- •Ю.В. Попков, а.И. Колтунов, а.А. Хотько Железобетонные конструкции
- •Предисловие
- •Содержание
- •Рабочая программа
- •Цель и задачи дисциплины
- •Виды занятий и формы контроля знаний
- •3. Тематический план лекционного курса
- •Итого: 48 часов
- •4. Тематический план практических занятий
- •Итого: 16 часов
- •5. Рейтинговая система контроля успешности обучения студентов
- •6. Общие методические рекомендации по изучению курса
- •Основная
- •Дополнительная
- •Раздел 1. Физико-механические свойства
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 2. Физико-механические свойства бетона. Прочностные характеристики бетона
- •2.1. Общие сведения о сопротивлении бетона
- •2.2. Прочностные характеристики бетона
- •2.3. Сопротивление бетона растяжению
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 3. Деформативные свойства бетона
- •3.1. Диаграмма деформирования бетона
- •3.2. Деформативность бетона
- •3.3. Объемные деформации бетона
- •3.4. Температурные деформации бетона
- •3.5. Силовые деформации бетона
- •3.6. Деформации бетона при однократном кратковременном загружении
- •3.7. Деформации бетона при длительном действии нагрузки. Ползучесть бетона
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 4. Арматура для железобетонных конструкций
- •4.1. Требования, предъявляемые к арматуре
- •4.2. Механические свойства арматурных сталей
- •4.3. Классы арматуры, соответствующие им нормативные и расчетные сопротивления
- •4.4. Деформативные характеристики арматуры
- •4.5. Арматурные изделия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 5. Физико-механические свойства железобетона
- •5.1. Совместная работа арматуры с бетоном
- •5.2. Усадка и ползучесть железобетона
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 6. Стадии напряженно-деформированного состояния сечений, нормальных к продольной оси железобетонного элемента
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 7. Основы РасчетА железобетонных конструкций
- •Метод предельных состояний
- •7.2. Воздействия на железобетонные конструкции в методе предельных состояний
- •7.3. Нормативные и расчетные характеристики материалов в методе предельных состояний
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы к Тестовому контролю
- •Раздел 2. Расчеты железобетонных конструкций по предельным состояниям Лекция 8. Прочность сечений, нормальных к продольной оси железобетонных конструкций в методе предельных усилий
- •8.1. Общие положения
- •Классификация методов расчета железобетонных элементов по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента при действии изгибающего момента и продольных сил.
- •8.2. Критерий, определяющий расчетный случай разрушения
- •8.3. Расчетные уравнения
- •Вопросы для самоконтроля
- •9.2. Упрощенный деформационный метод
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 10. Прочность сечений при действии изгибающих моментов и продольных сил с учетом влияния гибкости элементов стержневых систем
- •10.1. Основные положения расчета
- •10.2. Приближенные методы учета продольного изгиба при расчете сжатых элементов стержневых систем
- •10.3. Классификация конструкций по характеру проявления продольного изгиба
- •10.4. Расчетные длины сжатых элементов
- •10.5. Метод расчета, основанный на проверке «устойчивой прочности» гибкого элемента
- •10.6. Упрощенный нелинейный расчет (метод определения кривизны)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 11. Прочность растянутых элементов
- •11.1. Центрально растянутые элементы.
- •11.2. Внецентренно растянутые элементы
- •12.2. Прочность наклонных сечений железобетонных элементов без поперечного армирования
- •12.3. Расчет элементов на действие поперечной силы на основе расчетной модели наклонных сечений
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 13. Прочность сечений, наклонных к продольной оси при действии изгибающего момента. Метод ферменной аналогии (стержневая модель)
- •13.1. Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси при действии изгибающего момента
- •13.2. Метод ферменной аналогии (стержневая модель)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 14. Прочность железобетонных эллементов при местном действии нагрузок
- •14.1. Расчет бетонных элементов по прочности на смятие
- •14.2. Расчет прочности на смятие элементов с косвенным армированием
- •14.3. Расчет на отрыв
- •14.4. Расчет на продавливание
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 15. Усталостная прочность конструкций
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 16. Расчет трещиностойкости железобетонных конструкций
- •16.1. Сопротивление железобетонного элемента раскрытию нормальных трещин
- •16.2. Расчет ширины раскрытия наклонных трещин
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 17. Расчет железобетонных конструкций по деформациям
- •17.1. Предельно допустимые прогибы
- •17.2. Расчетные модели для определения прогибов
- •17.3. Прогибы железобетонных элементов, работающих без трещин
- •17.4. Прогибы железобетонных элементов, работающих с трещинами
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 18. Требования по конструированию железобетонных конструкций
- •18.1. Защитный слой бетона
- •18. 2. Предельное содержание арматуры в сечении
- •18.3. Минимальные размеры поперечного сечения
- •Минимально допустимая толщина железобетонных плит
- •18.4. Расстояния между стержнями продольной арматуры
- •18.5. Расстояние между стержнями поперечной арматуры
- •18.6. Рекомендуемые диаметры арматурных стержней
- •Предельно допустимые диаметры арматуры
- •Вопросы для самоконтроля
- •Раздел 3. Предварительно напряженные конструкции Лекция 19. Общие сведения о предварительно напряженных конструкциях
- •19.1. Общие сведения
- •19.2. Классификация предварительно напряженных конструкций
- •19.3. Технология создания предварительного напряжения в конструкциях
- •19.4. Сущность предварительно напряженных конструкций
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 20. Потери предварительного напряжения
- •20.1. Назначение величины предварительного напряжения
- •20.2. Виды потерь предварительного напряжения
- •20.3. Определение потерь предварительного напряжения
- •20.4. Усилие предварительного обжатия
- •20.5. Нормальные напряжения при обжатии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 21. Особенности расчета предварительно напряженных конструкций
- •21.1. Общие положения
- •21.2. Особенности расчета предварительно напряженных конструкций по предельным состояниям первой группы
- •21.3. Особенности расчетов предварительно напряженных конструкций по предельным состояниям второй группы
- •21.4. Расчет предварительно напряженной конструкции при передаче усилия предварительного обжатия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 22. Требования по конструированию предварительно напряженных железобетонных конструкций
- •22.1. Общие положения
- •22.2. Размещение арматуры в сечении
- •22.3. Защитный слой бетона
- •22.4. Требования к анкеровке напрягаемой арматуры
- •Вопросы для самоконтроля
- •Руководство к практическим занятиям Общие требования
- •Цели и содержание занятий
- •Тема 1. Расчет прочности нормальных сечений железобетонных элементов прямоугольного профиля при действии изгибающих моментов
- •Решение:
- •Пример 2
- •Решение:
- •Решение:
- •Пример 4
- •Решение:
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Пример 5
- •Пример 7
- •Пример 8
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 3 Расчет прочности нормальных сечений и площади продольной арматуры железобетонных элементов таврового профиля при действии изгибающих моментов
- •Пример 9
- •Решение:
- •Пример 10
- •Решение:
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Контрольная работа №1
- •Решение:
- •Пример 12
- •Решение:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 5. Расчет прочности и площади поперечной арматуры наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов
- •Решение:
- •Пример 14
- •Решение:
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Тема 6. Расчет прочности и площади поперечного сечения продольной арматуры железобетонных элементов по общему деформационному методу с применением программного комплекса «Бета»
- •Пример 15
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольная работа №2
- •Вопросы к экзамену
- •Приложения
- •Термины и определения Арматура для железобетонных изделий и конструкций
- •Бетоны для бетонных и железобетонных конструкций
- •Конструкции и изделия бетонные и железобетонные
- •Проектирование бетонных и железобетонных конструкций
- •Изготовление бетонных и железобетонных конструкций
- •Эксплуатация бетонных и железобетонных конструкций
Рабочая программа
Учебная дисциплина «Железобетонные конструкции» изучается в 6, 7 и 8 семестрах. Данная рабочая программа включает часть дисциплины 6 семестра обучения, рассматривающую основополагающие разделы теории железобетона: физико-механические свойства материалов, основы расчета конструкций по предельным состояниям, нормированные методы расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы и конструктивные требования проектирования.
Цель и задачи дисциплины
Курс «Железобетонные конструкции» имеет особую значимость в подготовке инженера-строителя в части расчета и конструирования обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций с использованием новых научных достижений в области материаловедения, технологии бетона, сопротивления бетона и арматуры внешним воздействиям, принципов проектирования железобетонных конструкций зданий и сооружений.
Цель части первой дисциплины – получение студентами знаний о физико-механических свойствах материалов железобетона, приобретение навыков расчета и конструирования железобетонных конструкций. Материал первой части позволяет освоить теорию и применять в решении практических задач нормативные документы.
В результате изучения первой части дисциплины «Железобетонные конструкции» специалисту необходимо знать:
- сущность железобетона и перспективы развития железобетонных конструкций;
- физико-механические свойства бетона, арматуры для железобетонных конструкций и железобетона как комплексного материала;
- конструктивные требования, предъявляемые при проектировании железобетонных конструкций,
необходимо уметь:
- пользоваться современными достижениями экспериментальных исследований железобетонных элементов, при различных видах силовых воздействий;
- выполнять расчеты прочности сечений, нормальных и наклонных к продольной оси железобетонных конструкций при действии поперечных, продольных сил и изгибающих моментов (в том числе с использованием ЭВМ);
- производить расчеты железобетонных конструкций при местном действии нагрузок, расчеты усталостной прочности.
Виды занятий и формы контроля знаний
Виды занятий, формы контроля знаний |
Дневная форма обучения |
Курс |
3 |
Семестр |
6 |
Лекции, час |
48 |
Практические (семинарские), часов (недели) |
16 (9 – 16) |
Всего аудиторных часов |
64 |
Экзамен (семестр) |
6 |
Контрольные работы (недели) |
12, 16 |
Тестирование (недели) |
9 |
3. Тематический план лекционного курса
Наименование разделов и тем лекций, их содержание |
Кол-во часов |
Раздел 1. Физико-механические свойства материалов железобетона и основы расчета конструкций |
|
Тема 1. Сущность железобетона. Исторический очерк и перспективы развития железобетонных конструкций |
2 |
Тема 2. Физико-механические свойства бетона
|
4 |
Тема 3. Арматура для железобетонных конструкций 3.1. Требования, предъявляемые к арматуре 3.2. Механические свойства арматурных сталей 3.3. Классы арматуры, соответствующие им нормативные и расчетные сопротивления 3.4. Деформативные характеристики арматуры 3.5. Арматурные изделия |
2 |
Тема 4. Физико-механические свойства железобетона 4.1. Совместная работа арматуры с бетоном 4.2. Усадка и ползучесть железобетона |
2 |
Тема 5. Стадии напряженно-деформированного состояния сечений, нормальных к продольной оси железобетонного элемента |
2 |
Тема 6. Основы расчета железобетонных конструкций 6.1. Метод предельных состояний 6.2. Воздействия на железобетонные конструкции в методе предельных состояний 6.3. Нормативные и расчетные характеристики материалов в методе предельных состояний |
2 |
Тестовый контроль |
2 |
Раздел 2. Расчеты железобетонных конструкций по предельным состояниям |
|
Тема 7. Прочность сечений, нормальных к продольной оси железобетонных конструкций в методе предельных усилий 7.1. Общие положения 7.2. Критерий, определяющий расчетный случай разрушения 7.3. Расчетные уравнения |
2 |
Тема 8. Общий и упрощенный деформационные методы расчета прочности сечений при действии изгибающих моментов и продольных сил 8.1. Общий метод 8.2. Упрощенный деформационный метод |
2 |
Тема 9. Прочность сечений при действии изгибающих моментов и продольных сил с учетом влияния гибкости элементов стержневых систем 9.1. Основные положения расчета 9.2. Приближенные методы учета продольного изгиба при расчете сжатых элементов стержневых систем 9.3. Классификация конструкций по характеру проявления продольного изгиба 9.4. Расчетные длины сжатых элементов 9.5. Метод расчета, основанный на проверке «устойчивой прочности» гибкого элемента 9.6. Упрощенный нелинейный расчет (метод определения кривизны) |
3 |
Тема 10. Прочность растянутых элементов 10.1. Центрально растянутые элементы 10.2. Внецентренно растянутые элементы |
1 |
Тема 11. Прочность сечений, наклонных к продольной оси при действии поперечных сил 11.1. Формы разрушения наклонного сечения 11.2. Прочность наклонных сечений железобетонных элементов без поперечного армирования 11.3. Расчет элементов при действии поперечных сил на основе расчетной модели наклонных сечений |
3 |
Тема 12. Прочность сечений, наклонных к продольной оси при действии изгибающего момента. Метод ферменной аналогии (стержневая модель) 12.1. Прочность сечений, наклонных к продольной оси при действии изгибающего момента 12.2. Метод ферменной аналогии (стержневая модель) |
2 |
Тема 13. Прочность железобетонных элементов при местном действии нагрузок 13.1. Расчет бетонных элементов по прочности на смятие 13.2. Расчет прочности на смятие элементов с косвенным армированием 13.3. Расчет на отрыв 13.4. Расчет на продавливание |
2 |
Тема 14. Усталостная прочность конструкций |
1 |
Тема 15. Расчет трещиностойкости железобетонных конструкций 15.1.Сопротивление железобетонного элемента раскрытию нормальных трещин 15.2. Расчет ширины раскрытия наклонных трещин |
2 |
Тема 16. Расчет железобетонных конструкций по деформациям 16.1. Предельно допустимые прогибы 16.2. Расчетные модели для определения прогибов 16.3. Прогибы железобетонных элементов, работающих без трещин 16.4. Прогибы железобетонных элементов, работающих с трещинами |
4 |
Тема 17. Требования по конструированию железобетонных конструкций 17.1. Защитный слой бетона 17.2. Предельное содержание арматуры в сечении 17.3. Минимальные размеры поперечного сечения 17.4. Расстояния между стержнями продольной арматуры 17.5. Расстояние между стержнями поперечной арматуры 17.6. Рекомендуемые диаметры арматурных стержней |
2 |
Раздел 3. Предварительно напряженные конструкции |
|
Тема 18. Общие сведения о предварительно напряженных конструкциях 18.1. Общие сведения 18.2. Классификация предварительно напряженных конструкций 18.3. Технология создания предварительного напряжения в конструкциях 18.4. Сущность предварительно напряженных конструкций |
2 |
Тема 19. Потери предварительного напряжения 19.1. Назначение величины предварительного напряжения 19.2. Виды потерь предварительного напряжения 19.3. Определение потерь предварительного напряжения 19.4. Усилие предварительного обжатия 19.5. Нормальные напряжения при обжатии |
2 |
Тема 20. Особенности расчета предварительно напряженных конструкций 21.1. Общие положения 21.2. Особенности расчета предварительно напряженных конструкций по предельным состояниям первой группы 21.3. Особенности расчетов предварительно напряженных конструкций по предельным состояниям второй группы 21.4. Расчет предварительно напряженной конструкции при передаче усилия предварительного обжатия |
2 |
Тема 21. Требования по конструированию предварительно напряженных железобетонных конструкций 21.1. Общие положения 21.2. Размещение арматуры в сечении 21.3. Защитный слой бетона 21.4. Требования к анкеровке напрягаемой арматуры |
2 |