ЖБК. Курс лекций. Курс лекций по дисциплине Железобетонные конструкции для специальностей Архитектура иПромышленное и гражданское строительство
 Скачать 1.89 Mb.
|
|
4.4. Применение арматуры в конструкциях В качестве ненапрягаемой рабочей арматуры применяют A – III. Для косвенного армирования используют Bp – I. Иногда может применяться в качестве рабочей арматуры A – II. A - I используют в качестве монтажной и для поперечных стержней каркасов. В качестве напрягаемой арматуры применяют: Aт - IVс, Aт – V, Aт – VI, A - IV, A – V, A – VI, В – II, Вр – II, К – 7, К – 19. Хорошо свариваются: А–I – A–VI, Aт – IIIс, Aт – IVс, Вр – I. Нельзя сваривать: Aт – V, Aт – VI, В – II, Вр – II, т.к. теряется эффект упрочнения. 4.5. Арматурные сварные изделия
Максимальная ширина сетки – 3800 мм; длина ограничивается массой сетки не более 900…1300 кг и не более 9000 мм. Основные параметры сеток в соответствии с ГОСТ 8478-81 (рис. 14):    а) а) б) б) Рис. 15. Сварные каркасы: а – плоский; б – пространственный. Рис. 14. Сварные сетки: а – рулонная после развертки; б – плоская.
Соотношение диаметров свариваемых поперечных и продольных стержней должно быть не менее 1/3…1/4. 4.6. Арматурные проволочные изделия Наиболее эффективная напрягаемая арматура – канат (рис. 16, а). Периодический профиль каната обеспечивает надежное сцепление с бетоном, а большая длина позволяет избежать стыков. а   ) б)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. 4.7. Соединения арматуры
Перепуск концов стержней на 20…50d. Допускается применять в местах, где прочность арматуры используется не полностью.  а) в) б) г) Рис. 17. Соединения арматуры: а – контактная сварка «встык»; б – дуговая ванная сварка; в – сварка с накладками; г – «внахлестку» без сварки. 4.8. 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. Лекция №5. Железобетон. Свойства 5.1. Сцепление арматуры с бетоном Надежное сцепление арматуры с бетоном, препятствующее сдвигу арматуры в бетоне, является основным фактором, обеспечивающим совместную работу арматуры и бетона в железобетоне. Надежное сцепление арматуры с бетоном создается тремя основными факторами:
 Распределение напряжений сцепления арматуры с бетоном по длине заделки стержня неравномерно (рис. 19). Наибольшие напряжения  действуют вблизи заделки и не зависят от длины анкеровки стержня  . В расчетах используют среднее напряжение сцепления, равное отношению усилия в стержне N к площади заделки:  ,где u – периметр сечения стержня. Рис. 19. Распределение напряжений сцепления арматуры с бетоном. 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). 5.2. Условия совместной работы бетона и арматуры
 ;  .
5.3. Анкеровка арматуры в бетоне Анкеровка – это закрепление концов арматуры в бетоне. Анкеровка обеспечивается:
 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. Конструктивные требования к защитному слою бетона в железобетонных конструкциях приведены в СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции». 5.5. Собственные напряжения в железобетоне
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:
Лекция №6. Основы теории сопротивления железобетона Основные задачи:
6.1. Стадии напряженно-деформированного состояния (НДС) Рассмотрим три характерных стадии напряженно-деформированного состояния в зоне чистого изгиба железобетонного элемента при постепенном увеличении нагрузки. I стадия. В начале I стадии бетон растянутой зоны сохраняет сплошность, работает упруго, эпюры нормальных напряжений в бетоне сжатой и растянутой зон близки к треугольным (рис. 20, а). Усилия в растянутой зоне воспринимает в основном бетон. Напряжения в арматуре незначительны. Стадия I – стадия упругой работы элемента. С увеличением нагрузки развиваются неупругие деформации растянутой зоны, эпюра напряжений становится криволинейной (рис. 20, б). Величина напряжений приближается к временному сопротивлению бетона на осевое растяжение. Конец I стадии наступает, когда деформации удлинения крайних волокон достигнут  (предельная растяжимость). Вместо криволинейной эпюры напряжений в растянутой зоне для упрощения принимают прямоугольную с ординатой Rbtn (Rbt,ser). а) б)  Рис. 20. I стадия НДС: а – начало I стадии; б – конец I стадии. По I стадии рассчитывают элементы на образование трещин и деформации – до образования трещин. II стадия. В бетоне растянутой зоны интенсивно образуются и раскрываются трещины. В местах трещин растягивающие усилия воспринимает арматура и бетон над трещиной под нулевой линией. На участках между трещинами – арматура и бетон работают еще совместно.  По мере возрастания нагрузки напряжения в арматуре приближаются к пределу текучести Rs, т.е. происходит конец II стадии. Эпюра нормальных напряжений в бетоне сжатой зоны по мере увеличения нагрузки за счет развития неупругих деформаций искривляется (рис. 21). Стадия II сохраняется значительное время, характерна для эксплуатационных нагрузок. Рис. 21. II стадия НДС. По II стадии рассчитывают величину раскрытия трещин и кривизну элементов. III стадия. Стадия разрушения элемента. Самая короткая по продолжительности. Напряжения в арматуре достигают предела текучести, а в бетоне – временного сопротивления осевому сжатию. Бетон растянутой зоны из работы элемента почти полностью исключается. 2 характерных случая разрушения: 1. Пластический характер разрушения. Начинается с проявления текучести арматуры, вследствие чего быстро растет прогиб и развиваются трещины. Участок элемента, на котором наблюдается текучесть арматуры и пластические деформации сжатого бетона, искривляется при постоянном предельном моменте (рис. 22, а). Такие участки называются пластическими шарнирами. Напряжения в сжатой зоне бетона достигают временного сопротивления сжатию и происходит его раздробление. 2. При избыточном содержании растянутой арматуры происходит хрупкое (внезапное) разрушение от полного исчерпания несущей способности сжатой зоны бетона при неполном использовании прочности растянутой арматуры (рис. 22, б).  III стадия используется в расчетах на прочность. а) б) Рис. 22. III стадия НДС: а – 1 случай разрушения; б – 2 случай разрушения. 6.2. Метод расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям При расчете по этому методу четко устанавливают предельные состояния конструкций и используют систему расчетных коэффициентов, введение которых гарантирует, что такое состояние не наступит при самых неблагоприятных сочетаниях нагрузок и при наименьших значениях прочностных характеристик материалов. Для предельных состояний I группы условие прочности обеспечивается, если усилие, возникающее в элементе от внешних воздействий, не будет превышать предельного усилия, которое может выдержать элемент, т. е. при соблюдении неравенства:  ,где F– усилие от расчетных нагрузок (M, N или Q); Fu – предельное усилие, которое может выдержать элемент (минимальная несущая способность сечения элемента). По II группе предельных состояний выполняют расчеты по образованию трещин, раскрытию трещин и расчет по перемещениям. Считается, что трещины, нормальные к продольной оси, не появляются, если усилие, возникающее в элементе от внешних воздействий, не будет превышать внутреннего усилия, которое может воспринять сечение перед образованием трещин:  ,где F– усилие от нормативных нагрузок (MилиN); Fcrc – внутреннее усилие, которое может выдержать элемент перед образованием трещин, т.е. при напряжениях в растянутой зоне сечения равных Rbtn. Считается, что ширина раскрытия трещин, возникающих в элементе от внешних воздействий, не будет превышать допустимой, если ее значение меньше предельной:  ,где acrc– расчетное значение ширины раскрытия трещины; acrc,u – предельно допустимая ширина раскрытия трещины (приведена в СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции») . Расчет по перемещениям заключается в определении прогиба элемента и сравнении его с предельным прогибом:  ,где f– прогиб элемента от внешних воздействий; fu – предельный прогиб элемента, допустимый по условиям эксплуатации (приведен в СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»). 6.2.1. Две группы предельных состояний Предельными считаются состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять предъявляемым к ним в процессе эксплуатации требованиям, т.е. теряют способность сопротивляться внешним нагрузкам и воздействиям или получают недопустимые перемещения или чрезмерно раскрытые трещины. Железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по двум группам предельных состояний. Предельные состояния I группы (группа непригодности к эксплуатации):
Предельные состояния II группы (группа непригодности к нормальной эксплуатации):
Расчет по предельным состояниям конструкции производят для всех стадий: изготовление, хранение, транспортирование, монтаж и эксплуатация. Усилия в статически-неопределимых конструкциях определяют с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры, что очень существенно при длительном воздействии нагрузки, а также учитывается перераспределение усилий. |
опротивление бетона усилиям смятия и среза, обусловленное выступами на поверхности арматуры (рис. 18), т.е. механическое зацепление арматуры за бетон (75% от общей величины сцепления). Сцепление рифленой арматуры в 2…3 раза выше, чем гладкой арматуры. Надежно самоанкеруются витые канаты;