6804

10

рабочей высоты сечения h0. Определение требуемой высоты сечения балки h. Определение требуемой площади продольной растянутой арматуры. Назначение армирование в соответствие с сортаментом. Вычерчивание чертежа-схемы с принятым армированием и уточнение расчета.

Практическое занятие №3. Определение площади поперечного сечения растянутой арматуры изгибаемых элементов с двойной арматурой

Определение расчетных характеристик бетона и арматуры. Граничное значение относительной высоты сжатой зоны ξ R. Определение коэффициента αR. Определение рабочей высоты сечения h0 при предварительно назначенном значении a. Проверка необходимости усиления сжатой зоны путем установки рабочей сжатой арматуры из условия αm<αR. Назначение расстояния a’ и определение площади сжатой арматуры A’s. Определение площади растянутой рабочей арматуры As. Назначение армирование в соответствие с сортаментом. Вычерчивание черте- жа-схемы с принятым армированием и уточнение расчета. Конструктивная установка поперечной арматуры для предотвращения выпучивания рабочей сжатой арматуры.

Лекция №13. Расчет наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов.

Расчет наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов. Особенности предельного состояния наклонного сечения изгибаемых элементов. Главные напряжения в бетоне у опоры балки. Возможные случаи разрушения элементов по наклонным сечениям: от раздробления сжатого бетона между наклонными трещинами и ширина раскрытия трещин. Расчетная схема усилий в наклонном сечении.

Расчетное условие, обеспечивающее прочность по полосе сжатого бетона между наклонными сечениями. Расчетное условие, обеспечивающее прочность по наклонному сечению без поперечной арматуры. Значение поперечной силы, воспринимаемой хомутами в расчетном наклонном сечении. Значение поперечной силы, воспринимаемой отгибами, пересекаемых расчетным наклонным сечением. Условие прочности по наклонному сечению в балках с поперечной арматурой. Определение длины проекции наклонной трещины на продольную ось элемента. Определение расстояния между хомутами или поперечными стержнями.

Практическое занятие №4. Расчет и конструирование изгибаемых элементов таврового сечения

Проверка несущей способности заданного таврового сечения изгибаемого железобетонного элемента с одиночной арматурой. Определение расчетных характеристик бетона и арматуры. Схема армирования таврового сечения. Установление расчетного случая. Определение высоты сжатой зоны бетона x и относительной высоты сжатой зоны бетона ξ. Определение несущей способности сечения балки Mult. Проверка условия прочности сечения M≤Mult.

Определение продольной арматуры в железобетонной балке таврового сечения с одиночной арматурой. Определение расчетных характеристик бетона и арматуры. Определение рабочей высоты сечения h0 при предварительно назначенном значении a. Установление расчетного случая. Определение коэффициента αm и требуемой площади арматуры As. Назначение армирование в соответствие с сортаментом. Вычерчивание чертежа-схемы с принятым армировани-

11

ем и уточнение расчета. Конструктивная установка поперечной арматуры для предотвращения выпучивания рабочей сжатой арматуры.

Лекция №14. Расчет прочности наклонных сечений на действие поперечной силы.

Расчет прочности наклонных сечения на действие поперечной силы при армировании поперечными стержнями. Элементы постоянной высоты, армированные хомутами, нормальными к оси элемента. Схема усилий в наклонном сечении элементов с хомутами при расчете его на действие поперечной силы. Расположение расчетных наклонных сечений при сосредоточенных силах. Требуемая интенсивность хомутов: при действии только распределенной нагрузки и при действии на элемент сосредоточенных сил. Расчет наклонных сечений при изменении интенсивности хомутов по длине балки. Построение эпюры материалов.

Лекция №15. Расчет прочности наклонных сечений на действие изгибающего момента.

Расчет прочности наклонных сечения на действие изгибающего момента, расчет и расстановка поперечных стержней. Расчетное условие, обеспечивающее прочность по наклонным сечениям на действие изгибающего момента. Назначение расчетных наклонных сечений для проверки на действие изгибающего момента: в места обрыва (или отгиба) продольной арматуры в пролете; в приопорной зоне балки, где при отсутствии анкеров сопротивление продольных арматурных стержней в месте пересечения их наклонным сечением снижается при недостаточной анкеровке; в местах резкого изменения сечения элементов (опорные подрезки, узлы и др.). Особенности конструирования изгибаемых элементов, обеспечивающие прочность наклонных сечений на действие изгибающих моментов.

Лекция №16. Сжатые и растянутые железобетонные элементы. Общие понятия, особенности расчета и конструирования.

Сжатые элементы. Общие понятия. Понятие случайного эксцентриситета. Центрально сжатые элементы конструкций со случайными эксцентриситетами (промежуточные колонны, верхний пояс ферм при узловом приложении нагрузки, восходящие раскосы, стойки). Начальный эксцентриситет продольной силы. Внецентренно сжатые элементы (колонны производственных зданий, верхний пояс безраскосной фермы, стена подземного резервуара).

Конструирование сжатых элементов. Армирование сжатых элементов со случайными эксцентриситетами. Армирование внецентренно сжатых элементов. Варианты армирования сварными и вязанными каркасами. Гибкость сжатых элементов. Относительный эксцентриситет. Два случая расчета сжатых элементов. Случай 1 – внецентренно сжатые элементы с относительно большими эксцентриситетами продольной силы. Случай 2 – внецентренно сжатые элементы с относительно малыми эксцентриситетами продольной силы. Условно центрально сжатые элементы. Учет влияния прогибов. Схема усилий в поперечном прямоугольном сечении внецентренно сжатого элемента.

Растянутые железобетонные элементы. Центрально растянутые элементы конструкций. Основные принципы конструирования железобетонных элементов. Расчет прочности центрально растянутых элементов. Два расчетных случая расчета прочности внецентренно растянутых элементов: случай малых эксцентриситетов и случай больших эксцентриситетов.

12

Практическое занятие №5-6. Расчет и конструирование условно центрально сжатого элемента.

Определение продольной арматуры (количества и диаметра стержней) железобетонной колонны при величине эксцентриситета продольной силы меньшей случайного эксцентриситета на основании расчета несущей способности в форме центрального сжатия. Определение расчетных характеристик бетона и арматуры, усилий от постоянных и длительных нагрузок, расчетной длины колонны. Проверка допустимости расчета колонны в форме центрального сжатия. Определение коэффициентов φ (по интерполяции) и площади продольной арматуры для случая действия постоянной и длительной нагрузки и для случая общей нагрузки (с учетом кратковременной). Конструирование сечения колонны. Назначение диаметра и шага поперечных арматурных стержней из условия предотвращения выпучивания продольной арматуры.

Практическое занятие №7-8. Расчет внецентренно-сжатого элемента.

Определение площади сечения симметричной продольной арматуры внецентренно сжатого железобетонного элемента прямоугольного сечения. Определение расчетных характеристик бетона и арматуры. Вычисление граничной высоты сжатой зоны бетона ξ R. Определение жесткости железобетонного элемента в предельной по прочности стадии с учетом влияния длительного действия нагрузки на прогиб элемента. Относительный эксцентриситет продольной силы. Определение условной критической силы и момента при расчете конструкций по недеформированной схеме. Определение требуемого количества симметричной арматуры, подбор армирования и конструирование сечения колонны. Назначение диаметра и шага поперечных арматурных стержней из условия предотвращения выпучивания продольной арматуры.

13

СЕМЕСТР 8

Раздел №5. Железобетонные конструкции многоэтажных зданий

Лекция №1. Понятие о расчете статически неопределимых конструкций по методу предельного равновесия. Перераспределение усилий. Ограничение метода.

Понятие о расчете статически неопределимых конструкций по методу предельного равновесия. Основные положения метода предельного равновесия. Основы теории пластичности. Деформационная теория пластичности. Перераспределение усилий. Пластический шарнир. Ограничение метода.

Схема образования пластического шарнира в железобетонных балках. Перераспределение изгибающих моментов в статически неопределимой балке.

Лекция №2. Плоские монолитные перекрытия и их основные виды. Компоновка конструктивной системы ребристого монолитного перекрытия с балочными

плитами. Расчет и конструирование балочных плит.

Конструкция и виды плоских железобетонных перекрытий. Классификация плоских железобетонных перекрытий: балочные сборные; ребристые монолитные с балочными плитами; ребристые монолитные с плитами, опертыми по контуру; балочные сборно-монолитные; безбалочные сборные; безбалочные монолитные; безбалочные сборно-монолитные. Принцип расчета конструкций перекрытия.

Компоновка конструктивной схемы ребристого монолитного перекрытия с балочными плитами. Назначение толщины и пролетов балочной плиты. Статический расчет плиты как многопролетной неразрезной балки, определение расчетных опорных и пролетных моментоРасчет и конструирование балочных плит. Определение требуемой площади арматуры в пролете и на опоре элемента. Конструирование плоских сварных сеток из проволочной арматуры.

Лекция №3. Плоские монолитные перекрытия с балочными плитами. Расчет и конструирование второстепенных и главных балок.

Плоские монолитные перекрытия с балочными плитами. Расчет и конструирование второстепенных и главных балок. Расчет второстепенных балок на равномерно распределенные нагрузки. Расчет главных балок на сосредоточенные нагрузки от реакций главных балок. Определение расчетных усилий в опасных сечениях. Определение требуемой площади арматуры в пролете и на опоре элемента.

Некоторые правила конструирования железобетонных балок без предванительного напряжения арматуры: назначение размеров сечений, расчетные характеристики арматуры и бетона, особенности конструирования арматурных каркасов, защитный слой и расстояния между стержнями, монтажная арматура.

14

Лекция №4. Статический и кинематический расчеты конструкций. Конструктивные схемы ребристых перекрытий с плитами, опертыми по контуру.

Основы статического и кинематического расчета железобетонных конструкций. Общие принципы расчета и армирования плит, опертых по контуру, сварными сетками с рабочей арматурой в обоих направлениях. Соотношения между расчетными моментами в плитах, опертых по контуру. Конструктивные решения ребристых перекрытий с плитами опертыми по контуру: армирование плит плоскими и рулонными сетками. Конструктивные схемы армирования ребристых монолитных перекрытий с плитами, опертыми по контуру. Учет распоров в плитах, окаймленных по контуру монолитно-связанными с ними балками в предельном равновесии.

Лекция №5. Конструктивные схемы многоэтажных зданий и общие принципы их компоновки из сборного и монолитного железобетона.

Конструктивные схемы многоэтажных зданий и общие принципы их компоновки из сборного и монолитного железобетона. Каркасные, панельные, объемно-блочные, комбинированные здания. Схемы каркасов и восприятие ими вертикальных и горизонтальных нагрузок. Несущие системы каркаса: рамные, связевые, рамно-связевые и смешанные. Требования типизации и унификации сборных железобетонных конструкций и конструктивных схем зданий. Укрупнение элементов.

Монолитные конструктивные системы многоэтажных зданий: стеновые (бескаркасные), каркасные, каркасно-стеновые, ствольные, ствольно-стеновые, каркасно-ствольные. Восприятие горизонтальных нагрузок.

Регулярные и нерегулярные конструктивные системы. Конструктивно-технологические системы монолитных зданий. Методы возведения зданий. Выбор конструктивной системы и факторы, влияющие на него (инженерно-геологические и грунтовые условия стройплощадки, этажность здания, применяемые материалы и т.д.).

Лекция №6. Перекрытия с плитами, опертыми по контуру. Расчет и конструирование плит и балок.

Плиты, опертые по контуру. Общие принципы расчета и армирования плит, опертых по контуру, сварными сетками с рабочей арматурой в обоих направлениях. Соотношения между расчетными моментами в плитах, опертых по контуру. Конструктивные решения ребристых перекрытий с плитами опертыми по контуру: армирование плит плоскими и рулонными сетками. Учет распоров в плитах, окаймленных по контуру монолитно-связанными с ними балками в предельном равновесии. Подбой арматуры для плиты. Конструирование арматурных сеток.

Лекция №7-8. Плоские безбалочные перекрытия. Достоинства и недостатки. Расчет плиты на продавливание. Расчет и конструирование плит.

Монолитные безбалочные перекрытия. Область применения. Конструктивные решения. Достоинства и недостатки безбалочных плит. Расчет на полосовую и сплошную нагрузку. Две схемы расположения линейных пластических шарниров плиты. Нагрузки, действующие на перекрытия. Статический расчет безбалочного перекрытия. Предельные состояния строительных конструкций.

15

Расчет безбалочных перекрытий по прочности, раскрытию трещин и деформациям, динамические расчеты и расчеты на выносливость. Расчетные характеристики материалов. Моделирование расчетной схемы в линейной (упругой) и нелинейной (неупругой) постановках задачи. Моделирование физической нелинейности на основе упругой расчетной модели.

Конструирование монолитных безбалочных перекрытий с квадратной или прямоугольной сеткой колонн. Армирование отдельными стержнями (вязаными пространственными каркасами) и арматурными изделиями (плоскими сварными сетками). Соединение горизонтальной арматуру внахлест. Фиксаторы арматуры.

Расчет отдельных частей безбалочных перекрытий на продавливание от сосредоточенной нагрузки.

Лекция №9. Рамная схема каркаса на примере серии ИИ-20 (420)

Общие сведения о проектировании железобетонных конструкций многоэтажных каркасных зданий в рамном каркасе. Габаритные схемы каркасов по сериям 1.420-12 (ИИ-20/70) и 1.420-64, сетки колонн. Температурные блоки. Привязки колонн торцевых рам. Определение усилий в элементах конструкций.

Лекция №10. Плоские безбалочные перекрытия. Армирование капителей. Принципы расчета и армирования колонн.

Устройство железобетонных капителей из условия создания достаточной жесткости в месте мопряжения монолитной плиты с колонной, обеспечения прочности плиты на продавливание по периметру капители, уменьшения расчетного пролета безбалочной плиты, равномерного распределения моментов по ширине плиты. Расчет и конструирование армирования капителей. Принципы расчета и армирования колонн.

Практическое занятие №1-2. Расчет монолитного железобетонного перекрытия по металлическим балкам.

Компоновка и расчет монолитного железобетонного перекрытия по металлическим балкам. Сбор нагрузок на 1 кв. метр перекрытия. Назначение шага металлических балок и толщины плиты. Расчет железобетонной плиты на прочность, подбор рабочей арматуры. Определение нагрузки на 1 погонный метр балки. Подбор сечения балки из прокатного двутавра по прочности и жесткости. Расчет комбинированной балки.

Лекция №11. Принципы расчета и конструирование ригелей, колонн и плит по серии ИИ-20 (420)

Принципы расчета и конструирование ригелей, колонн и плит по серии ИИ-20 (420). Ригели таврового и прямоугольного сечения колонн. Расчет сборной ребристой плиты.

16

Лекция №12. Связевая система каркасов зданий на примере серии 1.020-1/87. Достоинства и недостатки. Области применения.

Общие сведения о проектировании железобетонных конструкций многоэтажных каркасных зданий в связевом каркасе. Достоинства и недостатки. Основные расчетные положения. Обзор конструкций связевой системы каркасов зданий на примере 1.020-1/87.

Практическое занятие №3-4. Расчет участка монолитного перекрытия с плитами, опертыми по контуру. Расчет и конструирование плиты и балок.

Расчет участка монолитного железобетонного перекрытия с плитами, опертыми по контуру. Расчет и конструирование плиты и балок. Определение расчетных характеристик бетона и арматуры. Компоновка плиты, назначение толщины перекрытия и размеров поперечного сечения балок. Определение усилий кинематическим способом метода предельного равновесия. Определение требуемой площади рабочей арматуры. Схема раскладки нижней и верхней арматуры. Маркировка сеток, составление спецификации на арматурные изделия и определение массы сеток.

Практическое занятие №5-6. Расчет ребристой плиты по нелинейной деформационной модели.

Компоновка ребристого перекрытие, главных и второстепенных балок. Назначение толщины плиты, размеров поперечных сечений балок. Расчет прочности с использованием двухлинейных диаграмм состояния бетона и арматуры по нелинейной деформационной модели.

Раздел №6. Железобетонные фундаменты зданий

Лекция №13. Железобетонные фундаменты, их классификация.

Железобетонные фундаменты: отдельные, ленточные, сплошные. Конструктивные особенности фундаментов. Сборные и монолитные отдельные фундаменты. Центрально нагруженные и внецентренно нагруженные отдельностоящие фундаменты. Геометрические характеристики столбчатого фундамента. Определение размеров подошвы фундамента. Давление грунта под подошвой и расчетное сопротивление грунта. Расчет фундаментов по прочности. Две схема расчета на продавливание – при монолитном сопряжении колонны с фундаментом и при стаканном сопряжении сборной колонны с низким фундаментом.

Практическое занятие №7-8. Отдельные столбчатые фундаменты, их конструирование. Определение размеров подошвы центрально и внецентренно нагруженных фундаментов.

Конструктивные требования и геометрические характеристики отдельных столбчатых фундаментов. Определение размеров подошвы центрально и внецентренно нагруженных фундаментов. Назначение размеров подколонника и стакана. Определение глубины заложения фундамента.

17

Практическое занятие №9-10. Отдельные столбчатые фундаменты. Расчет плитной части.

Расчет на продавливание плитной части. Расчет на продавливание фундамента колонной от дна стакана на действие расчетной продольной силы, действующей в уровне торца колонны. Проверка фундамента по прочности на раскалывание от действия продольной силы. Расчет плитной части фундамента на поперечную силу. Расчет плитной части центрально нагруженного фундамента на обратный момент. Определение площади сечения арматуры плитной части фундамента из расчета на изгиб консольных вылетов плитной части фундамента на действие реактивного отпора грунта под подошвой. Армирование плитной части (подошвы) фундамента сварными или вязаными сетками.

Практическое занятие №11-12. Отдельные столбчатые фундаменты. Расчет подколонника.

Расчет прочности поперечных бетонных и железобетонных подколонников по двум сечениям по их высоте. Расчет коробчатого сечения на продольную силу и вертикальную нагрузку, расположенную выше рассматриваемого сечения (от собственной массы подколонника, цокольных панелей и т.д.) и изгибающий момент, принимаемый в уровне заделанного торца колонны. Расчет прямоугольного сечения на продольную силу и нагрузку, расположенную выше рассматриваемого сечения и изгибающий момент, принимаемый в уровне рассматриваемого сечения. Расчет бетона фундамента на местное сжатие (смятие) под торцом колонны при отсутствии косвенного армирования.

Практическое занятие №13-14. Расчет отдельного столбчатого фундамента.

Расчет внецентренно нагруженного фундамента. Определение размеров подошвы фундамента из условия ограничения среднего по подошве фундамента давления величиной расчетного сопротивления грунта. Расчет фундамента на прочность: на продавливание плитной части, на продавливание колонной от дна стакана, расчет на раскалывание и поперечную силу, расчет плитной части на обратный момент, определение сечений арматуры плитной части, расчет поперечных сечений подколонника, расчет поперечной арматуры стаканной части, расчет фундамента на местное сжатие (смятие) под торцом колонны. Расчет фундаментов по образованию и раскрытию трещин (второе предельное состояние).

Раздел №7. Предварительно напряженные конструкции

Лекция №14. Предварительно напряженный железобетон и способы создания предварительного напряжения

Предварительно напряженные конструкции. Сущность преднапряжения. Цель преднапряжения железобетонных конструкций. Их достоинства и недостатки. Область применения. Размещение напрягаемой арматуры в конструкциях.

Способы напряжения арматуры (напряжение арматуры на упоры, напряжение арматуры на бетон). Методы создания преднапряжения в арматуре (механический, электротермический, электротермомеханический, физико-химический). Виды анкеров для напрягаемой арматуры

18

(цпнговые захваты, высаженные головки, обжимные муфты и шайбы, приваренные коротыши, гильзовый анкер, анкер с колодкой и конической пробкой, анкер стаканного типа).

Принцип устройства монолитного предварительно напряженного перекрытия. Устройство перекрытия с армированием преднапряженными канатами. Материалы для предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Лекция №15. Величины и потери предварительного напряжения.

Значения предварительных напряжений в арматуре. Потери преднапряжения в арматуре. Первые потери, проявляемые в процессе изготовления и обжатия бетона (потери от релаксации напряжений арматуры, температурные перепад, деформация стальной формы (упоров) при неодновременном натяжении арматуры на форму, деформации анкеров натяжных

устройств, трение о стенки каналов или поверхность конструкции).

Вторые потери, проявляемые после изготовления и передача усилия натяжения на бетон (потери от усадки бетона, ползучесть бетона).

Схема усилий предварительного напряжения арматуры в поперечном сечении железобетонного элемента. Определение нормальных напряжений в бетоне.

Лекция №16. Расчет железобетонных конструкций по второму предельному состоянию.

Трещиностойкость и деформации в железобетонных элементах. Процесс развития трещин в растянутых зонах бетона. Три категории требований к трещиностойкости железобетонных конструкций (полное отсутствие трещин, ограничение по ширине непродолжительного раскрытия трещин, ограничение по ширине непродолжительного и продолжительного раскрытия трещин). Предельная ширина развития трещин.

Кривизна и жесткость изгибаемых элементов. Общие положения расчета. Кривизна железобетонного элементы на участке без трещин и с трещинами в растянутой зоне. Жесткость внецентренно сжатых элементов с учетом трещин в растянутых зонах. Расчет железобетонных элементов по прогибам. Предельные прогибы.

Расчет железобетонных конструкций по второму предельному состоянию. Сопротивление образованию трещин центрально-растянутых элементов. Расчет предварительно напряженных железобетонных элементов по раскрытию трещин. Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента. Определение ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента.

Практическое занятие №15-16. Расчет центрально растянутого предварительно напряженного элемента на прочность и трещиностойкость.

Расчет центрально растянутого предварительно напряженного элемента по первой группе предельных состояний (на прочность), определение расчетной площади продольной арматуры или канатов, несущая способность принятого сечения. Расчет по второй группе предельных состояний (расчет по трещиностойкости). Определение первых и вторых потерь преднапряжения. Усилие, соответствующее началу образования трещин. Расчет ширины раскрытия трещин. Эскиз принятого сечения с указанием расположения арматурных стержней.

19

СЕМЕСТР 9

Раздел №8. Одноэтажные промышленные здания.

Лекция №1. Конструкции одноэтажных промышленных зданий.

Конструкции одноэтажных промышленных зданий. Унификация горизонтальных и вертикальных параметров. Здания с мостовыми кранами и без них. Нагрузки. Состав каркаса поперечной рамы. Сетка колонн, шаг стропильных конструкций.

Лекция №2. Конструкции покрытий одноэтажных промышленных зданий.

Конструкции покрытий одноэтажных промышленных зданий. Здания со скатными и плоскими кровлями. Одно- и двускатные железобетонные балки. Стропильные фермы. Покрытия с фонарями и без фонарей.

Лекция №3. Колонны крановых и бескрановых зданий.

Колонны одноэтажных промышленных зданий. Область их применения и расчета. Крайние и средние колонны. Основные, факверковые, связевые колонны Железобетонные колонны для бескрановых зданий. Железобетонные колонны для зданий с мостовыми опорными кранами: сплошного (прямоугольного) сечения и двухветвевые колонны (сквозного сечения). Круглые колонны из центрифугированного бетона.

Основы конструирования и расчета сплошных колонн. Основы конструирования и расчета сквозных колонн. Арматура колонн: вязанные и сварные каркасы. Поперечное армирование колонн.

Конструкции соединения колонн с фундаментом. Глубина заделки.

Лекция №4. Ребристые и крупноразмерные покрытия.

Ребристые и крупноразмерные плиты покрытия. Их применение и принципы расчета. Крупноразмерные железобетонные ребристые панели (ПКЖ), двухконсольные панели типа 2Т и крупноразмерные железобетонные сводчатые панели-оболочки (КЖС).

Расчет полки ребристой плиты покрытия, расчетная схема продольных ребер, расчетная схема поперечных ребер. Расчет двухконсольных безуклонных плит покрытия: расчетная схема, схема армирования. Расчет и армирование крупноразмерных железобетонных сводчатых панелей-оболочек.

Лекция №5. Промышленные здания с межферменными этажами.

Промышленные здания с этажами в межферменном пространстве. Их достоинства и недостатки. Область применения. Варианты объемно-планировочных и конструктивных решений зданий с межферменными этажами. Фермы, применяемые в зданиях с этажами в межферменном пространстве (железобетонные безраскосные фермы с параллельными поясами, рамноподкосные фермы с подкосами в крайних панелях, безраскосные фермы с криволинейным верхним поясом).