Билеты ЖБК Часть 1. Экзамен жбк сущность железобетона. Краткая историческая справка развития жбк
 Скачать 1.23 Mb.
|
|
Класс I. Основные здания и сооружения объектов, имеющих особо важное народнохозяйственное и (или) социальное назначение, - главные корпуса ТЭС, АЭС, центральные узлы доменных печей, дымовые трубы высотой более 200 м, телевизионные башни, резервуары для нефти и нефтепродуктов вместимостью свыше 10 тыс. м3, крытые спортивные сооружения с трибунами, здания театров, кинотеатров, цирков, крытых рынков, учебных заведений, детских дошкольных учреждений, больниц, родильных домов, музеев, государственных архивов и т. п.  Класс II. Здания и сооружения объектов, имеющих ограниченное народнохозяйственное и (или) социальное значение (объекты промышленного, сельскохозяйственного, жилищно-гражданского назначения и связи, не вошедшие в I и III классы).  Класс III. Здания и сооружения объектов, имеющих ограниченное народнохозяйственное и (или) социальное значение, - склады без процессов сортировки и упаковки для хранения сельскохозяйственных продуктов, удобрений, химикатов, угля, торфа и др., теплицы, парники, одноэтажные жилые дома, опоры проводной связи, опоры освещения населенных пунктов, временные здания и сооружения, ограды и т. п. 
8.4. Сжатые элементы, усиленные косвенным армированием Если в коротком сжатом элементе установить поперечную арматуру, способную эффективно сдерживать поперечные деформации, этим можно существенно увеличить его несущую способность. Такое армирование называется косвенным. Для круглых и многоугольных поперечных сечений применяют косвенное армирование в виде спиралей или сварных колец (рис. 49, а), для прямоугольных сечений – в виде часто размещенных поперечных сварных сеток (рис. 49, б). а) б) Косвенное армирование применяют вблизи стыков сборных колонн, под анкерами и в зоне анкеровки предварительно напряженной арматуры для местного усиления.  Рис. 49. Сжатые элементы, усиленные косвенным армированием: а – спиралями или кольцами; б – сварными сетками Это объясняется повышенным сопротивлением бетона сжатию в пределах ядра, заключенного внутри спирали или сварной сетки. Спирали, кольца, сетки подобно обойме сдерживают поперечные деформации бетона, возникающие при продольном сжатии, и тем самым обуславливают повышенное сопротивление бетона продольному сжатию. При расчете прочности сжатых элементов с косвенной арматурой учитывают лишь часть бетонного сечения Aef, ограниченную крайними стержнями сеток, кольцами или спиральной арматурой. Вместо сопротивленияRb применяют приведенное сопротивление Rb,red, которое определяется при армировании сварными сетками, как:  ,где Rs,xy – расчетное сопротивление арматуры сеток;  - коэффициент косвенного армирования сетками,где  - соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки (в осях крайних стержней) в одном направлении (рис. 49, б); - то же, в другом направлении;Aef – площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток; s – расстояние между сетками; φ – коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле:  , где  , Rs,xyиRbв МПа. 8.5. Расчет прочности элементов на местное действие нагрузки 1. Местное сжатие (смятие). При местном сжатии прочность бетона выше, чем обычно. Повышение прочности бетона зависит: - от схемы приложения нагрузки;  - от вида бетона; - от наличия косвенного армирования в месте локального приложения силы. Проявление увеличения прочности в месте локального приложения силы встречается:   при опирании колонны на фундамент; - при опирании колонны на колонну;  при опирании балок на стены;  - при опирании колонн или других элементов на опорные плиты (плиты перекрытия, фундаментные плиты). Расчет прочности элементов на местное сжатие (смятие): а) элементы без косвенного армирования: Условие прочности:  , где ψ – коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки; при равномерно распределенной нагрузке ψ = 1, при неравномерном (под концами балок, прогонов, перемычек) ψ = 0,75; Rb,loc – расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле:  , где α – зависит от класса бетона,  , Aloc1 – площадь смятия, Aloc2 – расчетная площадь смятия, включает участок, симметричный по отношению к площади смятия (схемы для определения Aloc2приведены в СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»). б) элементы с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток: Условие прочности:  ,где Rb,red – приведенная призменная прочность бетона при расчете на местное сжатие, определяемое по формуле:  , где Rs,xy – расчетное сопротивление арматуры сеток, МПа; φ – коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле: , где ; - коэффициент косвенного армирования сетками, где - соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки (в осях крайних стержней) в одном направлении; - то же, в другом направлении; , но не более 3,5, Aloc1 – площадь смятия, Aloc2 – расчетная площадь смятия, включает участок, симметричный по отношению к площади смятия; φs – коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирваония в зоне местного сжатия, зависит от схемы приложения местной нагрузки. 2. Продавливание. Расчет на продавливание производят для следующих конструкций: - плиты при локальном приложении нагрузки; - фундаменты под колонны; - свайные ростверки. Продавливание может возникнуть в конструкциях, когда к ним приложена нагрузка на ограниченной площади. Продавливание происходит по боковой поверхности пирамиды, грани которой наклонены под углом 450 (рис.50). Продавливанию сопротивляется бетон, работающий на срез с расчетным сопротивлением, равным Rbt. Очевидно, что чем выше класс бетона и чем больше площадь боковой поверхности пирамиды, тем выше сопротивление продавливанию. Условие прочности:   ,Рис. 50. Пирамида продавливания где F – продавливающая сила (принимается равной силе, действующей на пирамиду продавливания, за вычетом нагрузок, приложенных к большему основанию по плоскости расположения растянутой арматуры); α – коэффициент, зависящий от вида бетона (для тяжелого бетона α = 1); um – среднеарифметическое значений периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты сечения. Если условие прочности не соблюдается, а увеличить Rbt или h0нет возможности, то устанавливают хомуты, нормальные к плоскости плиты, а расчет производят из условия:  , но не более 2Fb,где  , Fsw определяется как сумма всех поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, пересекающими боковые грани расчетной пирамиды продавливания, по формуле  , где Rsw = 175 МПа независимо от класса стали. . Предварительное напряжение в железобетонных конструкциях 10.1. Сущность предварительного напряжения Предварительно-напряженные конструкции – это конструкции или их элементы, в которых предварительно, т.е. в процессе изготовления, искусственно созданы в соответствии с расчетом начальные напряжения растяжения в арматуре и обжатия в бетоне. Обжатие бетона на величину σbp осуществляется предварительно натянутой арматурой, которая после отпуска натяжных устройств стремится возвратится в первоначальное состояние. Проскальзывание арматуры в бетоне исключается их взаимным сцеплением или специальной анкеровкой торцов арматуры в бетоне. Начальные сжимающие напряжения создают в тех зонах бетона, которые впоследствии испытывают растяжение. Железобетонные элементы без предварительного напряжения работают при наличии трещин:  , где  - эксплуатационная нагрузка, - нагрузка, при которой образуются трещины; - разрушающая нагрузка.Железобетонные предварительно-напряженные элементы работают под нагрузкой без трещин или с ограниченным по ширине их раскрытием:  .Таким образом, предварительное напряжение не повышает прочность конструкции, а увеличивает ее жесткость и трещиностойкость! Преимущества предварительно-напряженных конструкций:
Недостатки предварительно-напряженных конструкций:
10.1.1. Способы и методы натяжения арматуры Способы натяжения арматуры:
Методы натяжения арматуры:
Почему при центральном сжатии эпюра напряжений в бетоне прямолинейна, а при внецентренном криволинейна?При центральном сжатии деформации eb в разных точках сечения одинаковы, значит одинаковы и напряженияsb. При внецентренном сжатии деформации сечения меняются по линейному закону, т.е. по форме треугольника или трапеции (мы пользуемся гипотезой плоских сечений), но сама зависимость sb –eb криволинейна, поэтому криволинейна и эпюра sb. В этом легко убедиться, рассмотрев хотя бы в 3-х точках деформации внецентренно сжатого сечения и найдя на диаграмме величины напряжений, соответствующие данным деформациям (рис.5). Подобная же форма эпюры напряжений в бетоне – и при изгибе.  1. Для чего бетону арматура?Бетон – это искусственный камень. Его прочность на сжатие намного (в 10...20 раз) превосходит прочность на растяжение. Поэтому бетон, как и природный камень, используют в тех частях зданий и сооружений, которые работают преимущественно на сжатие: в фундаментах, стенах, сводах, опорах мостов и т.п. Для изгибаемых элементов – балок, плит – бетон не годится: он разрушится от разрыва растянутой зоны при очень небольших нагрузках, задолго до исчерпания прочности сжатой зоны.Если в растянутую зону ввести стальную арматуру (стержни, канаты и т.п.) и обеспечить ее надежное сцепление с бетоном, то после образования трещин она возьмет на себя все растягивающие усилия, оставив бетону только сжимающие. (А прочность арматуры на растяжение в сотни раз выше, чем у бетона.) Таким образом, изгибающему моменту будет сопротивляться внутренняя пара сил: сжимающая в бетоне и растягивающая в арматуре. Забегая вперед, отметим, что часто требуется устанавливать арматуру и в сжатом бетоне (см. главы 3 и 4). 2. Для чего арматуре бетон?Бетон – материал более долговечный, чем арматурная сталь, он менее подвержен коррозии. Кроме того, по сравнению со сталью бетон обладает более высокой огнестойкостью, т.е. дольше сохраняет несущую способность при действии высокой температуры, что особенно важно для успешной эвакуации при пожаре. Поэтому арматура, уложенная внутрь бетонного тела, хорошо защищена слоем бетона от коррозии и высокой температуры. Нормы проектирования устанавливают минимальные величины защитного слоя бетона: не менее диаметра стержня (в ряде случаев не менее 2-х диаметров) и не менее 10...70 мм в зависимости от типа конструкции и условий эксплуатации. Отметим также, что без защитного слоя невозможно обеспечить надежное сцепление арматуры с бетоном, а значит и их совместное деформирование. |
, 
позволяют оценить некоторые особенности материалов и конструкций в целом, которые не могут быть отражены в расчетах прямым путем. Значения коэффициентов 
, 
, 
учитывают изменчивость их прочностных свойств. Значения коэффициентов