- •В с т у п
- •1. Суть залізобетону
- •2. Галузі застосування залізобетонних конструкцій
- •3. Короткий історичний огляд про розвиток залізобетону
- •4. Основні літерні позначення
- •Контрольні запитання
- •Ч а с т и н а п е р ш а Матеріали для залізобетонних конструкцій
- •Основні фізико-механічні властивості бетонів
- •1.1. Бетон як матеріал для залізобетонних конструкцій
- •1.2. Структура бетону
- •1.3. Усадка бетону
- •1.4. Основи міцності бетону
- •1.5 Класи та марки бетону
- •1.6. Вплив часу та умов тужавлення на міцність бетону
- •1.7. Кубикова та призмова міцності бетону
- •1.8. Міцність бетону на розтяг, зріз та сколювання
- •1.9. Міцність бетону при тривалій дії навантаження
- •1.10. Міцність бетону при багаторазових повторних навантаженнях
- •1.11. Динамічна міцність бетону
- •1.12. Види деформацій в бетоні. Об’ємні деформації
- •1.13. Деформації в бетоні при одноразовому завантаженні короткочасним навантаженням
- •1.14. Деформації в бетоні при тривалій дії навантаження. Повзучість бетону
- •1.15. Граничні деформації в бетоні
- •1.16. Модуль деформацій та міра повзучості бетону
- •Контрольні запитання
- •Основні фізико-механічні властивості арматури
- •2.1. Призначення та види арматури
- •2.2. Механічні властивості арматурних сталей
- •2.3. Класифікація арматурних сталей і застосування їх
- •2.4. Арматурні зварні та дротяні вироби і способи армування
- •2.5 Стикування арматури
- •Контрольні запитання
- •Залізобетон
- •3.1. Технологія виготовлення збірних залізобетонних конструкцій
- •3.2. Суть попередньо напруженого залізобетону та способи виготовлення попередньо напружених збк
- •3.3. Спільна робота сталевої арматури з бетоном
- •3.4. Анкерування арматури в бетоні
- •3.4.1. Анкерування ненапружуваної арматури
- •3.4.2. Анкерування напружуваної арматури
- •3.5. Захисний шар бетону
- •3.6. Корозія бетону і залізобетону
- •Контрольні запитання
- •Ч а с т и н а д р у г а
- •4.2. Стадії напружено-деформованого стану перерізу залізобетонного елемента
- •4.3. Утворення і розкриття тріщин в збк
- •4.4. Методи розрахунку залізобетонних конструкцій
- •4.5. Три категорії вимог до тріщиностійкості залізобетонних конструкцій
- •4.6. Попереднє напруження арматури та рівень обтискання бетону
- •4.7. Втрати попереднього напруження в напружуваній арматурі
- •4.8. Зусилля попереднього обтискування бетону
- •4.9. Зведений переріз
- •4.10. Напруження в бетоні при обтискуванні
- •4.11. Гранична висота стиснутої зони. Залежність напружень в арматурі від висоти стиснутої зони на стадії руйнування
- •Контрольні запитання
- •Розрахунок на міцність нормальних перерізів елементів, що працюють на згинання
- •5.1. Конструктивні особливості елементів, що працюють на згинання
- •5.1.1. Конструктивні особливості плит
- •5.1.2. Конструктивні особливості балок
- •5.1.3. Конструктивні особливості попередньо напружених конструкцій
- •5.2. Розрахунок елементів будь-якого симетричного профілю
- •5.3. Розрахунок елементів прямокутного профілю
- •5.4. Розрахунок елементів таврового профілю
- •5.5. Розрахунок елементів двотаврового та коробчатого профілів
- •Контрольні запитання
- •Елементи, що працюють на згинання. Розрахунок на міцність похилих перерізів
- •6.1. Основні розрахункові формули
- •6.2. Розрахунок хомутів
- •Контрольні запитання
- •Стиснуті елементи
- •7.1. Конструктивні особливості
- •7.2. Розрахунок елементів, що працюють з випадковими ексцентриситетами
- •7.3. Розрахунок позацентрово стиснутих елементів
- •7.4. Стиснуті елементи, підсилені непрямим армуванням
- •Контрольні запитання
- •Розтягнуті елементи
- •8.1. Конструктивні особливості
- •8.2. Розрахунок на міцність за нормальними перерізами
- •8.3. Розрахунок на міцність за похилими перерізами
- •Контрольні запитання
- •Ч а с т и н а ч е т в е р т а Проектування залізобетонних конструкцій
- •Загальні принципи проектування залізобетонних конструкцій
- •9.2. Уніфікація і типізація збірних конструкцій і вимоги до конструктивних схем
- •9.3. Технологічність збірних конструкцій
- •9.4. Проектування збірних конструкцій з урахуванням зусиль, що виникають у процесі виготовлення, транспортування і монтажу
- •9.5. Спряження і стики збірних елементів
- •9.6. Деформаційні шви
- •Перекриття багатоповерхових будівель
- •10.1. Основні відомості
- •10.2. Монолітні ребристі перекриття з балковими плитами
- •10.3. Монолітні ребристі перекриття з плитами, опертими по контуру
- •10.4. Збірні балкові перекриття
- •10.5. Збірно-монолітні балкові перекриття
- •10.6. Безбалкові перекриття
- •Колони багатоповерхових будівель
- •Стінові елементи багатоповерхових будівель
- •12.1. Панелі зовнішніх і внутрішніх стін
- •12.2. Об’ємні блоки
- •Фундаменти
- •13.1. Окремі фундаменти під колони
- •13.2. Стрічкові та суцільні фундаменти
- •13.3. Фундаментні балки
В с т у п
1. Суть залізобетону
Бетон — це штучний кам’яний матеріал, який добре протистоїть стисканню і значно гірше — розтяганню.
В бетонній балці, що згинається (рис. 0.1, а), виникають розтягнута і стиснута зони. Така балка має низьку несучу здатність внаслідок слабкого опору бетону розтяганню.
Якщо в розтягнутій зоні такої балки розмістити арматуру (рис. 0.1, б), то її несуча здатність значно зросте.
Рис. 0.1. Елементи під навантаженням: а — бетонна балка; б — залізобетонна балка; в — залізобетонна колона
Армування бетонної балки дає можливість використовувати міцність сталевої арматури на розтягання і міцність бетону на стискання. Несуча здатність залізобетонної балки може перевищувати несучу здатність аналогічної бетонної більш, як у 10 разів.
У стиснутих конструкціях значну частину навантаження сприймає бетон. Арматура працює спільно з бетоном і сприймає частину стискувальних зусиль, що дає можливість зменшити розміри поперечного перерізу елемента (рис. 0.1, в). Армування стиснутого бетону підвищує також надійність залізобетонних елементів.
Спільна робота сталевої арматури і бетону обумовлена такими фізико-механічними властивостями цих матеріалів:
1) при тужавленні бетону між ним та арматурою виникають значні сили зчеплення, які забезпечують у певних межах рівність їхніх деформацій;
2) щільний бетон захищає сталеву арматуру від корозії, а також охороняє її від безпосередньої дії вогню;
3) сталь та бетон мають близькі коефіцієнти лінійного температурного розширення, тому із зміною температури внутрішні температурні зусилля в залізобетоні незначні;
4) співвідношення модулів пружності арматури та бетону в межах 6...14 сприяє повному використанню міцності арматури в залізобетонних конструкціях.
Переваги та недоліки залізобетону. Залізобетон широко використовується в будівництві за рахунок його довговічності, вогнестійкості, стійкості проти атмосферних впливів. Він має високий опір динамічним навантаженням та низькі експлуатаційні витрати у порівнянні з іншими будівельними конструкціями. Крупний (щебінь, гравій) і дрібний (пісок) заповнювачі для бетону розповсюджені по всій території України, що також сприяє широкому застосуванню залізобетону у будівництві.
У залізобетонних конструкціях (далі ЗБК) від дії зовнішнього експлуатаційного навантаження виникають тріщини в розтягнутих зонах (рис. 0.1, б). Ширина розкриття цих тріщин в багатьох конструкціях незначна і не заважає їх нормальній експлуатації.
Найефективніший спосіб запобігти появі тріщин — застосувати попереднє напруження арматури. Попередньо напруженими називають ЗБК, під час виготовлення яких створюється обтискування бетону зони, розтягнутої під дією зовнішнього навантаження. Цього досягають попереднім напруженням високоміцної арматури. При натягуванні арматури реалізується значна частина її пружних деформацій, що дає можливість використовувати високоміцні сталі для армування ЗБК. Обтискування бетону сприяє істотному збільшенню періоду спільної роботи напруженої арматури з розтягнутим бетоном і дає можливість не допустити утворення тріщин під час експлуатації або обмежити їх розкриття. Використання високоміцної арматури знижує вартість залізобетонних конструкцій.
Основним недоліком ЗБК є їх велика маса. Для зменшення маси ЗБК використовують ефективні поперечні перерізи залізобетонних елементів (тавровий, двотавровий, з отворами тощо) та легкі бетони.