Нормативные и расчетные сопротивления бетона.

Рис. 22. III стадия НДС:

а – 1 случай разрушения; б – 2 случай разрушения.
21. 2 случая разрушения железобетонного изгибаемого элемента

Различают два случая разрушения изгибаемого жб элемента. При случае 1 в предельном состоянии напряжение в растянутой арматуре достигает предела текучести (временного сопро-

тивления), а напряжение в сжатой зоне бетона – призменной прочности бетона. При случае 2 (для переармированного сечения) разрушение начинается в сжатой зоне бетона, напряжения в растянутой арматуре могут не достигать предела текучести. Применение конструкций, работающих по случаю 2, экономически нецелесообразно.
22.Нагрузки и воздействия.1.По природе возник-я:-технологичесике(от веса людей в жил и общ зданиях, оборуд и кранов),-атмосферные(снег, ветер, температ), -собственный вес конструкций, сейсмич, взрывные возд, пожар. 2.По длит нагр : -пост-ые(собвст вес, давл грунтов), -временные (вес стал оборуд давл жидк, сыпучих тел), -кратковрем(люди, снег, ветровые), -особые(сейсмич, взрывные возд, просадка осн-ия. 3. По напр:-вертикальные(нагр от веса конструк), -горизон(ветровые нагр), -наклонные.4. По кач-ву:распределенные и состредот-ые. 5.По прим в расчетах- нормативные и расч. Полезная нагр – условие функц-ого условия той или иной конструкции.Нагрузки, отвечающие норм-м условиям эксплуатации, наз нормативными. Нагр, отвечающие предельным макс-м значениям, появление кот возможно в результате влияния неучтенных факторов – наз расчетными. Как правило, на сооружение действует не одна, а несколько нагрузок. При расчете конструкций необходимо выбрать наиболее неблагоприятное их сочетание. Поэтому в нормах на проектирование установлены две категории расчетных сочетаний нагрузок:основные сочетания, сост из пост, длит и кратковременных нагр;особые сочетания, вкл кроме постоянных, длительных и кратковременных нагрузок одну из особых нагрузок.

Нормативные и расчетные сопротивления бетона.

Нормат сопрот бетона –это сопрот осевому сжатию бетонных призм и сопрот осевому растяжению, кот опред в завис от класса бетона по прочности. Расч сопрот бет получ путем деления норм-х сопротивл на соот коэф надежности по материалу Rb(расч сопротсж)=Rbn/гаммаbc.Rbt(растяж)=Rbtn/гаммаbt. При расчете эл-ов конструкции расчетноые сопрот бет Rb и Rbt в отд случаях уменьш или увелич умножение на соотв коэф условия работы гаммаbi кот учит след факторы: длит-сть действия нагр, -условие , хар и стадии работы констр, - способ ее изгот, -разм сечения и тд
24. Нормативные и расчетные сопротивления арматуры.Норм сопр арм R_sn уст-ют с учетом статистической изменчивости прочности и прин-т равными наименьшим контролируемым знач-ям предела текучести, физ-го или условного Доверительная вероятность нормативного сопрот арматуры – 0,95. Расч сопрот арматуры растяжению опред делением нормат-х сопрот на соответствующие коэфф надежности по материалу: ,где - коэфт надежности по арм, завис от класса арм.Расч сопрот арм сжатию при наличии сцепления арматуры с бетоном: , но не более 400 МПа. При расчете элементов на действие попер силы расчетное сопрот растяжению попер арм снижают введением коэфф условий работы в связи с неравномерным нагружением поперечных стержней ?_s1 = 0,8: .
25.Основные положения расчета по предельным состояниям.Пред счит состояния при кот конструкции перестают довлетв-ть предъявл-ым к ним в процессе эксплуатации требованиям, те теряют спос-ть сопрот внеш нагрузкам и возд-ям или получ недопуст перемещение и чрезмерное раскрытие трещин. ЖБ констр должны удовлетв требов расчета по 2 группам пред сост: 1 Предельное сост 1 гр (гр непригодности к эксплуатации), 2Потеря устойчивости. 3Усталостные разрушения. Группа неприг к норм эксплуатац:1. Чрезм прогибы или выгибы.2.Образ трещин,3.Чрезмерное раскрытие трещин.Расчет по пред сост конструкции производ для всех стадий:1. Изготовление,-хранение, -транспортирование, монтаж,-эксплуатация. Усилия в статически неопред констр опред с учетом неупр деформ бетон и армат что очень существенно при длительном возд нагрузки, а также учит-я перераспред усилий. Для пред сост I гр усл-е прочности обеспеч, если усилие, возник в эл-те от внеш-х возд-й, не будет превыш пред усилия, кот может выдержать эл-т,те при соблюд нерав-ва: ,где F – усилие от расч-х нагрузок (M, N или Q);F_u – пред усилие, кот может выдержать элемент.По II гр пред сост вып-ют расчеты по образованию трещин, раскрытию трещин и расчет по перемещениям.Считается, что трещины, норм-е к прод оси, не появл, если усилие, возникающее в эл-те от внеш возд, не будет превыш внутр усилия, кот может воспринять сечение перед образованием трещин: ,где F – усилие от норм-х нагрузок (M или N);F_crc– внутр усилие, кот может выдерж эл перед образ трещин, т.е. при напряж-х в растян зоне сечения равных R_btn.Расчет по перемещениям заключ в определении прогиба эл-та и сравнении его с предельным прогибом: ,где f – прогиб элемента от внеш возд-й; f_u – пред-й прогиб эл-та, допустимый по условиям эксплуатации.

26. Конструктивные особенности изгиб элементов. Конструир плитПлита – плоская констр-я, толщ кот знач меньше ширины и длины.Мин толщина плит:40 мм – плиты покр;50 мм – плиты перекр жил и общ зд;60 мм – плиты перекр пром зд. Продольное армир плиты – стержни уклад-ся параллельно направлению изгиба плиты. Плиты могут быть однопролетными и многопрол, балочными и опертыми по контуру, сборными и монол. Плиты обычно армируют сварными сетками.Диаметр раб стержней сварных сеток не менее 3 мм,вязаных сеток не менее 6 мм. Расст между осями раб-х стержней S₁должно быть не более 200 мм, если высота плиты h менее 150 мм. При высоте плиты 150 мм и более S₁ = 1,5h. Попер стержни располаг с шагом S₂ = 250…300 мм, но не реже чем через 350 мм. Общее сечение поперечных стержней приним не менее 10% сечения рабочей арматуры. Толщ защитного слоя для продольной раб арматуры в плитах прин не менее 10…15 мм.

; но не более 200 мм.

Конструир балокБалка – это линейная конст-я, размеры попер сеч кот существенно меньше длины. Жббалки бывают прямоугольного, таврового, двутаврового, трапециевидного сечения

Балки армируются сварными и вязаными каркасами. В поперечн. сеч-ии балки рабоч. арм размещ-т в растянутой зоне сеч-я в 1 и в 2 ряда с зазорами, допускающ. плотную укладку бет.

27. Расчет прочности по норм сечениям жб эл-в. Рассм однопр жб балку, свободно лежащую на 2х опорах, симметрично загруженную двумя сосред силами. Участок балки между грузами находится в условиях чистого изгиба; в его пределах действует только изгибающий момент М, поперечная сила равна нулю. На определенной ступени загружения в бетоне растянутой зоны этого участка под воздействием растягивающих напряжений образуются нормальные трещины, т.е. трещины, направленные перпендикулярно продольной оси балки. На участках между опорой и грузом действует одновременно изгибающий момент М и поперечная сила Q. Здесь образуются наклонные трещины.Прочность изгибаемых железобетонных конструкций рассчитывают по III стадии НДС.

Общее условие прочности изгибаемых эл-ов по норм сечениям: момент внешних сил не должен превосходить момента внутр усилий,т.е.прочность эл-а достаточна, если внешний расчетный изгиб момент не превосходит расчетной несущей способности сечения, выраженной в виде обратно направленного момента внутренних сил.

.
28.Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента. Образование накл трещин в изгиб элем (особенно у опор балок) обусл совместным действием изгибх моментов и поперечных сил, т.е. при изгибе жб элемента возникают, кроме нормальных напряжений, скалывающие напряжения, действ-е по горизонт и вертик направл.Место их образования, наклон, раскрытие и развитие по высоте зависят от вида нагрузок, формы сечения, вида армирования и т.д.

а – сварной каркас; б – сварной каркас каркас с промежут стержнями; в – вязаный каркас; г – каркас с жесткой арматурой жесткой арматурой.Армирование для сжатых эл-в может быть симметрич и несимметр. Симметр армир-ие прим в случае действия случайного эксцентриситета, т.к. неизвестно, с какой стороны действующая сила будет расположена от линии центра тяжести. Также симметр армир-ие прим в случ действия изгиб моментов разных знаков, близких по величине. Колонны сеч до 400Ч400 мм можно армировать четырьмя продольными стрежнями(а), при расстояниях между рабочими стрежнями более 400 мм, следует предусм промежуточные стержни (б). Попер стрежни предотвр боковое выпучивание раб стержней..

30. Расчет прочности внецентренно сжатых элементов. 2 расч случая.1случай ( ). Внец-сж эл с большими эксцентриситетами прод-ой силы.Элемент ведет себя как изгибаемый. Часть сеч раст, имеет трещины, растяг-ее усилие воспринимается арматурой. Часть сечения сжато вместе с арматурой. Разруш нач с достиж предела текучести в раст арма, завершается разрушением сжатой зоны бетона.2случай( ).Внец-сж эл с малыми эксцентр.Сеч либо полностью сжато, либо большей частью. Всегда разр-ся вследствие разруш бетона сж зоны.

Случай больших эксцентриситетов

Напряж в арм и бет равны расчетным сопрот-ям: ; ; .Неизв высоту сжатой зоны бетона находят из ур равенства нулю суммы проекций всех норм усилий на продольную ось элемента:

.Условие дост несущей способности: ;

Случай малых эксцентриситетов Условие достат несущей способности:

Неизв высоту сжатой зоны бетона нах из ур-я равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на продольную ось элемента: .Для бетона класса В30 и ниже с ненапрягаемой арматурой A-I, A-II, A-III:

.Обычно в случае малых эксцентриситетов рационально симметричное армирование.

31. Сжатые элементы усиленные косвенным армированием.Если в коротком сжатом элементе установить попер арматуру, способную эффективно сдерживать попер деф-ии, этим можно существенно увеличить его несущую способность. Такое арм наз косвенным. Для круглых и многоуг попер сеч прим косв армир в виде спиралей или сварных колец, для прямоуг сеч – в виде часто размещ-х попер сварных сеток. Косвенное армир прим вблизи стыков сборных колонн, под анкерами и в зоне анкеровки предварит напряженной арматуры для местного усиления. Это объясняется повыш-м сопрот-м бетона сжатию в пределах ядра, заключ внутри спирали или сварной сетки. Спирали, кольца, сетки подобно обойме сдерживают попер деф бетона, возник при продольном сжатии, и тем самым обуславливают повыш сопрот бетона продольному сжатию.

Несущая способность элемента обусл предельным сопрот растяжению арматуры растянутой зоны, а также предельным сопротивлением сжатию бетона и арматуры сжатой зоны:

;

при этом высота сжатой зоны x определяется из условия .