- •1. Суть залізобетону
- •2. Галузі застосування залізобетонних конструкцій
- •3. Короткий історичний огляд про розвиток залізобетону
- •4. Основні літерні позначення
- •Контрольні запитання
- •1.2. Структура бетону
- •1.3. Усадка бетону
- •1.4. Основи міцності бетону
- •1.5. Класи та марки бетону
- •1.6. Вплив часу та умов тужавлення на міцність бетону
- •1.7. Кубикова та призмова міцності бетону
- •1.8. Міцність бетону на розтяг, зріз та сколювання
- •1.9. Міцність бетону при тривалій дії навантаження
- •1.10. Міцність бетону при багаторазових повторних навантаженнях
- •1.11. Динамічна міцність бетону
- •1.12. Види деформацій в бетоні. Об’ємні деформації
- •1.13. Деформації в бетоні при одноразовому завантаженні короткочасним навантаженням
- •1.14. Деформації в бетоні при тривалій дії навантаження. Повзучість бетону
- •1.15. Граничні деформації в бетоні
- •1.16. Модуль деформацій та міра повзучості бетону
- •Контрольні запитання
- •Основні фізико-механічні властивості арматури
- •2.1. Призначення та види арматури
- •2.2. Механічні властивості арматурних сталей
- •10 А400с дсту 3760:2006.
- •2.3. Класифікація арматурних сталей і застосування їх
- •2.4. Арматурні зварні та дротяні вироби і способи армування
- •2.5. Стикування арматури
- •Контрольні запитання
- •Залізобетон
- •3.1. Технологія виготовлення збірних залізобетонних конструкцій
- •3.2. Суть попередньо напруженого залізобетону та способи виготовлення попередньо напружених збк
- •3.3. Спільна робота сталевої арматури з бетоном
- •3.4. Анкерування арматури в бетоні
- •3.4.1. Анкерування ненапружуваної арматури
- •3.4.2. Анкерування напружуваної арматури
- •3.5. Захисний шар бетону
- •3.6. Корозія бетону і залізобетону
- •Контрольні запитання
- •2. Стадії напружено-деформованого стану перерізу залізобетонного елемента
- •3. Утворення і розкриття тріщин в збк
- •Методи розрахунку залізобетонних конструкцій
- •Метод розрахунку залізобетонних конструкцій за граничними станами
- •Суть методу
- •Дві групи граничних станів
- •Класифікація навантажень. Характеристичні та розрахункові навантаження
- •Нормативні і розрахункові міцності матеріалів
- •Коефіцієнти умов роботи
- •Основні положення розрахунку конструкцій за граничними станами
- •Три категорії вимог до тріщиностійкості залізобетонних конструкцій
- •Попереднє напруження арматури та рівень обтискання бетону
- •Втрати попереднього напруження в напружуваній арматурі
- •Зусилля попереднього обтискування бетону
- •Зведений переріз
- •Напруження в бетоні при обтискуванні
- •Гранична висота стиснутої зони. Залежність напружень в арматурі від висоти стиснутої зони на стадії руйнування
- •Контрольні запитання
- •Розрахунок на міцність нормальних перерізів елементів, що працюють на згинання
- •5.1. Конструктивні особливості елементів, що працюють на згинання
- •5.1.1. Конструктивні особливості плит
- •5.1.2. Конструктивні особливості балок
- •5.1.3. Конструктивні особливості попередньо напружених конструкцій
- •5.2. Розрахунок елементів будь-якого симетричного профілю
- •5.3. Розрахунок елементів прямокутного профілю
- •5.4. Розрахунок елементів таврового профілю
- •5.5. Розрахунок елементів двотаврового та коробчастого профілів
- •Контрольні запитання
- •Елементи, що працюють на згинання. Розрахунок на міцність похилих перерізів
- •6.1. Основні розрахункові формули
- •6.2. Розрахунок хомутів
- •Контрольні запитання
- •7.2. Розрахунок на утворення тріщин в перерізах, похилих до поздовжньої осі елемента
- •7.3. Визначення ширини розкриття тріщин у перерізах, нормальних до поздовжньої осі елемента
- •7.4. Визначення ширини розкриття тріщин у перерізах, похилих до поздовжньої осі елемента
- •7.5. Розрахунки на закриття тріщин
- •Контрольні запитання
- •8.2. Кривина осі та жорсткість елементів, що працюють з тріщинами в розтягнутій зоні
- •8.3. Визначення прогинів
- •Контрольні запитання
- •Стиснуті елементи
- •9.1. Конструктивні особливості
- •9.2. Розрахунок елементів, що працюють з випадковими ексцентриситетами
- •9.3. Розрахунок позацентрово стиснутих елементів
- •9.3.1. Загальні положення
- •9.3.2. Загальний випадок розрахунку
- •9.3.3. Елементи прямокутного поперечного перерізу при дії поздовжньої сили у площині симетрії Симетричне армування
- •Несиметричне армування
- •9.4. Стиснуті елементи, підсилені непрямим армуванням
- •9.5. Розрахунок за граничними станами другої групи
- •Контрольні запитання
- •Розтягнуті елементи
- •10.1. Конструктивні особливості
- •10.2. Розрахунок на міцність за нормальними перерізами
- •10.2.1. Центрально розтягнуті елементи
- •10.2.2. Позацентрово розтягнуті елементи
- •10.3. Розрахунок на міцність за похилими перерізами
- •. Розрахунок розтягнутих елементів за другою групою граничних станів
- •10.4.1. Розрахунок на утворення тріщин
- •10.4.2. Розрахунки на розкриття та закриття тріщин
- •10.4.3. Визначення прогинів
- •Контрольні запитання
- •Список використаної та рекомендованої літератури
- •Залізобетонні конструкції
- •43018 М. Луцьк, вул.. Львівська, 75
3. Утворення і розкриття тріщин в збк
В ЗБК тріщини можуть бути викликані умовами тужавлення та усадки бетону, попереднім обтисканням при виготовленні, перенапруженням матеріалів при експлуатації – пере навантаженням, осадкою опор, зміною температури і т.п. Тріщини від перенапруження зазвичай з”являються в розтягнутих зонах конструкції. Утворення тріщин викликане малою розтягуваністю бетону. Досвід експлуатації ЗБК показав, що при обмеженій ширині розкриття ці тріщини не є небезпечними, вони не порушують загальної монолітності залізобетону.
Тріщини в стиснутих зонах зазвичай вказують на невідповідність розмірів перерізу стискувальним зусиллям , вони є небезпечними для міцності конструкції.
У залізобетонних конструкціях з ненапружуваною арматурою тріщини в розтягнутих зонах виникають при навантаженні, яке становить 1525% від руйнівного.
У процесі тріщиноутворення під час навантажування елементів, що згинаються, можна виділити три етапи. Перший порушення рівномірності розподілу деформацій бетону розтягнутої зони, другий утворення в захисному шарі тріщин, які досягають рівня арматури. На третьому етапі із збільшенням навантаження виникають видимі тріщини (acrc= 0,005...0,01мм), які перетинають рівень розташування арматури. Ступінь навантаження цього етапу приймають за момент тріщиноутворення. Із збільшенням навантаження тріщини розвиваються по висоті і ширині перерізу, а на сусідніх ділянках триває поява нових тріщин.
Експерименти показали, що тріщиноутворення великою мірою залежить від відсотка армування: з його збільшенням розкриття тріщин зменшується.
Низька тріщиностійкість – головний недолік залізобетону. Надмірне розкриття тріщин полегшує доступ вологи та агресивних газів до арматури, що спричиняє корозію сталі, знижує довговічність конструкцій. Тому підвищення тріщиностійкості – одна з найважливіших проблем.
Спроби збільшити міцність бетону на розтяг поки не дали відчутних результатів. Більше того, зі збільшенням класу бетону його міцність на розтяг зростає повільніше, ніж на стиск. Розтяжність бетону дещо підвищує арматура, але незначно.
Найбільша розтяжність бетону (0,00025) спостерігається в монолітному бетоні збірно-монолітних конструкцій, де внутрішньою в”яззю є збірні попередньо напружені елементи.
Тріщиностійкість бетонних конструкцій можна підвищити дисперсним армуванням їхньої розтягнутої зони тонкими сталевими сітками (армоцемент) або фібрами (фібробетон), або попереднім обтискуванням бетону попередньо напружуваною арматурою.
Здебільшого допускається утворення тріщин в ЗБК. Але обмежується ширина їх розкриття.
Методи розрахунку залізобетонних конструкцій
Існують три методи розрахунку ЗБК:
за допустимими напруженнями,
за руйнівними зусиллями;
за граничними станами.
До 1938 року в СРСР ЗБК розраховували за допустимими напруженнями, суть методу полягає у тому, що залізобетон розглядали як пружний матеріал. Епюру напружень у стиснутій зоні бетону приймали трикутною. Справедливими вважалися гіпотеза плоских перерізів та закон Гука. Насправді залізобетон є пружно-пластичним матеріалом і уже при малих навантаженнях в ньому поряд з пружними виникають пластичні деформації.
У 1938 році в норми проектування було введено метод розрахунку ЗБК за руйнівними зусиллями, який запропонував на основі широких експериментальних досліджень А. Лолейт. Згідно з цією теорією розрахунок міцності залізобетонних елементів виконували на стадії руйнування у припущенні, що і в бетоні і в арматурі одночасно досягаються граничні напруження. Епюру напружень у бетоні стиснутої зони спочатку приймали у вигляді кубічної параболи, а потім за пропозицією П. Пастернака замінили на прямокутну. При цьому методі розрахунку відпала необхідність у використанні гіпотези плоских перерізів та закону Гука. Основним недоліком цього методу розрахунку став єдиний коефіцієнт запасу міцності перерізу (відношення руйнівного зусилля до зусилля на стадії експлуатації), який не міг врахувати з достатньою точністю вплив великого числа факторів на несучу здатність конструкцій, а саме: відмінність міцнісних характеристик бетону та арматури, відхилення фактичних навантажень від прийнятих у розрахунках, вплив особливостей роботи матеріалів і конструкцій тощо.
Із 1955 року в СРСР почали застосовувати метод розрахунку ЗБК за граничними станами, відмінність якого від попереднього полягає у тому, що вводиться система коефіцієнтів, які гарантують конструкцію від настання будь-якого граничного стану: втрата міцності, стійкості, тріщиностійкості та жорсткості.