Билеты ЖБК Часть 1. Экзамен жбк сущность железобетона. Краткая историческая справка развития жбк

• Название: Экзамен жбк сущность железобетона. Краткая историческая справка развития жбк
• Дата: 31.05.2018
• Размер: 1.23 Mb.
• Имя файла: Билеты ЖБК Часть 1 .docx
• Тип: Документы; #45581
• страница: 3 из 9

арматура косвенного армирования – это арматура, устанавливаемая в сжатых элементах в основном в местах больших локальных напряжений, для сдерживания поперечных деформаций;

монтажная (распределительная) – арматура, служащая для обеспечения проектного положения рабочей и равномерного распределения усилий между отдельными стержнями рабочей арматуры. Может воспринимать обычно не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, изменения температуры. Может выполнять роль рабочей при транспортировании и монтаже конструкции.

По способу изготовления:

1. 
   стержневая горячекатаная (d = 6…40 мм);
   
2. 
   проволочная холоднотянутая (d = 3…6 мм).
   

По виду поверхности:

1. 
   гладкая;
   
2. 
   периодического профиля (рифленая).
   

По способу применения:

1. 
   напрягаемая, подвергнутая предварительному натяжению до эксплуатации;
   
2. 
   ненапрягаемая.
   

По изгибной жесткости:

1. 
   гибкая (стержневая и проволочная);
   
2. 
   жесткая (из прокатных профилей).
   

По способу упрочнения:

1. 
   термически упрочненная, т.е. подвергнутая термической обработке;
   
2. 
   упрочненная в холодном состоянии – вытяжкой или волочением.
   

Изделия

Сварные арматурные изделия (сетки и каркасы )

• 
  применяют для снижения трудоемкости армирования ж/б конструкций
  
• 
  обеспечивают лучшее сцепление арматурнырных стержней с бетоном
  
• 
  продольные и поперечные стержни в местах пересечений соед . сваркой (контактной точечной электросваркой, дуговой )
  

• 
  Сварные сетки
  

• 
  чаще всего из обыкновенной арматурной холоднотянутой проволоки класса В500 d = 3…5 мм и стержневой арматуры класса А400 d = 6…10 мм (Вр – I d = 3…5 мм; A – I, A – III d = 6…10 мм)
  
• 
  могут быть
  

1. 
   рулонные (d_max = 5 мм);
   
2. 
   плоские.
   

Максимальная ширина сетки – 3800 мм; длина ограничивается массой сетки не более 900…1300 кг , длина сетки в рулоне 50-100 м

Основные параметры сеток в соответствии с ГОСТ 8478-81 (рис. 14) (маркировка сетки)

• 
  Сварные каркасы (рис. 15):
  

• 
  для армирования линейных элементов (балок, колонн и т.п.)
  
• 
  могут быть
  

1. 
   плоские – состоят из продольных стержней и приваренных к ним поперечных
   
2. 
   пространственные – из плоских каркасов с соединительными стержнями
   

Соотношение диаметров свариваемых поперечных и продольных стержней должно быть не менее 1/3…1/4 –для качества сварки.

Проволочные арматурные изделия

Наиболее эффективная напрягаемая арматура – канат (рис. 16, а). Периодический профиль каната обеспечивает надежное сцепление с бетоном, а большая длина позволяет избежать стыков.



Рис. 16. Арматурные проволочные изделия:

а – арматурные канаты; б – арматурный пучок.

Арматурные пучки (рис. 16, б) состоят из отдельных параллельно расположенных проволок или канатов. Проволоки (14, 18 или 24 шт.) или канаты располагают по окружности с зазорами и обматывают мягкой проволокой.

Неметаллическая арматура

Стеклопластиковая арматура – получается из стекловолокон, объединенных в арматурный стержень с помощью связующих пластиков из синтетических смол.

Достоинства: обладает высокой прочностью и низким модулем упругости.

Недостатки: склонность к разрушению от щелочных реакций и старение, характеризуемое снижением прочности во времени.

Армирование бетона стеклянными волокнами

Почему?

-сырье для стекловолокна имеется повсеместно

- технология изготовл. волокна несложная

- экономия стали

- конструкции с диэлектрическими и антимагнитными свойствами

- стойкость против атмосферной и электрохимической коррозии

Стеклянное волокно технического назначения

- по прочности примерно соответствует высокоуглерод.холоднотянутой проволоке (≈1 500 МПа)

- по плотности — в 3— 5 раз меньше

- Зависимость между напряжениями и деформациями арматуры из стекловолокна остается линейной вплоть до разрыва

- деформации при разрыве достигают 2,5 %

Минусы

- стекловолокно обладает пониженной длительной прочностью

- модуль упругости значительно ниже модуля упругости стали (не более 40 000 МПа)

-высокая стоимость

-противопоказаны высокие темпер.

Классы

По виду применяемой арматуры:

• 
  ж/б с гибкой арматурой в виде стальных стержней круглого или периодического профиля до 40мм (основной вид )
  
• 
  с жесткой арматурой – профильная прокатная сталь и горячекатаные стержни более 40 мм
  

Основные классы арматуры для обычного, без предварительного напряжения напряжения, ж\б:

• 
  гладкая арматура класса А240 (A-I)
  
• 
  периодического профиля классов А300 (А-II), А400 (А-III, А400С), А500 (А500С), В500 (Вр-I, В500С) – выступы в 2-3 раза учел. прочность сцепления бетона с арм и уменьш ширин раскрытия трещин
  

Основной показатель качества – класс по прочности на растяжение, обозначаемый:

• 
  А – для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры
  
• 
  В – для холоднодеформированной арматуры
  

Классы А, В отвечают гарантированному значению предела текучести с обеспеченностью не менее 0,95

Арматура класса А240

• 
  из стали марки Ст3
  
• 
  гладкая цилиндрич повер-ть
  
• 
  в основном в качестве монтажной, хомутов, поперечн стержней, монтажные петли
  
• 
  хорошо сваривается
  
• 
  прокатывается с 6мм до 40 мм
  
• 
  (полное относительное удлинение при разрыве)
  

Арматура класса А500

• 
  стержневая арматура
  
• 
  удовлетворит сваривается
  
• 
  
  

В500 – обыкновенная низкоуглер проволока

• 
  в сварных изделиях – сетках, каркасах
  
• 
  из низкоуг стали Ст2-Ст3
  
• 
  
  
• 
  период профиль
  
• 
  хорошо свар.
  

Арматура класса А300

• 
  из стали марки Ст5, 10ГТ, !8Г2С
  
• 
  периодич профиль
  
• 
  в качестве рабочей арматуры
  
• 
  хорошо сваривается
  
• 
  прокатывается с 10мм до 70 мм
  
• 
  
  

Арматура класса А400

• 
  из низколегированной стали марки 35ГС, 25Г2С
  
• 
  периодич профиль
  
• 
  в качестве рабочей арматуры
  
• 
  удовлетворит сваривается
  
• 
  
  

Марки стали (отражают содержание углерода и легирующих добавок)

25Г2С – 25-содержание углерода в сотых долях процента (0,25%)

Г –легирование стали марганцем

2- содержание марганца до 2%

С-наличие кремния (Х-хром, Т-титан, Ц-цирконий)
Сортамент арматурной стали – перечень типоразмеров (по номинальным диаметрам – диам гладкого стер равновеликого период по площади попереч сечения

Обозначение арм стали содержит:

-номинальный диаметр (номер профиля)

-класс прочн

-обознач эксплуатационных характ-ик: свариваемость (индекс С), стойкость против коррозионного растрескив(К)

Свойства

• 
  зависят от хим состава, способа изготовл. и обработки
  
• 
  хар-ки прочности и деформативности – по диаграмме
  
• 
  стали : мягкие (основная гарантированная характер-ка предел текучести ; твердые – временное сопротивл разрыву
  

Увеличение содержания углерода повышает предел текучести и врем сопротивление за счет снижения пластичности, ухудшает свариваемость. (поэтому повышение достигается легированием – обычно не более 2%)

Легирующие добавки – повышают прочность, но снижают деформативность, свариваемость и др св-ва, повышают стоимость.

Другое для повышения прочности – термообработка

От действия многократно повтор нагрузки – усталостное разрушение (внезапно, хрупкий характер, без образования площадки текучести)

Предел выносливости - предел прочности арматуры при действии многократно повторяющейся нагрузки; напряжение , соответствующее горизонтальному участку кривой выносливости – наибольшее напряжение, при котором как бы ни было велико N, разрушение не наступает.

Модуль упругости арматуры Мпа (принисают одинаковым при растяж и сжатии)

7. 
   Сцепление бетона и арматуры
   

Минимальный процент армирования - =0.1 до 0.25%

Обычно p=2…3% из экономич соображений.

p – влияет на несущ способность и характер разрушения

Предельная допустимая ширина раскрытия трещин – не более 0,3 мм( по оси арматурных стержней)

Сцепление – непреравая связь между бетоном и арматурой по поверхности контакта. основной фактор совместной работы, препятствует сдвигу, скольжению арматуры в бетоне.

Прочность сцепления оценивают – сопротивлением выдергиванию или выдавливанию.

При выдергивании усилия с арматуры на бетон передаются через касат напряж сцепления , распределяются по длине заделки стержня неравномерно. Наибольшие напряжения действуют вблизи заделки и не зависят от длины заделки стержня .

В расчетах используют среднее напряжение сцепления, равное отношению усилия в стержне N к площади заделки:



где u – периметр сечения стержня.

Следовательно, длина зоны анкеровки арматуры увеличивается с возрастанием ее прочности и диаметра (т.к. из формулы видно, что напряжение сцепления увеличивается со снижением диаметра арматуры).

Надежное сцепление зависит от трех факторов:

1. 
   сопротивление бетона усилиям смятия и среза, обусловленное выступами на поверхности арматуры (рис. 18), т.е. механическое зацепление арматуры за бетон (обеспечивает 75% от общей величины сцепления).
   
2. 
   за счет сил трения, возникающих на поверхности арматуры благодаря обжатию стержней бетоном при его усадке;
   
3. 
   склеивание (адгезия) поверхности арматуры с бетоном, возникающее благодаря клеящей способности геля
   

Сцепление

• 
  улучшается с повышением класса бетона по проч на сжатие
  
• 
  ----- с увеличением содержания цемента
  
• 
  ------уменьшением в/ц
  
• 
  зависит от способа укладки и условий твердения (вибрирование и влажный режим улучшают сцепление)
  
• 
  с увеличением возраста бетона растет, т.к. усадка и повышение прочн цементного камня
  
• 
  повышает растяжимость, обеспеч равномерное распределение трещин по длине элемента , ограничиваеет ширину раскрытия  повышает жесткость
  
• 
  
  

Условия совместной работы бетона и арматуры

1. 
   сцепление арматуры с бетоном, исключающее продергивание арматуры в бетоне;
   
2. 
   примерное равенство коэффициентов температурного удлинения (укорочения) бетона и арматуры, так как в материалах с разными коэффициентами линейных температурных деформаций при перепадах температуры возникают собственные напряжения, что снижает сцепление между материалами.
   

; .

3. 
   способность бетона надежно предохранять арматуру от коррозии и действия огня.
   

5.3. Анкеровка арматуры в бетоне

Анкеровка – это закрепление концов арматуры в бетоне.

Анкеровка обеспечивается:

• 
  выступами периодического профиля арматуры;
  

• 
  загибами арматуры (класс A - I);
  

5.4. Защитный слой бетона в железобетонных элементах

Защитный слой необходим для обеспечения совместной работы арматуры с бетоном, защиты арматуры от внешних воздействий, высокой температуры, агрессивной среды и т.д.

5.5. Собственные напряжения в железобетоне

1. 
   при значительном перепаде температур возникают внутренние напряжения, происходит снижение прочности бетона, прочности сцепления арматуры с бетоном.
   
2. 
   т.к. арматура обладает модулем упругости, в 10…20 раз превышающем модуль деформации бетона, то когда бетон испытывает пластические деформации, арматура – только упругие, соответственно арматура воспринимает часть нагрузки и разгружает бетон, сдерживая в нем развитие деформаций ползучести, т.е. происходит перераспределение усилий;
   
3. 
   усадка и ползучесть действуют одновременно и совместно влияют на работу конструкции под нагрузкой;
   
4. 
   релаксация напряжений арматуры и бетона;
   
5. 
   напряжение от ползучести бетона при быстром разгружении тяжело и длительно нагруженных конструкций. В момент снятия нагрузки обратимые (упругие) деформации бетона вызывают в бетоне начальные напряжения растяжения, которые могут превышать предел прочности бетона на растяжение.
   

5.6. Коррозия железобетона и меры защиты от нее

Коррозия бетона – из-за недостаточной плотности бетона; от воздействия фильтрующей воды, разрушающей цементный камень (белые хлопья на поверхности бетона); под влиянием газовой или жидкой агрессивной среды.

Коррозия арматуры – продукт коррозии имеет больший объем, чем арматура, соответственно создается значительное давление на окружающий слой бетона, вдоль стержней возникают трещины и отколы бетона с обнажением арматуры.

Меры защиты от коррозии железобетона:

• 
  снижение фильтрующей способности бетона (спец. добавки);
  
• 
  повышение плотности бетона;
  
• 
  увеличение толщины защитного слоя бетона;
  
• 
  применение лакокрасочных покрытий, оклеечной изоляции;
  
• 
  применение кислотостойких бетонов.
  

8. 
   Усадка и ползучесть ЖБ ( в 4 вопросе даны сведения об усадке и ползучести бетона, здесь – понятие модуля деформации и модуля упругости, деформативные характеристики бетона при однократном, кратковременном нагруженном и пр.)
   

Модуль упругости

начальный модуль упругости бетона при сжатии, соответсвует лишь упругим деформациям, возникающим при мгновенном загheжении или < 0,2

-определяется как тангенс угла наклона прямой упругих деформаций к оси абсцисс

-из опытов на призмах, по эмпирич формулам, зная кубиковую прочность

Модуль деформации бетона

модуль полных деформаций бетона

-переменная величина ( в связи с развитием пластических деформаций (включая ползучесть)

-при наргрузках > 0,2
Для расчета ж/б конструкций – средний модуль деформации (модуль упругопластичности)- тангенс угла наклона секущей , проведенной через начало координат и точку на кривой σ_b – ε_b с заданным напряжением, к оси абсцис
Чем выше способность заполнителей сопротивляться деформированию, т.е. чем выше ихмодуль упругости, тем усадка меньше.
Усадка бетона при наличии арматуры

Арматура – существенно снижает усадку и набухание

при p=2% в 1,5 – 2 раза, при 5% - более чем в 3 раза
Ограничение арматурой усадки приводит к возникновению собственных или начальных внутре уравновешивающих напряжений.

Напряжения от усадки –неравномерно по длине стержня ( в середине в 2 раза выше, чем у концов )

Сжимающие напряжения в арматуре, вызванные усадкой ( работает упруго при усадке)


С увеличением p сжимающие напр в арматуре уменьшаются, а растягив в бетоне-увелич, достигают временного сопротивления усадочны трещины

Ползучесть бетона при наличии арматуры