- •1. Общие сведения о зданиях
- •1.1. Здания и сооружения, их классификация
- •1.2. Стандартизация, типизация и унификация, модульная система
- •1.3. Предельные состояния строительных конструкций
- •2. Основы строительной физики
- •2.1. Требования к освещенности и способы освещения помещений
- •2.2. Борьба с шумом и вибрациями
- •2.3. Строительная теплотехника
- •3. Объемно-планировочные решения зданий
- •3.1. Производственно-технологическая схема – основа объемно-планировочных решений
- •3.2. Планировка промышленных зданий
- •3.3. Технико-экономическая оценка зданий
- •4.Архитектурная композиция промышленных зданий
- •4.1. Приемы и средства архитектурной композиции
- •4.2. Архитектура интерьеров промышленных зданий
- •4.3. Повышение технического уровня промышленных зданий
- •5. Каркасы промышленных зданий
- •5.1. Одно- и многоэтажные промышленные здания
- •5.2. Каркасы из железобетона
- •5.3. Металлические каркасы
- •5.4. Каркасы из дерева
- •6. Стены, окна и фонари
- •6.1. Требования к ограждающим конструкциям и их классификация
- •6.2. Стены из кирпича, бетона и облегченных конструкций
- •6.3. Заполнения оконных проемов
- •6.4. Световые и светоаэрационные фонари
- •7. Ограждающие конструкции покрытий
- •7.1. Основные виды ограждающих конструкций покрытия
- •7.2. Покрытия по прогонам
- •7.3. Покрытия без прогонов
- •7.4. Кровли
- •7.5. Способы водоотвода и меры по уменьшению снегоотложений
- •8. Полы промышленных зданий
- •8.1. Требования к полам
- •8.2. Конструктивные элементы пола
- •8.3. Полы со сплошными покрытиями
- •8.4. Полы с покрытиями из штучных, рулонных и листовых материалов
- •9. Общие сведения о железобетонных конструкциях
- •9.1. Принципы конструирования
- •9.2. Классификация и расчетные сопротивления бетона и арматуры
- •9.3. Особенности предварительно напряженных конструкций
- •10. Изгибаемые железобетонные элементы
- •10.1. Конструктивные особенности
- •10.2. Расчет прочности по нормальным сечениям
- •10.3. Расчет прочности по наклонным сечениям
- •11. Сжатые железобетонные элементы
- •11.1. Типы элементов и их конструктивные особенности
- •11.2. Расчет прочности в плоскости симметрии сечения
- •11.3. Конструкция и расчет колонн и фундаментов
- •12. Расчет железобетонных элементов по предельному состоянию 2-ой группы
- •12.1. Расчет по образованию нормальных трещин
- •12.2. Расчет по раскрытию нормальных трещин
- •12.3. Расчет по деформациям (прогиб балки)
- •13. Общие сведения о металлических конструкциях
- •13.1. Типы элементов, конструктивные особенности и свойства материала
- •13.2. Соединения элементов конструкций
- •13.3. Расчет сварных соединений
- •14. Металлические балки, фермы, рамы и колонны
- •14.1. Балочная клетка, расчет прокатных балок
- •14.2. Расчет и конструирование ферм и рам
- •14.3. Расчет колонн с учетом продольного изгиба
- •15. Каменные и армокаменные конструкции
- •15.1. Расчетные сопротивления кладки
- •15.2. Расчет по несущей способности
- •15.3. Конструктивные схемы каменных зданий
- •16. Конструкции из дерева и пластмасс
- •16.1. Общие сведения о деревянных конструкциях
- •16.2. Несущие конструкции в зданиях автотранспортных предприятий
- •16.3. Соединение элементов деревянных конструкций
- •16.4. Конструкции с применением пластмасс
10.2. Расчет прочности по нормальным сечениям
Расчет прочности по нормальным сечениям (1-й группе предельного состояния) рассматривается для прямоугольного сечения и таврового сечения с арматурой в сжатой зоне. При этом основным является расчет прямоугольного сечения, к которому приводятся остальные виды расчета.
Расчет прямоугольного сечения изгибаемого железобетонного элемента (рис. 15) выполняется по формулам
M < = R_b * b *x * ( h_0 - x / 2), (18)
R_s * A_s = R_b * b * x, (19)
x = (R_s * A_s) / (R_b * b), (20)
cy = x / h_0 = my * ny, (21)
M = al_0 * R_b * b * h_0 * h_0, (22)
M = iy * R_s * A_s * h_0, (23)
al_0 = cy * (1 - 0.5 * cy), (24)
iy = 1 - 0.5 * cy, (25)
где M – расчетный изгибающий момент;
b – ширина прямоугольного сечения;
h_0 – расчетная высота прямоугольного сечения ( h_0 = h - a ), т. е. высота без расстояния от низа сечения до центра растянутой арматуры;
R_b – расчетное сопротивление бетона на сжатие;
R_s – расчетное сопротивление арматуры на растяжение;
x – высота сжатой зоны бетона;
cy = x / h_0 – относительная высота сжатой зоны бетона;
my = R_s / R_b – отношение расчетных сопротивлений арматуры к бетону;
A_s – сечение растянутой арматуры;
ny = A_s / (b * h_0) – отношение сечение растянутой арматуры к расчетному сечению бетона ( коэффициент армирования);
al_0 и iy – вспомогательные расчетные переменные.
Рис. 15. Расчетная схема ж/б изгибаемого элемента прямоугольного сечения
Относительная высота сжатой зоны бетона (cy) должна быть меньше или равна коэффициенту граничной высоты сжатой зоны бетона (cy_R)
cy < = cy_R. (26)
cy_R определяется по эмпирической формуле
cy_R = om / (1 + k * (1 - om / 1.1)), (27)
где om – параметр граничной высоты сжатой зоны бетона (для тяжелого бетона om = 0.85 - 0.008*R_b);
k – параметр отношения напряжений в арматуре (для арматуры с площадкой текучести, т. е. классов A-I, A-II, A-III, k = R_s / 400).
В соответствие с приведенными зависимостями решаются три типа задач.
1. Дано: M, b, h_0, R_b, R_s. Найти: A_s.
Решение: по формуле (22) определяется al_0; по формулам (24) и (25) или таблице находятся cy и iy (выполняется проверка cy < = cy_R); по формуле (23) вычисляется искомая площадь арматуры A_s.
2. Дано: M, b, R_b, R_s, ny. Найти: h_0.
Решение: по формуле (21) определяется cy (выполняется проверка cy <= cy_R), по формуле (24) вычисляется al_0 и по формуле (22) – искомое значение h_0.
3. Дано: R_b, R_s, b, h_0, A_s. Найти: M.
Решение: по формуле (20) определяется x и по формуле (18) – M.
Расчет изгибаемого элемента с тавровым сечением и арматурой в сжатой зоне (рис. 16) производится путем определения внутреннего момента полки и сжатой арматуры и приведения к прямоугольному сечению полки или стенки сравнением внешнего момента с внутренним.
Рис. 16. Расчетная схема ж/б изгибаемого элемента с тавровым сечением и арматурой в сжатой зоне
Внутренний момент полки и сжатой арматуры (M_bs1) определяется с помощью выражения
M_bs1 = R_b*b_f1*h_f1*(h_0 - h_f1/2) + R_sc*A_sc*(h_0 - a_1), (28) где b_f1, h_f1 – ширина и высота полки;
R_sc – расчетное сопротивление арматуры на сжатие;
A_sc – площадь сжатой арматуры;
a_1 – расстояние от верха сечения до центра сжатой арматуры.
При M < = M_bs1 (сжатая зона бетона находится внутри полки) ширина расчетного прямоугольного сечения равна ширине полки (b = b_f1). Расчет прямоугольного сечения выполняется для внешнего момента без момента сжатой арматуры, т. е. M - R_sc*A_sc*(h_0 - a_1).
При M > M_bs1 (сжатая зона бетона находится ниже полки) ширина расчетного прямоугольного сечения равна ширине стенки (b). Расчет прямоугольного сечения производится для внешнего момента без момента сжатой арматуры и свесов полки, т. е. M - R_sc*A_sc*(h_0 - a_1) - R_b*(b_f1 - b)*h_f1*(h_0 - h_f1/2).
При значительной ширине полки в расчете участвует только часть ее свеса: при h_f1 > = 0.1*h принимается свес не более 6*h_f1; при 0.05*h < = h_f1 < 0.1*h – не более 3*h_f1; при h_f1 < 0.05 свесы полки в расчет не вводятся.