Железобетонные и каменные конструкции. Учебное пособие

ных и кратковременных нагрузок. Продолжительное – только от постоянных и временных длительных нагрузок. Расчёт по раскрытию трещин производится из условия

где – ширина раскрытия трещин от внешней нагрузки; , – предельно допустимая ширина раскрытия трещин.

Её значение принимают равным:

а) из условия обеспечения сохранности арматуры (для любых конструкций):

0,3 мм – при продолжительном раскрытии трещин;

0,4 мм – при непродолжительном раскрытии трещин; б) из условия ограничения проницаемости конструкций (для конструкций, подверженных непосредственному

давлению жидкостей, газов, сыпучих тел):

0,2 мм – при продолжительном раскрытии трещин;

0,3 мм – при непродолжительном раскрытии трещин. Ширину раскрытия нормальных трещин определяют

по формуле

где – коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки и принимаемый равным: 1 – при непродолжительном действии нагрузки, 1,4 – при продолжительном действии нагрузки;

– коэффициент, учитывающий профиль продольной арматуры и принимаемый равным: 0,5 –для арматуры периодического профиля классов А300, А400, А500, В500; 0,8 – для гладкой арматуры класса А240;

– коэффициент, учитывающий характер нагружения и принимаемый равным: 1 – для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов; 1,2 – для растянутых элементов;

– коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры междутрещинами.

81

Если условие (6.12) не удовлетворяется, его значение можно определить по формуле

– напряжение в продольной растянутой арматуре изгибаемых элементов в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки. Его значение можно оп-

где M – внешний момент; и х – момент инерции и высота сжатой зоны приведённого поперечного сечения, включающего в себя площадь поперечного сечения только сжатой зоны бетона и площади сечения растянутой и сжатой арматуры, умноженные на коэффициент приведения арматуры к бетону :

,

где – модуль деформации арматуры;

,– приведённый модуль деформации сжатого бетона.

можно также определить по формуле

.

,

Высота сжатой зоны х (рис. 6.3) определяется из решения уравнения

82

– базовое (без учёта влияния вида поверхности арматуры) расстояние между смежными нормальными трещинами, определяется по формуле

As

Рис. 6.3. Определение высоты сжатой и растянутой зоны

Принимается не менее 10 и 100 мм и не более 40 и 400 мм (для элементов с рабочей высотой поперечного сечения не более 1 м).

– площадь сечения растянутого бетона, определяемая по формуле

Abt = by,

где y – высота растянутой зоны бетона, определяемая для прямоугольных, тавровых и двутавровых сечений по формуле y = yt · k, принимается не менее 2а и не более 0,5h,

83

где yt – высота растянутой зоны бетона, определяемая так же, как для упругого материала при коэффициенте приведения

…;

k – поправочный коэффициент равный:

а) для прямоугольных сечений и тавровых с полкой в сжатой зоне k = 0,9;

б) для двутавровых (коробчатых) сечений и тавровых с полкой в растянутой зоне k = 0,95;

Значение yt принимается равным:

б) для внецентренно нагруженных элементов

,

,

где Sred – статический момент полного приведенного сечения относительно растянутой грани; знак «+» принимается при сжимающей продольной силе N, знак «–» при растягивающей силе N.

Ширинураскрытия трещин принимают равной: а) при продолжительном раскрытии

;

б) при непродолжительном раскрытии

,

84

где – ширина раскрытия трещин, определяемая по формуле (6.13) при φ = 1,4 и при действии постоянных и длительных нагрузок;

–то же, при = 1 и действии всех нагрузок (т.е. включая кратковременные);

–то же, при =1 и действии постоянных и длительных нагрузок.

6.5. Расчет железобетонных элементов по прогибам

Расчет железобетонных элементов по прогибам производят из условия

где f – прогиб железобетонного элемента от действия внешней нагрузки;

fult – значение предельно допустимого прогиба железобетонного элемента.

Прогибы железобетонных конструкций определяют по общим правилам строительной механики в зависимости от изгибных, сдвиговых и осевых деформационных характеристик железобетонного элемента в сечениях по его длине (кривизны, углов сдвига и т.д.).

При действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок прогиб балок или плит во всех случаях не должен превышать 1⁄150 пролета и 1⁄75 вылета консоли.

Для изгибаемых элементов постоянного по длине элемента сечения, имеющих трещины, на каждом участке, в пределах которого изгибающий момент не меняет знак, кривизну допускается вычислять для наиболее напряженного сечения, принимая ее для остальных сечений такого участка изменяющейся пропорционально значениям изгибающего момента.

85

ЛИТЕРАТУРА

Нормативные и инструктивные издания

1.СНиП 2.01.07-85* Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия. – М., 2004.

2.СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. – М., 2008.

3.СНиП 52-01-2003 Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции: Основные поло-

жения. – М., 2004.

4.Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). – М., 2005.

Учебные и научные издания

1.Бондаренко В.М. и др. Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. для студентов вузов по спец. «Пром. и гражд. стр-во». – М.: Высш. школа, 2004.

2.Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 767 с.: ил.

3.Попов Н.Н., Забегаев А.В. Проектирование и расчет железобетонных конструкций. – М.: Высшая школа, 1985.

4.Бондаренко В.М., Римшин В.И. Примеры расчета железобетонных и каменных конструкций. – М.: Высшая школа, 2006.

ОПИСАНИЕ И ПРОГРАММА КУРСА «ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ»

Направление 270100 – Строительство Специализация 270100.62 – бакалавр техники и технологии

Описание курса

1. Цель и задачи курса

Настоящий курс является обязательным и предназначен для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению 270100.62 – бакалавр техники и технологии.

В курсе рассматриваются основные характеристики бетона и арматуры, положения по расчету железобетонных элементов, практические методы расчета изгибаемых, внецентренно сжатых и центрально-растянутых элементов прямоугольного и таврового сечения на прочность, по деформациям и раскрытию трещин; даются рекомендации по изготовлению каркасов, сварных сеток и армированию железобетонных элементов.

2.Инновационность курса

Часть I пособия включает последние научные достижения по расчету и проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона.

Учебное пособие составлено в соответствии с СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» и СНиП 52-01-03 «Бетонные и железобетонные конструкции: Основные положения»

88

3. Сведения об авторах курса

Авторами курса являются:

•Басов Юрий Климентьевич, кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры строительных конструкций

исооружений.

•Зайцева Светлана Владимировна, магистр техники

итехнологии, кафедра строительных конструкций и сооружений.

•Дульнева Екатерина Сергеевна, магистр техники и технологии, кафедра строительных конструкций и сооружений.

•Стребкова Марина Юрьевна, магистр техники и технологии, кафедра строительных конструкций и сооружений.

4. Структура курса

Темы лекций

1.Сущность железобетона. Совместная работа арматуры и бетона. Физико-механические свойства бетона.

2.Арматура для железобетонных конструкций. Классификация арматуры. Арматурные изделия. Анкеровка арматуры в бетоне.

3.Методы расчета железобетонных конструкций. Три стадии напряженно-деформированного состояния изгибаемых железобетонных элементов. Метод расчета железобетонных элементов по допускаемым напряжениям. Метод расчетажелезобетонных элементов по разрушающим усилиям.

4.Метод расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям. Классификация нагрузок.

89

5. Расчет и конструирование железобетонных изгибаемых элементов прямоугольного сечения с одиночной арматурой.

6.Расчет и конструирование железобетонных элементов прямоугольного сечения с двойной арматурой.

7.Расчет и конструирование железобетонных изгибаемых элементов таврового сечения.

8.Расчет и конструирование железобетонных изги-

баемых элементов по наклонным сечениям на действие поперечных сил.

9.Расчет и конструирование изгибаемых железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие изгибающего момента.

10.Построение эпюры материалов. Расчет изгибаемых бетонных элементов.

11.Внецентренно сжатые элементы. Расчет и конструирование внецентренно сжатых элементов с расчетным эксцентриситетом при симметричном и несимметричном армировании.

12.Расчет и конструирование внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения со случайным эксцентриситетом. Расчет и конструирование центрально-растянутых железобетонных элементов.

13.Расчет железобетонных элементов по образова-

нию трещин. Расчет центрально-растянутых элементов по образованию трещин в бетоне.

14.Расчет железобетонных изгибаемых элементов по образованию трещин в растянутой зоне.

15.Определение ширины раскрытия трещин нормальных к продольной оси.

16.Продолжительное и непродолжительное раскрытие трещин. Предельно допустимая ширина раскрытия трещин.

17.Расчет железобетонных элементов по прогибам. Значение предельно допустимого прогиба железобетонного

элемента.

90