Сибстрин-ЖБК-Ответы. Сущность железобетона. Условия существования железобетона. Достоинства и недостатки, основные преимущества как композиционного материала
 Скачать 6.27 Mb.
|
|
К  онструирование плит. Применяют сварные сетки и каркасы из обыкновенной арматурной проволоки и горячекатаной арматуры периодического профиля (рис. XI.8). В качестве напрягаемой продольной арматуры применяют стержни классов A-IV, A-V, Ат-IVc, Ат-V, высокопрочную проволоку и канаты. Армировать можно без предварительного напряжения, если пролет панели меньше 6 м.Продольную рабочую арматуру располагают по всей ширине нижней полки сечения пустотных панелей и в ребрах ребристых панелей. Поперечные стержни объединяют с продольной монтажной или рабочей ненапрягаемой арматурой в плоские сварные каркасы, которые размещают в ребрах плит. К концам продольной ненапрягаемой арматуры ребристых плит приваривают анкеры из уголков или пластин для закрепления стержней на опоре. Монтажные петли закладывают по четырем углам плит. В местах установки петель сплошные панели армируют дополнительными верхними сетками. Пример армирования ребристой панели перекрытия промышленного здания приведен на рис. XI.9. Номинальная ширина этой панели считается равной 1,5 м. Применяют такие плиты также шириной 3 м. 26. Балочные панельные сборные перекрытия. Расчет и конструирование многопустотной плиты перекрытия без предварительного напряжения. Сборные балочные перекрытия состоят из трех несущих элементов – ригели, колонны и плиты перекрытия. Колонны выставляются по сетке осей, между ними устанавливаются ригели. На ригели устанавливаются плиты перекрытий. Расчет многопустотной плиты перекрытия без предварительного напряжения: Сбор нагрузки на 1м2 перекрытия Построение эпюр поперечной силы Q и изгибающего момента М Принимается количество пустот и продольной арматуры (сечение плиты) Для дальнейшего расчета сечение принимается как тавровое (расчитывается только сжатый бетон) Определяется случай (1-й если x<=hf; 2-й если x>hf) Расчет Подбор арматуры (Кол-во ст и их диаметр) Проверка   (Задача из тетради) 27. Балочные панельные сборные перекрытия. Предварительно напряженные Предварительное напряжение применяют в плитах перекрытия, балках и ригелях для увеличения их жесткости, устойчивости и т.п. Предварительное напряжение не влияет на прочность, оно увеличивает первоначальный выгиб арматуры ( и соотв. конструкции), что при эксплуатации уменьшает ее прогибы. Способы напряжения арматуры: -механический способ — натяжение, как правило, с использованием гидравлических или винтовых домкратов; -электротермический способ натяжения — натяжение с использованием электротока для разогрева арматуры, при котором арматура удлиняется до определенных значений; -электротермомеханический — способ, комбинирующий механический и электротермический. 28. Монолитные ребристые перекрытия. Компоновка. Монолитные ребристые перекрытия представляют собой систему монолитно связанных между собой перекрестных балок и плит. Полки ребер – плитная часть, работают на местный изгиб. При этом, в зависимости от соотношения размеров ячейки (участок перекрытия, заключенный между балками) выделяют ребристые перекрытия с балочными плитами и плитами, опертыми по контуру. К балочным относятся плиты с соотношением сторон ячеек , они работают на изгиб только в одном коротком направлении. К плитам, опертым по контуру, относятся плиты с соотношением , они работают на изгиб в двух взаимо перепендикулярных направлениях и армируются соответственно сетками с перекрестной рабочей арматурой. Выполняем компоновку монолитного ребристого перекрытия. Главные балки размещаем по ходу движения (вдоль цифровых осей). Расстановку колонн выполняем через 5.85м, т.е. номинальный пролет главных балок – 5.85м. Второстепенные балки размещаются с шагом 1.4-2.4м. Принимаем их шаг 5.85/3=1.95м. Размеры пролетов по заданию по осям 4.0м, 4.25м и 4.0м. Указанные размеры пролетов являются пролетами второстепенных балок Проверим соблюдение условия для балочных плит (отношение длинной к короткой сторонам плит) 29. Безбалочные перекрытия. Виды. Основы расчета. Конструирование. Деревянные и металлические перекрытия всегда собираются на специальных опорах. Последние при этом называются балками. Бетонные перекрытия могут укладываться в пролетах коробки здания без использования таких поддерживающих элементов. Ведь плиты этого типа сами по себе отличаются повышенной прочностью и превосходной несущей способностью. Основные разновидности В строительстве различают всего три типа подобных перекрытий: * сборные; * монолитные; * сборно-монолитные. Старая технология Эта методика для выполнения расчета при устройстве безбалочных перекрытий в наше время используется достаточно часто. В данном случае первым делом инженеры берут за основу то, что силы на капителях распределены по треугольнику. За расчетный пролет панели при этом принимают расстояние между центрами тяжести последних. Общий суммарный изгибающий момент в этом случае может быть рассчитан по следующей формуле: * M = 1/8 WL (1-2c/3L) (1-2c/3L). Здесь W – полная нагрузка на ячейку безбалочной плиты перекрытия, L – расстояние между колоннами, c – размеры капителей. Выведена эта формула была Дж. Никольсом в 1914 г. Уже в 1917 она была принята как одна из строительных норм ACI. Используется эта формула для расчета перекрытий с капитальными колоннами. Оценка моментов Эта несколько более современная методика была разработана на основе как экспериментов, так и теоретических данных. У нас в стране ее совершенствованием в 30-е годы прошлого века занимались В. И. Мурашов и А. А. Гвоздев. Для квадратной панели формула в данном случае используется такая: * M0=1/8 WL (1-2c/3L) (1-2c/3L). Чтобы определить моменты в расчетных сечениях и при конструировании арматуры, перекрытия при использовании такой методики делят на пролетные и надколонные полосы в плане. Причем делают это таким образом, чтобы ширина каждой такой части была равна половине расстояния между осями колонн во всех направлениях. В каждой такой полосе в процессе эксплуатации здания возникают отрицательные и положительные моменты. При этом в надколонных элементах они обычно больше, чем в пролетных. По ширине полос моменты определяются по кривым. Однако на практике используются ступенчатое их измерение. При этом по ширине полос моменты принимают постоянными. При разного рода пластических деформациях может происходить в том числе и перераспределение M. Поэтому величины моментов в четырех расчетных сечениях плит определяют так, чтобы их сумма в конечном счете была равна балочному M0. Особенности монтажа плит Технология сборки безбалочных перекрытий зависит в первую очередь от их разновидности. При использовании железобетонных плит методика строительства выглядит следующим образом: * изготовление плит на предприятии; * погрузка их на автотранспорт и доставка к месту строительства объекта; * выгрузка плит автокраном на месте строительства; * монтаж плит на колонны и стены здания автокраном. Считается, что длина железобетонных плит не может превышать 9 м. Монтаж монолитного перекрытия Такие конструкции заливают в предварительно собранной деревянной опалубке. Дно такой формы также делают дощатым. Снизу его подпирают специальными телескопическими опорами. После этого производят заливку следующим образом: * устанавливают арматуру на специальные грибки-подставки; * заливают в опалубку бетонную смесь. Строительный раствор готовят на предприятиях с точным соблюдением всех положенных технологий в плане пропорций и однородности. Подают его в опалубки посредством шланга из автоцистерны. Форму с залитого таким образом перекрытия снимают примерно через 2 недели. Все это время плиту ежедневно поливают водой из шланга для того, чтобы предотвратить появление поверхностных трещин. К дальнейшему строительству здания приступают не ранее, чем еще через две недели. Для того чтобы бетон набрал достаточную прочность, требуется не менее месяца. 30. Каменные конструкции. Материалы для каменных и армокаменных конструкций. Каменные конструкции – это несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений из каменной кладки (фундаменты, стены, столбы, перемычки, арки, своды и др.) Материалы для каменных и армокаменных конструкций. Для каменных конструкций применяют искусственные и природные камни. ● К искусственным камням относятся: кирпич разных видов (керамический сплошной и пустотелый, силикатный и др., бетонные камни из тяжелого и легкого бетона, пустотелые керамические камни и др.). Керамический полнотелый и силикатный кирпич применяют для кладки несущих стен, столбов, керамический пустотелый — для кладки наружных стен отапливаемых зданий. Керамические и бетонные камни используют для возведения стен и перегородок, а крупные блоки из тяжелого бетона, кроме того, применяют для кладки стен фундаментов. ● Природные камни из тяжелых пород (известняки, песчаники, граниты) используют в основном для облицовки стен и кладки фундаментов, а из камней легких пород (туф, известняк, ракушечник) в некоторых районах возводят стены. 31. Каменные конструкции. Прочность и деформативность каменной кладки. Прочность кладки. Прочность кладки всегда меньше прочности камня. Поэтому предельной прочностью кладки на сжатие считается некоторая осредненная величина, учитывающая прочность камня, раствора и вида кладки. Предел прочности кладок всех видов при сжатии можно определить по следующей формуле:  , где  – конструктивный коэффициент, учитывающий вид кладки и материал кладки;  - предел прочности камня;  – предел прочности раствора;  и  – опытные коэффициенты, учитывающие тип кладки.Прочность кладки при растяжении, срезе и изгибе. При растяжении и срезе кладка в основном разрушается из-за нарушения сцепления раствора с камнем, поэтому разрушение происходит по шву. Сопротивление кладки разрыву по камню определяется по формуле:  ,Где 0,5 – учитывает половину площади поперечного сечения, занимаемого камнем;  – прочность камня на растяжке. Временное сопротивление кладки срезу  зависит от касательного сцепления раствора кладки.При работе на изгиб кладка испытывает сжатие в верхней зоне и растяжение в нижней. Здесь также возможны два случая разрушения по перевязанному и неперевязанному сечениям. В связи с тем, что прочность кладки при растяжении значительно ниже (в 10 — 20 раз), чем при сжатии, прочность кладки при изгибе в основном определяется ее работой в растянутой зоне элемента. Экспериментальными данными установлено, что временное сопротивление кладки растяжению при изгибе по неперевязанному сечению в 1,5 раза больше сопротивления кладки осевому растяжению. Деформативность кладки при сжатии определяется на основании экспериментальных зависимостей между напряжениями и относительными деформациями. В связи с тем, что каменная кладка неоднородна и в ней развиваются как упругие, так и пластические деформации, зависимость между напряжениями и деформациями выражается кривой линией в отличие от прямо пропорциональной зависимости закона Гука, характерной для упругодеформируемых тел. В каменной кладке прямо пропорциональная зависимость справедлива только на начальном участке диаграммы при небольших напряжениях, поэтому тангенс угла наклона касательной к кривой в начале координат соответствует начальному модулю упругости и находят его по формуле: Е0 = tg φ0 = aRu , где а — упругая характеристика кладки, принимаемая по СНиПу в зависимости от типа кладки и марки раствора в пределах 20. ..200. Расчеты деформативности каменной кладки при значительных напряжениях следует выполнять с помощью модуля деформаций, который представляет собой тангенс угла наклона касательной, проведенной к кривой σ —ε, E=dσ /dε =tg φ. Т.к. пользоваться переменным значением модуля деформаций неудобно, в практических расчетах его считают постоянным и определяют осредненно по следующей формуле: E=0,8αRu. Каменная кладка обладает свойствами ползучести (увеличение деформаций с течением времени), которые особенно заметны в начальный период загружения. 32. Каменные конструкции. Общие положения метода расчета каменной кладки. Стадии работы кладки при сжатии. Каменные конструкции, несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений из каменной кладки (фундаменты, стены, столбы, перемычки, арки, своды и др.). Для К. к. применяют искусственные и естественные каменные материалы: кирпич строительный, керамический и бетонные камни и блоки (сплошные и пустотелые), камни из тяжёлых или лёгких горных пород (известняка, песчаника, туфа, ракушечника и т.п.), крупные блоки из обычного (тяжёлого), силикатного и лёгкого бетонов, а также растворы строительные. Материал для каменной кладки выбирается в зависимости от капитальности сооружения, прочности и теплоизоляционных свойств конструкций, наличия местного сырья, а также исходя из экономических соображений. Каменные материалы должны удовлетворять требованиям прочности, морозостойкости, теплопроводности, водо- и воздухостойкости, водопоглощения, стойкости в агрессивной среде, иметь определённую форму, размеры и фактуру лицевой поверхности. К растворам предъявляются требования прочности, удобоукладываемости, водоудерживающей способности и др. ТРЕБОВАНИЯ К РАСЧЕТУ КАМЕННЫХ И АРМОКАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ Общие положения Расчет каменных и армокаменных конструкций следует производить в соответствии с требованиями МСН 20-01 по методу предельных состояний, включающему: - расчет конструкций по предельным состояниям первой группы, приводящим к полной непригодности конструкции к эксплуатации; - расчет конструкций по предельным состояниям второй группы, затрудняющим нормальную эксплуатацию конструкций или уменьшающим долговечность зданий или сооружений по сравнению с предусматриваемым сроком службы. Целью расчетов должно быть обеспечение надежности здания или сооружения в течение всего срока их службы, а также при производстве работ в соответствии с требованиями, предъявляемыми к ним. Расчет каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям первой группы (потеря несущей способности, потеря устойчивости формы, потеря устойчивости положения) производится, как правило, на воздействие расчетных нагрузок. Расчет каменных и армокаменных конструкций незаконченных зданий и сооружений производится на воздействие нормативной ветровой нагрузки, а для других нагрузок принимаются их расчетные значения. Влияние длительного приложения нагрузки на прочность каменной кладки учитывается при назначении расчетных сопротивлений и введением специального коэффициента при расчете гибких элементов. Расчет неармированных каменных конструкций производится без учета сопротивления кладки растяжению и изгибу по неперевязанным сечениям (например, по горизонтальным швам). Расчет каменных конструкций на внецентренное сжатие производится без учета сопротивления растянутой зоны сечения. При больших эксцентриситетах производится дополнительная проверка сечения по образованию и раскрытию трещин; в этом случае условно учитывается сопротивление кладки растяжению по неперевязанному сечению как косвенная характеристика возможного раскрытия трещин. Расчет каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям первой группы производят в следующих расчетных ситуациях: - при центральном и внецентренном сжатии; - при косом внецентренном сжатии; - при местном сжатии (смятии); - при изгибе; - при центральном растяжении; - при срезе. Работу каменной кладки можно разделить на 4 характерные стадии в зависимости от величины действующих в ней напряжений (рис. 1). 1-ая стадия работы (рис. 1,а) соответствует присутствию в кладке таких напряжений, при которых пока отсутствуют видимые следы ее повреждения. Переход кладки во 2-ую стадию работы (рис. 1,б) связан с появлением незначительных трещин в отдельных кирпичах. Величина нагрузки, вызывающей появление первых трещин, зависит от конструкции каменной кладки, механических свойств кирпича и деформационных свойств раствора. Деформационные свойства раствора в свою очередь зависят от вида и возраста раствора (т.е. возраста каменной кладки). Цементные растворы наиболее жесткие; известковые, напротив, наиболее деформативны. увеличение возраста кладки приводит к снижению деформативности раствора. Чем меньше деформативность раствора, тем более хрупкой оказывается кладка, т.е. тем ближе величины нагрузок, соответствующих появлению первых трещин (Nтр), к полному разрушению кладки (Np). Средние отношения Nтр/Np для кирпичной кладки представлены в табл.1.  Рис. 1. Стадии работы кладки при центральном сжатии (а – первая стадия, б – вторая стадия, в – третья стадия, г – разрушение кладки. 33. Каменные конструкции. Основы расчета сжатых элементов. Расчет центрально-сжатых каменных элементов. 1) Расчет элементов неармированных каменных конструкций при центральном сжатии следует производить по формуле: |