Основы расчета и конструирования ж/б монолитных ж/б каркасов зданий и сооружений

Передаточная прочность бетона Rbp (прочность бетона к моменту его обжатия, контролируемая аналогично классу бетона по прочности на сжатие) назначается не менее 11 МПа, а при стержневой арматуре классов А-VI, Ат-VI, Ат-VIК и Ат-VII, высокопрочной арматурной проволоке без анкеров и арматурных канатах — не менее 15,5 МПа. Передаточная прочность, кроме того, должна составлять не менее 50% принятого класса бетона по прочности на сжатие.

Для конструкций, рассчитываемых на воздействие многократно повторяющейся нагрузки, минимальные значения класса бетона, приведенные в таблице 8 СНиП 2.

03.01−84*, при проволочной напрягаемой арматуре и стержневой напрягаемой арматуре класса А-IV независимо от диаметра, а также класса А-V диаметром 10−18 мм должны увеличиваться на одну ступень, т. е. 5 МПа, с соответствующим повышением передаточной прочности бетона.

Мелкозернистый бетон без специального экспериментального обоснования не допускается применять для железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию многократно повторяющейся нагрузки, а также для предварительно напряженных конструкций пролетом свыше 12 м при армировании проволочной арматурой классов В-II, Вр-II, К-7 и К-19.

Для замоноличивания стыков элементов сборных железобетонных конструкций класс бетона следует устанавливать в зависимости от условий работы соединяемых элементов, но принимать не ниже В7,5.

Для армирования железобетонных конструкций должна применяться арматура, отвечающая требованиям соответствующих государственных стандартов или утвержденных в установленном порядке технических условий и принадлежащая к одному из следующих видов:

Стержневая арматурная сталь:

а) горячекатаная — гладкая класса А-I, периодического профиля классов А-II и Ас-II, А-III, А-IV, А-V, А-VI;

б) термически и термомеханически упрочненная — периодического профиля классов Ат-IIIС, Ат-IV, Ат-IVС, Ат-IVК, Ат-V, Ат-VК, Ат-VСК, Aт-VI, Ат-VIК и Ат-VII;

Проволочная арматурная сталь:

в) арматурная холоднотянутая проволока:

обыкновенная — периодического профиля класса Вр-I;

высокопрочная — гладкая класса B-II, периодического профиля класса Вр-II;

г) арматурные канаты — спиральные семипроволочные класса К-7, девятнадцатипроволочные класса К-19.

Для закладных деталей и соединительных накладок принимается, как правило, прокат из углеродистой стали.

В железобетонных конструкциях допускается применение упрочненной вытяжкой на предприятиях строительной индустрии стержневой арматуры класса А-IIIв (с контролем удлинений и напряжений или с контролем только удлинений).

Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы снижаются (или повышаются) путем умножения на соответствующие коэффициенты условий работы (si, учитывающие либо опасность усталостного разрушения, неравномерное распределение напряжений в сечении, условия анкеровки, низкую прочность окружающего бетона и т. п., либо работу арматуры при напряжениях выше условного предела текучести, изменение свойств стали в связи с условиями изготовления и т. д.

Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний второй группы Rs, ser вводят в расчет с (s = 1,0.

Расчетные сопротивления поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) Rsw снижаются по сравнению с Rs путем умножения на коэффициенты условий работы (s1 и (s2:

а) независимо от вида и класса арматуры — на коэффициент (s1 = 0,8, учитывающий неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине рассматриваемого сечения;

б) для стержневой арматуры класса А-III диаметром менее 1/3 диаметра продольных стержней и для проволочной арматуры класса Вр-I в сварных каркасах — на коэффициент (s2 = 0,9, учитывающий возможность хрупкого разрушения сварного соединения.

4.

3. Образование и ширина раскрытия трещин В качестве условия трещинообразования следует использовать условие прочности бетонных элементов двухкомпонентной среды.

После образования трещин следует использовать модель анизотропного тела общего вида при нелинейных выражениях зависимостей усилий или напряжений от перемещений с учетом следующих факторов:

углов наклона трещин к арматуре и схем пересечения трещин;

раскрытия трещин и сдвига их берегов;

жесткости арматуры: осевой — с учетом сцепления с полосами или блоками бетона между трещинами; тангенциальной — с учетом податливости бетонного основания у берегов трещин и соответственно осевых и касательных напряжений в арматуре в трещинах;

жесткости бетона: между трещинами — на осевые силы и сдвиг (снижается для схемы пересекающихся трещин); в трещинах — на осевые силы и сдвиг за счет зацепления берегов трещин при достаточно малой их ширине;

частичного нарушения совместности осевых деформаций арматуры и бетона между трещинами.

В модели деформирования неармированных элементов с трещинами учитывается лишь жесткость бетона между трещинами.

В случаях возникновения наклонных трещин следует учитывать особенности деформирования бетона над наклонными трещинами.

Ширину раскрытия трещин и взаимный сдвиг их берегов следует определять исходя из смещения стержней различных направлений относительно пересекаемых ими берегов трещин с учетом расстояний между трещинами и при соблюдении условия совместности этих смещений.

Условия прочности плоских и объемных элементов с трещинами должны основываться на следующих предпосылках:

принимается, что разрушение происходит вследствие значительного удлинения арматуры по наиболее опасным трещинам, в общем случае расположенным косо к стержням арматуры, и раздробления бетона полос или блоков между трещинами или за трещинами (например, в сжатой зоне плит над трещинами);

сопротивление бетона сжатию снижается из-за возникновения растяжения в перпендикулярном направлении, создаваемого силами сцепления с растянутой арматурой, а также из-за поперечных смещений арматуры у берегов трещин;

при определении прочности бетона учитываются схемы образования трещин и углы наклона трещин к арматуре;

в стержнях арматуры учитываются, как правило, нормальные напряжения, направленные вдоль их оси; допускается учитывать касательные напряжения в арматуре в местах трещин (нагельный эффект), принимая, что стержни не изменяют своей ориентации;

принимается, что в трещине разрушения все пересекающие ее стержни достигают расчетных сопротивлении на растяжение (для арматуры, не имеющей предела текучести, напряжения должны контролироваться в процессе деформационного расчета).

Прочность бетона в различных его зонах следует оценивать по напряжениям в нем как в компоненте двухкомпонентной среды (за вычетом приведенных напряжений в арматуре между трещинами, определяемых с учетом напряжений в трещинах, сцепления и частичного нарушения совместности осевых деформаций арматуры с бетоном).

Несущую способность железобетонных конструкций, способных претерпевать достаточные пластические деформации, допускается определять методом предельного равновесия.

При расчете конструкций по прочности, деформациям, образованию и раскрытию трещин методом конечных элементов должны быть проверены условия прочности и трещиностойкости для всех конечных элементов, составляющих конструкцию, а также условия возникновения чрезмерных перемещений конструкции. При оценке предельного состояния по прочности допускается полагать отдельные конечные элементы разрушенными, если это не влечет за собой прогрессирующего разрушения конструкции и по истечении действия рассматриваемой нагрузки эксплуатационная пригодность конструкции сохранится или может быть восстановлена.

5.

Заключение

Экономическая эффективность применения железобетонных конструкций достигается за счет низкой стоимости и высокой технологичности. Железобетонные конструкции значительно дешевле и долговечнее стальных. Не подвергаясь температурным воздействиям внешней среды, ж/б конструкции способны воспринимать очень большие нагрузки, при этом хорошо работая на растяжение.

При изготовлении монолитных железобетонных конструкций следует учитывать, что физико-механические характеристики арматуры относительно стабильны, а те же характеристики бетона со временем изменяются. Необходимо всегда находить компромисс между запасами при конструировании и проектировании (выбор форм и сечений, выбор между надежностью, легкостью и массивностью), стоимостью и качеством исходных материалов, затратами на изготовление монолитных железобетонных конструкций, усилением оперативного контроля на всех этапах, назначением мероприятий по уходу за бетоном, защитой его во времени, контролем динамики набора основных прочностных и деформативных характеристик железобетона.

6.

Литература

Организация, планирование и управление строительным производством: Учебник для строительных ВУЗов и факультетов. /Л.Г. Дикман. Москва: Высшая школа, 1982.

СНиП 3.

09.01−85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий. Москва, 2005, 22с.

Конструирование промышленных зданий и сооружений. /И.А. Шерешевский. Москва: «Архитектура — С», 2005.

Технология строительного производства: Учебник для вузов / Акимова Л. Д., Амосов Н. Г. и др.; под ред. Г. М. Бадьина. -

Л: Стройиздат, 1987. — 606 с.

СНиП 2.

01.07−85 Нагрузки и воздействия.

Шумилов М. С. «Гражданские здания и их техническая эксплуатация» — М: Высшая школа, 1985.

Козачек В.Г., Нечаев Н. В., Нотенко С. Н., Римшин В. И., Ройтман А. Г. «Обследование и испытание зданий и сооружений» — М: Высшая Школа, 2001.

Шершевский И. А. Жилые здания. Конструктивные системы и элементы для индустриального строительства. — М: «Архитектура-С» 2005.

Булавицкий М. С. «Анализ технологических факторов, возникающих при возведении вертикальных конструкций каркасно-монолитных зданий».

СНиП 3.

09.01−85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий. Москва, 2005, (9с.)

СНиП 2.

01.07−85 Нагрузки и воздействия. (5с.)

СНиП 2.

01.07−85 Нагрузки и воздействия. (5с.)

СНиП 3.

09.01−85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий. Москва, 2005, (10с.)

Конструирование промышленных зданий и сооружений. /И.А. Шерешевский. Москва: «Архитектура — С», 2005. (23с.)

СНиП 2.

01.07−85 Нагрузки и воздействия. (6с.)

СНиП 2.

01.07−85 Нагрузки и воздействия. (7с.)

СНиП 2.

01.07−85 Нагрузки и воздействия. (7с.)

Технология строительного производства: Учебник для вузов / Акимова Л. Д., Амосов Н. Г. и др.; под ред. Г. М. Бадьина. -

Л: Стройиздат, 1987. (145 с.)

Технология строительного производства: Учебник для вузов / Акимова Л. Д., Амосов Н. Г. и др.; под ред. Г. М.

Бадьина. — Л: Стройиздат, 1987. (146 с.)