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.
• Имя файла: 113-128.docx
• Тип: Документы; #14169
• страница: 4 из 21

97.) В строительной практике нашли применение сборно-монолитные и сборные железобетонные конструкции, армированные заранее изготовленными предварительно напряженными линейными (струнобетонными) элементами в виде брусков, досок, рамок и т н. При проектировании и изготовлении таких элементов необходимо соблюдать условия, при которых равнодействующая обжимающих усилий была бы точно приложена в центре тяжести сечений с тем, чтобы элементы были центрально сжатыми и не имели искривлений. Для обеспечения надежной совместной работы элементов с окружающим бетоном предусматриваются выпуски арматуры, уширения концов, шероховатая поверхность и т.п. Совместность работы элементов в поперечном направлении обеспечивается установкой поперечной арматуры

98.) Преимущества. В предварительно напряженных конструкциях представляется возможность использовать высокоэкономичную стержневую арматуру повышенной прочности и высокопрочную проволочную арматуру, позволяющих в среднем до 50% сокращать расход дефицитной стали в строительстве. Предварительное обжатие растянутых зон бетона значительно отдаляет момент образования трещин в растянутых зонах элементов (повышает трещиностойкость), ограничивает ширину их раскрытия и повышает жёсткость элементов, практически не влияя на их прочность.

99.) В производстве предварительно напряженных элементов возможны два метода создания предварительного напряжения: натяжение арматуры на упор и натяжение её на бетон.

100.) Существуют три основных способа натяжения арматуры: механический, электротермический и физико-химический (самонапряжение).

Механическое натяжение арматуры производится преимущественно гидравлическими домкратами, развивающими большие силы натяжения и позволяющими достаточно точно измерять силу натяжения.

Электротермический способ. Этим способом в настоящее время изготовляется примерно 3/4 выпускаемого предварительно напряженного железобетона. Достоинство способа в его исключительной простоте и возможности применения на любом заводе и предприятии. Используемое оборудование в 5—10 раз дешевле, чем при механическом натяжении, а трудоемкость изготовления в 2—3 раза ниже.

Физико-химический способ натяжения используется при изготовлении самонапряженных конструкций, в которых предварительное напряжение арматуры достигается в результате саморасширения бетона элемента, приготовленного на расширяющемся цементе. Растягивающие усилия, возникающие в арматуре, обжимают бетон.

101.) Для натяжения высокопрочной проволоки находит применение так называемый комбинированный способ натяжения, который состоит в непрерывном армировании на поворотных столах нагретой проволоки. При комбинированном способе около 50% напряжения обеспечивается при механическом натяжении и 50% при остывании нагретой проволоки. Это вдвое увеличивает производительность машин, облегчает их конструкцию, позволяет повысить величину контролируемого предварительного напряжения.

102.) Стержневую арматуру можно натягивать на упоры электротермическим способом. Стержни с высаженными головками разогревают электрическим током до 300...350°С, заводят в форму и закрепляют концами в упорах форм. При восстановлении начальной длины в процессе остывания арматура натягивается на упоры. Арматуру можно натягивать также электротермомеханическим способом.

103.) Физико-химический способ натяжения используется при изготовлении самонапряженных конструкций, в которых предварительное напряжение арматуры достигается в результате саморасширения бетона элемента, приготовленного на расширяющемся цементе. Растягивающие усилия, возникающие в арматуре, обжимают бетон.

104.) Процесс натяжения арматуры переносится непосредственно на строительную площадку, например при изготовлении большепролетных или крупноразмерных конструкций или при укрупнительной сборке составных конструкций, отдельные секции которых изготавливаются на заводах, и т.п. В этих случаях роль упоров выполняет сама конструкция, в которой при бетонировании оставляют каналы или пазы. Каналы образуют при помощи специальных стальных или картонных гофрированных каналообразователей. Последние после бетонирования не извлекаются. После достижения бетоном достаточной прочности арматура, расположенная в каналах или пазах, подвергается натяжению и анкеровке. Затем для лучшего сцепления арматуры с бетоном и предотвращения ее коррозии в каналы нагнетают цементный раствор под давлением 5…6 amм.

105.) Передаточная прочность – нормируемая прочность бетона предварительно напряженных изделий к моменту передачи на него предварительного натяжения арматуры.

106.) Значения предварительного напряжения σ_sp с учетом допустимых отклонений р назначаются такими, чтобы выполнялись условия:
σ_sp +р ≤ R_{s.ser ;} σ_sp – р ≥ 0,3R_s.ser (1)
При механическом способе натяжения арматуры p=0,05σ_sp, а при электротермическом или электротермомеханическом р = 30 + 360/ l (где l — расстояние между наружными гранями упоров, м).

Значения напряжений σ_con1 , контролируемые по окончании натяжения на упоры, принимаются равными σ_sp за вычетом потерь преднапряжений от деформаций анкеров и трения арматуры.

При натяжении арматуры на бетон контролируемые в месте натяжения напряжения определяются по формуле в зависимости от величины равнодействующей усилий предварительного напряжения арматуры и геометрических параметров приведённого сечения элемента.

107.) Напряжения, создаваемые в арматуре при её натяжении, со временем снижаются в результате появления необратимых потерь предварительного напряжения, обусловленных усадкой и ползучестью бетона, релаксацией напряжений стали, деформацией анкеров, трением арматуры о стенки каналов и др. При расчёте предварительно напряженных конструкций необходимо учитывать эти потери напряжений, т.к. величина их может быть весьма значительной (до 30…40% контролируемого преднапряжения σ_sp).

При расчете предварительно напряженных конструкций следует учитывать снижение предварительных напряжений вследствие потерь предварительного напряжения - до передачи усилий натяжения на бетон (первые потери) и после передачи усилия на бетон (вторые потери).

108.) Первые потери предварительного напряжения включают потери от релаксации предварительных напряжений в арматуре, потери от температурного перепада при термической обработке конструкций, потери от деформации анкеров и деформации формы.

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от релаксации напряжений, усадки и ползучести бетона.

109.) 1. Потери от релаксации напряжений арматуры определяют по формулам в зависимости от класса арматуры (стержневая или проволочная) и способа натяжения.

2. Потери от температурного перепада Δt, определяемого как разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилия натяжения, °С. Определяют по формулам норм.

3. Потери от деформации стальной формы (упоров) при неодновременном натяжении арматуры на форму определяются по формулам норм.

4. Потери от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств, определяются по формулам норм. При электротермическом способе натяжения потери от деформации анкеров не учитываются, так как они должны быть учтены при определении значений полного удлинения арматуры.

5. Потери от усадки бетона определяют по формулам норм.

6. Потери напряжений в рассматриваемой напрягаемой арматуре (S или S')от ползучести бетона определяют по формулам норм.

110.) Состояние 1: уложенная в форму нижняя и верхняя арматуры натянуты на упорах до контролируемых напряжений.

Состояние 2. Элемент бетонируют и выдерживают до приобретения бетоном прочности R_bp≥0,7В. В этом состоянии происходят первые потери напряжения.

Состояние 3: арматура отпущена с упоров, она обжимает элемент, обжатие происходит внецентренно, так как арматура несимметрична; вследствие этого элемент выгибается.

Состояние 4. При обжатии элемента напряжения в арматуре уменьшаются и происходят вторые потери.

Состояние 5. Приложена внешняя нагрузка к элементу. Изгибающий момент от нагрузки создает в сечении двухзначную эпюру приращений напряжения. Эти напряжения суммируются с напряжениями предварительного обжатия.

Состояние 6. Внешняя нагрузка возрастает до значения, при котором момент от неё в сечении элемента увеличит растягивающие напряжения в бетоне до предельного сопротивления растяжению. Напряжения в арматуре при этом возрастут, примерно до 30 МПа, что соответствует стадии I.

Состояние 7. при последующем увеличении нагрузки образуются трещины и наступает стадия II работы элемента

Состояние 8. При последующем увеличении нагрузки наступает стадия III, когда происходит разрушение элемента при достижении растянутой арматурой или бетоном сжатой зоны предельного сопротивления

111.) Состояние 7. при последующем увеличении нагрузки образуются трещины и наступает стадия II работы элемента. В сечениях, совпадающих с трещинами, усилия в растянутой зоне элемента воспринимаются одной растянутой арматурой. Напряжение в бетоне сжатой зоны и растянутой арматуре растут по мере увеличения нагрузки, но не достигают предельных значений.

112.) Прочность изгибаемых железобетонных элементов любого симметричного профиля по нормальным сечениям, согласно первой группе предельных состояний, рассчитывают по III стадии напряженно-деформированного состояния. В расчетной схеме усилий принимают, что на элемент действует изгибающий момент М, вычисляемый от расчетных значений нагрузок, а в арматуре и бетоне действуют усилия, соответствующие напряжениям, равным расчетным сопротивлениям.
113. Назовите виды изгибаемых элементов и перечислите требования, предъявляемые к ним.

К изгибаемым железобетонным элементам относятся плиты и балки. Они могут быть как самостоятельными, так и входить в состав сложных конструкций и сооружений.

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.


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 шириной b’_f;

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