Железобетонные конструкции
Железобетон как комбинированный материал, состоящий из бетона и арматуры. Принцип работы железобетона. Особенности расчета железобетонных конструкций. Сжатые и растянутые железобетонные элементы, их трещиностойкость и перемещение. Кривизна оси при изгибе.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.02.2014 |
| Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство Высшего и Среднего Специального Образования Республики Узбекистан
ТАШКЕНТСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-
СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ
Факультет: "Строительство зданий и сооружений"
Кафедра "Здания сооружения и строительные конструкции"
Самостоятельная работа
по курсу: "Строительные конструкции"
На тему: "Железобетонные конструкции".
Ташкент 2013
Содержание
- Железобетонные конструкции
- Метод расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям
- Нормативные и расчетные сопротивления бетона
- Нормативные и расчетные сопротивления арматуры
- Основные положения расчета по методу предельных состояний
- Граничная относительная высота сжатой зоны нормального сечения железобетонного элемента.
- Расчет прочности наклонных сечений изгибаемых элементов
- Сжатые железобетонные элементы
- Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов
- Растянутые железобетонные элементы
- Расчет растянутых железобетонных элементов
- Трещиностойкость и перемещение железобетонных элементов
- Расчет по образованию трещин наклонных к оси элемента
- Расчет по раскрытию трещин наклонных к продольной оси элемента
- Кривизна, жесткость и перемещения железобетонных элементов
- Кривизна оси при изгибе и жесткость железобетонных элементов на участках без трещин
- Кривизна оси при изгибе и жесткость железобетонного элемента на участках с трещинами
- Перемещение железобетонных элементов
- Список литературы
Железобетонные конструкции
Железобетон является комбинированным материалом, состоящим из бетона и арматуры. Бетон является комбинированным материалом, состоящим из заполнителя и минерального вяжущего вещества - цемента. Заполнителем для бетона служит щебень твердых пород природного происхождения или искусственный пористый материал (керамзит, аглопорит и другие). Арматура изготавливается из сталей различных классов и различных сечений от 5 мм до 36 мм.
Принцип работы железобетона.
Бетон - материал, который хорошо работает на сжатие. Арматура - материал, который хорошо работает на растяжение.
Принцип работы железобетона обусловлен с сочетанием работы арматуры на растяжение и бетона на сжатие. Железобетонные конструкции в зависимости от применяемого класса бетона и классов арматуры, подразделяются на обычные и предварительно напряженные.
Диаграммы деформирования бетона и арматуры
Диаграмма деформирования бетона получается при сжатии до разрушения бетонной призмы (стандартной) размерами 10х10х40 см, в специальном гидравлическом прессе. Нагрузка на призму подается ступенчато, в 10-15 этапов и на каждом этапе, при помощи специальных приборов, замеряется деформация. Таким образом, по полученным данным, выстраивается диаграмма деформации бетона.
Диаграмма деформации арматуры получается растяжением до разрыва арматурного стержня длиной 40 см.
Аналогично с бетоном нагрузка подается ступенчато с замером деформации на каждом этапе нагрузки. По результатам испытания выстраивается диаграмма деформации арматуры.
В обычных железобетонных конструкциях арматура не подвергается предварительным силовым воздействиям. Такие конструкции эффективны при небольших пролетах. Например: железобетонные балки, плиты перекрытия с пролетами до 6 м. А также, в конструкциях, работающих на сжатие. Например: железобетонные колонны, опоры мостов, фундамент и т.д.
Предварительное напряжение арматуры в железобетонных конструкциях применяется при изготовлении изгибаемых конструкций (балок с большими пролетами, больше 6 м). Например: железобетонные фермы, плиты перекрытия с пролетами 9 и более метров, железобетонные балки мостов и эстакад, и т.д.
железобетонная конструкция изгиб перемещение
Для изготовления предварительно напряженных конструкций используется высокопрочная стержневая арматура классов А-IV, A-V, A-VI и другие.
При производстве предварительно напряженных конструкций, арматура предварительно растягивается при помощи специальных механизмов, получая, таким образом, предварительное напряжение.
После укладки бетона и приобретения им проектной прочности предварительно растянутая арматура отпускается, сжимая вместе с тем бетон. В результате получается конструкция, имеющая сжимающие напряжения в бетоне и растягивающие в арматуре. Полученное таким образом предварительное напряжение позволяет повысить трещиностойкость конструкции, а, следовательно, их долговечность и эксплуатационную надежность.
Для предварительно напряженных конструкций используют тяжелый бетон классов В-20, В-30, В-40.
Легкий бетон на искусственных заполнителях, предварительно направленных конструкциях, как правило, не используется.
При проектировании железобетонных конструкций, в зависимости от внешних воздействий, подбирается бетон определенной прочности и класса, а также арматура определенной прочности и класса.
Расчет железобетонных конструкций производится в зависимости от суммарных внешних воздействий по методу предельных состояний.
Метод подразумевает недопущение предельных напряжений в бетоне и арматуре от внешних воздействий. Предельными называются те напряжения в материалах, при которых наступают необратимые деформационные процессы, ведущие к разрушению.
Расчет железобетонных конструкций производится по методу предельных состояний.
Различаются 2 группыпредельных состояний. Первая группа - это расчет на прочность, вторая группа - расчет на трещиноватость и деформативность.
При расчете на прочность рассматривается поперечное сечение железобетонного элемента и решается задача равновесия внешних сил и внутреннего сопротивления.
Различают 2 вида расчета.
Статический - это расчет при постоянных нагрузках одного значения.
Динамический - это расчет при повторяющихся, циклических нагрузках одного или разных знаков.
Метод расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям
Под предельным понимается такое состояние конструкции, после достижения которой дальнейшая эксплуатация становится невозможной.
Вследствие потери, несущей способности (предельное состояние I группы), вследствие недопустимых перемещений и местных повреждений (предельное состояние II группы).
Различают 2 группы предельных состояний:
I. Первая группа - по несущей способности: хрупкое, вязкое разрушение, потеря устойчивости, усталостное разрушение.
II. Вторая группа - по пригодности к нормальной эксплуатации: образование и раскрытие трещин, чрезмерное перемещение, прогибы, повороты, перекосы и т.д.
Метод расчета по предельным состояниям, что за период эксплуатации, не наступит ни по одному из предельных состояний.
Классификация нагрузок
В зависимости от продолжительности действия, нагрузки делятся на: постоянные и временные.
Постоянные нагрузки: вес конструкции зданий и сооружений, вес и давление грунтов, воздействие предварительного напряжения.
Временные нагрузки:
1) длительные временные нагрузки: вес стационарного оборудования, содержимое складов, вес жидкости и сыпучих материалов в резервуарах и другие.
2) кратковременные нагрузки: вес людей, деталей, материалов в зонах обслуживания технологических процессов, нагрузки при транспортировке конструкций, снеговые, ветровые, температурно-климатические нагрузки.
Особые нагрузки: систематические, взрывные, экстремальные нагрузки, связанные с технологическим процессом.
Различаются нормативные и расчетные нагрузки.
Нормативные нагрузки - это нагрузки, устанавливаемые нормами по заранее заданной вероятности превышения средних значений или по номинальным значениям (плотность материалов, размеры элементов, многолетние наблюдается за выпадением снега, напоров ветра и т.д.)
Расчетные нагрузки - это нагрузки, используемые в расчетах на прочность и устойчивость и получаемые путем умножения нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке от веса
- расчетная нагрузка
- нормативная нагрузка
При расчете по деформациям и перемещениям расчетные нагрузки принимают равными, нормативным, т.е.
расчет по деформациям (II группа)
В зависимости от степени ответственности зданий и сооружений, применяют коэффициенты надежности по назначению здания.
Различают 3 класса ответственности зданий и сооружений.
I класс - коэффициент надежности по назначению. Это теплоэлектростанции, АЭС, телебашни и другие.
II класс - коэффициент надежности при нагрузке. Это промышленные и гражданские здания и сооружения, не вошедшие в I и III классы.
III класс. Это склады, одноэтажные жилые дома и т.д.
Нормативные и расчетные сопротивления бетона
Нормативные сопротивления бетона - это сопротивление по осевому сжатию призмы, размерами 15х15х60 см.
- нормативное сопротивление бетона сжатию
- нормативное сопротивление бетона растяжению.
Нормативное сопротивление бетона определяются по эмпирической зависимости от класса бетона (В)
- эмпирическая зависимость.
При этом
Расчетные сопротивления бетона - это нормативные сопротивления, делимые на коэффициент надежности по бетону:
- при сжатии
- при растяжении
или
сопротивление при сжатии сопротивление при растяжении
Нормативные и расчетные сопротивления арматуры
Нормативное сопротивление арматуры () равно наименьшему, контролируемому значению условного предела текучести стали.
Расчетное сопротивление арматуры (): - нормативное сопротивление арматуры, деленное на коэффициент надежности по арматуре.
Коэффициент надежности по арматуре применяются для каждого класса арматуры, например, для арматуры класса A-IIIA-IV,
Основные положения расчета по методу предельных состояний
Предельные состояния I группы. Сечение конструкции обладает необходимой прочностью, если усилия от расчетных нагрузок не превышают усилий, воспринимаемых сечением с учетом коэффициентов условий работы
Предельные состояния II группы. Усилия образования трещин не должны превышать усилий сопротивления материалов от их образования и раскрытия.
- по образованию трещин
- по раскрытию трещин
- по перемещению трещин.
Расчет сечения железобетонного элемента осуществляется путем решения системы уравнений равновесия внешних усилий и внутреннего сопротивления.
Первое уравнение - это сумма проекций внутренних усилий, на продольную ось элемента.
Второе уравнение - это сумма моментов от внутренних усилий сопротивления бетона и арматуры, относительно центра тяжести сечения растянутой арматуры.
Условные обозначения
AS - площадь растянутой арматуры
b - ширина сечения бетонного элемента
х - высота сжатой зоны бетона
A'S - площадь сечения сжатой арматуры
a и а' - высота защитного слоя бетона, соответственно в растянутой и сжатой зонах.
h_ - расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до верхнего края конструкции.
М - сумма внешних усилий, образующих изгибающий момент.
Эпюра напряжений имеет криволинейное очертание. Для упрощения расчета, в строительных нормах, в методе предельных состояний принята условная прямоугольная эпюра напряжений бетона.
Граничная относительная высота сжатой зоны нормального сечения железобетонного элемента.
Разрушение железобетонного элемента может происходить по 2 случаям:
1) по растянутой арматуре;
2) по сжатому бетону.
При случае №2 в уравнениях равновесия расчетное сопротивление заменяется на
Опытным
Размещено на http://www.allbest.ru/
путем установлено, что зависит от относительной высоты сжатой зоны, .
формула для определения напряжения арматуры в сжатой зоне
При расчете по нормам, фактическая криволинейная эпюра напряжений сжатой зоны бетона, заменена на условную прямоугольную со сторонами .
- это фактическая относительная высота сжатой зоны при напряжениях в арматуре
- коэффициент полноты эпюры напряжения.
Эмпирическим путем установлены величины - для тяжелого бетона.
- для легкого бетона (бетон на пористых заполнителях).
Граничная относительная высота сжатой зоны - это показатель, при котором растягивающие напряжения в арматуре начинают достигать предельных значений, т.е.
где
- это показатель предварительного напряжения в арматуре.
Таким образом, в общем случае, расчет прочности сечений нормальных к продольной оси элемента выполняют в зависимости от значения относительной высоты сжатой зоны, т.е. если высоту сжатой зоны определяют из уравнения суммы проекций внутренних и внешних сил на правильную ось элемента (уравнение ? стр. 15)
Если , то расчет производится из совместного решения 3-х уравнений.
1) уравнение равновесия суммы внутренних и внешних сил;
2) уравнение для (*)
Расчет прочности наклонных сечений изгибаемых элементов
Образование наклонных трещин в изгибаемых элементах (у опор балок) обусловлено совместным действием изгибающих моментов и поперечных сил.
Прочность наклонного сечения считается обеспеченной, поперечная сила от внешних нагрузокQ, меньше поперечной силы воспринимаемой наклонным сечением.
Условие прочности по наклонным сечениям записывается так:
- поперечная арматура
- напряжение в бетоне
- сумма усилений в поперечной арматуре или
где:
- поперечное внутреннее усилие, воспринимаемое поперечной арматурой, пересекающей наклонную трещину.
- поперечное внутреннее усилие, воспринимаемое отгибами арматуры, пересекающими наклонную трещину.
- это предельное поперечное внутреннее усилие, воспринимаемое бетоном сжатой зоны, в армированном наклонном сечении.
- это усилия в хомутах на единицу длины элемента, в пределах наклонного сечения.
- это длина участка элемента, на котором учитывается работа хомутов или длина проекций опасной наклонной трещины на продольную ось элемента.
- коэффициент, учитывающий вид бетона
- эмпирические коэффициенты.
Сжатые железобетонные элементы
К сжатым железобетонным элементам относятся колонны одноэтажных и многоэтажных зданий, опоры мостов, эстакад и других инженерных сооружений.
Различают центрально сжатые элементы и внецентренносжатые элементы.
К центральносжатым колоннам относятся: промежуточные колонны в зданиях и сооружениях, к внецентренносжатым колоннам относятся: колонны крайних рядов каркаса, колонны в зданиях с мостовыми кронами и др.
Однако на практике центральное сжатие в чистом виде не наблюдается из-за несовершенства форм и геометрических размеров конструкции, неоднородности бетона и других причин. Конструкция испытывает внецентренное сжатие с так называемым случайным эксцентриситетом.
Расстояние между направлением сжимающей силы и продольной осью элемента называется эксцентриситетом и обозначается .
- случайный эксцентриситет, который принимается равным 1/30h (высота сечения элемента или 1/600l его длины). При проектировании зданий и сооружений в расчет вводится большой из этих показателей.
Для колонн принимают бетон класса В-15, В-25. Арматуру класса А-III для продольных стержней, а также арматуру класса B-I, A-I, A-II, A-III для поперечных хомутов.
Насыщение поперечного сечения арматуры называется коэффициентом армирования элемента м. Обычно м варьируется от 0,5 до 1,2% от площади поперечного сечения элемента.
Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов
С учетом особенностей сжатых элементов формула для расчета по несущей способности принимает вид
Высоту сжатой зоны, определяют из уравнений проекций сил на продольную ось элемента: при условие записывается как
; при
Задачей расчета сжатых элементов является обеспечение несущей способности колонн, путем подбора размера поперечного сечения класса бетона, продольной и поперечной арматуры.
Растянутые железобетонные элементы
В условиях осевого растяжения находятся затяжки арок, нижние пояса и нисходящие раскосы ферм, стенки круглых в плане резервуаров и другие.
Центрально-растянутые элементы проектируются, как правило, предварительно напряженными, что существенно повышает их трещиностойкость.
Расчет растянутых железобетонных элементов
1. Центрально-растянутые элементы. Разрушение центрально-растянутых элементов происходит после того, как в бетоне образуются сквозные трещины и он в этих местах выключается из работы. А в арматуре напряжение достигает предела тянучести или временного сопротивления.
Несущая способность центрально-растянутых элементов обусловлена предельным сопротивлением арматуры без участия бетона.
Условия прочности
- коэффициент условной работы высокопрочной арматуры
- усилие в преднапряжённой арматуре
- усилие в обычной арматуре
2. Внецентренно растянутые элементы между арматурой S и S'.
Несущая способность определяется по условию
Данные уравнения представляют собой суммы моментов относительно оси проходящих через арматуру S и оси проходящих через арматуру S'.
Как и в случает с центральным напряжением, бетон пересекается сквозными трещинами и поэтому растягивающему усилию сопротивляется лишь растянутая арматура.
Несущая способность элемента обусловлена достижением предельных значений в растянутой арматуре.
3. Внецентренно растянутые элементы с внешним усилием, приложенным за пределами сечения элемента.
Несущая способность элемента обусловлена предельным сопротивлением, растяжению арматуры растянутой зоны и предельным сопротивлением сжатию бетона и арматуры сжатой зоны.
Условие прочности записывается следующим образом:
Площадь сжатой зоны элемента определяется из уравнения проекций продольных сил на ось элемента.
Трещиностойкость и перемещение железобетонных элементов
Трещиностойкость
Трещиностойкость элементов - это сопротивление образованию трещин в стадии I напряженно-деформированного состояния. Или сопротивление раскрытию трещин II напряженно-деформированного состояния.
Расчеты трещиностойкости и перемещения элементов относятся к расчетам по продольным состояниям.
Расчет по образованию трещин заключается в проверке условий, что трещины в сечении нормальной продольной оси не образуются, если продольная внешняя сила N или изгибающий момент М не превосходят внутреннего предельного усилия или момента сечения перед образованием трещины, то есть условие трещиностойкости записывается следующим образом: ; .
Продольное усилие определяется по напряжениям, возникающих в материале перед образованием трещин , где - предельные напряжения в бетоне растянутой зоны перед образованием трещин.
- площадь сечения элемента
- суммарная площадь сечения напряженной и напрягаемой арматуры.
- усилие предварительного сжатия.
Для элементов без предварительного напряжения в данной формуле P заменяется на.
б - коэффициент приведения арматуры к бетону.
Расчет внецентренно сжатых, изгибаемых, внецентренно растянутых элементов по образованию трещин производится по методу - ядровых моментов.
Первый случай - это изгибаемый момент. Второй случай - внецентренно сжатый элемент. Третий случай - внецентренно растянутый элемент. - линия центра тяжести приведенного сечения. - линия границы условного ядра сечения.
Таким образом
- это момент от усилия обжатия Р, относительно оси, про6ходящей через условную ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны.
- упруго-пластический момент сопротивления железобетонного сечения по растянутой зоне, в предположении, что продольная сила отсутствует.
- эксцентриситет усилия обжатия относительно центра тяжести приведенного сечения.
- расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны до центра тяжести приведенного сечения.
Значение r принимается в зависимости от вида силового воздействия:
1) для изгибаемых, предварительно-напряженных и внецентренно сжатых элементов, а также внецентренно растянутых элементов, при .
2) Для внецентренно растянутых элементов при
3) Для изгибаемых элементов без предварительного напряжения .
- упругий момент сопротивления приведенного сечения на растянутой зоне.
- площадь приведенного сечения.
- эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения
- можно определить исходя из упругого момента сопротивления , т.е. , где
- момент инерции приведенного сечения, относительно оси проходящей через его центр тяжести.
- расстояние от центра тяжести до волокна, трещиностойкость которого определяется.
- коэффициент учитывающий влияние неупругих деформаций бетона растянутой зоны, в зависимости от формы сечения, например для прямоугольных и тавровых сечений с полной в сжатой зоне
Момент внешних сил определяется относительно оси проходящей через условную ядровую точку.
При внецентренном сжатии с плечом
При внецентренном растяжении
Расчет по образованию трещин наклонных к оси элемента
Трещинность наклонных сечений, проверяется в зоне действия главных растягивающих напряжений.
Трещинность наклонного сечения считается обеспеченной, если главное растягивающее напряжение удовлетворяет условию при коэффициент приведения б=0,01 для тяжелого бетона и б=0,02 для легкого бетона
B - класс бетона по прочности
Главные растягивающие и главные сжимающие напряжения принимаются по формуле:
где нормальное напряжение в бетоне от действия внешней нагрузки и усилия предварительного обжатия
сжимающее напряжение в бетоне на площадках II продольной оси элемента, от местного действия опорных реакций сосредоточенных сил распределенной нагрузки, а также от усилия предварительного обжатия поперечной арматуры
касательное напряжение в бетоне, от внешней нагрузки и усилия предварительного обжатия отогнутой арматуры.
Напряжение и подставляют в формулу со знаком "+" при растяжении и со знаком "" при сжатии.
Сопротивление раскрытию трещин
После образования трещин в растянутых зонах ж/б элемента, при дальнейшем увеличении нагрузки происходит раскрытие трещин. Ширина раскрытия трещин нормальных и продольной оси элемента представляет собой разность удлинения арматуры на участке между трещинами длиной т.е. , средняя деформация растяжения арматуры. средняя деформация растяжения бетона.
Средней деформацией растяжения бетона как величиной малой по сравнению с растянутой арматурой можно пренебречь, тогда
Ширина раскрытия трещин на уровне оси растянутой арматуры рассчитывается по формуле:
где отношение средней деформации растянутой арматуры на участке между трещинами в деформациях в сечении с трещинами.
Согласно нормам, ширина раскрытия трещин нормальной продольной оси элемента определяется по эмпирической формуле:
где: коэффициент армирования сечения принимаемый в расчетах на более 0,02. площадь сечения растянутой арматуры. эмпирический коэффициент принимаемый для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов равным 1, для растянутых элементов = 1,2. коэффициент зависящий от вида и профиля продольной растянутой арматуры, для стержней периодического профиля , для проволоки Вр-I, Вр-II коэффициент учитывающий длительность действия нагрузки, при длительном и кратковременном, при длительном и кратковременном действии нагрузки , при длительном и многократном действии нагрузки напряжение в растянутой арматуре. модуль упругости арматурной стали. диаметр арматуры в мм.
Напряжения в растянутой арматуре определяется следующим образом:
1. Для предварительно растянутых элементов
2. Для изгибаемых элементов:
3. Для внецентренно сжатых элементов:
где:
N - продольная сила;
M - изгибающий момент;
P - усилие обжатия при предварительном напряжении арматуры.
При отсутствии предварительного напряжения в железобетонном элементе P принимается равным 0.
- площадь сечения растянутой обычности и преднапряженной арматуры.
- эксцентриситет приложения продольной силы относительно растянутой арматуры.
Z - расстояние от центра тяжести сжатой зоны приведенного сечения до оси растянутой арматуры.
Расчет по раскрытию трещин наклонных к продольной оси элемента
После образования наклонных трещин с дальнейшим повышением нагрузки происходит их развитие и раскрытие.
Раскрытие наклонных трещин зависит от степени насыщения поперечной арматуры, продолжительности действия нагрузки и других факторов.
Ширина раскрытия наклонных трещин определяется по формуле:
где:
- диаметр поперечной силы;
- коэффициент армирования поперечной арматуры
где: s - расстояние между хомутами;
b - ширина железобетонного элемента.
- напряжение в хомутах (поперечной арматуре) определяется по формуле:
где Q - поперечная сила, воздействующая на элемент;
- поперечная сила, воспринимаемая бетоном без арматуры, которая определяется по формуле:
где: с - проекция наклонного сечения.
Кривизна, жесткость и перемещения железобетонных элементов
Расчет деформации железобетонных элементов производится с целью ограничения прогибов и перемещений до таких пределов, которые не могли бы нарушить эксплуатационных качеств конструкции, т.е. , где - прогиб от расчетных нагрузок, - допускаемый нормами предельный прогиб, установленный на основе технологических, конструктивных, эстетических и других требований. Например: для подкрановых балок для элементов перекрытия с плоскими панелями при , величина и т.д.
По длине железобетонного элемента в зависимости от вида нагрузки и характера напряженного состояния, могут быть участки без трещин и участки с трещинами в растянутой зоне железобетонного элемента. Поэтому для упрощения расчет производится отдельно для участков без трещин и для участков элемента с трещинами.
Кривизна оси при изгибе и жесткость железобетонных элементов на участках без трещин
Кривизну оси железобетонных элементов на участках без трещин, где не образуются трещины, определяют как для сплошного приведенного сечения.
при кратковременном действии нагрузки, где, r - радиус кривизны;
M - изгибающий момент;
B - жесткость приведенного сечения
При длительном действии нагрузки
где - коэффициент учитывающий снижение жесткости (увеличение кривизны) при длительном действии нагрузки (коэффициент зависит от влажности воздуха). при средней относительной влажности воздуха больше 40%. при средней относительной влажности воздуха меньше 40%. Кривизну оси элемента, вызванную выгибом от кратковременного действия усилия предварительного обжатия, определяют по формуле:
При длительном действии усилия предварительного обжатия выгиб балки в следствии ползучести и усадки бетона возрастает и определяется по формуле:
- деформации бетона вызванные ползучестью на уровне центра тяжести растянутой арматуры и крайнего сжатого волокна бетона.
Таким образом, полное значение кривизны для трещин:
если предварительное обжатие отсутствует, то будут равны нулю.
Кривизна оси при изгибе и жесткость железобетонного элемента на участках с трещинами
На участках, где образуются нормальные продольные оси элемента трещины общее деформированное состояние определяется средними деформациями растянутой арматуры , средними деформациями бетона сжатой зоны и средним положением нейтральной осиС радиусом кривизны r.
Для железобетонного элемента в зоне изгиба кривизна оси и средние деформации арматуры и бетона связаны зависимостью полученной из подобия треугольников
Сократив все выражение на, получим:
Учитывая, что
имеем:
где:
- коэффициент учитывающий прочность сцепления арматуры с бетоном.
- коэффициент учитывающий неравномерность распределения деформации крайнего сжатого волокна бетона на участке между трещинами.
- коэффициент учитывающий неупругие деформации бетона. При кратковременном нагружении , при длительном нагружении .
,
C учетом этого выражение для определения кривизны принимает вид
Знаменатель данного выражения характеризует собой жесткость железобетонного сечения при изгибе:
1) по растянутой зоне:
2) по сжатой зоне:
3) по обеим зонам
Выражение кривизны и жесткости с учетом значений упруго-пластического момента сопротивления
В общем виде для изгибаемых внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов, система внешних сил и усилий предварительного обжатия заменяется суммарным моментом и суммой всех продольных сил
где: .
Кривизна оси при изгибе и жесткость B на участках элементов с трещинами с течением времени изменяются, и поэтому в расчетах их определяют с учетом ряда физических факторов -
Перемещение железобетонных элементов
Прогиб железобетонного элемента не имеющего трещин в растянутой зоне определяется по жесткости приведенного сечения B и с учетом значений коэффициента при длительном действии нагрузки.
Полное значение прогиба складывается из
где: - прогиб от кратковременной нагрузки; - прогиб от постоянной и длительно действующей нагрузки; - выгиб от кратковременного действия усилий предварительного обжатия P с учетом всех потерь; - выгиб вследствие ползучести бетона от обжатия. Выгиб преднапряженного элемента постоянной высоты вызванный внецентренным обжатием:
Выгиб преднапряженного элемента вызванный ползучестью бетона от обжатия:
Прогиб железобетонного элемента имеющего трещины в растянутой зоне определяется по кривизне оси при изгибе
где: M - изгибающий момент от единичной силы в сечении x, - кривизна в сечении x. Вычисление интервала перемещений - трудоемкий процесс. Поэтому в нормах принят приближенный метод: кривизна элемента определяется для наиболее напряженного сечения и допускается, что она изменяется пропорционально изгибающему моменту вдоль оси элемента. Вычисленный при этом прогиб будет близок к фактическому. В этом случае формула (1) для однопролетной балки с постоянным сечением примет вид
где:
- коэффициент зависящий от условий опирания и схемы загружения. Например: для свободно опертой балки с равномерно распределенной нагрузкой для такой же балки при сосоредоточенной в середине пролета нагрузки
Список литературы
1. Ходжаев А.А. Строительные конструкции. Курс лекций. Т. 2013 г.
2. Под. ред. Кузнецова В.В. Справочник проектировщика. М., АСВ, 1998 г.
3. http://edu. dvgups.ru/
4. http://sapr-mgsu. narod.ru/
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Сущность железобетона, его особенности как строительного материала. Физико-механические свойства материалов железобетонных конструкций и арматуры. Достоинства и недостатки железобетона. Технология изготовления сборных конструкций, области их применения.
презентация [4,6 M], добавлен 11.05.2014Общие сведения о железобетоне - строительном материале, состоящем из стальной арматуры и бетона. Технологии изготовления железобетонных изделий, их виды: с обычным армированием и предварительно напряженные. Армирование железобетонных конструкций.
реферат [26,1 K], добавлен 28.11.2013Применение железобетона в строительстве. Теории расчета железобетонных конструкций. Физико-механические свойства бетона, арматурных сталей. Примеры определения прочности простых элементов с использованием допустимых значений нормативов согласно СНиП.
учебное пособие [4,1 M], добавлен 03.09.2013Армирование как способ компенсации недостатков бетона. Основные виды арматуры в железобетонных конструкциях. Принципы получения конструкций из железобетона, критерии их классификации. История изобретения предварительно напряженного железобетона.
реферат [315,2 K], добавлен 01.05.2017Железобетонные конструкции и изделия, элементы зданий и сооружений из железобетона. Применение железобетонных конструкций покрытий в зданиях и сооружениях, трудно поддающихся членению. Три основных способа организации производственного процесса.
реферат [5,3 M], добавлен 12.05.2009Концепция развития бетона и железобетона, значение этих материалов для прогресса в области строительства. Особенности технологий расчета и проектирования железобетонных конструкций. Направления и источники экономии бетона и железобетона в строительстве.
реферат [30,2 K], добавлен 05.03.2012История бетона и железобетона. Изготовление монолитных конструкций. Способы натяжения арматуры. Ползучесть и усадка железобетона. Коррозия и меры защиты от нее. Три категории требований к трещиностойкости. Конструктивные схемы компоновки конструкций.
контрольная работа [5,5 M], добавлен 07.01.2014Железобетонные конструкции как база современного индустриального строительства, их структура и принципы формирования, предъявляемые требования. Изучение метода расчета сечений железобетонных конструкций по предельным состояниям, оценка его эффективности.
курсовая работа [924,0 K], добавлен 26.11.2014Использование золы в бетонах в качестве заполнителей и добавок. Общие сведения о бетонных и железобетонных конструкциях. Классификация бетонных и железобетонных конструкций. Расчет изгибаемых, сжатых и растянутых элементов железобетонных конструкций.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 28.03.2018Понятие и назначение перекрытий в строительстве, их классификация и разновидности, особенности применения и функциональные характеристики. Общие требования к безопасности железобетонных и бетонных конструкций, значения прочности и огнестойкости бетона.
контрольная работа [28,0 K], добавлен 10.03.2010
