
- •Раздел 1. Физико-механические свойства
- •Материалов железобетона и основы метода
- •Расчета конструкций по предельным состояниям
- •Лекция 1. Сущность железобетона.
- •1. 2. Предельное содержание арматуры в сечении
- •1.3. Минимальные размеры поперечного сечения
- •Минимально допустимая толщина железобетонных плит
- •1.4. Расстояния между стержнями продольной арматуры
- •1.5. Расстояние между стержнями поперечной арматуры
- •1.6. Рекомендуемые диаметры арматурных стержней
- •Предельно допустимые диаметры арматуры
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 2. Физико-механические свойства бетона. Прочностные характеристики бетона
- •2.1. Общие сведения о сопротивлении бетона
- •2.2. Прочностные характеристики бетона
- •2.3. Сопротивление бетона растяжению
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 3. Деформативные свойства бетона
- •3.1. Диаграмма деформирования бетона
- •3.2. Деформативность бетона
- •3.3. Объемные деформации бетона
- •3.4. Температурные деформации бетона
- •3.6. Деформации бетона при однократном кратковременном загружении
- •Лекция 4. Арматура для железобетонных конструкций
- •4.1. Требования, предъявляемые к арматуре
- •4.2. Механические свойства арматурных сталей
- •4.3. Классы арматуры, соответствующие им нормативные и расчетные сопротивления
- •4.4. Деформативные характеристики арматуры
- •4.5. Арматурные изделия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 5. Физико-механические свойства железобетона
- •5.1. Совместная работа арматуры с бетоном
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 6. Стадии напряженно-деформированного состояния сечений, нормальных к продольной оси железобетонного элемента
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 7. Основы РасчетА железобетонных конструкций
- •Метод предельных состояний
- •7.2. Воздействия на железобетонные конструкции в методе предельных состояний
- •7.3. Нормативные и расчетные характеристики материалов в методе предельных состояний
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы к Тестовому контролю
- •Раздел 2. Расчеты железобетонных конструкций по предельным состояниям Лекция 8. Прочность сечений, нормальных к продольной оси железобетонных конструкций в методе предельных усилий
- •8.1. Общие положения
- •Классификация методов расчета железобетонных элементов по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента при действии изгибающего момента и продольных сил.
- •8.2. Критерий, определяющий расчетный случай разрушения
- •8.3. Расчетные уравнения
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 11. Прочность растянутых элементов
- •11.1. Центрально растянутые элементы.
- •Лекция 12. Прочность сечений, наклонных к продольной оси при действии поперечных сил
- •12.1. Формы разрушения наклонного сечения
- •12.2. Прочность наклонных сечений железобетонных элементов без поперечного армирования
- •12.3. Расчет элементов на действие поперечной силы на основе расчетной модели наклонных сечений
- •Вопросы для самоконтроля
- •Раздел 3. Конструкции плоских перекрытий
- •7.1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия
- •7.2. Проектирование плит перекрытий
- •7.3. Проектирование ригеля
Вопросы для самоконтроля
1. Как протекает и чем заканчивается 1-я стадия напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба?
2. Как развивается процесс образования и раскрытия трещин во 2-й стадии напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба?
3. Объясните физическую сущность случаев разрушения по нормальному сечению в 3-й стадии напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба?
4. В чем состоит особенность (характерные черты) трех стадий напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов под нагрузкой?
Лекция 7. Основы РасчетА железобетонных конструкций
Метод предельных состояний
При расчете по методу предельных состояний четко выделены предельные состояния конструкции, использована система частных коэффициентов безопасности, введение которых гарантирует, что предельное состояние конструкции не наступит при самых неблагоприятных значениях и сочетаниях нагрузок и минимальных значениях прочностных характеристик материалов.
Предельным состоянием является такое состояние, при достижении которого конструктивная система или составляющий ее элемент перестают удовлетворять заданным требованиям.
При расчетах железобетонных конструкций выделяют две группы предельных состояний:
– предельные состояния первой группы, связанные с потерей прочности, устойчивости и другими формами разрушения конструктивной системы или ее элементов, создающего опасность для жизни людей;
– предельные состояния второй группы, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций и связанные с ограничением: а) чрезмерных деформаций и перемещений, неблагоприятно воздействующих на внешний вид конструкции, затрудняющих протекание технологических процессов, создающих повреждения отделки и других неконструктивных элементов; б) недопустимого трещинообразования в бетоне конструкции, неблагоприятно влияющего на ее внешний вид и долговечность; в) вибрационных воздействий, создающих дискомфорт для людей, повреждения зданий или их частей.
Расчеты по предельным состояниям первой группы, являются наиболее важными и ответственными, т.к. они предопределяют безопасность конструкции и включают:
– расчеты по прочности;
– расчеты по устойчивости формы и устойчивости положения (опрокидывание, скольжение, всплытие и т.д.);
– расчеты на выносливость при действии многократно повторяющейся нагрузки.
Расчет по предельным состояниям первой группы производят из условия, по которому усилия от расчетных воздействий не превышают предельных усилий, которые может воспринять конструкция в расчетном сечении с трещиной. Расчетным критерием исчерпания несущей способности конструкций и систем из них при действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил следует считать исчерпание прочности сечений, влекущее за собой потерю геометрической неизменяемости конструкции, системы или отдельного элемента.
Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:
– расчеты по образованию, раскрытию и закрытию (зажатию) трещин;
– расчеты по деформациям (прогибам, перемещениям).
При расчете по предельным состояниям второй группы проверяется общее условие, согласно которому значения расчетных эффектов, вызванных воздействиями (ширина раскрытия трещин или прогибы) не должны превышать допустимых значений, установленных нормативным документом.
При назначении частных коэффициентов безопасности метода предельных состояний нормативные документы допускают два подхода:
а) по соглашению специалистов, основываясь на долговременном инженерном опыте проектирования и строительства объектов (метод экспертных оценок);
б) по результатам статистического моделирования на базе экспериментальных данных и полевых наблюдений, исходя из назначенной меры безопасности конструкции.
Как показывает анализ, принятая в нормативных документах система частных коэффициентов безопасности позволяет производить расчет по первой группе предельных состояний конструкций, относящихся в основном ко второму классу надежности.
При расчетах по предельным состояниям второй группы используют нормативные значения воздействий и нормативные значения характеристик свойств материалов, принимая значения частных коэффициентов безопасности равными единице.
Расчет бетонных, железобетонных и предварительно напряженных конструкций по прочности следует производить исходя из общего условия метода предельных состояний
Sd £ Rd (7.1)
где Sd ¾ внутреннее усилие или вектор внутренних усилий, вызванных расчетным воздействием в рассматриваемом сечении конструкции;
Rd ¾ предельное усилие или вектор предельных усилий, которые способна воспринять конструкция в сечении, нормальном к продольной оси, и определяемые в общем случае:
¾ при линейно-упругом, нелинейном, пластическом расчетах сечений:
;
(7.2)
¾ при нелинейных расчетах конструкций:
,
(7.3)
где fcm — средняя прочность бетона;
fyR = 1,1fyk;
fpR = 1,0fpk;
ad — геометрические размеры сечения;
gR — коэффициент, равный 1,35.
Расчет по раскрытию трещин следует производить из условия
wk wlim , (7.4)
где wk — расчетная ширина раскрытия трещин;
wlim — предельно допустимая ширина раскрытия трещин.
Расчет железобетонных конструкций по деформациям следует производить из условия:
ak alim , (7.5)
где ak — прогиб (перемещение) железобетонной конструкции от действия внешней нагрузки, мм;
alim — предельно допустимый прогиб (перемещение), мм.