Бетонные и железобетонные конструкции
Области применения железобетонных и каменных конструкций. Классификация бетона и его деформация. Физико-механические свойства сталей, использование арматурных изделий. Коррозия железобетона и меры защиты от неё, внецентренно-сжатые и растянутые элементы.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
- коэффициент, принимаемый равным , но не менее , - в МПа;
- коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии, равный , но не более , где в - коэффициент, зависящий от вида бетона, Ml и M - моменты относительно оси, проходящей через центр наиболее растянутого или наименее сжатого стержня арматуры, соответственно от действия постоянных и длительных нагрузок и от действия полной нагрузки;
- коэффициент, учитывающий влияние предварительного напряжения арматуры на жесткость элемента, при равномерном обжатии сечения напрягаемой арматурой определяется по формуле: , где определяется при , принимается без учета коэффициентов условий работы бетона; принимается не более 1,5; .
8.4 Сжатые элементы, усиленные косвенным армированием
Если в коротком сжатом элементе установить поперечную арматуру, способную эффективно сдерживать поперечные деформации, этим можно существенно увеличить его несущую способность. Такое армирование называется косвенным.
Для круглых и многоугольных поперечных сечений применяют косвенное армирование в виде спиралей или сварных колец (рис. 49, а), для прямоугольных сечений - в виде часто размещенных поперечных сварных сеток (рис. 49, б).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Косвенное армирование применяют вблизи стыков сборных колонн, под анкерами и в зоне анкеровки предварительно напряженной арматуры для местного усиления.
Это объясняется повышенным сопротивлением бетона сжатию в пределах ядра, заключенного внутри спирали или сварной сетки. Спирали, кольца, сетки подобно обойме сдерживают поперечные деформации бетона, возникающие при продольном сжатии, и тем самым обуславливают повышенное сопротивление бетона продольному сжатию.
При расчете прочности сжатых элементов с косвенной арматурой учитывают лишь часть бетонного сечения Aef, ограниченную крайними стержнями сеток, кольцами или спиральной арматурой. Вместо сопротивления Rb применяют приведенное сопротивление Rb,red, которое определяется при армировании сварными сетками, как:
,
где Rs,xy - расчетное сопротивление арматуры сеток;
- коэффициент косвенного армирования сетками,
где - соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки (в осях крайних стержней) в одном направлении (рис. 49, б);
- то же, в другом направлении;
Aef - площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток;
s - расстояние между сетками;
ц - коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле:
, где , Rs,xy и Rb в МПа.
8.5 Расчет прочности элементов на местное действие нагрузки
1. Местное сжатие (смятие).
При местном сжатии прочность бетона выше, чем обычно. Повышение прочности бетона зависит:
- от схемы приложения нагрузки;
- от вида бетона;
- от наличия косвенного армирования в месте локального приложения силы.
Проявление увеличения прочности в месте локального приложения силы встречается:
- при опирании колонны на фундамент;
- при опирании колонны на колонну;
- при опирании балок на стены;
- при опирании колонн или других элементов на опорные плиты (плиты перекрытия, фундаментные плиты).
Расчет прочности элементов на местное сжатие (смятие):
а) элементы без косвенного армирования:
Условие прочности: ,
где ш - коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки; при равномерно распределенной нагрузке ш = 1, при неравномерном (под концами балок, прогонов, перемычек) ш = 0,75;
Rb,loc - расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле: , где б - зависит от класса бетона, , Aloc1 - площадь смятия, Aloc2 - расчетная площадь смятия, включает участок, симметричный по отношению к площади смятия (схемы для определения Aloc2 приведены в СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»).
б) элементы с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток:
Условие прочности: ,
где Rb,red - приведенная призменная прочность бетона при расчете на местное сжатие, определяемое по формуле: , где Rs,xy - расчетное сопротивление арматуры сеток, МПа; ц - коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле: , где ; - коэффициент косвенного армирования сетками, где - соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки (в осях крайних стержней) в одном направлении; - то же, в другом направлении; , но не более 3,5, Aloc1 - площадь смятия, Aloc2 - расчетная площадь смятия, включает участок, симметричный по отношению к площади смятия; цs - коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирваония в зоне местного сжатия, зависит от схемы приложения местной нагрузки.
2. Продавливание.
Расчет на продавливание производят для следующих конструкций:
- плиты при локальном приложении нагрузки;
- фундаменты под колонны;
- свайные ростверки.
Продавливание может возникнуть в конструкциях, когда к ним приложена нагрузка на ограниченной площади. Продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, грани которой наклонены под углом 450 (рис.50). Продавливанию сопротивляется бетон, работающий на срез с расчетным сопротивлением, равным Rbt. Очевидно, что чем выше класс бетона и чем больше площадь боковой поверхности пирамиды, тем выше сопротивление продавливанию.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Условие прочности:
,
где F - продавливающая сила (принимается равной силе, действующей на пирамиду продавливания, за вычетом нагрузок, приложенных к большему основанию по плоскости расположения растянутой арматуры); б - коэффициент, зависящий от вида бетона (для тяжелого бетона б = 1); um - среднеарифметическое значений периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты сечения.
Если условие прочности не соблюдается, а увеличить Rbt или h0 нет возможности, то устанавливают хомуты, нормальные к плоскости плиты, а расчет производят из условия:
, но не более 2Fb,
где , Fsw определяется как сумма всех поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, пересекающими боковые грани расчетной пирамиды продавливания, по формуле , где Rsw = 175 МПа независимо от класса стали.
Лекция №9. Растянутые элементы
9.1 Конструктивные особенности
Центрально-растянутые элементы - это элементы, в нормальном сечении которых точка приложения продольной растягивающей силы N совпадает с точкой приложения равнодействующей усилий в продольной арматуре.
К центрально-растянутым элементам относятся затяжки арок, нижние пояса и нисходящие раскосы ферм и другие элементы (рис. 51).
Рис. 51. Центрально-растянутые элементы.
Центрально-растянутые элементы проектируют, как правило, предварительно-напряженными.
Основные принципы конструирования центрально-растянутых элементов:
- стержневую рабочую арматуру без предварительного напряжения соединяют по длине сваркой;
- стыки внахлестку без сварки допускаются только в плитных и стеновых конструкциях;
- растянутая предварительно-напряженная арматура в линейных элементах не должна иметь стыков;
- в поперечном сечении предварительно напряженную арматуру размещают симметрично (чтобы избежать внецентренного обжатия элемента);
Внецентренно-растянутые элементы - это элементы, которые одновременно растягиваются продольной силой N и изгибаются моментом М, что равносильно внецентренному растяжению силой N с эксцентриситетом eo относительно продольной оси элемента. При этом различают 2 случая: когда продольная растягивающая сила N приложена между равнодействующими усилий в растянутой и сжатой арматуре, и положение, когда сила приложена за пределами данного расстояния.
К внецентренно-растянутым элементам относятся нижние пояса безраскосных ферм и другие конструкции.
Внецентренно-растянутые элементы армируют аналогично изгибаемым элементам, а при положении N в пределах сечения - аналогично армированию центрально-растянутых элементов.
Внецентренно-растянутые также обычно подвергаются предварительному напряжению, что существенно повышает их трещиностойкость.
9.2 Расчет прочности центрально-растянутых элементов
Разрушение центрально-растянутых элементов происходит после того, как в бетоне образуются сквозные трещины, и он выключится из работы, а в арматуре напряжения достигнут предела текучести.
Несущая способность центрально-растянутого элемента обусловлена предельным сопротивлением арматуры без участия бетона:
,
где Rs - расчетное сопротивление арматуры растяжению,
As,tot - площадь сечения всей продольной арматуры.
9.3 Расчет прочности внецентренно-растянутых элементов
Расчет должен производиться в зависимости от положения продольной силы N.
Случай малых эксцентриситетов (продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в растянутой и сжатой арматуре (рис. 52)).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
В этом случае всё сечение растянуто. В предельном состоянии в бетоне образуются сквозные поперечные трещины. Бетон в работе не участвует. Разрушение элемента происходит, когда напряжения в продольной арматуре достигнут предельного значения:
; .
Случай больших эксцентриситетов (продольная сила N приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в растянутой и сжатой арматуре (рис. 53)).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Как и при изгибе, часть сечения сжата, а часть растянута. Вследствие образования трещин в бетоне растянутой зоны растягивающие усилия воспринимаются арматурой.
Несущая способность элемента обусловлена предельным сопротивлением растяжению арматуры растянутой зоны, а также предельным сопротивлением сжатию бетона и арматуры сжатой зоны:
;
при этом высота сжатой зоны x определяется из условия .
Если полученное значение , в условие прочности подставляется .
Приложение 1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01
|
0,995
|
0,01
|
0,36
|
0,82
|
0,295
|
|
|
0,02
|
0,99
|
0,02
|
0,37
|
0,815
|
0,301
|
|
|
0,03
|
0,985
|
0,03
|
0,38
|
0,81
|
0,309
|
|
|
0,04
|
0,98
|
0,039
|
0,39
|
0,805
|
0,314
|
|
|
0,05
|
0,975
|
0,048
|
0,4
|
0,8
|
0,32
|
|
|
0,06
|
0,97
|
0,058
|
0,41
|
0,795
|
0,326
|
|
|
0,07
|
0,965
|
0,067
|
0,42
|
0,79
|
0,332
|
|
|
0,08
|
0,96
|
0,077
|
0,43
|
0,785
|
0,337
|
|
|
0,09
|
0,955
|
0,085
|
0,44
|
0,78
|
0,343
|
|
|
0,1
|
0,95
|
0,095
|
0,45
|
0,775
|
0,349
|
|
|
0,11
|
0,945
|
0,104
|
0,46
|
0,77
|
0,354
|
|
|
0,12
|
0,94
|
0,113
|
0,47
|
0,765
|
0,359
|
|
|
0,13
|
0,935
|
0,121
|
0,48
|
0,76
|
0,365
|
|
|
0,14
|
0,93
|
0,13
|
0,49
|
0,755
|
0,37
|
|
|
0,15
|
0,925
|
0,139
|
0,5
|
0,75
|
0,375
|
|
|
0,16
|
0,92
|
0,147
|
0,51
|
0,745
|
0,38
|
|
|
0,17
|
0,915
|
0,155
|
0,52
|
0,74
|
0,385
|
|
|
0,18
|
0,91
|
0,164
|
0,53
|
0,735
|
0,39
|
|
|
0,19
|
0,905
|
0,172
|
0,54
|
0,73
|
0,394
|
|
|
0,2
|
0,9
|
0,18
|
0,55
|
0,725
|
0,399
|
|
|
0,21
|
0,895
|
0,188
|
0,56
|
0,72
|
0,403
|
|
|
0,22
|
0,89
|
0,196
|
0,57
|
0,715
|
0,408
|
|
|
0,23
|
0,885
|
0,203
|
0,58
|
0,71
|
0,412
|
|
|
0,24
|
0,88
|
0,211
|
0,59
|
0,705
|
0,416
|
|
|
0,25
|
0,875
|
0,219
|
0,6
|
0,7
|
0,42
|
|
|
0,26
|
0,87
|
0,226
|
0,61
|
0,695
|
0,424
|
|
|
0,27
|
0,865
|
0,236
|
0,62
|
0,69
|
0,428
|
|
|
0,28
|
0,86
|
0,241
|
0,63
|
0,685
|
0,432
|
|
|
0,29
|
0,855
|
0,248
|
0,64
|
0,68
|
0,435
|
|
|
0,3
|
0,85
|
0,255
|
0,65
|
0,675
|
0,439
|
|
|
0,31
|
0,845
|
0,262
|
0,66
|
0,67
|
0,442
|
|
|
0,32
|
0,84
|
0,269
|
0,67
|
0,665
|
0,446
|
|
|
0,33
|
0,835
|
0,275
|
0,68
|
0,66
|
0,449
|
|
|
0,34
|
0,83
|
0,282
|
0,69
|
0,655
|
0,452
|
|
|
0,35
|
0,825
|
0,289
|
0,7
|
0,65
|
0,455
|
|
|
- Приложение 2
- Литература
- 1. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции/Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2001. - 76с.
- 2. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия/Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2003, с измен.
- 3. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 767с.
- 4. Бондаренко В.М., Суворкин Д.Г. Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. для вузов. - М., Высшая школа, 1987.
- Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Применение железобетона в строительстве. Теории расчета железобетонных конструкций. Физико-механические свойства бетона, арматурных сталей. Примеры определения прочности простых элементов с использованием допустимых значений нормативов согласно СНиП.
учебное пособие [4,1 M], добавлен 03.09.2013
Железобетон как комбинированный материал, состоящий из бетона и арматуры. Принцип работы железобетона. Особенности расчета железобетонных конструкций. Сжатые и растянутые железобетонные элементы, их трещиностойкость и перемещение. Кривизна оси при изгибе.
реферат [1,6 M], добавлен 17.02.2014
Сущность железобетона, его особенности как строительного материала. Физико-механические свойства материалов железобетонных конструкций и арматуры. Достоинства и недостатки железобетона. Технология изготовления сборных конструкций, области их применения.
презентация [4,6 M], добавлен 11.05.2014
Особенности заводского производства сборных железобетонных элементов, которое ведется по нескольким технологическим схемам. Коррозия железобетона и меры защиты от нее. Характеристика методов разрушения железобетонных конструкций, применяемое оборудование.
контрольная работа [21,7 K], добавлен 06.08.2013
Концепция развития бетона и железобетона, значение этих материалов для прогресса в области строительства. Особенности технологий расчета и проектирования железобетонных конструкций. Направления и источники экономии бетона и железобетона в строительстве.
реферат [30,2 K], добавлен 05.03.2012
Понятие и назначение перекрытий в строительстве, их классификация и разновидности, особенности применения и функциональные характеристики. Общие требования к безопасности железобетонных и бетонных конструкций, значения прочности и огнестойкости бетона.
контрольная работа [28,0 K], добавлен 10.03.2010
Армирование как способ компенсации недостатков бетона. Основные виды арматуры в железобетонных конструкциях. Принципы получения конструкций из железобетона, критерии их классификации. История изобретения предварительно напряженного железобетона.
реферат [315,2 K], добавлен 01.05.2017
Железобетонные конструкции и изделия, элементы зданий и сооружений из железобетона. Применение железобетонных конструкций покрытий в зданиях и сооружениях, трудно поддающихся членению. Три основных способа организации производственного процесса.
реферат [5,3 M], добавлен 12.05.2009
Виды разрушения материалов и конструкций. Способы защиты бетонных и железобетонных конструкций от разрушения. Основные причины, механизмы и последствия коррозии бетонных и железобетонных сооружений. Факторы, способствующие коррозии бетона и железобетона.
реферат [39,1 K], добавлен 19.01.2011
Классификация сборных железобетонных изделий. Особенности изготовления арматурных сеток, плоских и объемных каркасов, закладных деталей. Технология армирования изделий предварительной напряженной арматурой. Способы формирования бетонных конструкций.
реферат [34,1 K], добавлен 20.12.2011
