1.Основные понятия о прочностных и деформативных

характеристиках бетона и арматуры

Прочность бетона зависит от активности цемента, качества мелкого и крупного заполнителя, времени и условий твердения, формы и размера элемента и длительности нагружения.

По прочности на сжатие бетоны разделяют на классы. Класс бетона на сжатие (В) – обеспеченная с надежностью 0,95 временное сопротивление сжатию бетонных кубов с размером ребра 15 см, выдержанных в течение 28 суток в стандартных условиях окружающей среды. Эта характеристика в расчетах не используется, а служит для контроля качества бетона.

Непосредственно в расчетах используется значение призменной прочности, связанное с конкретным классом бетона.

В расчетах железобетонных конструкций различают нормативное (R_bn) и расчетное (R_b) значение призменной прочности.

Нормативное значение (R_bn) – временное сопротивление сжатию, с обеспеченностью 0,95 бетонных призм размерами квадратного сечения15х15 см и высотой 60 см.

Расчетное значение сопротивления бетона сжатию (R_b), определяется делением нормативного значения (R_bn) сопротивления бетона сжатию на коэффициент надежности по бетону при сжатии (Ɣ_b), равный 1,3.

Аналогично установлены нормативные (R_btn) и расчетные (R_bt) сопротивления бетона растяжению. Расчетное сопротивление бетона растяжению (R_bt) определяется делением нормативного значения (R_btn) на коэффициент надежности по бетону при растяжении (Ɣ_bt), равный 1,5.

Расчетные сопротивления бетона при сжатии и растяжении используют в расчетах по несущей способности железобетонных элементов (расчеты по первой группе предельного состояния – расчеты: на прочность, устойчивость и выносливость).

Нормативные значения бетона при сжатии и растяжении используют в расчетах по второй группе предельных состояний (расчеты на трещиностойкость и деформативность) железобетонных конструкций.

При расчете железобетонных конструкций по прочности расчетные значения сопротивления бетона сжатию и растяжению умножают на коэффициенты условий работы учитывающие длительность действия и повторяемость нагрузки, условия изготовления, характер работы конструкции и т.п. Значение коэффициента принимают равным0,9 при продолжительном действии нагрузки и равным 1,0 при непродолжительном действии нагрузки.

В приложении 1 приведены прочностные и деформативные (значения начального модуля упругости) характеристики тяжелого бетона.

Нормативное сопротивление растяжению арматуры принимают в соответствии со стандартами, как и для бетона с надежностью 0,95. Расчетное значение сопротивления арматуры растяжению определяют делением нормативного значения

6

сопротивления на коэффициент надежности по арматуре равный для разных классов стали арматуры 1,1 – 1,2.

Расчетное сопротивление арматуры сжатию принимают равным и не более 400 мПа при кратковременном действии нагрузки и не более 500 мПа при длительном действии нагрузки.

2.Конструктивные особенности изгибаемых железобетонных элементов.

Изгибаемые железобетонные элементы массового применения поступают на строительные площадки в виде железобетонных балок и плит.

К понятиям балки относят конструкции, у которых размеры поперечного сечения значительно меньше ее пролета .

Поперечные сечения балок без предварительного натяжения арматуры бывают прямоугольными или тавровыми. Поперечное сечение балок с предварительно напряженной арматурой, как правило, двутавровое.

Высоту балок без предварительного натяжения арматуры принимают в пределах (1/8 – 1/15) от пролета , кратной 50 мм, если ее высота не более 600 мм, и кратной 100 мм при большей высоте балки.

Высоту балок с предварительно напряженной арматурой принимают в пределах (1/20 – 1/30) от пролета , кратной 50 мм, если ее высота не более 600 мм, и кратной 100 мм при большей высоте балки.

Ширину балок назначают (0,3 – 0,4) от значения ее высоты .

Плитой называют конструкцию, имеющую малую толщину в сравнении с ее шириной (b) и пролетом .

Армирование балок выполняют продольными рабочими стержнями, поперечными стрежнями и монтажными стержнями, соединенными сваркой в плоские и пространственные каркасы.

При проектировании балок необходимо соблюдать требуемые размеры защитных слоев бетона и зазоров между продольными стержнями при расположении их в несколько рядов.

Арматура, расположенная внутри сечения конструкции, должна иметь защитный слой бетона (расстояние от поверхности арматуры до соответствующей грани конструкций) чтобы обеспечивать:

- совместную работу арматуры с бетоном;

- анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов;

- сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в том числе при наличии агрессивных воздействий);

- огнестойкость и огнесохранностъ.

Толщину защитного слоя бетона назначают исходя из требований с учетом типа конструкций, роли арматуры в конструкциях (продольная рабочая, поперечная, распределительная, конструктивная арматура), условий окружающей среды и диаметра арматуры.

7

Минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры следует принимать по таблице 1

Таблица 1

№ п/п	Условия эксплуатации конструкций здания	Толщина защитного слоя бетона, мм, не менее
11.	В закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности	20
22.	В закрытых помещениях при повышенной влажности (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий)	25
33.	На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий)	30
44.	В грунте (при отсутствии дополнительных защитных мероприятий), в фундаментах при наличии бетонной подготовки	40
55.	В монолитных фундаментах при отсутствии бетонной подготовки	70

Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует также принимать не менее большего диаметра продольного стержня арматуры.

Минимальные расстояния в свету между стержнями арматуры следует принимать такими, чтобы обеспечить совместную работу арматуры с бетоном и качественное изготовление конструкций, связанное с укладкой и уплотнением бетонной смеси, но не менее наибольшего диаметра стержня, а также не менее:

25 мм - при горизонтальном или наклонном положении стержней при бетонировании - для нижней арматуры, расположенной в один или два ряда;

30 мм - то же, для верхней арматуры;

50 мм - то же, при расположении нижней арматуры более чем в два ряда (кроме стержней двух нижних рядов), а также при вертикальном положении стержней при бетонировании.

Площадь сечения продольной рабочей арматуры должна быть не менее 0,05% площади сечения бетона.

Поперечную арматуру устраивают для восприятия главных растягивающих напряжений, действующих в наклонных сечениях. Количество поперечной арматуры, ее диаметр и расстояние между стержнями (шаг поперечных арматурных стержней) определяют расчетом и конструктивными требованиями, заключающимися в следующем.

Если поперечная арматура требуется по расчету, то на приопорных участках длиной 1/4 шаг ее должен быть не более требуемого по расчету и не более 0,5 и не более 300 мм,

В средней части изгибаемого элемента шаг поперечных стержней не должен превышать требуемый по расчету и не должен быть более 0,75 и не более 500 мм.

8