Шпаргалка по ЖБК. 1. Основы расчета и конструирования монолитной балочной плиты ребристого перекрытия
 Скачать 3.06 Mb.
|
|
+ ℎ 0 ) ∙ 4 ∙ ℎ 0 , где 𝑝 гр = 𝑁 𝐴 ф , (ℎ к + ℎ0) ∙ 4 − периметр пирамиды продавливания, Отсюда ℎ 0 = − 2 + 1 2 ∙ гр − полезная высота фундамента, ℎ ф = ℎ 0 + 𝑎 = 𝑎 3 + 2 , {𝑎 3 = 40мм − наличие бетонной подготовки 𝑎 = 70 мм − отсутствие бетонной подготовки 1) Конструктивные требования: связаны с надежностью защемления колонны в стакане {ℎ ф = ℎ𝑐 + 250; ℎ ф = 25𝑑 + 250 , где 𝑑 – диаметр рабочей арматуры. Выбирается наибольшая ℎ ф (кратно 50 мм) . Далее фундамент разбивается на ступени по вышеуказанным правилам, ступени примерно равные и кратные 50 мм. 2) Расчет арматуры фундамента. Нужно рассмотреть 2 сечения. 1 сечение идет по грани 1 ступени, а 2 по грани колонны. Расчетная схема представляет собой балку, защемленную в стакане (в ступени)𝑀 = 0,125𝑝 гр (𝑏 − 𝑐) 2 𝑎 ; 𝐴𝑠1 = ∗ ∙ 0,9 ; 𝑀 = 0,125𝑝 гр (𝑏 − ℎ к ) 2 𝑎 ; 𝐴𝑠2 = ∗ ∙ , Из двух значений 𝐴𝑠1 и 𝐴𝑠2 принимается большее по величине, по которой подбирается сетка. 8.Внецентренно нагруженный фундамент Внецентренно нагруженным считают фундамент, у которого равнодействующая внешних нагрузок не проходит через центр тяжести площади его подошвы. Такое нагружение фундамента является следствием передачи на него момента или горизонтальной составляющей нагрузки, как у фундамента под наружную стену заглубленного помещения. 𝜎 \ = 𝑁 𝐴 ф ± 𝑀 𝑊 ф = 𝑁 𝐴 ф 1 ± 6𝑒 𝑎 𝑁 = 𝑁 + 𝐺 ст + 𝛾 𝐻 𝐴 ф 𝑀 = 𝑀 + 𝑄ℎ ф + 𝐺 ст 𝑒 𝐺 ст − нагрузка от стены 𝑄 − появляется от ветровой нагрузки Стаканная часть армируется дополнительной арматурой, потому что возникают усилия от внецентренного сжатия грунта, стаканная часть армируется как продольной, так и поперечной арматурой. Продольная арматура подбирается по сечению I-I. 𝑀 = 𝑀 + 𝑄ℎ ст + 𝐺 ст 𝑒 ст 𝑁 = 𝑁 + 𝐺 ст 1) e = ≤ к − тогда арматура сеток 𝐴 ставится конструктивно. То есть все сечение сжато и усилие приходится на ядро сечения. z ≤ 200 мм 0,25 ℎ ст 2) При к > 𝑒 > к (между 𝐼𝐼 и 𝐼𝐼𝐼) 𝐴 = ст , ∑ , ∑ 𝑧 - Сумма всех S от верхней до нижней сетки, располагающейся под дном стакана 3) При e ≥ к (за 𝐼𝐼 − 𝐼𝐼) 𝐴 = ст ∙ к / ∑ A < 𝐴 < 𝐴 9. Материалы для каменной кладки. Каменные конструкции выполняют: из глиняного кирпича, керам-х камней, силикатного кирпича, камней и крупн. блоков из тяжелых цем-х и силикатных бетонов, бетонов на пористых заполн-х, ячеистых бетонов, из камней осадочных и вулк. пород, крупных блоков и панелей, изг-х на заводах или полигонах из кирпича, керамических или природных камней. Основной хар-кой каменных мат-в является их прочность, хар-емая марками - их временное сопротивление (предел прочности) сжатию и при изгибе. Для кладок применяются кирпич и камни по среднему пределу прочности на сжатие: - кирпич и камни малой прочности – легкие бетонные и природные, керамич-е – М7-М75; - камни и кирпич средней прочности – керамические, бетонные и природные – М100-М200; - кирпич и камни высокой прочности – М250- М1000. Для кладок применяются бетоны, из которых изготавливаются камн и крупные блоки: Тяжелые: В3-В30; на пористых заполнителях: В2-В30; ячеистые: В1-В12,5; полистиролбетон: В1-В3,5; крупнопористые: В1-В7,5. Марки каменных мат-в по морозостойкости: F10-F300 (для бетонов от F15.). Растворы, применяемые для кладок: по виду вяжущего растворы бывают: цементные; известковые; гипсовые; смешанные (цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые). Марки растворов по прочности на сжатие – М4- М200. Прочность раствора хар-ется его маркой, которую устанавливают по пределу прочности при сжатии образцов в виде кубиков с размером грани 70,7 мм после 28 суток твердения при температуре 20±2º. 10. Основные факторы, влияющие на прочность кладки при сжатии. 1. прочность камня. Опр-е прочности кирпича на сжатие производится испытанием двух половинок кирпича, уложенных друг на друга и соединенных швом из раствора. На изгиб испытывается кирпич как балка на двух опорах при действии сосредоточ-й нагрузки. Прочность кладки опр-ся испытанием крупных образцов, имеющих сечение 380х510 мм и высотой 1000-1200 мм. Прочность кладки составляет 40-50% от прочности кирпича. При увелич. марки кирпича в 2 раза, прочность кладки возрастает в 1,5-1,7 раза. 2. размеры камня. С увелич-м высоты камня уменьшается кол-во гориз-х швов кладки и увелич-ся сопротивление камня изгибу и срезу. => уменьш-ся влияние деф-ций раствора. Кладка, выполненная из камней большей высоты, имеет большую прочность. 3. форма камня (правильность). Если камень имеет неправильную форму (например, рваный бут), то соприкосновение камней мало Т.е. будет иметь место значительная конц-я напряжений. Чем правильнее форма камня, тем равномернее передается нагрузка через гориз-е швы кладки, тем выше прочность кладки. 4. прочность раствора. В случае применения слабых растворов разрушение швов при сжатии начинается быстрее разрушения кладки. В связи с этим увелич-ся деф-ции отдельных кирпичей и их разрушение наступает раньше. Чем прочнее раствор, тем меньше его деф-ции, и это увелич-т прочность кладки. С сущ-ным увелич-м марки раствора рост прочности кладки затухает. 5. удобоукладываемость (подвижность) раствора. Большая подвижность раствора облегчает его укладку в шов. Он получается более равномерный по толщине и плотности, что уменьшает напряжения изгиба, растяжения и среза, возникающие в кирпиче при действии нагрузки. 6. упруго-пластические свойства (деформативность) раствора. Наибольшая прочность кладки достигается на таких растворах, в которых при одинаковой их марке одновременно сочетаются высокая подвижность при укладке и высокая плотность после затвердевания. 7. качество кладки. Качество кладки хар-ся главным образом равномерностью заполнения гориз-х швов, толщиной швов, вертикальностью конструкций, горизонтальностью швов и др. Предел прочности кладки может отличаться в 1,5-1,8 раза. 8. перевязка кладки. Кладка без перевязки - отдельные столбики, которые при внецентренно приложенной нагрузке и большой высоте потеряют устойч-ть. Перевязка должна осущ-ся не реже, чем через 5 рядов кладки, а в кладке из бетонных камней – в каждом 3-ем ряду. 9. сцепление раствора с камнем увелич-т монолитность кладки, улучшает ее работу при изгибе, внецентренном сжатии с большими эксц-ми, при растяжении. повышенная трещиностойкость, сопротивление кладки сейсм. и динамич. воздействиям, повышение долговечн. и продуваемости. 10. степень заполнения вертикальных швов. Вертикальные швы - 8% площади горизонтального сечения кладки =>разница между прочностью кирпичной кладки с идеально заполненными вертикальными швами и прочностью кладки, выполненной «в пустошовку» не превышает 8%. 11. Четыре стадии работы центрально-сжатой кладки. А)Первая стадия соответствует нормальной стадии эксплуатации кладки. Действующие усилия не вызывают видимых повреждений, то есть до появления первых волосных трещин. Б) Переход во вторую стадию хар-ся появлением небольших трещин в отдельных кирпичах. В этой стадии кладка еще несет нагрузку (величина ее составляет 60-70% от разрушающей) и дальнейшего развития трещин при неизменной нагрузке на наблюдается. В) Третья стадия. При увеличении нагрузки происходит развитие трещин на высоту 3-4 рядов кладки. При длительном действии этой нагрузки будет происходить постепенное их развитие (вследствие пластических деформаций). Данная стадия считается аварийной. Г) Четвертая стадия – самая быстрая, стадия разрушения. Происходит разделение кладки на тонкие гибкие столбики, у которых жесткость в несколько раз меньше, чем у целого образца. Поэтому и происходит быстрое разрушение, вследствие потери устойчивости этих отдельных столбиков. 12. Прочность кладки при растяжении, изгибе, срезе. Упруго-пластические свойства кладки. Модули упругости и деформации. Упругая характеристика кладки. Прочность кладок зависит сцепления между раствором и камнем. Работа кладки при растяжении. два вида сцепления: нормальное – S; касательное (или тангенциальное)- Т. Величина сцепления возрастает: ↑ марки раствора, ↑ шероховатости пов-ти, ↑ очищенности пов-ти, при увлажнении камня. В вертик-х швах, из- за усадки раствора при твердении, сцепление его с камнем ослабляется или совсем нарушается. => в расчетах сцепление в вертик-х швах не учитывается, а учитывается только в гориз-х. Два вида растяжения кладки: Растяжение по неперевязанному сечению↕ (S)(кладка в большинстве случаев разрушается по плоскости соприкосновения раствора и камня, мб разрушение по раствору. При растяжении кладки по перевязанному сечению, встр-ся редко); растяжение по перевязанному сечению↔(Т) (разрыву сопротивляются только участки горизонтальных швов, в которых действует касательное сцепление. Разруш-ся кладка либо по раствору, либо по камням и раствору). Работа кладки при изгибе. Сопротивление кладки растяжению при изгибе по перевяз- му сечению Rtb принимают ≈ в 1,5 раза больше расчетного сопротивления кладки при центральном растяжении. Это происходит потому, что в кладке имеют место пластические деформации и эпюра напряжений приближается к прямоугольной. Работа кладки при срезе. При действии усилий вдоль гориз-ых швов - срез по неперевяз-му сечению (в подпорных стенах и в пятовых сечениях арок). Сопротивление оказывает касательное сцепление раствора с камнем, а при сжимающих нормальных напряжениях в кладке сопротивление срезу увелич-ся, благодаря сопротивлению от трения. При действии усилий перпенд-но гориз-м швам - срез по перевязанному шву (в консольных выступах). учитывается сопротивление только камня срезу без учета вертикальных швов.Упруго-пластические свойства кладки. Если каменную кладку нагружать очень быстро и довести до разрушения за несколько секунд, то в кладке возникнут только упругие деф-ции и кладка будет работать как упругий мат-л, а зависимость между напряж-ми и деф-ми будет линейной.. Начальный модуль деф-й: Е0=tgφ0=const – это модуль упругости. Модуль деформаций кладки будет величиной переменной Е=dσ/dε = tgφ. При кратковременной нагрузке для неармированной кладки модуль упругости определяется Е0 = α*Ru, где: α – упругая характеристика кладки, Ru – временное сопротивление сжатию кладки: Ru = k*R; R – расчетные сопротивления сжатию кладки. При многократно повторных нагрузках после некоторого числа циклов нагрузка-разгрузка пластические деформации выбираются, и материал начинает работать упруго с модулем упругости Е0, но только, если напряжения не превосходят напряжений, при которых появляются трещины в кладке, т.е. σ ≤ σcrc. Если же напряжения в кладке σ ˃ σcrc, то после некоторого кол-ва циклов нагрузка-разгрузка деф-ции начинают неограниченно расти и кладки разрушается. 13. Расчет центрально сжатых каменных элементов по несущей способности. В некоторых случаях эксцентриситеты от нагрузки малы и ими можно пренебречь - расчет можно производить по формуле центрального сжатия (тяжело нагруженные столбы, простенки нижних этажей многоэтажных зданий, отдельно стоящие столбы, к которым нагрузка прикладывается через центрирующие прокладки). • При эксцентриситетах от нагрузки, не превышающих: е≤l 0 /600 ; e≤h/30 ; e≤1 0 -20 мм Несущая способность определяется: N ≤ mg*φ*R*A, где N – продольная сила, R – расчетное сопротивление кладки сжатию, φ – коэффициент продольного изгиба в зависимости от гибкости λi = l0/i и упругой характеристики α, A – площадь поперечного сечения элемента, mg – коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки: m g = 1 – η*N g /N*(1+1,2*e 0g /h) при e0g = 0 m g = 1– η*N g /N, где η – коэффициент, принимаемый по табл. 21 СП в зависимости от гибкости, вида камня и процента армирования. При размере прямоугольного сечения 300мм и более (или при радиусе инерции элементов любого сечения не менее 8,7 см) коэффициент mg следует принимать равным 1. 14. Расчет внецентренно сжатых каменных элементов по несущей способности. На внецентренное сжатие работают большинство элементов каменных конструкций: стены, столбы, стены подвалов, карнизные участки. При внецентренном сжатии на элементы действует нормальная сжимающая сила N и изгибающий момент М=N*e.При расчете сечений, к которым приложено несколько нормальных сил и несколько изгибающих моментов, выполняется замена сил и моментов их равнодействующими. При небольших эксцентриситетах все сечение сжато. С увеличением эксцентриситета сечение испытывает не только сжатие, но и растяжение. При больших эксцентриситетах, даже при малых нагрузках, напряжения в растянутой зоне элемента могут превысить предельное сопротивление кладки растяжению при изгибе и в растянутой зоне появятся горизонтальные трещины. При раскрытии трещин происходящее уменьшение момента за счет уменьшения эксцентриситета => возрастание несущей способности элемента до определенного предела после раскрытия трещины. При расчете каменных элементов на внецентренное сжатие учитывается фактически несущая способность сжатой зоны кладки. Расчет на внецентренное сжатие производится с учетом гибкости и длительности действия нагрузок по формуле N ≤ m g *φ 1 *R*Ac*ω , где m g - коэффициент, учитывающий длительно действующие нагрузки; φ 1 = (φ+φ c )/2, где φ- коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента, определяемый по расчетной высоте элемента l 0 , φс- коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по фактической высоте элемента l 0 в плоскости действия изгибающего момента при гибкости λ hc = l 0 /h c для прямоугольного сечения или гибкости λic = l0/ic, где hc и ic – высота и радиус инерции сжатой части сечения (площадь Ас) в плоскости действия момента, R – расчётное сопротивление кладки сжатию, Ас – площадь сжатой части сечения Ас = hc*b = (0,5*h - e 0 )*2*b = 0,5h*2*b*(1 – 2*e 0 /h) = h*b*(1 – 2*e 0 /h) =A*(1 – 2*e 0 /h), ω- экспериментальный коэффициент, учитывающий увеличение расчетного сопротивления кладки сжатию при приведении действительной криволинейной эпюры напряжений в сечении к условной прямоугольной, симметричной относительно оси действия внешней нагрузки. 15. Расчет кладки на срез, изгиб, местное действие нагрузки. Местное сжатие происходит при действии нагрузки на ограниченную площадку. Ненагруженные и слабонагруженные площади сечения кладки вокруг площадки местного сжатия препятствуют развитию поперечных деформаций более нагруженной зоны. Возникает эффект обоймы. Поэтому прочность при местном сжатии выше прочности при равномерном сжатии. Расчет сечений каменных элементов производится по формуле Nc ≤ ψ*d*Rc*Ac , где Nc – продольная сжимающая сила от местной нагрузки; Rc – расчетное сопротивление кладки на смятие, Ас – площадь смятия, на которую передается нагрузка; d= 1,5-0,5*ψ –коэффициент определяется для кирпичной и виброкирпичной кладки, а также кладки из сплошных камней или блоков, изготовленных из тяжёлого или легкого бетонов, ψ- коэффициент полноты эпюры давления от местной нагрузки. Расчет на изгиб выполняется по формуле M ≤ Rtb *W, где М – расчетный изгибающий момент; W – момент сопротивления сечения кладки при упругой работе; Rtb – расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по перевязанному сечению. Изгибаемые элементы следует рассчитывать на поперечную силу по формуле Q ≤ Rtw*b*z, Rtw – расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям при изгибе, b – ширина сечения, z- плечо внутренней пары сил, для прямоугольного сечения z=2*h/3. Расчёт на срез по неперевяз-му сечению производится с учетом дополнительного сопротивления кладки трению по срезаемому шву(со снижением нормативной нагрузки -коэффициент надежности по нагрузке γf = 0,9). Расчетная формула выводится Q ≤ (Rsq*A+P*µ) Преобразуем Q ≤ (Rsq*A+P/А*A*µ) = A*(Rsq +σ0*µ), где Q – расчетная поперечна сила; Rsq – расчетное сопротивление кладки срезу по неперевязанному сечению, Р – наименьшая продольная сила с учетом γf = 0,9; σ0 = Р/А – среднее, распределенное по сечению, напряжение кладки при сжатии при наименьшем продольном усилии Р (принимается наименьшее, как более опасное), µ- коэффициент трения по шву кладки. 16. Расчет кладки по 2ой группе предельных состояний. По образованию и раскрытию трещин (швов кладки) и по деформациям следует рассчитывать: 1) внецентренно сжатые неармированные элементы при е0 ≥ 0,7 у ; 2) смежные, работающие совместно конструктивные элементы кладки из материалов различной деф-ти или при значительной разнице в напряжениях, возникающих в этих элементах; 3) самонесущие стены, связанные с каркасами и работающие на поперечный изгиб, если несущая способность стен не достаточна для самостоятельного (без каркаса) восприятия нагрузок; 4) стеновые заполнения каркасов – на перекос в плоскости стены; 5) продольно армированные изгибаемые, внецентренно сжатые и растянутые элементы, эксплуатируемые в условиях агрессивной среды; 6) продольно армированные емкости при наличии требований непроницаемости штукатурных или плиточных изоляционных покрытий;7) другие элементы зданий и сооружений, в которых образование трещин не допускается или же раскрытие трещин должно быть ограничено по условиям эксплуатации. Расчет по раскрытию трещин при е0 ≥ 0,7у должен производиться, исходя из следующих предпосылок:1. при расчете принимается линейная эпюра напряжений внецентренного сжатия как для упругого тела; 2. расчет производится по условному краевому напряжению растяжения, которое характеризует величину раскрытия трещин в растянутой зоне: где I - момент инерции сечения в плоскости действия изгибающего момента; у – расстояние от центра тяжести сечения до сжатого его края; Rtb –расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по неперевязанному сечению; γr – коэффициент условий работы кладки при расчёте по раскрытию трещин. Деформации не должны превышать допустимых значений, приводимых в таблице 26 СП 15.13330. Расчет по деформациям растянутых поверхностей каменных конструкций из неармированной кладки производятся по формулам: - при осевом растяжении N ≤ |