6.Структуры расчетных формул по 1-ой и 2-ой группам предельных состояний.

При возведении зданий и сооружений необходимо стремиться к созданию экономичных и надежных стро­ительных конструкций. Это требование будет выполнено в том случае, если усилия и напряжения, возникающие в рассчитываемых сечениях строительных конструкций, а также их деформации или перемещения будут близки к установленным предельным значениям, но не превысят их. Если усилия и деформации окажутся значительно меньше предельных, значит выбранные геометрические размеры сечения больше требуемых, что приведет к пе­рерасходу материала и увеличению объемов строительных работ, т. е. к удорожанию конструкции. С другой сторо­ны, если усилия и деформации превысят предельные зна­чения, возможно либо разрушение, либо конструкция перестанет удовлетворять требованиям нормальной экс­плуатации.

Таким образом, условие I группы предельных состоя­ний в общем виде можно записать так:

N(p_n ,γ_f.,γ_n ) =<F_u(R_n, А,у_т, y_g,γ_C).

где N— усилие в сечении от наиболее невыгодного сочетания нагру­зок (нормальная сила, изгибающий момент и т. д.), зависящее от метода расчета, коэффициентов надежности по нагрузке и назначе­нию сооружения; F_u—наименьшая несущая способность сечения, определяемая нормативным сопротивлением материала, геометриче­скими размерами сечения, коэффициентами надежности по материа­лу и грунту и коэффициентами условий работы.

При расчете по II группе предельных состояний об­щая расчетная формула имеет вид:

f=<fu.

здесь f — расчетная величина деформации или перемещения с уче­том в некоторых случаях пластических свойств материалов и дли­тельности действия нагрузки; f_u—соответствующая предельная величина, установленная нормами и гарантирующая нормальную экс­плуатацию.

Железобетонные и каменные конструкции при расче­тах по II группе проверяют по образованию и раскры­тию трещин.В первом случае расчетная формула примет вид

N_Crc=< N_Crc,_u

где N_Crc — усилие, действующее в сечении; N_Crc,_u — усилие трещинообразовения сечения.При расчетах по раскрытию трещин

а_сrс=< а_crc,u

здесь а_crc — ширина раскрытия трещин; а_crc,u— предельно допусти­мая ширина раскрытия трещин.

7.Виды бетонов для строительных конструкций.

Бетон для железобетонных конструкций должен обладать необходимой прочностью, хорошим сцеплением с арматурой, достаточной плотно­стью для защиты арматуры от коррозии. В зависимости от требований к морозостойкости, жаростойкости при длительном воздействии высоких температур, коррози­онной стойкости при агрессивном воздействии среды, во­донепроницаемости и др бетоны классифицируют по структуре, плотности, виду вяжущего и заполнителя, зерновому составу заполнителя, условиям твердения и др. По структуре бетоны бывают: плотные, у которых пространство между зернами заполнителя (крупного или мелкого) занято затвердевшим вяжущим. Такие бетоны используют для несущих и ограждающих конструкций, а также для конструкций, к которым предъявляют тре­бования повышенной водонепроницаемости и морозо­стойкости; крупнопористые (малопесчаные и беспесча­ные), у которых пространство между зернами крупного заполнителя не полностью занято мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим. Эти бетоны следует исполь­зовать только для конструкций, воспринимающих сжи­мающие усилия; поризованные, когда пространство меж­ду зернами заполнителя занято затвердевшим вяжущим, поризованным специальными пено- и газообразующими добавками. Такие бетоны используют только для ограж­дающих конструкций; ячеистые, у которых поры искус­ственно создаются с помощью специальной смеси вяжущего (цемента, извести или шлака)г и кремнеземистой добавки. Их применяют для ограждающих конструкций и в качестве теплоизоляции.

По плотности бетоны подразделяют на особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/м³, которые используютв конструкциях для защиты от излучений; тяжелые с плотностью более 2200 и до 2500 кг/м³, применяемые во всех несущих конструкциях; облегченные с плотностьюболее 1800 и до2200кг/м³, используемые преимущест­венно в несущих конструкциях; легкие с плотностью бо­лее 500 и до 1800 кг/м³. Они работают преимущественно в ограждающих (при плотности до 1600 кг/м³) и несу­щих конструкциях (при плотности более 1200 кг/м³);особо легкие с плотностью до 500 кг/м³, применяемыев качестве изоляции.

По виду вяжущего бетоны бывают: цементные, при­годные для всех конструкций; силикатные (на известковом вяжущем), используемые только для сборных конструкций; гипсовые (гипсобетон), предназначаемые для внутренних ограждающих конструкций; на специальных вяжущих (органических и неорганических, например полимербетон). Их используют, если предъявляются особые требования по жаростойкости, химической стойкости и др. По зерновому составу заполнителя . бетоны могут быть крупнозернистые (с крупным и мелким заполнителем), мелкозернистые (только с мелкими заполнителем) и применяться в несущих конструкциях при дефиците крупного заполнителя, а также для заполнения швов и защиты oт коррозии закладных дета лей. По условиям твердения бетон может быть: естественного твердения (для монолитных конструкций в летних условиях твердения); подвергшийся тепловой обра­ботке при атмосферном давлении (при заводском изготовлении конструкций, а также при зимнем изготов­лении монолитных конструкций); после автоклавной обработки (для конструкций из силикатных, ячеистых и мелкозернистых бетонов при заводской технологии).

Из приведенной классификации видно, что разнооб­разие бетонов огромно. Более того, использование новых (искусственных и естественных) заполнителей и вяжу­щих, удовлетворяющих специальным требованиям, поз­воляет создавать конструкции, работающие в особых условиях повышенных температур, водонасыщения, кис­лотных воздействий, повышенной радиации и

температур, подвергающиеся ударным, вибрационным и другим воздействиям. Использование в бетонах в ка­честве заполнителей и добавок к вяжущему отходов ря­да производств, в частности металлургического, золы ТЭС, позволяет утилизировать огромные залежи шлаков и золы, что помимо экономического эффекта имеет не­сомненно важное экологическое значение.