- •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
5.2. Розрахунок елементів будь-якого симетричного профілю
Можливі два випадки руйнування залізобетонної однопролітної балки, що вільно лежить на двох опорах і завантажена двома симетричними зосередженими силами (рис. 5.6, а): за перерізом А-А, нормальним до осі елемента у зоні чистого згину від дії згинального моменту М, і за перерізом Б-Б, нахиленим до осі елемента, де одночасно діють згинальний момент М та поперечна сила Q.
Відповідно до цього розрахунок на міцність елементів, що працюють на згинання, виконують окремо для перерізів, нормальних і нахилених до поздовжньої осі елемента.
В основу розрахунку на міцність нормальних перерізів елементів, що працюють на згинання, покладено ІІІ стадію напружено деформованого стану під час згинання – стадію руйнування. Як відомо (див. пп. 4.2 і 4.8), руйнування елемента може початися із розтягнутої (1-ий випадок; характер руйнування пластичний) або зі стиснутої (2-ий випадок; характер руйнування крихкий) зон.
Міцність елементів, що працюють на згинання, перевіряють, розглядаючи напружено деформований стан перерізу, що руйнується за 1-м випадком. Опір бетону на стиск Rb приймають як рівномірно розподілений по усій висоті стиснутої зони (прямокутна епюра напружень). Роботу бетону в розтягнутій зоні не враховують. Напруження в розтягнутій арматурі приймають рівними розрахунковому опору арматури на розтяг Rs.
Рис. 5.6. До розрахунку на міцність елементів будь-якого симетричного профілю, що працюють на згинання: а– схема навантаження залізобетонного елемента, що працює на згинання;б– схема зусиль в нормальному перерізі; А-А – нормальний переріз; Б-Б – нахилений до осі переріз; 1 – вісь симетрії перерізу елемента; 2 – центр ваги площі перерізу стиснутої зони; І-І – вісь, яка нормальна до площини згину і проходить через точку прикладання рівнодійної зусиль в усій розтягнутій арматурі; літерні позначення див. п.4 вступу
Розрахункові формули виводять з умови рівноваги перерізу, в якому діє згинальний момент від зовнішнього розрахункового навантаження М та внутрішні зусилля в стиснутій і розтягнутій зонах (рис. 5.6, б).
Спроектуємо усі зусилля, що діють у перерізі, на вісь елемента. Скориставшись умовою рівноваги , отримаємо:
. (5.1)
З рівняння (5.1) визначають площу стиснутої зони бетону Abc, а по ній і висоту стиснутої зони х і відносну висоту стиснутої зони , яку порівнюють з граничною відносною висотою стиснутої зониR.
Якщо нерівність виконується, міцність перерізу перевіряють за умови рівності нулю суми моментів усіх зусиль, що діють в перерізі, відносно осіІ-І, яка перпендикулярна до площини згину і проходить через точку прикладання рівнодійної зусиль в усій розтягнутій арматурі. Отже, з умови отримаємо:
(5.2)
де (5.3)
У формулі (5.3) визначають приsp > 1; s2 = 400 МПа при b21 і s2 = 500 МПа при b2=0,9.
Якщо ж використовують елемент при > R, то у рівняння (5.1) замість Rs підставляють напруження s, визначене за формулою (4.28) або (4.30).
Елементи без попередньо напруженої арматури, що виготовлені з бетону класу В30 і нижче, дозволяється розраховувати за формулами (5.1) і (5.2) при .