Расчет железобетонных элементов по раскрытию трещин

Железобетонные элементы рассчитываются по раскрытию трещин:

– нормальных к продольной оси элемента;

– наклонных к продольной оси элемента.

Проверка ширины раскрытия трещин не требуется, если, согласно расчету, они не образуются от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок.

Для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов статически определимых систем при однорядном армировании, проверка ширины раскрытия нормальных трещин не требуется в следующих случаях:

а) для арматуры классов А-I и А-II:

при любых коэффициентах армирования m, если диаметр d £ 20 мм;

при m ³ 0,01, если диаметр d = 22 ¾ 40 мм;

б) для арматуры класса А-III:

при любых коэффициентах армирования m, если диаметр d £ 8 мм;

при m ³ 0,01, если диаметр d = 10 — 25 мм;

при m ³ 0,015, если диаметр d = 28 ¾ 40 мм;

в) для арматуры класса Вр-1 ¾ при m ³ 0,006 при любых диаметрах.

В общем случае расчет по раскрытию трещин производится два раза: на непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин.

Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента

Ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, a_crc, мм, следует определять по формуле

где d ¾ коэффициент, зависящий от напряженно-деформированного состояния элементов:

j_l — коэффициент, принимаемый В зависимости от сочетания нагрузок:

h — коэффициент, зависящий от класса арматуры;

s_s ¾ напряжение в стержнях крайнего ряда арматуры S;

¾ коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечения арматуры S к площади сечения бетона (при рабочей высоте h_o и без учета сжатых свесов полок), но не более 0,02,

d — диаметр растянутой арматуры, мм;

Ширина раскрытия трещин а_сrc корректируется.

Напряжения в растянутой арматуре s_s (определяются по формулам для элементов:

центрально-растянутых

изгибаемых

;

внецентренно сжатых и внецентренно растянутых

.

В формуле знак «плюс» принимается при внецентренном растяжении, знак «минус» – при внецентренном сжатии.

z — расстояние от центра тяжести площади сечения арматуры S до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения над трещиной,

Ширина непродолжительного раскрытия трещин от действия всех нагрузок определяется как сумма ширины продолжительного раскрытия от действия постоянных и длительных нагрузок (при j_l > 1,0) и приращения ширины раскрытия от действия кратковременных нагрузок (при j_l = 1,0). Этому соответствует определение ширины непродолжительного раскрытия трещин по формуле

где a_crс,l — ширина продолжительного раскрытия трещин от действия постоянных и длительных нагрузок;

s_sl, s_s — напряжения от суммы постоянных и длительных нагрузок и от всех нагрузок.

Расчет по раскрытию трещин, наклонных к продольной оси элемента

Ширина раскрытия трещин, наклонных к продольной оси элемента, при армировании хомутами, нормальными к продольной оси, должна определяться по формуле

где d_w ¾- диаметр хомутов;

s_sw — напряжение в хомутах,

Расчет элементов железобетонных конструкций по деформациям

Целью расчета изгибаемого элемента по деформациям является определение его прогиба f и сравнение этого прогиба с предельно допустимой нормами величиной f_u:

f ≤ f_u

Величина прогиба элемента существенно зависит от наличия трещин в растянутой зоне. Изгибаемые элементы без предварительного напряжения, как правило, работают с трещинами в растянутой зоне.

Деформации (прогибы, углы поворота) элементов железобетонных конструкций следует вычислять по формулам строительной механики, определяя входящие в них значения кривизны.

Кривизна определяется:

а) для участков элемента, где в растянутой зоне не образуются трещины, нормальные к продольной оси элемента, ¾ как для сплошного тела;

б) для участков элемента, где в растянутой зоне имеются трещины, нормальные к продольной оси, — как отношение разности средних деформаций крайнего волокна сжатой зоны бетона и продольной растянутой арматуры к рабочей высоте сечения элемента.

Определение кривизны железобетонных элементов на участках без трещин в растянутой зоне

На участках, где не образуются нормальные к продольной оси трещины, полная величина кривизны должна определяться по формуле

где — кривизна соответственно от кратковременных нагрузок и от постоянных и длительных временных нагрузок, определяемая по формулам:

j_b1 — коэффициент, учитывающий влияние кратковременной ползучести бетона

Определение кривизны железобетонных элементов на участках с трещинами в растянутой зоне

На участках, где в растянутой зоне образуются нормальные к продольной оси элемента трещины, кривизна изгибаемых, внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых при e_о ³ 0,8h_o элементов прямоугольного, таврового и двутаврового (коробчатого) сечений должна определяться по формуле

Для изгибаемых элементов последнее слагаемое правой части формулы принимается равным нулю. Знак «минус» в этой формуле принимается при внецентренном сжатии, знак «плюс» — при внецентренном растяжении.

М_s — момент относительно оси, нормальной к плоскости действия момента и проходящей через центр тяжести площади сечения арматуры S, от всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения,

z ¾ расстояние от центра тяжести площади сечения арматуры S до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения над трещиной (плечо внутренней пары сил), определяемое согласно указаниям п. 4.16;

y_s — коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона на участке с трещинами;

y_b — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения деформаций крайнего сжатого волокна бетона по длине участка с трещинами

v ¾ коэффициент, характеризующий упруго-пластическое состояние бетона сжатой зоны

Полная кривизна — для участка с трещинами в растянутой зоне должна определяться по формуле

где ¾ кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки,

— кривизна от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;

— кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок.

Определение прогибов

Прогиб f_m, обусловленный деформацией изгиба, определяется по формуле

где — изгибающий момент в сечении х от действия единичной силы, приложенной по направлению искомого перемещения элемента в сечении по длине пролета, для которого определяется, прогиб;

¾ полная величина кривизны элемента в сечении х от нагрузки, при которой определяется прогиб.

ТЕМА 8. Основы проектирования сборных железобетонных конструкций заводского изготовления.

Проектирование сборных железобетонных конструкций с учетом требований технологичности изготовления и монтажа, типизации и унификации изделий. Принципы конструирования сборных железобетонных элементов. Конструирование арматурных изделий. Стыки арматуры, закладные детали, приспособления для строповки.

Конструктивные схемы многоэтажных зданий. Обеспечение пространственной жесткости. Балочные сборные перекрытия. Компоновка конструктивной схемы. Конструктивные решения, принципы расчета и армирования плит перекрытий. Расчет и конструирование ригеля. Безбалочные сборные перекрытия, конструктивные особенности.

Колонны многоэтажных зданий. Расчет и конструирование. Конструктивные решения стыков.

Фундаменты, их классификация. Понятие о работе ленточных и сплошных плитных фундаментов. Свайные фундаменты. Отдельные фундаменты. Принципы расчета и конструирования.

Конструктивная схема одноэтажных каркасных производственных зданий. Основные конструктивные элементы. Системе связей. Конструктивные решения покрытия. Плиты покрытий, фермы, балки, арки. Железобетонные колонны одноэтажных производственных зданий. Покрытия в виде тонкостенных пространственных конструкций.