- •10. Классификация алюминиевых сплавов
- •12. Нормирование сталей
- •13. Влияние наклёпа на механические характеристики стали
- •14.Влияние температуры на механические характеристики стали
- •15. Работа стали при повторных нагрузках
- •16. Концентрация напряжений в металлических конструкциях
- •41. Расчёт сварных соединений с угловыми швами на осевое усилие
- •17. Среда, виды коррозии, способы защиты стали от коррозии
- •18. Группы и виды предельных состояний
- •28. Проверка прочности изгибаемых элементов по приведенным напряжениям
- •29. Общая устойчивость плоской формы изгиба элемента. Условие устойчивости
- •30. Потеря устойчивости центрально-сжатого стержня: формы потери устойчивости, расчетная длина, гибкость стержня
- •31. Проверка устойчивости центрально-сжатых стержней
- •33. Формула проверки устойчивости внецентренно-сжатых стержней в плоскости изгибающего момента
- •34. Влияние гибкости , относительного эксцентриситета, формы сечения на устойчивость внецентренно - сжатого элемента
- •35. Сортамент листовой стали
- •36. Сортамент профильного проката.
- •37. Виды сварных соединений и швов
- •38. Сварные соединения стыковыми швами: конструкции, особенности работы, расчёт на осевое усилие, изгибающий момент
- •39. Сварные соединения с косыми стыковыми швами расчёт на осевое усилие.
- •40. Соеденение угловыми швами: конструирование, особенности работы
- •42. Болтовые соединения: область применения, виды болтов
- •43. Расчёт соединения на обычных болтах на сдвигающее усилие и растяжение.
- •44. Особенности работы и расчёта фрикционных соединений на высокопрочных болтах.
- •45. Балки, балочные конструкции: область применения, классификация по статической схеме, типам сечений, способам соединения элементов.
- •96. Изгиб с осевым растяжением
- •82. Защита древесины от возгорания.
- •83. Защита древесины от насекомых-вредителей.
- •84. Особенности применения элементов дк в зданиях с химически агрессивной средой.
- •85. Физические свойства древесины.
- •86. Механические свойства древесины.
- •87. Влияние угла между направлением усилия и направлением волокон на расчетное сопротивление древесины сжатию.
- •88. Влияние влажности на механические свойства древесины.
- •89. Влияние температуры и пороков древесины на механические свойства древесины.
- •90. Работа древесины при различных силовых воздействиях и ее расчетные сопротивления.
- •100. Нагельные соединения деревянных конструкций их расчет
- •101. Гвоздевые соединения деревянных конструкций их расчет
- •102. Клеевые соединения, основные требования
- •103. Виды балок в деревянных конструкциях. Их конструктивные особенности и расчет
- •104. Фермы в деревянных конструкциях. Их конструктивные особенности
- •105.Деревянные стойки. Особенности расчета и конструирования
- •106. Конструкции покрытий зданий из древесины
- •107. Настилы кровель их конструктивные и расчетные схемы.
- •108. Прогоны их конструктивные и расчетные схемы. Особенности расчета
- •119. Объемные деформации
- •109. Общие сведения о железобетонных конструкциях в кратком историческом обзоре.
- •110. Сущность железобетона его преимущества и недостатки.
- •111. Сущность железобетона, виды железобетонных конструкций и области применения.
- •112. Сущность железобетона и перспектива его развития.
- •118. Виды деформаций
- •113.Классификация бетона и области его применения.
- •114.Структура бетона и общие сведения о механизме сопротивления бетона
- •115. Прочностные характеристики бетона.
- •116. Проектные классы и марки бетона
- •117. Нормативные и расчетные сопротивления бетона.
- •79. Достоинства и недостатки древесины как строительного материала
- •80. Сортамент пиломатериалов
- •8 1 . З ащита древесины от гниения
- •120. Деформации при длительном действии нагрузки
- •121. Деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой.
- •122. Деформации бетона при многократно повторном действии нагрузки
- •123. Назначение арматуры
- •124. Виды арматуры
- •125. Механические характеристики арматурных сталей
- •128. Классификация арматуры
- •129. Соединения арматуры
- •130. Арматурные изделия
- •131. Сцепление арматуры с бетоном и методы увеличения сцепления при анкеровке арматуры
- •132. Защитный слой бетона и конструктивные требования при установке арматуры
- •133. Коррозия железобетона и меры защиты
- •134. Общие сведения о предварительно напряженном железобетоне, его преимущества и недостатки
- •135. Сущность предварительно напряженного железобетона
- •145. Расчет прочности внецентренно-сжатых элементов со случайным эксцентриситетом.
- •146. Расчет прочности на местное действие нагрузки(смятие)
- •147. Конструктивные особенности растянутых элементов и их армирование.
- •148. Расчет прочности центрально-растянутых элементов
- •98. Лобовые врубки
- •149. Расчет прочности внецентренно-растянутых элементов с большими эксцентриситетами
- •150. Расчет прочности внецентренно-растянутых элементов с малыми эксцентриситетами
- •151. Принцип расчета ж.Б. Элементов по 2й группе предельных состояний.
- •55. Расчёт укрупнительного стыка составной балки на сварке
- •92. Растяжение вдоль волокон
- •56. Расчёт укрупнительного стыка на высокопрочных болтах
- •57. Центрально сжатые колонны:общая хар-ка, типы колонн и сечений, обоснование расчётной схемы.
- •59. Обеспечение местной устойчивости элементов сечения центрально сжатой колонны
- •60. Конструкция и особенность работы сквозных колонн.
- •61. Подбор и проверка сечений сквозной центрально-сжатой колонны
- •62. Типы сопряжений балок с колоннами
- •91. Расчет центрально растянутых элементов деревянных конструкций
- •93. Сжатие вдоль волокон
- •95. Поперечный изгиб
- •97. Изгиб с осевым сжатием
- •99. Лобовые упоры
- •126. Деформативные характеристики арматурных сталей
- •11. Расчётные и нормативные характеристики стали
- •126. Деформативные характеристики арматурных сталей
- •11. Расчётные и нормативные характеристики стали
135. Сущность предварительно напряженного железобетона
Предварительно напряженными называют такие ж/б конструкции, в которых до приложения нагрузок в процессе изготовления искусственно создаются значительные сжимающие напряжения в бетоне пyтем натяжения высокопрочной арматуры. Сжимающие напряжения создаются в тех зонах бетона, которые впоследствии под воздействием нагрузок испытывают растяжение. Сущность предв. напряженного ж/б в экономическом эффекте, благодаря применению высокопрочн. арматуры. Высокая трещиностойкость повышает его жесткость, сопротивление динам. нагрузкам, коррозионную стойкость, долговечность.
136. 1) Механический способ. Сущность его заключается в том, что необходимое относительное удлинение арматуры (Ɛsp,0 = ∆l/l0), соответствующее заданному контролируемому напряжению в ней δ0,max?получают вытяжкой арматурного элемента натяжными механизмами (гидравлические и винтовые домкраты, грузовые устройства с системой блоков, рычагов и оттяжек, лебедки с полиспастами и динамометрами, динамометрические ключи, разнообразные намоточные машины - при непрерывном армировании) посредством технологических (для временного закрепления арматуры в натяжных механизмах) или комбинированных (конструктивных и технологических) зажимов.
Электротермический способ, заключающийся в том, что необходимое относительное удлинение напрягаемой арматуры Ɛsp,01 соответствующее начальному контролируемому напряжению δ0,max получают электрическим нагревом арматуры до соответствующей температуры (но не более критической) с последующей фиксацией ее на упорах заданной длины, соответствующей требуемому удлинению для создания напряжения после ее остывания. Комбинированный способ, представляющий собой совокупность электротермического и механического способов натяжения арматуры. Физико-химический способ, позволяющий осуществлять натяжение арматуры, располагаемой в конструк и имеющей обеспеченное сцепление с бетономции, за счет энергии расширения напрягающего бетона в процессе твердения. В массовом строительстве при изготовлении сборных элементов по поточно-агрегатной технологии наиболее распространен электротермический способ предварительного напряжения конструкций.
137. Педварительно напряжение конструкции с использованием арматурных элементов может быть выполнено, главным образом, тремя основными методами: при предварительном напряжении арматуры на упоры; при натяжении арматуры на затвердевший бетон; посредством физико-химического натяжения (самонапряжения) при связанном расширении специальных (напрягающих) бетонов.
При выполнении предварительного напряжения конструкции по первому методу (с натяжением на упоры) технологические операции выполняют в следующей последовательности.
Напрягаемую арматуру до бетонирования заводят в форму или упоры стенда, один конец стержня закрепляют на неподвижном упоре, а другой натягивают с применением, например, домкрата или другого устройства до получения величины заданного начального контролируемого напряжения. Величину напряжения в арматуре оценивают по достигнутому удлинению в процессе ее натяжения. Напрягаемый стержень фиксируют при помощи технологических анкеров и выполняют бетонирование конструкции. Арматура, которая до этого была натянута и удерживалась при помощи технологических захватов на упорах, стремится возвратиться в начальное (ненапряженное) состояние. При натяжении арматуры на бетон, предварительно изготавливают армированный либо бетонный элемент, а затем, после достижения бетоном требуемой передаточной прочности, выполняют его обжатие. В этом случае напрягаемую арматуру заводят в каналы или пазы, оставляемые при бетонировании элемента, и натяжение осуществляют на бетон при помощи специальных домкратов двойного действия. Диаметр канала или паза в бетоне должен превышать диаметр арматуры на 5..15 мм. Сцепление арматуры с бетоном создают при последующем инъецировании каналов. В этом случае имеют место предварительно напряженные конструкции без сцепления арматуры с бетоном.
138. Усилие предварительного напряжения не остается постоянным во времени в результате потерь, начинающихся практически с момента натяжения арматурных элементов и развивающихся в течение всего периода эксплуатации конструкции. Интенсивность потерь предварительного напряжения является максимальной в начальный период после передачи усилия обжатия.
Можно условно выделить две группы потерь предварительного напряжения в зависимости от этапов его создания в конструкции:
Группа А - П, происходящие в процессе изготовления конструкции и обусловленные, главным образом, технологией натяжения арматурных элементов; Группа В - П, обусловленные, главным образом, с реологическими свойствами материалов, происходящие после передачи усилия обжатия и развивающиеся во времени в процессе эксплуатации конструкции. В общем случае рассматривают два вида первых потерь, которые проявляются при изготовлении конструкции: -потери (П), обусловленные трением:
а) П от внутреннего трения в натяжных устройствах; б) П от трения в технологических захватах и об огибающие приспособления;
в) П от трения в бетонных каналах при натяжении арматуры на бетон; -технологические потери при натяжении арматуры на упоры:
г) П от проскальзывания арматуры в технологических захватах;
д) П от частичной релаксации напрягаемой арматуры;
е) П, вызванные температурными перепадами; ж) П, связанные с деформациями стальных форм или упоров. Вторые П, развивающиеся после передачи усилия обжатия:
-кратковременные П; з) П от проскальзывания арматуры в анкерах (при натяжении на бетон); и) П, обусловленные упругими деформациями бетона; к) П от длительной релаксации напрягаемой арматуры; л) П от усадки бетона; м) П от ползучести бетона;
н) П от длительных деформаций стыковых соединения (например, в предварительно напряженных конструкциях, составленных из отдельных блоков), обмятая бетона под витками спиральной арматуры.
139. Изгибаемые железобетонные изделия применяются в виде плит и балок. Плитами называются ЖБИ, имеющие небольшую толщину по сравнению с двумя другими размерами. Балки — это линейные элементы, поперечные размеры которых значительно меньше длины.
Плиты и балки могут быть или самостоятельными ЖБИ, или входить в состав ребристого перекрытия. Они могут быть однопролетными или многопролетными, сборными или монолитными.
В однопролетной свободно опертой плите, загруженной равномерно распределенной нагрузкой, эпюра изгибающих моментов однозначна и вызывает растяжение внизу, поэтому вся рабочая арматура располагается в нижней растянутой зоне конструкции. Плиты являются простейшими железобетонными изделиями и в сочетании с железобетонными балками образуют структуру железобетонных перекрытий, и других более сложных составных частей строений.
Балки являются несущими элементами для железобетонных плит и служат их опорами: они являются основой железобетонных перекрытий, образуя систему пересекающихся балок, которая носит название балочной клетки.
Действующая напряженная арматура балок располагается в растянутой зоне, следуя в основном за эпюрой изгибающих моментов. В балках, наряду с продольной рабочей растянутой арматурой, имеется поперечная арматура, в виде вертикальных (поперечных) стержней — при армировании сварными каркасами или в виде хомутов — при армировании отдельными стержнями.
140. Расчет по прочности элементов железобетонных конструкций должен производиться для сечений, нормальных и наклонных к их продольной оси. При необходимости должен производиться расчет на местное смятие.
Предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси элемента, следует определять исходя из следующих предпосылок:
сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;
сопротивление бетона сжатию представляется напряжениями, равными Rb, равномерно распределенными по сжатой зоне бетона;
растягивающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопротивления растяжению Rs; сжимающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопрот. сжатию Rsc.
Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных к указанной плоскости граней элемента, следует производить в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона ξ = x/ho, определяемой из соответствующих условий равновесия, и значением относительной высоты сжатой зоны бетона при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению Rs, с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры
Значение xR определяется по формуле xR =ω/(1+σsR/400*(1-ω/1.1)), где ω = a - b Rb ; a = 0,8; b = 0,008; Rb — принимается в МПа. σsR — напряжение в арматуре, МПа, Rs — расчетное сопротивление арматуры растяжению с учетом соответствующих коэффициентов условий При этом xR должно быть не более 0,6.
141. К сжатым элементам относятся колонны зданий, стойки эстакад, элементы ферм, арок и т. п. Они бывают сборными и монолитными, с ненапрягаемой и предварительно напряженной арматурой.
Рис. 13.1. Сжатые элементы
Железобетонные элементы могут быть сжаты внешними продольными силами центрально, т. е. вдоль оси элемента (рис. 1, а ), и внецентренно, если продольная сжимающая сила приложена с фиксированным эксцентриситетом e0i (рис. 1, б), или при совместном действии центральной сжимающей силы и изгибающего момента (рис. 1, в). . К центрально-сжатым элементам условно относят промежуточные колонны в зданиях и сооружениях, верхние пояса ферм с узловой нагрузкой, элементы решетки ферм и т. п. В условиях внецентренного сжатия находятся колонны одноэтажных производственных зданий с крановой нагрузкой (рис. 1, б), а также крайние колонны, стены подземных резервуаров, воспринимающие давления грунта или воды (рис. 1, в), стойки лотковых каналов, акведуков, водосбросов, элементы рамных конструкций и т. д.
В реальных условиях центральное сжатие в чистом виде не наблюдается, так как элементы всегда имеют небольшие конструктивные или случайные эксцентриситеты и, следовательно, происходит их внецентренное сжатие. Причиной возникновения случайного эксцентриситета могут быть: начальное искривление элемента, неточная укладка арматуры, неоднородность свойств бетона по сечению (особенно при бетонировании элемента в горизонтальном положении), отклонения фактических размеров от проектных.
143. Усилие сечения что ближе к арматуре воспринимается самой арматурой и бетоном. Разрушение начинается с достижением в арматуре напряжений равных условию предельной текучести. Другая часть сечения которая наиболее удалена от силы- растянута и имеет трещины расположенные нормально к продольной оси элемента, растягивая усилия арматурой. ξ = х/h0≤ξR
Положение границы зоны определяются: N=Rb*Abs+Rs*A’-Rs*As
Условие несущей способности элемента устанавливается из сопоставления изгибающего момента: M=N*e, От действия величины расчётных нагрузок суммирования моментов указанных внутренних сил взятых относительно оси нормальной плоскости действия изгибающих моментов N*e≤Rb*Abs*z+Rbc*A’*zs
144. Разрушение элемента происходит вследствии предельного сопротивления в бетоне и арматуре в части сечения располагающейся ближе к силе: ξ = х/h0≥ξR . h0=h-a
Если выполняется условие ξ = х/h0≥ξR и бетон выше чем В30 и не напрягаемая арматура не выше чем А3,высоту сжатой зоны определяем из условия N=Rb*Abc+Rsc*As’-δs*As
,δs=(2*(1-ξ)/(1-ξR))*Rs
Гибкий внецентренно сжатый элемент под влиянием момента прогибается следовательно е увеличивается, при этом возрастает изгибающий момент и разрушение происходит при меньшей силе N. Гибкость учитывается введением коэфф. ŋ=1/1-(N/Nor); Nor=(6.4*Eb/l02)*[I/φc*(0.11/((0.01+ +δc/φp)+0.1)+αIs].I-момент инерции бетона, Is-момент инерции арматуры, α=Es/Eb, φc-коэф. учитывающий длительность действия нагрузки.