 (м)*9,46(кг/мп) = 20,812 кг вес двутавра

Вывод: При одинаковой длине вес двутавра больше балки-швеллера. При необходимости облегчить строительную конструкцию, если возможно заменить двутавр на балку-швеллер, то лучше использовать второе.  

Задача 7 Вариант 4

Определение физических и механических свойств древесины.

Два образца  пород дерева: Лиственница и Осина. 

                   F_max

                                                                                                  2 см

                                                                                                

                                                                                                  2 см        

      L=24см                                                  30 см 

7.4.1

Дано: Коэффициент усушки лиственницы K_{у лист} = 0,56

Разрушающая нагрузка F_{max лист} = 249,50 кгс;

Коэффициент усушки осины K_{у осины}=0,43

Разрушающая нагрузка F_{max осины}=170,05 кгс.

Определить: предел прочности при изгибе R_ƒ

                        3 * F_max *  l₀

Решение: R_ƒ =   2* b * h²    , где l₀ – расстояние м/у опорами = 24 см, b – ширина поперечного сечения = 2 см ,  h² – высота поперечного сечения = 2 см.

R_{ƒ лист}=(3*249,50*(24*0,56))/(2*2*2²)=10059,84/16=628,74 кгс/см²

R_{ƒ осина}=(3*170,05*(24*0,43))/(2*2*2²)=5263,20/16=328,95 кгс/см² 

7.4.2

Дано: Масса образца лиственницы m_лист =75,02 г.; масса образца осины m_осины =60,03 г.

Определить: среднюю плотность ρ_m.

Решение: ρ_m= m/V_nat , где V_nat=a*b*с

ρ_{m лист}= 75,02/120= 0,6252 г/см³

ρ_{m осины}=60,03/120= 0,5 г/см³