Статірова І.О. «Основи розрахунку будівельних конструкцій»

Лекция № 8-9

Тема: Общие принципы проектирования железобетонных конструкций

План:

Y

1. Сжатые элементы. Конструктивные особенности 2

2. Расчет по трещиностойкости и деформациям 5

3. Предварительно напряженные конструкций 6

4. Деформационные швы 7

5. Классификация плоских перекрытий 8

Після вивчення теми студенти зможуть:

1. дати класифікацію будівельних конструкцій;

2. зрозуміти, чим відрізняються матеріали для будівельних конструкцій, та дати рекомендації з їх використання;

3. усвідомити значення вимог до будівельних конструкцій;

4. вказати загальні принципи проектування будівельних конструкцій;

5. скласти загальне уявлення про розвиток будівельних конструкцій та матеріалів.

Завдання для перевірки засвоєних знань і самостійної роботи:

Література:

1. Цай Т.Н. Строительные конструкции. В 2-х т. Т.2.:Учеб. для техн. - М.: Стройиздат, 1984. - 656с.

2. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. - М.: Стройиздат,1984. - 496 с.

1. Сжатые элементы. Конструктивные особенности

Железобетонные элементы могут быть сжаты внешними продольными силами центрально, т. е. но оси поперечного сечения, или внецентренно.

Центральное сжатие — явление редкое, его можно осуществить только в лаборатории. В реальных условиях из-за несовершенства геометрических форм элементов конструкций, отклонения их реальных размеров от назначаемых по проекту, неоднородности бетона и других причин происходит внецентренное воздействие сил с так называемыми случайными эксцентрицитетами.

К центрально-сжатым элементам условно относят: промежуточные колонны в зданиях и сооружениях, верхние пояса ферм, загруженных по узлам, восходящие раскосы и стойки решетки ферм.

К внеиснтренно-сжатым элементам относятся крайние колонны промышленных и гражданских зданий, стойки эстакад, элементы рамных конструкций, арок и др.

Железобетонные колонны по конструкции делятся на три основных вида:

• с гибкой продольной арматурой и поперечными стержнями или хомутами (рис. 1, а, б,);

• с косвенной арматурой в виде спиралей или колец (рис. 1,в);

• с жесткой (несущей) арматурой (рис. 1,г).

Выбор той или иной конструкции колонны зависит от назначения здания, способа его возведения, размера нагрузки, архитектурных и экономических соображений.

В настоящее время наибольшее распространение получили колонны, имеющие квадратное или прямоугольное поперечное сечение. Но при армировании спиралями или сварными кольцами принимают обычно круглое или многоугольное поперечное сечение. В промышленном строительстве применяют колонны эффективного двутаврового поперечного сечения (преимущественно для тяжело нагруженных колонн).

Основное назначение поперечной арматуры состоит в предотвращении преждевременного выпучивания рабочей арматуры вследствие продольного изгиба. Кроме того, поперечная арматура дает возможность образования пространственных арматурных каркасов.

При незначительных эксцентрицитетах продольного усилия поперечные сечения элементов назначают преимущественно квадратными. При действии значительных моментов размеры поперечных сечений увеличивают в плоскости действия момента. В этих случаях целесообразны сечения прямоугольные, двутавровые и т. п.

Бетон для колонн применяют не ниже класса по прочности на сжатие С12/15, а для сильно загруженных колонн не ниже С20/25.

В качестве продольной рабочей арматуры целесообразно использование горячекатаной стали класса А400С, А500С, а для поперечного армирования — обыкновенной арматурной проволоки класса B-I и горячекатаной стали класса A240С.

Продольную арматуру следует назначать по возможности больших диаметров A2—40 мм), так как толстые стержни менее гибки.

В сжатых элементах наибольший процент продольного армирования обычно не превышает 3%, а наименьший должен быть не менее 0,3—0,5%. Оптимальный процент армирования по экономическим соображениям составляет 0,8—1,5%.

Рисунок 1 Колонны

a — с вязаными каркасами; б — со сварными каркасами; е — со спиралью или сварными кольцами; г — с жесткой арматурой

Внсцентренно-сжатыми элементами называют такие, которые подвергаются действию продольной сжимающей силы независимо от величины ее эксцентрицитета (расстояния от сжимающей силы до центра тяжести сечения).

При расчете внецентренно-сжатых железобетонных элементов всегда должен учитываться случайный эксцентрицитет , обусловленный неоднородностью бетона по сечению элемента и другими случайными факторами, при этом должен суммироваться с эксцентрицитетом продольной силы, полученным из статического расчета.

Значения случайного экцентрицитета принимают равным не менее: 1/600 свободной (расчетной) длины элемента, 1/30 высоты сечения элемента, или 1 см. Таким образом, для получения общего эксцентрицитета необходимо случайный эксцентрицитет суммировать с расчетным эксцентрицитетом продольного сжимающего усилия: