Материалы для железобетонных конструкций

Железобетонные конструкции могут выполняться без предварительного напряжения и с предварительным напряжением арматуры. Железобетонные конструкции рассчитываются по первой и второй группам предельных состояний.

В Практикуме в основном рассматриваются расчеты железобетонных конструкций выполняемых без предварительного напряжения арматуры и относящиеся к расчетам первой группы предельных состояний.

Железобетонные конструкции выполняются из двух разнородных материалов: бетона и арматуры, соответственно, прочностные и деформационные свойства этих материалов различаются.

Бетон. Основная масса несущих железобетонных конструкций выполняется из тяжелого бетона (средняя плотность ρ от 2200 до 2500 кг/м³).

Прочность бетона различается при его работе на сжатие и растяжение. Бетоны по прочности на сжатие разделяют по классам, например, В15, В20 и др. Цифры показывают кубиковую прочность бетона в МПа, чем больше величина цифр, тем прочнее бетон.

Для бетонов устанавливаются нормативные и расчетные сопротивления, соответственно, при работе на сжатие: R_bn, R_b и сопротивления при работе на растяжение: R_bt,n, R_bt. Нормативные сопротивления при расчетах по второй группе предельных состояний обозначают R_b,ser, R_bt,ser. Значения нормативных и расчетных сопротивлений бетона приведены в табл. 3.1, 3.2 Приложения 3.

Расчетные сопротивления бетонов при необходимости умножают на коэффициенты условия работы бетона γ _bi.

Арматура. Для армированияжелезобетонных конструкций принимают арматуру классов: А – горячекатаную и термомеханически упрочненную;    В – холоднодеформируемую.

Для железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры следует применять арматуру: гладкую класса А240 (А-I); периодического профиля классов: А300 (А-II), А400 (А-III, А400С), А500 (А500С), В500 (В-I, В500С).

В качестве арматуры устанавливаемой по расчету преимущественно следует применять арматуру классов А500иА400, а также арматуру класса В500 в сварных сетках и каркасах.

Для арматуры установлены нормативные и расчетные сопротивления. Нормативные сопротивления (сервисные) R_sn = R_s,ser. Расчетные сопротивления: при работе на растяжение продольной арматуры R_s; поперечной арматуры R_sw; при работе на сжатие R_sс. Значение сопротивлений арматуры зависят от принятого класса арматуры см. табл. 3.3 Приложения 3. В необходимых случаях расчетные сопротивления арматуры следует умножать на коэффициенты условий работы арматуры γ _si.

 

Примеры расчета к параграфу 3.1

Пример 3.1. Для расчета железобетонной балки задались классом прочности бетона на сжатие В25, требуется определить расчетные сопротивления бетона.

Решение.

1. По табл. 3.2 Приложения 3 выписываем значения величин: расчетное сопротивление бетона сжатию (эту величину часто называют призменной прочностью бетона) R_b = 14,5 МПа = 1,45 кН/см²; расчетное сопротивление бетона растяжению R_bt = 1,05 МПа = 0,105 кН/см².

Пример 3.2. Для расчета железобетонной балки задались классом продольной арматуры А400 и классом поперечной арматуры В500. Определить расчетные сопротивления продольной и поперечной арматуры.

Решение.

В балках расчетная арматура обычно работает на растяжение.

1. По табл. 3.3 Приложения 3 выписываем для арматуры А400 значение расчетного сопротивления продольной арматуры при работе на растяжение R_s = 355 МПа = 33,5 кН/см²; для арматуры В500 выписываем расчетное сопротивление поперечной арматуры R_sw = 300 МПа = 30 кН/см².

Пример 3.3.   Для расчета колонныпринято: класспрочности бетона В30, с помощью коэффициента γ _{b 3} = 0,9 учитывается, что колонна бетонируется в вертикальном положении; продольная арматура колонны класса А500. Определить расчетное значение призменной прочности бетона и расчетное сопротивление сжатой арматуры.

Решение.

1. Выписываем призменную прочность бетона (табл. 3.2 Приложение 3)            R_b = 17,0 МПа = 1,7 кН/см². Призменную прочность умножаем на коэффициент условия работы бетона R_b = 1,7 кН/см² · γ _{b 3} = 1,7·0,9 = 1,53 кН/см².

2. Выписываем из табл. 3.3 Приложения 3 значение расчетного сопротивления сжатой арматуры R_sс = 435 МПа = 43,5 кН/см².

 

 

Задачи для самостоятельной работы к параграфу 3.1

Задача 3.1. Определить нормативные и расчетные сопротивления бетона на сжатие и растяжение. Бетон класса В15.

Задача 3.2. Определить расчетные сопротивления продольной растянутой арматуры и поперечной арматуры класса А500.

Задача 3.3. Определить расчетное сопротивление сжатию арматуры класса А300.