1.Области применения ЖБК.Из ж/б возводят пром-х одноэт и многоэт здания, гражданские зд разл назначения(в том числе жилые дома), с/х здания. ж/б широко применяют при возведении тонкостенных покрытий пром-х и общ-х зданий больших пролетов, инж-х сооружений: силосов, бункеров, дымовых труб, метрополитены, туннели, в энергетич-ом строит-ве для ГЭС, атомных установок и редукторов, в горной пром-ти для надшахтных сооружений. На изготовление ж/б стержневых конструкций расход-ся в 2,5-3,5 раза меньше металла. Прим-е сборного ж/б позв-т сущ-но улучшить кач-во констр-ий, снизить трудоемкость работ в несколько раз, по сравнению с монолитом, уменшить расход на строит-во опалубки и подмостей, а также сократить сроки строит-ва.
2.Бетон как материал для изготовления ЖБК.Бетон как материал для ж/б конструкций должен обладать определенными физико-хим-ми св-вами: прочностью, сцеплением с арматурой, плотностью для защиты арматуры от коррозии. Бетон еще должен удовлетворять спец требованиям: морозостойкости при многократных замораживании и оттаивании, жаростойкости при длительном воздействии высокой температуры, коррозионной стойкости. Бетоны бывают по:1. Структуре -плотной структуры, крупнопористые, поризованные, ячеистые. 2. Средней плотности - особо тяжелые - более 2500кг/м3, тяжелые – 2200-2500 кг/м3, облегченные – 1800-2200 кг/м3, легкие – 500-1800 кг/м3. 3. Виду заполнителей – на плотных заполнителях, пористых, спец-х, удовл-х треб-м биолог-ой защиты, жаростойкости. 4. Зерновому составу – крупнозернистые, мелкозернистые. 5. Условиям твердения – естеств твердения, подвергнутый тепловлажностной обработки, подвергнутый автоклавной обработке. На прочность бетона оказывают влияние многие факторы: зернистый состав, прочность заполнителей, марка цемента и его кол-во, кол-во воды. При шероховатой и угловатой пов-ти повышается их сцепление с цементом.
3.Арматура как материал для изготовления ЖБК. Арматура в ж/б констр-х устанавл-ся приемущ-но для восприятия растяг-х усилий и усиления бетона сжатых зон конструкций. Необх кол-во арматуры опр-ся расчетом эл-в на нагрузки и воздействия. А, устанавливаемая по расчету, носит название рабочей, устанавливаемая конструктивно- монтажная А. монтажная А равномерно распределяет усилия между стержнями раб А. также она воспр-т обычно не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, изм-я темп-ры. Раб А объединяют в армат-ые изд-я – сварные и вязанные сетки и каркасы, которые размещ-т в ж/б констр-х в соотв-ии с хар-м их работы под нагрузкой. А разд-т по 4 признакам: 1. В завис-ти от технологии изгот-я стальная А ж/б констр-й подразд-т на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволочную. 2. В зав-ти от способо послед-го упрочнения горячекатаная А мб термически упрочненная –подвергнутая термич-ой обработке, или упрочненной в холл-м сост-ии – вытяжкой, волочением. 3. По форме пов-ти А мб гладкой и периодического профиля. 4. По способу применения при армир-ии ж/б эл-в разл-т напрягаемую А, подвергаемую предварительному напряжению, и ненапрягемую.
4 . Сущность жбк.Достоинства и недостатки жбк.
Ж/Б – основной конструкционный материал. Если в растянутую зону внести арматуру, то она принимает напряжение, а не бетон(работа бетона на растяжение не значительна). Ж/Б – это комплексный материал в виде рационально соединенных для совместной работы бетона и стальных стержней. Бетон как всякий каменный материал хорошо сопротивляется сжатию, но значительно хуже растяжению. Бетонная балка на двух опорах испытывает сжатие выше нейтральной линии и растяжение ниже её. Несущая способность такой конструкции очень низка, она ограничена низкой несущей способностью на растяжение. Если в растянутую зону ввести арматуру, работающую на растяжение, то она воспринимает растягивающие растяжение, несущая способность конструкции повышается примерно в 20 раз. Основная идея состоит в том, чтобы использовать бетон на сжатие, а арматуру на растяжение. Особою группу составляют сжатые элементы, где введение арматуры в сжатый бетон позволяет уменьшить размеры поперечного сечения и снизить собственный вес, повысить несущую способность. Т.к. сталь одинаково хорошо работает как на сжатие так и на растяжение, то это позволяет выполнять элементы ферм, свайных фундаментов, несущих колонн и т.д. 1) При твердении бетон прочно сцепляется с арматурой и под нагрузкой оба материала работают совместно.2) Плотный бетон защищает заключенную в нем арматуру от коррозии и от огня. 3) Сталь и бетон обладают близкими по величине коэффициентами линейного расширения. Бетон – 0,00001-0,00015 и сталь – 0,000012, поэтому при температурных деформациях на происходит скольжения арматуры в бетоне. Достоинства ЖБК: 1) Высокие механические свойства; 2) Огнестойкость – ж/б один из наиболее огнестойких материалов, в зависимости от наполнителя бетона теплоизоляционные качества могут быть повышены. Бетон надежно защищает сталь от нагревания ; 3) Сейсмостойкость – ж/б достаточно жёсток, монолитен и при землетрясениях оказывается наиболее прочным; 4) Долговечность - обеспечивается тем что бетон заглушает сталь от коррозии, прочность бетона со временем возрастает; 5) Относительная быстрота возведения конструкций - широкая доступность материалов для ж/б делает их производство доступным везде. Малые эксплуатационные расходы: ремонт ограничивается затиркой поверхности повреждений и трещин. 6) Гигиеничность - нет щелей, не способствует образованию биологических процессов; 7) Способность принимать любые формы: дает выполнить любые архитектурные требования. Недостатки ЖБК: 1) Массивность – большой собственный вес; 2) Большая тепло- и звукопроницаемость; 3) Трудность проверки положения и состояния арматуры в забетонированных конструкциях; 4) Трудность усиления.
5.Стадии напряжённо-деформированного состояния бетона при изгибе. Особенности работы ЖБК: не подчиняется закону Гука, для него не справедлива гипотеза плоских сечений, при появлении трещин бетон теряет свою сплошность.
1).Стадия до появления трещин: напряжения не велики, деформации носят упругий характер, эпюры треугольные. С увеличением нагрузки в растянутой зоне развиваются неупругие деформации-эпюра становится криволинейной.
2).Стадия образования трещин: после появления трещин растягивающее усилие воспринимается арматурой и бетоном над трещиной. В сжатой зоне развиваются неупругие деформации и эпюра искривляется. Между трещинами бетон работает на растяжение. Напряжения в арматуре уменьшаются по мере удаления от трещин.
3).Стадия разрушения:
-случай 1: разрушение начинается в момент, когда напряжение в растянутой арматуре достигает предела текучести, разрушение носит пластический характер.
-случай 2: разрушение происходит вследствие раздавливания бетона сжатой зоны, при этом в растянутой арматуре не достигается предел текучести. Разрушение носит хрупкий характер (обычно при переармировании сечения).
6. Метод расчета конструкций по предельным состояниям.Под предельным понимается такое состояние конструкции, после достижения которого дальнейшая эксплуатация становится невозможной вследствие потери несущей способности, недопустимых перемещений и местных повреждений. Метод гарантирует что за период эксплуатации зданий не наступит ни одно из предельных состояний для конструкции.
В методе обозначены 2 гр предельных сос-ий: 1)расчеты в этой гр обеспечивают устойчивость и выносливость для каждого эл-та конструкции в целом . здесь решаются 2 типа задач: а)прямая задача-подбор поперечного сечения армирования для конструкции. б)обратная- определяем несущую способность для существующей конструкции. При расчете 1-ой гр предельных состояний усилия орпед-ся от действия полной расчетной нагрузки. В расчет подставляются расчетные пределы прочности материалов. Основные положения расчетов:
f<=fult, f – усилие от расчетной нагрузки, fult – несущая способность сечения (является функцией расчетного сопротивления материалов, формы и размеров сечения, коэф. условий работы).
2)расчеты в этой гр обеспечивают норм эксплуатацию констр. К ним относят расчеты на перемещения и на трещиностойкость. При расчете 2 гр предельных сос-ий усилия опред-ся от действия норм нагрузок и в расчете примен-ся нормативные пределы прочности бетона. Rb,ser=Rb,n ; Rser-расчетный предел прочности, Rn-от нормативных нагрузок. а) по деформациям (прогиб от внешней нагрузки)
f<=fult; fult – предельно допустимы прогиб.
3<l<6 м => fult = l/200
l>6 м => fult=l/250
Во всех случаях при действии постоянных длительных и кратковременных нагрузок прогиб балок и плит не более 1/50 пролета и 1/75 вылета консоли.
б) по образованию трещин
F<=Fcrc,ult – при выполнении условия трещины не образуются.
acrc<=acrc,ult; acrc – ширина раскрытия трещин от внешней нагрузки; acrc,ult – предельно допустимая ширина раскрытия трещин.
7. нагрузки и воздействияКлассификация нагрузок: 1). постоянные нагрузки (классифицируются по продолжительности действия) – в нее входит вес частей сооружения, собственный вес, вес и давление грунтов. 2). временны нагрузки: включают в себя длительные (вес оборудования, перегородок, давление газов и сыпучих тел в ёмкостях и трубопроводах, нагрузки от людей, оборудования на перекрытия, снеговая нагрузка, крановые нагрузки) и кратковременные (нагрузка от людей, животных и оборудования на перекрытия с полным нормативным значением, нагрузка от подъёмного оборудования, снеговая нагрузка с полным расчётным значением, температурное воздействие, ветровые и гололёдные нагрузки), особые (сейсмические, взрывные, аварийные).
Нормативные и расчётные нагрузки: нормативные значения принимают на основании стандартов, рабочих чертежей, по проектным размерам и средним плотностям материала.
qn – нормативное значение нагрузки.
Расчётное значение нагрузки определяется умножением нормативного значения на коэфф. надёжности по нагрузке q= qn *γf
Для постоянной нагрузки: γf=1,05 (Метал конст), γf=1.1 (Бетон и ЖБ констр), γf=1.2 (отделка и изоляция, выполненная в заводских условиях), γf=1.3 (отделка и изоляция, выполненная на строительной площадке).
Для временной равномерно распределённой нагрузки: γf=1.2 (временно нормативная нагрузка pn >= 2 кПа), γf=1.3 (pn <2кПа).
Для временных нагрузок: γf=1.4 (для ветровой)
Сочетания нагрузок:
устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок. 1). основное сочетание первого рода (учитывают постоянные нагрузки, длительные одну из кратковременных). 2). основное сочетание второго рода (учитывают постоянные, длительные и две и более кратковременные с понижающим коэффициентом). 3). особое сочетание (учитывают постоянные нагрузки, длительные, кратковременные и одну из особых).