Железобетонные конструкции Лекции

- определяется по следующей зависимости

коэффициент, учитывающий длительность приложения нагрузки, принимаемый 1- при учете

кратковременного приложения нагрузки( непродолжительное действие) и 1,4- при продолжительной нагрузке.

коэффициент, учитывающий профиль поверхности арматуры, принимаемый =0,5 -для предпочтительного профиля и 0,8- для гладкой.

- учитывает вид напряженного состояния и принимается =1- при изгибе и внецентренном растяжении, 0,2- при осевом растяжении.

- базовое расстояние между трещинами.

площадь растянутой части сечения.

,

- ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия всей нагрузки.

- ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок.

- ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок.

Расчет прогибов железобетонных элементов.

Исходные предпосылки и вводные замечания:

Ввиду различных факторов определяются ограничения прогибов конструкции.

Существует два уровня воздействия при определении прогиба:

А) при наличии ограничений по эксплуатационным и конструктивным требованиям, необходим учет всех кратковременных и постоянных нагрузок.

51

Б) при наличии ограничения эстетического и физического порядка, учитывается действие длительных и постоянных нагрузок.

Критериальным уравнением расчета является уравнение следующего вида:

,

Где - прогиб в стадии 2 НДС при действии нагрузки, учитывающей

- предельно допускаемый прогиб, составляющий 1/600 до 1/200 пролета (СНиП «Нагрузки и воздействия»)

формула Мора.

Допущения:

Ввиду изменения жесткости ж/б элемента, в зависимости от действующего усилия, ширины раскрытия трещин, армирования и др. факторов, использование формулы Мора не применимо, и она условно трансформирована в выражение:

- коэффициент, зависящий от характера рассматриваемого загружения и принимаемый равным 5/48при равномерном распределении; 1/12при сосредоточенной силе в середине пролета.

52

увеличивается вследствие увеличения нагрузки.

- при учете непродолжительного действия любых нагрузок

- при учете длительнодействующих и постоянных нагрузок.

-коэффициент, изменяется в диапазоне 1-5,6, в зависимости от класса бетона и влажностных условий эксплуатации.

Чем выше t и ниже класс бетона, влажность , тем больше показатель , из-за повышенногого развития деформации бетона.

Особенности статического расчета неопределимых железобетонных элементов.

Понятие о пластическом шарнире.

Под пластическим шарниром понимают такое состояние бетона, при котором:

А) арматура в состоянии текучести Б) бетон растянутой зоны исключен из работы сечения

В) бетон сжатой зоны имеет резерв существующей несущей способности.

В отличии от геометрического шарнира в пластическом шарнире:

А) момент имеет определенную величину и направление

53

Б) пластический шарнир характеризует состояние ( а не конструкцию)

В статически определимых системах образование пластического шарнира по месту и по времени совпадает с моментом разрушения элемента.

В статически неопределимых системах образование пластического шарнира не ведет к переходу элемента в предельное состояние, а лишь означает снижение ее стат. неопределимости на 1, следовательно, имеется возможность продолжить загружение этого элемента с возрастающей нагрузкой.

Порядок и последовательность образования пластических шарниров в СНС.

54

Состояние элемента, предшествующее его превращению в механизм, называется состоянием предельного равновесия, которое, как правило, характеризуется образованием числа соответствующих степени начальной статической неопределимости системы.

Из-за тройной неопределимости системы , образуется три пластических шарнира.

Порядок образования пластических шарниров может быть любым, но в любом промежуточном состоянии необходимо соблюдать равновесие системы, при котором сумма всех опорных моментов равна пролету.

Метод расчета, использующий состояние предельного равновесия системы, называется методом расчета с учетом перераспределения усилий между сечениями рассматриваемого элемента.

55

На опоре:

В пролете:

- реакция опор на действие распределенной нагрузки.

Чтобы получить перераспределенную эпюру моментов, необходимо и достаточно к упругой эпюре моментов добавить (алгебраически) эпюру от лишних неизвестных.

Конструктивные требования, предъявляемые к элементам, рассчитываемых с перераспределением усилий.

1.Система должна быть СН

2.Система должна обладать неравномерным по длине элемента сечением

3.Применять в качестве рабочей арматуру из стали, имеющюю физическую площадку текучести.

4.С целью ограничения раскрытия трещин и прогибов в сечении, где образуется пластический шарнир max допустимые снижения расчетных ( по упругой схеме) усилий не должно превышать 30%.

56

Классификация перекрытий многоэтажных зданий:

По конструктивному решению перекрытия:

-балочные – состоящие из балок, идущих в одном или двух направлениях, на которые опираются плиты перекрытий;

-безбалочные – при которых плиты перекрытий опираются непосредственно на колонны или их уширения (капитель).

По схеме статистической работы плит:

-с балочными плитами, работающими в одном коротком направлении;

-и перекрытий с плитами, опертыми по контуру, работающими в двух направлениях.

> 2 как балочная в коротком направлении

≤ 2 как плита, опертая по контуру, работающая в 2х направлениях (независимо от фактического опирания плиты)

По способу изготовления:

-сборные;

-монолитные балочные;

-монолитные с плитами, опертые по контуру;

-сборно-монолитные.

Перекрытие состоит из монолитной плиты, опирающейся на балки, идущей в 2х взаимно перпендикулярных направлениях. При это балки, опирающиеся на колонны, являются главными, а балки, опирающиеся на главные – второстепенными. При этом направление ГБ может быть любым и зависит от назначения здания, требований освещенности, архитектурной выразительности и др.

С точки зрения эффективности работы предпочтительно:

а) с частым расположением второстепенных балок, опирающихся на ГБ в трети (1/3) пролета;

б) толщина плит должна быть по возможности min, и исключающей зыбкость перекрытий.

Рекомендуемые параметры:

пролет ГБ – 7-9 м.;пролет ВБ – 5-7 м.;

шаг ВБ – 1,6-2,2 в зависимости от величины полезной нагрузки;толщина плиты (f) не менее 50-70 мм. для гражданских зданий,

90 мм. для промышленных зданий.

Исходя из условной прочности h ГБ = (1/8 – 1/10) lГБ

h ВБ = (1/12 – 1/15)lВБ b = (0,3 – 0,5)h

58

Расчет и конструирование плиты перекрытия

Для расчета вырезают полосу шириной 1м.

если балка в стене, то жесткое защемление, если лежит на стене, то защемления нет.

q – равномерное распределение нагрузки, от собственной массы плиты, пола, звукоизолирования.

Расчетная схема плиты представляет собой многопролётную статистичи определенную балку с расчетными пролетами:

Крайними = расстояние от основной площадки опирания плиты на стену до грани 1й ВБ. Средними = расстояние между гранями ВБ.

Примечание: снижение пролета связано с учетом ее защемления в балках.

Определение усилий в расчетных сечениях плиты

Сечение в крайних плоскостях

0,425 f0l1

в средних по середине пролета и на всех промежуточных опорах.

Приведенная эпюра является огибающей, то есть содержит max (не зависимо от знака) значения M в различных сечениях при худшем для них загружении.

Расчет рабочей арматуры плиты

Бетон монолитного перекрытия класс не ниже B15.

Арматуру сетки с продольной или поперечной рабочей арматурой 4-10 мм.

Кл. Вр500, А240 или А500.

Шаг стержней 100-200 мм.

59

Армирование монолитных плит перекрытия

а) непрерывное армирование

б) раздельное

С-1 – сетка, работающая арматура которой воспринимает момент qe2/16 C-2 – доборная сетка, воспринимаемая момент ql2/11 – ql2/16

Расчет и конструирование второстепенных балок

Расчетная схема балок – многопролетная статитстически неопределимая балка с расчетными пролетами равные крайними между осью опирания балки на стене и гранью ближней ГБ.

Средними пролетами равными расстояниями между гранями соседними ГБ.

Примечание: Принятая схема принятия проемов учитывает защемление ВБ в ГБ, что ведет к снижению величин пролетных моментов.

60