Железобетонные и каменные конструкции (стр. 12 )

−  в основных сочетаниях для длительных нагрузок , для кратковременных ;

−  в особых сочетаниях для длительных нагрузок , для кратковременных , особая нагрузка учитывается без снижения.

При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную (длительную и кратковременную) .

5.  Прочностные характеристики материалов

Прочность бетона и арматуры обладает изменчивостью, поэтому в расчеты вводится с определенным запасом. Различают:

Нормативное сопротивление – наименьшее контролируемое значение (с обеспеченностью 0,95) предела прочности бетона или предела текучести арматуры. Поскольку классы бетона и арматуры устанавливают тем же параматрам, в обозначении класса бетона указана его нормативная кубиковая прочность, а класса арматуры – нормативный предел текучести.

Расчетное сопротивление – вероятное нижнее значение предела прочности бетона или предела текучести арматуры. Его получают делением нормативного сопротивления на коэффициент надежности по материалу, которые для бетона равны: 1,3 – при сжатии и 1,5 при растяжении; для арматуры величина коэффициентов надежности находится в пределах 1,1-1,2 в зависимости от ее класса.

Эти коэффициенты применяют в расчетах по первой группе предельных состояний; для расчетов по второй группе значения коэффициентов надежности по бетону и арматуре принимаются равными 1,0.

При неблагоприятных воздействиях и условиях эксплуатации, размерах сечений и других факторах, ухудшающих работу материалов и конструкций, к расчетным сопротивлениям бетона и арматуры вводят коэффициенты условий работы материалов и коэффициенты условий работы конструкций.

6.  Степень ответственности зданий и сооружений

Определяется величиной материального, социального и экологического ущерба при достижении конструкциями предельных состояний. Действующими нормами установлено 3 уровня ответственности зданий и сооружений: I–повышенный, II– нормальный, III – пониженный.

К зданиям и сооружениям с повышенным уровнем ответственности относятся объекты, имеющие важное народнохозяйственное или социальное значение: главные корпуса ТЭЦ, АЭС, производственные здания пролетом 100м и более, сооружения связи высотой более 100м, трубы высотой более 200м, крытые спортивные сооружения с трибунами, здания театров, кинотеатров, цирков, рынков, учебных заведений, детских дошкольных учреждений и др.).

Нормальный уровень ответственности следует принимать для зданий и сооружений массового строительства: жилые, общественные, производственные, сельскохозяйственные и другие, не относящиеся к I и III уровням.

Пониженный уровень ответственности имеют: одноэтажные жилые дома, небольшие склады, сооружения сезонного назначения (парники, теплицы, летние павильоны), временные и вспомогательные здания и сооружения.

При расчете несущих конструкций и оснований нагрузочный эффект зданий (нагрузки, усилия или перемещения) следует домножать на коэффициент надежности по ответственности, принимаемый равным: для I уровня ответственности – от 0,95 до 1,2, для II уровня – 0,95, для III уровня – от 0,8 до 0,95.

Вопросы для самоконтроля по материалу главы 2.

1.  Как меняется напряженное состояние бетона и арматуры по стадиям?

2.  Характерные особенности разрушения элементов по случаям 1и2?

3.  Сущность и недостатки методов расчета по допускаемым напряжениям и разрушающим усилиям?

4.  Какими расчетами обеспечивается несущая способность конструкции?

5.  Какими расчетами обеспечивается пригодность к нормальной эксплуатации конструкции?

6.  Принятая классификация нагрузок?

7.  Как определяют нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры?

8.  Какие существуют уровни ответственности и какие здания и сооружения к ним относятся?

9.  Назовите все виды расчетных коэффициентов по предельным состояниям.

Материал, предоставленный в главе 2, более подробно изложен в [1], с 207-232; [2], C. 76-95.

Глава 3. Изгибаемые элементы

2.  Конструктивные особенности изгибаемых элементов

Изгибаемые элементы – одни из наиболее распространенных в строительстве, их применяют, в основном, в виде плит и балок. Плиты и балки могут быть как самостоятельными конструкциями, так и элементами более сложных конструкций (панелей, ребристых перекрытий и др.). Плиты и балки могут быть однопролетными и многопролетными, сборными и монолитными.

Армирование рулонными стеками

Расчетная схема плиты

Эпюра М

Плиты при жестком или шарнирном опирании по контуру могут быть: балочными при соотношении большего пролета к меньшему : , их рассчитывают на изгиб в коротком направлении, и контурными при они работают на изгиб в двух направлениях.

Раздельное армирование

Толщину плит применяют в пределах пролета при минимальной толщине 50 мм – для монолитных и 30 мм – для сборных.

Армирование плит производится в растянутой зоне в соответствии с эпюрой изгибающих моментов; оно может осуществляться рулонными сетками или может быть раздельным (рис. 12).

Площадь рабочей арматуры определяют расчетом, ее выполняют из стержней диаметром 3-10 мм с шагом 100-200 мм. Общая площадь распределительной арматуры должна быть не менее 10% от продольной, шаг 250-300 мм.

Сборные железобетонные плиты могут иметь разную форму поперечного сечения (рис. 13) и выпускаются: а) сплошного сечения; б) многопустотными; в) ребристыми с ребрами вниз; г) ребристыми с ребрами вверх. Наиболее экономичными являются плиты типа в). По нарастающей ей уступают плиты типов б), а) и г).

Плиты типов а), б), г) применяют там, где нужны гладкие потолки. Плиты типа а) выполняют из легких бетонов, плиты типа г) применяют в местах, где в перекрытии устроить широкие отверстия, типа в) – в производственных зданиях или при наличии подвесных (подшивных) потолков.

б)

а)

Балки, расположенные в разных направлениях, различают:

− 

г)

в)

второстепенные, которые являются опорами плит;

−  главные, являющиеся опорами второстепенных.

Сборные балки могут иметь разные формы поперечных сечений (рис. 14): прямоугольные, тавровые, двутавровые, трапециевидные, с консолями для опирания плит, коробчатые. В двутавровых балках нижняя полка устраивается для размещения арматуры.

Высота балок принимается в пределах их пролета, ширина – 0,25-0,5 их высоты.

Количество каркасов в балках рекомендуется минимальным. В элементах шириной менее 150 мм допускается устанавливать 1 каркас.

Для продольного армирования используют стержни диаметром 12-32 мм, минимальный процент армирования – 0,1%.

3.  Расчет прочности сечений, нормальных к продольной оси
элемента, любого симметричного профиля

При действии изгибающего момента возникают сжимающие и растягивающие напряжения на площадках, нормальных (перпендикулярных) продольной оси элемента. От действия растягивающих напряжений возникают нормальные трещины. Расчет прочности нужно вести по ослабленному трещиной сечению, т. е. по нормальному сечению.

Расчет ведется на расчетные нагрузки по стадии разрушения. Для того, чтобы разрушение произошло по случаю 1 и сечение не было переармированным, должно соблюдаться условие: относительная высота сжатой зоны бетона не должна быть больше ее граничного значения

. (1)

Расчетная схема нормального сечения приведена на рис. 15.

Эпюра напряжений в сжатой зоне бетона принимается прямоугольной. Работа растянутого бетона не учитывается, растягивающие напряжения воспринимаются арматурой. В стадии разрушения напряжения в арматуре и бетоне равны их расчетным сопротивлениям.