Шпоры. 1. Какие изгибаемые элементы называются плитами Виды плит
 Скачать 0.95 Mb.
|
|
1. Какие изгибаемые элементы называются плитами? Виды плит В конструктивном отношении различают :балочные и опертые по контуру. Если плита опирается по 4 сторонам и имеет отношение сторон 2:1 или меньше, то она изгибается в 2 направлениях и является опертой по контуру (рис. 5.1, г). При отношении сторон больше 2:1 то плита изгибается в одном направлении. Расчетным пролетом в этом случае является более короткая из сторон. Такую плиту, а также плиту, опертую только двумя противоположными сторонами, называют балочной (рис. 5.1, д). Толщину плит определяют расчетом на действующие усилия, но не меньше min размера для соблюдения необходимой толщины защитного слоя бетона и условий производства работ. 2. Какие изгибаемые элементы называются балками? Виды сечений и опирания Балки - линейные элементы, длина которых l значительно больше поперечных размеров h и b. Поперечные сечения жб балок без предварительного натяжения арматуры бывают прямоугольные, тавровые (с полкой внизу или вверху), трапециевидные (рис.5.3, а) и др. Рациональными для предварительно напряженных балок являются сечения с развитой верхней и нижней полкой. Уширение нижней полки необходимо для размещения напрягаемой арматуры и обеспечения прочности сечения при передаче усилия предварительного напряжения с арматуры на бетон. 3. Какими арматурными изделиями армируют плиты и балки? Плиты армируют сварными сетками из стержней, направленных взаимно перпендикулярно (рис. 5.2). Стержни, расположенные вдоль пролета конструкции, — рабочие, перпендикулярно — распределительные. В однопролетных свободно лежащих плитах рабочую арматуру ставят только в пролете (рис. 5.2, а), а в защемленных и многопролётных— в пролете и на опорах(по эпюре моментов)(рис. 5.2). Применяют сварные сетки с продольной и поперечной рабочей арматурой. Рулонные сетки с продольной арматурой раскатывают вдоль пролета плиты (рис. 5.2, в), рабочую арматуру располагают в середине пролета внизу, а на опоре — вверху плиты. Балки армируют продольными рабочими стержнями, поперечной арматурой и монтажными стержнями, соединенными между собой в сварные/вязаные каркасы (рис.5.3, в). Продольную рабочую арматуру укладывают в растянутых зонах согласно эпюре изгибающих моментов. Размещают арматуру в 1 или 2 ряда (рис. 5.3, б) по высоте сечения с зазорами для выполнения плотной укладки бетона и обеспечения его надежного сцепление с арматурой. 4. Кратко опишите основные случаи разрушения изгибаемых элементов по нормальному сечению 1 случай: Сдвиг по наклонному сечению от доминирующего действия поперечной силы (мощная продольная арматура, достаточная анкеровка) 1-критическая наклонная трещина а – расстояние от точки приложения внешней силы к конструкции до края опоры 2 случай: Раздробление бетона наклонной полосы между наклонными трещинами от действия изгибающего момента (слабая продольная арматура, недостаточная анкеровка на опорах) О - центр тяжести сжатой зоны бетона 3 случай: Дробление бетона стенки от действия главных сжимающих напряжений элементы с тонкой стенкой) 2 – наклонная трещина 4 – раздробление сжатой полосы стенки 5. Какие факторы влияют на положение критической наклонной трещины? Образование наклонных трещин в изгибаемых элементах (например, у опор балок) обусловлено совместным действием изгибающих моментов и поперечных сил. • Место их образования, наклон, раскрытие и развитие по высоте зависят от вида нагрузок, формы сечения, вида армирования, соотношения M/Q и других факторов Характер разрушения изгибаемого элемента по наклонному сечению: а, б - при действии сосредоточенных сил; в - при загружении конструкции, равномерно распределённой нагрузкой. 1 - критическая наклонная трещина; 2 - дополнительные наклонные трещины; 3 - продольная трещина; 4 - раздавленный участок сжатой зоны бетона; а - расстояние от точки приложения внешней силы к конструкции до опорной реакции; с - расстояние от внутренней грани опоры до вершины наклонной трещины 6. Суть расчета изгибаемых ж/б элементов по полосе между наклонными сечениями Прочность по наклонной полосе характеризуется max значением поперечной силы, которое может быть воспринято наклонной полосой, находящейся под воздействием сжимающих усилий вдоль полосы и растягивающих усилий от поперечной арматуры, пересекающей наклонную полосу. При этом прочность бетона определяют по сопротивлению бетона осевому сжатию с учетом влияния сложного напряженного состояния в наклонной полосе. 7. Суть расчета изгибаемых ж/б элементов по наклонным сечениям на действие поперечных сил Расчет по наклонному сечению на действие поперечных сил производят на основе уравнения равновесия внешних и внутренних поперечных сил, действующих в наклонном сечении с длиной проекции C на продольную ось элемента. Поперечные силы, воспринимаемые бетоном и поперечной арматурой, определяют по сопротивлениям бетона и поперечной арматуры растяжению с учетом длины проекции C наклонного сечения. Рисунок 1 – Схема усилий при расчете ж/б элементов по наклонному сечению на действие поперечных сил Условие для предельного значения поперечной силы для элементов прямоугольного и таврового профилей: Q ≤ (Qb + Qsw) φn, где Q — поперечная сила в наклонном сечении с длиной проекции С на продольную ось элемента, действующей в сечении, расположенном на расстоянии не более чем ho от опоры; Qb — поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении; Qsw — поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой (хомутами) в наклонном сечении. 13. Категории трещиностойкости ж/б конструкций Трещиностойкостью называют её сопротивление образованию трещин в I стадии НДС или сопротивление раскрытию трещин во II стадии НДС. 1 категория – не допускает образование трещин (водонепроницаемые конструкции; резервуары, напорные трубы, находящиеся под давлением жидкости или газов; конструкции, испытывающие воздействие радиации и т.п.); 2 категория – допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин при условии их последующего надёжного закрытия (зажатия). Конструкции, эксплуатируемые в агрессивной среде (водяной пар, кислоты, дым, газы, морская вода); 3 категория – допускается ограниченное по ширине непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин. Конструкции, в которых образование трещин неопасно для их нормальной эксплуатации. 8. Суть расчета изгибаемых ж/б элементов по наклонным сечениям на действие момента Расчет по наклонному сечению на действие момента производят на основе уравнения равновесия моментов от внешних и внутренних сил, действующих в наклонном сечении с длиной проекции C на продольную ось элемента.Моменты от внутренних сил включают момент, воспринимаемый пересекающей наклонное сечение продольной растянутой арматурой, и момент, воспринимаемый пересекающей наклонное сечение поперечной арматурой.При этом моменты, воспринимаемые продольной и поперечной арматурой, определяют по сопротивлениям продольной и поперечной арматуры растяжению с учетом длины проекции C наклонного сечения. Расчет жб элементов по наклонным сечениям на действие моментов производят из условия: M ≤ Ms + Msw, где М - момент в наклонном сечении с длиной проекции С на продольную ось элемента, определяемый от всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения, относительно конца наклонного сечения (точка О), противоположного концу, у которого располагается проверяемая продольная арматура; Мs - момент, воспринимаемый продольной арматурой, пересекающей наклонное сечение, относительно противоположного конца наклонного сечения (точка О); Msw - момент, воспринимаемый поперечной арматурой, пересекающей наклонное сечение, относительно противоположного конца наклонного сечения (точка О). 9. Какие элементы относятся к сжатым? Как разделяются элементы по месту приложения нагрузки? К сжатым элементам относят: колонны; верхние пояса ферм, загруженные по узлам, восходящие раскосы и стойки решетки ферм; элементы оболочек; элементы фундамента; стены. (рисунок колонны и по оси сжатие). По месту приложения нагрузки элементы делятся на центрально сжатые и внецентренно сжатые. Центрально сжатые элементы –в которых сжимающие силы действуют по оси элемента. К ним относятся большинство промежуточных опор (колонн) покрытий и перекрытий пром и гражданских зданий; верхние пояса ферм, и тд. Гибкие жб элементы вследствие продольного изгиба теряют устойчивость при напряжениях в бетоне и арматуре менее предельных. Кроме того, из-за несовершенства геометрических форм элементов конструкции и неоднородности бетона центральное сжатие в чистом виде не выявлено, тогда происходит внецентренное сжатие со случайными эксцентриситетами е0. Рисунок 2 - Внецентренно сжатая колонна с начальным эксцентриситетом е0 Внецентренно сжатые элементы – элементы, в которых расчетные продольные сжимающие силы N действуют с эксцентриситетом продольного усилия е0 по отношению к вертикальной оси элемента или на которые одновременно действуют осевая продольная сжимающая сила N и изгибающий момент М. 10. Кратко описать характер разрушения сжатых элементов при случайных, малых и больших эксцентриситетах случай 1 – случай малых эксцентриситетов ξ ≥ ξR Разрушение произойдет по наиболее сжатой грани, характер таких разрушений хрупкий. Все сечение сжато. Перед разрушением колонн прямоугольного сечения напряжения в бетоне достигают предельной призменной прочности Rb, напряжения в сжатой арматуре – предела текучести случай 2 – случай больших эксцентриситетов ξ ≤ ξR Напряженное состояние (как и разрушение) близко к напряженному состоянию изгибаемых элементов по случаю 1. В стадии II НДС в растянутой зоне образуются нормальные трещины и растягивающее усилие воспринимается растянутой арматурой. В стадии III – наступает плавное разрушение элементов: разрушение начинается с достижения предела текучести в растянутой арматуре, а заканчивается достижением предельного сопротивления бетона и арматуры сжатой зоны. 11. Какие элементы относятся к растянутым? Как разделяются элементы по месту приложения нагрузки? Центрально-растянутые элементы – элементы, в нормальном сечении которых точка приложения расчетной силы N совпадает с точкой приложения равнодействующих усилий в продольной арматуре. Внецентренно растянутые элементы – это элементы, у которых линия действия внешней продольной растягивающей силы N не совпадает с геометрическим центром тяжести растянутого сечения. Различают 2 случая внецентренного растяжения: • случай 1 – случай больших эксцентриситетов (сила N расположена за пределами равнодействующих усилий в арматуре); • случай 2 – случай малых эксцентриситетов (сила N расположена между равнодействующими усилий в арматуре). 12. Спиральное, сетчатое армирование сжатых элементов и армирование жесткой арматурой (схемы) Косвенным армированием называется частое расположение поперечной арматуры, способствующее значительному повышению несущей способности центрально сжатого элемента. • Из возможных типов косвенного армирования применяют спирали (либо кольцевую арматуру) и сварные сетки из арматуры A-240, A-400, A-500 диаметром не более 14 мм и Bp-500. • Сетки спирали должны охватывать всю рабочую продольную арматуру. 14. Перечислить и кратко описать расчеты ж/б элементов, которые выполняются по ПС 2 группы Расчет по II группе предельных состояний – это расчет по образованию и раскрытию трещин. 1) Расчет элементов по образованию трещин: Производится из условия: Mr ≤ Mcrc где Mr - момент внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения, относительно оси, параллельной нулевой линии и проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется. Mcrc - момент, воспринимаемый сечением, нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин 2) Расчет по раскрытию трещин: Ширина раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, представляет собой разность удлинений арматуры и растянутого бетона на участке между трещинами длиной ℓcrc. а crc =εs * ℓcrc 3) Расчет по закрытию трещин: Для надежного закрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, должно соблюдаться 2 условия: 1. σsp + Δσs ≤ 0,8 Rs,ser , где σ sp - предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь; Δ σs - приращение растягивающего напряжения в арматуре от действия внешних нагрузок. 2. сечение с трещиной в растянутой зоне при постоянной и длительной нагрузках должно оставаться обжатым с нормальными напряжениями на растягиваемой внешними нагрузками грани σb ≥ 0,5МПа 15. Перечислить основные этапы проектирования ж/б элементов. 1) Статический расчёт: Составление расчетных схем, наиболее близко отвечающих действительной работе конструкций • Установление внешних нагрузок; Определение внутренних усилий (М, Q, N) 2) Расчет сечений элементов: Определение рациональной формы и размеров нормальных сечений; Определение оптимального класса бетона и арматуры Определение площади поперечного сечения рабочей арматуры и схемы ее размещения 3) Конструирование элементов: Выбор конструктивных решений зданий в целом; Выбор рациональной схемы размещения в элементах рабочей и монтажной арматуры;Разработка и вычерчивание рабочих опалубочных и арматурных чертежей узлов и элементов конструкций 16. Что включает в себя этап статического расчета? Стат расчет заключается в назначении расчетных схем,наиболее близко отвечающих действительной работе конструкций, установлении внешних нагрузок и определении внутр усилий N, M, Q в характерных сечениях проетируемой констр. Конструирование – размещение в элементе рабочей и монтажной арматуры, разработка и вычерчивание чертежей опалубки, арматуры, узлов и элементов конструкции. 17. Что включает в себя этап расчета сечений элементов Расчет сечений – определение рациональной формы, оптимального класса бетона, класс и площадь поперечного сечения арматуры и схемы ее размещения. 18. Категории размеров сборных элементов Для лучшей взаимной увязки нормы предусматривают 3 категории: номинальные, конструктивные и натуральные. Номинальные – расст м/у разбивочными осями здания в плане (например панель при шаге колонн 6м имеет номинальн длину ln=6000мм.) Конструктивные- отличаются от наминальных на величину швов и зазоров. (плита при номнал длине 6000мм имеет конструктивн размер lc =5970 мм,т.е. зазор 30мм). Натуральные – в зависимости от точности изготовления могут отличаться от конструктивн на величину допуска (3-10мм) 19. Понятие о пластическом шарнире Если балка армирована мягкой сталью и в растянутой арматуре напряжения достигают физического предела текучести то в ней развиваются пластические деформации. В балке возникает участок больших местных деформаций. Такой участок называется пластическим шарниром. а – пластический шарнир в свободно опертой балке б - пластический шарнир в защемленной на опорах балке 1 – участок пластического шарнира В статически определимой системе возникновение пластического шарнира приводит к потере ее геометрической неизменяемости н разрушению. В статически неопределимой системе - лишь к выключению одной лишней связи. Схема усилий при пластическом шарнире: 20. Усиление существующих констр без изменения расчетной схемы Работы, направленные на увеличение несущей способности существующ конструкций. Способ заключается в увеличении поперечного сечения элемента (устройство обойм, наращивание рубашек) рис 8.8., причем одновременно добавляется арматура, иногда – хомуты и обмотка. Перед усилением констр подготавливают – скалывают поверхностный слой бетона, где должна быть установлена новая дополнит рабочая арматура, производится насечка боковых поверхностей бетона – для хомутов и сетки. Сколотую поверхн промывают,устанавливают доп арматуру и опалубку, затем бетонируют при обязательном вибрировании. Толщина обойм, рубашек и наращиваний ≥6 см при бетонировании и 3 см при нанесении бетона способом торкретирования. 21. Усиление существующих конструкций с изменением расчетной схемы В наст время получил большое распространение. Способ усиления жб изгибаемых элементов посредством дополнит жестких опор позволяет увеличить несущз способность в 2-3 раза (подходит для балок перекрытия и ригелей рам). Новые дополнит опоры устанавливают в пролетах изгиб элементов, последние начинают работать с уменьшенным пролетом, поэтому возрастает их первонач несущ способность. Их выполняют из жб или металла в виде одиночных подведенных колонн или подкосных подпорок. (рис 8.9) В некоторых случаях при сопряжении подведенных опор с усиливаемыми элементами- балками их приходится немного приподнимать с помощью металлич клиньев. |