Расчет эл-в любого симметричн сеч-я, внецентр сж в пл-ти симметрии.

При нагружении эл-в любого симметричн сеч-я до предела их несущей способности в стадии 3 НДС наблюдается 2 случая разрушения:

Случай 1. Внецентр сж эл-ты с относит. большим е прод. силы. Часть сеч-я, более удаленная от точки приложения силы, растянута, имеет трещины, располож. нормально к прод оси эл-та. Растягивающ усилия этой зоны воспринимаются арм-й. Часть сечения, расположенн ближе к сжимающ силе, сжата вместе с наход-ся в ней арм. Разрушение нач-ся с достижением предела текучести в растян арм. Разрушение заверш-ся достижением предельного сопротивления бет и арм. Проц разруш-я - постепенно. В эл-х, работающих по сл. 1, расчетное сопротивление бет в сж зоне, принимают постоянной, равной R_B и в растянутой и сжатой арм - расч сопр-е R_S и R_SC. Случай больших е - усл-е: . Положение границы сж зоны опр-т из равенства значений расч прод силы от действия внешн расч нагрузок и суммы проекций внешн расч сил в арм и сжатой зоне бет на прод ось эл-та: , . Усл-е достаточной несущ способн-ти элемента устанавливают из сопоставления изг. момента М=N·e от действия внешн расч нагрузок и суммы моментов внутренн сил, взятых отн-о оси, нормальной к плоскости действия изг. момента и проход-й ч/з точку приложения равнодействующей усилий в растян арм:

; ; .

Случай2 - малые е. Включает 2 вар. напряженного состояния: 1. все сеч-е сж; 2. сжата большая его часть, нах-ся ближе к прод. силе, а противоположная часть сеч-я испытывает отн-о слабое растяжение. При расчете несущей способности действительную эпюру сжимающих нагр заменяют прямоугольной с ординатой R_b. Расчетное сопр-е сж ар-ры принимают равным R_sc. Сл. малых е - усл-е: . Выс сж зоны: , - напряж-е в арм, выч-ся в зависимости от марки бет и класса арм.

45. Сж эл-ты, усилен.косв.армированием. (3.22 [5])

Если в коротком сж эл-те установить поперечную арм-ру, способную эффективно сдерживать попереч. деф-ции, то этим можно существ. увел. его несущ. способность - косвенное армирование.

Для эл-тов с кругл. и многоугол. попереч. сеч-ми косв. армир. - в виде спирали / сварных колец. Для эл-ов с прямоуг. сеч-ем - объемное косв. армир. в виде часторазмещенных попереч. сварных сеток (местн усиление ж/б сборн кол вблизи стыков). Внутри спирали / сетки - повышение сопр-я бет сж.

Спиральные кольца подобно обойме сдерживают поперечные деф-ции, возник при продольном сжатии, обуславливая повышение сопротивления бет продольн.сжатию, в т.ч и после появления в нем 1-ых продол. трещин.

Продол.деф-ции эл-тов, усил. косв. арм-рой, очень велики и тем больше, чем сильнее попереч. армирование.

Расчет прочности: п. 3.22 [5].

46. Конструктивн особ-ти растян эл-в. В условиях центрального растяжения нах-ся затяжки арок, нижние пояса и нисходящие раскосы ферм, стенки круглых в плане резервуаров для жидкостей и др. Центрально-растянутые эл-ты прим-т, как прав, предварит напряженн, что > сопр-ие образ-ю трещин в бет.

Растянутая предварит. напрягаемая арм (стержни, проволочные пучки, арм канаты) в линейных элементах (затяжки арок, нижние пояса ферм) не д. им стыков. В поперечн сеч-и эл-та предварительно напрягаемую арм размещают симметрично (см рис: 1 - напрягаем арм, 2 - ненапряг арм, 3 - каналы для напряг арм, 4 - поперечн арм), чтобы при передаче обжимающего усилия избежать внецентренного обжатия эл-та. При натяжении на бетон предварительно напряженная арм, размещаем в специально предусматр-х каналах (3), в процессе обжатия не работает в составе поперечн сеч-я эл-та. В этом случае в эл-те предусмотрено небольш кол-во ненапрягаем арм (2), расположенн ближе к наружн поверхностям - для предотвращения возможных внецентренных возд-й в процессе обжатия. Стержнев рабоч арм, применяем без предварит напряж-я, (2) соед-ся по длине сваркой.

В условиях внецентренн растяжения нах-ся стенки резервуаров, испытывающ внутренн давление от содержимого, нижние пояса безраскосных ферм и др эл-ты; они одновременно растяг-ся продольн силой N и изгибаются мом М, что равноценно внецентренному растяжению усилием N с e=M/Nотн-о прод. оси эл-та.

Внецентренно растянутые элементы армируют прод. и поперечн. стержнями аналогично армированию изг-х эл-в, но если прод. растягивающ сила N прилож м/у 2мя равнодействующими усилий в сж и раст арм - то армируют подобно армир-ю центр.-растянут-х эл-в.

Содержание прод арм д.б. μ ≥ 0, 05%.

47. Расчет прочности центрально-раст эл-в. (6.2.19 [1])

Их разрушение - после того, как в бет образ-ся сквозные трещины, и он в этих местах выключ-ся из раб, а напряж-е в арм достигает предела текучести (для мягких ст), времен сопр-ия (для ост-х ст). Несущ спос-ть центр раст эл-та обусловлена предельн сопр-м арм без участия бет.

Расчет - 6.2.19 [1].

N=γ _S6R_SA_SP+R_SA_S (в общ случ с напрягаем и ненапрягаем арм).

γ _S5=l_x/l_p (умножают на R_S в эл-х с напрягаем арм), где l_x - расст-е от нач зоны передачи напряжений до рассматриваем сеч-я арм в пределах этой зоны; l_p - полн дл зоны передачи напряж-й.

48. Расчет прочности элементов симметричного сечения, внецентренно растянутых в плоскости симметрии. (6.2.20 [1])

При внецентренном растяжении эл-ов симметричного сеч. возможны 2 случая работы:

1. (см. рис (а)) внеш. прод. растяг-щая сила приложена м/у равнодействующими усилий в сжатой и раст. арм. Пред. состояние по несущ. способ-ти эл-ов хар-ся тем, что бетон в эл-х пересечен попер. сквозными трещинами, след-но, в норм. сечениях внешнему усилию сопр-ся лишь прод. арм-ра. Разрушение эл-та наступает, когда напряж-я в прод. арм-ре S и S’ достигают пред. знач-я. Несущ. спос-ть эл-та проверяют из усл:

2. (см. рис (б)) внеш. прод. растяг. сила нах-ся за пределами расст-ия м/у равнодействующими усилий в арм-ре S и S’. Пред. сост-е по несущ спос-ти сходно с пред. сост-м изг-х эл-в. Часть сечения у грани, более удаленной от силы N сжата, а противопол - растянута. Вследствие образования трещин в бетоне растян. зоны сечения растяг. усилия в трещинах восприним-ся только арм-рой. Несущ. спос-ть эл-та обусловлена пред. сопрот-ем растяжению арм-ры растянутой зоны, а также пред. сопр-ем сжатию бетона и арм-ры сжат. зоны. При этом, если в сжат.зоне наход-ся предварит. напрягаемая арм-ра, напр-ия в ней приним-ся: , пред.сопр-ие в арм-ре сжат.зоны; - пред. напр-ие в арм-ре сжат.зоны.

Несущ. спос-ть проверяют из условия:

Высоту сжат.зоны опр-ют:

При расчете должно соблюдаться усл: .

49. Расчет на прочность пространственн сеч-й эл-в, подвергнутых изгибу с кручением. (6.2.36-6.2.41 [1], 3.36-3.38 [5])

Кручение жбк в чистом виде - не встреч-ся, а с изгибом - часто. Сопр-ие жбк кручению меньше чем изгибу. Поэтому, не смотря на небольшие крутящ мом, их необх учит-ть. При кручении в жбк возникают главн сжимающ и растягивающ напряж-я под углом 45 град к его продольн оси. Появл-е трещин и их наклое обусловл интенсивностью и направлением главн растягивающ напряж-й. Трещ появл-ся на ранних стад-х нагружения и располаг-ся по витообразн линиям. После образ-я трещ силы в напр-ии главн растягивающ напряж-й восприним-ся арм, а силы в напр-ии гл сж напряж-й - бет. Разруш-е происх, когда в раст арм появл-ся значит удлинения.

На участках интенсивного кручения эл-ты армир-ся спиральн арм / попер и прод стрежнями; спиральн эффективнее.

50. Деф. швы (6.78-6.82 [3]) - в зд-х с большими размерами / состоящ из неск-х с разными высотами: температурн, осадочн, антисейсмическ.

1. Температурн деф. швы (поперечн и продольн) - от образ-я трещин вследствие деф-ций, вызванных колебаниями температур; обеспечивают независимость всех надземных конср-ций зд-я. Наиб. расст-я м/у темп. деф. швами: 1. Сборно-каркасн зд-я, в т.ч. смешанные - отапливаем - 60 м; неотапливаем - 40 м; 2. Сборно-сплошные: отапл - 50 м; неотапливаем - 30 м; 3. Монолитн и сборно-монолитн каркасн: отапл - 50 м; неотаплив - 30 м. Суммарная ширина деф. швов зависит от деф. блоков зд-я и возможных колебаний температур. В усл-х средней температуры деф. блоки м. разд-ть деф. швами шир 5 мм; если сооруж-е возводят при низкой темп, то шир шва - 20-30 мм.

2. Осадочн швы - при примыкании новых зд-й к старым, в местах сопряжения зд-й разл выс, при возвед-ии зд-й на неоднородных и просадочных грунтах и вып-т за счет парных кол, опирающ-ся на независимые фунд.

3. Антисейсмич швы - в зд-х, располагаем в районах землетрясений; разрезают зд-е на отд-е отсеки, обеспечивая из независим осадку.

51. Расч сх сборных эл-в в проц транспортирования и монтажа. Эл-ты при подъеме, транспортир-ии и монтаже испытывают нагр от собств веса, при этом расч сх м. отлич-ся от их расч сх в проектн положении. Сечение эл-в, запроектирован на восприятие усилий в проектн положении, м. оказ-ся недостаточн для проц транспортир-я и монтажа => расч сх эл-в назнач-т т.о., чтобы усилия, возникающ при транспортир-ии и монтаже, б. возможно < - устраивают соответствующ расположение монтажн петель, строповочн отверстий, мест опирания, показывают его на рабоч чертежах.

Эл-ты рассчит-т на нагр от собтв веса с учетом коэф-та динамичности k_Д: 1. при транспортир-ии = 1, 6; 2. при подъеме и монтаже = 1, 4. Коэф-т надежности γ _f=1.

Расч. сх. сборн кол в проц монтажа:

1. при подъеме за 1 петлю:

2. при подъеме за 2 петли

52. Стыки и концевые участки эл-тов сборн констр-ций.

Стыки и соед-я: 1. по назнач-ю соед-х эл-в (по функц признаку): а) стыки кол с фунд, кол др с др, ригелей с кол; б) узлы опирания подкранов балок, ферм, балок покрытий на кол; в) узлы опирания пан на ригели.2. по виду усилия, действующ на констр-ю (по расч-конструктивн признаку): а) испытывающ сж (стыки кол); б) растяжение (стыки растянут поясов ферм); в) изгиб с поперечн силой (соед-е ригеля с кол).

В стыках усилие от 1 эл-та к др перед-ся ч/з соединяемую сваркой рабоч арм, мет закладн дет, бет замоноличивания. Стык д. обладать прочностью и жесткостью, неизменяемостью взаимного положения эл-в, д.б. технологичны в изгот-ии.Зазоры м/у соединяем эл-ми назначают минимальными; опр-т доступностью сварки выпусков арм, удобством укладки в полости стыка бет смеси (50-100 мм и >). При заливке швов р-ром зазор м.б. минимальн, но не < 20 мм. При конструировании стальн закладн дет втапливают в констр-цию так, чтобы после нанесения защитн слоя на поверх-ти эл-в не б. выступов.

Концевые участки сж соединяемых эл-в усиливают поперечн сетками косвенного армирования. Сетки уст-т у торца эл-та не < 4 шт. на длине не < 10d рабоч стержней, при этом шаг сеток S д.б. не < 60 мм и не > 150 мм, а также не > 1/3 размера меньшей стороны сеч-я. Размер ячеек сетки а не < 45 мм и не > ¼ меньшей стороны сеч-я и не > 100 мм.

В сборных предв напряжен эл-х предусм местное усиление концевых участков против образ-я продольных раскалывающих трещин при отпуске натяжения арм, устанавливая дополнит попер напрягаем / ненапрягаем арм; уст-т на всю выс эл-та и приваривают к опорной закладной дет. У торца эл-в уст-т дополнит косвенную арм (μ =2%) на длине не < 0, 6 от длины эл-та и не < 200 мм при продольн арм.

Усиление концевых участков предв напрягаем арм: 1 - дополнит поперечн стержни, 2 - сетки косвенн армирования, 3 - стальн закладн дет, 4 - прод напрягаем арм.

В стыках и соед-х сборных ж/б эл-в стальн закладн дет проектир-т в виде пластинок и приварен к ним тавровых анкеров, испытывающ действие усилий M, N, Q. Для усиления сопр-ия сдвигу и отрыву к пластинке приваривают нахлесточн анкерные и поперечн ребра.

53. Классиф-я плоских перекр-й.

1. балочные (в кот. балки раб-т совместно с опирающ-ся на них плитами перекр-й); 2. безбалочн (плита опир-ся на кол с уширениями) - чаще в многоэт пром зд-х.

И 1, и 2 м.б.: сборн; монолитн; сборно-монолитн.

Т.к. конструктивн сх сборн и монолитн исполнения разл, то их классиф-т так: 1. балочные сборные; 2. ребристые монолитн с балочн плитами; 3. ребрист монолитн с плитами, опертными по контуру; 4. балочн сборно-монолитн; 5. безбалочн сборные; 6. безбалочн монолитн; 7. безбалочн сборно-монолитн.

Плиты в составе конструктивн эл-в перекр-я в завис-ти от отношения контура м.б.: 1. при отношении сторон l₂/l₁> 2 - плиты счит-ся балочн, работающ на изгиб в напр-ии меньшей стороны, при этом изг моментов в направл-ии большей стороны избетают; 2. при отношении сторон l₂/l₁≤ 2 - плиты - опертые по контуру, работающ на изгиб в двух направлениях и имеющ перекрестн рабоч арм.

54. Балочные сборные перекр-я. В состав перекр-я вх. плиты и поддерживающие их балки - ригели (главн балки). Ригели вместе с кол образ-т рамы.

1 - ригели; 2 - кол; 3 - плиты перекр-й.

Компоновка конструктивн сх перекр-й заключ-ся в выборе направления ригелей, установления их шага, размеров пролета, типа и размеров плит перекр-й. Учит. неск факторов: 1. времен нагр, назнач-е зд-я, арх-планировочн реш-я; 2. общ компоновку констр-ций всего зд-я; 3. технико-экон показ-ли констр-ций перекр-я.

55. Ж/б фундаменты. Фунд-т – констр подзем части зд-я, ч/з кот перед-ся нагр от вышележ конст и от людей, оборудования - на основание, т. е. на грунт.

По конструкт схеме: ленточные (под стены или ряд отд-ых опор); столбчатые (под легкие стены, под колонны); сплошные - под всей площадью здания (при слабых неоднородных грунтах основания)

По м-ду возведения: сборные и монолитные.

Сборные ф-ты: Ф-ты выпол-ют из тяжел бетон класса В15-В25, устанавл-ют на песчано-гравийную уплотнен подготовку толщин 100 мм. В ф-ах предусмар-ют армат-ру, располагаем по подошв в виде сварных сеток. Минимал толщину защитн слоя арматур приним 35 мм. Если под ф-ом нет подготовки, то защитн слой делают не менее 70 мм.

Монолитные ф- ты. Армиров-е монол-х ф-ов и устр-во армиров-го пояса под или над фунд-ми из кладочных материалов заключ-ся в установке арматур-го каркаса из стальных прутьев, проволоки и т.н. Для изгот-ия армат-х каркасов прим круг, горяч.катан и холодносплющенная сталь период-го профиля.

Армат каркасы собирают из заранее заготовл-х стержней и хомутов. Заготовка арматуры сост из следующих работ: выпрямл арм стали, очистки ее от ржавчины, резки стержней, сварки стыков при изгот каркасов. Крепление штучной арм в местах пересечения выполняют с соблюдением следующих требований:

Стержни диаметром до 25 мм скрепляются точечной сваркой, вязальной проволокой, пластмас соединит эл-ми; Стержни диам более 25 мм скреп-ют только дуговой сваркой; Перевязкой или сваркой д.б. соединено не менее 50% пересечений, при этом пересечения в углах обязательно соединяются; Перелом осей стержней арматуры диаметром до 40 мм в сварных стыковых соедин осущ-ют с накладками, выполненными дуговой сваркой протяженными швами. При бетонир-ии защит слой бетона должен составлять не менее 50 мм.

56. Констр-и 1эт пром зд-й. Конструктив. и технологич. особенности 1эт пром зд явл-ся обородуван их транспор-ми средствами – мостовыми и подвесными кранами. К эл-м констр одноэт пром зд с балочн покрытием относят: кол (стойки), заделанные в фунд, ригели покрытия, опирающиеся на кол (балки, фермы, арки), плиты покрытия, уложенные по ригелям, подкрановые балки, световые и аэрационные фонари.

Осн конструкция каркаса - поперечн рама, образован кол и ригелями. Пространственная жесткость и устойчив-ть достиг защимлением колонн в фунд (жесткое).

Мостовые краны. Перемещен груза поперек пролета осущ-ся движен по мосту тележки с крюком на гибкой / жесткой подвеске. Мостовые краны различают по режиму работы (по интенсивн эксплуатац и грузоподъемн): -легкий (1К-3К)- редкая несистематическ работа, малая скорость (до 60м/мин) передвижен (ремонтн цех); - средн (4К-6К) -интенсивн работа кр, скор до 100 м/мин (сборочные цехи); – тяж (7К-8К)- max интенсивн 3хсменная раб кр, высок скор более 100 м/мин (литейные цехи). Грузопод м.б. 10, 20, 30, 50 и >. Мост кран сообщает каркасу здан вертик и горизонт нагр. Верт нагр складыв из веса моста, тележки, принимаем груза и передаются ч/з колеса крана на подкранов пути.

Колонны 1эт зд м.б. классифицир-ы в зав-ти от х-ра измен-я попер-го сечения по длине, характера конст, видa соед-й заводских элементов и констр схемы. Колон б-ют с пост-ым сеч-я с переменным — ступенчатые. Колон с пост сечен прим в зд-ях без мост кр, в зд с кр грузоп до 10 т. В остальных случаях прим ступенч колонны. По хар-ру констр различ колонны сплошные, имеющие сплошную стенку м/у поясами, и сквозные, в кот пояса ветвей соед-ны друг с другом решеткой или планками. Сплошные - при кр Q до 30 т и отн небольшой выс зд-я (до 12 м)4 сквозные - при Q> 30 т и выс зд-я > 12 м.

Сквозные - более эконом по затрате металла, но трудоемки в изготовлении. Широкое прим им колонны смешанного типа, в которых верхние (надкрановые) участки, вследствие ограниченных габаритов, выпол сплош, а ниж— сквоз. К колон такого типа относится большинство ступенчатых колонн 1эт промышленн зд-й.

Ригели поперечных рам м.б. сплошн или сквозн, а соедин их со стойками жесткое или шарнирн. Жестк соедин-ие приводит к уменьшен изгибающ момент, но при этом не достигается независимая типизация ригелей и колонн рамы, т.к. нагр, прилож к колон, вызыв-ет изгиб момен и в ригеле, а нагр, прилож к ригел-ю, вызыв изг момен в колонне. При шарнирн соед возможн типизац ригелей и колонн, т.к. в этом случае нагр, прилож к одному из эл-ов не вызыв изг мом-ов в др эл-те. Констр соед ригел с кол выполн монтажн сварк стальн опорн листа с закл деталью в конце колонны. При пролете до 18 м в кач-ве ригел прим предвар напр балки, при пролете 24, 30 м – фермы.

Фонари сост из поперечн фонарн ферм и стоек, несущ плиты покрыт и опирающ на ригели поперечн рам. В плоскости стоек фонаря размещ бортовые плиты, ширину фонаря и высоту переплетов устанавл в завис-ти от треб освещ цеха, она обеспеч-ся при ширине фонар = 0, 3-0, 4l. Прим-т фонар ширин 6 м при пролете до 18 м и ширин 12 м при 24 и 30 м.Сопряжен несущ эл-ов фонар с ригелями поперечн рам выпол-ют на монтажн болтах с последующ сваркой стальн закл детал.

57. Сист связей каркасного зд-я. Сист верт-х и гориз-х св - для обеспечения жесткости покрытий, придания устойчивости сж поясам ригелей поперечн рам, восприятие ветров нагр, действующ на торец зд-я и тормозных усилий от мостовых кранов. Сист св раб-т совместно с основными эл-ми каркаса и повышает пространственную жесткость зд-я.

1. Вертикальн св. (рис. б) При действии горизонтальн нагрк в продольн направлении зд-я ветров и кранов усилия восприним-ся продольн рамой-ригелем, кот явл-ся покрытия. Сопряж-е м/у плитами покр-я и кол осущ-ся ч/з балки/фермы, облад-х малой жесткостью. Поэтому при отсутствии связей гориз сила, приложен к покрытию, м. привести к значит деф-циям ригелей, а приложен к 1 из кол, вызвать ее существ деф-цию без передачи нагр на ост-е кол.

Вертикальные связевые фермы из стальн уголков уст-т в крайних пролетах температурн блока м/у кол и связывают ж/б распорками / распорками из стальн уголков по верху кол (рис а). Решетки вертик связевых ферм для восприятия гориз сил, действ-х слева / справа, проектир-ся как крестов сист. При небольш выс ригеля на опоре (до 800 мм) и наличия опорн ребра, способного воспринять гориз силу, прод связи вып-т только в виде распорок по верху кол. Вертик св м/у кол из ст уголков уст-т в кажд прод ряду в середине темп. блока; их приваривают к ст. закладн дет кол.

3. Горизонт св - по нижн поясу ригелей. Ветров нагр выз-т изгиб кол торцевой стены. Для < расч пролета этих кол покрытие исп-т как горизонт опору. В зд-х большой выс и с больш пролетами рациональнее создать гориз опору для торц стены и в уровне нижн пояса ригеля - устройством горизонт связевой фермы (рис. а). Такая доп. опора возм также в виде гориз фермы в ур верха подкранов балок. Горизонт св по нижнему поясу вып-т из стальн уголков. Давл-е перед-ся ч/з вертик св на кол - фунд - грунт.

4. Гориз св по верхн поясу ригелей. Устойчивость сж пояса ригелей обеспечивается плитами покрытия, приваренн закладными деталями к ригелям. При наличии фонаря расч длина сж пояса ригеля = ширине фонаря. Для < расч пролета по оси фонаря уст-т распорки, кот в крайних пролетах темп блока прикрепляют к гориз фермам из ст уголков.

5. Св по фермам. Фонарн фермы объед-т в жесткий пространственный блок устройством системы ст связей: вертикальн - в плоскости остекления и горизонтальн - в пл-ти покрытия фонаря.

1 - вертик связев фермы, 2 - распорка по верху кол, 3 - вертик св по кол.