Определение и сущность железобетона. Определение и сущность железобетон. Литература Филиппов П. П. Как внешние сигналы передаются внутрь клетки
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ. ЛЕКЦИЯ 1. ННГАСУ ОСНОВЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И.В. МОЛЕВ Литература Филиппов П.П. «Как внешние сигналы передаются внутрь клетки». Соросовский образовательный журнал, № 3, 1998, с 28-34. (КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ НАПРАВЛЕНИЯ «АРХИТЕКТУРА» Содержание Лекция 1. Общие сведения о железобетонных конструкциях 3 Лекция 2. Основные физико-механические свойства бетона 13 Лекция 3. Арматура для железобетонных конструкций 26 Лекция 4. Основные свойства железобетона 36 Лекция 5. Метод расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям 48 Лекция 6. Расчет и конструирование изгибаемых элементов по первой группе предельных состояний 57 Лекция 7. Расчет изгибаемых элементов на прочность по сечениям нормальным к продольной оси элемента 66 Лекция 8. Расчет изгибаемых элементов таврового сечения с одиночной арматурой 71 Лекция 9. Расчет изгибаемых элементов на прочность по сечениям наклонным к продольной оси элемента 77 Лекция 10. Расчет и конструирование сжатых элементов 85 Лекция 11. Расчет внецентренно сжатых элементов 91 Лекция 12. Расчет растянутых элементов 98 1. Определение и сущность железобетона. 2. Достоинства и недостатки железобетонных конструкций 3. Виды железобетонных конструкций и область их применения. 4. Краткие исторические сведения о возникновении и развитии железобетона. Железобетоном называется строительный материал, в котором рационально соединены в монолитное целое бетон и стальная арматура, совместно до разрушения воспринимающие различные силовые воздействия. Возможно и такое определение: железобетоном называется совокупность бетона и арматурных изделий (сеток, каркасов, отдельных стержней и т.д.), уложенных в теле бетона в соответствии со статической работой конструкции. Бетон, являясь искусственным камнем и, обладая высокой прочностью на сжатие, в 10...20 раз хуже сопротивляется растяжению, что практически не позволяет использовать его как конструктивный материал для растянутых и изгибаемых элементов несущих конструкций. Стальные стержни, имеющиеся в железобетонных конструкциях и которые в дальнейшем мы будем называть арматурой, одинаково хорошо сопротивляются как растяжению, так и сжатию. Идея создания железобетона из двух различных по своим механическим характеристикам материалов заключается в реальной возможности использовать бетон преимущественно в работе на сжатие, а арматуру — в работе на растяжение. Такое сочетание материалов целесообразно, так как стальные стержни, поставленные в растянутой зоне элемента, прекрасно восполняют основной недостаток бетона как конструктивного строительного материала. Под железобетонными конструкциями будем понимать несущие элементы зданий и сооружений, изготавливаемые из железобетона, и сочетания этих элементов. Идею железобетона можно достаточно хорошо проиллюстрировать следующим примером (рис. 1.1). Бетонная балка (без арматуры), лежащая на двух опорах и подверженная поперечному изгибу, испытывает растяжение продольных волокон в зоне, находящейся ниже нейтрального слоя (рис. 1.1а). Такая балка обладает малой несущей способностью вследствие слабого сопротивления бетона растяжению. Она разрушается внезапно (хрупко) при возникновении первой же трещины в бетоне растянутой зоны. Прочность бетона на сжатие в момент, предшествующий разрушению, в бетонной балке сильно недоиспользуется (напряжения в нормальных сечениях в сжатой зоне в этот момент едва достигают 5... 10% от прочности бетона на сжатие).  Рисунок 1.1 – Схемы разрушения балок: а – бетонная балка; б – железобетонная балка; 1 – нейтральная ось; 2 – трещина; 3 – сжатая зона4; 4 – растянутая зона; 5 – стальные стержни (арматура). Такая же балка (рис. 1.1б), снабженная небольшим по площади количеством продольной арматуры по сравнению с площадью поперечного сечения балки, размещенной в растянутой зоне, может иметь несущую способность до 20 раз превосходящую несущую способность бетонной балки. Характер разрушения балки при не слишком большом насыщении её сечений арматурой плавный, постепенный (пластичный). В такой конструкции может быть полностью использована прочность бетона в работе на сжатие, а арматуры — на растяжение. Арматуру, имеющую весьма высокое сопротивление сжатию, можно также использовать и для усиления бетона сжатой зоны. Арматура может быть не только в виде стальных стержней. В качестве арматуры иногда используют нити, канаты, пряди и др. из стекловолокна и даже деревянные или бамбуковые рейки. Однако наиболее широко сейчас применяется стальная арматура. Основой совместной работы бетона и арматуры (т. е. одинаковые деформации их смежных волокон) в железобетоне является выгодное природное сочетание некоторых важных физико-механических свойств этих материалов, а именно: 1. при твердении бетона между ним и поверхностью стальной арматуры возникают значительные силы сцепления (склеивания), вследствие чего в железобетонных элементах под нагрузкой оба материала деформируются совместно; 2. плотный бетон (с достаточным содержанием цемента от 200...250 до 300...400 кг/м3 и более) надёжно защищает заключённую в нём стальную арматуру от коррозии, а также предохраняет её от непосредственного воздействия огня и от механических повреждений; 3. сталь и бетон обладают близкими по величине коэффициентами температурного (линейного) расширения, поэтому при изменении температуры в пределах до 100°С (от -50°С до +50°С) в обоих материалах возникают несущественные начальные (внутренние) напряжения и скольжения арматуры в бетоне не наблюдается; α st = 0,000012°С-1; α bt = 0,00001° С-1. |