Шпаргалки по ЖБК - файл

Шпаргалки по ЖБК - файл.

Бетон - искусственный каменный материал, образованный в результате твердения правильно подобранной смеси вяжущего, воды и заполнителей.

Физико-механические свойства бетона зависят от способа его изготовления, используемых в составе материалов и условий твердения. В процессе изготовления и эксплуатации бетон для ЖБК должен обладать определёнными свойствами: прочностью; хорошим сцеплением с арматурой; плотностью; водо - и радиационной непроницаемостью; огнестойкостью и т.д. В зависимости от назначения и условий эксплуатации к ЖБК предъявляются специальные требования и свойства: морозостойкость; жаростойкость; коррозионная стойкость; биостойкость. Для получения бетона с выше перечисленными свойствами подбирают по количественному соотношению вида цемента, крупности заполнителя и разных добавок.

Таблица 1 - Классификация бетонов.

В несущих и ограждающих кон-ций зд. и соор.

б) специальные бетоны: жаростойкие, химическистойкие, декоративные, теплозащитные, радиационнозащитные, нагревающие.

В несущих и ограждающих конструкций, к которым предъявляются требования по условиям эксплуатации.

по виду заполнителя.

г) крупнопористой структуры.

Только для конструкций воспринимающих сжимающие усилия.

Различают также бетонополимер, полимербетон, фибробетон (армирование тонкой проволокой.

Новое поколение бетонов - высококачественные бетоны, которые разделяют на: 1) очень высококачественные (60-150МПа); 2) ультра высококачественные (свыше 150МПа - фибробетон.

К роме классификационных признаков бетона их часто разделяют в зависимости от условий твердения на: естественное твердение; подвергнутое тепловой обработки и атмосферному давлению. Структура бетона оказывает большое влияние на его прочность и деформативность. При затворении водой смеси заполнителя и цемента образуется гель (студнеобразная масса), а часть соединения выделяется в виде кристалла. С течением времени гель твердеет, кристаллы объединяются в кристаллические сростки и склеивают все зёрна заполнителей в монолитный твёрдый бетон. Важным фактором, влияющим на структуру бетона, является содержание в нём воды - водоцементное отношение (В/Ц).В/Ц=0,2, однако по технологическим соображениям применяют В/Ц=0,3-0,4 (жёсткие смеси, малоподвижные), В/Ц=0,5-0,7 (подвижные смеси), В/Ц>0,7 (литые смеси). Структура бетона неоднородна. Формирование структуры бетона продолжается также во времени.

Вода затворения вступает в реакцию с вяжущим, а избыточная вода, испаряясь, образует многочисленные поры. Избыточное количество воды и нарушение режимов термообработки приводят к формированию неоднородной структуры бетона. Из-за наибольшего количества открытых пор, в зависимости от условий эксплуатации эти свойства бетона оказывают огромное влияние на прочностные и деформативные характеристики бетона. Для этого надо иметь температурно-влажностный режим и учитывать длительность и характер нагрузки. 2 Классы бетона, изменение прочности во времени.

По показателям прочности устанавливается их гарантированное значение, так называемые классы бетона.

При проектировании конструкций в зависимости от назначения и условий эксплуатации нормами устанавливаются показатели качества бетона.

- класс бетона по прочности на сжатие и растяжение.

- марка по морозостойкости, плотности, водонепроницаемости, самонапряжению.

Класс бетона по прочности на осевое сжатие( В, Па) и на растяжение В t Класс бетона по прочности на сжатие – сопротивление сжатию кубов , испытанных через 28 суток при t=20 относительной влажности не ниже 55% с учетом статической изменчивости прочности. Чтобы оценить изменчивость прочности и обеспечить ее гарантированность для заданного класса бетона значения, прибегают к методам теории вероятности.

Для наблюдения значительной прочности выбирают партию не менее 60 образцов. При этом определяют.

R m - среднее значение прочности по кубам или математическое ожидание.

S m – средне квадратичное отклонение прочности, иначе, стандарт.

V m – коэффициент вариации прочности бетонной партии.

Наименьшее вероятное значение временного сопротивления бетона определяется.

В нормах на проектирование предусматривается обеспеченность или доверительная вероятность не менее 95%, значит из 100 испытанных кубов не менее 95 должны обладать прочностью B. Это имеет место при значении . Подставив в формулу, получим.

Кривая нормального распределения Гаусса.

Нормами установлены классы бетона по прочности на сжатие B3,5…B60. Для проектирования ЖБК применяют класс бетона не ниже В7,5.

Класс бетона по прочности на осевое растяжение - характеризуется прочностью бетона на осевое растяжение с учетом статистической изменчивости, применяя коэффициент вариации В t = 0,8-3,2 МПа. 3 Призменная прочность бетона, прочность при растяжении, срезе и скалывании. Прочность при многократном загружении.

Прочность – способность тела сопротивляться внешним воздействиям, не разрушаясь. Существуют различные виды прочности бетона.

К убиковая прочность. Определяется при испытании на сжатие под прессом кубов бетона, изготовленных в тех же условиях, что и конструкция. Эталонный образец – куб размером 150х150х150 мм, хранившийся при t = 20±2°С и влажности 90-100% в течение 28 сут. и испытанный в нормальных условиях (t = 20±2°С и влажность 65%). Предел прочности куба при разрушении – кубиковая прочность. Применяют кубы с другими размерами ребра (100 или 200 мм), в этом случае в расчёты вводится масштабный коэффициент.

Призменная прочность. Предел прочности призмы при разрушении принимают за призменную прочность. Определяется при испытании на сжатие призм размером 150х150х600 мм (или 100х100х400 мм), т.к. при отношении высоты призмы к ребру основания ?4 трение на работу призмы не влияет. Призменная прочность больше соответствует прочности бетона на сжатие в реальных конструкциях ещё и потому, что форма призмы больше напоминает конфигурацию изделий или конструкций. При испытании призмы прочность определяют делением разрушающей силы на площадь. Зависимость призменной прочности от кубиковой установлена экспериментально.

- для тяжёлого бетона; - для лёгких (ячеистых) бетонов.

Прочность при осевом растяжении. Ориентировочно можно определить по формуле Фере.

k = 0,8 – для бетона класса. В25; k = 0,7 – для бетона класса. В30.

Призм. прочность при растяжении в 10 – 20 раз 6. Эта прочность – выносливость. Прочность бетона в этом случае зависит от количества циклов, кот. характеризуется ассиметрией цикла.

При загружении бетона кратковременной нагрузкой развиваются упругие и неупругие деформации.

У пругие деформации, как правило, наблюдаются на первоначальном этапе загружения, и их величина зависит от скорости загружения. При мгновенной скорости загружения можно наблюдать только упругие деформации. Если образец загружать по этапам и замерять деформации на каждой ступени дважды (сразу после приложения нагрузки и через время после выдержки под нагрузкой) получится ступенчатая линия, которую можно объединить в диаграмму (рис. 4.1.

I - при мгновенном загружении II - полные деформации при ступенчатом загружении При достаточно большом числе ступеней загружения зависимость между напряжениями и деформациями может быть изображена плавной кривой (рис.4.2.

И з диаграммы 4.2 видно, что при небольших нагружениях ? в 0,5R в возникают микротрещины и нарушается линейная зависимость и наступает нелинейная ползучесть. Для количественного определения деформации ползучести при сжатии вводят понятия меры ползучести C t - представляет собой относительную деформацию ползучести в момент времени t соответствующей приращению ползучести и характеристики ползучести ? t - отношение деформации ползучести в момент времени t к мгновенной деформации. 5 Деформации при многократном повторном загружении. Предельные деформации при сжатии и растяжении.

5.1 Характер развития деформации зависит от величины повторно- прикладываемых напряжений и количества циклов.

При напряжениях ниже предела выносливости c увеличением циклов нагружения происходит накопление остаточных пластических деформаций с постепенным переходом зависимости от криволинейной формы к линейной.

С увеличением напряжения до , но так, чтобы оно не превышало предела выносливости R t . может происходить дальнейшее накопление остаточной пластической деформации. Однако, бетон при действии этого напряжения может работать неограниченное время как упругий материал. При напряжении превышающем предел выносливости после некоторого числа циклов интенсивность в бетоне начинает возрастать, главным образом, пластические деформации. В образце развиваются микротрещины, обе ветви диаграммы обращены вогнутостью к оси . При дальнейшем увеличении напряжения, то есть достижение предельных деформаций, происходит его разрушение.

5.2 Предельные деформации бетона- это деформации, которые зависят от состава и структуры бетона, класса бетона, длительности продолжения нагрузки, условия работы бетона.

Предельные деформации наблюдают перед разрушением образцов, значения этих деформаций для расчетов принимают в следующих пределах.

- осевое сжатие- -кратковременное загружение.

- при длительном загружении.

- при изгибе и внецентренном сжатии.

- при центральном растяжении.

Предельные деформации при центральном растяжении в 10-20 раз меньше предельных деформаций сжимаемости. У бетонов на пористых заполнителях предельная сжимаемость примерно в 2 раза выше, чем у тяжелых бетонов таких же марок. 6 Арматура для железобетонных конструкций, ее назначение. Классификация арматурной стали.

В ЖБК арматуру обычно устанавливают для восприятия растягивающих усилий и усиления бетона сжатых зон сечения. Необходимое количество арм-ры определяют расчётом конструкций на действие нагрузок от внешних сил и собственного веса конструкции.

- рабочую; - монтажную; - распределительную.

Рабочую арм-ру устанавливают по расчёту; монтажную – по конструктивным и технологическим соображениям.

2 – распределительная арматура.

3 – монтажная арматура.

4 – поперечная арматура (хомуты.

Р ис. – Армирование ЖБ элементов Степень насыщения бетонного сечения арм-рой регламентируется СНиП в зависимости от вида конструкции и условий её работы. Степень насыщения арм-рой характеризуется коэфф-м армирования.

1)в зависимости от технологии изготовления.

- горячекатаная стержневая (d = 6 – 40 мм.

- холоднотянутая проволока (d = 3 – 8 мм.

- упрочнённая вытяжкой или волочением; - термомеханическое упрочнение; 3) по форме поверхност - периодического профиля;- гладкая.

Вся арматурная сталь делится на классы. Классы стержневой горячекатаной арматуры обозначается А и в зависимости от её основных механических характеристик делится на 6 классов: АI - AVI. Если арматура термически упрочнена, её подразделяют на 4 класса и обозначают: A T III - A T IV. Дополнительной буквой с (A T III с ) указывается возможность соединения этой арматуры сваркой. Буква к (A T III к ) характеризует повышенную коррозионную стойкость. Буква в.

(A T III в ) - упрочнение вытяжкой. Специальная сталь обозначается A с III. АI - гладкая (d=6-40мм); AII - периодического профиля (d=10-80мм); AIII - горячекатаная периодического профиля (ёлочка d=6-40мм). Арматурную проволоку подразделяют на 2 класса: ВI и ВII - проволока гладкая (В р I и В р II - рифлёная.

В р I - обыкновенная холоднотянутая низкоуглеродистая проволока. ВII и В р II -проволока высокопрочная, углеродистая и изготовлена многократным волочением. Из поволок d=1.5 - 5 мм изготавливают 7-ми проволочные канаты класса К-7, К-19. Каждому классу арматуры соответствует определённая марка стали с одинаковыми механическими характеристиками, но различным химическим составом. В обозначении марки стали отражается содержание углерода и легирующих добавок. Например: 25Г2С (0,25% - содержание углерода; Г - сталь легирована марганцем; 2С - содержание кремния.

Основными физико-механическими характеристиками стали являются прочностные и деформативные характеристика, эти свойства характеризуют диаграммой напряжений-деформаций получаемой путём испытания на растяжения стандартных образцов.

1 - малоуглеродистые; 2 - высокоуглеродистые стали.

Все стали по характеру диаграммы делятся на: с явно выраженной площадкой текучести (мягкие) и не явно выраженной площадкой текучести (термоупрочнённые.

Для сталей имеющих физический предел текучести ? у - (для мягких сталей) принимается в расчётах за нормативное сопротивление, эти стали также имеют характеристику предела прочности ? us и предельное удлинение при разрыве. Высокие пластические свойства стали создают благоприятные условия для работы ЖБК.

Стали имеющие условный предел текучести, характеризуемые напряжением, при котором остаточные деформации составляют 0,2% от максимальных значений. В расчётах этих сталей используют условный предел текучести в качестве нормативной характеристики, используя, так же как и в бетоне, статические методы обработки. В зависимости от типа конструкции и условий эксплуатации учитываются часто следующие свойства арматурной стали: свариваемость, реологические свойства (ползучесть и релаксация), динамическое упрочнение (имеет место при действии кратковременных динамических нагрузок). 8 Арматурные изделия. Соединения арматуры.

С целью индустриализации арматурных работ и сокращение их трудоемкости отдельные стержни объединяются при помощи специальных сварочных машин в сетки, каркасы и армоблоки.

Сетки . Различают сетки рулонные и плоские.

а) рулонные б) плоская.

Арматурные сетки: а) рулонные; б) плоские.

Рулонные сетки имеют ограниченные массой (100-500кг) размеры: ширина не более 3,5м, длина зависит от веса. Рабочая арматура имеет диаметр до 8мм. Используют в качестве арматуры проволоку ВI,BрI d=3-5мм, возможно использование класса А до 8мм.

Плоские сетки имеют максимальную ширину 2,5м, длину до 9м. В качестве рабочей арматуры, как правило, используют АIII d=6-10мм, располагая в продольном или поперечном направлении, или в обоих сразу. В качестве распределительной арматуры используют BI, арматуру AI.

Каркасы. Сварные каркасы состоят из продольных и монтажных стержней, объединенные поперечными стержнями. Рабочие стержни могут располагаться в 1 или 2 ряда. В отдельных случаях допускается приварка сверху дополнительного рабочего стержня.

Плоские каркасы объединяют пространственные каркасы или арматурные блоки. Качество точечной электросварки каркасов зависит от соотношения диаметров свариваемых продольных и поперечных стержней и должно не превышать 1/3, 1/4.

Стыки. Стыки соединения сварной арматуры выполняют, как правило, при помощи электросварки.

Для соединения арматуры АI- AVI применяют контактную сварку, при этом соотношение d 1 и d 2 должно быть не менее 0,85.( рис а и б). Если диаметр стержней меньше 20мм, то применяют дуговую сварку с накладками (рис в), выполняя ее 4 или 2-х фланговыми швами. Допускается в отдельных случаях применять нахлесточное соединение стержней арматуры (рис г). Соединение внахлестку арматурных стержней d=8-40мм с пластинкой выполняют дуговой сваркой фланговыми швами (рис д). Соединение стержней арматуры в тавр выполняют автоматической дуговой сваркой под слоем флюса (рис е.

На стройплощадках при монтаже соединяют арматурные стержни, применяя дуговую и ванную сварку в инвентарных формах. Стыки сеток в нерабочем состоянии выполняют внахлестку с перепуском между крайними рабочими стержнями не менее 50мм, при диаметре распределенной арматуры до 4мм и при большем диаметре не менее 100мм. Плоские сетки при диаметре рабочей стержней не менее 16мм могут в нерабочем направлении укладываться впритык друг к другу, а их стык сверху перекрывается дополнительной сеткой не менее 100мм в каждую сторону от стыка. Стыки сеток и каркасов следует располагать в конструкциях вразбежку.

По способу производства арматура может быть горячекатаной, термомеханически упрочненной, холоднодеформированной. Ненапрягаемая арматура S240 (AI), S500 (AII-AVI). Для преднапряженных конструкций S800, S1200, S1400. 9 СУЩНОСТЬ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЁННОГО ЖБ И СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ПРЕДНАПРЯЖЕНИЯ. ПОТЕРИ НАПРЯЖЕНИЙ В АРМАТУРЕ. СЦЕПЛЕНИЕ АРМ-РЫ С БЕТОНОМ. АНКЕРОВКА АРМ-РЫ В БЕТОНЕ.

Совместная работа арм-ры и бетона в ЖБК обеспечивается их сцеплением и различными конструктивными закреплениями арм-ры в бетоне. Сцепление – сопротивление забетонированного стержня выдёргиванию или продавливанию. Сцепление является основным свойством ЖБК и зависит от ряда физ.-механ. факторов.

1 – зацепления за бетон выступов на поверхности арм-ры периодич. профиля (70.

2 – сил трения, возникающих в результате обжатия арм-ры в процессе усадки бетона.

3 – склеивания арм-ры с бетоном благодаря клеящей способности цементного геля.

При круглой и гладкой арм-ре сопротивление скольжению уменьшается, а с повышением класса и возраста бетона и уменьшением В/Ц – увеличивается.

Экспериментально установлено, что напряжения сцепления по длине армат. стержня распределены неравномерно и их максимальная величина не зависит от длины заделки стержня в бетоне (l an ), в расчёт вводят средние напряжения сцепления.

Среднее значение напряжений.

d – диаметр стержня; l an – длина анкеровки.

Как правило, для гладких стержней при средних марках бетона величина ? bd , m находится в пределах 2,5…4,0 МПа, для стержней периодического профиля – до 7,0 МПа.

Закрепление концов арм-ры в бетоне обеспечивают с запуском арм-ры за рассматриваемое сечение на длину зоны передачи усилий с арм-ры на бетон, т.е. рассчитывается длина анкеровки ( l an ) . Помимо этого, сцепление арм-ры с бетоном обеспечивается с помощью анкерных устройств.

Непреднапрягаемая арм-ра из гладких стержней анкеруется в виде полукруглых крюков диаметром 2,5d. В сетках и каркасах из гладкой арм-ры привариваются стержни поперечного направления. Для непреднапряжённой конструкции для стержней периодического профиля рассчитывается l an.

w an . an – коэфф-ты условий работы и запаса прочности, определяются по СНиП.

В изгибаемых элементах растянутые стержни должны быть заведены за грань свободной опоры на величину не менее 10d. Если на приопорных участках отсутствуют трещины, l an может быть уменьшена до 5d. Длина анкеровки в растянутом бетоне. 25 см, в сжатом – 20 см.

Преднапряжённые ЖБК в процессе изготовления получают искусственно созданные значительные сжимающие напряжения в бетоне натяжением высокопрочной арм-ры. При использовании преднапряжения учитывают деформационные свойства бетона и арм-ры. Для преднапряжения используется, как правило, высокопрочная сталь, способная воспринимать напряжение ? s > 340 МПа. К такой арм-ре относят AIV – AVI, AIIIв, AтIV – AтVI, проволоку В-II, канаты К-7, К-19. Применение преднапряжённого ЖБ позволяет: 1)существенно уменьшить расход стали засчёт использования арм-ры высокой прочности; 2) повысить трещиностойкость конструкции и прогибы, увеличить жёсткость; 3) повысить выносливость конструкции; 4) увеличить долговечность конструкции при эксплуатации их в агрессивных средах; 5) снизить массу конструкций, уменьшив расход бетона; 6) преднапряж. ЖБК могут служить заменой конструкций из стали и дерева.

Преднапряжённые конструкции работают по следующей схеме.

Для создания предварит. напряжения существует 2 схемы натяжения арм-ры.

1 – натяжение на упоры; применяется, в основном, в конструкциях малых и средних пролётов.

2 – натяжение на бетон; используют обычно в большепролётных конструкциях (фермы, мосты.

Рис. – Натяжение на упоры.

Рис. – Натяжение на бетон.

При натяжении на упоры арматурный стержень закрепляют с одной стороны на спец. упор, а с другой натягивают домкратом, который также закреплён на упоре. После натяжения стержня в форму укладывают бетонную смесь, которая, затвердевая, сцепляется с арм-рой. Если освободить арм-ру от упоров, то она, сокращаясь, обжимает бетон.

При натяжении на бетон сначала изготавливается конструкция, как правило, слабоармированная, или с расположенным в ней каналом. После приобретения бетоном необходимой прочности арматурный стержень закладывают в канал, закрепляя его с одной стороны анкером, а с другой - в домкрате. Стержень натягивают домкратом, а после натяжения его закрепляют вторым анкером (со стороны домкрата), который упирается в бетон. Когда домкрат убирают, в канал под давлением нагнетают цементный раствор или песчаный бетон, обеспечивающий сцепление арм-ры с бетоном.

Натяжение на упоры производится 1) механическим, 2) электротермическим и 3) электротермомеханическим способом. Для 1) используют гидравлические винтовые домкраты, намоточные машины, лебёдки. При 2) стержневую или проволочную арм-ру, снабжённую на концах ограничителями, предварительно нагревают до t = 300-350°С, в результате чего арм-ра удлиняется. Нагретые стержни укладывают в форму таким образом, чтобы ограничители оказывались за упорами формы. При остывании стержни укорачиваются, упоры этому препятствуют, в арм-ре возникают заданные растягивающие напряжения. После укладки и твердения бетона арм-ру отпускают с упоров и она обжимает бетон. Способ 3) – совмещение способов 1) и 2.

В последнее время для создания предварительного напряжения в конструкциях применяют бетоны на напрягающемся цементе. Увеличиваясь в объёме и имея хорошее сцепление с арм-рой, бетон создаёт растягивающие напряжения в ней. Такие конструкции – самонапряжённые, метод – физико-химический.

В зависимости от способа изготовления и вида напрягаемой арм-ры, она может применяться с анкерами на концах или без них. Длина зоны анкеровки в напрягаемой арм-ре без анкеров принимается равной длине зоны передачи напряжения с арм-ры на бетон (l p ): l p = (w p ·? sp /R bp + ? p )·d.

sp – преднапряжение в арм-ре с учётом потерь.

R bp – передаточная прочность бетона.

В элементах из бетона на пористых заполнителях длина анкеровки увеличивается на 20%. Для преднапряж. арм-ры периодического профиля: l p . 15d.

Анкеры являются обязательными при натяжении арм-ры на бетон, а также на упоры, если сцепление арм-ры с бетоном оказывается недостаточным. Зона анкеровки при недостаточной её величине может иметь продольные трещины, местное смятие бетона в торцах или проскальзывание арматурных стержней. Для предотвращения этих дефектов продольные участки элемента усиливают путём увеличения поперечного сечения арм-ры, устройства поперечной и косвенной арм-ры, охватывающей все продольные стержни, и повышением класса бетона.

В зонах передачи напряжений устраиваются также анкерные устройства на стержнях: гайки, навинчиваемые на нарезные концы стержня; высаженные на одном из концов головки; цанговые зажимы и коротыши, привариваемые к стержню.

Потери предварит. напряжения. Экспериментально доказано, что начальное преднапряжение арм-ры не остаётся постоянным, а уменьшается с течением времени из-за потерь. Эти потери обусловлены физико-механич. свойствами материалов, технологией изготовления и конструкцией элементов.

Различают потери первые (? losI ) и вторые (? losII ). Каждые из этих потерь характеризуются определёнными значениями и в состав первых входят потери ? 1 – ? 6 . в состав вторых – ? 7 – ? 11 . Каждая величина потерь рассчитывается или назначается в соответствии с требованиями СНиП, видом арм-ры и методом создания преднапряжения.

Первые потери возникают до обжатия бетона и в основном учитывают реалогические свойства стали (технологические потери.

1) потери от релаксации напряжений в арм-ре при механическом способе натяжения – ? 1.

2) потери от температурного перепада (разность температур натянутой арм-ры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилия натяжения при прогреве бетона) – ? 2 ; 3) потери от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств – ? 3.

4) потери от трения арматуры при натяжении на бетон вследствие трения о стенки каналов или поверхность конструкций – ? 4.

5) потери от деформации стальной формы при изготовлении преднапряжённых ЖБК – ? 5.

6) потери от быстро натекающей ползучести бетона – ? 6.

Вторые потери возникают в уже изготовленном изделии в результате обжатия бетона (эксплуатационные потери.

1) потери от релаксации напряжений при натяжении на бетон – ? 7.

2) потери от усадки бетона и соответствующего укорочения элемента – ? 8 . зависят от вида бетона, способа натяжения и условий твердения.

3) потери от ползучести бетона – ? 9.

4) потери от смятия бетона под витками стержневой или кольцевой арматуры – ? 10.

5) потери от деформаций обжатия стыков между блоками сборных конструкций – ? 11 . При натяжении на упоры.

Сумма потерь первых и вторых может составлять в пределах 30% от назначаемого преднапряжения.

Под предельным состоянием понимают состояние конструкции после достижения, которого дальнейшая эксплуатация становится невозможной вследствие потери способности сопротивления внешним нагрузкам, получении недопустимых перемещений или получения повреждений. В соответствии с этим установлены две группы предельных состояний: 1) по несущей способности; 2) по пригодности к нормальной эксплуатации.

Расчёт по первой группе предельных состояний выполняется с целью предотвращения разрушения конструкций по прочности, потере устойчивости или её положения (расчёт на опрокидывание), а также усталостное разрушение (расчёт на выносливость.

Расчёт по второй группе предельных состояний имеет с цель не допустить развития чрезмерных деформаций (расчёт по прогибу), исключить образование трещин в бетоне или ограничить ширину их раскрытия, а так же в необходимых случаях обеспечить закрытие трещин при снятии части нагрузки.

Расчёт по первой группе предельных состояний является основным при подборе сечения, по второй группе предельных состояний производиться производится расчёт тех конструкций, которые могут потерять свои эксплуатационные качества вследствие образования трещин, чрезмерных прогибов или чрезмерного их раскрытия и преждевременной коррозии арматуры.

При расчёте ЖБК по предельным состояниям, действующие на конструкции нагрузки и прочностные характеристики материалов учитывают возможную изменчивость и могут отличаться от средних значений, поэтому для обеспечения нормальной эксплуатации сооружения и возможного наступления предельных состояний конструкции, вводится система коэффициентов учитывающих неблагоприятную сторону различных факторов. К ним относятся: 1) коэффициент надёжности по нагрузке ? t - учитывающий изменчивость нагрузок или воздействий.

2) ? в и ? s - коэффициент надёжности по бетону и арматуре учитывающий изменчивость свойств прочностных материалов; 3) ? n - коэффициент надёжности по назначению конструкций . учитывающий степень ответственности и капитальности зданий и сооружений; 4) ? в i и ? si - коэффициент условий работы бетона и арматуры позволяющие оценить особенности материалов конструкций; 5) коэффициент ? i учитывающий сочетание нагрузок. Расчётные коэффициенты устанавливают на основе вероятностно-статических методов, они обеспечивают работу конструкции на стадиях изготовления, транспортирования и монтажа.

При проектировании надо учитывать нагрузки, возникающие при возведении и эксплуатации сооружений, а также при хранении и перевозке конструкций. Нагрузки, используемые в расчётах, делятся на: постоянные, временные, особые.

К постоянным нагрузкам относятся: вес частей сооружений несущих и ограждающих; вес и давление грунтов; воздействие предварительного напряжения.

Временные нагрузки делят на: 1) длительные - вес жидкости и твёрдых тел, вес оборудования, нагрузки на перекрытие от складированных материалов; 2) кратковременные - вес людей и материалов в зонах обслуживания и ремонта, часть нагрузки на перекрытия зданий, нагрузка от подвесных и мостовых кранов, снеговые и ветровые нагрузки, температурные воздействия.

3) особые нагрузки - сейсмические, взрывные, нагрузки отрезного нарушения технологического процесса, воздействие неравномерных деформаций оснований.

Здания и сооружения подвергаются одновременному действию разных нагрузок, поэтому расчёт их должен выполняться с учётом наиболее неблагоприятных сочетаний этих нагрузок или усилий вызванных ими. В расчётах различают основные сочетания, к которым относятся постоянные, длительные и кратковременные и второстепенные - все перечисленные нагрузки и особые. Вероятность одновременного появления наибольших нагрузок учитывается коэффициентом сочетания ? i . Если в основном сочетании включаются постоянные и только одна временная нагрузка, то ?=1; при учёте двух временных длительно действующих нагрузок ?=0,95; при появлении двух и более кратковременно действующих нагрузок ?=0,9.

В расчётах ЖБК используют нормативные и расчётные значения нагрузок. Установленные нормами наибольшее значение нагрузок, которые могут действовать на конструкцию при её нормальной эксплуатации называется нормативными . Фактическая нагрузка в силу разных обстоятельств может отличаться в большую или меньшую сторону, это отклонение учитывается коэффициентом надёжности по нагрузке. Расчёт конструкций по первой группе предельных состояний производят с использованием расчётных нагрузок, которые определяют умножением нормативных нагрузок на коэффициент надёжности по нагрузке. При расчёте по второй группе предельных состояний производят с использованием нормативных нагрузок.

Прочностные характеристики материалов также как и нагрузки обладают изменчивостью, при проектировании в расчёты вводят нормативные и расчётные сопротивления материалов. Нормативным сопротивлением бетона R bn является призменная прочность на осевое сжатие, которое определяется по нормативному значению кубиковой прочности или по полученным экспериментальным данным образцов призм с учётом их обеспеченности 0,95. R bn = R bm (1-?V m ), B= R m (1-?V m ), R bm =0.72 R m.

Расчётное сопротивление бетона получаем путём деления нормативного сопротивления на коэффициент запаса по бетону ? в =1,3 R bt = R btn /? в.

При расчёте по первой группе предельных состояний используют расчётные сопротивления бетона. При расчёте по второй группе предельных состояний ? в =1 и в расчёт вводят нормативные значения сопротивления бетона. Помимо коэффициента запаса прочности бетона в расчёты вводят коэффициент условий работы по бетону, который увеличивает или уменьшает расчётные и нормативные значения бетона.

При расчете жбк по предельным состояниям, действующие на конструкцию нагрузки и прочностные характеристики материалов учитывают возможную их изменчивость и могут отличаться от средних значений. Поэтому для обеспечения нормальной эксплуатации сооружения и возможности наступления предельных состояний конструкций вводиться система коэффициентов, учитывающая неблагоприятную сторону различных факторов. К таким коэффициентам относится.

- коэффициент надежности по нагрузке j f . учитывающий изменчивость нагрузок или воздействий.

- коэффициент надежности по бетону и арматуре j b . j s . учитывающий изменчивость прочностных свойств материалов.

- коэффициент надежности по назначению конструкций j n . учитывающий степень ответственности и капитальности зданий и сооружений.

- j bi , j si ,- коэффициенты условий работы бетона и арматуры, позволяющие оценить особенности материала конструкций и условия работы.

- коэффициент ,учитывающий сочетание нагрузок, действующих на конструкцию.

Расчетные коэффициенты устанавливают на основе вероятности на статических методах. Они обеспечивают работу конструкций на стадии транспортирования, изготовления и монтажа.

При проектировании следует учитывать нагрузки, возникающие при возведении и экплуатации сооружения, а также при хранении и перевозке конструкций. Нагрузки, используемые в расчетах подразделяются на постоянные, временные и особые.

К постоянным нагрузкам относятся вес частей сооружения, вес и давление грунтов, воздействия предварительного напряжения.

Временные нагрузки делятся на длительные и кратковременные. К временным длительным относятся: вес стационарного оборудования, вес жидкости и твердых тел, нагрузки на перекрытие от складируемых материалов. К кратковременным относятся: вес людей и материалов в зонах обслуживания и ремонта, часть нагрузки на перекрытие здания, нагрузка от подвесных и мостовых кранов, снеговые и ветровые нагрузки, температурные воздействия.

К особым относятся: сейсмические, взрывного воздействия нагрузки, нагрузки от резкого нарушения технологического процесса, воздействия неравномерных деформаций основания.

Здания и сооружения подвергаются одновременно действию различных нагрузок, поэтому расчет должен выполняться с учетом наиболее неблагоприятных сочетаний этих нагрузок или усилий, вызванными ими. В расчетах различают основные сочетания. К ним относятся постоянные, длительные и кратковременные нагрузки. Особые сочетания – все перечисленные нагрузки и плюс 1 особая.

Вероятность одновременного появления наибольших нагрузок учитывается коэффициентом сочетания . Если в основном сочетании включается постоянная и только одна временная нагрузка, то . При учете двух и более нагрузок временно длительно действующих . При появлении двух и более кратковременно действующих нагрузках.

В расчетах жбк используют нормативные и расчетные значения нагрузок. Установленные нормами наибольшие значения нагрузок, которые могут действовать на конструкцию при ее нормальной эксплуатации- нормативные. Фактическая нагрузка в силу различных обстоятельств может отличаться в большую или меньшую сторону. Это отклонение учитывается коэффициентом надежности по нагрузке j f.

Расчет конструкций по первой группе предельных состояний производят с использованием расчетных нагрузок, которые определяются умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке.

Для постоянной нагрузки j f .= 1,1-1,3, для временной j f .= 1,2-1,6. При определении устойчивости принимают j f . ’ sp в количестве 15 – 25 % от нижней рабочей преднапряж. арм-ры.

Для преднапряж. конструкций характерны развитая сжатая полка, обеспечивающая условия прочности элемента под нагрузкой, опирание настила и устойчивость верхнего пояса.

Сечение растянутой зоны преднапряжённых балок выбирают из расчёта размещения преднапряж. арм-ры, создания необходимого защитного слоя и обеспечения прочности бетона при обжатии. Поэтому проектирование и армирование торцевых концов элементов имеет особое значение. В этих участках для восприятия местных напряжений от усилия обжатия устанавливают сварные сетки с арм-рой d. 4 мм, охватывающие всю преднапряжённую арм-ру.

Хомуты устанавливают с шагом 50 – 100 мм.

При армировании изгибаемых элементов используют также совместное армирование сечения напряжённой и ненапрягаемой арм-рой – смешанное армирование.

Защитный слой бетона для рабочей арм-ры должен быть не менее d стержня и не менее: в плитах толщиной h 250 мм – 20 мм. Для распределительной арм-ры защитный слой должен быть не * ограничивает ширину свеса полки, вводимой в расчёт. Ширина b f ' вводится в расчёт из условия, что ширина свесов полки в каждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролёта элемента и не более при наличии поперечных рёбер или при h f ' ? 0.1 h - 1/2 расстояния в свету между продольными рёбрами. При решении задач сечений, имеющих полку с нейтральной линией проходящей в ней, рассматривается, в первую очередь значение момента, которое может воспринимать полка. Если внешний момент сжатия больше момента воспринимаемого полкой M > M f , x ' , то нейтральная линия будет проходить в ребре, а если момент меньше или равен моменту воспринимаемому полкой M ' , то нейтральная линия проходит в полке. При решении задач рассматривается, как правило, работа тавровых сечений конструкции с нейтральной линией проходящей в полке. Этот случай расчёта считается случаем №1.