Конструирование сжатых железобетонных элементов реферат

Обновлено: 02.07.2024

К центрально-сжатым элементам условно относят: промежуточные колонны в зданиях и сооружениях, верх­ние пояса ферм, загруженных по узлам^ восходящие рас­косы и стойки решетки ферм (рис. IV. I), а также неко­торые другие конструктивные элементы. В действитель­ности, из-за несовершенства геометрических форм эле­ментов конструкций, отклонения их реальных размеров от назначаемых по проекту, неоднородности бетона и других причин обычно центральное сжатие в чистом ви­де не наблюдается, а происходит внецентренное сжатие с так называемыми случайными эксцентриситетами.

По форме поперечного сечения сжатые элементы со случайным эксцентриситетом делают чаще всего квад­ратными или прямоугольными, реже круглыми, много­гранными, двутавровыми.

Размеры поперечного сечения колонн определяют расчетом. В целях стандартизации опалубки и арматур­ных каркасов размеры прямоугольных колонн, назнача­ют кратными 50 мм, предподчтительнее кратными 100 мм.

Чтобы обеспечить хорошее качество бетонирования, монолитные колонны с поперечными размерами менее 25 см к применению не рекомендуются.

Рис. IV.1. Сжатые эле­менты со случайными эксцентриситетами

1 — промежуточные ко­лонны (при одинаковом двустороннем загруже - нии); 2 — верхний пояс ферм (при узловом при­ложении нагрузки); 3— восходящие раскосы;

4 — стойки ^ ' N-F+D Т* ^

Рис. IV.2. Внецентренно сжатые эле­менты

IF-дай,'пение от понрытия

JD- ВаВление,, от нрана

Jjjjjjui!

А — колонна производственного зда­ния; б — верхний пояс безраскосной фермы; в — стена подземного резер­вуара

Рис. IV.3. Схема армиро­вания сжатых элементов

1 — продольные стержни; 2—поперечные стержни; аі — защитный слой бе­тоиа продольной армату­ры; а,„ — то же, попереч­ной арматуры

Рис. IV.4. Армирование сжатых эле­ментов со случайными эксцентрисите­тами

А — сварными каркасами; б — вяза­ными каркасами; 1—сварные карка­сы; 2 — соединительные стержни; 3 — хомуты; 4— дополнительные хомуты; 5 — шпильки

В условиях внецентренного сжатия находятся колон­ны одноэтажных производственных зданий, загружен­ные давлением от кранов (рис. IV.2,а), верхние пояса безраскосных ферм (рис. IV.2,б), стены прямоугольных в плане подземных резервуаров, воспринимающие боко­вое давление грунта или жидкости и вертикальное да­вление от покрытия (рис. IV.2,в). В них действуют сжи­мающие силы N и изгибающие моменты М.

Расстояние между направлением сжимающей силы и продольной осью элемента ео называется эксцентрисите­том. В общем случае в любом месте элемента статически определимых конструкций значение эксцентриситета оп­ределяют по выражению

E0 = M/N + Ea, (IV. I)

Где еа — случайный эксцентрицитет (подробнее см. § IV.2). Для эле­ментов статически неопределимых конструкций принимается е0— =M/N, но не менее еа.

Поперечные сечения внецентренно сжатых элементов целесообразно делать развитыми в плоскости действия момента.

Для сжатых элементов применяют бетон классов по прочности на сжатие не ниже В15, для сильно загружен­ных не ниже В25.

Колонны армируют продольными стержнями диамет­ром 12—40 мм (рабочая арматура) преимущественно из горячекатаной стали класса A-III и термомеханически упрочненной Ат-ІІІС, а также поперечными стержнями из горячекатаной стали классов A-III, A-II, A-I и про­волоки класса B-I (рис. IV.3). Продольную и попереч­ную арматуру сжатых со случайными эксцентриситета­ми и внецентренно сжатых элементов объединяют в пло­ские и пространственные каркасы, сварные или вязаные (рис. IV.4, IV.5).

Насыщение поперечного сечения продольной армату­рой элементов, сжатых со случайными эксцентриситета­ми, оценивают коэффициентом ц по формуле (III. 12) или процентом армирования (значения в 100 раз боль­ше), где под As подразумевается суммарная площадь сечения всех продольных стержней.

В практике для сжатых стержней обычно принима­ют армирование не более 3 %.

Во внецентренно сжатых элементах с расчетными эксцентриситетами продольные стержни размещают вблизи коротких граней поперечного сечения элемента

Сварка

Рис. IV.5. Армирование внецентренно сжатых элементов

800'■hi 1000 T_^_dOO 83

Здесь і — радиус инерции сечения элемента в плоскости эксцентри­ситета продольной силы; 10—расчетная длина сжатого элемента (указания по ее определению см. во второй части).

Рабочие стержни в поперечном сечении колонны раз­мещают возможно ближе к поверхности элемента с со­блюдением минимальной толщины защитного слоя щ, которая по требованиям нормативов должна быть не ме­нее диаметра стержней арматуры и не менее 20 мм (см. рис. IV.3).

Колонны сечением до 40X40 см можно армировать четырьмя продольными стержнями (см. рис. IV.4), что соответствует наибольшему допустимому расстоянию между стержнями рабочей арматуры; наименьшее рас­стояние между ними в свету допускается 50 мм, если стержни при бетонировании расположены вертикально, а при горизонтальном расположении 25 мм для нижней и 30 мм для верхней арматуры, и при всех случаях не менее размера наибольшего диаметра стержня. При рас­стоянии между рабочими стержнями более 400 мм сле­дует предусматривать промежуточные стержни по пери­метру сечения элемента с тем, чтобы расстояние между продольными стержнями не превышало 400 мм.

Поперечные стержни ставят без расчета, но с соблю­дением требований норм. Расстояние между ними (по условию обеспечения продольных стержней от бокового выпучивания при сжатии) s (см. рис. IV.3) должно быть при сварных каркасах не более 20d, при вязаных — 15d, но не более 500 мм (здесь D — наименьший диаметр продольных сжатых стержней). Расстояния s округля­ют до размеров, кратных 50 мм.

Диаметр поперечных стержней Dw в сварных карка­сах должен удовлетворять условиям свариваемости (см. прил. IX). Диаметр хомутов вязаных каркасов должен быть не менее 5 мм и не менее 0,25d, где D — наиболь­ший диаметр продольных стержней. Толщина защитного слоя поперечных стержней Aw должна быть не менее 15 мм.

Соединять продольные стержни по длине элемента не рекомендуется.

В местах стыков каркасов на длине перепуска стер­жней расстояние между поперечными стержнями долж­но быть не более Ы (D — диаметр соединяемых стерж­ней).

Если общее насыщение элемента арматурой более 3%, то поперечные стержни необходимо устанавливать на расстоянии не более 10d и не более 300 мм.

Плоские сварные каркасы объединяют в пространст­венные с помощью поперечных стержней, привариваемых контактной точечной сваркой к угловым продольным стержням плоских каркасов (см. рис. IV.5, а). Если в сварных каркасах у больших граней сечения элемента размещены промежуточные стержни, то эти стержни (принадлежащие противоположным каркасам) соединя­ют между собой дополнительными шпильками, устанав­ливаемыми по длине элемента с шагом, равным шагу по­перечных стержней плоских каркасов.

В вязаных каркасах продольные стержни укрепляют хомутами на перегибах хомутов по крайней мере через один, при ширине грани не более 400 мм н числе про­дольных стержней у этой грани не более четырех допус­кается охват всех продольных стержней одним хомутом (см. рис. IV.5,б).

Предварительное напряжение применяют для внецен­тренно сжатых элементов с большими эксцентриситета­ми сжимающей силы, когда изгибающие моменты зна­чительны и вызывают растяжение части сечения, а так­же для элементов очень большой гибкости. Повышение трещиностойкости и жесткости элемента посредством предварительного напряжения полезно в первом случае для эксплуатационного периода, во втором для периода изготовления, транспортирования и монтажа.

Применять очень гибкие центрально-сжатые элемен­ты нерационально, поскольку несущая способность их сильно снижается вследствие большой деформативно - сти. Во всех случаях элементы из тяжелого бетона и бе­тона на пористых заполнителях должны иметь гибкость X=io/t^200 в любом направлении, а колонны зданий

Железобетон

Где заказать формы для фундаментных блоков в Киеве?

Без надёжного фундамента невозможно возвести ни одно строительное сооружение. Монолитную базу (ленточный вариант) можно сделать из жидкого бетона, но это требует немалых затрат времени и финансов. К сведению тех, кто …

Железобетонные плиты перекрытия: транспортировка и хранение

Железобетонные плиты перекрытия могут быть совершенно разных видов, но все они должны обеспечивать безопасную и долгую эксплуатацию здания. Даже при покупке бренда Ковальская плиты перекрытия очень важны для их долговечности …

Сборный бетон и железобетон: особенности и методы производства

Индустриальные технологии активно развивались в СССР еще с середины прошлого века, а развитие строительной индустрии требовало большого количество различных материалов. Изобретение сборного железобетона стало своеобразной технической революцией в жизни страны, …

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788

Работающие на сжатие элементы конструкций, рассматриваемые, как стержни, и изготавливаемые с применением бетона, принято армировать даже в том случае, если сжатие - центральное и по расчету армирование не требуется. Такое армирование называется конструктивным и призвано оно воспринимать самые разные, порой случайные нагрузки, расчетом не предусмотренные. Впрочем и для внецентренно сжатых элементов существуют определенные конструктивные требования.

Основные требования по проектированию сжатых элементов формулируются так:

1. Для колонн и стоек, работающих на центральное сжатие (при принятом значении эксцентриситета е_о = е_о сл ), принимается как правило квадратное сечение, иногда прямоугольное, круглое или кольцевое.

1.а). Если эксцентриситет большой (как правило при внецентренном сжатии) поперечное сечение колонн принимается прямоугольным. При этом большие стороны прямоугольника располагаются параллельно оси, относительно которой имеется эксцентриситет. Также сечения могут быть тавровыми или двутавровыми.

2. В целях стандартизации прямоугольные и квадратные сечения колонн принимаются кратными 50 мм.

2.а) Для сборных колонн жилых и общественных зданий допускается принимать минимальное сечение 200x200 мм.

2.б) Для промышленных зданий минимально допустимые размеры поперечного сечения сборных колонн 300x300 мм.

2.в) Для монолитных колонн рекомендуется поперечное сечение не менее 250 мм.

3. Бетон для колонн используют не ниже класса В15 (марки М200), а для очень нагруженных не ниже В25 (М300).

4. Колонны армируются продольными стержнями арматуры диаметром ≥ 12 мм из стали класса А300 или А 400 (A-II или А-III) и поперечными стержнями или хомутами из стали класса А200 (A-I) или холоднотянутой проволоки класса В500 (B-I):

Рисунок 285.1. Поперечные сечения для рекомендуемых схем армирования колонн

а), б) - посредством сварных каркасов; в)-ж) - вязаных каркасов

5. Размеры поперечных сечений следует принимать такими, чтобы гибкость l₀/r относительно любой из осей поперечного сечения не превышала 120. Что такое радиус инерции и как определяется расчетная длина сжатого элемента, излагается отдельно.

6.Толщину а защитного слоя бетона следует принимать ≥ диаметра стержней продольной арматуры и не менее 20 мм. Если в качестве продольной арматуры используется полосовая, угловая или фасонная сталь (в колоннах с жестким каркасом), толщина защитного слоя принимается ≥50 мм;

7. Расстояние в свету между вертикальными стержнями арматуры, расположенными при бетонировании вертикально, должно быть ≥ 50 мм. Расстояние между стержнями продольной арматуры, расположенными при бетонировании горизонтально или под наклоном принимается ≥ 25 м. для арматуры нижней части сечения и ≥ 30 мм для арматуры верхней части сечения. Кроме того, это расстояние во всех случаях принимается ≥ наибольшего диаметра арматуры;

8. Поперечные стержни или хомуты устанавливаются без расчета, но с соблюдением следующих требований:

- при ширине поперечного сечения колонны ≤ 400 мм и количестве продольных стержней ≤ 4 проектируются плоские сварные каркасы без дополнительных стержней или одиночные хомуты (рис. 285.1, а, в);

- при ширине поперечного сечения > 400 мм или количестве продольных стержней > 4 устанавливаются дополнительные стержни на одной из сторон или ставятся двойные хомуты (рис. 285.1, б, г, д, е);

- вместо двойных хомутов допускается ставить соединительные шпильки (рис. 285.1, ж);

- перегибы хомутов предусматривают на расстояниях ≤ 400 мм по ширине поперечного сечения элемента.

9. Расстояние между стержнями поперечной арматуры принимается ≤ 15 d для вязаных каркасов и ≤ 20 d для сварных каркасов, чтобы предотвратить боковое выпучивание про­дольных стержней арматуры. При этом во всех случаях это расстояние принимается ≤ 500 мм, где d - это наименьший из диаметров продольных сжатых стержней.

9.а) В колоннах с коэффициентом армирования продольной арматурой > 3% поперечные стержни или хомуты ставятся на расстояниях ≤ 10d и ≤ 300 мм.

10. Диаметр поперечной арматуры в сварных каркасах принимается:

- 5-6 мм - при d = 14-20 мм продольных стержней;

- 8 мм - при d = 22-25 мм;

- 12 мм - при d = 36-40 мм;

10.а) В вязаных каркасах диаметр хомутов принимается ≥ 5 мм и ≥ 0,25d, в данном случае d - наибольший диаметр стержней продольной арматуры.

10.б) Как правило при изготовлении вязаных каркасов используются хомуты из проволоки класса А200 (A-I) диаметром 6-8 мм.

11. Если проектом предусматриваются закладные металлические детали, то они не должны выступать за плоскость граней элементов. Закладные детали должны привариваться к рабочей арматуре или быть надежно заанкеренными в бетон посредством специальных анкерных крюков или стержней.

Соблюдайте вышеуказанные требования при проектировании сжатых элементов и будет вам счастье и долгая лета проектируемым конструкциям.

Примечание: Данные требования составлены на основе СНиП 2.03.01-84* (1988) "Бетонные и железобетонные конструкции", а также учебного пособия Мандрикова А.П. "Примеры расчета железобетонных конструкций". Рисунок 285.1 взят из указанного учебного пособия.

На этом пока все.

Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье "Записаться на прием к доктору"

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV

Для Украины - номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 4128 9630

Уважаемый Доктор Лом, а каким снипом или сп действующим на данный момент это регламентируется??

Большую часть этих требований вы можете найти в соответствующих пунктах СНиП 2.03.01-84*. Например, пункт 2.5 повествует о допустимых классах бетона, а пункт 5.25 - о диаметре хомутов в вязаных каркасах внецентренно сжатых линейных элементов и так далее. В СП 52-101-2003 подобные требования также имеются.

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье "Записаться на прием к доктору" (ссылка в шапке сайта).

К центрально-сжатым элементам условно относят: промежуточные колонны в зданиях и сооружениях; верхние пояса ферм, загруженных по узлам; восходящие раскосы и стойки ферменной решётки, а тапк же некоторые другие конструктивные элементы. При расчете прочности сечений центрально-сжатого железобетонного элемента должно соблюдаться условие:

A_s,tot – площадь стержней всей продольной арматуры в сечении.

Внецентренно сжатые элементы.

При расчете сечений внецентренно сжатых элементов по методу предельных усилий следует различать два случая:

- случай большого эксцентриситета, когда x_lim / d £ x_lim (рис. 1.1);

- случай малого эксцентриситета, когда x_lim / d > x_lim (рис. 2.1).

Расчет прочности нормальных сечений внецентренно сжатых железобетонных элементов для случая большого эксцентриситета (при xeff/d £ xlim) следует производить из условия M_Rd = a f_cd S_c + f_yd A_sс (d – c₁) (3.1) как для изгибаемых элементов, принимая M_Sd = N_Sde_s1, а высоту сжатой зоны определять по формуле

При x_eff > xl_imd расчет допускается производить из условия M_Rd = a f_cd S_c + f_yd A_sс (d – c₁) ( 3.1 ), но при этом высота сжатой зоны для элементов из бетона классов по прочности С25/30 и ниже определяют по формуле

Для элементов из бетона классов по прочности выше С25/30 при x_eff > x_limd расчет рекомендуется выполнять в соответствие с положениями деформационной модели.

В случае, когда расчетная продольная сила N_Sd не превышает 0,08N_cd (где Ncd = fcdAc), допускается производить расчет по прочности как для изгибаемого элемента без учета продольной силы.

Растянутые элементы

а) Центрально растянутые железобетонные элементы. При расчете прочности сечений центрально-растянутых железобетонных элементов должно соблюдаться условие

A_s,tot – площадь стержней всей продольной арматуры в сечении.

б) Внецентренно-растянутые железобетонные элементы. Расчет прочности внецентренно растянутых элементов следует производить в зависимости от положения расчетной продольной силы при е₀ = е_е (без учета случайного эксцентриситета) для двух случаев:

1) если расчетная продольная сила приложена за пределами расстояния между равнодействующими в арматуре As1 и As2 – случай большого эксцентриситета. В этом случае расчет прочности сечений допускается производить, принимая прямоугольную эпюру напряжений в сжатой зоне бетона как для изгибаемых элементов из условия:

Для прямоугольных сечений

При этом высота сжатой зоны бетона определяется по формуле:

Если полученные из расчета по формуле (4.2) значения xeff > x_limd, в условие (3.2) следует подставлять x_eff = x_limd.

Формулы (1.2) и (2.2) допускается применять только в том случае, когда центр тяжести сжатой арматуры расположен к наиболее сжатой грани сечения ближе, чем центр тяжести сжатой зоны сечения. В противном случае прочность сечения внецентренно растянутого элемента с большим эксцентриситетом следует определять по формуле

2) Расчет внецентренно растянутых элементов в случае малых эксцентриситетов производят исходя из следующих предпосылок:

- в работе сечения не учитывается растянутый бетон;

- напряжения во всей растянутой арматуре, расположенной в сечении, равны расчетному сопротивлению fyd.

В соответствии с принятыми предпосылками расчет внецентренно растянутых элементов для этого случая производят из условий

40. Понятие о трещиностойкости железобетонных конструкций. Требования к трещиностойкости. Расчет по образованию и раскрытию нормальных и наклонных трещин.

Трещиностойкостью железобетонной конструкции на­зывают ее сопротивление образованию трещин в стадии I напряженно-деформированного состояния или сопротивление раскрытию трещин в стадии II напряженно-деформированного состояния.

К трещиностойкости железобетонной конструкции или ее частей при расчете предъявляют различные тре­бования в зависимости от вида применяемой арматуры. Эти требования относятся к появлению и раскрытию нор­мальных и наклонных к продольной оси элемента тре­щин и подразделяются на три категории:

первая категория — не допускается образование тре­щин;

вторая категория— допускается ограниченное по ши­рине непродолжительное раскрытие трещин при условии их последующего надежного закрытия (зажатия);

третья категория — допускается ограниченное по ши­рине непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин.

Непродолжительным считается раскрытие трещин при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок; продолжительным — раскрытие трещин при действии только постоянных и длительных нагрузок. Предельная ширина раскрытия трещин, при которой обеспечиваются нормальная эксплуатация зданий, кор­розионная стойкость арматуры и долговечность конст­рукции, в зависимости от категории требований по тре­щиностойкости не должна превышать 0,05. 0,4 мм

Предварительно напряженные элементы, находящие­ся под давлением жидкости или газов (резервуары, на­порные трубы и т.п.) при полностью растянутом сече­нии со стержневой или проволочной арматурой, а также при частично сжатом сечении с проволочной арматурой диаметром 3 мм и менее должны отвечать требованиям, первой категории. Другие предварительно напряженные элементы в зависимости от условий работы конструкции и вида арматуры должны отвечать требованиям второй или третьей категории.

Расчет по раскрытию трещин следует производить из условия

где w_k – расчетная ширина раскрытия трещин;

w_lim – предельно допустимая ширина раскрытия трещин

Расчетная ширина раскрытия трещин, нормальных к продольной оси,следует определять по формуле

где: w_k – расчетная ширина раскрытия трещин;

s_rm – среднее расстояние между трещинами;

e_sm – средние деформации арматуры, определяемые при соответствующей комбинации нагрузок;

b – коэффициент, учитывающий отношение расчетной ширины раскрытия трещин к средней.

Расчетную ширину w_k наклонных трещин следует определять по формуле (8.6) с заменой S_rm на S_r,max, рассчитанной по формуле (1).

Для элементов, имеющих ортогональное армирование, в случае, когда образующиеся трещины наклонены под углом к продольной оси элемента (направлению продольного армирования), и угол наклона q > 15°, среднее расстояние между наклонными трещинами S_r,max следует определять по формуле:

, ( 1 )

где: S_r,max,x – средний шаг трещин в направлении, параллельном продольной оси;

S_r,max,y – средний шаг трещин в направлении, перпендикулярном к продольной оси элемента;

q – угол между направлением продольного армирования (продольной осью элемента) и направлением главных сжимающих напряжений. Значение q принимается согласно п. 7.65 настоящих норм.

8.5. Расчет прочности центрально растянутых элементов.

8.6. Расчет прочности внецентренно растянутых элементов.

Рекомендуемые материалы

8.1. Конструктивные особенности сжатых элементов.

В реальных строительных конструкциях центральное сжатие отсутствует, т.к. такие элементы испытывают действие продольной сжимающей силы и поперечного изгибающего момента (иногда и двух ортогональных моментов), т.е. являются внецентренно сжатыми. Примером внецентренно сжатых элементов являются колонны одно- и многоэтажных зданий, элементы ферм, арок, оболочек и т.д.

В соответствии с характеристиками силовых воздействий поперечное сечение сжатых элементов принимают обычно развитым в плоскости действия момента и может быть прямоугольным, тавровым, двутавровым, коробчатым, а иногда и квадратным, круглым или кольцевым (рис. 14).

Сжатые элементы проектируют с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой. Предварительное напряжение сжатых элементов целесообразно применять лишь при относительно больших эксцентриситетах приложения сжимающей продольной силы N и большой гибкости элементов, что улучшает их работу в стадиях изготовления, транспортирования и монтажа. Во всех случаях сжатые элементы из тяжелого бетона и бетона на пористых заполнителях должны иметь гибкость l=l_o/i£200 в любом направлении, а колонны зданий l£120.

По характеру армирования сжатые элементы подразделяются на три типа:

а) с гибкой продольной арматурой и поперечными стержнями (хомутами);

б) с гибкой продольной арматурой и поперечной арматурой в виде спиралей и сеток;

в) с жесткой продольной рабочей арматурой.

Минимальные размеры сечения сжатых элементов 250x250мм. Поперечные размеры колонны до 500мм выбирают кратными 50мм, а при большем размере - кратными 100мм. Для таких элементов используют разнообразные бетоны классов В15-В50; в качестве продольной арматуры обычно используют арматуру классов А-I, A-II и A-III диаметром Æ12-40мм. В качестве поперечной арматуры используют арматуру классов А-I, A-II или В-I и Вр-I. Диаметр хомутов в вязанных каркасах принимают не меньше 5мм и не менее (0.2 - 0.25) диаметра продольной арматуры. Диаметры поперечных стержней в сварных каркасах сжатых элементов должны также удовлетворять условиям свариваемости.

Основное назначение поперечной арматуры в сжатых элементах – удержать сжатые продольные стержни от потери устойчивости; то есть они уменьшают свободную длину для продольных стержней, закрепляя их. Поперечные стержни (хомуты), удерживающие продольную арматуру от выпучивания, размещаются на расстоянии £500мм, а также:

а) при использовании вязанных каркасов - на расстоянии не более 15d.

б) при использовании сварных каркасов - на расстоянии не более 20d, где d - минимальный диаметр продольной арматуры.

Примечание. Обращаем Ваше внимание на принципиальное отличие основного назначения поперечной арматуры в сжатых и изгибаемых железобетонных элементах!

8.2. Эксцентриситеты и случаи внецентренного сжатия.

Расстояния между направлением сжимающей силы и продольной осью элемента е_о называют эксцентриситетом. В общем случае

где e_a - так называемый случайный эксцентриситет. При этом e_a принимают не менее из следующих условий:

e_a ³ 1/600 расчетной длины элемента l_o;

e_a ³ 1/30 высоты сечения элемента h;

Для элементов статически неопределимых конструкций величину эксцентриситета е_о принимают равной эксцентриситету, полученному из статического расчета конструкции (М/N), но не менее e_a. Для элементов статически определимых конструкций эксцентриситет е_о принимают по общему случаю.

Учитывая существенное влияние гибкости сжатых элементов на их несущую способность, конструкции со сжатыми элементами следует в общем случае рассчитывать по деформируемой схеме. Однако СНиП допускает производить расчет конструкции по недеформируемой схеме, учитывая при гибкости ³14 влияние прогиба сжатого элемента на его прочность путем умножения эксцентриситета е_о на коэффициент h > 1,

h=1/(1-(N/N_cr))

Критической продольной силой N_cr учитывается геометрические характеристики сечения, неупругие свойства сжатого бетона, трещины в растянутой зоне, влияние предварительного напряжения и т.д. Если при подсчете h окажется, что N > N_cr , следует увеличить размеры сечения.

Экспериментальные исследования показали, что возможны два случая работы сжатых железобетонных элементов.

Случай 1 - при относительно больших эксцентриситетах. Разрушение элемента начинается с растянутой зоны при достижении арматурой предела текучести или чрезмерных деформаций. Этот случай реализуется при x £ x_R.

Случай 2 - при относительно малых эксцентриситетах. Разрушение элемента происходит по сжатой зоне при достижении бетоном предельной сопротивляемости на сжатие до появления в растянутой или слабо сжатой арматуре предела текучести или чрезмерных деформаций.

8.3. Расчет сжатых элементов на прочность.

Рассмотрим проектирование сжатых элементов только прямоугольного сечения.

На рисунке представлена картина напряженного состояния для сжатого элемента прямоугольного сечения без предварительного напряжения, разрушающегося по случаю 1, т.е. при x £ x_R.

Эксцентриситеты е и е ’ с учетом гибкости элемента подсчитывают по выражениям

е = е_оh + 0.5h – a_s

е ’ = е_оh - 0.5h + a ’ _s.

Уравнение несущей способности может быть получено из условия равновесия моментов относительно центра тяжести продольной растянутой (менее сжатой) арматуры:

Высоту сжатой зоны бетона x определяют из равенств:

а) при x £ x_R (случай 1).

б) при x > x_R (случай 2)

где s_s подсчитывается по общей формуле СНиП, а для сжатых элементов, изготовленных из бетона класса В30 и ниже с ненапрягаемой продольной арматурой классов А-I, A-II и A-III по упрощенной формуле

В практике проектирования встречаются две основные задачи.

Задача I типа: Проверка несущей способности заданного сечения:

Если все данные об элементе известны, то в предположении условия x £ x_R вначале вычисляют высоту сжатого бетона х:

а затем определяют граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:

Проверяется условие х £ x_R h_o. Если оно соблюдается, по уравнению несущей способности определяют несущую способность. Если условие не соблюдается, то высоту сжатой зоны из уравнения случая б), предварительно подсчитав s_s по общей или упрощенной формуле.

Задача II типа: Подбор арматуры

Сначала устанавливают, к какому случаю внецентренного сжатия относится данная задача. Так как высота сжатой зоны бетона х неизвестна, то при е_оh > 0.3 h_o элемент целесообразно запроектировать как работающий по случаю 1, а в противном случае - по второму случаю.

Как известно из расчета на прочность по нормальным сечениям изгибаемого железобетонного элемента, максимальный момент, воспринимаемый бетоном сжатой зоны и соответствующей арматурой A_s при х = x_R h_o будет равен

В случае 1 (x £ x_R) определяют площадь А_s ’

Если по этому выражению площадь арматуры окажется нулевой или отрицательной, арматура в сжатой зоне не требуется по расчету и устанавливается конструктивно.

Площадь растянутой арматуры A_s определяют из выражения

При заданном значении А_s ’ (по конструктивным или иным соображениям) вычисляют

a_m = (Ne - R_sc А_s ’ (h_o-a_s ’ ))/ R_bbh_o 2 , а затем по таблице определяют x и х = xh_o а затем определяют A_s.

В случае 2 расчет в принципе ведут по тем же выражениям, но вместо величины R_s оперируют напряжениями s_s, посчитываемым по СНиП.

Рассмотрим частный случай, который встречается в практике проектирования в тех случаях, когда на сечение могут действовать близкие по абсолютному значению моменты противоположных знаков. Это так называемое симметричное армирование, то есть когда А_s ’ = А_s:

Симметрично армированный элемент прямоугольного сечения.

При симметричном армировании, когда А_s ’ = А_s и R_s = R_sc (арматура классов A-I, A-II и A-III), т.е. когда R_sА_s = А_s ’ R_sc, то определяют х = N/ R_bb, а затем подсчитывают искомые площади:

Рис. 14. Схемы армирования сжатых железобетонных элементов.

8.4. Конструктивные особенности растянутых элементов

В условиях центрального (осевого) растяжения находятся затяжки арок, нижние пояса и нисходящие раскосы ферм, стенки круглых в плане резервуаров для жидкостей и некоторые другие конструктивные элементы.

Центрально-растянутые элементы проектируют, как правило, предварительно напряженными, что существенно повышает сопротивление образованию трещин в бетоне.

Основные принципы конструирования железобетонных центрально-растянутых элементов такие же, как для сжатых элементов. Стержневую рабочую арматуру, применяемую без преднапряжения, соединяют по длине обычно сваркой. Стыки внахлестку без сварки допускаются только в плитных и стеновых конструкциях.

Растянутая предварительно напрягаемая арматура (стержни, проволочные пучки, арматурные канаты) в линейных элементах не должна иметь стыков. В поперечном сечении предварительно напрягаемую арматуру размещают симметрично, чтобы при передаче обжимающего усилия избежать внецентренного обжатия элемента.

При натяжении на бетон предварительно напрягаемая арматура в процессе обжатия не работает в составе поперечного сечения элемента. В этом случае целесообразно снабжать элемент небольшим количеством ненапрягаемой арматуры. Ее располагают ближе к наружным поверхностям, чтобы она давала больший эффект в усилении элемента против возможных внецентренных воздействий.

В условиях внецентренного растяжения находятся стенки резервуаров, прямоугольных в плане, бункеров, нижние пояса безраскосных ферм и т.д. Внецентренно растянутые элементы обычно подвергают предварительному напряжению для повышения их трещиностойкости.

Во внецентренно растянутых элементах m³0.05%.

8.5. Расчет прочности центрально- растянутых элементов

Расчет прочности центрально-растянутых элементов производится по стадии III – разрушение элемента. Разрушение элементов происходит после того, как в бетоне образуются сквозные трещины и он в этих местах выключается из работы, а в арматуре напряжения достигают предела текучести или временного сопротивления разрыву. Несущая способность центрально-растянутого элемента обусловлена предельным сопротивлением арматуры без учета бетона.

Условие прочности может быть получено из условия равновесия продольных сил SN=0 в сечении и имеет вид:

где g_s6 - коэффициент условий работы напрягаемой арматуры для центрально - растянутых элементов принимается:

A-V проволочной и канатов. g_s6.= 1,15;

Минимальное содержание арматуры в растянутых элементах m>0,1%

8.6. Расчет прочности внецентренно растянутых железобетонных элементов

Рассмотрим на примере элементов прямоугольной формы сечения. Возможны 2 случая расчета по прочности в зависимости от положения продольной силы N.

Случай 1- случай малого эксцентриситета приложения нагрузки, когда внешняя растягивающая сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре S и S’ (все сечение растянуто).

Расчет производится из условий:

Минимальное содержание арматуры должно быть не менее 0,05%

Случай 2 - случай большого эксцентриситета приложения растягивающей силы N, когда продольная сила приложена за пределами равнодействующих усилий в арматуре S и S’ (сечение имеет растянутую и сжатую зоны). Несущая способность элемента обусловлена предельным сопротивлением растяжению арматуры растянутой зоны, а также предельным сопротивлением сжатию бетона и арматуры сжатой зоны. Расчет похож на расчет изгибаемых элементов.

Расчет ведется по III стадии НДС из условий:

В элементах прямоугольного профиля для проверки несущей способности используется расчетная формула прочности в виде:

8 Античная культура - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

Для определения высоты сжатой зоны используется выражение, полученное из условия равновесия продольных сил в сечении:

При симметричном армировании

Минимальное содержание растянутой арматуры устанавливается не менее m(%) = 0,05 % (m = 0.0005).

Читайте также:

  
• Реферат на тему санкции
  
• Реферат развитие ребенка и наследственность
  
• Реферат московская школа иконописи
  
• Программа развития начальной школы реферат
  
• Метафорический ряд книги а и солженицына реферат