Расчет металл. Констр-й на поперечный изгиб.

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ на центральное растяжение.

Работают нижние пояса ферм, элементы решетки.Расчет выполняется по 1 группе предельных состояний на прочность.N_p/A_nменьше или равноR_yγ _c.Np

-расчетное растягивающее усилие.Аn-площадь поперечного сечения

Абр.=а*b; Аn=Абр-ПR²; Ry-расчетное сопротивление стали(табл.значение.зависит от марки стали, опр-ся по СНиП «Строит.констр--и»; γ _с-коэф-т условной работы(учитывает неблагоприятное влияние внешней среды), опр-ся по СНиП.Для сплошных прокатных балок и колонн γ _с=1, 1, для растянутых элементов, сварных констр-й γ _с=0, 95.В основу расчета прочности положено условие: разрушение не наступит, если наиб напряжения не привыяст расчётные сопротивления.

РАСЧЕТ МЕТАЛЛ.КОНСТР-Й НА ЦЕНТРАЛЬНОЕ СЖАТИЕ.

На центр.сжатие работают колонны, стойеи, верхние пояса ферм, элементы решетки, ферм.Расчет выполняется по 1группе предельных состояний на прочность и на устойчивость.Расчет на просчность: Nc/An< или равноR_yγ _c.Nc-расчетное сжимающее усилие; Расчет на устойчивостьNc/φ Абр< или равно R_yγ _c.Абр.-площадь поперечного сечения брутта(не по ослабленному сечению); φ -коэф-т продольного изгиба, опр-ся по СниП «Строит.конструкции», зависит от гибкости стержня.гибкость определяется по формуле: λ = l_ef/i_min; l_ef-расч.длина эл-та; l_ef=l_o*μ, где l_o-геометр.длина элемента; μ -учитывает способ закрепления концов.i_min-минимальный радиус инерции(для прокатных элементов i_min относительно осей Х и У приводится в таблицах)

РАСЧЕТ МЕТАЛЛ.КОНСТР-Й НА ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ.

На поеречный изгиб работают балки, ригели, плиты.Расчет производится по двум группам предельных состояний: по 1группе-расчет на прочность; по 2 группе-расчет по деформации, на прогиб, на жесткость.Расчет на прочность: Ммах/ω _min< или равно Ry*γ _c

М_мах-макс.расч.изгиб.момент; ω _min-миним.момент сопротивления; Ry-расч.сопротивление стали; Ммах опр-ся по правилам статики.Для однопролетной балки с равномерно распределенной нагрузкой Ммах опр-ся по формуле: М мах = q*l_ef²/8; q-полная расч.нагрузка на 1 погоный метр длины элемента; l_ef-расчетный пролет.Расч.схема:

Для прокатных элементов ω _min опр-ся по таблице.Разрезные балки сплошного сечения из стали с пределом текучести до 580 МПа и несущих……………………………… рассчитывается с учетом развития в Ме пласт.деформаций.Расчет на прочность производится по формуле: Ммах/1, 12ω _min = Ry *γ _c.Расчет на прогиб: f/l_ef=[f/l_ef].f/l_ef -относит.прогиб констр-и от внешних нагрузок(опр-ся в зависимости от схемы загружения)Для однопролетной балки с равномерно распред.нагрузкой относит прогиб опр-ся по ф-ле: f/l_ef=5q^н*lef³/384EJ; q^н-нормативная нагрузка, Н/см; lef-расч.пролет, см; Е-млодуль упругости стали, Н/см⁴; J-момент инерции сечения(по табл.), см⁴.[f/l_ef]-предел.относит.прогиб из СНиПа «Нагрузки и воздействия»

6.Бетон. Прочность бетона, классы и марки бетона. Бетон- это искусственный строительный материал, полученный в результате твердения смеси, состоящей из вяжущего, воды и заполнителей. В зависимости от объема массы различ бетоны на: 1) плотных заполнителях(щебень, гравий)- тяжелый бетон, 2) пористых заполнителях(шунгизит, керамзит)- легкий бетон, 3) ячеистые бетоны. Наиболее широко принимается в строительстве тяж бетоны плотностью 2200-2500кг/м³, прочность 60-80МПа. Бетоны плотностью более 2500 относятся к особо тяжелым, их используют для защиты от радиации. Бетон на пористых заполнителях имеет плотность менее 2200кг/м³, прочность 40-50МПа. К ячеистым бетонам относят газы и пенобетон прочностью 15МПа. Классы и мрки бетона. 1) класс бетона на прочность и сжатие(В), обязательно указывается в проекте. 2) класс бетона по прочности на растяжение(В_t)- назначается в случаях, когда эта хар-ка имеет важное значение. 3) марка по морозостойкости(F)-назначается для конструкций подвергающихся попеременному оттаиванию и замораживанию в увлажненном состоянии. 4) марка по водонепроницаемости(W)-назначается для конструкций, к которым предъявляются требования по водонепроницаемости(ростверк, бассейны). 5) марка по средней плотности(D)-назначается для конструкций, к которым предъявляются требования по теплоизоляции

7, Арматура и ее виды. Арматура предусматривается там где бетон работает на растяжение, а также предусматривается в жатых элементах, когда прочность бетона сжатию недостаточна. Виды арматуры: 1) стержневая арматурная сталь(d от 6мм) горечекатная гладкая кл.АI, периодического профиля клАII, АIII, АIV, АV, АVI. 2) термически и термомеханически упрочненная сталь периодического профиля клА_т III, А_тIV, А_тV, А_тVI.3) Проволочно- арматурная сталь(d от 3 до 5мм); а) арматурная холоднотянутая проволока периодического профиля клВ_рI, б) высокопрочная гладкая периодического профиля В_рII. 4) арматурные канаты К-7, К-19. Арматура, которая устанавливается по расчету наз рабочей. Конструктивная(монтажная распределительная)-устанавливается без расчета, служит для объединения раб стержней сетки и каркаса. Нормативное сопротивление арм- ры(R_sn) принимается наименьшее значение предела текучести для стержневой арм-ры. Расчетное сопротивление арм-ры растяжения определяется делением нормативного сопротивления на коэффициент по арм-ре. R_s=R_sn/гамма_s- расчетное сопротивление арм-ры растяжению.

8. Арматурные изделия(сетки, каркасы). Для армирования ж/б конструкций применяют арматурные изделия в виде вязанных или сварных сеток и каркасов. Сварные сетки и каркасы изгот при помощи сварных машин на заводах при помощи контактной точечной сварки. Вязанные сетки и каркасы образуются перевязкой стержней в местах их пересечения мягкой вязальной проволокой d 0, 8-1мм. Этот способ требует больших затрат ручного труда, но позволяет изготовлять арматурные изделия из стержней любой формы(ломаных, криволинейных) при пересечениях под различными углами и при любом расположение стержней в пространстве. Сетки. Д-диаметр продольных стержней, d- диаметр поперечных стержней, V- шаг продольных стержней, u- шаг поперечных стержней, А- ширина сетки, L- длина сетки, С₁ и С₂- концы продольных стержней, К₁ и К₂- концы поперечных стержней. Классификация сеток: 1) по диаметру стержней. В зависимости от диаметра стержней сетки бывают: тяжелые и легкие. К тяжелым относят сетки d=12мм и больше. К легким относят сетки d от 3до10мм. сетки изготовляют рулонными или плоскими. Рулонными изгот легкие сетки из арматурной проволоки d от3до5мм. 2) по расположению рабочей арматуры. Сетки подразделяют: с рабочей арм-ой в одном из направлений и с конструктивной арм-ой в другом направлении; с рабочей арм-ой в обоих направлениях. Сетки должны иметь в одном направлении стержни одинакового диаметра. Шаг стержней в одном направлении должен быть одинаковым. Сетки изгот с квадратными или прямоугольными ячейками. Диаметр арм-ры сеток назначают по расчету. Обозначение сеток: С*Д(класс)-шаг/d(класс)-шаг*А*L(см)*С₁С₂/К₁К₂ ГОСТ 23279-85^*. Каркасы. Плоские сварные каркасы состоят из продольных и поперечных стержней. Продольные стержни могут расположены в 1 или 2 ряда. Пространственные каркасы собирают из плоских с помощью шпилек(без сварки) или с помощью поперечных стержней, которые приваривают к продольным стержням.

9.Зщитый слой бетона. Защитный слой бетона- это расстояние от пов-ти арм-ры до наружной пов-ти бетона. Защитный слой бетона должен обеспечивать совместную работу арм-ры с бетоном, а также защиту арм-ры от внешних атмосферных воздействий и высоких температур. = Для продольной раб арм-ры толщина защитного слоя должна быть не меньше диаметра стержня и не менее: плиток толщиной до100-10мм, свыше100-15мм.В балках высотой менее 250-15мм, в балках высотой больше или равно 250-20ммВ колоннах-20мм, в фундаментах: сборных-30мм, монолитных(при наличии бетонной подготовки)-40мм, монолитные(при отсутствии бетонной подготовки)-70мм. = Толщина для поперечной и конструктивной арм-ры должна быть не менее диаметра арм-ры и не менее: при высоте балки до 250-10мм, при высоте балки больше или равно 250-15мм. минимальное расстояние между стержнями продольной арм-ры должно быть не менее диаметра стержня и не менее 25мм. если нижняя арм-ра расположена по высоте в 2 ряда- расстояние между продольными стержнями должно быть не менее 50мм.

10. Расчет ж/б изгибаемых элементов с одиночной арматурой. М_мах< М_В-момент от вн наруки дл М_мах< R_В*в*h₀²ζ (1-0, 5*ζ). М_{мах В}*в*h₀²*A₀. А₀=М_мах/R_в*в*h₀². Момент от внешней нагрузки должна быть< момента, воспринимаемого раст арм-ры. М_мах< М_s. М_мах< N_s*z=1)R_s*A_s(h₀-0.5*х) 2)R_s*A_s(h₀-0.5*ζ *h₀) 3)R_s*A_s*h₀(1-0.5*ζ). М_мах< R_s*A_s*h₀*эта. A_s=М_мах/R_s*h₀*эта-требуемая площадь рабочей арматуры.

11. Расчет ж/б изгибаемых элементов с двойной арматурой. Если высота сжатой зоны бетона Х> Х_R или ζ > ζ _R, то прочность сжатой зоны бетона недостаточна и ее надо усиливать сжатой арм-ой. Если А₀> А_0мах(см табл стр90), то ведем расчет с двойной арм-ой.

а^’- расстояние от сжатого края сечения до центра тяжести сжатой арм-ры. А_s^’-площадь поперечного сечения сжатой арм-ры. Х_R- предельная высота сжатой зоны бетона. N_s^’-усилие, воспринимаемое сжатой арм-ой. Момент внешней нагрузки должен меньше момента воспринимаемого сжатой зоной бетона и сжатой арм-ой. М_МАХ< M_B*S’. М_мах< R_B*в*h₀²*A₀^мах+N_s^’*z. М_мах< R_В*в*h₀*A₀^мах+R_sc*A_s^’(h₀-a^’). М_мах-R_B*в*h₀²*A₀^мах=R_sc*A_s^’(h₀-a^’). А_s^’=М_мах-R_B*в*h₀²*A₀^мах/R_sc(h₀-a^’) - требуемая площадь сжатой арм-ры. М_мах- максимальный момент от внешней нагрузки, А₀^мах-коэф определяется по табл стр90, R_sc-расчетное сопротивление арм-ры сжатию. N_s=N_s^’+N_B; R_s*A_s=R_sc*A_s^’+R_B*в*Х_R; R_s*A_s=R_sc*A_s^’+R_B*в*ζ _R*h₀; (ζ _R=Х_R/h₀→ Х_R=ζ _R*h₀); А_s=R_sc*A_s^’+R_B*в*ζ _R*h₀/R_s - требуемая площадь растянутой арм-ры. ζ _R- коэф определяется по табл стр90. При расчете ж/б конструкции могут встретиться задачи 3-х типов.

12. Особенности расчета сборных конструкций. Конструктивный расчет сборных ж/б конструкций, производится также как расчет монолитных конструкций, но к особенностям расчета можно отнести, то что сборную конструкцию необходимо рассчитывать на транспортное усилие и определение диаметра монтажных петель. 1) расчет на транспортное усилие. В процессе изготовления, перевязки, монтажа сборные ж/б конструкции могут подвергаться силовым воздействиям, которые могут отличаться от эксплуатационных(сжатая зона бетона при транспортировке может перейти в растянутую). Расчет эл-ов транспортировки производится на нагрузку от собственного веса с применением динамического коэф 1, 6.

М_on=g*f*a²/2, A₀=M_on/R_B*в*h₀²→ этта A_s=M_on/R_s*эту*h₀, а- расстояние от края конструкции до монтажной плиты. 2) определение диаметра монтажной плиты. Определяем вес эл-та с динамическим коэф 1, 4. Если предусмотрено поднимать эл-т за 4 петли, то в расчет принимают 3 петли, одна берется в запас и вес изделия распределяется на 3 петли. Определяем усилие, приходящиеся на одну петлю: Р₁=Р/3, A_s=Р₁/R_s; Р- вес изделия с динамическим коэф 1, 4, А_s- требуемая площадь поперечного сечения одной петли.

Диаметр петли должен быть не меньше 6мм, арм-ра клАI, редко АII. 3) расчет плит опертых по контуру. Плиты рассчитывают с опиранием по контуру в случаях, когда отношение длинной стороны к короткой меньше 2. Схемы опирания плит: 1) свободное

2) одна сторона с зацеплением, другие со свободным опиранием

3) две стороны с зацеплением, 2 другии с опиранием

4) 3 стороны с зацеплением, одна со свободным опиранием

5) 4 стороны с зацеплением

В монолитных перекрытиях плиты имеют жеское зацепление с балками по всем 4 сторонам или по 2-3 сторонам. В крупнопанельных зданиях сборные плиты размером на комнату рассчитывают как плиты со свободным опиранием по всем 4 сторонам. Плиты с опиранием по контуру моменты определяются по формуле: (1)пролетные моменты. М_пр^кор=α _кор*Р, М_пр^дл=α _дл*Р, (2) опорные моменты, М_оп^кор=β _кор*Р, М_оп^дл=β _дл*Р, α и β -коэф, зависят от схемы опирания и отношения l_дл/l_rjh, Р- полная расчетная нагрузка со всей площади плиты Р=q*l_дл*l_кор, где q- полная расчетная нагрузка на 1м² плиты l_lk и l_кор- расчетные длины плиты. Знаем моменты определяем площадь рабочей арм-ры: 1) по короткой стороне, А₀=М_пр^кор/R_B*в*h₀²→ эту А_s^кор=М_пр^кор/R_s*эту*h₀, в- участок плиты шириной 100см=1м. 2) по длиной стороне, А₀=М_пр^дл/R_B*в*h₀²→ эту A_s^дл=М_пр^дл/R_s*эту*h₀.

13.

14. РАСЧЕТ НЕ АРМИРОВАННОЙ КЛАДКИ НА ЦЕНТРАЛЬНОЕ СЖАТИЕ.N ≤ mg*ĝ *A*R, гдеN-расчетная продольная сила, mg-коэфиц.учитывает влияние длител. действия нагрузки на несущюю способность элемента, если меньшая сторона сечения больше30см. то =1, если меньше то опред. по формуле.А-площядь поперечного сечения столба или простенка, R-расчетное сопротивл. кладки сжатию определяется по таблице СНИП, и зависит от марки кирпича и раствара. ĝ –коэфициен продольного изгиба опроеделяетс по табл.СНИП, зависит от гибкости и упругой характиристик λ =l_о/h_min, l_о-расчетная длина столба или простенка, h_min-миньшая сторона сечения столба.

15.АРМИРОВАННАЯ КЛАДКА. Армированная кладка производится в тех случаях, когда повышение марки кирпича и раствора необеспечивают требуем прочность кладки, а размеры поперечного сечения не могут быть увеличены. Для армирования кладки применяют сетчатое и продольное атмирование, сетчатот более распрастранено, применятся при небольших эксентрисететах, когда эксентрисе. не выходит за пределы ядра сечения кладки l_о≤ 0, 17h, При больших значениях экентр., сетчатоеармирование не достигает цели. В этом случае необходимо выполнять продольное армирование

Сетчатое армирование

Для сетчатого армирования применяют сварные сетки или метки зигзаг. Диаметр у сварных сеток 3-5мм. У сеток зигзаг3-8мм.2 сетки зигзаг уложенные в смежны рядах=1 сварной сетки, защитный слой должен быть 2мм сверху и снизу сетки.Сетки укладывают так чтобы контрольные стержни выступали за пределы кладки на 3-4мм. В сетках размеры ячеек должны быть от 3 до 12мм. Сетки укладывают через 5 рядов

16. Расчет арм. кладки на центр сжатие.

N< mgфAR_sk-фор-ла расчета.

R_sk-рас. Сопр. арм. кладки оно опр. По формуле:

R_sk=R+2мR_s/100

R-рас. сопр. неарм. кладки. м-% арм кладки, он опред. по формуле:

м=(2A_s/c*s)*100%

A_s- площадь поперечного сеч. арматуры кладки

c-размеры ячейки в сетке

s-шаг сеток по высоте

R_s- рас. Сопр арматуры в кладке

R_s(ВР1) d3-4 210МПа

d5 200МПа

Ф- Коэффициент продольного изгиба арм. кладки, зависит от гиб-сти и упругой хар-сти арм.кладки

λ =l₀/h_min α =R_n/R_skn

R_n-норм. Сопр. неарм кладки. R_n=2R

R_skn-норм. Сопр. арм. кладки. Опр по формуле:

R_skn=2R+2μ R_sn/100

R_sn(ВР1) d3-4 330МПа

d5 315 Мпа