Строительные конструкции 1 Модуль 1 Железобетонные конструкции Лекция 6 «Расчет прочности изгибаемых элементов по нормальным сечениям» лектор ассоц. профессор, к. т. н. Базаров Ратбек Бутеевич
Изгибаемые элементы – конструктивные особенности Наиболее распространенные изгибаемые элементы – плиты и балки. Балками называют линейные элементы, длина которых l значительно больше поперечных размеров h и b. Плитами называют плоские элементы, толщина которых h 1 значительно меньше длины l 1 и ширины b 1. Из плит и балок образуют многие ж/б конструкции Плиты в монолитных конструкциях делают толщиной 50 -100 мм, в сборных могут быть тоньше. Армирование плит сварными сетками и каркасами, в которых диаметр стержней определяют расчетом.
Конструктивные особенности Плиты и балки могут быть однопролетными и многопролетными. Защитный слой бетона не менее 10 мм, а для толстых плит (более 100 м) толщина защитного слоя не менее 15 мм. Отдельными стержнями армируют в сложных местах, где невозможно использовать стандартные сетки.
Конструктивные особенности изгибаемых элементов Железобетонные балки могут быть разного поперечного сечения Высота балок h изменяется в широких пределах и составляет 1/10…. 1/20 от длины пролета в зависимости от нагрузки и типа конструкции. Высоту балок назначают кратной 50 мм до h=600 мм и кратной 100 при 600<h<800 мм, далее кратной 200 мм Ширину прямоугольных сечений b принимают в пределах (0, 3…. 0, 5) h, кратные 50 мм при ширине до 250 мм и кратные 100 мм при большей ширине сечения балки. Минимальные размеры сечения элементов и расстояния между стержнями арматуры нормируются СНи. П 2. 03. 01 -84* в разделе 5 «Конструктивные требования» . Продольную рабочую арматуру в балках и плитах укладывают согласно эпюрам изгибающих моментов в растянутых зонах. Для экономии часть продольной арматуры можно обрывать не доводя до опоры.
Конструктивные особенности изгибаемых элементов Продольную и поперечную арматуру объединяют в сварные или вязанные каркасы. Плоские каркасы объединяют в пространственные с помощью горизонтальных поперечных стержней. • В балках шириной более 350 мм устанавливают многоветвевые хомуты Расстояние между поперечными стержнями в балках высотой до 400 мм – не более h/2 и не более 150 мм, при высоте балок свыше 400 мм – не более h/3 и не более 500 мм. Это относится к приопорным участкам балки на длине 1. 4 пролета. В остальной части это расстояние может быть больше, но не более ¾ h.
Конструктивные особенности изгибаемых элементов Вместо поперечных стержней или в дополнение к ним в балках можно применять наклонные стержни. Они соответствуют направлению главных растягивающих сил в опорных зонах балки от действия поперечной силы. При армировании балок вязанными каркасами целесообразной устройство отгибов. В предварительно напряженных изгибаемых элементах можно применять криволинейную продольную арматуру, как более всего отвечающую траектории главных растягивающих напряжений. Но оно сложнее в изготовлении, чем армирование прямолинейной арматурой. При этом кроме растянутой арматуры Asp, воспринимающей усилия растянутой зоны под нагрузкой, часто ставят также арматуру A’sp у противоположной грани балки в количестве (0, 15… 0, 25)Asp. Это предотвращает образование трещин в сжатой зоне от усилий обжатия предварительного напряжения. В элементах небольшой высоты напрягаемую арматуру не ставят. Напряжения погашаются монтажной (конструктивной) арматурой.
Конструктивные особенности изгибаемых элементов Наиболее рациональная форма поперечного сечения предварительно напряженных балок большой высоты – двутавровая. Развитая верхняя полка воспринимает усилия сжатия и удобна для опирания плит покрытия, а уширение нижней полки способствует размещению в ней арматуры. Защитный слой бетона и расстояния между стержнями (канатами) арматуры принимают по требованиям раздела 5 СНи. П 2. 03. 01. -84* Угол наклона криволинейной арматуры, натягиваемой на бетон, устанавливают не более 300.
Конструктивные особенности изгибаемых элементов В предварительно напряженных балках особое внимание уделяется конструированию приопорных участков в зоне передачи усилий обжатия с арматуры на бетон. Этот участок усиляют либо постановкой поперечных сеток косвенного армирования либо дополнительными хомутами.
Расчет прочности по нормальным сечениям элементов любого профиля Участок между грузами находится в чистого изгиба; в его пределах действует только изгибающий момент М, поперечная же сила Q равна нулю. При определенной степени загружения на среднем участке образуются нормальные трещины. На участках между опорой и грузом, где действуют одновременно и изгибающий момент M и поперечная сила Q, образуются наклонные трещины. Поэтому прочность рассчитывают по нормальным сечениям а-а и по наклонным б-б. В расчетной схеме принимают, что на элемент действует изгибающий момент M, вычисляемый при расчетных значениях нагрузок, а в арматуре и бетоне действуют усилия, соответствующие напряжениям, равным расчетным сопротивлениям. В бетоне сжатой зоны криволинейную эпюру напряжений заменяют на прямоугольную. Напряжения в бетона принимают одинаковым по всей высоте сжатой зоны. Расчет производится в стадии III (н. д. с).
Рекомендуется применять изгибаемые элементы при сечениях, удовлетворяющих условию случая 1 ξ=x. R/h 0 Из условия равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на ось элемента Rs. As + γs 6 Rs. Asp – Rb. Abc – Rsx. A’s – σsc. Asp = 0 (… 29) можно определить площадь сечения сжатой зоны бетона Abc , а по ней высоту сжатой зоны бетона х.
Прочность элемента достаточна если внешний момент не превосходит расчетной несущей способности сечения – момента внутренних сил относительно центра тяжести (ц. т. ) – As +Asp M ≤ Rb. Abczb +Rsc. A’s(h 0 – a’) + σsc. A’sp(h 0 – a’). (… 28) σsc определяют по формул σsc= σscu- sp , в которой sp определяют при γs 6>1. Если в сечении отсутствуют отдельные виды растянутой или сжатой арматуры, то выпадает и соответствующие члены в приведенных формулах. При случае 2, когда ξ>x. R/h 0 в приведенных формулах принимают γs 6=1 и значение σs вместо Rs. Значение σs определяют по формуле: σs = Rs(0, 2 + ξR)/[0, 2 + ξ + 0, 35(1 - ξ/ ξR) σsp/Rs] (35) в которой ξ=x/h 0 , в которой значение Rs , σsp берут при коэффициенте точности натяжения γsp>1. Разрешается также элементы из бетона классов В 30 и ниже с арматурой классов А-1, А-2, А-3 и Вр-1 при x > ξ Rh 0 рассчитывать по приведенным выше формулам подставляя в нее значение x = ξ Rh 0.
Скачать презентацию Строительные конструкции 1 Модуль 1 Железобетонные конструкции Лекция
6.Изгибаемые элементы 11 слайдов.ppt