Определение курса. Его цели и задачи.

Определение курса. Его цели и задачи.

Цель преподавания дисциплины – формирование знаний студентов ПГС, позволяющих принимать оптимальные решения в практической работе в области проектирования, изготовления и возведения кон-ций зданий и сооружений.

Задачи:

- изучение физико-механических характеристик ЖБК и К

- усвоение прогрессивных методов расчета

изучение нормативной обязательной и рекомендуемой литературы

- на основании знаний производить экономическую оценку и обоснование принимаемых конструкций.

 

Исторические сведения о возникновении и развитии ЖБ

1850-Фр. Ламбо изготовил из стержней квадратного сечения каркас лодки и обмазал ц.п. расвором (4-5см).

1854-Анг. Уилкинсон и Фр. Куанье применили ЖБК при постройке жилых зданий.

1867-Фр. Монье получил патент на изготовление цветочных кадок из железа и ц.п. раствора.

1879-ЖБ применен при постройке зданий артиллеристского городка в Батуми.

1885-инженеры Вайс и Баушингер провели первые опыты по определению прочности и огнестойкости ЖБК. Ученый Кенен высказал предположение, что сталь нужно располагать в тех частях сечения, где наблюдаются растягивающие усилия. Он предложил 1-й метод расчета плит.

1886-1991 – наибольшее применение в СССР. Белелюбский провел серию испытаний ЖБК и получил результаты во много раз превосходящие результаты зарубежных ученых.

191(9)1-появление 1-го нормативного док-та в России для ЖБИ.

Конец 19в можно считать этапом развития ЖБ, который повсеместно вошел в практику и появление первых методов расчета, которые основывались на законах сопромата.

1925-1932-Келдыш, Люлейт, Гвоздев, Пастернак, Михайлов на базе экспериментальных работ обобщили методы расчета стержневых систем, которые позволили построить и запроектировать много уникальных зданий.

1936-впервые был применен преднапряженный б-н в стр-ве. Тогда же появились и тонкостенные пространственные кон-ции, поэтому этот период можно считать вторым этапом развития.

Индустриализация стр-ва, развитие преднапряженного ЖБК, создание и применение высокопрочных материалов, разработка новых методов расчета – можно считать третьим этапом развития ЖБК.

1965- останкинская башня (250м).

Ученые которые внесли большой вклад в развитие и создание ЖБК (Байков, Голышев, Бондаренко, …).

В настоящее время в области ЖБ создается нормативная база на основе гармонизации с международными стандартами. При создании зданий общественного назначения все большее применение находит монолитный ЖБ и сборномонолитные кон-ции зданий возводимые с использованием высокопрочных строительных материалов.

 

Сущность ЖБ.

ЖБ-ном наз. комплексный строй материал в котором сочетается и совместно работает 2 различных по своим физмех св-вам материала (бетон и сталь).

Особенности ЖБК можно проследить на примере работы б-нных и ЖБ-ных балок.

s_сс<<f_cm

 

s_сс –напряжение в сжатой зоне б-на

f_cm –средняя прочность б-на на сжатие

Бетон имеет значительно меньшую прочность на растяжение, чем на сжатие, поэтому несущая способность б-ной балки определяется моментом, когда значение растягивающих напряжений в нижней зоне достигает предела прочности б-на на растяжение, при этом прочность сжатой зоны используется лишь на 10-15%. Разрушение такой балки наступает с появлением 1-й трещины в растянутой зоне и происходит мгновенно.

s_сс=f_cm

 

 

Аsi*fsy

 

s_сс=f_cm (Аpi*fpy)

Несущую способность балки можно значительно повысить за счет увеличения прочности растянутой зоны, путем введения в неё хорошо работающей на растяжение стали. С появлением первых трещин в бетоне растянутой зоны разрушение не происходит, т.к растягивающее напряжение воспринимают стальные стержни.

Разрушение произойдет когда растягивающее напряжение в ар-ре достигнет предела текучести или когда сжимающее напряжение в верхней зоне достигнет предела прочности б-на на растяжение. Прочность Жб бакли в 10 раз выше Б-ной.

s_сс – напряжение в сжатой зоне сечения

f_cm – средняя прочность б-на на сжатие

Аs(р)у – площадь ненапрягаемой (напрягаемой) арматуры

Fs(р)у– прочность не-//-(напрягаемых) арматурных стержней.

Характерной особенностью работы ЖБК при эксплуатационных нагрузках явл наличие трещин в растянутой зоне б-на. Однако во многих кон-циях трещины не допускаются или значительно ограничивается ширина их раскрытия. Увеличения воспринимаемой нагрузки к моменту появления трещин в растянутой зоне, (а также применение высокопрочных сталей) можно достигнуть путем предварительного искуственного натяжения ар-ры и обжатия б-на растянутой зоны, такая балка наз предварительно напряженной. Внешние нагрузки прикладываемые к балке вначале гасятся предварительным обжатием бетона в нижней зоне, а затем вызывают в ней растягивающие напряжения, как в обычной балке. ТО предв напр отдаляет момент образования трещин, а в случае их появления ограничивает ширину их раскрытия, уменьшает величину прогибов, практически не влияя на несущую способность.

Сущность ЖБ-на заключается в использовании для восприятия сжимающих напряжений, возникающих в кон-ции от внешних нагрузок, хорошо работающего на сжатие б-на, а для восприятия растягивающих напряжений – сталь.

 

Виды бетона для ЖБК.

Б-ном наз искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения правильно подобранной смеси вяжущего, воды, заполнителей.

К физ свойствам б-на относят: водонепроницаемость, Мрз, кор стойкость, жаростойкость, огнестойкость, звуко и теплопроводность, кислотостойкость, усадка и набухание.

К мех с-вам: сопротивление (прочность) при различных видах воздействия, деформативные с-ва б-на, сжимаемость-растяжимость под нагрузкой, ползучесть и температурные деф-ции, усадка, набухание.

Б-ны классифицируются по ряду признаков:

1.по назначению: конструкционные, специальные.

2.по виду вяжущего: цементные, силикатные, гипсовые, полимерцем, напрягающие ц-ты, смешанные.

3.по плотности: особотяжелые (>2500), тяжелые (2500-2200), облегченные (2200-1800), легкие (1800-500).

4.по виду заполнителей: на плотных и на пористых зап-лях, искусств и естественные.

5.по структуре: плотные, крупнопористые, поризованые, ячеистые.

6.по зерновому составу: крупнозернистые, мелкозернистые.

7.по условиям твердения: естественное твердение, подвергнутые тепловой обработке при атм давлении, автоклавной обработке при высоком давлении.

В зависимости от условий эксплуатации б-ны должны обладать спец свойствами.

Основные свойства:

Морозостойкость(F) –способность м-ла сопротивляться попеременному замораживанию и оттаиванию.

Водонепроницаемость(W) – способность не пропускать воду.

Огнестойкость – способность б-на сохранять прочность при пожаре (1000-1100⁰С).

Жаростойкость – способность б-на сохранять прочность при длительном воздействии высоких т-р (200⁰С).

Кор стойкость – способность не вступать в хим реакции с окр средой.

Под прочностными свойствами б-на принято понимать нормативные расчетные характеристики, прочность б-на при длительном и кратковременном воздействии нагрузок, прочность на срез, скалывание и выносливость.

Под деформативными с-вами б-на понимают объемные и силовые деформации, происходящие в его структуре при работе в различных условиях и при различных видах нагружения.

 

 

Структура бетона.

На прочностные характеристики особое влияние оказывает структура бетона.

При затворении смеси заполнителей и цемента водой начинается хим реакция. В результате соединения минералов цемента с водой образуется гель, со взвешенными в воде частицами цемента и незначительными кристалликами. В процессе перемешивания гель обволакивает зерна заполнителя и постепенно твердеет, а кристаллы соединяются в кристаллическую решетку.

Основной фактор влияющий на структуру б-на В/Ц.

Избыточная вода при нарушении В/Ц частично вступает в реакцию с менее активными частицами цемента, а также заполняет многочисленные поры и капилляры.

Поры занимают 1/3 объема цем камня. Структура бетона неоднородна, состоит из 3-х фаз: твердой, жидкой, газообразной.

В результате длительных процессов с ростом упругих кристаллических сростков, уменьшения объема твердеющего геля, изменения водного баланса в б-не проявляются упругопластические с-ва, как во взаимодействии с температурновлажностным режимом так и под нагрузкой.

Кристаллические сростки отвечают за упругие с-ва, гелевое составляющее - за пластические. Имеющиеся известные теории прочности к б-нам непременимы.

Суждение о прочности и деформативности б-на основаны на экспериментальных данных.

Структура б-на.

На структуру влияют: В/Ц, применяемые добавки, условия твердения, наличие возрастного фактора.

1-цементный камень; 2-щебень; 3-песок; 4-порывоздуха или воды.

В настоящее время к структуре б-на при изготовлении кон-ций предъявляется требование обеспечивающее ее однородность, т.е создаются б-ны в составы которых входят супер и гиперпластификаторы. Их наз высококачественными, они также / на: очень высококачественные и ультра высококачественные. В их основе мелкозернистые б-ны и фибробетоны.

 

Объемные деформации б-на

Усадка и набухание

К ним относятся: усадка, которая рассматривается как объемное сокращение б-на в результате физ хим процессов проходящих при взаимодействии цемента с водой, изменением влажности цем камня и карбонизацией б-на, те это свойства микроструктуры твердеющего цем камня.

Усадка /на: химическую и физическую.

Химическая усадка связана с потерей воды при протекании процессов гидратации вяжущих. При схватывании и твердении цем вяжущего происходит изменение объема, тк молекулы входящие в состав новообразования располагаются плотнее, чем в свободном состоянии.

Дополнительные эффекты также возникают на стадии формирования структуры, связанные с действием поверхностного натяжения воды – аутогенная усадка.

Физ. усадка – потеря части свободной влаги б-на при ее испарении из открытых пор и капилляров в атмосферу.

Химическая и аутогенная составляющие усадки проявляются особенно интенсивно в первые часы твердения б-на. Эта усадка может также проявляться и при твердении б-на в воде. При хранении уже затвердевшего б-на во влажных или водных условиях будет происходить физ. набухание.

В соответствии с нормативными требованиями величину относительной деформации полной усадки б-на в произвольный момент времени t

e_СS(t,t₀)= e_СS,d(t,t₀)+ e_СS,a

физ.у. хим.у.

e_СS,d(t,t₀)- относительная деформация физ усадки бетона к моменту времени t обусловленная его высыханием.

e_СS,a – хим относительная деформация (и аутогенная), обусловленные процессом твердения вяжущего _.

e_СS(t,t₀)= e_СS,d(∞)*β_ds(t-ts)

e_СS,d(∞) – базовая отн. деф-ция физ усадки б-на

β_ds(t-ts) – коэф-т учитывающий скорость развития усадки в зависимости от рассматриваемого возраста б-на.

Хим усадка определяется

e_СS,a=e_СS,а(∞)*β_аs(t)

e_СS,a - базовая относительная хим усадка

β_аs(t) – коэф-т учитывающий скорость нарастания хим усадки в момент времени t.

Физ усадка, особенно значение ее предельных деформаций e_СS(t₀,∞), находится в зависимости от В/Ц, те от марки по удобоукладываемости. Эти деф-ции нормируются СНиП.

Если изменяется подвижность б-на, те удобоукладываемость имеет марку П1, марка по жесткости Ж1-Ж3 и особожесткие СЖ1-СЖ3 вводится коэфт предельных деформаций 0,7. Если смеси более подвижные П4,П5 – 1,2

0,7e_СS(t₀,∞) 1,2e_СS(t₀,∞)

 

Температурные деформации

температурные деф-ции х-ютсякоэфтом температурного расширения, (a_t =1-10^-51/⁰C) t=-20 +100 ⁰C

В эксплуатационных ситуациях a_t мало чем отличается от подобного коэфта для сталей a_t(S) =1,2*10^-5

Коэфт бетонов колеблется (0,75…1,45)*10^-5 1/⁰С

a_t для бетонов зависит от концентрации крупного заполнителя и его минералогического состава.

Для легких бетонов a_t(L) зависит от мин состава и колеблется в пределах (0,4-1,4)*10^-5

Показатели качества бетона.

При проектировании ЖБК в зависимости от назначения и условий эксплуатации нормами устанавливаются показатели качества б-на, а соответственно и кон-ции.

К показателям качества кон-ции (б-на) классы по прочности на сжатие и растяжение, марка по Мрз (F50…F500), марка по водлнепроницаемости (W2…W12),

Марка по плотности D (2300-2500)-тяжелые;

(1800-2400)-средние; (1800-2000)-легкие

марка напрягающего Б по самонапряжению Sp(0,6-4).

Показатели качества б-на определяются в лабораторных условиях, периодичность их определения регламентируется ГОСТом или СТБ и обязательно указывается в паспортах на кон-ции и изделия.

 

Виды бетона.

Конструкционные: тяжелые, легкие.

Специальные: полимерб-ны, б-нполимеры, сульфатолюминатные и напрягающие б-ны.

Фиброб-н – дисперсно-армированый волокнами, повышает растяжение и сопротивление удару.

В настоящее время новое поколение б-нов: высококачественные (ультравысококачественные) 150МПа.

 

Арматура для ЖБК.

Требования к арматуре.

Ар-ра – линейно протяженные эл-ты, предназначенные в ЖБК для восприятия растягивающих (главным образом) и сжимающих усилий.

Ар-ру в ЖБК применяют в виде отдельных стальных стержней, проволоки, канатов или выполненных разнообразных арм-ных изделий.

Необходимое кол-во рабочей ар-ры размещаемой в конции определяется расчетом сечений на действие усилий или устанавливается по конструктивным требованиям.

Требования:

1.максимально высокое нормативное сопротивление.

2.хорошие упругие свойства (предел упругости и пропорциональности).

3.высокие пластические св-ва, гарантирующие от преждевременного хрупкого разрушения кон-ции.

4.высокая вязкость (наибольшее число безопасных перегибов) позволяет избежать снижения прочности в процессе изготовления.

5.способность ар-ры к наилучшему сцеплению с б-ном (рифленая поверхность).

Кроме того ар-ные стали должны обладать свариваемостью, стойкостью против хладноломкости (т=-30), пределом выносливости (выдерживать число циклов n=1*10⁵) и реалогическими свойствами, к которым относятся ползучесть и релаксация.

Под релаксацией ар-ных сталей понимают снижение во времени начального уровня напряжений при постоянной величине деформаций.

Ар-ра для ЖБК существует нескольких видов и наименований. Ее классифицируют по признакам: назначение; способ изготовления; профиль поверхности; способ применения.

По назначению / на:

-рабочая (продольная, поперечная)

-конструктивная

-монтажная.

Рабочая – по расчету. Конструктивная – по конструктивным и технологическим соображениям. Она воспринимает на всегда учитываемые расчетом усилия от усадки б-на, изменения температуры, а также равномерно распределяет усилия между стержнями.

Монтажная – обеспечивает проектное положение рабочей ар-ры, подъем при транспортировании и монтаже.

По способу изготовления различают:

-горячекатаную (стержневая)

-холоднотянутую – вытяжка в холодном состоянии (проволока).

По профилю поверхности: гладкого профиля; периодического профиля.

Гладкая – в монтажных целях. Период. профиля - основная ар-ра для ЖБК, т.к имеет хорошее сцепление с б-ном.

Стержневая арматура.

А)Гладкий профиль

Б)периодического профиля

В)проволочная холоднокатаная

Г)канаты

Канаты представляют собой витую проволоку, которая набирается в пучки и обладает высокими прочностными х-ками

Технология изготовления термически упрочненной ар-ры заключается в обработке стали высокими температурами.

Холоднотянутые виды ар-ры получают путем вытяжки с определенным удлинением.

По способу применения в ЖБК ар-ру / на напрягаемую и не напрягаемую.

Все перечисленные виды ар-ры относятся к гибким.

Помимо гибкой ар-ры в ряде случаев применяют жесткую из прокатных или сварных двутавров, швеллеров, уголков.

Арматурные изделия

С целью индустриализации арматурных работ и сокращения их трудоемкости отдельные стержни объединяют с помощью сварки или вязки в сетки, каркасы армоблоки. Сетки изготавливают рулонными или плоскими, рабочая арматура в них может располагаться в продольном, поперечном или обоих направлениях. Стержни, перпендикулярные рабочим стержням, выполняют функцию монтажной (распределенной) арматуры.

Для изготовления сеток используют S500 диаметром 3-5 мм, S400 диаметром 6-10мм, в отдельных случаях плоские сетки выполняют диаметром 10-20 мм класса S240, S400(сетки фундаментов).

В рулонных сетках диаметры продольных стержней могут также достигать 8 мм, наибольшая ширина рулонных сеток 3,5 м, а длина ограничивается массой 100-500 кг. Плоские сетки имеют максимальную ширину 2,5 м, длину до 9 м.

Сварные каркасы состоят из продольных (D) и монтажных (d1) стержней, объединенных поперечными рабочими стержнями (d), рабочей арматурой (рис.9.2а). Рабочие стержни могут располагаться в 2 ряда (рис.9.2б), когда к основному рабочему стержню допускается приварка дополнительного рабочего стержня (D1). Плоские каркасы объединяют пространственные каркасы или крупные арматурные блоки (рис.9.2в).

Качество точечной электросварки каркасов зависит от соотношения свариваемых продольных и поперечных стержней арматуры, которые должны быть в соотношении 1/3-1/4.

Плоские каркасы в пространственные можно объединить и с помощью хомутов, т.е. обвязывать плоские каркасы поперечной арматурой.

Изготавливают также проволочные изделия, которые объединяют в отдельные пучки, называемые канатами. Проволоки, объединяемые в канаты, имеют диаметр 1-3 мм, их обвивают вокруг центральной прямолинейной проволоки по спирали.

Стыки арматуры

Обычно рабочие стержни арматуры и арматурного изделия должны поектироватъся целыми на весь пролет элемента. Если это невозможно, следует предусматривать их стыкование по длине или ширине элемента. Соединение арматурных стержней без сварки допускается при диаметре менее 25 мм, не рекомендуется более 25 мм, а диаметр 36 мм и более запрещается. Также не допускается соединение без сварки рабочей арматуры в растянутых зонах изгибаемых и внецентренно растянутых элементов, где она используется с полным расчетным сопротивлением, также с центрально растянутыми и при стыковке арматуры S500 и выше.

В заводских условиях осуществляют стыковку стержней по длине при диметре 10/40 мм.

 

Стыковая контактная сварка dн1=dн2

Без сварки можно соединять арматурные сетки нахлесткой, величина которой () зависит от поверхности используемых стержней (гладкая или периодическая) и площади их сечения на длине участка СНБ 11.2.47-11.2.49.

При проектировании сварных соединений учитывают:

1.свариваемость металла;

2.наличие технологического оборудования;

3.возможнось контроля качества соединений;

4.втд и способ приложения нагрузки.

Основные типы выполнения сварных соединений:

а)дуговая ручная сварка ():

ln=6…8dн

S240;S500

 

б) дуговая ручная с накладками из стержней:

 

dn=10…40мм

S240;S500;S400

 

в)ванная одноэлектродная в инвентарной форме:

dn 1/ dn 2=0.5-1 l<=1.2 dn 1

 

г) дуговая ручная под слоем флюса:

D=(1.5-2.5)dн

dн=8-40мм

s/dн=0,5-0,65

 

 

Применение арматуры в ЖБК

Выбор класса арматурной стали, применяемой в ж.б.к., производят в зависимости от типа конструкции, наличия преднапряжения, условий возведения и эксплуатации. В качестве ненапрягаемой рабочей арматуры применяют в основном S400,S500. А класса S240 допускается использовать в качестве продольной ненапрягаемой рабочей арматуры только при специальном обосновании. S240 – обязательные монтажные петли.

Допускается в качестве ненапрягаемой арматуры применение S600 при наличии нормативного документа, регламентирующего качество ( =1,2).

В качестве напрягаемой арматуры применяют S800, S1200,S1400. Допускается S1000. =1,25 для преднапрягаемой арматуры.

При длине до 12 м в преднапрягаемных конструкциях преимущественно используют S800,S1400, при длине более 12 м рекомендуют S1400.

Ж.Б.К.

Заводское производство ЖБК

Проектируя ж.б.к. предусматривают использование высокопроизводительных машин при их изготовлении, удобство монтажа на строительной площадке, поэтому ж.б.к. и изделия должны быть оптимальных габаритов, экономичных форм сечения, рациональных способов армирования, т.е. конструктивные решения и технология изготовления должны быть тесно взаимосвязаны.

Существует несколько технологических схем изготовления ж.б.к.:

1.конвеерная (изготовление изделий в формах, установленных на вагонетках и перемещаемых по рельсам конвейера от одного агрегата к другому, выполняя в процессе последовательно необходимые технологические операции).

2.стендовая (изделия в процессе изготовления и тепловой обработки остаются неподвижными, а агрегаты, выполняющие технологические операции, перемещаются вдоль форм). Кассетная технология – это разновидность стендовой.

3.поточно-агрегатная (форма с изделием перемещается от одного агрегата к другому кранами, а агрегаты, выполняющие технологические операции, неподвижны, ритм перемещения не является принудительным).

4.вибропрокатная (изделие формуют на непрерывно движущейся ленте, поверхность которой образует форму изделия).

P.S. На ж.б. заводах одновременно используют несколько технологических схем, т.к. изготовить весь комплект изделий для возведения здания по 1-ой технологии невозможно.

Условия совместной работы

Основной фактор, обуславливающий совместную работу арматуры и бетона – это надежное сцепление арматуры с бетоном, снижение которого приводит к чрезмерному раскрытию трещин, уменьшению жесткости и прочности конструкций. Работая совместно с арматурой бетон, обеспечивает ее защиту от коррозий и действия высоких температур.

Совместная работа бетона с арматурой в ж.б.к. возможна при выполнении следующих условий:

1.близких значений коэффициентов теплового расширения этих материалов;

2.при действии усилий от нагрузки силы сцепления должны обеспечивать условие .

3.правильным определением необходимого количества арматуры, размещаемой в конструкции, т.е. должен быть выдержан минимальный коэффициент армирования сечения , который равен:

Если это условие не выполняется, конструкция рассматривается как бетонная.

Потери напряжений ар-ре

 

Напряжение в ар-ых эл-нтах не остается постоянным во времени, в результате потери к-е начинаются с момента их натяжения и развивается в течении всего периода эксплуатации к-ции самые максимальные потери напряжения фиксируются в период передачи усилия с ар-ры на Б-н(в период обжатия). В общем случая рассматривается 2 вида потерий: 1-ые потери(технологические) в момент времени t=tо; 2-ые эксплуатационные t>to

Технологические:

1) Потери от релаксации потери напряжения ар-ры (снижение напряжений при постоянных деформациях; структурные изменения в металле)

а) Механический способ натяжения

проволока (13,1)

стержневая (13,2)

б) Электро- термический способ, электро- термо- механическмй

(13.3)

(13.4)

Если значение получается с минусом, то в дальнейшем расчетах приравнивают к нулю.

2) Потери от температурного перепада – это разность температур между натянутой ар-рой в зоне нагрева и устройства воспринимающие усилия натяжения. Зависит от класс Б-на.

(13,5)

(13,6)

При отсутствии технологии изготовления, можно принять =60°C

3) Потери предварительного напряжения от деформации анкеров расположенных в зоне этих устройств при натяжении на упоры

(13,7)

(13,8)

L- длина напрягаемого стержня

- обжатие опрессованных шайб, высаженных головок можно принимать равное 2 мм (или по ф-ле)

4) Потери вызванные проскальзыванием напрягаемой ар-ры в анкерных устройствах. (при натяжение ар-ры на Б-Н)

(13,9)

если , то

a_p -величина проскальзования, x - длина участка от натягивающего устройства до расчетного сечения; x₀ - длина зоны проскальзования

При натяжении на упоры усилие обжатия с ар-ры на Б-н передается за счетсил сцепления и при обеспеченных конструктивных условиях, величина этих потерь приравнивается нулю.

5) Потери вызванные деформациями стальной формы, при закреплении ее на упорах напрягаемой ар-ры

(13,10)

- домкраты

При отсутствии технологии натяжения . При электро- термическом способе, электро- термо- механическом натяжении, эти потери учитываются при определении полного удлинения ар-ры, поэтому =0.

6) Потери вызванные трением ар-ры о стенки каналов или о поверхности Б-ых конструкций

(13,11)

- натяжение на бетон

- угол поворота

7) Потери вызванные трением напрягаемой ар-ры о огибающие приспособления при ее натяжении на упоры.

(13,12)

- усилие обжатия

- ; х- длина участка от натяжного устройства до расчетного сечения; Θ- суммарный угол поворота огибающие приспособления

8) Потери вызванные упругой деформацией Б-на (на уровне напрягаемой ар-ры)

(13,13) (на упоры)

(13,14)(натяж. на Б-н)

- усилие предварительного напряжения с учетом потерь к моменту обжатия Б-на.

- момент инерции Б-ного сечения;

- расстояние между центрами тяжести сечения и центром тяжести напрягаемой ар-ры.

В первом случае эти потери 2-8%, во втором – 1-4%.

Усилие предварительного обжатия к моменту времени t=to действующие непосредственно после передачи усилия с преднапряженной ар-той на Б-н конструкции

(13,15)

при натяж. на упоры

(13,16)

при натяж. на бетон

(13,17)

 

Эксплуатационные потери

Эксплуатационные потери к к моменту времени t>to дополнительно учитываются к первым технологическим

9) Реологические потери, от усадки и ползучести Б-на, долговременной релаксации ар-ры

(13,18)

(13,19)

10) Потери от смятия Б-на по виткам спиральной или кольцевой ар-ры:

(13,20)

Д_ext- наружный Ø-р конструкции

11) Потери, вызванные деформацией обжатия стыков между блоками

(13,21)

Среднее усилие предварительного обжатия в момент времени t>tо, с учетом всех потерь

(13,22) (на упоры)

(13,23) (натяж. на Б-н)

Эта величина должна быть

или (13,24)

При расчете по предельным состояниям расчетное усилие предварительного обжатия Pd в водится в расчет с учетом коэф-та =1

 

Анкеровка предварительно напряженной ар-ры (ПНА)

 

Напрягаемая ар-ра в ПНК-иях должна иметь надежную анкеровку на кольцевых участках. Установка анкеров если ар-ра натягивается на Б-н, силы сцепления с Б-ном недостаточны и по длине зоны передачи напряжений возможно образование трещин. Установка анкеров не требуется, если использована стержневая горячекатаная переодического профиля проволока S1400, канаты. Однако в процессе закрепления ар-ры на упорах применение временных анкеров. Можно заанкеровать при помощи приваренных шайб цагловых[v2] зажимов, высаженных оголовок, высаженных и приваренных шайб, приваренных каратышей

Ø (13,25)

=0,25

-длина участка преднапрягаемой ар-ры

 

А) по деформационной модели

Б) по альтернативной

а) б)

 

Схема прямоуг. сжимаемого элемента с одиночным армированием.

А) относит. деформаций

Б) относит. напряжений

 

В изгибаемых элементах прямоугольного сечения расчетный момент Мsd вызванный действием внешних нагрузок должен быть меньше либо равен Мrd; Мsd<Mrd, деформации бетона и арм-ры должны быть в пределах допустимых значений, в этом случае прочность нормальных сечений изгибаемых элементов будет обеспечена.

При расчете прочности изгибаемого элемента с одиночным армированием по деформационной модели необходимо прежде всего определить величину равнодействующей в бетоне сжатой зоны сечения и ее точку приложения в пределах сжатой зоны.

При расчете таких сечений изгибаемых элементов, опред-ные усилия в бетоне сжатой зоны должны быть уравновешены усилиями в растянутой арматуре.

Для расчета прочности используется расчетная линейно-параболич. Диаграмма, связывающая напряжения и относительные деформации в сжатой зоне.

При этом значение деформации в бетоне должно:

ФОРМУЛЫ!!!

 

Для вычисления равнодействующей в бетоне сжатой зоны удобно пользоваться средними напряжениям равномерно распределенными по высоте сжатой зоны сечения.

Тогда в общем случае среднее напряжение в сжатой зоне сечения равны

 

А2- площадь за границей сжатой зоны

 

 

Кf2-коэф. Полученный интегрированием зависимости σ,ε на участке от 0 до ω.

 

Точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения определяет:

 

Для других классов бетонов К2 определяют аналогично.

При установленном значении средних напряжений и положения равнодействующей сжимающих усилий определяет высоту сжатой зоны бетона из условия равновесия, моментов относительно растянутой ар-ры. Предварительно установив также значения величины относительно плеча пары сил (η).

 

Относительно деформации (εst) растянутой ар-ры определяют с целью сравнения их с предельными значениями, через использование гипотезы плоских сечений и полученные значения формулы(17)

Гипотеза плоских сечений относительно деформации по высоте сечения изменяется пропорционально расстояниям от рассматриваемой фибры до нейтральной оси.

 

Если это условие не выполняется, это означает, растяжение ар-ры в сечении не доиспользуется и имеет место хрупкое разрушение по бетону сжатой зоны (опасное).

При выполнении условия сечение работает при полной используемой растянутой продольной ар-ры в области2, разрушение сечения произойдет по растянутой зоне.

Граничные значения высоты сжатой зоны при которой выполняются эти условия называется:

 

Подставляя значение Хlim; Мrd можно определить значение λm,lim.

Которая будет равна:

Общие сведения

 

Каменная кладка состоит из искусственных или природных камней, объединенных в монолитный материал с помощью раствора.

Достоинством каменной кладки являются: огнестойкость, хорошая тепло и звукоизоляционная способность, долговечность, незначительные эксплуатационные расходы (наружн. и внутр. стены, столбы, фундаменты и т.д.)

К недостаткам каменной кладки относится большая собственная масса, большие затраты ручного труда при возведении. Для устранения этих недостатков каменную кладку во многих случаях проектируют из крупных блоков, панелей с большой степенью заводской готовности.

Для увеличения сопротивления внешним силовым воздействиям кладка армируется стальными продольными стержнями, сетками или железобетоном (рис. 1)

Рисунок 1 – Виды кладки

а) с поперечным сетчатым армированием; б) с продольным армированием; в) комплексные конструкции

Конструкции из армированных кладок называют армокаменными (рис. а и б), а из кладки и совместноработающего бетона – комплексными.

Прочность каменной кладки

Прочность каменной кладки зависит от прочности и вида камня и раствора, возраста кладки, её качества и др. факторов.

Камни и раствор в кладке находятся в условиях сложного напряженного состояния из-за неровной поверхности кирпича или камня, а также неодинаковой толщины и плотности раствора.

Различают прочность кладки при сжатии, растяжении,