- •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
5.3. Розрахунок елементів прямокутного профілю
Розглянемо переріз прямокутного профілю (рис. 5.7), заармований звичайною арматурою тільки в розтягнутій зоні (прямокутний переріз з одиничною арматурою).
Для цього перерізу .
На основі (5.1) можна записати:
. (5.4)
Умова міцності за (5.2):
. (5.5)
Запишемо також умову міцності відносно осі II–II:
. (5.6)
Формули (5.4)...(5.6) справедливі при .
Рис. 5.7. Прямокутний переріз з одиничною арматурою та схема зусиль при розрахунку на міцність за нормальними перерізами: II–II – вісь, яка нормальна до площини згину і проходить через точку прикладання рівнодійної в стиснутій зоні. Інші позначення дивись до рис. 5.6, б
З рівняння (5.4):
, (5.7)
або , (5.8)
де – коефіцієнт армування; , або– відсоток армування.
З рівняння (5.8) отримаємо:
. (5.9)
Максимальний вміст арматури при одиночному армуванні перерізу, коли , обчислюють за формулою
. (5.10)
Максимальний відсоток армування елементів, що працюють на згинання, збільшується з підвищенням міцності бетону і зменшується з підвищенням міцності сталі. При , що відповідає, переріз переармований.
Максимальні відсотки армування залізобетонних елементів, що працюють на згинання, при бетоні класів В12,5...В30 і сталях А–ІІ, А–ІІІ і Вр–І становлять 1,3...3,2%.
З умови мінімальної вартості конструкцій оптимальні відсотки армування і відповідні їм значення відносної висоти стиснутої зони приймають: для балок % = 0,5...0,6max%; % = 1...2%; = 0,3...0,5; для плит % = 0,2...0,3max%; % = 0,3...0,6%; = 0,1...0,2.
Мінімальний відсоток армування для елементів, що працюють на згинання, становить 0,05%.
На практиці для розрахунку елементів прямокутного профілю з одиничною арматурою використовують таблиці.
Перетворимо рівняння (5.5) так:
.
Позначимо ;
(5.11)
Отже, . (5.12)
З рівняння (5.4)
(5.13)
де . (5.14)
Для коефіцієнтів m, та складено таблицю, де за одним відомим коефіцієнтом можна визначити два інших.
Отже, маючи значення згинального моменту в перерізі, розміри перерізу і задані класи бетону та арматури за формулою (5.12) визначають коефіцієнт m; із таблиці визначають відповідні йому коефіцієнти та . Перевіряють умову R і за формулою
(5.15)
визначають необхідну площу поперечного перерізу арматури.
З рівняння (5.12) можна визначити робочу висоту перерізу
. (5.16)
Якщо при розрахунках за формулами (5.4)...(5.6) умова не виконується, то необхідно або збільшити розміри перерізу, або збільшити клас бетону. Якщо цього зробити не можливо, встановлюють арматуру у стиснутій зоні. У цьому випадку вважають, що переріз заармований подвійною арматурою.