При расчете реальных железобетонных конструкций прочность бетона в сжатом участке принимают не по Rкуб, а по призматической прочности Rb, полученной при испытании призм размером 150х150х600 мм или 100х100х400 мм (рис. 1.2). Если уровень напряжений σb/Rb постепенно снижается в процессе эксплуатации конструкции при благоприятных условиях для повышения сопротивления бетона (за счет увеличения Rb), то коэффициент длительности нагрузки может не влиять на несущую способность элементов. Под классом бетона по прочности на осевое сжатие В (МПа) понимают временную прочность на сжатие кубов бетона с размером ребра 150 мм, испытанных после 28 суток хранения при температуре (20+2) 0С по ГОСТ с достоверностью 0,95.
Основные механические свойства арматурных сталей
Классификация арматуры и арматурных проволочных изделий. Классы и марки арматурных сталей
Стержневая арматура Стержневая арматура классифицируется следующим образом
Проволочная арматура Проволочная арматура подразделяется на следующие классы
Арматурные проволочные изделия Арматурные проволочные изделия подразделяются следующим образом
ЛЕКЦИИ 5, 6
Сущность метода расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям. Две группы предельных состояний
Нагрузки
Степень ответственности зданий и сооружений
ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ 1. Недостатки обычных железобетонных конструкций
Сущность предварительного напряжения железобетонных конструкций, их преимущества и недостатки
Способы и методы натяжения арматуры Возможны два способа создания предварительного напряжения
- электротермический;
- механический;
- электротермомеханический;
- физико-химический
- Потери предварительных напряжений
Передаточная прочность и предварительные напряжения в бетоне при передаче усилия предварительного бжатия Р (1)
Коэффициент точности натяжения γ sp
Граничная относительная высота сжатой зоны бетона
Расчет элементов прямоугольного профиля с одиночной арматурой
RM ult s s
Расчет элементов прямоугольного профиля с двойной арматурой
Необходимость расчетного армирования на сжатие Так же возникает, когда для сечения с одинарной арматурой имеет место неравенство R, из-за чего прочность бетона в зоне сжатия недостаточна и элемент может разрушиться в случае 2 (в зоне сжатия ).
Расчет элементов таврового профиля
Напряжение, создаваемое mt в бетоне и sw в A sw (рис. 7.2, а), значительно снижает прочность бетона на сжатие, так что mc в момент разрушения значительно меньше Rb (mc< При уменьшении интенсивности прижимов от опоры в пространстве от qsw1 до qsw2 (например, при увеличении разноса прижимов) условие (7.1) следует проверять при значениях c>l1 (l1 — длина сечения с интенсивностью зажимов qsw1 (рис. 7.8) или распределением арматуры Ns2 увеличивается на величину Nw, определяемую по формулам допусков.При наличии поперечной арматуры, перекрывающей продольную арматуру без сварки, коэффициент делится на величину 1 6Asw/s (где Asw и s - площадь поперечного сечения огибающей обоймы и ее шаг) и принимается 0,7. Колонны армируются продольной стержневой арматурой диаметром 12..40 мм (рабочая арматура), преимущественно из горячекатаной стали класса А400, а также поперечной стержневой горячекатаной арматурой классов А400, А300, А240 и класса В500. . провод (рис. 9.3). Насыщение сечения продольной арматурой элементов, сжатых случайными эксцентриситетами, оценивается коэффициентом или процентом армирования (значения в 100 раз больше), где As - общая площадь поперечного сечения продольных стержней . Наименьшее расстояние между ними в свету допускается 50 мм, если брусья при бетонировании располагаются вертикально; а с горизонтальной регулировкой - 25 мм для нижней арматуры и 30 мм для верхней арматуры, но во всех случаях не менее наибольшего диаметра стержня. При расстоянии между рабочими стержнями более 400 мм по периметру сечения элемента должны быть предусмотрены промежуточные стержни так, чтобы расстояние между продольными стержнями не превышало 400 мм. В зависимости от количества арматуры в растянутых участках As и сжатых As и эксцентриситета сжимающей силы e0 возможны два случая разрушения внецентренно сжатых элементов по нормальному сечению. Значения предельно допустимой ширины раскрытия трещин Значения параметра t Определение прогибов 1. Общие сведения EJql 4 Определение прогибов, обусловленных деформацией сдвига Напряженное состояние камня и раствора при центральном сжатии кладки При сжатии кладки осевым деформациям сжатия по направлению действия силы всегда Четыре стадии работы кладки под нагрузкой при сжатии Конструктивное сопротивление кладки равно прочности камня на сжатие R, умноженной на конструктивный коэффициент А<1; Рк=АР1. Растяжение стенок по незакрепленному шву (рис. 12.10, а) практически не происходит в чистом виде, а в основном происходит при воздействии на стенку внецентренного сжатия при больших эксцентриситетах, когда стенка растягивается с одной стороны, как показано на Инжир. При несвязанном участке в большинстве случаев стена разрушается по поверхности контакта камня и раствора в горизонтальных швах (разрушение возможно по раствору, внутри камня, по поверхности, проходящей через два-три указанных участка - рис. 12.10, а). Под действием усилий по горизонтальным швам (рис. 12.11, а) происходит разрез по незакрепленному шву, который появляется в несущих стенках (рис. Прочность кладки на растяжение при разрезе по неперевязанным участкам определяют по закону Кулона (рис. 12.11, а), согласно которому. Под действием сил, перпендикулярных горизонтальным швам (рис. 12.11, б), происходит разрез по клеевому шву, который возникает у консольных ребер (рис. Однако, если определить разрушающий момент как для упругого материала, то принять расчетное сопротивление Rt в растянутой зоне (как при центральном растяжении), тогда разрывной момент примерно в 1,5 раза меньше, чем при натурных испытаниях. Принято, что расчетная прочность кладки на растяжение при изгибе по отрезку пояса Rtb примерно в 1,5 раза больше расчетной прочности кладки на растяжение при центральном напряжении Rt. Отчасти это связано с тем, что менее напряженная часть сечения в какой-то мере помогает в работе более напряжённой части и происходит перераспределение напряжений за счёт пластических деформаций стенки; . в) при значительных эксцентриситетах (е0) приложения нагрузки N (рис. 13.2, а) в зоне растяжения появятся трещины, что вызовет изменение части сечения. Максимальное значение эксцентриситета (с учетом хаотичности) внецентренно сжатых конструкций без продольной арматуры в зоне растяжения не должно превышать 0,9 y для основных сочетаний нагрузок и 0,95 y для особых сочетаний нагрузок. В стенах толщиной 25 см и менее максимальное значение эксцентриситета с учетом случайного не должно превышать 0,8 y для основного сочетания нагрузок, 0,7 y для особого сочетания нагрузок, где y - расстояние от центра тяжести к краю сечения против эксцентриситета (рис. 13.2б). Уравнение для расчета неармированной стены на внецентренное сжатие получают из суммы проекций всех сил на продольную ось элемента (рис. 13.2, б). Поперечная (сетчатая) арматура с расположением арматуры в горизонтальных швах стены (рис. 14.1) препятствует образованию в ней поперечных деформаций, воспринимает растягивающее усилие и тем самым разгружает соответствующие составляющие стены, что повышает ее прочность в 2,0-2,5 раза. Размеры ячеек сетки с1, с2 принимают не менее 30 мм и не более 120 мм и не должны превышать 1/3 размера наименьшего сечения в плане. Rск - расчетное сопротивление при центральном сжатии, определяемое для армированной кладки из кирпича всех видов и керамического кирпича с щелевидными вертикальными пустотами на растворе марки 25 и выше по формуле. Для квадратной арматурной сетки сечением Аст с размером ячейки с на расстоянии между сетками по высоте s. 14.4). 14.4) При армировании сетками типа «зигзаг» за расстояние между ними принимается расстояние между 14.5) Предельное значение процента армирования кладки сетчатой арматурой при центральном сжатии не Внецентренно сжатые элементы Sc — статический момент сжатой зоны сечения кладки относительно центра тяжести растянутой или менее сжатой арматуры As;. При этом железобетон рекомендуется размещать снаружи кладки, что позволяет контролировать качество уплотнения укладываемой бетонной смеси и более рационально при внецентренном надавливании и изгибе (рис. 15.1, а, б ) ). Толщина защитного слоя бетона для продольных арматурных стержней должна быть не менее 20 мм для их диаметра до 20 мм и 25 мм для большего диаметра. 15.2) Приведенный модуль упругости комплексных элементов и приведенное временное Изгибаемые элементы Каменные конструкции, усиленные обоймой 15.24) где h, b - размеры сторон усиливаемого элемента; Элементы каменных конструкций Значение коэффициента условий работы кладки r Значения предельных относительных деформаций неармированной кладки В многоэтажных зданиях с жесткой конструктивной схемой стены и колонны рассматриваются как вертикальные неразрезные многопролетные балки, опирающиеся на неподвижные опоры перекрытий (рис. 17.2, а). Для упрощения расчета допускается рассматривать стену или столб, разложенный по высоте на однопролетные балки с опорными шарнирами на нижнем уровне плит или балок перекрытий (рис. 17.2, б). Для стен с проемами принимают S ≤ с, где с — расстояние от края поперечной стены до края оконного проема (рис. 17.5, в). Расчет перемычек на поперечную силу от горизонтальных нагрузок, определяемую по формуле (17.10), производят на сдвиг и изгиб по следующим формулам. Стойки рамы рассчитываются как защемленные внизу консоли (рис. 17.10), нагруженные внешней нагрузкой и опорной реакцией верхней упругой опоры. От веса брусчатки и снега при равных пролетах здания расчетную схему принимают в виде стойки, защемленной внизу и неподвижной вверху (только при симметричном нагружении) (рис. 17.12). От вертикальной крановой нагрузки расчетная схема принимается в виде стойки, защемленной внизу и вверху шарниром, перемещающимся в горизонтальном направлении, - упругой опорой (рис. 17.13). От горизонтальной крановой нагрузки расчетную схему принимают такую же, как и для вертикальной крановой нагрузки (рис. 17.14). Балка, находящаяся в предельном равновесии, рассматривается как система жестких звеньев, соединенных друг с другом в местах излома посредством пластических шарниров (рис. 19.2, д). Если мы умножим левую и правую части уравнения (19.7) на ab/l, то получим уравнение равновесия (19.2), найденное выше статически. При необходимости более мощной рабочей арматуры диаметром 6 мм и более плиты армируют в пространстве и на опоре отдельно сетками, обмотанными с поперечным расположением рабочей арматуры (рис. 19.6, в, г). Если пластина имеет один или несколько свободно опертых концов, то соответствующие опорные моменты в уравнениях (20.4) и (20.5) принимаются равными нулю. Крупногабаритные плиты 3х18 м и 3х24 м, опирающиеся на балки с пролетом 6 или 12 м, предназначены для скатных и малоскатных крыш (рис. 27.3). Сводчатые плиты железобетонные КЖС больших размеров имеют криволинейные продольные ребра с расширениями в нижней и верхней частях, гладкую полку толщиной 40..50 мм в середине пролета и толщиной 140..160 мм в конце у опор. (рис. 27.4). Ребристые плиты для малоскатной крыши имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхней полосы, поперечные ребра с уклоном 1000 мм и полку толщиной 25 мм (рис. 27.5). Оголовки диагональных сегментов экономичнее арочных корпусов по расходу арматуры примерно на 10 %, по расходу бетона - примерно на 12 %. Различают такие основные виды балок: сегментные с верхней полосой ломаного контура и прямыми участками между стыками (рис. 28.1, а); арочная диагональ с редкой решеткой и верхней полосой с плавным изогнутым контуром (рис. 28.1, б); арочные, диагональные, с жесткими соединениями в местах пересечения полок с поясами и верхними поясами криволинейного контура (рис. 28.1, в); многоугольная с параллельными поясами или с малым уклоном верхнего пояса трапециевидного контура (рис. Стропильная сеть может представлять собой кладку сборных железобетонных элементов с выпусками арматуры, которые устанавливаются до бетонирования поясов и ведут к стыкам с 30...50 мм, либо производят одновременно с бетонированием поясов. АsW= NsW / nRsW (28.6) Здесь α-угол наклона линии АВ, соединяющей точку А у грани опоры с точкой В в примыкании нижней грани сжатого раскоса к узлу ; n –число поперечных стержней, пересекаемых линиtй АВ( за вычетом поперечных стержней, расположенных ближе 100 мм от точки А); l0p, lan- длина заделки в опорном узле за линией АВ продольной напрягаемой и ненапрягаемой арматурой; l, lan – длина заделки, обеспечивающая полное использование прочности продольной напрягаемой и ненапрягаемой арматуры. АSw= NsW /n RsW, (28.10) где N- расчетное усилие в растянутом раскосе; φ- угол между поперечными стержнями и направлением растянутого раскоса; n- число поперечных стержней, пересекаемых линией АВС; при этом поперечные стержни, располагаемые на расстоянии меньше 100 мм от точек А и С, а также имеющие в пределах вута заделку менее 30 d ( с учетом загнутых участков поперечной арматуры), в расчет не включаются; l1-длина заделки арматуры растянутого раскоса за линией АВС; k2 — коэффициент, учитывающий особенность рабо- ты узла, в котором сходятся растянутый и сжатый подкосы: для узлов верхнего пояса k2=1; для узлов нижнего пояса (если в одном из примыкающих к узлу участке растянутого пояса обеспечивается 2-я категория требований по трещиностойкости и при наличии в узле сжатых стоек или раскосов, имеющих угол наклона к горизонту более 40°) k2=l,1 в остальных случаях k2=1,05; а —условное увеличение длины заделки растянутой арматуры с анкерами: a = 5d — при двух коротышах; а=3d — при одном коротыше и петле; a = 2d — при высаженной головке; 1аn—заделка арматуры растянутого раскоса, обеспечивающая полное ее использование по прочности при тяжелом бетоне класса ВЗО и выше и арматуре класса A400 1аn =35d;. Поперечные стержни промежуточного узла, в котором сходятся два растянутых элемента решетки, рассчитывают по формуле (28.10) последовательно для каждого элемента решетки, считая, что элементы, расположенные рядом, сжаты. H=0,9(ql2/sf) (28.15) Двухшарнирные арки рассчитываются как статически неопределимые системы с учетом влияния перемещений от изгибающих моментов и нормальных сил. У резервуаров радиусом R 12 м наружная поверхность стеновых панелей становится цилиндрической, внутренняя поверхность плоской, а при радиусе R 9 м обе поверхности панелей принимают цилиндрическими (рис. 33.4, а. ). 33.3, б, радиальные смещения на уровне нижней части практически равны нулю из-за ничтожной деформируемости нижней части в ее плоскости. При подвижной муфте сборной цилиндрической стенки одним концом (рис. 33.4, в) по ее краю образуется сила трения за счет радиального перемещения стенки. Его расчетное количество находят путем расчета Мх в момент (рис. 33.8) и укладывают в нижнюю часть стены с защитным слоем 15 мм; выше обеспечивают усиление конструкции. Отдельные арматурные стержни объединяют в сварные сетки, которые укладывают у внутренней и наружной поверхностей стеновых панелей с минимальным защитным слоем (рис. 33.15). Если важно количество материала одного вида, контейнеры могут быть лоткового типа с несколькими отверстиями для загрузки и выгрузки (рис. 33.17, б). В этом отношении он проще бункера лоткового типа (рис. 33.17, б), который может рассчитываться как пространственно-складчатые системы (например, по методике В. З. Власова). Одиночный прямоугольный ДОТ может обрушиться по разным схемам: за счет местного изгиба стенок, разрыва стенок вследствие горизонтального внутреннего расширения, отрыва воронки, изгиба ДОТа в целом с изломом по нормальному или наклонному участкам ( рис. 33.20). 33.20, г) рассчитывают по нормальному сечению на действие изгибающего момента, а также по косому сечению на действие поперечной силы аналогично расчету железобетонных балок. Сборные круглые силосы вместе с бункерами (которые могут быть и сборными) опираются в силосное пространство на П-образные рамы (рис. 33.27, в).Расчет прочности по наклонным сечениям на действие поперечной силы
ЛЕКЦИИ 10, 11 СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Конструктивные особенности сжатых элементов
Рис 9.4. Армирование сжатых элементов со случайными
РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ОБРАЗОВАНИЮ И РАСКРЫТИЮ НОРМАЛЬНЫХ ТРЕЩИН
EJl2
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАМЕННОЙ КЛАДКИ
Расчет внецентренно сжатых элементов
14.9) а при марке раствора менее 25 (проверка прочности кладки в период ее возведения) – по формуле
Армокаменные элементы с продольным армированием
15.9) В формулах (15.5)…(15.9)
РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КАМЕННЫХ И АРМОКАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ВТОРОЙ ГРУППЫ
16.13) -на внецентренное сжатие
Расчетные сопротивления арматуры R, в продольно армированных каменных
ЛЕКЦИЯ 23
ЛЕКЦИИ 25, 26
