Билет №16

1. Особенности расчёта двускатных балок, балок решетчатых.

Типы решетчатых балок:

а) с параллельными поясами

б) двускатные

в) двускатные с отогнутой арматурой

г) арочные

Балки представляют собой стержневые статически неопределимые системы с жесткими узлами (рамы) и с жесткими дисками в опорных участках.

При этом панели нижнего пояса работают на внецентренное растяжение, верхнего пояса — на внецентренное сжатие, а стойки — на внецентренное сжатие или растяжение, в зависимости от места приложения нагрузки

Расчетные сечения поясов располагаются по граням узлов, а опасными из них являются те, в которых создается неблагоприятное сочетание продольной силы N и изгибающего момента m.

Расчет нормальных сечений поясов. Положение опасных нормальных сечений в решетчатых балках определяется так же, как и в сплошных:

d ( Mu /M )/ dx = 0, где Mu — несущая способность нормальных сечений, M — расчетный изгибающий (балочный) момент от внешней нагрузки, x — продольная координата.

Поскольку в решетчатых балках расчетные сечения располагаются по концам панелей поясов (в местах их примыкания к узлам), то достаточно найти сечение с минимальным отношением z/M , где z — расстояние между осями поясов.

Высота сжатой зоны:

x = ( Rs Asp — Rsc As’)/ R_bb.

Если x > h_f’ , то принимают x = h_f’.

Прочность нормального сечения при изгибе (несущая способность):

Mu= R_bx(h₀—x/2 ) +R_scA_s1’( h₀— a ’)

Арматуру A_s2’ не учитывают, поскольку находится она вблизи нейтральной оси и ее влияние на прочность незначительно.

Расчет наклонных сечений поясов:

Разрушение от действия поперечной силы обычно происходит в крайних панелях балок, при этом разгружающую роль играют уклоны поясов — верхнего i и нижнего j:

Q_f = Q — N (i + j ),

где Q — балочная поперечная сила, Q_f — поперечная сила, воспринимаемая непосредственно поясами. Горизонтальные проекции продольных сил в поясах N определяют исходя из балочного момента в среднем сечении отверстия:

N = M /z .

условие прочности имеет вид:

Q_f≤Q_b= ϕ_b2(1+ ϕ_n)R_btb ( h₀— h_d)²/c ,

Где ϕ_n=0,1 P/[ R_bt b (h₀-h_d) √1 + i² ≤0,5

2. Общие уравнения (Расчёт по деформационной модели).

Билет №17

1. Разновидности стропильных ферм. Балки-фермы, металложелезобетонные фермы.

а— треугольная:

б — полигональная;

в — сегментная;

1—стойки;

2 —верхний пояс;

3 — раскосы:

4 — нижний пояс

Балка ферма применяется в строительстве в тех случаях, когда обычные двускатные балки не могут обеспечить необходимого экономического эффекта. Балки фермы перекрытия выгодно применять в тех случаях, когда длина пролета превышает 18-ть метров. Следовательно, наибольшую эффективность балка ферма имеет именно при такой длине. Конструкция такой балки может различаться в зависимости от длины и функционального назначения. В ее основе – физические свойства армированных бетонных поверхностей выдерживать существенные деформации. Благодаря особой арочной форме, и используемым бетонам, балка ферма получается легче стандартной двускатной балки. Воспринимаемые нагрузки равномерно распределяются по всей поверхности балки благодаря специальной конструкции. Балки фермы перекрытия активно используются при возведении хозяйственных построек, а также в жилищном строительстве, где невозможно применение металлоконструкций. Высокая коррозийная стойкость и долговечность таких балок позволяют использовать их эффективно в условиях повышенной влажности или в агрессивных средах, в которых металл быстро ржавеет.

В покрытиях промышленных зданий применяют комбинированные несущие конструкции: метало железобетонные фермы и арки. В таких конструкциях более полно используются положительные качества каждого материала. Так элементы, работающие на сжатие, выполняют из железобетона или дерева, а элементы, подверженные растяжению, - из стали. Благодаря этому комбинированные конструкции часто имеют повышенную надежность в работе и большую долговечность.

2. Перспективы развития и совершенствования ж/б конструкций.

Железобетонные конструкции, особенно предварительно напряженные, получили массовое использование в строительстве и имеют широкую перспективу для дальнейшего развития.

Основными направлениями в совершенствовании железобетонных конструкций (снижение стоимости при одновременном повышении качества) являются:

1) применение конструктивных решений, снижающих массу конструкций и позволяющих наиболее полно использовать: физико-механические свойства исходных материалов

2) повышение долговечности, надежности и технологичности конструкций, снижение их приведённых затрат, материалоёмкости, энергоёмкости, трудоемкости изготовления и монтажа;

3) разработка новых, уточнение и упрощение существующих методов расчета конструкций, особенно пространственных, тонкостенных и с предварительным напряжением арматуры;

4) развитие методов расчета с использованием ЭВМ и высокопроизводительных методов конструирования (САПР),

5) повышение качества, упрочнение и удешевление стыков сборных и сборно-монолитных конструкций;

6) изучение физико-химических и механических процессов взаимодействия стальной арматуры с бетоном в целях наиболее эффективной борьбы с появлением и раскрытием трещин в конструкциях;

7) совершенствование методов подбора и изготовления бетона (особенно легкого и ячеистого), с тем чтобы получать железобетон с заранее заданными свойствами;

8) повышение сейсмической и динамической стойкости конструкций;

9) увеличение долговечности конструкций в зданиях с агрессивными средами, а также при эксплуатации в низких и высоких температурах.