- •Предисловие
- •1. Общие рекомендации основные положения
- •Основные расчетные требования
- •2. Материалы для бетонных и железобетонных конструкций бетон
- •Нормативные и расчетные характеристики бетона
- •Арматура
- •Нормативные и расчетные характеристики арматуры
- •3. Расчет бетонных и железобетонных элементов по предельным состояниям первой группы
- •Расчет бетонных элементов по прочности
- •Внецентренно сжатые элементы
- •Черт. 1. Схема усилий к эпюра напряжении в поперечном сечении внецентренно сжатого бетонного элемента без учета сопротивления бетона растянутой зоны
- •Черт. 2. К определению Ab1
- •Черт. 3. График несущей способности внецентренно сжатых бетонных элементов Изгибаемые элементы
- •Примеры расчета
- •Расчет железобетонных элементов по прочности
- •Изгибаемые элементы расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента
- •Прямоугольные сечения
- •Черт. 4. Схема усилий в поперечном прямоугольном сечении изгибаемого железобетонного элемента
- •Тавровые и двутавровые сечения
- •Черт. 5. Положение границы сжатой зоны в тавровом сечении изгибаемого железобетонного элемента
- •Примеры расчета
- •Элементы, работающие на косой изгиб
- •Черт. 6. Форма сжатой зоны в поперечном сечения железобетонного элемента, работающего на косой изгиб
- •Черт. 7. Сечение с растянутыми арматурными стержнями в плоскости оси х
- •Черт. 8. Тавровое сечение со сжатой зоной, заходящей в наименее растянутый свес полки
- •Черт. 9. График несущей способности прямоугольного, таврового
- •Черт. 10. К примеру расчета 10
- •Черт. 11. К примеру расчета 12
- •Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента
- •Расчет наклонных сечений на действие поперечной силы по наклонной трещине
- •Черт. 13. Схема усилий в наклонном сечении элементов с хомутами при расчете его на действие поперечной силы
- •Черт. 14. Расположение расчетных наклонных сечений при сосредоточенных силах
- •Черт. 15. К расчету наклонных сечений при изменении интенсивности хомутов
- •Черт. 16. К определению наиболее опасной наклонной трещины для элементов с отгибами при расчете на действие поперечной силы
- •Черт. 17. Расположение расчетных наклонных сечений в элементе с отгибами
- •Черт. 18. Балки с переменной высотой сечения и наклонной гранью
- •Черт. 19. Консоль высотой, уменьшающейся от опоры к свободному концу
- •Черт. 20. Расположение невыгоднейших наклонных сечений в элементах без поперечной арматуры
- •Расчет наклонных сечений на действие изгибающего момента
- •Черт. 21. Схема усилий в наклонном сечении при расчете его по изгибающему моменту
- •Черт. 22. Определение расчетного значения момента при расчете наклонного сечения
- •Черт. 23. Обрыв растянутых стержней в пролете
- •Расчет наклонных сечений в подрезках
- •Черт. 24. Невыгодиейшие наклонные сечения в элементе с подрезкой
- •Примеры расчета
- •Черт. 25. К примеру расчета 13
- •Черт. 26. К примеру расчета 15
- •Черт. 27. К примеру расчета 16
- •Черт. 28. К примеру расчета 17
- •Черт. 29. К примеру расчета 18
- •Черт. 30. К примеру расчета 21
- •Черт. 31. К примеру расчета 22
- •Черт. 32. К примеру расчета 23
- •Внецентренно сжатые элементы общие положения
- •Учет влияния прогиба элемента
- •Учет влияния косвенного армирования
- •Черт. 33. Сжатые элементы с косвенным армированием
- •Расчет элементов симметричного сечения при расположении продольной силы в плоскости симметрии
- •Черт. 35. Графики несущей способности внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения с симметричной арматурой
- •Черт. 36. Схема, принимаемая при расчете внецентренно сжатого элемента прямоугольного сечения с арматурой, расположенной по высоте сечения
- •Прямоугольные сечения с несимметричной арматурой
- •Кольцевые сечения
- •Черт. 38. Схема, принимаемая при расчете кольцевого сечения внецентренно сжатого элемента
- •Черт. 39. Графики несущей способности внецентренно сжатых элементов кольцевого сечения
- •Круглые сечения
- •Черт. 40. Схема, принимаемая при расчете круглого сечения внецентренно сжатого элемента
- •Черт. 41. Графики несущей способности внецентренно сжатых элементов круглого сечения
- •Расчет элементов, работающих на косое внецентренное сжатие
- •Черт. 42. Графики несущей способности элементов прямоугольного сечения с симметричной арматурой, работающих на косое внецентренное сжатие
- •Черт. 43. Схемы расположения арматуры в прямоугольном сечении при расчете на косое внецентренное сжатие
- •Примеры расчета прямоугольные сечения с симметричной арматурой
- •Черт. 46. К примеру расчета 28
- •Черт. 47. К примеру расчета 29
- •Прямоугольные сечения с несимметричной арматурой
- •Элементы с косвенным армированием
- •Черт. 48. К примеру расчета 32
- •Черт. 49. К примерам расчета 33, 34 и 39
- •Черт. 50. К примерам расчета 38 и 40
- •I граница сжатой зоны в первом приближении; II окончательная
- •Центрально- и внецентренно растянутые элементы центрально-растянутые элементы
- •Внецентренно растянутые элементы
- •Черт. 51. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно растянутого железобетонного элемента, при расчете его по прочности
- •Элементы, работающие на кручение с изгибом (расчет пространственных сечений) элементы прямоугольного сечения
- •Черт. 52. Схема усилий в пространственном сечении
- •Черт. 53. Схема усилий в пространственном сечении
- •Черт. 54. Определение изгибающего и крутящего моментов поперечной силы, действующих в пространственном сечении
- •Черт. 55. Расположение расчетных пространственных сечений
- •1, 2 Расчетные пространственные сечения; m1, t1, q1
- •Элементы таврового, двутаврового и других сечений, имеющих входящие углы
- •Черт. 56. Разделение на прямоугольники сечений, имеющих входящие углы, при расчете на кручение с изгибом
- •Черт. 57. Схемы расположения сжатой зоны в пространственном сечении 1-й схемы железобетонного элемента двутаврового и таврового сечений, работающего на кручение с изгибом
- •Черт. 58. Схемы расположения сжатой зоны в пространственном сечении 2-й схемы железобетонного элемента двутаврового, таврового
- •Элементы кольцевого сечения с продольной арматурой, равномерно распределенной по окружности
- •Черт. 59 Пространственное сечение железобетонного элемента кольцевого поперечного сечения, работающего на кручение с изгибом
- •Черт. 60. График для определения коэффициента при расчете элементов кольцевого поперечного сечения на кручение с изгибом
- •Примеры расчета
- •Черт. 61. К примеру расчета 46
- •Черт. 62. К примеру расчета 47
- •Расчет железобетонных элементов на местное действие нагрузок расчет на местное сжатие
- •Черт. 63. Определение расчетной площади Aloc2 при расчете на местное сжатие при местной нагрузке
- •Черт. 64. К примеру расчета 48
- •Расчет на продавливание
- •Черт. 65. Схема пирамиды продавливания при угле наклона ее боковых граней к горизонтали
- •Расчет на отрыв
- •Черт. 66. Схема для определения длины зоны отрыва
- •Черт. 67. Армирование входящего угла, расположенного в растянутой зоне железобетонного элемента Расчет коротких консолей
- •Черт. 68. Расчетная схема для короткой консоли при действии поперечной силы
- •Черт. 69. Расчетная схема для короткой консоли при шарнирном опирании сборной балки, идущей вдоль вылета консоли
- •Примеры расчета
- •Черт. 70. К примеру расчета 49
- •Расчет закладных деталей и соединений элементов расчет закладных деталей
- •Черт. 71. Схема усилий, действующих на закладную деталь
- •Черт. 72. Схема выкалывания бетона анкерами закладной детали с усилениями на концах при nan 0
- •1 Точка приложения нормальной силы n; 2 поверхность выкалывания; 3 — проекция поверхности выкалывания на плоскость, нормальную к анкерам
- •Черт. 73. Схема выкалывания бетона анкерами закладной детали без усилений на концах при n'an 0
- •1 Точка приложения нормальной силы n; 2 поверхность выкалывания; 3 проекция поверхности выкалывания на плоскость, нормальную к анкерам
- •Черт. 75. Конструкция закладной детали, не требующей расчета на выкалывание
- •Черт. 76. Схема для расчета на откалывание бетона нормальными анкерами закладной детали
- •Черт. 77. К примеру расчета 50
- •Черт. 78. К примеру расчета 51
- •Расчет стыков сборных колонн
- •Черт. 79. Незамоноличенный стык колонны
- •1 Центрирующая прокладка; 2 распределительный лист; 3 ванная сварка арматурных выпусков; 4 — сетки косвенного армирования торца колонны
- •Черт. 80. Расчетное сечение замоноличенного стыка колонны с сетками косвенного армирования в бетоне колонны и в бетоне замоноличивания
- •1 Бетон колонны; 2 бетон замоноличивания; 3 сетки косвенного армирования
- •Черт. 81. К примеру расчета 52
- •1 Арматурные выпуски; 2 — распределительный лист; 3 центрирующая прокладка
- •Расчет бетонных шпонок
- •Черт. 82. Схема для расчета шпонок, передающих сдвигающие усилия от сборного элемента монолитному бетону
- •1 Сборный элемент; 2 монолитный бетон
- •4. Расчет бетонных и железобетонных элементов по предельным состояниям второй группы расчет железобетонных элементов по образованию трещин
- •Черт. 83. Схемы усилий и эпюры напряжений в поперечном сечении элемента при расчете его по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •Расчет железобетонных элементов по раскрытию трещин
- •Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •Черт. 84. Положение опорных реакций в жестких узлах, принимаемое для определения коэффициента loc
- •Черт. 85. Расчетные схемы для определения коэффициента loc
- •Расчет по раскрытию трещин, наклонных к продольной оси элемента
- •Примеры расчета
- •Черт. 86. К примеру расчета 53
- •Расчет элементов железобетонных конструкций по деформациям
- •Определение кривизны железобетонных элементов на участках без трещин в растянутой зоне
- •Определение кривизны железобетонных элементов на участках с трещинами в растянутой зоне
- •Определение прогибов
- •Черт. 87. Эпюра кривизны в железобетонном элементе с переменным по длине сечением
- •Черт. 88. Эпюры изгибающих моментов и кривизны в железобетонном элементе постоянного сечения
- •Определение продольных деформаций
- •Приближенные методы расчета деформаций
- •Определение кривизны
- •Определение прогибов
- •Примеры расчета
- •Черт. 89. К примеру расчета 59
- •5. Конструктивные требования общие положения
- •Минимальные размеры сечения элементов
- •Габариты и очертания элементов конструкций
- •Черт. 90. Закругления и фаски
- •Черт. 91. Технологические уклоны
- •Арматура, сетки и каркасы Отдельные арматурные стержни
- •Черт. 92. Размеры крюков на концах стержней гладкой рабочей арматуры Сварные соединения арматуры
- •Черт. 93. Дуговая ванная сварка выпусков арматуры.
- •Плоские сварные сетки1
- •Черт. 94. Приваривание дополнительного продольного стержня к сварной сетке
- •Пространственные арматурные каркасы
- •Черт. 95. Армирование изделий переменных размеров
- •Черт. 96. Примеры очертания гнутых сварных сеток
- •Черт. 97. Параметры гнутых сварных сеток
- •Черт. 98. Примеры пространственных каркасов железобетонных элементов, изготовляемых с применением сварки сварочными клещами
- •Черт. 99. Примеры конструкций пространственных каркасов линейных элементов, изготовляемых с применением контактной точечной сварки
- •Черт. 100. Примеры пространственных каркасов линейных элементов, изготовляемых без применения контактной точечной сварки
- •Черт. 101. Примеры конструкций пространственных каркасов для армирования плоских элеметов
- •Расположение арматуры, анкеровка, стыки Защитный слой бетона
- •Минимальные расстояния между стержнями арматуры
- •Анкеровка арматуры
- •Черт. 103. Анкеровка арматуры путем устройства на концах специальных анкеров
- •Черт. 104. Анкеровка арматуры путем отгиба
- •Черт. 105. Дополнительная анкеровка арматуры привариванием поперечных анкерующих стержней
- •Стыки арматуры внахлестку (без сварки)
- •Черт. 106. Расположение стержней, стыкуемых внахлестку, и стыков
- •Черт. 107. Стыки сварных сеток внахлестку в направления рабочей арматуры, выполненной из гладких стержней
- •Черт. 108. Стыки сварных сеток внахлестку в направлении рабочей арматуры периодического профиля
- •Черт. 109. Стыки сварных сеток в нерабочем направления
- •Армирование железобетонных элементов Общие положения
- •Армирование сжатых элементов продольная арма тура
- •Поперечная арматура
- •Черт. 110. Конструкция пространственных каркасов в сжатых элементах
- •Армирование изгибаемых элементов продольная арматура
- •Черт. 111. Армирование балок плоскими сварными каркасами
- •Черт. 112. Установка конструктивной продольной арматуры по высоте сечения балки
- •Черт. 113. Армирование приопорных участков плит, монолитно связанных с балками
- •Поперечная и отогнутая арматура
- •Черт. 114. Конструкция хомутов вязаных каркасов балок
- •Черт. 115. Конструкция отгибов арматуры
- •Черт. 116. Положения отгибов, определяемые эпюрой изгибающих моментов в балке
- •Черт. 117. „Плавающий" стержень Армирование элементов, работающих на изгиб с кручением
- •Особые случаи армирования армирование в местах отверстий
- •Армирование плит в зоне продавливания
- •Конструирование коротких консолей
- •Косвенное армирование
- •Особенности сборных конструкций Общие положения
- •Стыки элементов сборных конструкций
- •Черт. 122. Жесткий стык сборных колонн с ванной сваркой арматурных выпусков
- •Черт. 123. Типы контактных стыков сборных колонн
- •Строповочные устройства
- •Черт. 124. Примеры строповочных устройств без петель
- •Черт. 125. Типы строповочных петель
- •Черт. 126. Размеры лунок для заглубленного расположения проушин строповочных петель
- •Закладные детали Общие положения
- •Черт. 127. Примеры конструкций сварных закладных деталей
- •Пластины
- •Черт. 129. Наименьшие расстояния между анкерами и от анкеров до края бетона
- •Сварные соединения закладных деталей
- •Фиксация арматуры
- •Черт. 130. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие требуемую толщину s защитного слоя бетона
- •Черт. 131. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие требуемое расстояние
- •Черт. 132. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие одновременно требуемые толщину защитного слоя бетона и расстояние между отдельными арматурными элементами
- •Отдельные конструктивные требования
- •Требования, указываемые на рабочих чертежах железобетонных конструкций Общие требования
- •Дополнительные требования, указываемые на рабочих чертежах элементов сборных конструкций
- •Приложение 1 вид легких и поризованных бетонов и область их применения
- •Приложение 2 значения и Ao для расчета прочности изгибаемых элементов
- •Приложение 3 графики несущей способности внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения с симметричной арматурой из тяжелого и легкого бетонов
- •Приложение 4 сортамент арматуры
- •Приложение 5 основные буквенные обозначения величин усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении элемента
- •Характеристики материалов
- •Характеристика положения продольной арматуры в поперечном сечении элемента
- •Геометрические характеристики
Примеры расчета
Пример 46. Дано: ригель перекрытия торцевой рамы многоэтажного промышленного здания, нагруженный равномерно распределенной нагрузкой q=154,4 кН/м и равномерно распределенными крутящими моментами t=34,28 кН·м/м; поперечное сечение ригеля у опоры - по черт. 61, а; эпюра крутящих моментов от вертикальных постоянных и длительных нагрузок - по черт. 61, б; эпюры изгибающих моментов и поперечных сил от невыгоднейшей для опорного сечения комбинации вертикальных нагрузок и ветровой нагрузки - по черт. 61, в, г; эпюра изгибающих моментов от невыгоднейшей для пролетного сечения комбинации вертикальных нагрузок - по черт. 61, д; бетон тяжелый класса В25; продольная и поперечная арматура класса А-III (Rs=Rsc=365 МПа; Rsw=290 МПа).
Черт. 61. К примеру расчета 46
Требуется подобрать вертикальные и горизонтальные поперечные стержни и проверить прочность ригеля на совместное действие кручения и изгиба.
Расчет. Поскольку сечение имеет входящие углы, проверим условие (184), разбив сечение на два прямоугольника размерами 800х320 и 155х250 мм и приняв Rb = 13 МПа (т.е. при = 0,9);
Н·мм > Т = 84 кН·м,
т.е. условие (184) удовлетворяется.
Расчет пространственных сечений производим как для прямоугольного сечения размерами b = 300 мм и h = 800 мм, так как нижняя грань ригеля и выступающая полка образуют угол.
Так как для опорного сечения 0,5Qb=0,5·460·0,3=69 кН·м < Т=84 кН·м, согласно пп. 3.85 и 3.86, расчет приопорного участка по 1-й и 2-й схемам необходим.
Необходимую из расчета по 2-й схеме интенсивность вертикальных стержней определяем согласно п. 3.87.
Предварительно вычислим коэффициенты и :
;
где Аs2 = 1609 + 314 + 380 = 2304 мм2 (232 + 20 + 22).
Поскольку < 1, интенсивность хомутов определим по формуле (182):
мм.
Принимая шаг вертикальных хомутов s2 = 100 мм, находим площадь сечения одного хомута:
Asw2 = 1,54 · 100 = 154 мм2.
Принимаем хомуты диаметром 14 мм (Asw2 = 154 мм2).
Проверим прочность по продольной арматуре, установленной у верхней растянутой грани приопорного участка ригеля согласно п. 3.85а (1-я схема).
Из черт. 61, а находим As1 = 3217 мм2 (432) и = 1388 мм2 (220 + 222), а' = 68 мм.
По формуле (172) определим высоту сжатой зоны х1, принимая Rb = 16 МПа (т.е. при = 1,1, поскольку учитывается ветровая нагрузка):
мм > 2а/ = 2 · 68 =
= 136 мм.
Шаг и диаметр горизонтальных поперечных стержней приопорного участка принимаем такими же, как для вертикальных хомутов, т.е. s1=100 мм, Asw1=154 мм2, отсюда
Н/мм;
h0 = 800 - 80 = 720 мм.
Проверим выражение qsw1b(h0-0,5x1) = 446,6·300(720-0,5·139)=
= 87,2·106 Н·мм < Н·мм. Следовательно, qsw оставим без изменения.
Проверим условие (173):
<
< RsAs(ho-0,5x1)=365·3217(720-0,5·139)=763,8·106 Н·мм,
т.е. верхней продольной арматуры из условия прочности установлено достаточно.
Из условия (176) проверим прочность по горизонтальной поперечной арматуре, расположенной на приопорном участке:
qsw1b(h0 - 0,5x1) = 446,6·300(720-0,5·139)=87,2·106 Н·мм > кН·м,
т.е. горизонтальной поперечной арматуры на приопорном участке установлено достаточно.
Как видно из черт. 61, б, д, в сечении с наибольшим пролетным изгибающим моментом имеет место крутящий момент, поэтому следует проверить прочность по продольной арматуре, установленной у нижней растянутой грани в средней части пролета ригеля, из условия (174).
Для этой части ригеля, два верхних стержня 32 оборваны, и поэтому, согласно черт: 61, а, имеем A/sw = 1609 мм2 (2 32); а/ = 62 мм; As1 = 1388 мм2 (2 20 + 2 22); а = 68 мм.
Определим высоту сжатой зоны х1, принимая Rb = 13 МПа (т.е. при =0,9, поскольку ветровая нагрузка не учитывается):
< 0.
Принимаем х1 = 2а', отсюда h0 - 0,5 x1 = h - a - a' = 800 - 68 - 62 = 670 мм.
Горизонтальные поперечные стержни в средней части пролета принимаем диаметром 14 мм (Аsw1 = 154 мм2) и с шагом s1 = 200 мм, отсюда
Н/мм.
Из черт. 61, б, д имеем:
кН·м;
Мmax = 321 кН·м.
Проверим условие (174):
<
< RsAs1 (h0 - 0,5x1) = 365·1388·670=339,4·106 Н·мм,
т.е. нижней продольной арматуры из условия прочности установлено достаточно.
Определим, на каком расстоянии lх от нулевой точки эпюры Т можно допустить шаг горизонтальных поперечных стержней 200 мм, используя условие (176). Принимая Т=tlx, имеем qsw1b(h0 - 0,5 x1) = , отсюда
Следовательно, шаг горизонтальных стержней 100 мм можно допустить на приопорных участках ригеля длиной 2,45-1,47 1 м.
Пример 47. Дано: балка перекрытия с поперечным сечением - по черт. 62, а; расположение нагрузок, эпюры изгибающих и крутящих моментов, а также эпюра поперечных сил - по черт. 62, б; бетон тяжелый класса В25 (Rb = 13 МПа при = 0,9); продольная и поперечная арматура класса А-III (Rs = Rsc = 365 МПа; Rsw - 290 МПа).
Требуется проверить прочность балки на совместное действие кручения и изгиба.
Расчет. Разбиваем поперечное сечение на два прямоугольника размерами 200х400 и 350х400 мм и проверяем условие (184):
= 84,5·106 Н·мм > Т = 40 кН·м.