Контрольная работа по Материаловедению строительные материалы

Дано:
mтяж.бетона
=7762,5 г; mкерамзитобетона
=5737,5 г; mпенобетона
=900 г.

Определить:
среднюю плотность ρ
m

Решение:
ρ
m
= m
/
Vnat
,
где Vnat
=
a
*
b
*с

ρ
m
тяж
.
бет
.
=
7762,5/3375=2,3*1000=2300 кг/м3

ρ
m
керамзитобет
.
=
5737,5/3375=1,7*1000=1700 кг/м3

ρ
m
пенобет
.
=
900/1000=0,9*1000=900 кг/м3

3.2.5
Сравнить по эффективности тяжелый бетон, керамзитобетон, пенобетон, используя полученные данные.

К=
Rc

/ ρ

m

Тяжелый бетон Керамзитобетон Пенобетон

Rc
=
20 МПа
Rc
=
10 МПа
Rc
=
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 Rc

=
600 кгс/см2
; Прочность бетона Rb

=
500 кгс/м2
; Осадка конуса hq


=
9,5 см ; Расчетное значение водоцементное соотношение Mw

/

Mc

=
0,6

б) Прочность бетона на осевое сжатие и растяжение Rc

=
500 кгс/см2
; Прочность бетона Rb

=
300 кгс/м2
; Осадка конуса hq

=
12 см ; Расчетное значение водоцементное соотношение Mw

/

Mc

=
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, Fmax
=
90000 кгс

Определить
Rc
, предел прочности при сжатии, марку кирпича.

Решение:
Rc
= Fmax
/А=
(90000/78)=1153,84 МПа

5.1.2

Дано:
Силикатный кирпич, Fmax
=
75000 кгс

Определить
Rc
, предел прочности при сжатии, марку кирпича.

Решение:
Rc
= Fmax
/А=
(75000/78)=961,53 МПа

5.1.3

Дано: Шамотный кирпич, Fmax
=
60000 кгс

Определить
Rc
, предел прочности при сжатии, марку кирпича.

Решение:
Rc
= Fmax
/А=
(60000/78)=769,23 МПа

5.1.4

Дано:
mкерам.
=3120 г; mсиликатн.
=4095 г; mшамотн.
=3510 г.

Определить:
среднюю плотность ρ
m

Решение:
ρ
m
= m
/
Vnat
,
где Vnat
=
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=
Rc

/ ρ

m

Керамический Силикатный

Rc
=
1153,84 МПа Rc
=
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

Rc
=
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 Мmax

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

Мmax
=(10*2202
)/8=60500 кгс/см

6.4.2

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

Решение:
Wx
= Мmax
/R=60500/2160=28,01см3

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

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

6.4.3

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

5
q
l
4
10 * 2204

Решение: ƒx
= 384 ЕIx
=0,013* 2100000*174=0,8334 см

6.4.4

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

5
q
l
4
10 * 2204

Решение:
ƒx
= 384 ЕIx
=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 Rƒ

3 * F
max
*
l
0

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

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

Rƒ 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
/
Vnat
,
где Vnat
=
a
*
b
*с

ρ
m
лист
= 75,02/120= 0,6252 г/см3

ρ
m
осины
=60,03/120= 0,5 г/см3