Вывод уравнений прочности нормального сечения таврового элемента
Вывод уравнений для расчета прочности нормальных сечений тавровых элементов аналогичен выводу уравнений для прямоугольного элемента. Усилия, возникающие в тавровом элементе, зависят от расчетного случая. Для 1-го случая расчета — см. рис. 7.40, для 2-го случая — см. рис. 7.41.
Из рис. 7.41 видно, что во втором случае расчета площадь сжатой зоны бетона изменилась по сравнению с первым случаем расчета, соответственно изменилась равнодействующая сжимающих напряжений. Место приложения общей равнодействующей сжимающих напряжений определить сложно (надо находить центр тяжести сжатой зоны бетона), проще разбить равнодействующую на две части: равнодействующую сжимающих напряжений в свесах — NCB, она приложена в центре тяжести свесов на расстоянии (h0 - 0,5/г}), и равнодействующую сжимающих напряжений в прямоугольном ребре — Л/р, она приложена на расстоянии Zb от центра тяжести растянутой арматуры. Значения этих равнодействующих:
. 3. Определение расчетного случая тавровых элементовРасчетный случай тавровых элементов определяется из предположения, что нейтральная ось проходит по низу полки, на границе между первым и вторым случаем. При этом положение центра тяжести сжатой зоны находится на уровне половины высоты иголки и расстояние между равнодействующей сжимающих напряжений в бетоне и центром тяжести арматуры определяется как (/г0 - Q,5h'f), а ее величина Nb = Rbb'fh'r.
Тогда изгибающий момент, воспринимаемый элементом при I полностью сжатой полке (момент полки), равен:
Порядок расчета прочности нормального сечения таврового элементаКак и при расчете изгибаемых элементов прямоугольного сечения, возможны следующие типы задач: подбор арматуры (тип 1) и определение несущей способности (тип 2) (проверка прочности). Порядок подбора продольной арматуры (тип 1)
1. Собирают нагрузки, действующие на элемент, и определяют расчетную схему элемента; определяют максимальный изгибающий момент.
2. Принимают сечение балки: h » ('/12—'АУ; b ~ (0,3—0,5)й (размеры сечения могут быть заданы).
3. Задаются классом прочности бетона, классом арматуры и определяют расчетные сопротивления (табл. 2.6, 2.8). Устанавливают коэффициент условия работы бетона уи (наиболее часто ут = 0,9).
4. Задаются расстоянием от крайнего растянутого волокна бетона до центра тяжести арматуры (а я 3—5 см) и определяют рабочую высоту бетона /г0 = h — а.
5. Определяют расчетный случай тавровых элементов:
• если М < Mf, имеют первый расчетный случай тавровых элементов;
• если М > Mf, имеют второй расчетный случай тавровых элементов.
7.4.7. Некоторые правила конструирования железобетонных балок без предварительного напряжения арматуры
Как уже отмечалось, железобетонные балки выполняются различных форм сечения в зависимости от назначения, нагрузок и сопряжения с другими конструкциями. Несмотря на это, их конструирование ведется с учетом ряда общих требований. Рассмотрим некоторые основные походы к конструированию балок:
• наиболее часто применяют балки прямоугольного и таврового
сечений.
В целях унификации высота принимается кратной 50 мм при высоте балки до 500 мм и кратной 100 мм при большей высоте;
• ширина балок прямоугольного сечения Ъ принимается в про-1 делах (0,25—0,5)/г и кратной 50 мм, она зависит от назначения балки, сопряжения ее с вышележащими конструкциями. В балках 1 таврового сечения ширина ребра может быть меньше и определяется только условиями прочности и удобства размещения арматуры в сечении балки;
• в тавровых балках места перехода полки к ребру должны выполняться плавно, что достигается устройством фасок или закруглений;
• арматура принимается в соответствии с требованиями I пп. 2.17*, 2.22* СНиП 2.03.01-84*, в которых рекомендуется пре- ] имущественно применять стержневую арматуру классов At-V(АII, А-Ш, арматурную проволоку класса В-I, допускаете применять и другую арматуру (A-II, A-I), более подробно — см. параграф 2.3.3. Часто в одном каркасе применяют арматуру различных классов, например продольные стержни выполнены I из арматуры класса А-Ш, а поперечные стержни — из арматуры класса Вр-1;
• виды бетона и его классы прочности на сжатие для балок назначаются в соответствии с п. 2.5 СНиП 2.03.01-84*, для тяжелого бетона рекомендуются классы не ниже В7,5. Большинство балок выполняется из тяжелого бетона классов В15—В25, вместе
с тем возможно выполнение балок из легких бетонов;
• арматурные каркасы балок содержат рабочую продольную арматуру (находящуюся в растянутой зоне бетона), поперечную арматуру и продольную монтажную арматуру. Продольная рабочая арматура назначается из стержней одного или, в крайнем случае, двух разных диаметров, принимая их от 12 до 32 мм и располагая в один или в два ряда по высоте. Плоские сварные арматурные каркасы, изготовление которых на заводах автоматизировано, перед постановкой в опалубку (форму) объединяются в объемные каркасы при помощи соединительных стержней арматуры, которые устанавливаются через 0,5—1,0 м и обычно принимаются такого же диаметра и класса, что и поперечные стержни;
• размеры каркаса принимаются меньше размеров балки, что необходимо для обеспечения их свободной укладки в форму. Каркас должен не доходить до граней элемента (формы) на 10 мм при длине изделия до 9 м (рис. 7.42).
• для продольной рабочей арматуры должен быть обеспечен защитный слой бетона аь толщиной не менее диаметра арматуры и не менее: при h < 250 мм — 15 мм; при h > 250 мм — 20 мм. Для поперечной и другой арматуры защитный слой бетона назначается не менее ее диаметра и не менее: при h < 250 мм — 10 мм; при
h > 250 мм — 15 мм;
• назначая диаметры поперечных стержней в сварных каркасах, учитывают соотношение диаметров арматуры, обусловленное требованиями выполнения сварочных работ:
4w 2: 0,254,
где dm — диаметр поперечных стержней;
d, — диаметр продольной арматуры.
При назначении хомутов в вязаных каркасах их диаметры назначают аналогично назначению диаметров поперечных стержней, и они принимаются не менее 5 мм при высоте балки до 800 мм;
• площадь монтажной арматуры Апринимается не менее 10'', от площади продольной арматуры.
При необходимости впоследствии проводится проверка монтажной арматуры по прочности на монтажные и транспортные нагрузки;
• при ширине балки до 150 мм сечение можно армировать одним каркасом, при большей ширине количество каркасов увеличивается (рис. 7.43);
• полка балок таврового сечения должна дополнительно армироваться арматурными сетками (рис. 7.44).
7.4.8. Расчет железобетонных плит по нормальному сечению
1. Область распространения и предпосылкидля расчета
Плитами называют элементы, у которых один размер (толщина) значительно меньше двух других.
Плиты по исполнению могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными, по статической схеме работы они различаются на однопролетные, многопролетные и консольные, по конструкции — сплошные, пустотные и ребристые.
Плиты могут опираться по двум сторонам, и тогда плита работает как балка, изгибаясь в одном направлении, такие плиты называют балочными (рис. 7.45, а). При опирании по трем или четырем сторонам плита работает в двух направлениях, такие плиты называют опертыми по контуру (рис. 7.45, б). Но если в таких плитах отношение длинного пролета плиты к короткому пролету больше или равно 2 (несмотря на опирание по четырем сторонам), плита работает в основном в направлении короткого г пролета и рассматривается как балочная (рис. 7.45, в).
Сплошные однопролетные плиты выполняются, как правило, сборными и применяются для перекрытия небольших пролетов; например, ими могут перекрываться коридоры, лифтовые шахты, подпольные каналы, каналы теплотрасс и т.п. Вместе с тем сплошные плиты могут являться частью сборных железобетонных конструкций или входить в состав монолитных перекрытий, покрытий.
Проектируя плиты, стремятся максимально облегчить их сечение, что достигается уменьшением бетона в растянутой зоне. При этом если требуется гладкий потолок перекрытия, то выполняют пустотные плиты или ребристые плиты ребрами вверх; если не требуется гладкого потолка, выполняют ребристые плиты с ребрами, расположенными в нижней части. В растянутой зоне плит стремятся оставить минимально необходимое количество бетона, нужное для размещения растянутой арматуры и обеспечения прочности. Пустотные и ребристые плиты (панели) с ребрами вниз работают на изгиб как балки таврового сечения, а плиты сплошного сечения — как балки прямоугольного сечения.
Дата добавления: 2015-09-02; просмотров: 2503;