Билеты ЖБК Часть 1. Экзамен жбк сущность железобетона. Краткая историческая справка развития жбк
 Скачать 1.23 Mb.
|
|
Рис. 45. Два расчетных случая внецентренно-сжатых элементов: а – случай больших эксцентриситетов; б – случай малых эксцентриситетов.
Случай больших эксцентриситетов (рис. 46). Напряжения в арматуре и бетоне равны расчетным сопротивлениям:  ;  ;  .Неизвестную высоту сжатой зоны бетона находят из уравнения равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на продольную ось элемента:    .Условие достаточной несущей способности:  ;   ;  .При подборе арматуры неизвестны сразу 3 величины:  ,  и х. Принимаем  ;  . ;  .Рис. 46. Расчетная схема внецентренно-сжатого элемента с большим эксцентриситетом. Если при расчете  , арматурой нужно задаться из минимального процента армирования. При симметричном армировании, когда  ;  : ;  ;  .Если  , то  .8.3. Учет влияния гибкости на несущую способность внецентренно-сжатых элементов Гибкий внецентренно-сжатый элемент под влиянием момента прогибается, вследствие чего начальный эксцентриситет eо продольный силы N увеличивается (рис. 48). При этом возрастает изгибающий момент, и разрушение происходит при меньшей продольной силе N.  Расчет таких элементов следует выполнять по деформированной схеме. Допускается рассчитывать гибкие внецентренно-сжатые элементы при гибкости  рассчитывать по приведенным выше формулам, но с учетом эксцентриситета, полученного умножением начального значения eо на коэффициент η > 1. Рис. 48. Учет влияния прогиба.  ,где Ncr – условная критическая сила, определяемая по формуле:  ,где  - расчетная дина элемента; - коэффициент, принимаемый равным  , но не менее  ,  - в МПа; - коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии, равный  , но не более  , где β – коэффициент, зависящий от вида бетона, Ml и M – моменты относительно оси, проходящей через центр наиболее растянутого или наименее сжатого стержня арматуры, соответственно от действия постоянных и длительных нагрузок и от действия полной нагрузки;  - коэффициент, учитывающий влияние предварительного напряжения арматуры на жесткость элемента, при равномерном обжатии сечения напрягаемой арматурой определяется по формуле:  , где  определяется при  , принимается без учета коэффициентов условий работы бетона; принимается не более 1,5;  .
Случай малых эксцентриситетов (рис. 47). Условие достаточной несущей способности:  . Неизвестную высоту сжатой зоны бетона находят из уравнения равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на продольную ось элемента:  .Для бетона класса В30 и ниже с ненапрягаемой арматурой A-I, A-II, A-III: Рис. 47. Расчетная схема внецентренно-сжатого элемента с малым эксцентриситетом.  .Обычно в случае малых эксцентриситетов рационально симметричное армирование.
9.1. Конструктивные особенности Центрально-растянутые элементы – это элементы, в нормальном сечении которых точка приложения продольной растягивающей силы N совпадает с точкой приложения равнодействующей усилий в продольной арматуре. К центрально-растянутым элементам относятся затяжки арок, нижние пояса и нисходящие раскосы ферм и другие элементы (рис. 51).  Рис. 51. Центрально-растянутые элементы. Центрально-растянутые элементы проектируют, как правило, предварительно-напряженными. Основные принципы конструирования центрально-растянутых элементов: - стержневую рабочую арматуру без предварительного напряжения соединяют по длине сваркой; - стыки внахлестку без сварки допускаются только в плитных и стеновых конструкциях; - растянутая предварительно-напряженная арматура в линейных элементах не должна иметь стыков; - в поперечном сечении предварительно напряженную арматуру размещают симметрично (чтобы избежать внецентренного обжатия элемента); Внецентренно-растянутые элементы – это элементы, которые одновременно растягиваются продольной силой N и изгибаются моментом М, что равносильно внецентренному растяжению силой N с эксцентриситетом  eoотносительно продольной оси элемента. При этом различают 2 случая: когда продольная растягивающая сила N приложена между равнодействующими усилий в растянутой и сжатой арматуре, и положение, когда сила приложена за пределами данного расстояния.К внецентренно-растянутым элементам относятся нижние пояса безраскосных ферм и другие конструкции. Внецентренно-растянутые элементы армируют аналогично изгибаемым элементам, а при положении N в пределах сечения – аналогично армированию центрально-растянутых элементов. Внецентренно-растянутые также обычно подвергаются предварительному напряжению, что существенно повышает их трещиностойкость. 9.2. Расчет прочности центрально-растянутых элементов Разрушение центрально-растянутых элементов происходит после того, как в бетоне образуются сквозные трещины, и он выключится из работы, а в арматуре напряжения достигнут предела текучести. Несущая способность центрально-растянутого элемента обусловлена предельным сопротивлением арматуры без участия бетона:  ,где Rs– расчетное сопротивление арматуры растяжению, As,tot – площадь сечения всей продольной арматуры. 9.3. Расчет прочности внецентренно-растянутых элементов Расчет должен производиться в зависимости от положения продольной силы N. Случай малых эксцентриситетов (продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в растянутой и сжатой арматуре (рис. 52)).  Рис. 52. Расчетная схема внецентренно-растянутого элемента с малым эксцентриситетом В этом случае всё сечение растянуто. В предельном состоянии в бетоне образуются сквозные поперечные трещины. Бетон в работе не участвует. Разрушение элемента происходит, когда напряжения в продольной арматуре достигнут предельного значения:  ;  .Случай больших эксцентриситетов (продольная сила N приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в растянутой и сжатой арматуре (рис. 53)).  Как и при изгибе, часть сечения сжата, а часть растянута. Вследствие образования трещин в бетоне растянутой зоны растягивающие усилия воспринимаются арматурой. Рис. 53. Расчетная схема внецентренно-растянутого элемента с большим эксцентриситетом Несущая способность элемента обусловлена предельным сопротивлением растяжению арматуры растянутой зоны, а также предельным сопротивлением сжатию бетона и арматуры сжатой зоны:  ;при этом высота сжатой зоны x определяется из условия  . Если полученное значение  , в условие прочности подставляется  .
- здания и соор.
- гидротехническое строит-во (плотины, дамбы, гидроэлектростанции) - энергетическое строит. (главные корпуса тепловых и атомных электростанций, атомных реакторов) -судостроение (корпуса барж) - машиностроение (станины и опорные части тяжелых станков и прессов) -горная промышленность (надшахтные сооружения, крепления подземных выработок) - возведение платформ для добычи нефти со дна морей, устройство саркофагов для захоронения радиоактивных отходов По способу возведения различают ж/б конструкции: - Сборные (изготовляемые преимущественно на заводах строительной индустрии и затем монтируемые на строительных площадках) - Монолитные (полностью возводимые на месте строительства) - Сборно-монолитные Предварительно напряженные конструкции Предварительнонапряженные железобетонные конструкции обладают повышенной трещиностойкостью и жесткостью, а так же экономичны за счет уменьшения размеров сечений. Это по зволяет значительно увеличить пролеты зданий и сооружений, пе рекрываемых железобетонными конструкциями. 6.2.2. Классификация нагрузок. Нормативные и расчетные нагрузки.
а) технологические (от веса людей в жилых и общественных зданиях, оборудования и кранов в промышленных зданиях); б) атмосферные (от снега, ветра, изменений температуры, гололед); в) собственный вес несущих и ограждающих конструкций; г) сейсмические, взрывные воздействия, пожар, просадка грунтов.
а) постоянные (собственный вес, давление грунтов, предварительное напряжение); б) временные: - длительные (вес стационарного оборудования на перекрытиях; давление газов, жидкостей, сыпучих тел; длительная часть крановых, снеговых нагрузок и т.д.); - кратковременные (люди, кратковременная часть крановых, снеговых нагрузок, ветровые нагрузки); - особые (сейсмические, взрывные воздействия, отказ оборудования, просадка оснований).
а) вертикальные (нагрузки от веса конструкций и временные (полезные) нагрузки); б) горизонтальные (ветровая нагрузка); в) наклонные.
а) распределенные; б) сосредоточенные.
а) нормативные; б) расчетные. Иногда применяют термин "полезная нагрузка", т.е. нагрузка, являющаяся условием функционального использования той или иной конструкции или всего сооружения в целом. Нагрузки, отвечающие нормальным условиям эксплуатации, называют нормативными. Нормативные нагрузки от технологического оборудования принимаются по паспортам заводов-изготовителей, атмосферные – по результатам многолетних наблюдений, полезные нагрузки от людей из расчета возможного скопления на единице площади и т.д. Нагрузки, отвечающие предельным максимальным значениям, появление которых возможно в результате влияния неучтенных факторов – называют расчетными. Переход от нормативной нагрузки к расчетной осуществляется путем умножения на коэффициент надежности по нагрузке:  .Как правило, на сооружение действует не одна, а несколько нагрузок. При расчете конструкций необходимо выбрать наиболее неблагоприятное их сочетание. Поэтому в нормах на проектирование установлены две категории расчетных сочетаний нагрузок:
Если в основное сочетание входит одна временная нагрузка, ее принимают без снижения. При двух и более временных нагрузках основного сочетания их умножают на коэффициент сочетания  , учитывающий меньшую вероятность совместного действия расчетных значений. Для временных длительных нагрузок  , для кратковременных  . В особых сочетаниях , а  , при этом особую нагрузку принимают без снижения. 6.2.3. Нормативные и расчетные сопротивления бетона Нормативные сопротивления бетона – это сопротивление осевому сжатию бетонных призм (призменная прочность) Rbn и сопротивление осевому растяжению Rbtn, которые определяются в зависимости от класса бетона по прочности (при обеспеченности 0,95). Расчетные сопротивления бетона получают путем деления нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по материалу:  - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, где  - коэффициент надежности по бетону при сжатии, зависящий от вида бетона. - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, где  - коэффициент надежности по бетону при растяжении, зависящий от вида бетона.При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления бетона Rb и Rbt в отдельных случаях уменьшают или увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условия работы бетона γbi, которые учитывают следующие факторы: длительность действия нагрузки; многократную повторяемость нагрузки; условия, характер и стадию работы конструкции; способ ее изготовления; размеры сечения и т.д. 6.2.4. Нормативные и расчетные сопротивления арматуры Нормативные сопротивления арматуры Rsn устанавливают с учетом статистической изменчивости прочности и принимают равными наименьшим контролируемым значениям предела текучести, физического или условного (равного значению напряжений, соответствующих остаточному относительному удлинению 0,2%). Доверительная вероятность нормативного сопротивления арматуры – 0,95. Расчетные сопротивления арматуры растяжению определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по материалу:  ,где  - коэффициент надежности по арматуре, зависящий от класса арматуры.Расчетные сопротивления арматуры сжатию при наличии сцепления арматуры с бетоном:  , но не более 400 МПа. При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления арматуры в отдельных случаях уменьшают или увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условия работы арматуры γsi, которые учитывают возможность неполного использования прочностных характеристик арматуры в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки и т.д. При расчете элементов на действие поперечной силы расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры снижают введением коэффициента условий работы в связи с неравномерным нагружением поперечных стержней γs1 = 0,8:  .6.2.5. Коэффициенты метода предельных состояний При расчете по предельным состояниям конструкцию рассматривают в предельном состоянии. Все факторы, определяющие работу конструкции (нагрузки, свойства материалов, условия работы и т. д.), учитывают раздельно. Для этого вводят систему дифференцированных коэффициентов надежности: по нагрузке; по материалу; по степени ответственности. Отдельно учитывают вероятность совместного действия нескольких временных нагрузок (коэффициентом сочетаний ) и особенности работы конструкций (коэффициентом условий работы).
Коэффициенты  установлены в СНиП 2.01.07–85* “Нагрузки и воздействия”.
Здания и сооружения по степени ответственности, которая определяется размером материального и социального ущерба при отказе, делят на три класса (уровня). |
(коэффициент ответственности) учитывает степень ответственности сооружения и обеспечивает заданный уровень надежности. На этот коэффициент умножается величина действующих нагрузок.