Прямоугольное сечение с одиночной арматурой и схема усилий.

Условие прочности по сжатой зоне:

. (1)

Условие прочности по растянутой арматуре:

. (2)

Данные формулы применяют при условии .

В практике для расчета прямоугольных сечений с одиночной арматурой используют табличный метод. С этой целью формулы (1) и (2) преобразуют следующим образом:

где ; ; .

. (3)

. (4)

Для коэффициентов , и составлена таблица (приложение 1). По формуле (3) определяют , затем по таблице в зависимости от находят соответствующие и . Проверяют условие . Если условие выполняется, находят требуемое количество арматуры по формуле (4).

31. расчет прямоугольных сечений с двойной арматурой

Сечения балок называются сечениями с двойным армированием при наличии расчетной арматуры в сжатой зоне бетона

Необходимость постановки расчетной арматуры в сжатой зоне бетона возникает в случае, если бетон сжатой зоны не выдерживает приходящихся на него сжимающих напряжений, а увеличивать размеры сечения элемента или прочность бетона по каким либо причинам нельзя.

Арматура, поставленная в сжатую зону бетона, работает вместо бетона на сжатие, возникающее при схеме работы усилие в сжатой арматуре определяется как

R - Расчетное сопротивление арматуры и А - площадь поперечного сечения арматуры

Следует учитывать. что арматура в сжатой зоне бетона, поэтому сечения получаются менее экономичными по сравнению с одиночной арматурой

Условия равновесия:

Постановка арматуры в сжатую зону бетона требуется в в случае если

- граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона

И решено не изменять прочность бетона и размеры сечения элемента.

- рабочая высота сечения балки

32 Область применения и сущность предварительно напряженного железобетона

При предворительном напряжении достигается полное использование несущей способности высокопрочной арматуры, при этом можно получить экономию металла т.к. чем прочнее арматура, тем меньше её требуеся для обеспечения прочности. Предворительно напряженными ж/б конструкциями называются конструкции в которых искусственно, на стадии изготовления, создаются напряжения за счет натяжения арматуры и послдующего обжатия бетона. Они работают на растяжение, внеуентренное сжатие и изгиб. При изготовлении железобетона прокладывается арматура из стали с высокой прочностью на растяжение, затем сталь натягивается специальным устройством и укладывается бетонная смесь. После схватывания сила предварительного натяжения освобождённой стальной проволоки или троса передаётся окружающему бетону, так что он оказывается сжатым. Такое создание напряжений сжатия позволяет частично или полностью устранить растягивающие напряжения от эксплуатационной нагрузки. Способы натяжения арматуры: Механический способ — натяжение, как правило, с использованием гидравлических или винтовых домкратов, Электротермический способ — натяжение с использованием электротока для разогрева арматуры, при котором арматура удлиняется до определенных значений, Электротермомеханический — способ, комбинирующий механический и электротермический.Предварительно напряжённый железобетон является главным материалом междуэтажных перекрытий высотных зданий, колонн и стен зданий в зонах повышенной сейсмо- и взрывоопасности

33. Общие принципы проектирования ж/б конструкций

Ж/б имеет широкое распространение в строительстве, применяется наравне со сталью, за исключением тех областей где его применение нецелесообразно или невозможно. Принципы: Обеспечение безопасной работы конструкций, проектирование конструкций отвечающих требованиям экономичности, трудоемкости её возведения и монтажа, а так же расходов на содержание во время эксплуатации. Требования предъявляемые к конструкциям: надежность – способность сохранять свои эксплуатационные качества в течение всего срока службы, прочность – не разрушаемость конструкций в течении всего периода эксплуатации, жесткость – сопротивление деформации (прогибам или поворотам сечения), устойчивость – сохранение формы конструкции.

Билет 34. Плоские железобетонные перекрытия.

Ж/б плиты – частный случай балки, в плитах ширина как и длина намного больше высоты. Ж/б конструкции явл-ся комбинациями балок и плит(лестничные марши, лестн. площадки, ребристые плиты перекрытий и покрытий, монолитные ребристые перекрытия и т.д.) Плиты могут опираться сверху на ригели или с целью уменьшения строит. высоты перекрытия опирание плит производят на полки ригеля. Плоские железобетонные перекрытия являются наиболее распространенными элементами различных зданий и сооружений. Несмотря на особенности в конструкции сооружения, все плоские перекрытия могут быть приведены к двум основным типам: балочным и безбалочным. Балочныеперекрытия включают в себя балки, идущие в одном или двух направлениях, и опирающиеся на них плиты. В безбалочных балки отсутствуют, а плиты этих перекрытий опираются непосредственно на колонны, имеющие в своей верхней части уширения — капители. В зависимости от способа возведения перекрытия могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными. В настоящее время применяют преимущественно сборные и сборно-монолитные перекрытия, отличающиеся высокой индустриальностью. Монолитные перекрытия применяются реже, главным образом, в зданиях, возводимых по индивидуальным проектам и т. п.

В последние годы находят все более широкое применение монолитные железобетонные перекрытия с использованием профилированного металлического настила, который выполняет функции опалубки и рабочей арматуры. Такие конструкции целесообразно применять в зданиях с нетиповой сеткой колонн, при реконструкции и замене перекрытий. Применение профнастила в качестве арматуры и опалубки снижает трудоемкость работ, сокращает сроки строительства, снижает высоту и массу перекрытия.

Выбор типа конструкций перекрытия производится с учетом назначения сооружения, состояния производственной базы, экономики и т. п.

В состав балочного сборного перекрытия входят панели (плиты) и поддерживающие их балки, называемые ригелями. Ригели могут опираться на колонны (в зданиях с полным каркасом) или на внутренние колонны и наружные несущие стены (в зданиях с неполным каркасом) (рис. 9.1, а). Проектирование перекрытия включает в себя компоновку конструктивной схемы, расчет панелей, ригелей, узлов сопряжения их с колоннами, конструирование и т. п.

Расчет и конструирование панелей. По форме поперечного сечения различают ребристые, многопустотные и сплошные панели.

● Ребристые панели применяют преимущественно в промышленных зданиях. Ширина панелей 1, 0...1, 8 м через 0, 1 м, высота сечения панелей 25...35 см (рис. 9.2, а).

● Многопустотные панели, имеющие гладкие потолочные поверхности, применяют главным образом в гражданском строительстве. Наибольшее распространение получили панели с круглыми пустотами (рис. 9.2, б) шириной 1, 4...2, 4 м через 0, 1 м, высотой сечения 20...24 см. Панели с овальными пустотами, несмотря на лучшие показатели по расходу материалов, менее технологичны в изготовлении и в последнее время применяются редко.

● Сплошные панели могут быть однослойные и двухслойные с верхним слоем из легкого бетона; последние обладают высокими теплоизоляционными свойствами, малой звукопроводностью и применяются в чердачных перекрытиях.

Ширину плит при заданном типе и пролете назначают с учетом возможностей подъемно-транспортного оборудования таким образом, чтобы масса плиты не превышала 1, 5; 3; 5 т.

Все типы панелей с точки зрения статического расчета представляют собой однопролетную балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой, максимальные усилия в которой будут

где q=(g+v)b'_f — полная нагрузка на 1 м плиты; g — постоянная нагрузка, кН/м₂; v — временная нагрузка, кН/м₂; b′ _f—ширина панели; l₀ — расчетный пролет, равный расстоянию между линиями действия опорных реакций.

Высота сечения предварительно напряженных панелей (1/20...1/30)l₀.

35. Балки и фермы покрытий из ж/б.

Фермы: для их изготовления принимают бетон классов В30-В50. Нижний пояс ферм выполнятся предварительно напряженным. Все остальные элементы обычно армируются ненапрягаемой арматурой в виде сварных каркасов. Так же бывают что фермы изготавливаются с предварительно напряженными элементами решетки. Для лучшей передачи усилий между элементами в узлах создают уширения – вуты.Опорные узлы ферм дополнительно армируют продольной ненапрягаемой арматурой и поперечными стержнями, обеспечивающими прочность узла по наклонному сечению и надежность анкеровки предварительно напряженной арматуры. Для крепления фермы к колоннам, крепления плит покрытия в ферме предусматриваются закладные детали.

42. Тонкостенные конструкции. Принципы расчета и конструирования.

Строительные конструкции, отличит, признаком к-рых является весьма малая величина одного размера (толщины) по сравнению с двумя другими (тонкие оболочки, купола, складки, гладкие и ребристые плиты, а также образованные из них, как из элементов, сложные конструкции). Складки в отличие от оболочек состоят из плоских тонкостенных плит, жестко соединенных между собой под некоторым углом. Тонкостенные конструкции сочетают в себе легкость с высокой прочностью — важнейшее преимущество по сравнению с др. видами конструкций. Эта же особенность способствовала широкому распространению тонкостенных конструкций в стр-ве в виде пространственных конструкций. Для изготовления тонкостенных конструкций применяются различные материалы: металлы, железобетон, слоистые пластики и др. В области стр-ва тонкостенные конструкции получали большое распространение преим. в покрытиях пром. и общественных зданий в виде гладких и ребристых оболочек, а также при сооружении различных емкостей для хранения жидких и сыпучих материалов (резервуары, бункеры, силосы, угольные башни и т. п.).

Статические расчеты тонкостенных конструкций сводятся обычно к решению двухмерных задач теории упругости или пластичности. Для каждого вида конструкции эти расчеты представляют частную задачу, зависящую от геометрич. формы в целом и элементов, образующих конструкцию, закона изменения толщины стенки, наличия ребер и расстояний между ними, условий сопряжения с краевыми элементами, вида нагрузок и др.

43. Каменные и армокаменные конструкции. Виды, область приминения, прочностные и деформативные харакеристики.

Каменные конструкции применяют в качестве несущих конструкций для внецентренно сжатых элементов с ограниченным эксцентриситетом приложения внешних сил (стены, столбы, фундаменты, дымовые трубы, водонапорные башни, подпорные башни, мостовые опоры и т.д.). Армокаменные конструкции расширяют область применения каменных конструкций, приближая их к железобетонным. Каменными называют конструкции, выполняемые из каменной кладки, состоящей из природных или искусственных камней, соединяемых между собой раствором. В армокаменных конструкциях с целью повышения несущей способности применяется стальная арматура.1.1. Каменные материалы. Каменные материалы различают: по происхождению – природные и искусственные; величине – кирпич высотой 65, 88 и 103 мм, крупные блоки и панели высотой 500 мм и более; структуре – сплошные, пустотелые, пористые; пределу прочности: камни малой прочности, марки: 4, 7, 10, 15, 25, 35 и 50 (кгс/см2) (сырцовый кирпич, слабые известняки, легкий кирпич); камни средней прочности, марки: 75, 100, 125, 150, 200 (кгс/см2) (обычный кирпич, бетонные и природные камни); камни высокой прочности, марки: 250, 300, 400, 500, 600, 800 и 1000 (кгс/см2) (клинкерный кирпич, бетонные и тяжелые природные камни); морозостойкости: F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300. Морозостойкость определяется количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые выдерживает образец без снижения прочности более чем на 25 % от первоначальной. Долговечность каменных материалов зависит от морозостойкости и определяется сроком службы конструкций без снижения эксплуатационных свойств. Строительные нормы устанавливают три срока службы каменных конструкций: 100, 50 и 25 лет. Положительные качества: долговечность; влагостойкость; морозостойкость; прочность; устойчивость; огнестойкость и т.д.
Отрицательные качества: большая масса; значительные трудовые затраты на возведение; высокая теплопроводность.
Каменные и армокаменные конструкции используют во всех климатических районах. Материалы каменных и армокаменных конструкций. Согласно СНиП II-22, кирпич, камни и растворы для каменных и армокаменных конструкций, а также бетоны для изготовления камней и крупных блоков должны удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТов или технических условий и применяться следующих марок или классов:
а) камни - по пределу прочности на сжатие (а кирпич - на сжатие с учетом его прочности при изгибе): 7, 10, 15, 25, 35, 50 (камни малой прочности - легкие бетонные и природные камни); 75, 100, 125, 150, 200 (средней прочности - кирпич, керамические, бетонные и природные камни); 250, 300, 400, 500, 600, 800, 1000 (высокой прочности - кирпич, природные и бетонные камни);
б) бетоны классов по прочности на сжатие:
- тяжелые - В3, 5; В5; В7, 5; В12, 5; В15; В20; В22, 5; В25; В30;
на пористых заполнителях - В2; В2, 5; В3, 5; В5; В7, 5; В12, 5; В15; В20; В25; В30;
- ячеистые - В1; В2; В2, 5; В3, 5; В5; В7, 5; В12, 5;
- крупнопористые - В1; В2; В2, 5; В3, 5; В5; В7, 5;
- поризованные - В2, 5; В3, 5; В5; В7, 5;
- силикатные - В12, 5; В15; В20; В25; В30.
- допускается применение в качестве утеплителей бетонов, пределы прочности которых на сжатие 0, 7 МПа (7 кгс/см) и 1, 0 МПа (10 кгс/см); а для вкладышей и плит не менее 1, 0 МПа (10 кгс/см);
в) растворы по пределу прочности на сжатие - 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200;
г) каменные материалы по морозостойкости - F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300.
Для бетонов марки по морозостойкости те же, кроме F10.
Растворы с плотностью в сухом состоянии - 1500 кг/м и более-тяжелые, до 1500 кг/м- легкие.

Проектные марки по морозостойкости каменных материалов для наружной части стен (на толщину 12 см) и для фундаментов (на всю толщину), возводимых во всех строительно-климатических зонах, в зависимости от предполагаемого срока службы конструкций, но не менее 100, 50 и 25 лет, приведены в табл.1* и пп.2.4* и 2.5 СНиП II-22.
Для армирования каменных конструкций в соответствии со СНиП 52-01-2003 следует применять:
- для сетчатого армирования - арматуру классов А-I и Вр-I;
- для продольной и поперечной арматуры, анкеров и связей- арматуру классов А-I, А-II и Вр-I (с учетом указаний п.3.19 СНиП II-22).
- для закладных деталей и соединительных накладок следует применять сталь в соответствии со СНиП по проектированию стальных конструкций.
Применение силикатных кирпича, камней и блоков; камней и блоков из ячеистых бетонов; пустотелых керамических кирпича и камней, бетонных блоков с пустотами; керамического кирпича полусухого прессования допускается для наружных стен помещений с влажным режимом при условии нанесения на их внутренние поверхности пароизоляционного покрытия. Применение указанных материалов для стен помещений с мокрым режимом, а также для наружных стен подвалов и цоколей не допускается.

От момента загружения кладки до ее разрушения различают четыре стадии напряженного состояния. В первой стадии трещины в кладке отсутствуют. При переходе во вторую стадию появляются небольшие трещины в кирпичах над и под вертикальными швами кладки, которые являются концентраторами напряжений.Величина нагрузки, при которой появляются трещины, зависит от прочности кирпича, системы перевязки кладки и деформативных свойств раствора. При оценке запасов прочности поврежденной кладки должно учитываться повышение ее хрупкости с увеличением возраста кладки и с применением малодеформируемых цементных растворов. При большом возрасте кладки, выполненной на цементном растворе, резервы ее прочности снижаются и составляют всего 40…20 % от разрушающей нагрузки. Во второй стадии трещины не растут без повышения нагрузки. Далее, при увеличении нагрузки, наступает третья стадия. Трещины пересекают несколько рядов кладки, разбивая ее на отдельные столбики шириной в половину кирпича. При этом разрушение может произойти без увеличения нагрузки. Концом третьей стадии является стадия разрушения, когда отдельные кирпичные столбики, на которые расслоилась кладка, теряют устойчивость. 4. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЧНОСТЬ КЛАДКИ. Прочность кладки тем больше, чем толще камень, так как увеличивается сопротивление камня изгибу и срезу.Чем правильнее форма камня, тем больше прочность кладки, так как происходит более равномерная передача нагрузки. Например, для кладки из природных камней марки М400, выполненной на растворе марки М25, прочность составляет: а) 10 МПа – при правильной форме камней; б) 2.4 МПа – при постелистом бутовом камне; в) 1.6 МПа – при рваном бутовом камне.Прочность кладки понижается при увеличении толщины горизонтальных швов раствора, так как увеличиваются усилия, растягивающие кирпич. Нормальной по нормам считается толщина швов в пределах 10…15 мм (средняя толщина – 12 мм) [3]. При увеличении толщины швов с 10 до 25 мм прочность кладки снижается на 25…30 %.Прочность кладки повышается с увеличением подвижности раствора, его удобоукладываемости, так как при этом более равномерно заполняются горизонтальные швы кладки и уменьшаются напряжения от изгиба и среза. Прочность кладки зависит от квалификации каменщика, так как правильность и ровность рядов кладки, одинаковая толщина швов раствора создают более однородное и равномерное напряженное состояние сжатия, уменьшая влияние изгиба и среза. Если прочность обычной массовой кладки оценить в 100 %, то прочность кладки, выполненной каменщиком низкой квалификации, можно оценивать в 80 %, а высокой квалификации – в 150 %. ДЕФОРМАТИВНЫЕ СВОЙСТВА КАМЕННОЙ КЛАДКИ.Каменная кладка деформируется как упругопластический материал. Полная деформация состоит из упругой и пластической составляющих. В течение первых трех лет рост пластической деформации затухает, если напряжения в кладке не превышают 80…90 % от прочности кладки. В противном случае происходит ее разрушение. При испытании кладки загружением до разрушения получают график зависимости напряжений от деформаций.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 67