Шпаргалка по ЖБК. 1. Основы расчета и конструирования монолитной балочной плиты ребристого перекрытия
 Скачать 3.06 Mb.
|
|
E*A*εu; - при изгибе М ≤ E*I*εu/(h – y); где εu – предельные относительные деформации , (h-y) – расстояние от центра тяжести сечения кладки до наиболее удалённой растянутой грани покрытия; I – момент инерции сечения; Е – модуль деформаций кладки, определяемый Е = 0,8*Е0. 17. Армирование каменной кладки. Элементы с сетчатым армированием. Элементы с продольным армированием конструктивные особенности. а) поперечное (сетчатое) из стальных сеток, укладываемых в горизонтальные швы (элементы с центральным сжатием или с малыми эксцентриситетами); Марка кирпича, рекомендуемого для армокаменных конструкций, не должна быть менее 75, а камня – не менее 50, марка раствора – не менее 50. А240 и В500 (d 3-8 мм) – из них сварные сетки с квадратными или прямоуг ячейками или сетки-зигзаг (более эффективны). Воспринимает растягивающее усилие. Применяется, когда увеличивать сечение и марку материалов неэффективно. При больших значениях гибкости и эксцентриситетов сетчатое армирование прочности кладки не повышает. б) продольное – из продольных арматурных стержней с хомутами, устанавливаемых снаружи кладки или внутри кладки в швах (увеличение нес сп-ти на растяжение при изгибе и внец сж с большими эксцентриситетами, увеличивает устойчивость применяется также в изгибаемых элементах; столбы, стены, перемычки). А240, А300. Армирование столбов внутреннее (в швах; при длине большей стороны столба более 2,5 кирпича и действии агрессивной среды или высокой температуры) или наружнее (под слоем цементного раствора). В обоих случаях сжатая арматура принимается диаметром не менее 8 мм и располагается в горизонтальных швах. Каркасы делают вязаными. Кирпич пустотелый или сплошной. Наличие хомутов не позволяет кладке при разрушении распадаться на столбики. В обоих случаях швы кладки армокаменных конструкций должны иметь толщину, превышающую диаметр стержней не менее, чем на 4 мм. 18. Расчет по несущей способности элементов с сетчатыми армированием и продольным армированием. а) поперечное: Процент армирования: μ = V s /V k 100% (V s – объем арматуры, V k – объем кладки) больше 0,1%. Расчетное сопротивление армированной кладки центральносж эл- та: р – коэф, учитывающий пустотность кирпича, R – расчетное сопротивление кладки сжатию. Несущая способность кладки: , где φ – коэф продольного изгиба, m g – коэф, учитывающий влияние длительной нагрукзки. Расчет внецентр сж эл-тов с малыми эксцентрисситетами: R skb – расчетное сопротивление армированной кладки из кирпича всех видов, и керамических камней со щелевидными пустотами при внецентренном сжатии. ω – коэф приведения криволинейной эпюры напряжений в сечении к прямоугольной. б) продольное: При расчете центральносж эл-в учитывается неполное использование нес сп-ти кладки (коэф 0.85) и неполное использование работы сжатой арм (γ сs ). Нес.сп- ть: Rsc – расчетное сопротивление продольной сжатой арматуры; Аs’ - площадь сечения продольной арматуры (при подборе арматуры выражается из формулы несущей способности). При внецентрсж расчете 2 случая: большой эксц (Sc < 0.8S 0 ) и малый (Sc ≥0.8S 0 ). Sc – статический момент сжатой части сечения относительно центра тяжести растянутой или менее сжатой арматуры. S0 - статический момент всего сечения относительно центра тяжести растянутой или менее сжатой арматуры. При двойной арматуре: 19. Конструктивные схемы кирпичных зданий. Жесткая и упругая конструктивные схемы кирпичных зданий. Конструктивная схема здания назначается в зависимости от жесткости поперечных стен, расстояния между поперечными устойчивыми конструкциями, и группы кладки, из которой выполнены стены. Здания с жесткой к/с: многоэт промыш зд, где часто расположены поперечные стены (гориз усилия воспринимаются продольными стенами, передаются на перекрытия, от них на попереч стены, затем на фундамент и грунт). Продольные стены рассчитываются как вертикальные неразрезные балки, перекрытия = неподвижные шарнирные опоры. Для ветра (М = wН st (Н st – высота эт) стена рассматривается в пределах этажа как балка с защемленными концами. Стену считаем как внецентренносж эл-т. 3 сечения: 1-1 на уровне низа перекрытия (N (от вышележ констр), N1 (от веса перекр), M) 2-2 в уровне начала оконного проема (N, N1, Q1 (вес кладки над перемычкой), М2 = М1Н1/Н (Н – высота эт, Н1 – высота от опоры до верха проема); 3-3 на расстоянии 1/3Н эт от низа верхнего перекрытия (М 3 = 2М 1 /3, N3 = N2 + Q2 (вес части простенка, расположенной выше сечения 3-3). Поперечные стены рассчитываются как консоли, защемленные в фундаменте (сжато-изогнутый стержень). Проверка прочности при сдвиге: QAy/I ≤ hR sq (Q - расчетная поперечная сила от горизонтальной нагрузки в середине высоты этажа; A - площадь сечения примыкающей продольной стены; y - расстояние от оси продольной стены до оси, проходящей через центр тяжести сечения стен; I - момент инерции нетто стен относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения стен; h - толщина поперечной стены; R sq – расчетное сопротивление кладки срезу по перевязанному сечению). Расчет прочности на главные растягивающие напряжения при изгибе: или если в стене есть растянутая зона Где l – длина поперечной стены в плане; R tq – расчетное сопротивление скалыванию кладки, обжатой силой N; А - площадь сечения поперечной стены с учетом (или без учета) участков продольной стены; Ас - площадь только сжатой части сечения; h – ширина поперечной стены на участке с наименьшей толщиной; v = S 0 l/I - коэф неравномерности касат напр; I – мом инерции сеч; S – статич мом инерции. Здания с упругой к/с: одноэт пром зд и многоэт зд, в кот расст между попереч констр превышают предельные. Рассматриваются как рамы (стойки = кирп столбы, защемл в фундаменте в уровне пола, ригель = перекрытие, шарнирно связанное со стойками). Если нагрузка от покрытия или перекрытия распределена равномерно по длине стены, за ширину сечения стойки при статическом расчете принимается вся ширина простенка, а в глухих стенах – вся длина стены между осями. Нагрузки: соб вес, ветер, торможение крана. Каждая рама рассчитывается отдельно. Изгибающие моменты определяются в местах приложения нагрузок, изменения поперечного сечения стойки и у основания стойки. Составляются РСУ для определения М, N, Q. 20. Сущность, достоинства и недостатки ПНЖБК. Способы создания ПНЖБК Преднапряженными называют конструкции, в которых в процессе изготовления искусственно созданы начальные растягивающие напряжения в рабочей арматуре.(+) повышенная трещиностойкость и жесткость конструкции; возможность использования высокопрочных сталей; снижение соб.веса конструкции.(-) сложность проектирования и изготовления; необходимость усиления торцевых элементов; ниже огнестойкость и коррозионная стойкость. Способы создания:- натяжение арматуры на упоры (1. Один конец арм-ры закрепляют в анкере, второй – в домкрате; 2. вытяжка арматуры домкратом. 3. Анкеруют арматуру со стороны домкрата; 4. натягивают остальную арматуру; 5. Укладка бетона; 6. После набора прочности бетона, срезаем арматуру с упоров. Чтобы избежать разрушение бетона в торцах, отпуск арматуры производят постепенно.- натяжение на бетон (1. Изготавливают слабоармированный бетонный элемент с каналами (их создают трубками). 2. После набора прочности пропускают арматуру через канал, производят анкеровку арматуры и вытяжку. 3. Для создания сцепления арматуры с бетоном и защиты арматуры от коррозии каналы заполняют цементным раствором (для контроля заполнения делают отверстия)). Схемы преднапряжения: со сцеплением напрягаемой арматуры с бетоном (Канал делают из трубы из гофрированной стали или пластика, после натяжения арм он заполняется безусадочным цементным раствором. Натягивают пучки канатов. Применяются в массивных балках, фундаментных плитах). - без сцепления напрягаемой арматуры с бетоном.Отсутствие сцепление с бетоном в течении всего срока эксплуатации. Пластиковая оболочка и смазка защищают арматуру от коррозии и уменьшают потери от трения в каналах. Передача осевых усилий на бетон за счет установки на торцах анкерных устройств. Применяется в тонких конструкциях. 21. Материалы, Особенности конструирования. Анкеровка арматуры в ПНЖБК. Класс бетона по прочности на сжатие В20 ÷ В70., т.к. надо обеспечить сцепление арматуры с бетоном. Бетон должен воспринять усилие при обжатии. Прочность бетона на момент обжатия не менее 15 МПа и не менее 0.5В (класс бетона). Напрягаемая арматура: А600÷А1000; Вр1200÷Вр1600; К1400÷К1900 (при длине элемента до 12 м используется стержневая и проволочная арматура, более 12 м – проволочная и канатная). Ненапрягаемая арматура: А240, А400÷А600; В500, Вр500. Особенности конструирования: 1. Расположение арм (больший защитный слой для защиты от коррозии, которая снижает предв напр. Величина защ сл зависит от вида арматуры, наличия канала и тд); 2. Усиление опасных участков (там, где происходит передача усилия от арм на бет. (сетки поперечного армирования, которые сдерживают деформации бетона и повышают несущую способность конструкции); 3. Анкеровка: l аn = α l 0аn (альфа учит НДС арм, кол-во арм, расстояние между стыкуемыми стержнями; соотношение площадей по расчету и фактическое; базовая длина анкеровки). Не менее 15dи не менее 200 мм. (При натяжении на упоры арматуры периодического профиля или арматурные канаты и достаточной прочности бетона специальные анкера можно не ставить. Виды анкеров: кольцо (делают кольцо из арматуры и пропускают в него стержень, кольцо зажимается); коротыш (привариваются короткие арматурные стержни к основной арматуре); гайка (на арм делают резьбу и закручивают на нее гайку); шайба (на стержень одевают шайбу и приваривают с двух сторон); высаженная головка (к концу арматуры приваривают «шляпку», как у болтов); гильзовый анкер (гильзу протягивают ч/з обжимное кольцо, материал гильзы деформируется и превращается в цилиндр и запрессовывает проволки пучка); цанговый захват (специальное устройство захватывает арматуру и держит в проектном положении); анкер колодочного типа (с помощью домкрата пучок арм натягивают до опр напр-я и затем из домкрата выдвигается пробка, которая фиксирует арм); стаканного типа (делают прямоуг «емкость», в которую загибают концы арм, затем ее заливают раствором). 4. Зона передачи напр с арм на бет (если арм натягивают на упоры и нет анкера, то напряжения от торца до l р растут линейно. l р = (сигма – напр в пн ар с учетом первых потерь; А s u s – площадь и периметр пн арм; R bond – расч сопр сцепления арм с бет). Не менее 10d и 200 мм. Используется при расчете пнк в стадии предварительного обжатия. 22. Потери напряжений в ПНЖБК. Первые потери (до передачи напр на бет) и вторые потери (после передачи). При натяжении арматуры на бетон следует учитывать: первые потери (от деформации анкеров; от трения арматуры о стенки каналов или поверхность конструкции;) вторые потери: (от релаксации предварительных напряжений в арматуре; от усадки и ползучести бетона). При натяжении арматуры на упоры следует учитывать: первые потери (от релаксации предварительных напряжений в арматуре; температурного перепада при термической обработке конструкции; деформации анкеров; деформации формы (упоров)). вторые потери (от усадки и ползучести бетона). - Потери от релаксации (Релаксация – снижение напряжений с течением времени при отсутствии изменения длины. Зависит от механических свойств и химического состава стали. Формулы для опр потерь определяются по СП 63 в зависимости от вида арматуры и способа создания ПН). Δσ sp1 - Потери от температурного перепада (при прогреве бетона до его схватывания арматура тоже нагревается без изменения длины, падает ПН, При схватывании нагретого бетона уменьшенное напряжение фиксируется сцеплением арматуры с затвердевшим бетоном. Δσ sp2 = 1.25Δt (Δt - разность t натянутой арматуры в зоне прогрева и в зоне устройства, воспринимающего усилие натяжения при прогреве бетона.) - Потери от деформации упоров (Потери учитываются в зависимости от способа и последовательности натяжения. Δσ sp3 = (n – кол-во стержней, натягиваемых одноврем, l – расстояние между упорами, Δl – сближение упоров). - Потери от деформации анкеров (Δσ sp4 = , Δl – обжатие анкеров. При электротермическом способе натяжение арматуры потери от деформации анкеров не учитывают, т.к. они учитываются при вычислении полного удлинения арматуры) - Потери от трения о стенки каналов или поверхность конструкции (при натяжении на бетон) (Δσ sp7 = σ sp (1 - ), где δ – коэф трения о стенки каналообразователя, ω – коэф учета непрямолин арм, х – длина участка от натяжного устройства до расчетного сечения, м, θ – суммарный угол поворота оси арматуры (град), кот зависит от вида раскладки канатов) - Потери от усадки бетона (Δσ sp5 = ε b,sh ∙ , где ε b,sh – деформация усадки бетона, кот зависит от класса бетона. Используется коэффициент 0,75 при натяжении арм на бет, 0,85 – при тепловой обработке бет). - Потери от ползучести бет (Δσ sp6 – зависит от φ b,crc - коэффициент ползучести бетона, σ bpj - напряжение в бетоне на уровне центра тяжести, рассматриваемой j-й группы стержней напрягаемой арматуры (при P (1) = А sр (σ sp − ∆σ sp(1) ) – усилие предварительно обжатия с учетом первых потерь), α = - коэффициент приведения арматуры к бетону, y sj – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемой группы стержней, µ sрj = А sрj /А – коэффициент армирования рассматриваемой напрягаемой арматуры, A red , I red – площадь и момент инерции приведенного сечения. Полные первые и вторые потери определяются путем суммирования всех потерь, входящих в каждую группу. Величина полных потерь определяется путем суммирования первых и вторых потерь и дб не менее 100 МПа. 23. Геометрические характеристики приведенного сечения. Определение напряжений при обжатии При расчете преднапряженных конструкций приходится рассматривать не в отдельности арматуру и бетон, рассматривать приведеное сечение, в котором арматура приводится к бетону путем умножения геометрических характеристик на коэффициент 𝜶 =Es/Eb При ΣА s < 0,03А допускатся не уменьшать площадь всего сечения за счет площади арматуры. В противном случае вместо α используют (α-1). Элемент разбивают на простые фигуры. y i – расстояние от нижней грани до центра тяжести любого элемента; Напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой точки: Где P – усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь или вторых потерь; М – изгибающий момент от внешней нагрузки, действующий в стадии обжатия; «плюс» - сжатие; «минус» - растяжение; y i – расстояние от центра тяжести сечения до рассматриваемого волокна; e 0p – эксцентриситет усилия P (1) относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента; При определении усилия обжатия с учетом полных потерь следует учитывать сжимающие напряжения в ненапрягаемой арматуре (A s , A’ s ), которые обусловлены проявлением усадки и ползучести бетона до приложения внешней нагрузки (укорочение элемента). При одинаковых модулях упругости напрягаемой и ненапрягаемой арматуры σ sp = Δσ sp5 + Δσ sp6, σ sp’ = Δσ sp’5 + Δσ sp’6 Предварительное напряжение в бетоне σ bp при передаче усилия предварительного обжатия с учетом первых потерь P (1) , не должны превышать: 0,9R bp – если напряжения уменьшаются или не изменяются при действии внешних нагрузок (изгибаемый элемент, нижняя арматура); 0,7R bp – если напряжения увеличиваются при действии внешних нагрузок (сжатый элемент, изгибамый элемент, верхняя арматура); 24. Расчет прочности ПНЖБК в стадии предварительного обжатия. Усилие в напрягаемой арматуре вводится в расчёт как внешняя продольная сила N p . В нижней напрягаемой арматуре напряжения погасятся частично, на величину, обусловленную укорочением бетона. 330 – величина потерь R bp – прочность бетона насжатие. М св - момент от собственного веса элемента, действующих в стадии изготовления, «плюс», если момент растягивает менее обжатую зону, «минус» – если сжимает эту зону. e p – расстояние от точки приложения силы Np до центра тяжести ненапрягаемой арматуры. Расчетное сечение – в месте строповки. Если М растягивает верхнюю (менее обжатую зону, то следует учитывать коэффициент динамичности 1,4 и γf=1,1, в противном случае, без коэф. динамичности и γf=0,9. 25. Расчет ПНЖБК на действие изгибающих моментов в стадии эксплуатации Уравнение суммы всех сил на продольную ось элемента: Суммы моментов относительно ц.т. всей растянутой арматуры: (совсем малое плечо в расстянутой зоне, усилия там не учитываем) Решаем обратную задачу, т.к. для прямой мало данных (неизвестна пн арматура сжатой 𝐴 , и растянутой зоны 𝐴 , арматура сжатой 𝐴 , и растянутой зоны 𝐴 , сж. зона бетона 𝑥) Принимаем армирование, а далее опр. несущую способность, сравнивая с требуемой. 1. Необходимо определить напряжение в верхней пн арматуре, расположенной в сжатой зоне (изначально растянута с напряжением 𝜎 ( ) , ) 2. После приложения нагрузки на первоначальные растягивающие накладываются сжимающие напряжения, из условия совместности деф-ий и предельной сжимаемости бетона ε ub = 2·10 -3 – кратковр дейст нагр или ε ub = 2,5·10 -3 длительн действ нагр 3. Напряжение пн арматуры в сжатой зоне: γ sp -= 1,1 – коэффициент точности натяжения. 𝜎 может быть растягивающим или сжимающим (сжимающие не более 𝑅 ) 4. Рекомендуется назначать сечение, чтобы происходило разрушение в растянутой зоне, т.е. 26. Расчет изгибаемых ПНЖБК на образование и раскрытие трещин Образование трещин. Рассчитывается как внецентренно сжатый элемент на совместное действие усилий от М и Р – продольной силы обжатия. 𝑀 ≤ 𝑀 , где 𝑀 - момент, воспринимаемый норм. сечением элемента при образовании трещин. Напряжение в бетоне: после нагрузки погашаются напряжения от обжатия, появляются растяжение в бетоне снизу, напряжения достигают |