Коэффициент конструктивного качества формула

Коэффициент — конструктивное качество

Фактор качества конструкции характеризует возможность снижения веса зданий при сохранении или даже улучшении основных свойств материалов. Он наиболее высок для пластмасс, например, коэффициент структурного качества каменной кладки — 0 02; бетона (марка 150) — 0 06; стали СтЗ — 0 5; сосны — 0 7; дюралюминия — 1 6; стеклопластика — 2 2 [12, p Увеличение коэффициента достигается за счет повышения прочности на единицу массы материала. [1]

Важной характеристикой материалов является коэффициент структурного качества. [2]

Таким образом, по коэффициенту структурного качества ламинаты пока являются непревзойденными материалами и могут быть использованы для создания самых прочных и легких конструкций. [3]

Современная строительная наука ввела новое понятие — коэффициент качества конструкции, который в настоящее время увеличился в десять раз. [4]

Эффективность легких бетонов в данном случае особенно очевидна при сравнении их по коэффициенту структурного качества. Этот коэффициент, обозначаемый KKK, равен отношению прочности бетона на сжатие к его средней плотности. [5]

Наиболее важным фактором конструкционных материалов, используемых в строительстве, является их структурный коэффициент качества. Она определяется путем деления прочности материала на его плотность. Этот коэффициент снижает вес конструкции без снижения ее прочности. Пластмассы имеют самый высокий коэффициент структурного качества среди всех строительных материалов и поэтому могут быть использованы для получения как самых легких, так и самых прочных конструкций. [6]

Характерной особенностью в развитии производства легких бетонов является постепенное снижение доли низкомарочных бетонов в общем объеме их производства, расширение сырьевой базы для производства пористых заполнителей, повышение коэффициента структурного качества легких бетонов. [7]

Фактор качества конструкции характеризует возможность снижения веса зданий при сохранении или даже улучшении основных свойств материалов. Этот коэффициент наиболее высок для пластмасс, поэтому коэффициент конструктивного качества каменной кладки составляет 0 02; бетона (марка 150) — 0 06; стали СтЗ — 0 5; сосны — 0 7; дюралюминия — 1 6; стеклопластика — 2 2 [ 12, s Увеличение коэффициента достигается за счет повышения прочности на единицу веса материала. [8]

В композитных материалах — композитах, разнородные компоненты создают синергетический эффект — новое качество материала, отличающееся от свойств исходных компонентов. В конструкционных композитах, прежде всего, важна высокая удельная прочность (коэффициент структурного качества), которая превышает аналогичную характеристику стали примерно в 15 раз. [9]

В композиционных материалах — композитах — разнородные компоненты создают синергетический эффект — новое качество материала, отличное от свойств исходных компонентов, т.е. когда целое больше суммы компонентов. Конструкционные композиты в первую очередь предназначены для достижения высокой удельной прочности (структурного коэффициента качества), высокой коррозионной стойкости, эксплуатационной надежности и долговечности. [10]

Однако в этом случае, как правило, увеличивается средний диаметр пор, снижается коэффициент структурного качества материала, поэтому не рекомендуется вводить в шихту более 3 — 5 % (по массе) газообразователя. [11]

Для конструкционных материалов, используемых в строительстве, наиболее важным показателем материала является коэффициент структурного качества. Этот коэффициент определяется путем деления прочности материала на его плотность. Коэффициент — это уменьшение веса конструкции без снижения ее прочности. Пластмассы имеют самый высокий коэффициент структурного качества среди других строительных материалов, поэтому их можно использовать для создания прочных и в то же время легких конструкций. [12]

Коэффициент структурного качества (C.C.Q.) материала характеризует его структурные свойства. Коэффициент структурного качества определяется по формулам:

C.Q.Q.=., [МПа], (9.2)

Где: R — предел прочности материала на растяжение, МПа;

ρ0 — средняя плотность материала, г/см3 , которая подставляется в формулу как безразмерная величина.

Наиболее эффективные конструкционные материалы имеют более высокую прочность при более низкой средней плотности. Увеличение S.D.C. может быть достигнуто за счет снижения средней плотности материала и увеличения его прочности.

10. Определение морозостойкости

Морозостойкость описывает способность насыщенного водой материала справляться с многократным попеременным замораживанием и оттаиванием. Основной причиной растрескивания влажного материала при замерзании является давление воды на стенки пор при замерзании, которое составляет десятки или сотни МПа и вызывает разрушение материала.

Определение морозостойкости каменных материалов проводится в соответствии с ГОСТ 30629-99. Для этого готовят образцы кубической формы с ребром 40-50 мм или цилиндрической формы с диаметром и высотой 40-50 мм. Испытание проводится в следующем порядке. Образцы помещают в ванну на сетку в один ряд и заливают водой при температуре 20+5 0 С так, чтобы уровень воды был выше верха образца на 20 мм. После того, как образцы простояли 48 часов, воду сливают. Пять образцов испытывают на сжатие по стандартной методике, ванну с оставшимися образцами помещают в холодильную камеру и доводят температуру до минус 17-25 0С. При установившейся температуре минус 17-25 0С образцы выдерживают в течение 4 часов, после чего ванну извлекают из камеры и заливают в нее проточную или обменную воду температурой 20+5 0С и выдерживают до полного оттаивания образцов, но не менее 2 часов. Одно замораживание и одно оттаивание считается за один цикл. Циклы испытаний следует повторить и, в зависимости от ожидаемого значения морозостойкости материала, после 15, 25, 60 или более циклов каждый из пяти образцов должен быть подвергнут испытанию на сжатие в соответствии с ранее приведенной процедурой.

По результатам испытаний потеря прочности образцов рассчитывается по формуле:

=100, [%] [10.1]

Где: Rcj — среднее арифметическое значение прочности на сжатие пяти образцов в водонасыщенном состоянии, [МПа (кгс/см2 )];

— среднее значение прочности на сжатие пяти образцов после их испытания на морозостойкость, [МПа (кгс/см 2 )].

Если средняя потеря прочности на сжатие пяти образцов после попеременного замораживания и оттаивания не превышает 20% при указанном количестве циклов, то такой материал соответствует соответствующему классу морозостойкости. Если потеря прочности превышает 20%, материал не соответствует соответствующему классу морозостойкости. Морозостойкость также может быть оценена на основе потери веса испытанных образцов материала. В этом случае после насыщения водой образцы (не менее 5) взвешиваются, а затем снова взвешиваются после соответствующего количества циклов замораживания-оттаивания. На основании полученных результатов рассчитывается потеря веса образцов по формуле:

=100, [%] [10.1]

Где: m1 — масса образца перед испытанием, г;

m2 — масса образца после испытания, г.

Предел морозостойкости — это наибольшее количество циклов, которое материал может выдержать с потерей веса не более 5%.

Материал — это материальное вещество, используемое в производстве или изготовлении вещи или преобразованное в другие материальные вещества, предметы или объекты; на практике — это продукт, потребляемый с изменением формы, состава или состояния при производстве продукции. В зависимости от выбранного материала конечный продукт будет обладать тем или иным из этих свойств.

Механические свойства

Упругость твердого тела — это свойство самопроизвольно возвращаться к своей первоначальной форме и размерам после прекращения действия внешней силы. Упругая деформация полностью исчезает после прекращения действия внешней силы, поэтому ее принято называть обратимой деформацией.

Пластичность твердого тела — это его свойство изменять форму и размер под действием внешней силы, не разрушаясь, при этом после прекращения действия силы тело не может самопроизвольно восстановить свои размеры и форму, остается некоторая остаточная деформация, называемая пластической деформацией.

Пластическая или остаточная деформация, которая не исчезает после снятия нагрузки, называется необратимой деформацией.

Основными характеристиками деформационных свойств строительного материала являются относительная деформация, модуль Юнга и коэффициент Пуассона.

Внешние силы, приложенные к телу, вызывают изменение межатомного расстояния, что приводит к изменению размера деформированного тела на dl в направлении действия силы.

Относительная деформация равна отношению абсолютной деформации dl к исходному линейному размеру l тела.

Формула расчета є = dl / l,

где є — относительная деформация.

Модуль упругости (модуль Юнга) связывает упругую деформацию є и одноосное напряжение s с помощью линейной зависимости, выражающей закон Гука.

где E — модуль Юнга.

Для одноосного растяжения (сжатия) напряжение задается формулой

где P — эффективная сила; F — начальная площадь поперечного сечения детали.

Примеры строительных материалов в соответствии с этим свойством:

Модуль упругости — это мера жесткости материала. Материалы с высокой энергией межатомной связи (они плавятся при высокой температуре) также имеют высокий модуль упругости.

Модуль упругости E ряда материалов в зависимости от температуры плавления (тмоль) приведен в таблице.

Модуль упругости E связан с другими упругими свойствами материала с помощью коэффициента Пуассона. Одноосное растяжение (сжатие) sz приведет к деформации вдоль этой оси — єz и сжатию вдоль поперечных направлений — єx и — єu, которые равны друг другу в изотропном материале.

Коэффициент Пуассона, или коэффициент поперечного сжатия µ, равен:

Примеры строительных материалов в соответствии с этим свойством:

Бетон имеет коэффициент Пуассона от 0,17 до 0,2, полиэтилен — 0,4.

Прочность — это свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами (ограниченная усадка, неравномерный нагрев и т.д.).

Прочность материала оценивается его пределом прочности (прочностью на растяжение) R, определяемым для данного вида деформации.

Диаграммы напряжений.

Основной прочностной характеристикой хрупких материалов (природный камень, бетон, раствор, кирпич и т.д.) является прочность на сжатие.

Прочность при осевом сжатии равна доле усилия разрушения, деленной на начальную площадь поперечного сечения образца (куб, цилиндр, призма).

Формула расчета: Рсж = Рразр / F,

где Rcf — прочность при осевом сжатии; Rasr — разрушающее усилие; F — начальная площадь поперечного сечения образца.

Предел прочности при осевом растяжении Rp используется в качестве характеристики прочности стали, бетона, волокон и других материалов.

В зависимости от соотношения Rp / Rcj материалы можно разделить на три группы:

1) материалы с Rp > Rcr (волокнистые — дерево и т.д.) ;
2) Rp = Rcf (сталь);
3) Rp 1м для времени t = 1 ч при разности гидростатических давлений на границах стенок ( P1 — P2 ) = 1 м вод. ст.

Газо- и паропроницаемость.
Когда на поверхности оболочки здания создается разница давлений, газ перемещается через поры и трещины в материале.

Коэффициент газопроницаемости описывает проницаемость газов и паров:

Формула расчета: кг = aVp / (StdP),

где Vp — масса газа или пара (плотность p), прошедшего через стенку с площадью поверхности S и толщиной a за время t при разности давлений на поверхности стенки dP.

Значения относительной паропроницаемости некоторых строительных материалов приведены в таблице ниже.

Усадка — это уменьшение размеров материала по мере его высыхания. Это вызвано уменьшением толщины слоев воды, окружающих частицы материала, и внутренними капиллярными силами, которые сближают частицы материала.

Разбухание (набухание) происходит, когда материал насыщается водой. Полярные молекулы воды проникают в пространства между частицами или волокнами, из которых состоит материал, вызывая утолщение гидратной оболочки вокруг частиц, исчезновение внутреннего мениска и, соответственно, капиллярных сил.

Усадка некоторых строительных материалов приведена в таблице ниже.

Свойства, связанные с теплом

Морозостойкость (F/Mrz) — это способность насыщенного водой материала выдерживать замораживание и оттаивание без значительной потери массы и прочности.

Морозостойкость материала определяется его классом морозостойкости.

Примеры строительных материалов в соответствии с этим свойством:

Легкий бетон, кирпич, глиняные камни для наружных стен зданий обычно имеют морозостойкость Prz 15, Prz 25, Prz 35. Бетон, используемый при строительстве мостов и дорог, должен иметь MRz 50, MRz 100 и MRz 200, гидротехнический бетон — до MRz 500.

Теплопроводность — это способность материала передавать тепло от одной поверхности к другой.

На практике удобно оценивать теплопроводность на основе средней плотности материала. Существует известная формула В.П. Некрасова, связывающая теплопроводность со средней плотностью каменного материала, выраженной по отношению к воде. Значение теплопроводности по этой формуле рассчитывается следующим образом:

1,16 — SQRT(0,0196 + 0,22 — ro — 0,16),

где SQRT( ) — операция квадратного корня; Ro — средняя плотность материала.

Теплоемкость определяет количество тепла, которое должен отдать 1 кг материала, чтобы его температура повысилась на 1°C.

Примеры строительных материалов в соответствии с этим свойством:

Теплоемкость неорганических строительных материалов (бетон, кирпич, природные каменные материалы) составляет от 0,75 до 0,92 кДж/(кг -°C). Теплоемкость сухих органических материалов (например, древесины) составляет примерно 0,7 кДж/(кг °C), а вода имеет самую высокую теплоемкость — 1 кДж/(кг °C); следовательно, теплоемкость увеличивается с увеличением содержания влаги.

Тугоплавкость — это свойство материала выдерживать длительное воздействие высоких температур (1580°C и выше) без размягчения или деформации. Огнеупоры используются для внутренней футеровки промышленных печей.

Огнеупоры размягчаются при температуре выше 1350°C.

Воспламеняемость — это способность материала гореть.

Материалы делятся на горючие (органические) и негорючие (минеральные).

Добавлено: 23.10.2019 15:13:04

Еще статьи в рубрике Выбираем отделочные материалы:

  • Маркировка обоев

Сегодня на рынке представлено огромное количество разновидностей обоев. Каждый тип обоев обозначен определенными значками, чтобы вы могли легко понять, для какого .

Лаки — общая информация

Лаки — это вещества, состоящие из смол и других полимеров, растворенных в летучих растворителях. Когда тонкий слой лака наносится на любой .

Краски и лаки (разновидности и советы по выбору)

Выбор клея осуществляется одновременно с выбором материала для склеивания. Часто можно приобрести клей той же марки, что и отделочный материал.

    Краски и их компоненты общая информация и классификация

В строительной отрасли все больше требований предъявляется к качеству внутренней и внешней отделки зданий и сооружений. Отделочные работы выполняются с использованием красок и лаков.

Тротуарная плитка — обзор

Серый цвет асфальта давно стал визитной карточкой крупных городов. И хотим мы того или нет, но такой мегаполис, как Москва, не может делать …

Керамогранит — классификация, характеристики, производство

Керамогранит, один из самых твердых и прочных отделочных материалов, по твердости превосходящий даже лучшие природные граниты, появился на свет в 1980-х годах.

Оцените статью
Добавить комментарий