Последовательность расчета элементов стальных конструкций по второй группе предельных состояний

Предельные состояния по ограничению перемещений, сдвигов в соединениях, колебаний и изменения положения конструкций и элементов (вторая группа) характеризуются тем, что нарушаются условия нормальной эксплуатации, связанные с пребыванием людей, работой технологического оборудования и сохранностью ограждающих конструкций.

Значения указанных деформационных величин, определяемые расчетом, как правило, в пределах упругих деформаций стали не должны превышать предельно допустимых значений, установленных СНиП II-23-81*.

В отличие от предельных состояний первой группы, возможность наступления которых, в принципе, не допускается системой частных коэффициентов метода предельных состояний, установленные СНиП II-23-81* для второй группы предельно допустимые значения перемещений или параметров колебаний и изменения положения конструкций могут быть достигнуты (но не превзойдены) в процессе работы конструкций при действии расчетных эксплуатационных нагрузок

Последовательность расчета элементов стальных конструкций по второй группе предельных состояний

Конструкции железобетонных плит и балок. Поперечное сечение, схема армирования

Конструкции плит и балок. Армирование элемента

Область применения

Наиболее распространенные изгибаемые элементы железобетонных конструкций—плиты и балки. Плитами называют плоские элементы, толщина которых значительно меньше длины и ширины. Балками называют линейные элементы, длина которых значительно больше поперечных размеров. Из плит и балок образуют многие железобетонные конструкции, чаще других — плоские перекрытия и покрытия, сборные и монолитные, а также сборно-монолитные. Плиты и балки могут быть однопролетными и многопролетными.

Плитные элементы в основном армируют сварными сетками. Стержни в сетках рабочей арматуры располагают вдоль пролета для того, чтобы арматура воспринимала растягивающие усилия. Расположение арматуры выполняется согласно эпюре моментов.

Рис. 1Армирование плит и эпюры моментов 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 обычно принимают от 3 до 12 мм, располагая их на расстоянии друг от друга (шаг стержней) через 100 – 200 мм. Защитный слой бетона для рабочей арматуры должен быть не менее 10 мм, для толстых плит (толще 100 мм) – не менее 15 мм. Класс арматуры принимается А400С, а также проволоки Вр-I.

Для армирования балок в основном применяется сварные или вязанные каркасы. Балки могут быть прямоугольного, таврового, двутаврового и трапециевидного сечения.

Рис. 2 Формы поперечного сечения балок и схемы армирования

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 больших размерах. Ширину балок - высоты. Стержни рабочей арматуры укладываются согласно эпюре моментов в местах возникновения растягивающих напряжений.

В балках и плитах разрешается часть стержней не доводить до опор и обрывать в пролете в местах где арматура по расчету не требуется. Площадь рабочей арматуры должна быть не менее 0,05 % площади сечения бетона. В качестве рабочей продольной рабочей арматуры используется арматура периодического профиля класса А400С ∅12÷32. В балках шириной более 150 мм устанавливают не менее двух 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 или по конструктивным требованиям. Объединяя продольную рабочую арматуру и поперечную мы получаем плоские каркасы. Плоские каркасы м.б. сварными или вязаными. Объединение нескольких плоских каркасов монтажной арматурой получаем пространственный каркас. Вязанные пространственные каркасы получают при помощи хомутов. Хомуты м.б. разомкнутые и замкнутые.

Поперечную арматуру устанавливают всегда, даже если она не требуется по расчету. При высоте балок до 400 мм шаг поперечной арматуры принимается не более высоты сечения балки и не более 150 мм. Для балок высотой более 400 мм - шаг 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 большим, но не более высоты балки и не более 500 мм

С целью экономии продольной арматуры часть стержней м. отогнуть и перевести с нижней зоны в верхнюю. Отгиб стержней выполняется по расчету на основе эпюры моментов

Защитный слой для балок принимается не менее 15 мм.