Предельные состояния строительных конструкций.

- состояние при котором конструкция перестает удовлетворять требованиям надежности и эксплуатации.

Различают 2 группы предельных состояний:

1 группы: Производят подбор армирования конструкций, далее конструкцию проверяют на соответствие второй группы предельных состояний. Обеспечение несущей способности конструкции. Выполняются расчеты на прочность, устойчивость форм и положения, опрокидывание конструкций.

2 группа: Расчет по деформациям. Определения прогибов конструкций, образования и ширины раскрытия трещин. Требования второй группы предельных состояний влияют на долговечность конструкции, а также нормальной эксплуатации объекта. Допускаемая ширина трещин – 0.4 мм

Долговечность конструкций.

- долговечность ж/б конструкций обеспечивается за счет защитного слоя бетона для арматуры, правильным назначением классов и марок бетона. В СНБ ж/б конструкции условия эксплуатации разделены на так называемые классы условия эксплуатации.

Пример: XC1, XC3. Разделение на классы производят в зависимости от наличия неблагоприятного фактора – влажность среды, температура, наличие замораживания и оттаивания, для наружных конструкций эксплуатация в воде, наличие антиобледенителя. При проектировании конструкции назначается класс условия эксплуатации, в зависимости от класса условий эксплуатации по таблицам СНБ определяется минимальный класс бетона по прочности на сжатие, минимальная марка по водонепроницаемости и морозостойкости , а также минимальная толщина защитного слоя бетона( 20 – 35 мм ) . Защитный слой бетона выполняет следующие функции:

1. Защита от коррозии.

2. Обеспечение огнестойкости конструкции.

3. Совместные работы арматуры с бетоном.

Расчет ж/б конструкций по нормальному сечению( расчет по моменту )

В результате действия изгибающего момента, сечение элемента разделяется на сжатую и растянутую зону. Несущая способность элемента без постановки арматуры будет исчерпана в случаи достижения бетоном расчетного сопротивления бетона при растяжении. Рис.55 Тетрадь

При этом напряжения в сжатой части бетона не достигнут расчетного сопротивления бетона сжатию. Так как расчетное сопротивление бетона намного выше расчетного сопротивления бетона растяжению. Для класса бетона С 16/20 = Fcd=10.67Мпа, Fctd=1Мпа. Для обеспечения полноценной работы сечения в растянутой зоне сечения необходимо предусмотреть продольное армирование элементов. Рисунок из практики ( * )

Продольная арматура подбирается по изгибающему моменту и обеспечивает прочность по нормальному сечению( сечению перпендикулярному продольной оси элементов )

Расчет прямоугольного сечения с одиночной арматурой.

См. практику. И лист лекции № 5-6

Разрушение элементов по наклонным сечениям.

Данный вид разрушения в большей мере относится к изгибаемым элементам. Разрушение происходит в результате действия поперечной силы. Значение поперечной силы имеет максимальную величину на приопорных участках балок, а также в местах заделки колонн в перекрытиях.

Рисунок 1.

Для предотвращения элементов по наклонному сечению в нем предусматривают поперечное армирование. Поперечное армирование может быть в виде плоских сварных каркасов, а также в виде вязанной арматуры ( хомуты )

Рисунок 2.

Основными параметрами поперечного армирования обеспечивающие несущую способность балки по наклонному сечению являются:

1. Шаг поперечной арматуры

2. Диаметр стержня

3. Класс арматуры

4. Количество срезов арматурных стержней в сечении

Рисунок 3.

Шаг арматуры принимается по расчетам в случаи когда прочности бетона не достаточно, либо конструктивно- поперечная сила воспринимается полностью бетонам. Шаг поперечного армирования вдоль оси балки переменный. Расчетное значение шага ( минимальное ) на приопорных участках( 0,25l ) и конструктивное значение шага ( максимальное ) в средней части балки.

Рисунок 4.

На приопорном участке поперечная сила воспринимается бетоном и арматурой, в центральной части бетоном. Расчет прочности наклонных сечений производят исходя из условия:

Vrd=Vcd+Vsw+Vs.inc

Где Vsd- поперечная сила в сечении элемента от действия внешней нагрузки

Vrd- поперечная сила которую может воспринять сечение, зависит от размеров поперечного сечения, класса бетона, поперечного армирования , наличия отгибов продольной арматуры.

Vcd- поперечная сила воспринимаемая бетоном над вершиной наклонной трещины.

Vsw- поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой

Vs.inc-поперечная сила воспринимаемая отгибом продольной арматуры

Рисунок 5.