- •И.В. Молев основы железобетонных конструкций
- •1.1. Определение и сущность железобетона
- •1.2. Достоинства и недостатки железобетона.
- •1.3. Виды железобетонных конструкций и область их применения железобетона.
- •1.4. Краткие исторические сведения о возникновении и развитии железобетона.
- •Виды бетона и предъявляемые к нему требования
- •2. Структура (строение) бетона
- •3. Усадка бетона и начальные напряжения
- •4. Прочность бетона
- •1.5. Классы и марки бетона
- •6. Деформативность бетона
- •7. Модуль деформаций бетона
- •Арматура для железобетонных конструкций
- •1. Назначение арматуры и требования к ней
- •2. Виды арматуры
- •3. Физико-механические свойства арматурных сталей
- •4. Классификация арматуры по основным характеристикам. Сортамент арматуры
- •5. Сварные арматурные изделия
- •6. Соединения арматуры
- •Основные свойства железобетона
- •1. Общие сведения
- •2. Содержание арматуры
- •3. Значение трещиностойкости
- •4. Сцепление арматуры с бетоном
- •5. Анкеровка арматуры в бетоне
- •6. Усадка бетона при наличии арматуры
- •7. Ползучесть бетона при наличии арматуры
- •8. Коррозия железобетона и меры защиты от неё
- •9. Защитный слой бетона и минимальные расстояния между стержнями
- •1. Методы расчёта железобетонных конструкций
- •2. Сущность метода расчета конструкций по предельным состояниям
- •3. Две группы предельных состояний
- •4. Расчётные факторы
- •5. Классификация нагрузок. Нормативные и расчётные нагрузки
- •6. Степень ответственности зданий и сооружений
- •7. Нормативные и расчётные сопротивления бетона
- •8. Нормативные и расчётные сопротивления арматуры
- •9. Структура расчётных формул
- •1. Три стадии напряжённо-деформированного состояния железобетонных элементов
- •2. Классификация изгибаемых элементов
- •3. Основы конструирования изгибаемых элементов
- •2.2. Плиты
- •Расчет изгибаемых элементов на почность по сечениям нормальным к продольной оси элемента
- •1. Предпосылки расчёта на прочность по нормальным сечениям
- •2. Расчёт изгибаемых элементов прямоугольного сечения с одиночной арматурой
- •3. Понятие о минимальном проценте армирования
- •4. Типы задач по расчёту изгибаемых элементов прямоугольного сечения
- •Расчет изгибаемых элементов таврового сечения с одиночной арматурой
- •1. Общие сведения
- •2) Расчёт прочности изгибаемых элементов таврового сечения по I случаю расчёта
- •3) Расчёт прочности изгибаемых элементов таврового сечения по II случаю расчёта
- •Расчет изгибаемых элементов на почность по сечениям наклонным к продольной оси элемента
- •1. Общие положения
- •1). Разрушение от действия изгибающего момента .
- •2). Разрушение от действия поперечной силы.
- •3). Разрушение бетонной полосы между наклонными трещинами.
- •2. Расчёт изгибаемых элементов по сжатой бетонной полосе между наклонными сечениями
- •3. Расчёт изгибаемых элементов по наклонным сечениям на действие поперечных сил (расчёт поперечной арматуры)
- •4. Расчёт изгибаемых элементов по наклонным
- •5. Конструктивные требования к постановке поперечной арматуры
- •2. Основы конструирования сжатых элементов
- •3. Расчёт элементов сжатых со случайным эксцентриситетом в форме центрального сжатия
- •Расчет внецентренно сжатых элементов
- •1. О характере работы и разрушения внецентренно сжатых элементов
- •Учёт влияния прогиба элемента
- •3. Расчёт сжатых элементов прямоугольного сечения в случае больших эксцентриситетов
- •4. Расчёт сжатых элементов прямоугольного сечения в случае малых эксцентриситетов
- •1. Общие сведения и конструктивные особенности
- •2. Расчёт прочности центрально растянутых элементов
- •3. Расчёт прочности элементов прямоугольного сечения, внецентренно растянутых в плоскости симметрии
2.2. Плиты
Различают плиты двух типов:
- балочные плиты, которые работают на изгиб в одном направлении;
- плиты, опертые по контуру, которые работают на изгиб в двух направлениях.
Однопролётная плита, опёртая по двум противоположным сторонам, является балочной плитой, изгибающейся в направлении пролёта плиты. Если плита опирается на четыре стороны, то при отношении размеров сторон > 2 её относят к балочным плитам, работающим на изгиб в направлении меньшей стороны, а при отношении размеров сторон ≤ 2 – к плитам, опёртым по контуру (рис. 6.8).
Рисунок 6.8. – Типы плит, работающих на изгиб: балочные плиты (вверху и внизу слева) и плиты, опёртые по контуру (внизу справа)
Монолитные плиты изготавливают из бетона класса не менее В15 толщиной 50-100 мм, кратно 10 мм.
Армируют плиты сварными сетками, которые укладывают так, чтобы стержни рабочей арматуры располагалась вдоль пролёта и воспринимали растягивающие усилия, возникающие в конструкции при изгибе под нагрузкой, в соответствии с эпюрами изгибающих моментов (рис 7, 8). Поэтому в однопролётных плитах сетки размещают понизу, а в многопролётных плитах – также и поверху, над промежуточными опорами (рис. 9). Стержни рабочей арматуры принимают диаметром 3-5 мм из стали класса В500 и диаметром 6-10 мм из стали класса А400 с шагом стержней 100-200 мм.
Рисунок 6.9 – Эпюра изгибающих моментов в многопролётной плите
Рисунок 6.10 – Армирование монолитной многопролётной плиты
ЛЕКЦИЯ 7
Расчет изгибаемых элементов на почность по сечениям нормальным к продольной оси элемента
1. Предпосылки расчёта на прочность по нормальным сечениям
2. Расчёт изгибаемых элементов прямоугольного сечения с одиночной арматурой
3. Понятие о минимальном проценте армирования
4. Типы задач по расчёту изгибаемых элементов прямоугольного сечения
1. Предпосылки расчёта на прочность по нормальным сечениям
- в основу расчета положена третья стадия работы железобетонного элемента – стадия разрушения;
- расчётное сечение принимается по трещине, т.е растянутую зону бетона при расчёте не учитывают;
- фактическую криволинейную эпюру напряжений в сжатой зоне бетона высотой хф и краевой ординатой >Rb заменяют эквивалентной по усилию прямоугольной эпюрой напряжений высотой х и краевой ординатой Rb (х = 0,8хф; хф = 1,25х);
- растягивающие напряжения в арматуре в момент исчерпания сечением балки несущей способности принимают не более величины расчётного сопротивления арматуры на растяжение - Rs.
- сжимающие напряжения в арматуре в момент исчерпания сечением балки несущей способности принимают не более величины расчётного сопротивления арматуры на сжатие - Rsс ;
- расчёт на прочность производят в зависимости от соотношения значений фактической (х) и граничной (хR) высот сжатой зоны бетона или их относительных значений ξ = х / h0 и ξR = хR / h0, где h0 – рабочая высота сечения – расстояние от крайнего сжатого волокна бетона до центра тяжести растянутой арматуры.
Возможны два случая расчёта изгибаемых железобетонных элементов. Первый случай расчёта при х ≤ хR (ξ ≤ ξR) – разрушение элемента происходит по растянутой зоне. Второй случай расчёта при х > хR (ξ > ξR) – разрушение элемента происходит по сжатой зоне.
Для вычисления граничной относительной высоты сжатой зоны бетона ( ) находим h0 = h – a , где a = 0,1h (рис. 10).
Из условия совместности деформаций бетона и стали (из подобия треугольников эпюры деформаций) получим . Учитывая, что , имеем или .
Рисунок 7.1 – К определению граничной высоты сжатой зоны бетона
Разделив обе части уравнения на , получим или , отсюда .
При одновременном достижении предельных напряжений в арматуре и бетоне получим формулу для определения относительной граничной высоты сжатой зоны бетона:
,
где εs,el – относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных Rs, определяемая по формуле .
Значение модуля упругости арматуры Es принимают одинаковым при растяжении и сжатии и равными Es= 2,0∙105 мПа;
εb,ult – относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных Rb, принимаемая равной 0,0035.