4. Нормативний та розрахунковий опори арматури.

Нормативний опір арматури R_sn беруть рівним гарантованим контрольним значенням:

• для стержневої арматури, високоміцного дроту і арматурних канатів – границі текучості.

• для звичайного арматурного дроту – напруженню, яке дорівнює 0,75 тимчасового опору на розрив.

Розрахункові опори арматури розтяганню R_s і R_s,ser для граничних станів першої і другої груп визначають за формулою

R_s=

γ_S – коефіцієнт надійності щодо арматури.

Питання до самоконтролю :

1. Пояснити стадію 1 і 1а напружено-деформованого стану роботи вигнутого елемента

2. У чому полягають особливості роботи вигнутого елементу в стадії 11?

3. Пояснити два випадки руйнування вигнутих елементів у стадії 111

4. Мета і особливості розрахунку залізобетонних конструкція за методом граничних станів

5.Основні розрахункові коефіцієнти для методу граничних станів , які фактори вони враховують.

6. Як визначити нормативні та розрахункові опори бетону та арматури?

Лекція № 6,7,8,9

Тема 2.4 Вигнуті елементи

План

1.Види і конструктивні особливості вигнутих елементів 2.Розрахунок міцності по нормальних перерізах для прямокутного профілю з одиночною арматурою

3. Коефіцієнт армування

4 .Розрахунок прямокутних перерізів за допомогою таблиць.

5. Три типа задач при розрахунку вигнутих елементів

6. Розрахунок вигнутих елементів прямокутного перерізу з подвійним армуванням

7.Розрахунок вигнутих елементів таврового перерізу

8 .Розрахунок міцності по навкісних перерізах

9. Епюра арматури

1.Види і конструктивні особливості вигнутих елементів.

Плитами називають плоскі елементи, товщина яких h значно менше ширини b і довжини l

Класифікація плит:

- за типом поперечного перетину: суцільні, порожнисті, ребристі.

Рисунок 1 – Типи плит : а- суцільна ; б- пустотна ; в ребриста

- за кількістю прольотів: однопролітні, багатопролітні

- за способом виготовлення: збірні, монолітні і збірно-монолітні.

Товщину плит беруть по можливості меншою, але такою, щоб задовольняла вимогам міцності і жорсткості. Товщина монолітних плит повинна бути кратною 10мм, але не менше: для покриттів – 40мм. Для міжповерхових перекриттів житлових і громадянських

Плити армують переважно зварними сітками. Стержні, які розміщують вздовж плити, називають робочими, а стержні перпендикулярного напрямку – розподільними.

Рисунок 2 – Армування плити : 1 – робоча арматура ; 2 – розподільна арматура

Балками називають лінійні конструкції розміри поперечного перерізу яких значно менше, ніж довжина.

Висоту балок беруть в межах 1/8...1/15 її довжини. Ширина перерізу балок b=(0.25...0.5)h

Армування балок виконують поздовжніми стержнями, з’єднаними між собою в зварні каркаси. Робочу арматуру приймають з розрахунком діаметра (12...40мм). Якщо ширина балок більше 150мм, влаштовують два або більше каркасів, які об’єднують у просторові каркаси за допомогою з’єднувальних стержнів діаметра 5...6мм.

Якщо висота перерізу балок більше 700мм, то для підвищення жорсткості в середині каркасу встановлюють додатковий конструктивний стержень.

Поперечна арматура зв’язує робочу і монтажну арматуру в каркаси і служить для сприйняття поперечних сил. Діаметр поперечних стержнів у зварних каркасах вибирають з умов технології зварювання.

Поперечну арматуру ставлять так:

1. на при опорних ділянках рівних ¼ прольоту з кроком, що залежить від висоти перерізу: при h≤450мм – і не більше h/2 і не більше 150мм

при h≥450мм – не більше h/3 і не більше 500мм

2. у середній частині прольоту поперечну арматуру слід встановлювати з кроком не більше 3 h/4 і не більшим 500мм.

2. Розрахунок міцності по нормальним перерізам для прямокутного профілю з одиночною арматурою.

При розрахунку міцності по нормальним перерізах за основу приймають 111 стадію напружено -деформативного стану.

Міцність елемента буде забезпечена, якщо найбільший згинальний моменнт від зовнішнього навантаження М не перевищує моменту внутрішніх зусиль (мінімальної несучої здатності)М≤М

В перерізах з одиночною арматурою робоча арматура є тільки в розтягнутій зоні. Момент внутрішніх сил М створюється парою сил N_s та N_b з плечем z_b

Рисунок 3 - Розрахункова схема вигнутого елемента прямокутного перерізу з одиночною арматурою.

Рівнодіюча стискувальних зусиль у бетоні N_b=R_b*b*x

Рівнодіюча зусиль у розтягнутій арматурі N_s=R_s*A_s,

де х – висота стиснутої зони

A_s – площа поперечного перерізу арматури.

У розрахункових формулах вводять не всю висоту перерізу, а так звану робочу або корисну висоту h₀=h-a, де а – відстань від розтягнутої грані перерізу до центра ваги арматури, при однорядному розміщенні робочої арматури

а=с+0.5d

с – товщина захисного шару бетону

d – діаметр арматури

для одержаної системи сил можна скласти рівняння рівноваги:

1) Σх=0; 2) ΣМ_к=0; 3) ΣМ_L=0

Із рівняння 1 дістанемо

N_s-N_b=0

R_s*A_s-N_b*b*x=0

X=

Із рівняння 2 дістанемо M_u=N_b*z_b

M_u=R_b*b*z(h₀-0.5x)

Для підбору арматури (прийнявши М_u=М) використовують рівняння рівноваги 3

М_u=М=N_s*z_b=R_s*A_s(h₀-0.5x)

A_s=

Ці формули є справедливими для першого випадку руйнування елемента, коли висота стиснутої зони х менша граничної висоти х ≤ х_R

Відносна висота стиснутої зони ξ=

Гранична відносна висота стиснутої зони ξ_R=

ω – характеристика стиснутої зони бетону.

ω =α-β*R_b

α – коефіцієнт, який для важкого бетону 0,85; β =0,008 – коефіцієнт для всіх видів бетону, R_b в Мпа; σ_sR – напруження в арматурі, МПа ( для арматури класів А240С, А 300С, А400С σ_sR=R_s, а для інших класів арматури його визначають за формулами; σ_scu – граничне напруження в арматурі стиснутої зони.