ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

Введение -

1.Сущность железобетона

2.Области применения железобетона

3.Краткие исторические сведения о возникновении и развития железобетона

Часть первая. Сопротивление железобетона и элементы железобетонных конструкций

Глава I. Основные физико-механические свойства бетона, стальной арматуры и железобетона

§ 1.1. Бетон

§ 1.2. Арматура

§ 1.3. Железобетон

Глава II. Экспериментальные основы теории сопротивления железобетона и методы расчета железобетонных конструкций. § П.1. Экспериментальные данные о работе железобетонных элементов под нагрузкой

§ П.2. Развитие методов расчета сечений. § Н.Э. Метод расчета по предельным состояниям

§ II.4. Предварительные напряжения в арматуре и бетоне § II.5. Граничная высота сжатой зоны. Предельные проценты армирования

§ II.6. Напряжения в ненапрягаемой арматуре с условным пределом текучести при смешанном армировании

Глава 111. Изгибаемые элементы

§ III.1. Конструктивные особенности

§ П 1.2. Расчет прочности по нормальным сечениям элементов лю­бого профиля § III.3. Расчет прочности по нормальным сечениям элементов прямоугольного и таврового профиля

§ Ш.4. Расчет прочности элементов по нормальным сечениям при косом изгибе

§ III.5. Расчет прочности по нормальным сечениям элементов с несущей арматурой

§ III .6. Расчет прочности по наклонным сечениям

§ III.7. Условия прочности по наклонным сечениям на действие момента

§ III.8. Расчет по наклонным сечениям элементов с жесткой арматурой

Глава IV. Сжатые элементы

§ IV. 1, Конструктивные особенности сжатых

§ IV.2, Расчет элементов при случайных эксцентриситетах

§ IV.3. Расчет элементов любого симметричного сечения, внецентренно сжатых плоскости симметрии

§ IV.4. Расчет внецентренно сжатых элементов прямоугольного се­чения

§ IV.5. Расчет элементов таврового и двутаврового сечений.

§ IV.6. Расчет элементов кольцевого сечения

§ IV.7. Сжатые элементы, усиленные косвенным армированием

$ IV.8. Сжатые элементы с несущей арматурой

Глава V. Растянутые элементы

§ V.I. Конструктивные особенности

§ V.2. Расчет прочности центрально-растянутых элементов

§ V.3. Расчет прочности элементов симметричного сечения, внецентренно растянутых в плоскости симметрии

Глава VI. Элементы, подверженные изгибу с кручением

§ VI.1. Общие сведения

§ VI 2. Расчет элементов прямоугольного сечения

Глава VII. Трещиностойкость и перемещения железобетонных элементов

§ VII.1. Сопротивление образованию трещин центрально-растянутых элементов

§ VII.2. Сопротивление образованию трещин изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов § VII.3. Сопротивление раскрытию трещин. Общие положения расчета § VII.4. Сопротивление раскрытию трещин центрально растянутых элементов

§ VII,5, Сопротивление раскрытию трещин изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов

§ VII6 Перемещения железобетонных элементов $ VII.7. Учет влияния начальных трещин в бетоне сжатой зоны предварительно напряженных элементов .

Глава VIII. Сопротивление железобетона динамическим воздействиям

§ VIII.1. Колебания элементов конструкций

§ VIII. 2. Расчет элементов конструкций на динамические нагрузки

по предельным состояниям

Глава IX. Основы проектирования железобетонных элементов мини­мальной расчетной стоимости

§ IX. 1. Зависимости для определения стоимости железобетонных конструкций

§ IX.2. Проектирование железобетонных элементов и конструкций минимальной стоимости

Часть вторая. Железобетонные конструкции зданий и сооружений

Глава X. Общие принципы проектирования железобетонных конструк­ций зданий с учетом требований экономики строительства § X.I. Принципы компоновки железобетонных конструкций S X.2. Принципы проектирования сборных элементов

Глава XI. Конструкции плоских перекрытий

§ XI,|. Классификация плоских перекрытий

§ XI.2. Балочные панельные сборные перекрытия

| XI.3. Ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами £ XI.4. Ребристые монолитные перекрытия с плитами, опертыми по контуру

§ XI.S. Балочные сборно-монолитные перекрытия

§ XI.6. Безбалочные перекрытия

Глава XII. Железобетонные фундаменты

§ ХII.1. Общие сведения

§ XII.2. Отдельные фундаменты колонн

$ XII.3. Ленточные фундаменты

| XI1.4. Сплошные фундаменты

§ XIIю5. Фундаменты машин с динамическими нагрузками

Глава XIII. Конструкции одноэтажных промышленных зданий

§ ХИМ. Конструктивные схемы зданий

§ XIII,2. Расчет поперечной рамы

§ ХШ.З. Конструкции покрытий

§ XIII.4. Особенности конструкций одноэтажных каркасных зданий из монолитного железобетона

Глава XIV. Тонкостенные пространственные покрытия

§ XIV.1. Общие сведения

§ XIV.2. Конструктивные особенности тонкостенных пространственных покрытий

§ XIV.3. Покрытия с применением цилиндрических оболочек и призматических складок

§ XIV.4. Покрытия с оболочками положительной гауссовой кривиз­ны, прямоугольные в плане

§ XIV.5. Покрытия с оболочками отрицательной гауссовой кривизны, прямоугольные в плане

§ XIV.6. Купола

f XIV.7. Волнистые своды

§ XIV.8. Висячие покрытия

Глава XV. Конструкции многоэтажных каркасных и панельных зданий

§ XV. 1, Конструкции многоэтажных промышленных зданий

§ XV.2, Конструкции многоэтажных гражданских зданий

§ XV.3. Сведения о расчете многоэтажных рам

§ XV.4, Сведения о расчете многоэтажных каркасных и панельных зданий на горизонтальные нагрузки

Глава XVI. Конструкции инженерных сооружений

§ XVI.1. Инженерные сооружения промышленных и гражданских комплексов строительства

§ VXI.2. Цилиндрические резервуары

§ XVI.3. Прямоугольные резервуары

§ XVI.4. Водонапорные башни

§ XVI.5. Бункера

§ XVI.6. Силосы

§ XVI.7. Подпорные стены

§ XVI.8. Подземные каналы и тоннели

Глава XVII. Железобетонные конструкции,, возводимые и эксплуатируемые в особых условиях

§ XVII.1. Конструкции зданий, возводимых в сейсмических районах § XVII.2. Особенности конструктивных решений зданий, возводимых в районах с вечномерзлыми грунтами

§ XVII.3. Железобетонные конструкции, эксплуатируемые в усло­виях систематического воздействия высоких технологических тем-

§ XVII ,4. Железобетонные конструкции, эксплуатируемые в условиях воздействия низких отрицательных температур § XVII.5. Железобетонные конструкции, эксплуатируемые в условиях воздействия агрессивной среды

§ XVII.б. Реконструкция промышленных зданий

Глава XVIII. Проектирование железобетонных конструкций зданий

§ XVIII.1. Проектирование конструкций перекрытия каркасного здания (пример

§ XVIII.2. Проектирование конструкций поперечной рамы одно­этажного промышленного здания (пример 2)

Приложения

ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

ГЛАВА Х. Общие принципы проектирования железобетонных конструкций зданий с учетом требований экономики строительства

§ Х.1. Принципы компоновки железобетонных конструкций

1. Конструктивные схемы

Конструкции промышленных и гражданских зданий состоят из отдельных элементов, связанных в единую систему. Здание в целом должно надежно сопротивлять­ся деформированию в горизонтальном направлении от действия различных нагрузок и воздействий, т. е. должно обладать достаточной пространственной жесткостью. При загружении одного из элементов здания в работу вклю­чаются и другие элементы, происходит пространственная работа. Отдельные элементы зданий — плиты и балки пе­рекрытий, колонны, стены и др.— должны обладать проч­ностью и устойчивостью, достаточной жесткостью и трещиностойкостью и участвовать в общей работе здания. Учет пространственной работы зданий приводит к более экономичным конструкциям.

Конструктивные схемы зданий, удовлетворяющие из­ложенным требованиям, могут быть каркасными и па­нельными (бескаркасными), многоэтажными и одно­этажными. Каркас многоэтажного здания образуется из основных вертикальных и горизонтальных элементов — колонн и ригелей (рис. Х.1). В каркасном здании гори­зонтальные воздействия (ветер, сейсмика и т. п.) могут восприниматься совместно каркасом и вертикальными связевыми диафрагмами, соединенными перекрытиями в единую пространственную систему, или же только карка­сом, как рамной конструкцией, при отсутствии верти­кальных диафрагм. В многоэтажном панельном здании горизонтальные воздействия воспринимаются совместно поперечными и продольными стенами, также соединен­ными перекрытиями в пространственную систему. Каркас одноэтажного здания образуется из колонн, заделанных в фундамент, и ригелей, шарнирно или жестко соединен­ных с колоннами.

Железобетонные конструкции при всех возможных конструктивных схемах зданий должны быть индустри­альными и экономичными. Их проектируют так, чтобы максимально использова­лись машины и механизмы при изготовлении и монтаже зданий и сводились к мини­муму затраты ручного труда и строительных материалов. В наибольшей степени этим требованиям отвечают сбор­ные железобетонные конст­рукции заводского изготов­ления.

2. Деформационные швы

Рис. Х.1. Железобетонный кар­кас многоэтажного здания

С изменением температу­ры железобетонные конст­рукции деформируются — укорачиваются или удлиня­ются, а вследствие усадки бетона укорачиваются. При неравномерной осадке осно­вания части конструкций взаимно смещаются в верти­кальном направлении.

В большинстве случаев железобетонные конструкции представляют собой статически неопределимые системы, и поэтому от изменения температуры, усадки бетона, а также от неравномерной осадки фундаментов в них воз­никают дополнительные усилия, что может привести к по­явлению трещин или к разрушению части конструкции.

Чтобы уменьшить усилия от температуры и усадки, железобетонные конструкции делят по длине и ширине температурно-усадочными швами на отдельные части — деформационные блоки. Если расстояние между темпе­ратурно-усадочными швами при температуре выше минус 40 °С не превышает пределов, указанных в табл. Х.1, то конструкции без предварительного напряжения, а также предварительно напряженные, к трещиностойкости кото-рых предъявляются требования 3-й категории, на темпе­ратуру и усадку можно не рассчитывать.

-

Таблица Х.1. Наибольшие допустимые расстояния между температурно-усадочными швами в железобетонных конструкциях

Для железобетонных конструкций одноэтажных кар­касных зданий допускается увеличивать расстояния меж­ду температурно-усадочными швами на 20 % сверх зна­чений, указанных в таблице. Расстояния между темпе­ратурными швами, указанные в таблице, допустимы при расположении вертикальных связей каркасных зданий в середине деформационного блока. Если же связи распо­ложены по краям деформационного блока, то работа здания при температурно-усадочных деформациях при­ближается по характеру к работе сплошных конструкций.

Температурно-усадочные швы выполняются в надзем­ной части здания — от кровли до верха фундамента, раз­деляя при этом перекрытия и стены. Ширина темпера­турно-усадочных швов обычно составляет 2—3 см, она

Рис. Х.2. Деформационные швы

а — температурный шов на парных колоннах; б — осадочный шов на парных колоннах; в — осадочный шов с вкладным пролетом

уточняется расчетом в зависимости от длины температур­ного блока и температурного перепада. Наиболее четкий температурно-усадочный шов конструкции здания созда­ется устройством парных колонн и парных балок по ним (рис. Х.2, а).

Осадочные швы устраивают между частями зданий разной высоты или в зданиях, возводимых на участке с разнородными грунтами; такими швами делят и фунда­менты (рис. Х.2, б). Осадочные швы можно устраивать также с помощью вкладного пролета из плит и балок (рис. Х.2,в). Осадочный шов служит одновременно и температурно-усадочным швом здания.

§ Х.2. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1. Типизация сборных элементов

Производство сборных железобетонных элементов на­иболее эффективно в том случае, когда на заводе изго­товляют серии однотипных элементов. Технологический процесс при этом совершенствуется, снижается трудоем­кость изготовления и стоимость изделий, улучшается их качество. Отсюда вытекает важнейшее требование, что­бы число типов элементов в здании было ограниченным, а применение их — массовым (для возможно большего числа зданий различного назначения).

С этой целью типизируют элементы, т. е. для каждо­го конструктивного элемента здания отбирают наиболее рациональный, проверенный на практике, тип конструк­ции с наилучшими по сравнению с другими решениями технико-экономическими показателями (расход материа­лов, масса, трудоемкость изготовления и монтажа, стои­мость). Выбранный таким образом тип элемента прини­мается для массового заводского изготовления.

Опыт типизации показывает, что для изгибаемых элементов, например панелей перекрытий, целесообраз­но при изменении длины элемента или нагрузки, дейст­вующей на элемент, сохранять размеры поперечного се­чения, увеличивая лишь сечение арматуры. Для балок покрытий, длина которых и значения нагрузок меняются в большом диапазоне, рекомендуется менять и размеры сечения и армирование. Для колонн многоэтажных граж­данских зданий (а в ряде случаев и промышленных) следует сохранять неизменными размеры поперечных сече­ний и изменять по этажам здания лишь сечение армату­ры и в необходимых случаях класс бетона. При этом, несмотря на некоторый излишний расход бетона в ко­лоннах верхних этажей, общая Стоимость конструкции снижается благодаря многократному использованию форм, унификации арматурных каркасов. Кроме того, при постоянных размерах сечения колонн по этажам со­блюдается однотипность балок перекрытий, опирающих­ся на колонны.

В результате работы по типизации составлены ката­логи сборных железобетонных элементов, которыми ру­ководствуются при проектировании различных зданий. По мере развития техники и накопления опыта типовые элементы совершенствуются, создаются новые, более эф­фективные, поэтому каталоги время от времени обнов­ляются.

2. Унификация размеров и конструктивных схем зданий

Чтобы одни и те же типовые элементы можно было широко применять в различных зданиях, расстояния между колоннами в плане (сетка колонн) и высоты эта­жей унифицируют, т. е. приводят к ограниченному числу размеров.

Основой унификации размеров служит единая мо­дульная система, предусматривающая градацию разме­ров на базе модуля 100 мм или укрупненного модуля, кратного 100 мм.

Для одноэтажных промышленных зданий с мостовы­ми кранами расстояние между разбивочными осями в продольном направлении (шаг колонн) принято равным 6 или 12 м, а между разбивочными осями в поперечном направлении это расстояние (пролеты здания) принято кратным укрупненному модулю 6 м, т. е. 18, 24, 30 м и т. д. (рис. Х.З, а). Высота от пола до низа основной несу­щей конструкции принята кратной модулю 1,2 м, напри­мер 10,8; 12 м и т. д. до 18 м.

Для многоэтажных промышленных зданий принята унифицированная сетка колонн 9x6, 12x6 м под вре­менные нормативные нагрузки на перекрытия 5, 10 и 15 кН/м² и сетка колонн 6x6 м под временные норма­тивные нагрузки 10, 15, 20 кН/м²; высоты этажей принимают кратными укрупненному модулю 1,2 м, например 3,6; 4,8; 6 м (рис. Х.З,б).

-

Рис. Х.З. Унифицирован­ные размеры промыш­ленных зданий

Рис. Х.4. Номинальные и конструктивные раз­меры сборных элементов

а — панелей; б — риге­лей

В гражданских зданиях укрупненным модулем для сетки осей принят размер 600 мм. Расстояние между осями сетки в продольном и поперечном направлениях назначают от 3 до 6,6 м. Высоты этажей, кратные моду­лю 300 мм,— от 3 до 4,8 м.

На основе унифицированных размеров оказалось воз­можным все многообразие объемно-планировочных реше­ний зданий свести к ограниченному числу унифициро­ванных конструктивных схем, т. е. схем, где решение каркаса здания и его узлов однотипно. Все это позволи­ло создать типовые проекты зданий для массового при­менения в строительстве.

Чтобы взаимоувязать размеры типовых элементов зданий, предусмотрены три категории размеров: номи­нальные, конструктивные и натурные. Номинальные

размеры элемента — расстояния между разбивочными осями здания в плане. Например, плита покрытия при шаге колонн 6 м имеет номинальную длину 6 м. Конст­руктивные размеры элемента отличаются от номиналь­ных на величину швов и зазоров. Например, плита по­крытия при номинальной длине 6000 мм имеет конструк­тивный размер 5970 мм, т. е. зазор составляет 30 мм (рис. Х.4). Величина зазоров зависит от условий и мето­дов монтажа и должна допускать удобную сборку эле­ментов и в необходимых случаях заливку швов раство­ром. В последнем случае величина зазора принимается не менее 30 мм. Натурные размеры элемента — фактические размеры, которые в зависимости от точности изготовле­ния могут отличаться от конструктивных размеров на не­которую величину, называемую допуском (3—10 мм). Конструктивные размеры элементов назначают с учетом необходимых зазоров в швах и стыках, а также с учетом нормированных допусков.