Епюра арматури.

При конструюванні вигнутих елементів будують епюри арматури, які показують величину згинальних моментів, що сприймаються даним елементом на всій його довжині.

Оскільки згинальні моменти по довжині елемента змінюються, то з метою економії арматури частину її не доводять до опори, а обривають у прольоті. Щоб знайти місця обривання стержнів у прольоті, необхідно знати місця теоретичного обриву стержнів. Для цього на епюру згинальних моментів від зовнішнього навантаження (рис. 12) накладають у тому ж масштабі епюру моментів, які сприймаються перерізом елементів з наявною арматурою.

Наприклад, у балці для найбільшого моменту М підібрана арматура з чотирьох стержнів 1,2,3,4. Два нижніх стержня 1 і 2 (більшого діаметра) з площею А_s1,2 доводять до опори і тоді згинальний момент, який ними сприймається, буде дорівнювати М_1,2=R_s А_s1,2h₀η (1)

η – коефіцієнт, який беруть із таблиці для значення відносної висоти стиснутої зони ξ=

А_s – площа перерізу всіх чотирьох стержнів

Аналогічно із формули (1) знаходять згинальний момент М_3,4, який сприймається стержнями 3,4. Одержані значення М_1,2 та М_3,4 відкладають на епюрі моментів в тому ж масштабі, що і значення М. Точка перетину значення М_1,2 з епюрою М (переріз 1-1) і є точкою теоретичного обриву стержнів 3 і 4. Цій точці відповідає на епюрі поперечна сила Q₁, а зусилля, яке сприймається поперечною арматурою визначається за формулою q_w1=

Стержні 3 і 4 повинні бути заведені за точки теоретичного обриву на довжину l_pr. яку беруть з двох значень:

l_pr.= l_pr.=20*d

d – діаметр стержня, який обривається в прольоті.

Рисунок 12 - Побудова епюри арматури: а – конструкція балки, б- епюра арматури, в – епюра поперечних сил.

Питання для самоконтролю :

1. Залізобетонні плити,їхні типи і конструкція.

2. Армування плит сітками.

3. Типи поперечних перерізів балок і їхні розміри.

4. Армування залізобетонних балок.

5. Типи хомутів у в’язаних каркасах.

6. Як вибрати крок поперечної арматури залежно від висоти перерізу?

7. два можливих випадки руйнування і розрахунку вигнутих залізобетонних елементів.

8. Зобразити розрахункову схему вигнутого елементу прямокутного перерізу з одиночною арматурою

9. Написати і пояснити формули для визначення висоти стиснутої зони і підбору площі перерізу арматури.

10. Відносна і гранична відносна висота стиснутої зони та їх визначення.

11. Коефіцієнт армування,його мінімальне,оптимальне і максимальне значення.

12. Основні коефіцієнти для розрахунку вигнутих елементів за допомогою таблиць

13. Три типи задач при розрахунку вигнутих елементів.

14. Вигнуті елементи прямокутного перерізу з подвійним армуванням, застосування і конструктивні особливості їх.

15. Вигнуті елементи таврового перерізу , застосування ,ефективність їх.

16. Два випадки розрахунку вигнутих елементів таврового перерізу залежно від положення нейтральної лінії.

17. Як проходить руйнування вигнутих елементів по навкісних перерізах?

18. Два випадки руйнування вигнутих елементів по навкісних перерізах.

19. Як будується епюра арматури і яке її практичне значення.

Лекція № 10

Тема: 2.5 Стиснуті елементи.

План

1. Загальні відомості.

2. Конструктивні особливості.

3. Розрахунок позацентрово стиснутої колони прямокутного перерізу.

4. Вплив гнучкості елементів на міцність

1.Загальні відомості

Стиснутими вважають елементи, в яких розрахункова стискувальна сила N діє з початковим ексцентриситетом е₀ відносно вертикальної осі елемента(рис 1а), або які одночасно сприймають повздовжню стискувальну силу і момент М

(рис 1б)

Одноразова дія сили і моменту еквівалентна дії тільки однієї сили N, прикладеної з ексцентриситетом е_{0 N}=(рис 1в).

Ексцентриситет е_{0 N} завжди треба брати не менше випадкового ексцентриситету е₀, обумовленого випадковими горизонтальними силами, початковим викривленням елемента, неточністю монтажу, неоднорідністю бетону або неточністю розміщення арматури.

Випадковий ексцентриситет слід вибирати більшим із трьох значень:

е₀= е₀= е₀=1см

таким чином, теоретично центрально-стиснуті елементи розраховують, як позацентрово стиснуті з випадковим ексцентриситетом, тобто приймають е₀= е₀

Рисунок 1- Схема роботи стиснутого елемента: а – елемент з випадковим ексцентриситетом, б – одноразова дія на елемент N ,M; в – елемент з робочим ексцентриситетом.

2. Конструктивні особливості.

Розміри перерізу колони слід приймати не менше 250мм, кратно 50мм при розмірах сторони перерізу до 500мм, і кратно 100мм, при розмірах більше 500мм.

Бетон для колон приймається класу більше В20.

Робоча арматура приймається класу А300С, А400С Ø16 – 40мм.

Поперечна арматура призначається класу А240С, Вр-1 з кроком, який залежить від коефіцієнта армування, якщо μ≤3%, то s=20d. ; якщо μ≥3%, то s=10 d

Правила постановки арматури в колоні і проектування каркасу:

1. Стержні повздовжньої арматури розміщують у грані колони з захисним шаром бетону не менше 20мм та не менше їх діаметру, поперечну арматуру з захисним шаром не менше 15мм та не менше її діаметру.

2. Для вільної укладки у форму кінці повздовжньої арматури не повинні доходити до грані торця на 10мм при її довжині до 9м і на 15мм при 12м.

3. Плоскі арматурні каркаси перед встановленням в опалубку з^,єднаються в просторові за допомогою з’єднувальних стержнів.

4. Для сприйняття зосередженого навантаження оголовки колони додатково армують конструктивними сітками з кроком 60-100мм.

5. Для транспортування, монтажу в збірних залізобетонних колонах передбачаються монтажні отвори або петлі.

Рисунок 2- Армування колон: а) 1 – каркаси, 2 - з’єднувальні стержні, а_и – захисний шар бетону повздовжньої арматури; б) конструювання оголовка.

3. Розрахунок позацентрово стиснутої колони прямокутного перерізу

Алгоритм розрахунку робочої арматури в позацентрово стиснутій колоні прямокутного перерізу:

1. визначають навантаження, якщо воно не задано (повне навантаження та тривало діюче)

2. визначають розрахункову схему.

3. приймають розрахункову довжину l₀

4. задаються наступними значеннями та знаходять величини, які від них залежать:

· приймають розміри поперечного перерізу

· приймають матеріали для колони: зазвичай приймають важкий бетон класу В20 – В35 та знаходять розрахунковий опір бетону стисканню R_b; коефіцієнт умов роботи бетону γ_b2=0.9; приймають клас арматури, зазвичай А300С та А400С, знаходять розрахунковий опір арматури стисканню R_sc

· приймають коефіцієнт армування μ=0.01-0.02

5. визначають коефіцієнт α_s за формулою α_s=

6. визначають коефіцієнт поздовжнього згину φ:

φ=φ_b+2*α*(φ_ж-φ_b)≤ φ_ж

За таблицею знаходять значення коефіцієнтів φ_ж φ_b

7. знаходять необхідну площу арматури за формулою: А_s=

якщо А_s≤0, то в колон арматура встановлюється конструктивно;

якщо А_s≥0, то по отриманій площі призначаємо діаметр арматури.

Для армування приймають 4 стержні арматури по кутам колони. При підборі арматури слід враховувати, що діаметр повздовжньої арматури повинен бути не менше 16мм та не більше 40мм.

8. знаходять відсоток армування μ=

9. назначають діаметр поперечних стержнів виходячи з умов технології зварювання

10. приймають крок поперечних стержнів із умов: якщо μ≤3%, то s=20d, якщо μ≥3%, то s=10d , де d – діаметр робочої арматури.

11. конструювання каркасу колони.

Лекція № 11

Тема 2.6 Особливості проектування попередньо напружених конструкцій

План

1. Суть попередньо напруженого залізобетону.

2.Способи створення попереднього напруження.

3.Матеріали для попередньо напружених конструкцій 4. Розрахунок міцності попередньо напружених вигнутих елементів прямокутного профілю по нормальних перерізах.

5.Зчеплення напруженої арматури з бетоном і її анкерування. 6.Конструювання попередньо напружених елементів. 7.Величина попереднього напруження арматури.

8.Втрати попереднього напруження.

9.Визначення напружень в бетоні і арматурі при обтискуванні бетону.

1 . Суть попередньо напруженого залізобетону.

Попередньо напруженимизалізобетонними конструкціями називають конструкції, в яких в процесі виготовлення, штучно створюють обтискування бетону за рахунок натягання арматури.

Попереднє напруженнязастосовують в елементах, де виникають розтягувальні напруження, позацентрове стискання,вигин. Попереднє напруження найбільш раціональне для таких конструкцій – напірні залізобетонні труби, стінки резервуарів, розтягнуті елементи ферм, плити, балки.

Переваги попередньо напружених конструкцій:

· висока тріщиностійкість

· економія бетону та арматури

· зменшення ваги конструкції

Недоліки попередньо напруженого залізобетону:

· трудомісткість виготовлення конструкцій;

· потреба в спеціальному обладнанні для натягування арматури;

· необхідність високої кваліфікації робітників.