Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Ашрабов, А. Б

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
11.98 Mб
Скачать

В зависимости от соотношения размеров в плане

плиты

разделяются

на

балочные,

когда отношение

длинной

стороны

к короткой / д л : / к

> 2, и опирающие­

ся по контуру

/ д л

: / к

< 2.

(

в соответствии с ее

Арматура в

плите

размещается

проектным положением, закрепляется в формах с по­ мощью шпилек и подвесок, вспомогательных сеток и каркасов с целью сохранения этого положения в про­ цессе бетонирования.

Подъемные петли изготовляются из круглой (глад­ кой) арматурной проволоки из стали класса А- I и уста­ навливаются на расстоянии 1 м от конца плиты.

Балка относится к линейным конструкциям, у ко­ торых длина значительно больше их поперечных раз­ меров.

Железобетонные балки могут иметь прямоугольные, тавровые, двутавровые, трапецеидальные и другие

сложные

сечения. Высота балок h составляет

пример-

но

J2 -•- 20 ч а с

т

ь

пролета и принимается кратной 50

мм,

если не

более

 

600 мм, и кратной 100 мн

при

размерах

больших

600

мм.

Ширина • принимается

в

пределах

(0,25 -

0,5) И.

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

 

продольного армирования

балки

применяются

стержни периодического профиля диаметром 12 ч- 32

мм.

 

Армирование

балок производится сварными карка­

сами (рис. II. 1) или отдельными стержнями.

 

 

 

Рабочая арматура в балке располагается,

так

же,

как

и

в

плите,

в

растянутой зоне,

следуя, в основном,

за

эпюрой изгибающих моментов.

Балки,

кроме

про­

дольной рабочей арматуры, снабжаются вертикальными (поперечными) стержнями при армировании сварными каркасами и в виде хомутов при армировании отдель­ ными стержнями. Плоские сварные каркасы объединя­ ются в пространственные с помощью горизонтальных поперечных стержней, устанавливаемых через 1,Он-1,5 м. Диаметр поперечных стержней (хомутов) принимается

не

менее 6 мм

при

высоте

балок

до

800

мм

и 8 —

10 мм — для балок

высотой

более

800

мм.

 

 

 

Шаг хомутов при их установке по расчету не дол­

жен превышать

половины

высоты

балок и

не

более

50

см.

 

 

 

 

 

 

 

100

Рис. П. 1. Сварные каркасы.

По конструктивным соображениям, в балках шири­

ной

150 мм и более число продольных

рабочих

стерж­

ней,

доводимых до

опоры, должно быть не менее двух.

В ребрах сборных

панелей, настилов

шириной

менее

150 мм допускается доведение до

опоры одного про­

дольного рабочего

стержня.

 

 

 

В

целях ограничения раскрытия

наклонных

трещин

в изгибаемых элементах в балках высотой более 700 мм

убоковых граней ставятся дополнительные про­

дольные

стержни на расстояниях (по высоте) не бо­

лее чем

через 400 мм с общей площадью поперечного

101

сечения не менее 0,1% от площади поперечного сече­ ния балки.

На крайних свободных опорах изгибаемых элемен­ тов для обеспечения анкеровки всех продольных ар­ матурных стержней, доходящих до опоры, нормами предусматриваются следующие требования:

а) Если поперечная арматура (для балок) не тре­ буется по расчету, длина 1а запуска растянутых стерж­

ней каркаса и сетки за

внутреннюю

грань свободной

опоры должна составлять не менее 5

d.

Рекомендует­

ся

принимать / а = 1 0

d. В сварных каркасах и

сварных

сетках

с

продольной

рабочей

арматурой из

круглых

(гладких)

стержней к

каждому

растянутому

продоль­

ному стержню должен

 

быть

приварен

хотя

бы

один

поперечный

(анкерный)

стержень, расположенный

от

конца

каркаса

(сетки)

на расстоянии

С - < 1 5

мм

при

d <

10

мм,

С <

1,5 d

при d >

10

мм.

 

 

 

 

 

рах

Диаметр анкерующего стержня da

в

балках

и реб­

должен

быть не менее половины.наибольшего

диа­

метра

продольных стержней.

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

Если

поперечная

арматура требуется по

расчету,

длина должна составлять не менее 15 d\ при обычном тяжелом бетоне марки 200 и выше и при выполнении

растянутой

продольной арматуры из горячекатаной

 

ста­

ли периодического

профиля классов

А- И, А- III или из

стали,

упрочненной

вытяжкой,

класса

А- Ив,

длина

/ а

может быть уменьшена до 10 d.

 

 

 

 

 

 

 

Монтажная продольная арматура

балок

принимает­

ся по

конструктивным

соображениям

диаметром

не

менее диаметра

поперечных стержней

(10—12

 

мм).

При

армировании балок отдельными

 

стержнями

пря­

мые

стержни

 

располагают по

бокам

сечения,

а

отог­

нутые

внутри

его.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рабочая

арматура

располагается

в

один

или

 

два

ряда в зависимости от принятой ширины балки и

 

ко­

личества

стержней.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Толщина защитного слоя бетона. Толщина защит­

ного слоя бетона назначается в зависимости

от

условий

эксплуатации

и вида

ее армирования. СН и П И- В. I - 62*

рекомендует принимать толщину защитного слоя

бетона:

— в

плитах

и стенках толщиной до 100

мм

вклю­

чительно

не

 

менее

10 мм

и при

 

толщине

более

100 мм — 15

мм;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

102

— в

плитах и стенках

толщиной

более

100

мм,

а также

в

балках и ребрах

высотой

до 250 мм при

d<;20 мм — не менее

15 мм,

где d — диаметр

рабочей

арматуры;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— в балках, ребрах высотой 250 мм и более, а также

в колоннах

при d^C20

мм — не менее

20

мм;

 

 

— в балках, колоннах

и плитах при

20<d^?>2MM

— не менее 25 мм, при d > 32

— не менее

30

мм;

при применении полосовой,

угловой и фасонной

стали

не менее 50 мм;

для нижней арматуры монолитных фундаментов (отдельных, плитных, ленточных) при отсутствии подготовки толщину защитного слоя применяют не

менее

70 мм,

а при

наличии

подготовки — не

менее

35

мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

однослойных конструкциях

из

легких

бетонов

марок

100

и

ниже,

выполняемых

без

фактурных

слоев,

толщина

защитного слоя

для

рабочей

армату­

ры

во всех

случаях

должна

составлять

не

менее

20

мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

Толщина защитного слоя для хомутов и попереч­ ных стержней сварных каркасов в балках и колоннах должна составлять не менее 15 мм; для распредели­ тельной арматуры плит — не менее 10 мм, а в однослой­ ных конструкциях из легких бетонов марок 100 и ни­ ж е — не менее 15 мм.

В полых элементах кольцевого или коробчатого сечений расстояние от стержней продольной арматуры до внутренней поверхности бетона должно быть не менее чем до наружной.

Толщина защитного слоя бетона в сборных элемен­ тах из тяжелого бетона проектной марки более 200 мо­ жет быть уменьшена на 5 мм против указанных вели­

чин, но должна быть, во всяком

случае, не менее \0 мм

для

рабочей арматуры плит, а

для балок и ребер—

не

менее 20 мм.

 

Во всех сборных изгибаемых элементах концы про­ дольных стержней арматуры, не привариваемой к ан-

керующим

деталям, должны

отстоять

от торца элемен­

та: в панелях, настилах и

плитах — не более

чем

на

15 мм,

в прочих элементах — не

более чем

на

10

мм.

 

 

 

 

Стыки арматуры по длине элемента осуществляются

103

обычно контактной сваркой впритык или электрошла­ ковой сваркой, а в монтажных условиях — электро­ дуговой сваркой; в отдельных случаях стержни арма­ туры свариваются внахлестку.

Качество сварки арматуры должно отвечать требо­ ваниям действующих нормативных документов на свар­

ную

арматуру и закладные детали для

железобетон­

ных

конструкций.

 

 

 

 

 

 

Согласно СН и

П I I - В. I - 62*

стыки

рабочей

ар­

матуры диаметром

до

32 мм

как

в сварных, так и вяза­

ных сетках и каркасах

могут выполняться и внахлестку

(без

сварки).

 

 

 

 

 

 

Стыки растянутой

рабочей

арматуры

вязаных

сеток

и каркасов, выполняемые внахлестку без сварки, долж­ ны иметь длину перепуска не менее 250 мм и распо­

лагать их

вразбежку.

 

 

 

 

 

 

 

 

Площадь сечения

стержней,

стыкуемых

в

одном

месте

или

на расстоянии менее длины нахлестки,

долж­

на составлять: при

круглых

(гладких) стержнях — не

более

25%, а

при

стержнях периодического профиля —

не более

50%

общей

площади

растянутой

арматуры

сечения элемента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длина

перепуска

стержней,

стыкуемых в сжатой

зоне,

может

приниматься

на

10

d меньше

величины

/ н ,

определяемой по табл. II . 5,

но

не

менее

200

мм,

при

этом для

сжатых

стержней,

выполняемых

из

круглой

(гладкой)

стали класса А- I

без

крюков

на

концах,

длина перепуска должна составлять не менее

30

d.

На

каждой из

стыкуемых

в

растянутой

зоне

сеток

по длине

нахлестки

должно

располагаться

не

менее

двух

распределительных

стержней, приваренных

ко

всем

продольным

 

стержням

сетки.

Стыкование

внах­

лестку каркасов

с двусторонним

расположением

рабо­

чих стержней не допускается. Стыки сварных сеток с

рабочей

арматурой

из

стержней

периодического

про­

филя допускается

выполнять

с расположением

рабочих

стержней

в одной

плоскости;

при

этом

одна

из

сты­

куемых сеток или обе сетки

в пределах стыков

могут

не иметь

приваренных

распределительных стержней.

В этом случае длина перепуска сеток

должна

прини­

маться как при стыковании

стержней

вязаной

арма­

туры.

 

 

 

 

 

 

 

 

104

Таблица II. 5

Длина перепуска растянутых стержней при устройстве стыков внахлестку без сварки

 

 

 

 

Наименьшая

длина

перепуска

Тип

рабочей арматуры

Условия рабо­

внахлестку

при бетоне

марки

ты стыка

 

 

 

 

 

 

 

150

|

200

и выше

 

 

 

 

Горячекатаная

перио­

 

 

 

 

 

дического профиля клас­

а*

35d

 

 

30rf

са А-П и круглая (глад­

 

 

кая) класса A-I

 

б**

Ш

 

 

35а"

Горячекатаная

пе­

 

 

 

 

 

риодического

профиля

 

 

 

 

 

класса А-П1 и упрочнен­

а*

45d

 

 

40d

ная

вытяжкой

класса

 

 

А-Нв

 

 

 

50d

 

 

45d

* Стыки арматуры, расположенные в растянутой зоне изги­ баемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых (по первому случаю) элементов.

** Стыки арматуры, расположенные в центрально-растянутых (по второму случаю) элементах. Такой тип стыка допускается только в плитах и в стенках.

d — номинальный диаметр соединяемых стержней.

 

Рабочие стыки сварных сеток и сварных каркасов в

растянутой зоне элементов не рекомендуется

распола­

гать в наиболее напряженных сечениях. При этом

сты­

ки следует располагать вразбежку.

 

 

 

 

Стыкование

сварных

сеток

без

разбежки

допуска­

ется только

на

тех

участках,

где

рабочая

арматура

используется

не более чем на

50%.

 

 

 

 

 

При

проектировании

элементов

сборных

железобе­

тонных

перекрытий необходимо

предусматривать

уст­

ройство

между

ними

швов, заполняемых

бетоном или

раствором. Ширина швов должна составлять

не

менее

20

мм — при

элементах

высотой до 250 мм

и

не

менее

30

мм — при

элементах

большей

высоты.

 

 

 

ГЛАВА III

РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

§ 1. ПРОЧНОСТЬ ПО НОРМАЛЬНЫМ СЕЧЕНИЯМ

Расчет прочности элементов железобетонных кон­ струкций по предельным состояниям представляет со­ бой дальнейшее развитие метода расчета по стадии

разрушения

(стадия III).

 

 

 

 

 

Исчерпание прочности

изгибаемых

элементов, т. е.

переход

в

предельное

состояние,

может

происходить

по нормальным или по наклонным сечениям.

На участке между

двумя симметричными сосредо­

точенными

силами, в

железобетонных

однопролетных

балках,

поперечная

сила

равна нулю.

Поэтому этот

участок

балки работает

в

условиях

чистого изгиба на

действие только изгибающего момента; трещины здесь образуются по нормальным сечениям и направлены

перпендикулярно продольной оси балки.

 

На участке между опорой

и силой

действуют од­

новременно изгибающий момент и поперечная сила.

На этом участке образуются

трещины

по наклонным

сечениям.

Характер разрушения по нормальным сечениям за­ висит от количества рабочих стержней арматуры, рас­ положенной в растянутой зоне балки.

Излом по нормальному сечению элемента под дей­ ствием изгибающего момента наблюдается в двух возможных случаях:

1) излом от исчерпания несущей способности ра­ стянутой арматуры (при малых процентах армирования);

2) излом от

исчерпания несущей

способности бето­

на сжатой зоны

(переармированное

сечение).

106

В железобетонных конструкциях, запроектирован­ ных согласно случаю 1, всегда не полностью исполь­ зуется несущая способность бетона сжатой зоны; в элементах, запроектированных согласно случаю 2, не­ достаточно используется несущая способность растя­ нутой арматуры. Между двумя этими случаями суще­ ствует зависимость, которая ограничивается условием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(III. 1)

где Ss — статический

момент

площади

сжатой

зоны

 

бетона

относительно

оси,

проходящей

через

 

центр

тяжести растянутой

арматуры;

 

 

5 0

— статический

момент

всей

площади

сечения

 

бетона

относительно

той

же оси;

 

 

Ъ — коэффициент,

зависящий

от

марки

 

бетона,

 

равный

0,8 при бетонах

 

марки 400

и

ниже;

 

0,7 — при бетоне

марки

500 и

0,65 при бе­

 

тоне марки

600.

 

 

 

 

 

 

 

При

соотношении

^ >

\ сечение

считается

переар-

мированным. Условие (III. 1) характеризует положение нейтральной оси, обеспечивающее достаточную проч­ ность сжатой зоны и границу переармированных сечений.

Напряжение в бетоне принимается по всей высоте сжатой зоны равным расчетному сопротивлению на сжатие при изгибе. Расчет прочности изгибаемого эле­ мента по нормальным сечениям производится на дейс­ твие изгибающего момента М; расчет по наклонным к оси элемента сечениям — на действие изгибающего мо­ мента М и поперечной силы Q.

При проектировании элементов

железобетонных

конструкций

необходимо

добиваться, чтобы элементы

были

равнопрочными и по

нормальным и по

наклон­

ным

сечениям

под действием как

изгибающих

момен­

тов, так и поперечных сил.

 

 

Прочность

нормальных

сечений

любой симметрич­

ной формы изгибаемого элемента

обеспечивается, если

Л Г < М (

(III. 2)

т. е. изгибающий момент от расчетных нагрузок дол­ жен быть меньше или равен моменту внутренних уси­ лий (рис. III. 1, а). Эпюра напряжений в бетоне сжатой зоны принимается прямоугольной.

107

Рис. III. 1. Расчетная схема предельного напряженного состояния сечения изгибаемого элемента.

Несущую способность сечения с двойной арматурой можно представить в следующем виде:

 

 

М с е ч

= N6z6

+ N'aza,

(III. 3)

где

NQ и yva сжимающие

усилия в сжатой

зоне бе­

 

 

тона

и в сжатой

арматуре;

 

 

 

N6 = RUF6

и М = Я а . с - К

 

 

 

МСЕЧ

=RuF64

 

+ Ra.cF'aZa.

(III. 4)

Произведения F6z6

= Sg

и F&za

= Sa.

 

Следовательно,

Мсеч

— RuSfr-\-

Ra.cSa.

(III. 5)

Условия прочности

изгибаемого элемента

 

 

Ru и i ? a . c —

М < RUS6

 

+ Ra.cSa,

(III. 6)

где

расчетные сопротивления бетона и сжа­

той

арматуры.

 

 

 

 

 

 

108

При наличии сжатой арматуры должно соблюдаться условие

z 6 < z a , " (III. 7)

т. е. точка приложения равнодействующей сжатой ар­ матуры должна быть выше точки приложения равно­ действующей сжимающих напряжений в бетоне сжатой

зоны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В этом случае сжатая

арматура

работает

с

рас­

четным сопротивлением

R a

c ,

так как

она

расположена

близко к сжатой.грани бетона.

 

 

 

 

Если рабочая арматура расположена в несколько

рядов, занимающих

более

половины

высоты

растяну­

той зоны, то для этих удаленных стержней

расчетное

сопротивление применяется

с

коэффициентом

0,8.

Для прямоугольного

сечения с одиночной

армату­

рой (рис. III. 1,

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F\

=

0,

 

 

 

 

 

M<RUF6z6

 

 

= RNS6,

 

 

 

(III. 8)

 

 

 

F6

=

bx,

 

 

 

(III. 9)

где b — ширина

сечения;

 

 

 

 

 

 

x — высота

сжатой

зоны.

 

 

 

 

 

Плечо внутренней

пары

сил:

 

 

 

 

 

z6

=

ho-0,5x,

 

 

(I

II. 10)

где hQ полезная (рабочая) высота сечения. Условие прочности изгибаемого элемента

M^N6z6

М < RJbx (h0 —0,5.*)

или

M < Rubhta (1 - 0,5 a)

M < 7 V a z a

или

(III. 11)

(III. 12)

(III. 13) (III. 14)

MKRaFa(ho-0,5x). (III. 15)

Положение нейтральной оси, т. е. высота сжатой зоны, определяется из условия равновесия сил:

N6 = Na

(III. 16)

109