строительных конструкций и Основы архитектуры
Две группы предельных состояний, их учет при расчете строительных конструкций
Предельными именуются такие состояния, при наступлении которых конструкция перестаёт удовлетворять предъявляемым к ней требованиям, т. е. она теряет свойство сопротивляться внешним нагрузкам либо приобретает недопустимые перемещения или местные повреждения.
Обстоятельствами наступления в строительных конструкциях предельных состояний смогут быть перегрузки, низкое уровень качества материалов, из которых они изготовлены, и второе.
Главное отличие разглядываемого способа от прошлых способов расчёта (расчет по допускаемым напряжениям) в том, что тут чётко устанавливаются предельные состояния конструкций и вместо единого коэффициента запаса прочности k в расчёт вводится совокупность расчётных коэффициентов, обеспечивающих конструкцию с определённой обеспеченностью от наступления этих состояний при самых неблагоприяных (но реально вероятных) условиях. На данный момент данный способ расчета принят в качестве главного официального.
Бетонные конструкции смогут утратить нужные эксплуатационные качества по одной из двух обстоятельств:
1. в следствии исчерпания несущей свойстве (разрушение материала в самый нагруженных сечениях, утраты устойчивости отдельных элементов либо всей конструкцией в целом);
2. в следствии чрезмерных деформаций (прогибов, колебаний, осадок), и из-за образования трещин либо чрезмерного их раскрытия.
В соответствии с указанными двумя обстоятельствами, каковые смогут привести к потере эксплуатационных качеств конструкций, нормами установлены две группы их предельных состояний:
— по несущей свойству (первая несколько);
— по пригодности к обычнее эксплуатации (вторая несколько).
Задачей расчёта есть предотвращение наступления в разглядываемой конструкции любого предельного состояния во время изготовления, транспортирования, эксплуатации и монтажа.
Расчёты по предельным состояниям первой группы должны снабжать во время эксплуатации конструкции и для других стадий работы её прочность, устойчивость формы, устойчивость положения, выносливость и др.
Расчёты по предельным состояниям второй группы делают, дабы не допустить во время эксплуатации конструкции и на вторых стадиях её работы чрезмерное по ширине раскрытие трещин, приводящее к преждевременной коррозии арматуры, либо их образованиие, и чрезмерные перемещения.
Расчётные факторы
Это нагрузки и арматуры и материалов (механические характеристики бетона). Они владеют статистической изменчивостью либо разбросом значений. В расчётах по предельным состояниям учитывают (в неявной форме) изменчивость механических характеристик и нагрузок материалов, и разные негативные либо арматуры и работы благоприятные условия бетона, эксплуатации элементов и условия изготовления строений и сооружений.
Нагрузки, механические расчётные коэффициенты и характеристики материалов нормированы. При проектировании бетонных конструкций значения нагрузок, сопротивлений бетона и арматуры устанавливают по главам СНиП 2.01.07-85* и СП 52-101-2003.
2. Расчет элементов металлических конструкций по первой группе предельных состояний. Главные этапы (несущая свойство)
Расчет по первой группе предельных состояний выполняется в общем случае для элементов изготовления работы и всех этапов: конструкции, транспортирования, эксплуатации и возведения. Расчет обязан обеспечивать сохранение несущей свойстве конструкции с учетом вероятной изменчивости нагрузок в громадную сторону и прочностных черт материалов в меньшую сторону.
Несущая свойство сечения будет обеспечена при исполнении условия:
Fmax( qn; ?f) ? Fmin( S; Rbn; 1/?b; ?biRsn;1/?s; ?si)
где Fmax – все возможное расчетное упрочнение в сечении от силовых действий в самой невыгодной комбинации (функция нормативной нагрузкиqn, коэффициента надежности по нагрузке?f, вторых факторов);
Fmin – мельчайшая вероятная величина несущей свойстве элемента (функция геометрических черт сеченияS, прочности материаловRbn ,Rsn, коэффициентов надежности по материалу?b,?s , коэффициентов условий работы материалов?bi,?si.
Физический суть данного выражения содержится в том, что максимальное упрочнение в сечении элемента должно быть меньше либо, в крайнем случае, равняется минимально вероятной несущей способности сечения.
характеристика и Классификация нагрузок, действующих на конструктивные элементы.
Классификация нагрузок.
Статистические нагрузки не изменяются со временем либо изменяются весьма медлительно. При действии статистических нагрузок проводится расчет на прочность.
Повторно-переменные нагрузки многократно меняют значение либо знак и значение. Воздействие таких нагрузок приводит к усталости металла.
Динамическиенагрузки меняют собственный значение в маленький временной отрезок, они вызывают большие ускорения и силы инерции и смогут привести к неожиданному разрушению конструкции.
Из теоретической механики как мы знаем, что по методу приложения нагрузки смогут быть сосредоточенными либо распределеннымипо поверхности.
Реально передача нагрузки между подробностями происходит не в точке, а на некоей площадке, т. е. нагрузка есть распределенной.
Но в случае, если площадка контакта пренебрежительно мелка если сравнивать с размерами подробности, силу вычисляют сосредоточенной.
При расчетах настоящих деформируемых тел в сопротивлении материалов заменять распределенную нагрузку сосредоточенной не нужно.
Теоремы теоретической механики в сопротивлении материалов употребляются ограниченно.
Запрещено переносить несколько сил в другую точку подробности, перемещать сосредоточенную силу на протяжении линии действия, запрещено совокупность сил заменять равнодействующей при определении перемещений. Все вышеперечисленное меняет распределение внутренних сил в конструкции.
В строительных работах и эксплуатации строение испытывает на себе воздействие разных нагрузок. Внешние действия возможно поделить на два вида: силовые и несиловые либо действия среды.
К силовым действиям относятся разные виды нагрузок:
постоянные– от собственного веса (массы) элементов строения, давления грунта на его подземные элементы;
временные (долгие) – от веса стационарного оборудования, длительно хранящихся грузов, собственного веса постоянных элементов строения (к примеру, перегородок);
краткосрочные – от веса (массы) подвижного оборудования (к примеру, кранов в промышленных строениях), людей, мебели, снега, от действия ветра;
особенные – от сейсмических действий, действий в следствии аварий оборудования и т.п.
К несиловым относятся:
температурные действия, вызывающие трансформации линейных конструкций и размеров материалов, которое приводит со своей стороны к происхождению силовых действий, и воздействующие на тепловой режим помещения;
действия атмосферной и грунтовой жидкости, и парообразной влагисодержащейся в воздухе и в воздухе помещений, вызывающие изменение особенностей материалов из которых выполнены конструкции строения;
перемещения воздуха вызывающее не только нагрузки (при ветре), но и его проникновение вовнутрь помещений и конструкции, изменение их влажностного и теплового режима;
действие лучистой энергии солнца (солнечная радиация) вызывающие в следствии местного нагрева изменение физико-технических особенностей поверхностных слоев материала, конструкций, изменение светового и теплового режима помещений;
действие агрессивных химических примесей, содержащихся в воздухе, каковые в присутствии жидкости смогут привести к разрушению материала конструкций строения (явлении коррозии);
биологические действия, вызываемые микробами либо насекомыми, приводящие к разрушению конструкций из органических стройматериалов;
действие звуковой энергии (шума) и вибрации от источников в либо вне строения.
По месту приложения упрочнений нагрузки разделяются на сосредоточенные (к примеру, вес оборудования) и равномернораспределенные (личный вес, снег).
По характеру действия нагрузки смогут быть статическими, т.е. постоянными по величине во времени и динамическими (ударными).
По направлению – горизонтальные (ветровой напор) и вертикальные (личный вес).
Т.о. на строение действует самые разные нагрузки по величине, направлению, месту приложения и характеру действия.
Рис. 2.3. воздействия и Нагрузки на строение.
Может окажется такое сочетание нагрузок, при котором все они будут функционировать в одном направлении, усиливая друг друга. Именно на такие негативные сочетания нагрузок рассчитывают конструкции строения. Нормативные значения всех упрочнений, действующих на строение, приведены в ДБН либо СНиПе.
Балки прямоугольного сечения (Рис. 1); балки T-образного сечения (Рис. 2); балки L-образного сечения (Рис. 3); прогоны (Рис. 4); балки двутаврового сечения (Рис. 5); двускатные балки двутаврового сечения (Рис. 6).
Бетонная монолитная либо сборная конструкция не редкость нескольких видов. Классифицируется материал в зависимости от метода изготовления, типа конструкции, области применения.
По методу производства перекрытия бывают:
- сборные балки бетонные, изготавливаемые в заводских условиях. Отличаются наличием таврового либо прямоугольного сечения;
- балки цементные, создаваемые конкретно на стройплощадке. Таковой балкой укрепляется монолитная конструкция;
- сборно-монолитная структура, сочетающая в себе особенности двух прошлых видов.
По типу конструкции балки подразделяют:
- на простые и решетчатые двускатные плиты;
- односкатные бетонные перекрытия;
- стропильные с расположенными параллельно рельсовыми креплениями, фиксирующие оборудование.
Такие сборные бетонные элементы смогут быть ломаными либо криволинейными. Главная область применения: возведение крепких и надежных пролетов, выдерживающих высокие нагрузки. В большинстве случаев, это цеха с крановой спецтехникой, предприятия, громадные складские помещения, с/х комплексы.
В зависимости от сферы применения предлагаются:
- двутавровые конструкции для плит, используемые для сооружения промышленных и крупнопанельных строений. Отличаются большой ценой из-за хороших прочностных показателей;
- обвязочные конструкции, предназначенные только для сооружения перемычек проемов между стеновыми массивами;
- подкрановые элементы для балансировки работы подъемных кранов;
- решетчатые материалы для постройки эстакад различного сечения;
- стропильные балки для обустройства кровли одноэтажных строений;
- фундаментные бетонные материалы для сооружения качественного ленточного целого фундамента.
Область применения
Самый распространенные изгибаемые элементы бетонных балки—и конструкций плиты. Плитами именуют плоские элементы, толщина которых намного меньше длины и ширины. Балками именуют линейные элементы, протяженность которых намного больше поперечных размеров. Из балок и плит образуют многие бетонные конструкции, чаще вторых — покрытия и плоские перекрытия, сборные и монолитные, и сборно-монолитные. Плиты и балки смогут быть однопролетными и многопролетными.
Плитные элементы по большей части армируют сварными сетками. Стержни в сетках рабочей арматуры располагают на протяжении пролета чтобы арматура принимала растягивающие упрочнения. Размещение арматуры выполняется в соответствии с эпюре моментов.
Рис. 1эпюры моментов и Армирование плит при равномерно распределенной нагрузке
а – однопролетная плита; б – многопролетная плита; 1 – стержни рабочей арматуры; 2 – стержни распределительной арматуры
Для многопролетных плит сетки укладывают в двух уровнях. В пролете укладывается нижняя сетка, в местах опор – верхняя сетка.
Стержни рабочей арматуры в большинстве случаев принимают от 3 до 12 мм, располагая их на расстоянии друг от друга (ход стержней) через 100 – 200 мм. Защитный слой бетона для рабочей арматуры должен быть не меньше 10 мм, для толстых плит (толще 100 мм) – не меньше 15 мм. Класс арматуры принимается А400С, и проволоки Вр-I.
Для армирования балок по большей части используется сварные либо вязанные каркасы. Балки смогут быть прямоугольного, таврового, двутаврового и трапециевидного сечения.
Рис. 2 Формы схемы армирования и поперечного сечения балок
а—прямоугольная; б — тавровая; в — двутавровая; г — трапециевидная;
1 — продольные стержни; 2 — поперечная арматура
Высоту балок принимают пролета и назначают кратно 50 мм, если она не более 600мм, и кратно 100 мм при громадных размерах. Ширину балок — высоты. Стержни рабочей арматуры укладываются в соответствии с эпюре моментов в местах происхождения растягивающих напряжений.
В плитах и балках разрешается часть стержней не доводить до опор и обрывать в пролете в местах где арматура по расчету не нужно. Площадь рабочей арматуры должна быть не меньше 0,05 % площади сечения бетона. В качестве рабочей продольной рабочей арматуры употребляется арматура периодического профиля класса А400С ?12?32. В балках шириной более 150 мм устанавливают как минимум несколько рабочих стержней. Эти стержни должны быть доведены до опор. В балках менее 150 мм допускается установка одного рабочего стержня. Для восприятия поперечной силы в сечении балки устанавливают поперечную арматуру. Она устанавливается по расчету либо по конструктивным требованиям. Объединяя продольную рабочую арматуру и поперечную мы приобретаем плоские каркасы. Плоские каркасы м.б. сварными либо вязаными. Объединение нескольких плоских каркасов монтажной арматурой приобретаем пространственный каркас. Вязанные пространственные каркасы приобретают при помощи хомутов. Хомуты м.б. разомкнутые и замкнутые.
Поперечную арматуру устанавливают в любой момент, даже если она не нужно по расчету. При высоте балок до 400 мм ход поперечной арматуры принимается не более высоты сечения балки и не более 150 мм. Для балок высотой более 400 мм — ход не более высоты балки и не более 500 мм.
Эти требования распространяются на приопорные участки длиной пролета балки при равномерно распределенной нагрузке, в остальных частях балки расстояние между поперечными стержнями принимается громадным, но не более высоты балки и не более 500 мм
С целью экономии продольной арматуры часть стержней м. отогнуть и перевести с нижней территории в верхнюю. Отгиб стержней выполняется по расчету на базе эпюры моментов
Защитный слой для балок принимается не меньше 15 мм.
СХЕМА АРМИРОВАНИЯ
Схема бетонной плиты с армированной стяжкой.
Классическая схема армирования плит выглядит следующим образом: рабочие стержни внизу плит, рабочие стержни вверху, арматура, перераспределяющая нагрузки, подставки из катанки. Стержни, каковые используются, смогут иметь и кое-какие отличия. Но в любом случае нужно верно произвести расчет планируемой необходимой толщины и нагрузки бетона.
Расчет толщины производится исходя из пропорции 1:30. Так, дабы определить толщину бетона, которая будет нужна, пригодится поделить длину пролета на 30. Будет возможность взять оптимальную толщину.
Если толщина плит образовывает более чем 150 мм, армирование совершается в 2 слоя, где они находятся приятель на приятеле и связываются между собой посредством проволоки. Сделав расчет, стоит заявить, что размер ячеек не должен составлять примерно 200 на 200 мм, но не меньше 150 на 150 мм. Так, к примеру, в случае, если ширина между несущими стенками будет составлять 6 м, толщина армированной плиты должна быть 0,2 м.
Принципиально важно надежно и прочно закреплять стойки опалубки и выполнить расчет, в силу того, что вес бетона, что будет употребляться при проведении аналогичной операции, достаточно довольно часто достигает 300 кг на 1 м². Единственное, без чего очень сложно обойтись в ходе монтажа армированной конструкции, – это телескопические стойки. Это надежный и эргономичный инструмент. Стойка может выдержать 2 т веса, чего нельзя сказать про доски, в которых смогут показаться микротрещины или сучки.
Область применения
Самый распространенные изгибаемые элементы бетонных балки—и конструкций плиты. Плитами именуют плоские элементы, толщина которых намного меньше длины и ширины. Балками именуют линейные элементы, протяженность которых намного больше поперечных размеров. Из балок и плит образуют многие бетонные конструкции, чаще вторых — покрытия и плоские перекрытия, сборные и монолитные, и сборно-монолитные. Плиты и балки смогут быть однопролетными и многопролетными.
Для многопролетных плит сетки укладывают в двух уровнях. В пролете укладывается нижняя сетка, в местах опор – верхняя сетка.
Стержни рабочей арматуры в большинстве случаев принимают от 3 до 12 мм, располагая их на расстоянии друг от друга (ход стержней) через 100 – 200 мм. Защитный слой бетона для рабочей арматуры должен быть не меньше 10 мм, для толстых плит (толще 100 мм) – не меньше 15 мм. Класс арматуры принимается А400С, и проволоки Вр-I.
Для армирования балок по большей части используется сварные либо вязанные каркасы. Балки смогут быть прямоугольного, таврового, двутаврового и трапециевидного сечения.
Высоту балок принимают пролета и назначают кратно 50 мм, если она не более 600мм, и кратно 100 мм при громадных размерах. Ширину балок — высоты. Стержни рабочей арматуры укладываются в соответствии с эпюре моментов в местах происхождения растягивающих напряжений.
В плитах и балках разрешается часть стержней не доводить до опор и обрывать в пролете в местах где арматура по расчету не нужно. Площадь рабочей арматуры должна быть не меньше 0,05 % площади сечения бетона. В качестве рабочей продольной рабочей арматуры употребляется арматура периодического профиля класса А400С ?12?32. В балках шириной более 150 мм устанавливают как минимум несколько рабочих стержней. Эти стержни должны быть доведены до опор. В балках менее 150 мм допускается установка одного рабочего стержня. Для восприятия поперечной силы в сечении балки устанавливают поперечную арматуру. Она устанавливается по расчету либо по конструктивным требованиям. Объединяя продольную рабочую арматуру и поперечную мы приобретаем плоские каркасы. Плоские каркасы м.б. сварными либо вязаными. Объединение нескольких плоских каркасов монтажной арматурой приобретаем пространственный каркас. Вязанные пространственные каркасы приобретают при помощи хомутов. Хомуты м.б. разомкнутые и замкнутые.
Поперечную арматуру устанавливают в любой момент, даже если она не нужно по расчету. При высоте балок до 400 мм ход поперечной арматуры принимается не более высоты сечения балки и не более 150 мм. Для балок высотой более 400 мм — ход не более высоты балки и не более 500 мм.
Эти требования распространяются на приопорные участки длиной пролета балки при равномерно распределенной нагрузке, в остальных частях балки расстояние между поперечными стержнями принимается громадным, но не более высоты балки и не более 500 мм
Расчет прочности по обычным сечениям. Прямоугольное сечение. Главные понятия
Изгибу подвергаются балки и железобетонные плиты, каковые смогут быть как независимыми конструкциями, так и входить в состав сложных сооружений и конструкций (ребристые плиты, подпорные стенки, рыбо-, судопропускные шлюзы, перегораживающие сооружения и др.). При одиночном армировании рабочая арматура расположена лишь в растянутой территории.
Расчет по прочности обычных сечений к продольной оси элементов прямоугольного сечения сводится к ответу следующих задач:
1 подбор для того чтобы поперечного сечения, которое соответствует требуемой прочности, т.е. определение требуемой площади сечения растянутой арматуры при заданных внешних упрочнениях, стали и классах бетона, предварительно назначенных размерах сечения элемента;
2 определение требуемой площади сечения растянутой недостающего размера и арматуры сечения элемента при заданных внешних упрочнениях, классах арматуры и бетона, предварительно назначенных проценте армирования сечения и одном из размеров поперечного сечения элемента;
3 проверка прочности заданного сечения элемента, заключающаяся в сопоставлении заданного внешнего изгибающего момента с внутренним, соответствующим предельному состоянию разглядываемого сечения элемента.
Расчет прочности по обычным сечениям (1-й группе предельного состояния) рассматривается для прямоугольного и таврового сечения с арматурой в сжатой территории. Наряду с этим главным есть расчет прямоугольного сечения, к которому приводятся остальные виды расчета.
Расчет прямоугольного сечения изгибаемого бетонного элемента (рис. 15) выполняется по формулам
M = R_b * b *x * ( h_0 — x / 2), (18)
R_s * A_s = R_b * b * x, (19)
x = (R_s * A_s) / (R_b * b), (20)
cy = x / h_0 = my * ny, (21)
M = al_0 * R_b * b * h_0 * h_0, (22)
M = iy * R_s * A_s * h_0, (23)
al_0 = cy * (1 — 0.5 * cy), (24)
iy = 1 — 0.5 * cy, (25)
где M – расчетный изгибающий момент;
b – ширина прямоугольного сечения;
h_0 – расчетная высота прямоугольного сечения ( h_0 = h — a ), т. е. высота без расстояния от низа сечения до центра растянутой арматуры;
R_b – расчетное сопротивление бетона на сжатие;
R_s – расчетное сопротивление арматуры на растяжение;
x – высота сжатой территории бетона;
cy = x / h_0 – относительная высота сжатой территории бетона;
my = R_s / R_b – отношение расчетных сопротивлений арматуры к бетону;
A_s – сечение растянутой арматуры;
ny = A_s / (b * h_0) – отношение сечение растянутой арматуры к расчетному сечению бетона ( коэффициент армирования);
al_0 и iy – вспомогательные расчетные переменные.
Рис. 15. Расчетная схема ж/б изгибаемого элемента прямоугольного сечения
Относительная высота сжатой территории бетона (cy) должна быть меньше либо равна коэффициенту граничной высоты сжатой территории бетона (cy_R)
cy = cy_R. (26)
cy_R определяется по эмпирической формуле
cy_R = om / (1 + k * (1 — om / 1.1)), (27)
где om – параметр граничной высоты сжатой территории бетона (для тяжелого бетона om = 0.85 — 0.008*R_b);
k – параметр отношения напряжений в арматуре (для арматуры с площадкой текучести, т. е. классов A-I, A-II, A-III, k = R_s / 400).
Таблица 8 — Расчетные сопротивления тяжелого бетона для расчета по предельным состояния первой группы
| Вид сопротивления | Значения сопротивлений, МПа, для класса бетона по прочности на сжатие при бетоне класса | ||||||||||||
| В7,5 | В10 | В12,5 | В15 | В20 | В25 | B30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | |
| Сжатие Рb | 4,50 | 6,0 | 7,50 | 8,50 | 11,5 | 14,5 | 17,0 | 19,5 | 22,0 | 25,0 | 27,5 | 30,0 | 33,0 |
| Растяжение R b t | 0,48 | 0,57 | 0,66 | 0,75 | 0,9 | 1,05 | 1,20 | 1,30 | 1,40 | 1,45 | 1,55 | 1,60 | 1,65 |
Таблицa 9- Начальный модуль упругости бетона при сжатии Eb,
| В10 | В15 | В20 | В25 | B30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 |
| 19,0 | 24,0 | 27,5 | 30,0 | 32,5 | 34,5 | 36,0 | 37,0 | 38,0 | 39,0 | 39,5 |
Таблица 10 — Расчетные сопротивления арматуры
| Арматура классов | Расчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа | ||
| растяжению | cжатию Rsc | ||
| продольной Rs | поперечной (хомутов и отогнутых стержней) Rsw | ||
| А240 | |||
| А300 | |||
| А400 | |||
| А500 | 435(400) | ||
| В500 | 415 (360) | ||
| Примечание – Значение Rsc в скобках применяют лишь при расчете на короткое воздействие нагрузки. |
Значение модуля упругости Еs принимают однообразными при сжатии и растяжении и равными Еs = 2•105 МПа
Структура.
Структура оказывает решающее влияние на прочностные и деформативные характеристики бетона. Она грубо неоднородна и зависит от бессчётных факторов: зернового состава больших и небольших заполнителей, объемной концентрации цементного камня, водоцементного отношения, способов уплотнения, условий твердения, степени гидратации цементного камня и др.
Структура бетона формируется в виде пространственной решетки из цементного камня, заполненной зернами больших и небольших заполнителей и пронизанной капиллярами и многочисленными микропорами, содержащими химически несвязанную воду, воздух и водяные пары. Исходя из этого бетон представляет собой капиллярно-пористый каменный материал, в котором нарушена сплошность и присутствуют все три фазы — жёсткая, жидкая и газообразная.
Структура цементного камня в бетоне кроме этого сложна и неоднородна. Цементный камень складывается из упругого кристаллического состава и наполняющей его вязкой массы — геля. Сочетание упругой и вязкой структурных составляющих цементного камня наделяет бетон особенностями упругопластично-ползучего тела. Эти особенности проявляются в поведении бетона под нагрузкой и в его сотрудничестве с внешней средой. Для затвердения зерен и гидратации клинкера цементного камня в бетоне достаточно В/Ц не более 0,2. Для лучшей удобоукладываемости цементной смесиВ/Ц увеличивают до 0,5…0,6. Излишек воды испаряется и образует в цементном камне капилляры и многочисленные поры, что снижает прочность бетона и увеличивает его деформативность. Объем пор в цементном камне при обычных условиях твердения образовывает 25…40% от количества цементного камня. Размеры их малы: 60…80% количества пор приходится на долю капилляров с радиусом до 1 мкм (104 см). С уменьшением В/Ц пористость цементного камня значительно уменьшается и прочность бетона возрастает. Исходя из этого на фирмах сборного железобетона используют в основном твёрдые цементные смеси (В/Ц = 0,3…0,4). Бетоны из твёрдых смесей владеют меньшей деформативностью, требуют меньшего расхода цемента.
Теории прочности (больших обычных напряжений, больших касательных напряжений и др.), предложенные для других материалов, к бетону неприменимы. Прочностные и деформативные характеристики бетона в зависимости от его структуры устанавливают экспериментальным методом.
Кубиковая прочность. В бетонных конструкциях бетон в основном употребляется для восприятия сжимающих напряжений. Исходя из этого за главную чёрта (эталон) прочностных и деформативных особенностей бетона принята его прочность на осевое сжатие. Все другие прочностные характеристики (на растяжение, местное сжатие и др.) и модуль деформаций зависят от прочности бетона на осевое сжатие и определяются по эмпирическим формулам посредством экспериментальных коэффициентов. самые простым и надежным методом оценки прочности бетона в настоящих конструкциях есть раздавливание на прессе кубов бетона, изготовленных в тех же условиях, что и настоящие конструкции. За стандартные лабораторные образцы принимают кубы размером 15 х 15 х 15 см; испытывают их при температуре (20 4: 2) °С через 28 дн твердения в обычных условиях (температуре воздуха 15…20°С и относительной влажности 90-100%).
Призменная прочность. Под призменной прочностью знают временное сопротивление осевому сжатию призмы с отношением высоты призмы к размеру стороны квадрата, равном 4. Образцы призматической формы, для которых влияние сил трения меньше, чем для кубов, при однообразном поперечном сечении показывают меньшую прочность на сжатие. В настоящих конструкциях напряженное состояние бетона приближается к напряженному состоянию призм. Исходя из этого для расчета конструкций на осевое сжатие принята призменная прочность бетона, ее величина имеет большое значение при мгновенном загружении. При таком соотношении Н/b влияние опорных плит пресса в средней части призмы (участок разрушения), и гибкости цементного примера фактически не отражается. Наряду с этим имеется в виду, что эталонные призмы набирали прочность в обычных условиях в течение 28 дней и что условия загружения соответствуют требованиям ГОСТа.
Призменная прочность равняется приблизительно 0,75 кубиковой прочности для класса бетона В25 и выше и 0,8 для класса бетона ниже В25.
Прочность при скалывании и срезе.Под чистым срезом знают разделение элемента на части по сечению, к которому приложены перерезывающие силы, к примеру F/2 (рис. 18, а).
Под чистым скалыванием знают обоюдное смещение (сдвиг) частей элемента между собой под действием скалывающих (сдвигающих) упрочнений Бетонные конструкции редко трудятся на скалывание и срез. В большинстве случаев срез сопровождается действием продольных сил, а скалывание — действием поперечных сил. Сопротивление срезу может появляться в шпоночных соединениях и у опор балок, а сопротивление скалыванию — при изгибе преднапряженных балок до появления в них наклонных трещин, если не обеспечена надежная связь между верхней и нижней частями бетона на опорах.
Прочность при долгом действии нагрузки. Пределом долгого сопротивления бетона именуют громаднейшие статические неизменные во времени напряжения, каковые он может выдерживать неограниченно продолжительное время без разрушения. При долгом действии нагрузки цементный пример разрушается при напряжениях меньших, чем при краткосрочной нагрузке Это обусловливается влиянием развивающихся больших неупругих деформаций и трансформацией структуры бетона и зависит от режима нагружения, возраста и начальной прочности образцов.
Долгое сопротивление может составлять 90% краткосрочного.
Прочность при многократном действии нагрузки. Под прочностью бетона при многократно повторных (подвижных либо пульсирующих) нагрузках (предел выносливости бетона) знают напряжение, при котором количество циклов, нужных для разрушения примера, образовывает не меньше 106. Установлено, что предел выносливости бетона значительно уменьшается с уменьшением коэффициента асимметрии цикла. Предел выносливости бетона определяют при помощи умножения временных сопротивлений бетона на коэффициент условий работы бетона.
Предел выносливости связан с нижней границей образования микротрещин. В случае, если многократно вторичная нагрузка вызывает в бетоне напряжения выше границы трещинообразования, то при громадном количестве циклов наступает его разрушение.
Долгое их пределы и сопротивление материалов выносливости в зависимости от режима нагружения, нелинейности деформирования, ползучести, возраста, начальной прочности смогут быть вычислены по методике В. М. Бондаренко.
Конструктивные схемы
Конструктивные схемы строений смогут быть каркасными и панельными (бескаркасными), многоэтажными и одноэтажными. Каркас многоэтажного строения образуется из главных вертикальных и ригелей элементов — и горизонтальных колонн. В каркасном строении горизонтальные действия (ветер, сейсмика и т. п.) смогут восприниматься совместно каркасом и вертикальными связевыми диафрагмами, соединенными перекрытиями в единую пространственную совокупность, либо же лишь каркасом, как рамной конструкцией, при отсутствии вертикальных диафрагм. В многоэтажном панельном строении горизонтальные действия воспринимаются совместно поперечными и продольными стенками, кроме этого соединенными перекрытиями в пространственную совокупность.
Дабы уменьшить упрочнения от усадки и температуры, бетонные конструкции дробят по длине и ширине температурно-усадочными швами на отдельные части — деформационные блоки. В случае, если расстояние между температурно-усадочными швами при температуре выше минус 40 °С не превышает пределов, указанных в табл.1.1, то конструкции без предварительного напряжения, и предварительно напряженные, к трещиностойкости которых предъявляются требования 3-й категории, на усадку и температуру возможно не рассчитывать
строительных конструкций и Основы архитектуры