Назовите примеры первых сооружений из камня

Название	Назовите примеры первых сооружений из камня
Анкор	113-128.docx
Дата	16.01.2018
Размер	1.97 Mb.
Формат файла
Имя файла	113-128.docx
Тип	Документы #14169
страница	15 из 21

1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 ... 21

Балка – линейный элемент, длина которого значительно больше геометрических размеров поперечного сечения. Железобетонные балки могут быть однопролетными, многопролетными, а по способу изготовления – сборными, монолитными и сборно–монолитными.

Наиболее распространенные формы поперечного сечения: прямоугольная, тавровая с полкой по верху и двутавровая; применяется также тавровая с полкой понизу, трапециевидная, полая и др.

В строительстве балки применяют для перекрытия пролетов зданий, рабочих площадок, при возведении мостов, в составе каркасов зданий как элементы кирпичных зданий.

Предварительно высота балки h назначается в пределах от 1/10 до 1/20 пролёта. В целях типизации элементов высоту балок принимают кратно 50 мм при высоте до 60 см и кратно 100 мм при большей высоте. Ширину прямоугольных балок назначают в пределах (0,3÷0,5)h, а именно 100, 120, 150, 180, 220, 250 и далее через 50 мм.

Плита – это плоский элемент, толщина которого значительно меньше длины и ширины. Плиты могут быть сплошными гладкими и ребристыми; по числу пролетов – однопролетными и многопролетными; по способу изготовления - сборными и сборно-монолитными.

Сборные железобетонные плиты, применяемые для междуэтажных перекрытий, покрытий, лестничных площадок и других конструкций, целесообразно изготавливать в виде крупноразмерных ребристых или пустотелых элементов.

Стержни рабочей арматуры плиты принимают диаметром 3...10 мм, располагают их на расстоянии (с шагом) 100...200 мм одна от другого. Защитный слой бетона для рабочей арматуры принимают не менее 10 мм, в особо толстых плитах (толщиной более 100 мм) - не менее 15 мм.

Рис. 1. Схемы перекрытий из железобетонных элементов

а- сборное; б - монолитное; 1 - плиты; 2 – балки

114. Каково назначение продольной и поперечной арматуры в изгибаемых элементах.

Поперечные стержни сеток (распределительную арматуру) устанавливают для обеспечения проектного положения рабочих стержней, уменьшения усадочных и температурных деформаций конструкции.

Продольную рабочую арматуру в балках (как и в плитах) укладывают согласно эпюрам изгибающих моментов в растянутых зонах, где она должна воспринимать продольные растягивающие усилия, возникающие при изгибе конструкции под действием нагрузок.
115. Где на практике встречаются изгибаемые элементы таврового сечения?

Формы поперечного сечения балок прямоугольная, тавровая с полкой по верху и двутавровая; применяется также тавровая с полкой понизу, трапециевидная, полая и др.

В строительстве балки применяют для перекрытия пролетов зданий, рабочих площадок, при возведении мостов, в составе каркасов зданий как элементы кирпичных зданий.
116. Укажите предпосылки для расчета прямоугольных изгибаемых элементов с одиночной арматурой.

Элементы прямоугольного сечения с одиночной арматурой. Для прямоугольных сечений с одиночной ненапрягаемой арматурой (см. рис. 6.) расчетные формулы прочности нормальных сечений получают путем подстановки в них геометрических характеристик прямоугольных сечений
117. Запишите основные расчётные формулы для изгибаемых элементов прямоугольного сечения с одиночной арматурой.

$c:\documents and settings\ирек\рабочий стол\0032.files\pict0.jpg$
Рис. 6. Схема напряжений и усилий в нормальном расчётном сечении
А_ь = b·х; z_b=h₀- 0,5·х; S_b= A_b·z_b=b·x(h₀- 0,5·х);

R_b·b·x = R_s·A_s; х = R_s·A_s/(R_b·b); (1)

= R_s·A_s/(R_b·b·h₀); (2)
M ≤ R_b·b·x(h₀- 0,5·х) (3)
При ΣМ=0 относительно оси, проходящей через центр тяжести бетона сжатой зоны сечения, имеем
M ≤ R_s·A_s (h₀- 0,5·х) (4)
Основные уравнения прочности прямоугольных сечений изгибаемых элементов (1)…(4) справедливы при высоте сжатой зоны х меньше граничной высоты x_R, т.е. когда соблюдается условие x≤ξ_Rh₀, где ξ_R определяют по выражению ξ_R=x_R/h₀.
118. Перечислите необходимые случаи применения двойной арматуры.
119. Запишите основные расчётные формулы для изгибаемых элементов прямоугольного сечения с двойной арматурой. Расчет прямоугольных сечений (рис.1.3.6.) производится следующим образом в зависимости от высоты сжатой зоны:

(3.17)(пос. фор.3.16.)

а) при

- из условия:

(3.18)(пос. фор.3.17.)

б) при

- из условия:

(3.19)(пос. фор.3.18.)

где

или (см.пос. табл. 3.2.)

Площади сечения растянутой A_sи сжатой A'_sарматуры, соответствующие минимуму их суммы, если по расчету требуется сжатая арматура (см.пос.п.3.21), определяют по формулам:

(3.21)(пос. фор.3.24.)

(3.22)(пос. фор.3.25.)

где ξ_Rи a_r (см.пос.табл. 3.2)

Если значение принятой площади сечения сжатой арматуры A_sзначительно превышает значение, вычисленное по формуле (3.21), площадь сечения растянутой арматуры можно несколько уменьшить по сравнению с вычисленной по формуле (3.22), используя формулу

(3.23)(пос. фор.3.26.)

где

При этом должно выполняться условие a_т < a_r(см.пос.табл. 3.2).
120. В чем заключается отличие тавровых сечений изгибаемых элементов от прямоугольных.

Изгибаемые элементы таврового сечения с полкой в сжатой зоне широко применяют в виде отдельных балок и в составе ребристых перекрытий. Целесообразность такой формы сечения обусловлена тем, что в нем сводится к минимуму площадь сечения неработающего растянутого бетона и, наоборот, развивается площадь сечения сжатой зоны. Элементы таврового сечения с полкой в растянутой зоне встречаются редко. Полка, расположенная в растянутой зоне, не увеличивает несущей способности элемента. Такие сечения рассчитывают как прямоугольные с шириной, равной ширине ребра таврового сечения.
121. Назовите два основных расчетных случая таврового сечения изгибаемых элементов.

При расчете тавровых сечений могут встретиться два случая: 1 - нейтральная ось проходит в пределах толщины полки (рис. 8,а) и 2 - нейтральная ось пересекает ребра (рис. 8,б). Нейтральная ось проходит в полке при условии, что

R_sA_s≤ R_b b’_f h’_f + R_scA’_s

В этом случае тавровое сечение рассчитывают как прямоугольное с шириной, равной b’_f, так как площадь бетона, расположенная ниже нейтральной оси, не работает; следовательно, сечение может быть дополнено до прямоугольного (пунктир на рис. 8,а). Когда нейтральная ось проходит в ребре, сжатая зона сечения складывается из сжатой зоны ребра (рис. 8,в) и полностью сжатых свесов (рис. 8,г), которые работают в условиях, близких к осевому сжатию.
122. Запишите основные расчётные формулы для изгибаемых элементов таврового профиля.

Расчет сечений, имеющих полку в сжатой зоне (тавровых, двутавровых и т.п.), производят в зависимости от положения границы сжатой зоны (рис. 8):

а) если граница проходит в полке (рис.8,а), т.е. соблюдается условие

расчет производят как для прямоугольного сечения ширинойb’_f;

б) если граница проходит в ребре (рис.8,б.), т.е. условие (3.24) не соблюдается, расчет производят из условия:

Рис. 8. Положение границы сжатой зоны

в тавровом сечении изгибаемого железобетонного элемента

а-в палке; б - в ребре

где А₀_v - площадь сечения свесов полки, равная (b'_f -b)h'_f, при этом высоту сжатой зоны определяют по формуле:

и принимают не более ξ_Rh_o.

Если х> ξ_Rh_oусловие ( ) можно записать в виде

.
Требуемую площадь сечения сжатой арматуры определяют по формуле

(3.27)(пос. фор.3.31.)

где a_R– (см.пос.табл. 3.2); А₀_v= (b'_f-b)h'_f

При этом должно выполняться условие h'_f ≤ ξ_Rh_o В случае, если h'_f > ξ_Rh_o, площадь сечения сжатой арматуры определяют как для прямоугольного сечения шириной b = b'_fпо формуле (3.21).

Требуемую площадь сечения растянутой арматуры определяют следующим образом:

а) если граница сжатой зоны проходит в полке, т.е. соблюдается условие:

(3.28)(пос. фор.3.32.)

площадь сечения растянутой арматуры определяют как для прямоугольного сечения шириной b'f согласно фор.3.16 и 3.23;

б) если граница сжатой зоны проходит в ребре, т.е. условие (3.28) не соблюдается, площадь сечения растянутой арматуры определяют по формуле

(3.29)(пос. фор.3.33.)

где:

(3.30)(пос. фор.3.34.)

При этом должно выполняться условие a_т ≤ a_r(см.пос.табл. 3.2).
123. Какое напряжённое состояние развивается от действия внешних нагрузок вблизи опор изгибаемых железобетонных элементов?

На приопорных участках изгибаемых элементов под воздействием поперечной силы Q и изгибающего момента М в сечениях, наклонных к оси, развивается напряженно-деформированное состояние, характеризующееся теми же тремя стадиями, что и в сечениях, нормальных к оси. Главные растягивающие и главные сжимающие напряжения, возникающие при плоском напряженном состоянии под влиянием нормальных и касательных напряжений, действуют под углом к оси.

124. Что является причиной разрушения изгибаемых железобетонных элементов вблизи опор?

От действия внешних нагрузок в изгибаемых элементах вблизи опор образуются наклонные трещины . С образованием наклонной трещины балка разделяется на части, соединенные бетоном в сжатой зоне, и арматурой, пересекающей наклонную трещину.

125. От действия каких внешних нагрузок образуются трещины в опорной зоне изгибаемых железобетонных элементов?

Образование их обусловливается совместным действием изгибающего момента и поперечной силы.

126. Назовите случаи разрушения изгибаемых железобетонных элементов по наклонному сечению?

1-ый случай. Под действием изгибающего момента главные растягивающие напряжения преодолевают сопротивление бетона на осевое растяжение R_bt_,_ser, в результате чего образуется наклонная трещина с максимальным раскрытием в растянутой зоне. Выключается из работы бетон растянутой зоны, и все растягивающие усилия воспринимаются продольной и поперечной арматурой. Происходит взаимный поворот обеих частей балки вокруг общего шарнира, расположенной в сжатой зоне .Сжатая зона сечения сокращается по высоте и разрушается.

2-ой случай. При наличии достаточно мощной и хорошо заанкерованной рабочей арматуры, препятствующей взаимному повороту обеих частей, бетон разрушается над трещиной до достижения текучести продольной арматуры.

3-ий случай. При малой ширине сечения изгибаемых элементов (тавровое, двухтавровое, коробчатое сечение) они могут разрушаться в зоне действия поперечных сил из-за раздробления бетона стенки между наклонными трещинами от главных сжимающих напряжений.
127. Запишите условие, исключающее раздавливание бетона по наклонной сжатой полосе.

Чтобы исключить раздавливание бетона по сжатой полосе между наклонными трещинами от действия наклонных сжимающих усилий, следует проверять условия для предельного значения поперечной силы
Q≤ 0,3R_bbh₀ (1)
где Q- поперечная сила в нормальном сечении, принимая на расстоянии от опоры не менее h₀.
128. Запишите условие прочности наклонного сечения на действие поперечной силы.
Прочность элемента по наклонному сечению на действие поперечной силы обеспечивается условием;
Q≤Q_b + Q_sw (2)
где: Q- поперечная сила в вершине наклонного сечения от действия опорной реакции и нагрузки, расположенной на участке от опоры до вершины наклонного сечения; Qb- поперечная сила, воспринимаемая бетоном. сжато и зоны над наклонным сечением; Qsw- сумма осевых усилии в поперечных стержнях (хомутах), пересекаемых наклонной трещиной.

129. Приведите зависимость для определения предельного значения поперечной силы, воспринимаемой бетоном над наклонной трещиной.

Qb- поперечная сила, воспринимаемая бетоном над наклонным сечением;

Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном сжатой зоны над вершиной наклонного сечения, определяют по эмпирической формуле;

(3)
где:

(4)
Значение Q_bпринимают не более 2,5R_btbh_oи не менее 0,5R_btbh_o.
130. Приведите зависимость для определения усилия в поперечных стержнях, пересекаемых наклонной трещиной.

Qsw- сумма осевых усилии в поперечных стержнях (хомутах), пересекаемых наклонной трещиной.

Усилие Qsw определяют по формуле:
Q_sw= 0,75 q_sw c_o(5)

где q_sw - усилие в хомутах на единицу длины элемента, равное:

(6)

c_о - длина проекции наклонной трещины, принимаемая равной с, но не более 2h_o.;

Аsw- площадь сечения хомутов в одной плоскости.
131. Запишите условие прочности по наклонному сечению изгибаемого железобетонного элемента на действие изгибающего момента.

Прочность элемента по наклонному сечению на действие изгибающего момента обеспечивается следующими условиями:

(10)

(11)

(12)
МD - изгибающий момент от нагрузки и опорной реакции балки (при их расчетном значении), действующих на рассматриваемом участке балки, взятый относительно точки D (след оси, проходящей через точку положения равнодействующей напряжений в сжатой зоне и перпендикулярной плоскости действия момента); Ms- сумма моментов от усилий в продольной арматуре относительно той же точки; Msw- сумма моментов от усилий в поперечных арматурных стержнях, пересекаемых наклонным сечением, относительно той же точки.

132. Какие конструктивные требования должны выполняться, чтобы обеспечить прочность наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов по изгибающему моменту?

Для обеспечения прочности наклонных сечений на действе изгибающего момента рабочие стержни, обрываемые в пролете, заводят за точку теоретического обрыва, т. е. за нормальное сечение, в котором внешний момент становится равным несущей способности сечения без учета обрываемых стержней (рис.5), на длину не менее W, определяемую по формуле:
W=Q/(2qsw) + 5d≥20d (13)
где Q- поперечная сила в нормальном сечении, проходящем через точку теоретического обрыва; qsw- усилие в хомутах на единицу длины элемента; 5d - минимальная длина зоны анкеровки обрываемого стержня.
133. Что понимают под эпюрой материалов (арматуры) в изгибаемых железобетонных элементах?
Под эпюрой арматуры понимают эпюру изгибающих моментов, выдерживаемых арматурой элемента. Она наглядно показывает для каждого его сечения превышение величины изгибающего момента, соответствующего площади сечения арматуры, по сравнению с его теоретическим значением; чтобы это превышение свести к минимуму, необходимо лишнюю арматуру оборвать в пролете или перевести в верхнюю зону.

134. Назовите классификацию сжатых элементов по типу армирования.

К центрально сжатым элементам условно относят: промежуточные колонны в зданиях и сооружениях; верхние пояса ферм, загруженных по узлам; восходящие раскосы и стойки ферменной решетки (рис. 1), а так же некоторые другие конструктивные элементы.

По форме поперечного сечения сжатые элементы со случайным эксцентриситетом выполняют чаще всего квадратными или прямоугольными, реже круглыми, многогранными, двутавровыми.

135. Как определяется эксцентриситет в сжатых элементах?

В действительности, из-за несовершенства геометрических форм элементов конструкций, отклонения их реальных размеров от назначаемых по проекту, неоднородности бетона и других причин обычно центральное сжатие в чистом виде не наблюдается, а происходит внецентренное сжатие с так называемыми случайными эксцентриситетами.

В зданиях действуют сжимающие силы N и изгибающие моменты М поперечные силы Q.

Расстояние между направлением сжимающей силы и продольной осью элемента ео называется эксцентриситетом. В общем случае в любом месте элемента статически определимых конструкций значение эксцентриситета определяют по выражению:
eo= M/N+ea (1)
где еа - случайный эксцентриситет.

Для элементов статически неопределимых конструкций принимают:
eo= M/N, но не менее еа (2)
136. Перечислите принципы конструирования продольной и поперечной арматуры колонн.

Колонны армируют продольной стержневой арматурой диаметром 12...40 мм (рабочая арматура), преимущественно горячекатаной стали класса A-400-500 и термомеханически упрочненной А540, а также поперечной стержневой горячекатаной арматурой классов A-400 А-300, А-240 и проволокой класса В-500 (рис. 3). Продольную и поперечную арматуру сжатых со случайными эксцентриситетами и внецентренно сжатых элементов объединяют в плоские и пространственные каркасы, сварные или вязаные (рис. 4…5).

Насыщение поперечного сечения продольной арматурой элементов, сжатых со случайными эксцентриситетами, оценивают коэффициентом μ по формуле или процентом армирования (значения в 100 раз больше), где под As подразумевается суммарная площадь сечения продольных стержней. В практике для сжатых стержней обычно принимают армирование не более 3%.

137. Каковы конструктивные особенности сжатых элементов при эксцентриситетах больше случайного?

Во внецентренно сжатых элементах с расчетными эксцентриситетами продольные стержни размещают вблизи коротких граней поперечного сечения элемента (рис.1.4.5): арматуру S с площадью сечения As у грани, более удаленной от сжимающей силы, и арматуру S' с площадью сечения А': у грани, расположенной ближе к продольной силе. Насыщение поперечного сечения внецентренно сжатых элементов оценивают коэффициентом армирования по площади сечения рабочих стержней продольной арматуры, расположенных у одной из коротких граней. Армирование внецентренно сжатых стержней составляет 0,5...1,2 % площади сечения элемента.
138. В чем заключаются особенности расчета гибких сжатых элементов (учет влияния продольного изгиба)?

Предварительное напряжение применяют для внецентренно сжатых элементов с большими эксцентриситетами сжимающей силы, когда изгибающие моменты значительны и вызывают растяжение части сечения, а также для элементов очень большой гибкости, Повышение трещиностойкости и жесткости элемента посредством предварительного напряжения полезно в первом случае для эксплуатационного периода, во втором для периода изготовления, транспортирования и монтажа.

Применять очень гибкие центрально-сжатые элементы нерациональоно, поскольку несущая способность их сильно снижается вследствие большой деформативности. Во всех случаях элементы из тяжелого бетона и бетона напористых заполнителях должны иметь гибкость в любом направлении:
λ= lo/i≤200 (3)
а колонны зданий:
λ= lo/i≤120 (4)
Здесь i- радиус инерции сечения элемента в плоскости эксцентриситета продольной силы; 10- расчетная длина сжатого элемента.
139. Охарактеризуйте два случая разрушения внецентренно сжатых элементов.

При нагружении элементов любого симметричного сечения, внецентренно сжатых в плоскости симметрии, до предела их несущей способности в стадии III наблюдается два случая разрушения.

1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 ... 21