Основы архитектуры и строительных конструкций

Основы архитектуры и строительных конструкций

Две группы предельных состояний, их учет при расчете строительных конструкций

Предельными называются такие состояния, при наступлении которых конструкция перестаёт удовлетворять предъявляемым к ней требованиям, т. е. она теряет способность сопротивляться внешним нагрузкам или получает недопустимые перемещения либо местные повреждения.

Причинами наступления в строительных конструкциях предельных состояний могут быть перегрузки, невысокое качество материалов, из которых они изготовлены, и другое.

Основное отличие рассматриваемого метода от прежних методов расчёта (расчет по допускаемым напряжениям) в том, что здесь чётко устанавливаются предельные состояния конструкций и вместо единого коэффициента запаса прочности k в расчёт вводится система расчётных коэффициентов, гарантирующих конструкцию с определённой обеспеченностью от наступления этих состояний при самых неблагоприяных (но реально возможных) условиях. В настоящее время этот метод расчета принят в качестве основного официального.

Железобетонные конструкции могут потерять необходимые эксплуатационные качества по одной из двух причин:

1. в результате исчерпания несущей способности (разрушение материала в наиболее нагруженных сечениях, потери устойчивости отдельных элементов или всей конструкцией в целом);

2. в следствии чрезмерных деформаций (прогибов, колебаний, осадок), а также из-за образования трещин или чрезмерного их раскрытия.

В соответствии с указанными двумя причинами, которые могут вызвать потерю эксплуатационных качеств конструкций, нормами установлены две группы их предельных состояний:

- по несущей способности (первая группа);

- по пригодности к нормальней эксплуатации (вторая группа).

Задачей расчёта является предотвращение наступления в рассматриваемой конструкции любого предельного состояния в период изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации.

Расчёты по предельным состояниям первой группы должны обеспечивать в период эксплуатации конструкции и для других стадий работы её прочность, устойчивость формы, устойчивость положения, выносливость и др.

Расчёты по предельным состояниям второй группы выполняют, чтобы предотвратить в период эксплуатации конструкции и на других стадиях её работы чрезмерное по ширине раскрытие трещин, приводящее к преждевременной коррозии арматуры, или их образованиие, а также чрезмерные перемещения.

Расчётные факторы

Это нагрузки и механические характеристики материалов (бетона и арматуры). Они обладают статистической изменчивостью или разбросом значений. В расчётах по предельным состояниям учитывают (в неявной форме) изменчивость нагрузок и механических характеристик материалов, а также различные неблагоприятные или благоприятные условия работы бетона и арматуры, условия изготовления и эксплуатации элементов зданий и сооружений.

Нагрузки, механические характеристики материалов и расчётные коэффициенты нормированы. При проектировании железобетонных конструкций значения нагрузок, сопротивлений бетона и арматуры устанавливают по главам СНиП 2.01.07-85* и СП 52-101-2003.

2. Расчет элементов стальных конструкций по первой группе предельных состояний. Основные этапы (несущая способность )

Расчет по первой группе предельных состояний выполняется в общем случае для всех этапов работы конструкции и элементов: изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации. Расчет должен гарантировать сохранение несущей способности конструкции с учетом возможной изменчивости нагрузок в большую сторону и прочностных характеристик материалов в меньшую сторону.

Несущая способность сечения будет обеспечена при выполнении условия:

F_max( qⁿ; γ _f) ≤ F_min( S; R_bn; 1/γ _b; γ _biR_sn; 1/γ _s; γ _si)

где F_max – максимальное расчетное усилие в сечении от силовых воздействий в самой невыгодной комбинации (функция нормативной нагрузки qⁿ, коэффициента надежности по нагрузке γ _f, других факторов);

F_min – наименьшая возможная величина несущей способности элемента (функция геометрических характеристик сечения S, прочности материалов R_bn , R_sn , коэффициентов надежности по материалу γ _b, γ _s , коэффициентов условий работы материалов γ _bi, γ _si.

Физический смысл данного выражения заключается в том, что максимально возможное усилие в сечении элемента должно быть меньше или, в крайнем случае, равно минимально возможной несущей способности сечения.

Классификация и характеристика нагрузок, действующих на конструктивные элементы.

Классификация нагрузок.

Статистические нагрузки не меняются со временем или меняются очень медленно. При действии статистических нагрузок проводится расчет на прочность.

Повторно-переменные нагрузки многократно меняют значение или значение и знак. Действие таких нагрузок вызывает усталость металла.

Динамические нагрузки меняют свое значение в короткий промежуток времени, они вызывают большие ускорения и силы инерции и могут привести к внезапному разрушению конструкции.

Из теоретической механики известно, что по способу приложения нагрузки могут быть сосредоточенными или распределенными по поверхности.

Реально передача нагрузки между деталями происходит не в точке, а на некоторой площадке, т. е. нагрузка является распределенной.

Однако если площадка контакта пренебрежительно мала по сравнению с размерами детали, силу считают сосредоточенной.

При расчетах реальных деформируемых тел в сопротивлении материалов заменять распределенную нагрузку сосредоточенной не следует.

Аксиомы теоретической механики в сопротивлении материалов используются ограниченно.

Нельзя переносить пару сил в другую точку детали, перемещать сосредоточенную силу вдоль линии действия, нельзя систему сил заменять равнодействующей при определении перемещений. Все вышеперечисленное меняет распределение внутренних сил в конструкции.

В процессе строительства и эксплуатации здание испытывает на себе действие различных нагрузок. Внешние воздействия можно разделить на два вида: силовые и несиловые или воздействия среды.

К силовым воздействиям относятся различные виды нагрузок:

постоянные – от собственного веса (массы) элементов здания, давления грунта на его подземные элементы;

временные (длительные) – от веса стационарного оборудования, длительно хранящихся грузов, собственного веса постоянных элементов здания (например, перегородок);

кратковременные – от веса (массы) подвижного оборудования (например, кранов в промышленных зданиях), людей, мебели, снега, от действия ветра;

особые – от сейсмических воздействий, воздействий в результате аварий оборудования и т.п.

К несиловым относятся:

температурные воздействия, вызывающие изменения линейных размеров материалов и конструкций, которое приводит в свою очередь к возникновению силовых воздействий, а также влияющие на тепловой режим помещения;

воздействия атмосферной и грунтовой влаги, а также парообразной влаги содержащейся в атмосфере и в воздухе помещений, вызывающие изменение свойств материалов из которых выполнены конструкции здания;

движения воздуха вызывающее не только нагрузки (при ветре), но и его проникновение внутрь конструкции и помещений, изменение их влажностного и теплового режима;

воздействие лучистой энергии солнца (солнечная радиация) вызывающие в результате местного нагрева изменение физико-технических свойств поверхностных слоев материала, конструкций, изменение светового и теплового режима помещений;

воздействие агрессивных химических примесей, содержащихся в воздухе, которые в присутствии влаги могут привести к разрушению материала конструкций здания (явлении коррозии);

биологические воздействия, вызываемые микроорганизмами или насекомыми, приводящие к разрушению конструкций из органических строительных материалов;

воздействие звуковой энергии (шума) и вибрации от источников внутри или вне здания.

По месту приложения усилий нагрузки разделяются на сосредоточенные (например, вес оборудования) и равномернораспределенные (собственный вес, снег).

По характеру действия нагрузки могут быть статическими, т.е. постоянными по величине во времени и динамическими (ударными).

По направлению – горизонтальные (ветровой напор) и вертикальные (собственный вес).

Т.о. на здание действует самые различные нагрузки по величине, направлению, характеру действия и месту приложения.

Рис. 2.3. Нагрузки и воздействия на здание.

Может получится такое сочетание нагрузок, при котором все они будут действовать в одном направлении, усиливая друг друга. Именно на такие неблагоприятные сочетания нагрузок рассчитывают конструкции здания. Нормативные значения всех усилий, действующих на здание, приведены в ДБН или СНиПе.

Виды

Балки прямоугольного сечения (Рис. 1); балки T-образного сечения (Рис. 2); балки L-образного сечения (Рис. 3); прогоны (Рис. 4); балки двутаврового сечения (Рис. 5); двускатные балки двутаврового сечения (Рис. 6).

Железобетонная монолитная или сборная конструкция бывает нескольких видов. Классифицируется материал в зависимости от способа изготовления, типа конструкции, области применения.

По способу производства перекрытия бывают:

· сборные балки железобетонные, изготавливаемые в заводских условиях. Отличаются наличием таврового или прямоугольного сечения;

· балки бетонные, производимые непосредственно на стройплощадке. Такой балкой укрепляется монолитная конструкция;

· сборно-монолитная структура, сочетающая в себе особенности двух предыдущих видов.

По типу конструкции балки подразделяют:

· на обычные и решетчатые двускатные плиты;

· односкатные железобетонные перекрытия;

· стропильные с расположенными параллельно рельсовыми креплениями, фиксирующие оборудование.

Такие сборные железобетонные элементы могут быть ломаными или криволинейными. Основная область применения: возведение крепких и надежных пролетов, выдерживающих высокие нагрузки. Как правило, это цеха с крановой спецтехникой, промышленные предприятия, большие складские помещения, с/х комплексы.

В зависимости от сферы применения предлагаются:

· двутавровые конструкции для плит, применяемые для сооружения промышленных и крупнопанельных зданий. Отличаются высокой стоимостью из-за хороших прочностных показателей;

· обвязочные конструкции, предназначенные исключительно для сооружения перемычек проемов между стеновыми массивами;

· подкрановые элементы для балансировки работы подъемных кранов;

· решетчатые материалы для строительства эстакад разного сечения;

· стропильные балки для обустройства кровли одноэтажных зданий;

· фундаментные железобетонные материалы для сооружения качественного ленточного сплошного фундамента.

Область применения

Наиболее распространенные изгибаемые элементы железобетонных конструкций—плиты и балки. Плитами называют плоские элементы, толщина которых значительно меньше длины и ширины. Балками называют линейные элементы, длина которых значительно больше поперечных размеров. Из плит и балок образуют многие железобетонные конструкции, чаще других — плоские перекрытия и покрытия, сборные и монолитные, а также сборно-монолитные. Плиты и балки могут быть однопролетными и многопролетными.

Плитные элементы в основном армируют сварными сетками. Стержни в сетках рабочей арматуры располагают вдоль пролета для того, чтобы арматура воспринимала растягивающие усилия. Расположение арматуры выполняется согласно эпюре моментов.

Рис. 1Армирование плит и эпюры моментов при равномерно распределенной нагрузке

а – однопролетная плита; б – многопролетная плита; 1 – стержни рабочей арматуры; 2 – стержни распределительной арматуры

Для многопролетных плит сетки укладывают в двух уровнях. В пролете укладывается нижняя сетка, в местах опор – верхняя сетка.

Стержни рабочей арматуры обычно принимают от 3 до 12 мм, располагая их на расстоянии друг от друга (шаг стержней) через 100 – 200 мм. Защитный слой бетона для рабочей арматуры должен быть не менее 10 мм, для толстых плит (толще 100 мм) – не менее 15 мм. Класс арматуры принимается А400С, а также проволоки Вр-I.

Для армирования балок в основном применяется сварные или вязанные каркасы. Балки могут быть прямоугольного, таврового, двутаврового и трапециевидного сечения.

Рис. 2 Формы поперечного сечения балок и схемы армирования

а—прямоугольная; б — тавровая; в — двутавровая; г — трапециевидная;

1 — продольные стержни; 2 — поперечная арматура

Высоту балок принимают пролета и назначают кратно 50 мм, если она не более 600мм, и кратно 100 мм при больших размерах. Ширину балок - высоты. Стержни рабочей арматуры укладываются согласно эпюре моментов в местах возникновения растягивающих напряжений.

В балках и плитах разрешается часть стержней не доводить до опор и обрывать в пролете в местах где арматура по расчету не требуется. Площадь рабочей арматуры должна быть не менее 0, 05 % площади сечения бетона. В качестве рабочей продольной рабочей арматуры используется арматура периодического профиля класса А400С ∅ 12÷ 32. В балках шириной более 150 мм устанавливают не менее двух рабочих стержней. Эти стержни должны быть доведены до опор. В балках менее 150 мм допускается установка одного рабочего стержня. Для восприятия поперечной силы в сечении балки устанавливают поперечную арматуру. Она устанавливается по расчету или по конструктивным требованиям. Объединяя продольную рабочую арматуру и поперечную мы получаем плоские каркасы. Плоские каркасы м.б. сварными или вязаными. Объединение нескольких плоских каркасов монтажной арматурой получаем пространственный каркас. Вязанные пространственные каркасы получают при помощи хомутов. Хомуты м.б. разомкнутые и замкнутые.

Поперечную арматуру устанавливают всегда, даже если она не требуется по расчету. При высоте балок до 400 мм шаг поперечной арматуры принимается не более высоты сечения балки и не более 150 мм. Для балок высотой более 400 мм - шаг не более высоты балки и не более 500 мм.

Эти требования распространяются на приопорные участки длиной пролета балки при равномерно распределенной нагрузке, в остальных частях балки расстояние между поперечными стержнями принимается большим, но не более высоты балки и не более 500 мм

С целью экономии продольной арматуры часть стержней м. отогнуть и перевести с нижней зоны в верхнюю. Отгиб стержней выполняется по расчету на основе эпюры моментов

Защитный слой для балок принимается не менее 15 мм.

СХЕМА АРМИРОВАНИЯ

Схема железобетонной плиты с армированной стяжкой.

Традиционная схема армирования плит выглядит следующим образом: рабочие стержни внизу плит, рабочие стержни вверху, арматура, перераспределяющая нагрузки, подставки из катанки. Стержни, которые применяются, могут иметь и некоторые отличия. Однако в любом случае необходимо правильно произвести расчет планируемой нагрузки и необходимой толщины бетона.

Расчет толщины производится исходя из пропорции 1: 30. Таким образом, чтобы узнать толщину бетона, которая будет необходима, понадобится разделить длину пролета на 30. Будет возможность получить оптимальную толщину.

В случае если толщина плит составляет более чем 150 мм, армирование совершается в 2 слоя, где они располагаются друг на друге и связываются между собой с помощью проволоки. Выполнив расчет, стоит сказать, что размер ячеек не должен составлять приблизительно 200 на 200 мм, однако не меньше 150 на 150 мм. Таким образом, например, если ширина между несущими стенками будет составлять 6 м, толщина армированной плиты должна быть 0, 2 м.

Важно надежно и прочно закреплять стойки опалубки и выполнить расчет, потому что вес бетона, который будет использоваться при проведении подобной операции, достаточно часто достигает 300 кг на 1 м& sup2;. Единственное, без чего весьма сложно обойтись в процессе монтажа армированной конструкции, – это телескопические стойки. Это надежный и удобный инструмент. Стойка может выдержать 2 т веса, чего нельзя сказать про доски, в которых могут появиться микротрещины либо сучки.

Область применения

Расчет прочности по нормальным сечениям. Прямоугольное сечение. Основные понятия

Изгибу подвергаются железобетонные плиты и балки, которые могут быть как самостоятельными конструкциями, так и входить в состав сложных конструкций и сооружений (ребристые плиты, подпорные стены, рыбо-, судопропускные шлюзы, перегораживающие сооружения и др.). При одиночном армировании рабочая арматура расположена только в растянутой зоне.

Расчет по прочности нормальных сечений к продольной оси элементов прямоугольного сечения сводится к решению следующих задач:

1 подбор такого поперечного сечения, которое соответствует требуемой прочности, т.е. определение требуемой площади сечения растянутой арматуры при заданных внешних усилиях, классах бетона и стали, предварительно назначенных размерах сечения элемента;

2 определение требуемой площади сечения растянутой арматуры и недостающего размера сечения элемента при заданных внешних усилиях, классах бетона и арматуры, предварительно назначенных проценте армирования сечения и одном из размеров поперечного сечения элемента;

3 проверка прочности заданного сечения элемента, заключающаяся в сопоставлении заданного внешнего изгибающего момента с внутренним, соответствующим предельному состоянию рассматриваемого сечения элемента.

Расчет прочности по нормальным сечениям (1-й группе предельного состояния) рассматривается для прямоугольного сечения и таврового сечения с арматурой в сжатой зоне. При этом основным является расчет прямоугольного сечения, к которому приводятся остальные виды расчета.

Расчет прямоугольного сечения изгибаемого железобетонного элемента (рис. 15) выполняется по формулам

M < = R_b * b *x * ( h_0 - x / 2), (18)

R_s * A_s = R_b * b * x, (19)

x = (R_s * A_s) / (R_b * b), (20)

cy = x / h_0 = my * ny, (21)

M = al_0 * R_b * b * h_0 * h_0, (22)

M = iy * R_s * A_s * h_0, (23)

al_0 = cy * (1 - 0.5 * cy), (24)

iy = 1 - 0.5 * cy, (25)

где M – расчетный изгибающий момент;

b – ширина прямоугольного сечения;

h_0 – расчетная высота прямоугольного сечения ( h_0 = h - a ), т. е. высота без расстояния от низа сечения до центра растянутой арматуры;

R_b – расчетное сопротивление бетона на сжатие;

R_s – расчетное сопротивление арматуры на растяжение;

x – высота сжатой зоны бетона;

cy = x / h_0 – относительная высота сжатой зоны бетона;

my = R_s / R_b – отношение расчетных сопротивлений арматуры к бетону;

A_s – сечение растянутой арматуры;

ny = A_s / (b * h_0) – отношение сечение растянутой арматуры к расчетному сечению бетона ( коэффициент армирования);

al_0 и iy – вспомогательные расчетные переменные.

Рис. 15. Расчетная схема ж/б изгибаемого элемента прямоугольного сечения

Относительная высота сжатой зоны бетона (cy) должна быть меньше или равна коэффициенту граничной высоты сжатой зоны бетона (cy_R)

cy < = cy_R. (26)

cy_R определяется по эмпирической формуле

cy_R = om / (1 + k * (1 - om / 1.1)), (27)

где om – параметр граничной высоты сжатой зоны бетона (для тяжелого бетона om = 0.85 - 0.008*R_b);

k – параметр отношения напряжений в арматуре (для арматуры с площадкой текучести, т. е. классов A-I, A-II, A-III, k = R_s / 400).

Таблица 8 - Расчетные сопротивления тяжелого бетона для расчета по предельным состояния первой группы

Вид сопротивления	Значения сопротивлений, МПа, для класса бетона по прочности на сжатие при бетоне класса
В7, 5	В10	В12, 5	В15	В20	В25	B30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Сжатие Р_b	4, 50	6, 0	7, 50	8, 50	11, 5	14, 5	17, 0	19, 5	22, 0	25, 0	27, 5	30, 0	33, 0
Растяжение R _{b t}	0, 48	0, 57	0, 66	0, 75	0, 9	1, 05	1, 20	1, 30	1, 40	1, 45	1, 55	1, 60	1, 65

Таблицa 9- Начальный модуль упругости бетона при сжатии E_b,

В10	В15	В20	В25	B30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
19, 0	24, 0	27, 5	30, 0	32, 5	34, 5	36, 0	37, 0	38, 0	39, 0	39, 5

Таблица 10 - Расчетные сопротивления арматуры

Арматура классов	Расчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа
растяжению	cжатию R_sc
продольной R_s	поперечной (хомутов и отогнутых стержней) R_sw
А240
А300
А400
А500		435(400)
В500		415 (360)
Примечание – Значение R_sc в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки.

Значение модуля упругости Е_s принимают одинаковыми при растяжении и сжатии и равными Е_s = 2∙ 10⁵ МПа

Структура.

Структура оказывает решающее влияние на прочностные и деформативные характеристики бетона. Она грубо неоднородна и зависит от многочисленных факторов: зернового состава крупных и мелких заполнителей, объемной концентрации цементного камня, водоцементного отношения, способов уплотнения, условий твердения, степени гидратации цементного камня и др.

Структура бетона формируется в виде пространственной решетки из цементного камня, заполненной зернами крупных и мелких заполнителей и пронизанной многочисленными микропорами и капиллярами, содержащими химически несвязанную воду, водяные пары и воздух. Поэтому бетон представляет собой капиллярно-пористый каменный материал, в котором нарушена сплошность и присутствуют все три фазы - твердая, жидкая и газообразная.

Структура цементного камня в бетоне также сложна и неоднородна. Цементный камень состоит из упругого кристаллического состава и наполняющей его вязкой массы - геля. Сочетание упругой и вязкой структурных составляющих цементного камня наделяет бетон свойствами упругопластично-ползучего тела. Эти свойства проявляются в поведении бетона под нагрузкой и в его взаимодействии с внешней средой. Для гидратации зерен клинкера и затвердения цементного камня в бетоне достаточно В/Ц не более 0, 2. Для лучшей удобоукладываемости бетонной смесиВ/Ц увеличивают до 0, 5...0, 6. Излишек воды испаряется и образует в цементном камне многочисленные поры и капилляры, что снижает прочность бетона и увеличивает его деформативность. Общий объем пор в цементном камне при нормальных условиях твердения составляет 25...40% от объема цементного камня. Размеры их весьма малы: 60...80% объема пор приходится на долю капилляров с радиусом до 1 мкм (10⁴ см). С уменьшением В/Ц пористость цементного камня уменьшается и прочность бетона увеличивается. Поэтому на предприятиях сборного железобетона применяют преимущественно жесткие бетонные смеси (В/Ц = 0, 3...0, 4). Бетоны из жестких смесей обладают меньшей деформативностью, требуют меньшего расхода цемента.

Теории прочности (максимальных нормальных напряжений, максимальных касательных напряжений и др.), предложенные для других материалов, к бетону неприменимы. Прочностные и деформативные характеристики бетона в зависимости от его структуры устанавливают экспериментальным путем.

Кубиковая прочность. В железобетонных конструкциях бетон преимущественно используется для восприятия сжимающих напряжений. Поэтому за основную характеристику (эталон) прочностных и деформативных свойств бетона принята его прочность на осевое сжатие. Все другие прочностные характеристики (на растяжение, местное сжатие и др.) и модуль деформаций зависят от прочности бетона на осевое сжатие и определяются по эмпирическим формулам с помощью экспериментальных коэффициентов. Наиболее простым и надежным способом оценки прочности бетона в реальных конструкциях является раздавливание на прессе кубов бетона, изготовленных в тех же условиях, что и реальные конструкции. За стандартные лабораторные образцы принимают кубы размером 15 х 15 х 15 см; испытывают их при температуре (20 4: 2) °С через 28 дн твердения в нормальных условиях (температуре воздуха 15...20°С и относительной влажности 90-100%).

Призменная прочность. Под призменной прочностью понимают временное сопротивление осевому сжатию призмы с отношением высоты призмы к размеру стороны квадрата, равном 4. Образцы призматической формы, для которых влияние сил трения меньше, чем для кубов, при одинаковом поперечном сечении показывают меньшую прочность на сжатие. В реальных конструкциях напряженное состояние бетона приближается к напряженному состоянию призм. Поэтому для расчета конструкций на осевое сжатие принята призменная прочность бетона, ее величина имеет максимальное значение при мгновенном загружении. При таком соотношении Н/b влияние опорных плит пресса в средней части призмы (участок разрушения), а также гибкости бетонного образца практически не сказывается. При этом имеется в виду, что эталонные призмы набирали прочность в нормальных условиях в течение 28 дней и что условия загружения соответствуют требованиям ГОСТа.

Призменная прочность равняется примерно 0, 75 кубиковой прочности для класса бетона В25 и выше и 0, 8 для класса бетона ниже В25.

Прочность при срезе и скалывании. Под чистым срезом понимают разделение элемента на части по сечению, к которому приложены перерезывающие силы, например F/2 (рис. 18, а).

Под чистым скалыванием понимают взаимное смещение (сдвиг) частей элемента между собой под действием скалывающих (сдвигающих) усилий Железобетонные конструкции редко работают на срез и скалывание. Обычно срез сопровождается действием продольных сил, а скалывание - действием поперечных сил. Сопротивление срезу может возникать в шпоночных соединениях и у опор балок, а сопротивление скалыванию - при изгибе преднапряженных балок до появления в них наклонных трещин, если не обеспечена надежная связь между верхней и нижней частями бетона на опорах.

Прочность при длительном действии нагрузки. Пределом длительного сопротивления бетона называют наибольшие статические неизменные во времени напряжения, которые он может выдерживать неограниченно долгое время без разрушения. При длительном действии нагрузки бетонный образец разрушается при напряжениях меньших, чем при кратковременной нагрузке Это обусловливается влиянием развивающихся значительных неупругих деформаций и изменением структуры бетона и зависит от режима нагружения, начальной прочности и возраста образцов.

Длительное сопротивление может составлять 90% кратковременного.

Прочность при многократном действии нагрузки. Под прочностью бетона при многократно повторных (подвижных или пульсирующих) нагрузках (предел выносливости бетона) понимают напряжение, при котором количество циклов, необходимых для разрушения образца, составляет не менее 10⁶. Установлено, что предел выносливости бетона уменьшается с уменьшением коэффициента асимметрии цикла. Предел выносливости бетона определяют посредством умножения временных сопротивлений бетона на коэффициент условий работы бетона.

Предел выносливости связан с нижней границей образования микротрещин. Если многократно повторная нагрузка вызывает в бетоне напряжения выше границы трещинообразования, то при большом количестве циклов наступает его разрушение.

Длительное сопротивление материалов и их пределы выносливости в зависимости от режима нагружения, нелинейности деформирования, ползучести, возраста, начальной прочности могут быть рассчитаны по методике В. М. Бондаренко.

Конструктивные схемы

Конструктивные схемы зданий могут быть каркасными и панельными (бескаркасными), многоэтажными и одноэтажными. Каркас многоэтажного здания образуется из основных вертикальных и горизонтальных элементов — колонн и ригелей. В каркасном здании горизонтальные воздействия (ветер, сейсмика и т. п.) могут восприниматься совместно каркасом и вертикальными связевыми диафрагмами, соединенными перекрытиями в единую пространственную систему, или же только каркасом, как рамной конструкцией, при отсутствии вертикальных диафрагм. В многоэтажном панельном здании горизонтальные воздействия воспринимаются совместно поперечными и продольными стенами, также соединенными перекрытиями в пространственную систему.

Чтобы уменьшить усилия от температуры и усадки, железобетонные конструкции делят по длине и ширине температурно-усадочными швами на отдельные части — деформационные блоки. Если расстояние между температурно-усадочными швами при температуре выше минус 40 °С не превышает пределов, указанных в табл.1.1, то конструкции без предварительного напряжения, а также предварительно напряженные, к трещиностойкости которых предъявляются требования 3-й категории, на температуру и усадку можно не рассчитывать

Основы архитектуры и строительных конструкций

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2017-05-05; Просмотров: 555; Нарушение авторского права страницы