Тема 4. 1. 1. История и перспективы развития СК – 1 час

Уроки 1

Тема 4.1.1. История и перспективы развития СК – 1 час

Цели, задачи и содержание дисциплины "Строительные конструкции".

 

1. Цель: изучение основ расчёта и проектирования конструкций, оснований и фундаментов.

 

2. Задачи:

- проектирование и конструирование зданий и сооружений;

- овладение принципами конструктивных решений;

- проектирование строительных конструкций,

- разработки конструктивной схемы на основе объемно-планировочных решений,

- составление расчетных схем и определения внутренних усилий различными методами,

- разработка узлов и деталей,

- развитие профессиональных навыков и творческого подхода при выполнении расчётов

 

3. Содержание дисциплины "Строительные конструкции".

 

А) внешние нагрузки и воздействия,

Б) СНиПы на проектирование строительных конструкций и оснований,

В) расчет по предельным состояниям,

Г) определение нагрузок при расчете строительных конструкций;

Д) металлические, деревянные, каменные и армокаменные, железобетонные конструкции:

- расчет и конструирование,

- основы расчета оснований по предельным состояниям,

- общие принципы проектирования;

- основания и фундаменты:

- проектирования фундаментов неглубокого заложения на естественных основаниях,

- понятие о проектировании свайных фундаментов,

- искусственные основания.

 

Связь с другими дисциплинами

 

1. Техническая механика, в основном «Сопротивление материалов» - элементарная теория о прочности, выполнение расчёта для обеспечения надёжной работы отдельных конструкций и сооружений в целом. Основное отличие:

А) «Сопротивлении материалов» - рассматриваются абсолютно упругие и однородные материалы

Б) «Строительные конструкции» - могут рассматриваться и неоднородные (например, ЖБ) и необязательно упругие (бетон, кирпич)

Строительные материалы

А) рассматриваются физико-механические свойства материалов с помощью лабораторных и других испытаний.

Б) в «Строительных конструкциях» рассматриваются прочностные характеристики строительных материалов и формулы для их расчёта.

 

Архитектура зданий

А) занимается основами архитектурно-строительного проектирования, конструктивными элементами зданий и способами их соединений, не вникая глубоко в вопросы обеспечения их прочности, которые являются главной задачей дисциплины «Строительные конструкции»

4. Экономика – решает вопросы экономичности и целесообразности при проектировании конструкций

 

5. Технология строительного производства – решает вопросы удобства изготовления, монтажа и транспортирования

 

6. Компьютерные технологии – необходимы при выполнении расчётов сложных конструкций и сооружений.

 

 

Развитие стальных, деревянных, железобетонных и каменных конструкций.

(стр. 20-23 – самостоятельно на оценку)

Уроки 2-3

Тема 4.1.2.Классификация строительных конструкций

и требования к ним

Общие сведения. Материалы для стальных, железобетонных, деревянных и кирпичных (каменных) конструкций.

 

1. Выбор материалов для несущих конструкций зависит от капитальности, долговечности, экономичности здания и т.д.

2. Каждый раз не выполняется сравнение вариантов и экономические обоснования, т.к. за определенными видами конструкций за­крепились соответствующие материалы.

3. Некоторые материалы нецелесообразно и невозможно исполь­зовать для конструкций.

А) пример: сталь, ЖБ, дре­весину - для сжатых и изгибаемых конструк­ций (колонны и балки),

Б) камень (кирпич) широко используется для столбов, но не используется в качестве изгиба­емых конструкций.

В) не все материалы можно применять для растянутых элементов и т.д.

 

Рекомендации по их применению на основе СНиПов

 

Материалы для проектируемых конструкций принимаются с учетом рекомендаций строительных норм и правил (СНиП). Стро­ительные нормы и правила, по которым производится расчет стро­ительных конструкций, состоят из нескольких глав в соответствии с рассматриваемым материалом:

 

 

• СНиП Н-23-81* «Стальные конструкции»;
• СНиП П-24-74 «Алюминиевые конструкции»;
• СНиП И-25-80 «Деревянные конструкции»;
• СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»;
• СНиП И-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции».

 

Требования к зданиям и несущим конструкциям: индустриальность,

1. Надёжность – способность конструкции сохранять эксплуатационные качества в течение срока службы сооружения, и в период ее монтажа и транспортирования.

 

А) главный показатель надеж­ности - безопасная (безаварийная) работа конструкции при эксплуатации (температурных, корро­зионных, сейсмических нагрузок и др.).

Б) С ней связаны прочность, жесткость и устойчивость – для этого выполняют расчеты, позволяющие назначить материалы, размеры, формы конструк­ций и их соединения.

 

- прочность - неразрушаемость кон­струкции в период ее эксплуатации.

- жесткость - сопротивляемость деформациям, например прогибам или поворотам сечения.

- устойчивость - сохранение формы конструкции. Пример: конструкция, прямолинейной формы после приложения нагрузки стала криволинейной.

 

2. Огнестойкость СК – свойство К сохранять несущую и ограждающую способность в условиях пожара.

 

3. Долговечность - с пособность объекта сохранять физические и другие свойства, обеспечивающие его нормальную эксплуатацию в течение срока службы.

 

4. Унификация - обязательное при типизации конструкций предельное ограничение числа типоразмеров называется их

 

5. Индустриальность строительства - изготовление стандартных деталей на заводах с последующей сборкой сооружений на строительной площадке.

 

Д\з: Сталь, ЖБ, Кирпич, Древесина – кратко конспект

Уроки 4-5

Уроки 6-9

И расчетные характеристики

1. При выполнении расчётов нужно правильно определять связь конкретных материалов с характером их работы.

2. Показатели, необходимые для расчётов СК:

А) сопротивление материалов

Б) модуль упругости – устанавливает зависимость между напряжениями в материале и возникающими деформациями

Уроки 10-13

Практические занятия №1

1.Определение расчетных, нормативных сопротивлений для стали, древесины, бетона, арматуры, кирпичной кладки по СНиП.

2.Определение модулей упругости для стали, древесины, бетона, арматуры, кирпичной кладки по СНиП.

Уроки 14-15

Сочетания нагрузок.

1. Нагрузки действуют в сочетании друг с другом.

 

2. Нормы учитывают совместное дей­ствие нагрузок, при этом различают:
а) основные сочетания: постоянные + дли­тельные + кратковременные нагрузки

б) особые сочетания: постоянные + длитель­ные + кратковременные + особые нагрузки

 

Уроки 16-17

НОРМАТИВНЫЕ НАГРУЗКИ

 

Nn, Fn – нормативные сосредоточенные нагрузки (кН);

q_n, p_n, g_n - нормативные распределённые нагрузки

(распределены по площади – кПа или по длине элемента – погонные нагрузки – кН\м);

 

А. НОРМАТИВНЫЕ ПОСТОЯННЫЕ НАГРУЗКИ

 

1. Определяются:

а) по данным стандартов и заводов изготовителей (готовые изделия) или;

б) по проектным размерам и плотности материалов с учётом весовой влажности для условий возведения и эксплуатации зданий (насыпной материал, монолит);

 

2. Т.е. для сбора нагрузок необходимо знать:

а) размеры конструкций

б) плотность материала конструкций

 

Прим. Определяются для конструкций зданий

 

Б. НОРМАТИВНЫЕ ВРЕМЕННЫЕ НАГРУЗКИ

Устанавливают СНиП – Строительные Нормы и Правила

 

а) нагрузки на перекрытия и лестницы (т.3.3. стр. 60)

б) ветровые нагрузки

 

W_n = W_о∙ k∙ c

 

W_о – скоростной напор ветра h до 10 метров (зависит от района строительства);

k – коэфф, учитывает изменение напора ветра по высоте в зависимости от местности;

c – аэродинамический коэф. (коэффициент обтекания):для вертикальных поверхностей:

· с наветренной стороны с = +0,84

· с заветренной стороны с = - 0,6

 

в) снеговая нагрузка- нормативное значение снеговой нагрузки: расчётное значение х 0,7

г) нагрузки от оборудования, материалов, мостовых и подвесных кранов

 

 

Уроки 18-19

Уроки 19-25

Практические занятия №2

1. Изучение методики определения нормативных и расчетных значений нагрузок

2.Определение нормативных и расчетных значений нагрузок на 1 м² покрытия, перекрытия в табличной форме.

3. Определение нормативных и расчетных значений нагрузок от балок и колонны

Уроки 26-27

Тема 4.4.1. Балки

 

1. Построение расчетной схемы - важная часть расчета конструкции. От точности замены конструктивной схема расчетной зависят надежность и экономичность конструкции.

2. Конструктивная схема балки - схема балки, в которой отражены материал, форма и размеры сечения, а также специальные устройства (анкеры, болты, приварка и т.д.).

Примем упрощения:

а) балку заменим геометрической осью – линией через центры тяжести поперечных сечений. Это позволяет не рассматривать материал, форму и размеры сечения, считая, что реакции и внутренние усилия от них не зависят, а зависят только от нагрузок на балку;

б) силу давления балки на опору F будем считать приложенной в одной точке - центре опорной поверхности. Давление балки на опору
 на самом деле передается неравномерно, но учесть это трудно;

 

в) расстояние между серединами опорных участков считается расчетной длиной балки l0 или расчетным пролетом (4.3) —
 l0 = l - 2 (lоп/2) - 2δ; - рис. стр. 67

г) примем, что сил трения по плоскости контакта балки и опоры нет (опоры, в которых пренебрегают силой трения, называют идеальными).

Прим. Полученная на основе упрощений схема балки называется ее расчетной схемой.

3. Расчетная схема - идеализированное изображение конструктивной схемы, в которой не отражены свойства, незначительно влияющие на точность расчета.

 

* Расчётная схема шарнирно-подвижной опоры (стр.68) – рисунок + конспект

* Расчётная схема шарнирно-неподвижной опоры (стр.69) – рисунок + конспект

* Расчётная схема простой балки на двух опорах (стр.70) – рисунок + конспект

* Крепление балки к опоре с пом. анкерного устройства (стр.71) – рисунок + конспект

* Вариант опирания балки на кирпичные стены (стр.72) – рисунок + конспект

* Вариант опирания балки в период строительства (стр.72) – рисунок + конспект

* Конструктивные и расчётные схемы консоли (консольной балки) – с.74-75 рис + конспект

* Конструктивные и расчётные схемы колонн – стр.76-81– рисунок + конспект

 

Урок 28

Тема 4.4.2. Колонны

Конструктивные и расчетные схемы простейших конструкций колонн и их соединений с балками и фундаментом.

Понятие о шарнирном и жестком соединении конструкций из разных материалов.

Уроки 29-30

Практические занятия № 3

1. Построение расчетной схемы простейших конструкций стальных, деревянных и железобетонных балок.

2. Построение расчетной схемы простейших конструкций стальных, деревянных и железобетонных и кирпичных колонн.

Уроки 31-32

РАЗДЕЛ 4-5. ОСНОВЫ РАСЧЕТА
 СК, РАБОТАЮЩИХ НА СЖАТИЕ

1. Брус, работающий преимущественно на сжатие - стойкой (колонна);
2. Колонна (стойка) - вертикальный стержнь, передающий нагрузку от вышерасположенных К на фундамент или нижерасположенные К.

3. Наиболее распространенный материал для колонн: сталь, ЖБ, КК,Д.

А) стальные и ЖБ - колонны,

Б) деревянные — стойки,

В) кирпичные (каменные) — столбы

 

Тема 4.5.1. Расчет колонн. Общие положения

1. По характеру работы - центрально-сжатые колонны и внецентренно сжатые.

2. Центрально-сжатые - элементы, нагрузка на которые действует по центру тяжести сечения (в симметричных колоннах ц. т. сечения принимают совпадающим с геометрическим центром (5.1, а).

3. На внецентренно сжатые колонны сила действует не по центру тяжести, а с эксцентриситетом е₀ (5.1, б) или, что равнозначно, одновременно приложены продольная сила N и изгибающий момент М, полагая, что е₀= M/N. – рис.стр.86

4. Центральное сжатие более выгодно, т. к. К испытывает менее сложное напряженное состояние, что позволяет
проектировать более простые сечения элементов и полнее использовать несущую способность материала.

 

 

Тема 4.5.2.

Уроки 33-34

 

Расчёт стальных колонн

И предпосылки для расчёта

1. Причины потери несущей способности колонн:

А) потеря общей устойчивости – устойчивость теряется раньше;

Б) потеря прочности (ослабления – под болты) - прочность теряется раньше, чем устойчивость

3. Потеря местной устойчивости. Меры предупреждения: рёбра жёсткости, толщина листов –с.96

 

Расчёт центрально-сжатых колонн сплошного сечения – с.97

1. Расчёт прочности

2. Расчёт на устойчивость – списать формулы

 

Уроки 35-38

Практические занятия № 4

1. Расчет стальной центрально сжатой колонны. Подбор сечения колонны из прокатного двутавра или трубы

2. Определение несущей способности колонны

2. Конструирование узлов примыканий строительных конструкций

 

 

Тема 4.5.3.

Уроки 39-40.

РАСЧЁТ ДЕРЕВЯННЫХ СТОЕК

Конспект + вопрос – на оценку

 

1. Область распространения деревянных стоек и их простейшие конструкции

Дома, с\хоз, склады, временные, опалубка

Часто: цельные сплошные, круглые – экономия при сжатии (рис.107)

Большие нагрузки: составное сечение

 

2. Особенности работы деревянных стоек под нагрузкой и предпосылки для расчёта

- Прочность и устойчивость

- характерное разрушение, порой хрупкое, вертикальные трещины, разрушение волокон (смятие)

- ослабления (врезки) = потеря прочности

 

 

3. Расчёт деревянных стоек цельного сечения

 

Формула 5.2 (109) – устойчивость

 

Фи – по разному в зависимости до или после 70

 

Рис.110

 

4. Правила конструирования деревянных стоек и узлов

 

1. Изоляция между стойкой и фундаментом;

2. Нижняя часть деревянной стойки антисептируется;

3. Крепление к фундаментам – анкера из полосовой стали;

4. сопряжения с деревянными элементами – на штырях и скобах

 

5. Понятие о расчёте деревянных стоек составного сечения – с.112

 

1. Составное сечение – уменьшается гибкость и увеличивается несущая способность колонны за счёт кол-ва досок; - 5.16, стр.114 - - зарисовать

2. Типы составных сжатых стержней: Рис. 108

А) стержни-пакеты – 5.15, стр.110 а

Б) стержни с короткими прокладками – б

В) решётчатые;

3. Податливость соединений снижает несущую способность стержней

Клеёные – не податливые

4. Гибкость определяется с учётом податливости соединений (приведённая гибкость)

Формула – стр.113 – записать

 

Уроки 41-46.

 

Практические занятия № 5

Расчет деревянной центрально сжатой стойки.

Подбор квадратного или круглого сечения стойки из цельной древесины

Уроки 47-48

РАСЧЁТ ЖБ КОЛОНН

1. Жб колонны: бетон + стальные стержни (арматура) разной прочности

2. Прочность стали при сжатии больше, чем у бетона в 10-15 раз, поэтому даже малое количество арматуры значительно повышает прочность колонны.

3. Площадь арматуры: 1-3 % от площади поперечного сечения колонн

4. Армирование также обеспечивает транспорт и монтаж сборных ЖБ колонн

 

Область применения и простейшие конструкции ЖБ колонн – с.115

 

1. Область применения: промышленное, гражданское и сельскохозяйственное строительство – как элементы каркаса и отдельные опоры;

2. Конструкции колонн:

А) квадратные – наиболее распространены

Б) решётчатое – при больших длинах и нагрузках

В) постоянного и переменного сечения, переменного – для передачи нагрузок на различных высотах, - от перекрытия, от кранов. - стр.115

3. При центральном сжатии более экономичны сечения: круглое, квадратное;

4. При внецентренном сжатии – сечение колонны вытягивается в сторону действия изгибающего момента

 

Характер потери несущей способности ЖБ колонны и предпосылки для расчёта – с.116

 

1. Потеря несущей способности – за счёт потери общей устойчивости;

2. Продольные стержни без закрепления поперечными сначала работают совместно с бетоном, затем теряют устойчивость. Вспучиваются, разрушают защитный слой

3. При правильной постановке поперечных стержней бетон и продольная арматура разрушаются одновременно – рис.стр.116

4. Цели расчёта:

А) подбор количества продольной арматуры для общей устойчивости;

Б) постановка поперечных стержней: продольная арматура не должна терять устойчивость раньше потери общей устойчивости колонны

 

Уроки 49-56

Практическое занятие № 6

Расчет железобетонной колонны со случайным эксцентриситетом

Подбор количества рабочей продольной арматуры, диаметра и шага

поперечных стержней. Конструирование каркаса.

 

Уроки 57-58

С сетчатым армированием

1. Типы задач:

А) подбор арматурной сетки

Б) проверка несущей способности армированной колонны

 

Уроки 59-60

Практические занятия № 7

Расчет кирпичного центрально сжатого неармированного (армированного) столба

Подбор размеров квадратного поперечного сечения (подбор сеток)

Уроки 61-62

Расчёт балок. Общие положения. Работа простых балок под нагрузкой

и предпосылки для расчёта по несущей способности (1 гр.п.с.)

1. Работа балки – восприятие нагрузок от покрытий, перекрытий и других конструкций;

2. Длина балки – до 24 м, при больших пролётах – арки, фермы и др.

3. Материал для балок: сталь (прокатные, сварные), ЖБ (монолитные, сборные),

Д (цельные, клеёные, составные, с фанерой);

4. Названия балок в зависимости от назначения: ригель, прогон, перемычка (над проёмом);

5. Плиты, ростверки и др. горизонтальные конструкции работают как балки

 

7. Простая балка – балка на двух опорах;

 

Уроки 63-64

Уроки 65-68

Практическое занятие № 8

Расчет стальной балки

Подбор сечения балки из прокатного двутавра и проверка жесткости

 

Уроки 69 -70

Уроки 71 -72

Практическое занятие № 9

Расчет деревянной балки. Подбор размеров прямоугольного или круглого сечения деревянной балки и проверка жесткости.

РАСЧЁТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК И ПЛИТ

 

1. Высота балки больше ширины сечения;

2. ЖБ плиты – частный случай балки

 

Область распространения и простейшие конструкции ЖБ балок

1. В сборных ЖБ балках для монтажа – монтажные петли, отверстия или закладные детали;

2. Крепления балок к опорам – через закладные детали на сварке, реже на болтах;

3. Небольшие балки могут укладывать на опоры на цементно-песчаный раствор без дополнительного крепления;

4. Формы сечения балок – рисовать 7.29, стр.205

5. Армирование: сварными или вязаными каркасами. Армирование полок тавровых балок и опорных участков – арматурными сетками, которые можно загибать по нужной форме сечения;

6. При пролётах балок более 4,5м балки выполняют предварительно напряжёнными (при меньших – не экономично)

+ ПН ЖБК – уменьшение прогибов, повышение трещиностойкости, снижение металлоёмкости;

7. Монолитные ЖБ балки применяют при нестандартных пролётах, сечениях, при индивидуальном строительстве, сейсмических районах, т.е. там, где нужно объединять отдельные части здания и придать им дополнительную жёсткость

 

Особенности работы ЖБ балок под нагрузкой и предпосылки для расчёта

1. Схема разрушения ЖБ балки:

А) в середине балки возникают вертикальные (перпендикулярные оси балки) трещины;

Б) С удалением от середины трещины увеличиваются и наклоняются (до 40 градусов);

В) Около опор ширина раскрытия трещин снова увеличивается – рисовать 7.31, стр.206

2. Трещины в ЖБ неизбежны и допустимы по нормам;

3. Цель постановки арматуры: предотвратить разрушение балки от чрезмерного раскрытия трещин растянутой зоны бетона;

4. В местах образования трещин растягивающие усилия воспринимает арматура, а между трещинами арматура и бетон работают совместно;

5. ЖБ балка может быть в 20 раз прочнее бетонной;

6. Схемы армирования ЖБ балки – расположение арматуры перпендикулярно трещине (отгибы реже) - рисовать 7.31, стр.206

7. Наиболее опасный участок – вблизи опор, участки длиной 1\4 длины балки

8. Суть расчёта ЖБ балок на прочность:

А) определение необходимого количества рабочей продольной арматуры (числа стержней и их диаметров, для обеспечения прочности нормального сечения;

Б) определение диаметра и шага постановки поперечных стержней для обеспечения прочности наклонных сечений

Расчёт ЖБ балок прямоугольного сечения с одиночным армированием по прочности нормального сечения

1. Стадии напряжённо-деформированного состояния

Стадия 1:

- небольшая нагрузка;

- нет трещин в растянутой в растянутой зоне бетоне. Стадия 1 делится на два состояния:

Состояние 1а – начальный этап:

* напряжения в бетоне изменяются по линейному закону (упруго) – в сжатой и растянутой зоне;

* Б и А работают совместно.

Состояние 1б – перед появлением трещин:* в сжатой зоне напряжения изменяются упруго;

*в растянутой зоне эпюра искривляется, т.е. появляются небольшие пластические

деформации (в арматуре – небольшие упругие)

 

Стадия 2:

- увеличение нагрузки (изгибающего момента);

- в сжатой зоне – искривление эпюры (пластические деформации), но не до предельных значений

- в растянутой зоне – появление трещин, бетон в трещине выключается из работы, между трещинами бетон и арматура работают совместно, в трещинах нагрузку воспринимает арматура

Стадия 3:

- дальнейшее увеличение нагрузки (изгибающего момента);

- происходит разрушение по двум случаям:

1 случай: разрушение бетона сжатой зоны, несущая способность арматуры не исчерпана – переармирование;

2 случай: напряжения в арматуре достигают предела, арматура удлиняется или рвётся, трещины увеличиваются, части

балки взаимно переворачиваются. Происходит разрушение (чаще разрушение по этой схеме)

2. В зависимости от целей расчёт может быть по 1, 2 или 3 стадии

А) при расчёте прочности расчёт ведут по третьей стадии;

Б) расчёт по образованию трещин – по второй стадии

 

Расчёт балки с одиночным армированием

1. Расчётная схема– рисовать 7.34, стр.210 + обозначения без формул и пояснений

2. Уравнения для решения задач для балок с одиночным армированием; – списать формулы 7.19.а, 7.20а, 7.21а стр.213

________________коэффициенты, связанные, с относительной высотой сжатой зоны бетона_____________7.22формула Стр.213

 

Понятие о прочности нормального сечения балок с двойной арматурой

1. Цель постановки расчётной арматуры в сжатой зоне бетона: ставят, если бетон не выдерживает нагрузку, а увеличивать прочность сечения или прочность бетона нельзя;

2. Арматура в сжатой зоне бетона работает совместно с бетоном на сжатие. Арматура здесь не так эффективна, как в растянутой зоне, поэтому такие сечения менее экономичны.

 

Расчёт прочности нормального сечения изгибаемых элементов таврового сечения с одиночным армированием

1. Случай 1. – рис.7.40 (стр.220 рисовать)

2. Случай 2. – рис.7.41 (стр.221 рисовать)

 

Некоторые правила конструирования ЖБ балок без предварительного напряжения арматуры

1. Чаще применяют прямоугольные и тавровые балки;

2. Высота балок в пределах – от 1\10 до 1\14 l

3. В целях унификации высоту балки применяют кратно 50 и 100 мм (до 500 и 1000мм)

4. Ширина прямоугольных балок 0т 0,25 до 0,5 от hи кратна 50 мм;

5. Переход полки к ребру должен быть плавным (фаски или закругления);

6. Рекомендуемая арматура – Ат – IIIс Ат – IVC А – III допускается А – I А – II, арматурную проволоку Вр1

7. Виды бетона по СНиП, для тяжёлого бетона – не ниже В 7,5. Большинство балок – из тяжёлого бетона В15-В 25, могут быть и из лёгкого бетона

8. Арматурные каркасы:

А) рабочая продольная арматура (в растянутой зоне) – из 1 или 2-х разных диаметров от 12 до 32 мм (1 или 2 ряда по высоте)

Б) монтажная продольная арматура; В) поперечная арматура.

Плоские сварные арматурные каркасы объединяют перед постановкой в опалубку в объёмные (пространственные) каркасы соединительными стержнями через 0,5 – 1 м и принимаются как поперечные стержни – диаметр и класс арматуры

9. Размеры каркасы меньше размера балки – каркас не доходит до грани формы на 10 мм при длине изделия до 9 м

10. Защитный слой бетона а_б для продольной арматуры – толщиной не менее диаметра арматуры и не менее: 15 мм – при высоте балки до 250мм, 20мм – при высоте балки более 250мм

11. Для поперечной и другой арматуры защитный слой назначается не менее её диаметра и не менее: 10 мм – при высоте балки до 250мм, 15 мм – при высоте балки более 250мм

12. Рисовать размеры каркаса – стр.227 (рис.7.42)

13. Диаметр поперечных стержней d_sw≥ 0,25d_s d_sw – диаметр поперечных стержней; d_s– диаметр продольной арматуры

14. Диаметры хомутов в вязаных каркасах – как диаметры поперечных стержней, но не менее 5 мм при высоте балки до 800 мм;

15. Рисовать постановка каркасов в балках – стр.227 (рис.7.43)

16. Шаг расстановки поперечных стержней в балках – смотреть стр.240 (рис.7.60)

17. Площадь монтажной арматуры А_s – не менее 10 % от площади продольной арматуры – записать условие верх. строчка с.228

18. При необходимости могут проводить проверку монтажной арматуры по прочности на монтажные и транспортные нагрузки

19. При ширине балки до 150 мм сечение армируют одним каркасом, при большей ширине – кол-во каркасов увеличивают;

20. Полка таврового сечения дополнительно армируется сварными сетками

21. Армирование балок таврового сечения – рисовать.7.44. (с.228)

 

Расчёт ЖБ плит по нормальному сечению.

Область распространения и предпосылки для расчёта.

1. Плита – толщина меньше двух других размеров

2. Плиты по исполнению: сборные, монолитные, сборно-монолитные;

3. Плиты по статической схеме: однопролётные, многопролётные, консольные.

4. Плиты по конструкции: сплошные, пустотные, ребристые.

5. В зависимости от опирания плиты могут быть: а) опёртыми по конуру (по 3 или 4 сторонам) работают в двух направлениях;

б) балочными (опираются по 2 сторонам и работают (изгибаются в одном направлении).Если длина плиты больше ширины в 2 и более раз, плита рассматривается как балочная – работает в одном направлении; - рисовать 7.45. стр.229

6. Однопролётные плиты используются для небольших пролётов;

7. Плиты можно облегчить за счёт уменьшения бетона в растянутой зоне – ребристая, пустотная;

8. Пустотные и ребристые плиты рассчитывают как тавр, сплошные – как балки прямоугольного сечения;

 

Расчёт сплошных железобетонных плит

1. Рассчитывают как простые балки прямоугольного сечения с одиночным армированием;

2. Для большой плиты вырезают полосу шириной 1м и расчёт ведут для неё, - рисовать 7.46, стр.230

Понятие о расчёте и конструировании пустотных плит

1. Пустотные плиты – длина от 3 до 9 метров различной ширины. Это обеспечивает их раскладку по разным напрвлениям;

2. Высота пустотных плит чаще 220 мм, пустоты диаметром 159мм, минимальная толщина полок 25-30мм;

3. Так как плита опирается на 2 опоры, следовательно, пустотная плита рассчитывается как простая балка – рис.232

Рисовать.7.49 стр. 232 – опирание плит на стены, ригели

4. Расчётное сечение плиты по 1 группе – заменяют на тавровое: а) толщина бетона между пустотами объединяется в ребро;

б) низ плиты не участвует, так как он «плохо» работает из-за образования в нём трещин; в) круглые отверстия при определении ширины сечении заменяются на квадраты; - рисовать 7.50, стр.233

5. Пустотные плиты длиной от 3 до 4,5 м – без предварительного напряжения, большего пролёта – с ПН;

6. Усиление опорных участков. 7. Армирование ПН ЖБК

 

Понятие о расчёте и конструировании пустотных плит

1. Применяется, если не нужен ровный потолок; 2. Экономичность, так как удалён бетон растянутой зоны;

3. Пролёты от 6 до 12 шириной от 0,9 до 3м 4. Могут быть ПН и не ПН

5. Фактическое сечение заменяется на тавровое – рисовать 7.52, стр.234

6. Полка рассчитывается как плита, рёбра – как элементы тавра;

7. Ребристые плиты укладываются полками вверх в каркасных зданиях для получения ровного потолка и пропуска оборудования через отверстия нижней полки;

 

Понятие о расчёте и конструировании монолитных ребристых перекрытий

1. Конструктивная схема монолитного перекрытия – рисовать стр.236, рис.7.55;

2. Главные балки несут максимальную нагрузку, их пролёт 6-8 м,, высота от 1\8 до 1\15 пролёта

3. Второстепенные балки укладываются с шагом до 1,7 до 2,7 пролётом от 6 до 8 м, высотой от 1\12 до 1\2о пролёта.

4. Ширина балок от 0,3 до 0,5 высоты, толщина от 40 до 100

5. Бетон классов В15-В20, армирование сетками и каркасами Вр – I, А - I А - III А – II

6. Все элементы работают как единая конструкция, но расчёты элементов производят отдельно;

7. В зависимости от размеров в одном или двух направлениях;

8. Расчётные сечения балок – рисовать 7.57., стр,237

Расчёт прочности наклонных сечений ЖБ изгибаемых элементов

1. Кроме расчёта прочности нормального сечения, в изгибаемых ЖБ балках нужно производить расчёт с целью обеспечения прочности наклонных сечений

Особенности работы и предпосылки для расчёта

1. На приопорных участках возникают главные сжимающие и главные растягивающие напряжения;

2. Если главные сжимающие и растягивающие напряжения достигают предельных для бетона величин, происходит разрушение: образуются наклонные трещины или происходит раздавливание бетона между двумя наклонными трещинами; - рис.7.58 – стр.238

3. Чем больше сечение элемента, прочность бетона и сечение поперечной арматуры или чем чаще она поставлена, тем прочнее наклонное сечение;

4. Иногда достаточно прочности одного бетона, и тогда поперечная арматура ставится конструктивно (без расчёта)

5. Поперечная арматура ставится на участке около опоры = 1\4 L. В середине – реже или вообще нет

 

Предварительно напряжённые ЖБК

Суть предварительного напряжения и предпосылки для расчёта.

1. Недостатки обычных ЖБК: а) в растянутых зонах трещины возникают всегда, б) арматура работает «не в полную силу»

2. ПН ЖБК – конструкции, в которых искусственно, на стадии изготовления, создаются напряжения за счёт натяжения арматуры и последующего обжатия бетона;

3. ПНЖБК – ЖБ Э, работающие на растяжение, внецентренное сжатие, изгиб;

4. Стадии создания и работы ПН растянутого элемента с натяжением арматуры на упоры – см. 245 (7.62).

Первый способ: натяжение арматуры на упоры

А) арматура натягивается на упоры; Б) бетонирование элемента;

В) создание напряжения (срезкой арматуры с упоров) Г) работа под внешней нагрузкой

Второй способ: натяжение арматуры на бетон

А) изготовление слабоармированного ЖБ элемента; Б) в элементе остаются каналы для пропуска арматуры;

В) один конец арматуры закркпляется в торце ЖБЭ Г) другой конец натягивается и закрепляется

Д) заполнение каналов цементным раствором

5. Преимущества ПН ЖБК – повышение трещиностойкости и уменьшение прогибов

6. Материалы для ПН ЖБК:

А) арматура – при длине элементов до 12 м: Ат – IV, Ат – V

Б) при большей длине – проволочная В-II, Вр-II и арматурные канаты В) по нормам – могут быть и другие классы арматуры

В) бетон - по СНиП: для проволочной – от В20 до В30, для горячекатаной стержневой от В 15 до В 30

7. Способы натяжения арматуры:

А) механический – домкратами или натяжными машинами;

Б) электротермический – разогрев и растяжение стержня при воздействии электрического тока;

В) электротермический – комбинация первого и второго способа

Г) физико-химический:- с использованием самонапрягающихся бетонов – бетоны увеличиваются в объёме и натягивают арматуру (чаще применяют натяжение на упоры, механический и электротермический)

8. Напряжения в предварительно-напряженной арматуре.

А) создаваемые искусственно ПН в А и Б – большое значение для дальнейшей работы под нагрузкой;

Б) величина предварительно напряжения – важнейшая характеристика напряжённых элементов, указывается на рабочих чертежах;

В) при небольшом ПН в А и, следовательно, малом обжатии Б эффект предварительно напряжения со временем может быть утрачен вследствие потерь напряжений;

Г) при высоких напряжениях в А в проволочной арматуре возникает опасность разрыва при натяжении, в горячекатанно – опасность развития значительных остаточных (пластических) деформаций

9. Понятие о расчете ПН ЖБК

А) при расчёте прочности ПНЭ по нормальному сечению применяют те же уравнения прочности, что и для обычных ЖБК

Б) особенность – в расчётное сопротивление арматуры вводится коэффициенты γ_s6, γ_n

 

Понятие о расчёте сборных ЖБК на монтажные и транспортные нагрузки

1. Необходимость расчёта: сечение элемента, запроектированное на восприятие усилий в проектном положении, иногда может не выдерживать усилий при подъёме, транспортировании и монтаже

2. СК укладываются на деревянные прокладки – под монтажными петлями: на расстоянии (1\5—1\8)L;

3. В сборных ЖБ плитах требуются дополнительные (монтажные) сетки для восприятия монтажных напряжений. Эти сетки не нужны в монолитных плитах, так как они устанавливаются сразу в рабочем положении;

4. Принцип расчёта на монтажные и транспортные нагрузки – на примере колонны:

А) нагрузка от веса колонны принимается с коэффициентом динамичности (при транспортировании – 1,6, при монтаже – 1,4);

Б) Нагрузка при транспортировании от веса колонны с коэффициентом динамичности для тяжёлого ЖБ

q = 1,6bhγ_ж6, где γ_ж6 = удельный вес ЖБ (для тяжёлого = 25 К\м³)

В) при транспортировании колонна испытывает изгиб, в ней возникают опорные моменты, опр. по формулам:

(списать – стр.257) – верхние формулы

Г) то же, при монтаже - (списать – стр.257) – верхние формулы

Д) рисовать – стр.257 (7,68)

Е.) Расположение растянутой зоны бетона – рисовать 7.69 (стр.258).