Основные положения расчета железобетонных конструкций Содержание Нормативные

Основные положения расчета железобетонных конструкций

Содержание Нормативные и расчетные сопротивления арматуры и бетона n Понятие о приведенном сечении n Напряжения и деформации в железобетоне n Методы расчета прочности n

Нормативные и расчетные сопротивления арматуры Ненапрягаемой арматуры n Нормативное временное сопротивление при разрыве - f tk n Нормативное сопротивление - f 02 k n Расчетное сопротивление- f уd Напрягаемой арматуры n Нормативное сопротивление высокопрочной арматуры - f 02 k(уk) n Расчетное сопротивление напрягаемой арматуры - f 02 d(уd) = f 02 k/Ύs

Расчетное сопротивление арматуры f 02 d(уd) = f 02 k(уk)/Ύs, где Ύs- частный коэффициент безопасности по арматуре

Нормативные и расчетные сопротивления бетона n n Нормативное сопротивление бетона осевому сжатию – f ck Нормативное сопротивление осевому растяжению – f ctk Расчетное сопротивление бетона сжатию – f cd Расчетное сопротивление бетона растяжению - f ctd

Расчетное сопротивления бетона сжатию f сd = f ск/Ύс, где Ύс- частный коэффициент безопасности по бетону

Для бетонов

Значения частных коэффициентов безопасности для материалов согласно нормам (основное сочетание нагрузок) Частный коэффициент безопасности (предельные состояния первой группы) Тип конструкции бетон арматура, s с ненапрягаемая S 240, S 500 напрягаемая S 800, S 1200, S 1400 1. Бетонные конструкции 1, 8 – – 2. Железобетонные конструкции 1, 5 1, 1 – 3. Предварительно конструкции 1, 5 – 1, 2 1, 1 1, 2 напряженные 4. Железобетонные и предварительно напряженные конструкции заводского изготовления при обеспеченной системе контроля качества 1, 4

Долговечность конструкций Требования по долговечности бетонных и железобетонных конструкций обеспечиваются выполнением расчетных условий предельных состояний, а также конструктивными требованиями, изложенными ниже, в зависимости от классов по условиям эксплуатации конструкции, приведенных в СНБ 5. 03. 01 -02. Под условиями эксплуатации принято понимать физические и химические условия окружающей среды, в которой эксплуатируется как вся конструкция, так и ее отдельные элементы. Толщину защитного слоя бетона принимают из условий защиты арматуры от коррозии, воздействия огня и обеспечения ее совместной работы с бетоном. Минимальное расстояние между поверхностью стержней продольной арматуры и ближайшей поверхностью бетона элемента (защитный слой бетона) ограничивается величинами, указанными в табл. СНБ 5. 03. 01 -02 с учетом класса по условиям эксплуатации. Для сборных конструкций допускается снижать размер защитного слоя бетона на 5 мм по сравнению с указанными в таблице но он не должен быть меньше 20 мм.

Минимально допустимая толщина защитного слоя и минимальные классы по прочности бетона Класс по условиям эксплуатации Показатели Х 0 Минимальный размер 20 защитного слоя, мм ХС 1, ХС 2 ХС 3 ХD 1, ХD 2, ХD 3, XF 1, XA 1 XF 2, XF 3, XF 4 25 30 40 Минимальный класс бетона С 8/10 С 25/30 С 30/37 С 35/45 по прочности на сжатие 25 С 30/37 XA 2 XA 3 35 40 С 35/45 Примечание: Значения из таблицы применять при установке в конструкцию арматуры без предварительного напряжения.

Защитный слой Для фундаментов следует принимать толщину защитного слоя бетона не менее: при выполнении из монолитного железобетона - при отсутствии бетонной подготовки – 80 мм, - при наличии бетонной подготовки – 45 мм; - из сборного железобетона – 45 мм. Толщина защитного слоя бетона не должна быть менее – диаметра арматуры (если он не превышает 40 мм); – максимального размера заполнителя (если он меньше 32 мм) – максимального размера заполнителя плюс 5 мм (если он больше 32 мм).

Приведенное сечение. Идеализация жбк Расчет элемента состоит: n статический; n конструктивный Теоретическая расчетная модель включает: n Геометрическую модель; n Модель нагрузок; n Физическую модель

Геометрическая идеализация тавровой балки

Эффективный пролет элемента

Напряжения и деформации при сжатии Элементы при осевом сжатии армируют n n Продольными стержнями и поперечными стержнями

Напряжения и деформации при растяжении Три характерные стадии n Стадия 1 – нет трещин n Стадия 2 – появляются трещины n Стадия 3 – напряжения в арматуре достигают временного сопротивления разрыву, элемент разрушается

Распределение напряжений в арматуре и бетоне центрально растянутого элемента А) при N=Ncr Б) стадия стабилизировавшегося трещинообразования

Напряжения и деформации при изгибе

Общий вид элемента при изгибе

Напряжения и деформации при изгибе Три характерные стадии n Стадия 1 (1 а и 1 б) n Стадия 2 n Стадия 3 (случай 1 и 2)

Стадия 1 (а и б)

Стадия 2 Распределение напряжений в растянутой арматуре и бетоне

Распределение напряжений и относительных деформаций в стадии 2

Стадия 3 (случай 1 и 2)

Изменение характерных стадий НДС по длине балки

Методы расчета жбк Расчет по допускаемым напряжениям – расчет ведется по стадии 2 ( образованы трещины) n Расчет по разрушающим усилиям – расчет ведется по стадии 3 (по стадии разрушения) n Расчет по предельным состояниям – по несущей способности - по стадии 3, по пригодности в эксплуатации – при определении деформаций - по стадии 2 n

Методы расчета жбк Метод предельных состояний Две группы предельных состояний: 1 – связанные с потерей прочности, устойчивости и др. разрушениями; 2 – затрудняющие нормальную эксплуатацию

Расчет по предельным состояниям 1 группы Ed ≤ Rd, Ed – расчетное значение от воздействия Rd – расчетное значение предельного усилия

Расчет по предельным состояниям 2 группы Ed ≤ Сd Ed - расчетное значение от воздействия Сd – допустимое значение эффекта (прогиба, ширины раскрытия трещин)

Частные коэффициенты безопасности n ΎM – для материала; n ΎF – для воздействий

Трещиностойкость жбк Сопротивление образованию трещин n Сопротивление раскрытию трещин n

Требования к трещинам, категории Не допускается образование трещин n Допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин при условии их последующего надежного закрытия n Допускается ограничение по ширине непродолжительное или продолжительное раскрытие трещин n

Проверка ограниченного раскрытия трещин Wk ≤ Wlim Wk – расчетная ширина раскрытия трещин; Wlim –предельно допустимая ширина раскрытия трещин

Эксплуатационная стадия Стадия 1 – ж/б элемент не имеет трещин n Стадия 11 – ж/б элемент работает с трещинами n Определяются усилия трещинообразования Ncr – продольное усилие; Mcr – изгибающий момент