
- •Проектирование балочных железобетонных автодорожных и городских мостов и путепроводов
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Общие сведения о мостах и путепроводах
- •1.1. Основные понятия
- •1.2. Основные требования, предъявляемые к мостам и путепроводам
- •1.3. Габариты
- •1.4. Нагрузки и воздействия
- •2. Основные принципы расчета железобетонных элементов
- •2.1. Бетон
- •2.2. Арматура
- •2.3. Подбор продольной арматуры изгибаемых элементов
- •2.4. Подбор продольной арматуры сжатых элементов
- •2.5. Подбор поперечной арматуры изгибаемых элементов
- •2.6. Подбор поперечной арматуры сжатых элементов
- •2.7. Расчет по второй группе предельных состояний
- •Контрольные вопросы
- •3. Проезжая часть и тротуары
- •3.1 Конструкция проезжей части
- •3.2. Водоотвод
- •3.3. Деформационные швы. Сопряжения с насыпью
- •Контрольные вопросы
- •4. Проектирование балочных пролетных строений
- •4.1. Расчет и конструирование плиты проезжей части
- •4.2. Расчет и конструирование главных балок разрезных пролетных строений
- •4.2.1. Определение расчетных усилий в сечениях балки
- •4.2.2. Конструирование главных балок
- •5. Опоры и опорные части
- •5.1. Типы опор
- •5.2. Промежуточные опоры
- •5.3. Береговые опоры
- •5.4. Опорные части
- •6. Пример расчета пролетного строения без напрягаемой арматуры
- •6.1. Определение основных параметров пролетного строения
- •6.2. Расчет плиты проезжей части
- •6.3. Расчет продольного ребра балки
- •6.4. Расчет балки по трещиностойкости
- •6.5. Расчет балки по деформациям
- •7. Пример расчета балок пролетного строения с предварительно напрягаемой арматурой
- •7.1. Определение основных параметров пролетного строения
- •7.2. Расчет плиты проезжей части
- •7.3. Расчет продольного ребра балки
- •7.3.1. Подбор продольной арматуры
- •7.3.2. Подбор поперечной арматуры
- •7.4. Расчет балки по трещиностойкости
- •7.5. Расчет балки по деформациям
- •8. Пример расчета промежуточной опоры
- •8.1. Расчет монолитной насадки
- •8.2. Расчет стойки опоры
- •I сочетание:
- •II сочетание:
- •Заключение
- •Потери предварительного напряжения арматуры
- •Определение жесткостей сечений элементов в стадии эксплуатации
- •Библиографический список
- •440028. Г. Пенза, ул. Г. Титова, 28.
2.2. Арматура
В качестве конструктивной арматуры применяется проволока гладкая класса В-I и периодического профиля класса Вр-I, а также
стержневая арматура
классов А-II
и А-II.
Для монтажных петель следует применять
арматуру класса А-I
марки ВСтЗсп2 и класса А-II
марки 10ГТ. В качестве рабочей арматуры
для конструкций без предварительного
напряжения арматуры применяется
стержневая арматура классов А-I,
А-II,
А-III.
Для предварительно напряженных элементов
применяется: стержневая арматура классов
А- IV,
А-V,
АТ
IV,
Ат-V,
Ат-VI,
высокопрочная проволока гладкая класса
В-Т1 и периодического профиля класса
Вр-II
арматурные канаты класса К-7 и стальные
канаты со спиральной или двойной свивкой
и закрытые. Расчетные сопротивления
арматуры при растяжении
и
следует
принимать по прил. 3. Расчетные сопротивления
арматуры при сжатии
следует
принимать равными расчетным сопротивлениям
этой арматуры при растяжении
,
но не более
500 МПа. При расчете растянутой поперечной
арматуры (хомутов и отогнутых стержней)
в наклонных сечениях на действие
поперечной силы к расчетным сопротивлениям
растяжению арматурной стали
и
вводятся
коэффициенты условий работы арматуры:
=0,8
- для стержневой арматуры;
=0,7 - для проволочной и канатной арматуры.
Если в сварных
каркасах диаметр хомутов из арматурной
стали класса А-
III
составляет менее 1/3 диаметра продольной
арматуры, то произведение
принимается равным 245 МПа - при диаметре
хомутов 6 и 8 мм и 255 МПа - при диаметре
хомутов 10 мм и более.
Деформативные свойства арматуры характеризуются модулем упругости, значения которого приведены в прил. 3.
2.3. Подбор продольной арматуры изгибаемых элементов
Продольная рабочая арматура изгибаемых элементов подбирается из условия прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента. Расчет производится в зависимости от значения относительной
величины сжатой
зоны ξ=
определяемой из условий равновесия.
Значение ξ при
расчете конструкция, как правило, не
должно превышать относительной высоты
сжатой зоны
,
при которой в растянутой арматуре
напряжения достигают величины, равной
расчетному сопротивлению
и
с учетом соответствующих коэффициентов
условий работы.
Значение определяется по формуле
ξ =
(14)
где ω = 0,85 - 0,008
- для элементов с обычным армированием;
при этом расчетное
сопротивление бетона
следует
принимать в МПа;
- напряжения в арматуре, МПа, принимается
равным:
- для ненапрягаемой арматуры:
+50-
- для
напрягаемой арматуры; расчетное
сопротивление арматуры растяжению
следует
принимать с учетом соответствующих
коэффициентов условий работы арматуры,
а величину предварительного напряжения
в арматуре
- с учетом
первых и вторых потерь (по прил. 4).
Для прямоугольных
сечений (рис. 4,а) при
ξ
необходимо
определить параметр
по
формуле
=
(15)
где М - изгибающий момент;
b,
- соответственно
ширина и рабочая высота сечения.
Рис. 4. Формы сжатой зоны:
а - для прямоугольного сечения; б - для таврового сечения,
когда граница сжатой зоны проходит в полке; в - для таврового сечения,
когда граница сжатой зоны проходит в ребре
Далее по табл. 7 определить параметры ξ и ζ - При выполнении условия ξ подобрать арматуру по формулам:
=
- для
ненапрягаемой арматуры;
(16)
=
- для
напрягаемой арматуры.
(17)
При невыполнении условия ξ необходимо увеличить высоту или ширину сечения элемента.
Таблица 7
Вспомогательная таблица для подбора арматуры
-
ξ
ζ
ξ
ζ
ξ
ζ
0,01
0,995
0,010
0,26
0,870
0,226
0,51
0,745
0,380
0,02
0,990
0,020
0,27
0,865
0,236
0,52
0,740
0,385
0,03
0,985
0,030
0,28
0,860
0,241
0,53
0,735
0,390
0.04
0,980
0,039
0,29
0,855
0,248
0,54
0,730
0,394
0,05
0,975
0,048
0,30
0,850
0,255
0,55
0,725
0,399
0,06
0,970
0,058
0,31
0,845
0,262
0,56
0,720
0,403
0,07
0,965
0,067
0,32
0,840
0,269
0,57
0,715
0,41
0,08
0,960
0,077
0,33
0,835
0,275
0,58
0,710
0,412
0,09
0,955
0,085
0,34
0,830
0,282
0,59
0,705
0,416
0,10
0,950
0,095
0,35
0,825
0,289
0,60
0,700
0,420
0,11
0,945
0,104
0,36
0,820
0,295
0,61
0,695
0,424
0,12
0,940
0,113
0,37
0,815
0,301
0,62
0,690
0,428
0,13
0,935
0,121
0,38
0,810
0,309
0,63
0,685
0,432
0,14
0,930
0,130
0,39
0,805
0,314
0,64
0,680
0,435
0,15
0,925
0,139
0,40
0,800
0,320
0,65
0,675
0,439
0,16
0,920
0,147
0.41
0,795
0,326
0,66
0,670
0,442
0,17
0,915
0,155
0,42
0,790
0,332
0,67
0,665
0,446
0,18
0,910
0,164
0,43
0,785
0,337
0,68
0,660
0,449
0,19
0,905
0,172
0,44
0,780
0,343
0,69
0,655
0,452
0,20
0,900
0,180
0,45
0,775
0,349
0,70
0,650
0,455
0,21
0,895
0,188
0,46
0,770
0,354
0,71
0,645
0,458
0,22
0,890
0,196
0,47
0,765
0,359
0,72
0,640
0,461
0,23
0,885
0,203
0,48
0,760
0,365
0,73
0,635
0,464
0,24
0,880
0,211
0,49
0,755
0,370
0,74
0,630
0,466
0,25
0,875
0,219
0,50
0,750
0.375
0,75
0,625
0,469
Для тавровых сечений с полкой в сжатой зоне при расположении границы сжатой зоны в пределах полки (рис. 4,6), т.е. при выполнении условия
х
,
где
- толщина
полки, подбор арматуры
ведется как для прямоугольного сечения, только в формуле (15) параметр b необходимо заменить на параметр b - ширину полки.
При х > , граница сжатой зоны проходит по ребру элемента
(рис. 4,в). В этом случае необходимо определить параметр по формуле
=
(18)
Далее по табл. 7 определить параметры ξ и ζ. При выполнении условия ξ подобрать арматуру по формулам:
=
- для
ненапрягаемой арматуры;
(19)
=
- для напрягаемой арматуры.
(20)
При невыполнении
условия ξ
необходимо
увеличить высоту или ширину сечения
элемента. Усиление сжатой зоны бетона
арматурой
стараются
избежать.