Растянутые железобетонные элементы, расчет и конструктивные особенности.

По характеру работы элементы бывают:

· Центрально растянутые

· Внецентренно

К первым относится стенки цилиндрических резервуаров и напорных трубопроводов, затяжки и подвески арок, нижние пояса фермы.

Центрально растянутые элементы армируют отдельными стержнями или сварными каркасами с равномерным расположением арматуры по периметру сечения. Диаметр продольной арматуры от 4 до 32 мм. Целесообразно использовать меньшие диаметры для большего количества стержней. Как правило армирование - преднапряжённой арматурой.

Напрягаемая арматура в сечении должна располагаться симметрично.

 

Внецентренно сжатые элементы:

· Стенки прямоугольных резервуаров, стойки и сжатые раскосы ферм, нижние пояса ферм и арок с внеузловой нагрузкой.

Такие элементы одновременно растягиваются продольной силой и изгибаются, т.к сила приложена с эксцентрисететом.

Характер армирования аналогичен армированию изгибаемых и внецентренно сжатых элементов.

Продольная арматура устанавливается вдоль сторон сечения, перпендикулярно в плоскости продольного изгиба.

Элементы армируются сварными или вязаными каркасами.

Стыки рабочих стержней выполнены на сварке. Для повышения трещиностойкости может применяться предварительное напряжения. Поперечная арматура устанавливается конструктивно и должна охватывать всю продольную арматуру.

Шаг поперечных стержней:

S ≤ 2b (в меньший размер)

Для растянутых элементов применяются классы бетона:

1. С обычным армированием ≥ С 16/20

2. С напрягаемой арматурой ≥ С 25/30

Все растянутые элементы под нагрузкой проходят три стадии преднапряженного состояния:

1. До образования трещин (работает и бетон и арматура)

 

2. С момента образования трещин до появления в арматуре пластических деформаций (бетон не работает)

 

3. Стадия непосредственно перед разрушением, элемент разделен трещинам на отдельные блоки.

Различают два случая внецентренного сжатых элементов:

· Случай малых эксцентриситетов

 

В случае малых эксцентриситетов, как правило сопровождается сквозными трещинами.

При расчете растянутых элементов с малым эксцентр.прощадь арматуры, расположенной у каждой грани, определяется отдельно. Принимается и устанавливается арматура соответствующей большей площади.

· Случай с большим эксцентр.

Сила приложена за пределами габаритов сечения.

 

Рассчитывается как элемент с двойным нормированием.

Если по расчету армирование в сжатой зоне не требуется ее устанавливают исходя из минимального % армирования исходя из конструктивных требований.

 

24.

При проектировании железобетонных конструкций надо обеспечить не только их прочность (первая группа предельных состояний), но и необходимую трещиностойкость и жесткость (вторая груша предельных состояний).

Под трещиностойкостью железобетонных конструкций понимают их сопротивление образованию и раскрытию трещин. В зависимости от условий работы элемента и вида применяемой арматуры к трещиностойкости нормальных и наклонных сечений железобетонных конструкций предъявляют требования, подразделяемые на три категории: 1) не допускается образование трещин; 2) допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин (асгс, < 0,2 мм) при условии обеспечения их последующего надежного закрытия (зажатия); 3) допускается ограниченное по ширине непродолжительное (а^ ^ОД мм) и продолжительное (асгс2^ 0,3 мм) раскрытие трещин.

Под непродолжительным раскрытием трещин понимают их раскрытие при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, а под продолжительным раскрытием — только от постоянных и длительных нагрузок.

Расчет по 1-й категории требований к трещиностойкости производят для расчетных нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке у/> 1 (как при расчете на прочность), расчет конструкций по 2-й и 3-й категориям требований к трещиностойкости ведут на действие расчетных нагрузок с коэффициентом yf— 1.

По 1-й категории рассчитывают предварительно напряженные конструкции, находящиеся под давлением жидкостей или газов (резервуары, напорные трубы), а также эксплуатируемые ниже уровня грунтовых вод при полностью растянутом сечении. Другие предварительно напряженные элементы в зависимости от условий работы конструкции и вида арматуры должны отвечать требованиям 2-й или 3-й категории. Все конструкции без предварительного напряжения должны отвечать требованиям 3-й категории.

 

 

25. Номенклатура сборных конструкций заводского изготовления.Соблюдение требований типизации и унификации. Габариты и очертания. При проектировании зданий и сооружений следует унифицировать основные размеры самих сооружений и предусмотреть применение элементов ограниченного числа типоразмеров.
Типизация. Под Типизацией понимают техническое направление в строительстве, позволяющее многократно осуществлять строительство предприятия, зданий и сооружений, изготовление строительных конструкций и деталей на основе специально разработанных типов проектов.
Унификация. Под унификацией понимают установление целесообразной однотипности объемно-планировочных и конструктивных решений зданий и сооружений, конструкций, деталей, оборудования с целью сокращения числа типоразмеров и достижение взаимозаменяемости деталей.
Основой типизации и унификации является единая модульная систем кратность 100 мм.
Для одноэтажных зданий: Унификация пролетов кратны 6м т.е(12,18,24,30 и т.д)
Для многоэтажных зданий: Принята сетка колонн 6*6, 6*12, 12*12.
Принципы конструирования сборных ж/б элементов заводского изготовления:
Минимальные размеры сечения бетонных и ж/б элементов,определяется из расчета по действующим усилиям и соответствующим группам предельных состояний, назначают с учетом экономических требований, необходимости унификации опалубочных форм и армирования, а также условий технологии изготовления конструкции. Толщина защитного Слоя не более 50 мм. При толщине З/С > 50 мм, в растянутой зоне устанавливают арматуру в виде сеток 0.1Аs(где Аs-площадь сечения продольной арматуры). Толщина З/с для бетона,работающего в агрессивных средах назначается по СНиП.
Габариты и очертания: Принимают с учетом устройства и способа использования форм (опалубки).Например при использовании форм с откидными бортами очертание изделия не должно препятствовать повороту борта(рис1)

При использовании бортов с одним подвижны, а другим откидным бортом для возможности вертикального подъема конструкции при распалубке переходят от большей ширины к меньшей,например от нижней полки кК верхней (рис2).Угол принимают не менее 40 градусов.

рисунок1 рисунок2

Армирование железобетонных изделий.Требования к продольному и поперечному армированию.

Продольное армирование. В железобетонных элементах площадь сечения продольной растянутой арматуры, а также сжатой, если она требуется по расчету, в процентах площади сечения бетона, равной произведению ширины прямоугольного сечения либо ширины ребра таврового (двутаврового) сечения на рабочую высоту сечения. Для промежуточных значений гибкости элементов значение μs определяют по интерполяции. В бетонных конструкциях, если позволяет температура, следует предусматривать конструктивное армирование: в местах резкого изменения размеров сечения элементов; в бетонных стенах под и над проемами; во внецентренно сжатых элементах, рассчитываемых по прочности без работы растянутого бетона, у граней, где возникают растягивающие напряжения; при этом коэффициент армирования μs принимают не менее 0,025 %. В железобетонных линейных конструкциях и плитах наибольшие расстояния между осями стержней продольной арматуры, обеспечивающие эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций, а также ограничение ширины раскрытия трещин между стержнями арматуры, должны быть не более: 200 мм – при высоте поперечного сечения h до 150 мм; 1,5 h и 400 мм – при высоте поперечного сечения h свыше 150 мм. в железобетонных колоннах: 400 мм – в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба, и 500 мм – в направлении плоскости изгиба. В балках и ребрах шириной более 150 мм число продольных рабочих растянутых стержней в поперечном сечении должно быть не менее двух. При ширине балок и ребер 150 мм и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень.В балках до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры не менее ½ площади сечения стержней в пролете и не менее двух стержней. В плитах до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры на 1 м ширины плиты площадью сечения не менее 1/3 площади сечения стержней на 1 м ширины плиты в пролете

Поперечное армирование. Поперечную арматуру следует устанавливать исходя из расчета на восприятие усилий, а также с целью ограничения развития трещин, удержания продольных стержней в проектном положении и предотвращения их бокового выпучивания в любом направлении. Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура. При этом поперечная арматура должна охватывать крайние продольные стержни. Диаметр поперечной арматуры (хомутов) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов принимают не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм. Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов принимают не менее 6 мм. В сварных каркасах диаметр поперечной арматуры принимают не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры. В железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более 0,5h и не более 300 мм. В сплошных плитах, а также в часторебристых плитах высотой не менее 300 мм и в балках (ребрах) высотой менее 150 мм на участке элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, поперечную арматуру можно не устанавливать Во внецентренно сжатых линейных элементах, а также в изгибаемых элементах при наличии учитываемой в расчете сжатой продольной арматуры, с целью предотвращения выпучивания продольной арматуры, следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не более 15d и не более 500 мм (d – диаметр сжатой продольной арматуры).