4. Основные положения расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы

Предельными считаются состояния, при которых конструкции престают удовлетворять предъявляемым к ним в процессе эксплуатации требованиям.

I группа – по несущей способности (приводящие к полной непригодности эксплуатации конструкций)

II группа – по пригодности к нормальной эксплуатации (затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций или уменьшающие долговечность зданий и сооружений по сравнению с предусматриваемым сроком службы)

 Расчеты по предельным состояниям первой группы включают:

• расчет по прочности;

• расчет по устойчивости формы (для тонкостенных конструкций)

• расчет по устойчивости положения (опрокидывание, скольжение, всплывание)

 Расчеты по прочности бетонных и железобетонных конструкций следует производить из условия, по которому усилия, напряжения и деформации в конструкциях от различных воздействий с учетом начального напряженного состояния (преднапряжение, температурные и другие воздействия) не должны превышать соответствующих значений, установленных нормативными документами.

5. Основные положения расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы

Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:

• расчет по образованию трещин;

• расчет по раскрытию трещин;

• расчет по деформациям.

Различают 3 категории трещиностойкости:

• Не допускает образование трещин.

• Допускает непродолжительное раскрытие трещин ограниченной ширины. Одна тысячная миллиметра.

• Допускает раскрытие трещин. Но, опять же, ограниченной ширины.

6. Расчет центрально-сжатых элементов

В жб элементах сложно добиться центрального сжатия из-за формы несовершенства геометрических форм, особенностей операния на них конструкций, неточности постановки арматуры. Но для практических расчетов разрешено считать эти элементы центрально сжатыми.

Расчет колонн на центральное сжатие производится со следующими ограничениями:

1. На колонны действет нагрузка со случайным эксцентриситетом

2. Рассматриваемые колонны имеют прямоугольное сечение

3. Продольное армирование выполняется стержнями, расположенными вдоль двух сторон по углам сечения

4. Отношение расчетной длины к меньшей стороне поперечного сечения не больше 20.

5. Коэффициент армирования μ равен отношению площади поперечного сечения арматуры А к площади сечения колонны в пределах 0,004-0,03 (0,4-3%)

Базовая формула:

- внешняя нагрузка

- коэффициент продольного изгиба

- несущая способность стали и бетона

- площадь поперечного сечения арматуры

7. Область распространения и простейшие конструкции железобетонных колонн

Железобетонные колонны, как и стальные, обладают большой несущей способностью и относительно недороги из-за использования местных материалов. Они широко применяются в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве в качестве элементов каркаса зданий, сооружений и отдельных опор. Могут изготовляться монолитными и сборными. Наиболее простым и в то же время широко распространенным примером такой колонны является колонна квадратного сечения. Колонны обычно выполняются сплошного сечения, при больших длинах и нагрузках они могут быть решетчатыми, по высоте — постоянного и переменного сечений. Колонны переменного сечения предназначены для передачи нагрузок, расположенных на различных высотах. Например, в промышленных зданиях нагрузка от ферм или балок покрытия передается на оголовок колонны, а ниже передаются нагрузки от мостовых кранов.

Основным случаем потери несущей способности железобетонных колонн является потеря общей устойчивости. Если просто поставить продольные стержни арматуры в бетон без закрепления их поперечными стержнями, то до определенного значения нагрузки арматура и бетон работают совместно, но затем стальные стержни теряют устойчивость, причем раньше, чем весь элемент, выпучиваются и разрушают защитный слой бетона. Для исключения этого явления к продольным стержням привариваются или привязываются проволокой поперечные стержни, которые уменьшают расчетную длину рабочих продольных стержней и предотвращают их значительное выпучивание. При правильной постановке поперечных стержней бетон и продольная арматура разрушаются одновременно. Отсюда основными целями расчета являются:

1. подбор необходимого количества продольной арматуры (при достаточном сечении колонны) с целью обеспечения общей устойчивости;

2. постановка поперечных стержней на расстояниях, исключающих потерю продольной арматурой устойчивости раньше, чем произойдет потеря общей устойчивости колонны.