руководство по проектированию бетонных и железобетонных конструкций 1978

Руководство по проектированию железобетонных конструкций - Полезно знать

Руководство по проектированию железобетонных конструкций

Инструкция по проектированию самонапряженных железобетонных конструкций. СН 511-78 Утверждена постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 20 декабря 1978 г. «Инструкция по проектированию самонапряженных железобетонных конструкций» СН 511-78 разработана НИИЖБ Госстроя СССР с участием ЦНИИПромзданий Госстроя СССР. Инструкция составлена в дополнение к главе СНиП II-21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции» и содержит специфичные требования, отражающие особенности проектирования железобетонных конструкций из бетона плотной структуры на напрягающем цементе НЦ. Скубко Госстрой СССРд-р техн. Будагянц НИИЖБ Госстроя СССР. Государственный комитет СССР по делам строительства Госстрой СССР Строительные нормы СН 511-78 Инструкция по проектированию самонапряженных железобетонных конструкций — 1. Самонапряженные железобетонные конструкции — конструкции, предварительное напряжение которых создается в процессе твердения бетона на напрягающем цементе НЦ за счет расширения бетона и натяжения в результате этого находящейся в конструкции арматуры или возникает при иных видах стеснения деформаций расширения указанного бетона при его твердении например, в стыках элементов конструкций, отверстиях и т. Требования настоящей Инструкции должны соблюдаться при проектировании самонапряженных железобетонных конструкций, выполняемых из крупнозернистого бетона плотной структуры, на плотных заполнителях, естественного твердения или подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении, и предназначенных для работы при систематическом воздействии температур не выше 50 и не ниже минус 70° Проектирование самонапряженных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов, а также конструкций, выполняемых из особо тяжелого бетона из бетонов на специальных заполнителях или смешанном вяжущем, следует вести согласно требованиям соответствующих нормативных документов. Внесены НИИЖБом Госстроя СССР Утверждены постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 20 декабря 1978 г. Самонапряженные железобетонные конструкции должны предусматриваться исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом следующих особенностей данных конструкций: повышение трещиностойкости или уменьшение размеров сечений элементов за счет самонапряжения конструкций в результате расширения бетона на напрягающем цементе без применения дополнительных устройств, машин и механизмов например, элементы, воспринимающие давление жидкостей или газов; конструкции, эксплуатируемые в грунте ниже уровня грунтовых вод; емкостные сооружения и стыки элементов этих сооружений; безрулонные кровли и т. Самонапряженные железобетонные конструкции целесообразно предусматривать также в тех случаях, когда предварительное напряжение поперечной и косвенной арматуры выполнить другими способами трудоемко и технически сложно например, колонны со спиральной арматурой в зданиях и сооружениях под большими нагрузками. Самонапряженные железобетонные конструкции, указанные в п. Самонапряженные железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды, необходимо проектировать с учетом дополнительных требований, предъявляемых главой СНиП по защите строительных конструкций от коррозии к конструкциям из тяжелого бетона. При более высоком содержании сульфатов защитные слои конструкции должны выполняться с добавкой асбестового или базальтового волокна в количестве 1—2%; в массивных сооружениях взамен этого могут использоваться плиты-оболочки, изготовленные также с асбестовым или базальтовым волокном. При проектировании самонапряженных железобетонных конструкций следует учитывать требования по технологии приготовления бетона на напрягающем цементе НЦа также особенности производства данных работ. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2. Для самонапряженных железобетонных конструкций должен предусматриваться бетон на напрягающем цементе марок НЦ-20 и НЦ-40, отвечающем требованиям технических условий, утвержденных в установленном порядке. Бетон следует предусматривать следующих проектных марок: а по прочности на сжатие — М 200, М 250, М 300, М 350, М 400, М 450, М 500, М 600, М 700 и М 800 при этом проектные марки М 250, М 350 и М 450 следует предусматривать при условии, что это приводит к экономии цемента по сравнению с применением бетона проектных марок соответственно М 300, М 400, М 500 и не снижает другие технико-экономические показатели конструкций ; б по прочности на осевое растяжение — Р 20, Р 25, Р 30, Р 35, Р 40, Р 45, Р 50, Р 55, Р 60; в по морозостойкости — Мрз 100, Мрз 150, Мрз 200, Мрз 300, Мрз 400; г по самонапряжению — Сн 6, Сн 8, Сн 10, Сн 12, Сн 15, Сн 20, Сн 25, Сн 3О, Сн 40. Марка по водонепроницаемости бетона на напрягающем цементе обеспечивается не ниже В 12 и в проектах может не оговариваться. Проектные марки бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение определяются как для тяжелого бетона по ГОСТ 10180—74; проектные марки по морозостойкости — по ГОСТ 10060—76. Проектные марки бетона по самонапряжению выше Сн 20 могут предусматриваться при подтверждении обеспеченности объекта цементом марки НЦ-40. Проектные марки бетона по самонапряжению Сн 20 и Сн 40 при использовании соответственно цемента марок НЦ-20 и НЦ-40 могут назначаться только для конструкций, эксплуатируемых после их возведения во влажных условиях или в воде. При выборе проектной марки бетона по самонапряжению следует учитывать положения пп. Проектная марка бетона по прочности на сжатие в зависимости от типа конструкций, вида и класса применяемой арматуры должна приниматься не ниже указанной в табл. Расчетные сопротивления бетона на напрягающем цементе для предельных состояний первой и второй групп, а также коэффициенты условий работы и начальные модули упругости бетона следует принимать как для тяжелого бетона в соответствии с указаниями главы СНиП II-21-75. Для случаев, когда проектная марка бетона по прочности на осевое растяжение является определяющей, назначается при проектировании конструкций и контролируется на производстве, соответствующие ей нормативные и расчетные сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний первой и второй групп должны приниматься по табл. Для армирования самонапряженных железобетонных конструкций следует преимущественно применять: а стержневую горячекатаную арматурную сталь классов А-III, A-IV, A-V; б стержневую термически упрочненную арматурную сталь классов Aт -IV и Aт -V; в обыкновенную арматурную проволоку классов Вр-I и В-I диаметром 3—5 мм; допускается также применять: г стержневую горячекатаную арматурную сталь классов А-II и А-I; д стержневую термически упрочненную арматурную сталь класса Aт -VI; е высокопрочную арматурную проволоку классов В-II, Вр-II и арматурные канаты класса К-7. Арматуру классов А-III, А-II, А-I, Вр-I и В-I рекомендуется применять в виде сварных каркасов и сварных сеток. Выбор арматурных сталей следует производить в зависимости от типа конструкции, степени предварительного напряжения арматуры, условий возведения и эксплуатации конструкций в соответствии с требованиями пп. Нормативные и расчетные характеристики арматуры, а также коэффициенты условий работы арматуры следует принимать в соответствии с указаниями пп. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЙ В БЕТОНЕ И АРМАТУРЕ В ПРОЦЕССЕ САМОНАПРЯЖЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ 3. Напряжения обжатия бетона в процессе самонапряжения конструкции в зависимости от проектной марки бетона по самонапряжению, коэффициента и характера армирования конструкции, а также расположения арматуры в сечении элемента определяются по формуле 1 где — см. Самонапряжение бетона принимается равномерно распределенным по сечению равнодействующая сил обжатия приложена в центре тяжести бетонного сечения. Самонапряжение бетона в стыковых соединениях определяется с учетом фактического армирования стыка выпуски, стыковые стержниконструкции, условий упругого или иного ограничения деформаций расширения стыка, приведенного к эквивалентному по степени сопротивления расширению бетона по армированию сечения стыка. При наличии в стыке выпусков или стыковых стержней, привариваемых к закладным деталям, самонапряжение бетона в стыке определяется по п. Предварительные напряжения в арматуре и в результате самонапряжения бетона определяются из условия равновесия усилий обжатия в бетоне и растяжения в арматуре с учетом положения их равнодействующей в центре тяжести бетонного сечения по формулам: 5 6 Для прямоугольного сечения предварительные напряжения в арматуре определяются по формулам: 7 8 В формулах 5 — 8. — принимается по п. Предельная величина предварительного напряжения и соответственно в арматуре А и А' в момент снижения величины самонапряжения в бетоне до нуля от внешних фактических нагрузок или условных сил определяется по формулам: 9 10 Предельная величина предварительного напряжения и должна приниматься при арматуре: стержневой — не более 0,95 R aII ; проволочной — не более 0,76 R aII. В формулах 9 и 10 величины и принимаются без учета потерь от ползучести и усадки бетона. При расчете самонапряженных конструкций учитываются только потери предварительного напряжения арматуры от ползучести и усадки бетона. Потери от ползучести бетона при загружении конструкции определяются как для тяжелого бетона по поз. Потери от усадки бетона определяются по формуле 11 где — относительная усадка бетона, принимаемая по табл. В конструкциях, эксплуатируемых в постоянных влажных условиях например, резервуары, подводные сооружения и подземные сооружения в грунтовых водахпотери самонапряжения от усадки в стадии эксплуатации могут не учитываться вследствие восстановления полной величины самонапряжения во влажных условияхесли заранее известно, что непосредственно перед загружением конструкция будет находиться во влажном состоянии не менее четырех суток. В сборных элементах таких конструкций потери самонапряжения учитываются только при расчете на монтажные нагрузки. Таблица 3 Относительная влажность среды, %, при эксплуатации конструкции Относительная усадка бетона 10 5 при проектной марке по самонапряжению Сн 6 Сн 8 Сн 10 Сн 12 Сн 15 Сн 12 Сн 15 Сн 20 Сн 25 Сн 30 Бетон на НЦ-20 Бетон на НЦ-40 95 10 13 17 20 24 10 12 17 20 24 90 30 33 37 40 60 30 32 37 40 60 70 60 66 74 80 90 60 64 74 80 90 50 90 96 105 110 118 90 92 105 110 118 30 120 130 144 150 165 120 126 144 150 165 Примечания: 1. При переменном влажностном режиме эксплуатации конструкций к указанным в таблице величинам вводится коэффициент 0,8. При двух- и трехосном армировании приведенные в таблице величины умножаются на коэффициент 0,6. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ САМОНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 4. Выбор конструктивных решений следует производить в соответствии с основными положениями пп. Сборно-монолитные конструкции при расчете на внешнюю нагрузку принимаются неразрезными до момента исчерпания самонапряжения по контакту сборных элементов и монолитного бетона. Самонапряженные железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности предельные состояния первой группы и по пригодности к нормальной эксплуатации предельные состояния второй группы согласно положениям пп. Расчет по прочности элементов самонапряженных железобетонных конструкций кроме элементов в защитной оболочке со спиральной арматурой на воздействие сжимающей продольной силы производится как конструкций из тяжелого бетона в соответствии с требованиями пп. Спирально-армированные элементы должны удовлетворять условию 0,025 0,04. Марку бетона по самонапряжению для элементов со спиральной арматурой следует назначать из условия создания в спиральной арматуре напряжений, удовлетворяющих требованиям п. Допускается производить подбор сечений элементов этих конструкций по предельным состояниям второй группы при действии усилий или изгибающих моментов противоположных знаков монтажных и эксплуатационных усилий, знакопеременных эпюр моментов в покрытиях полов при перемещении нагрузки, в шелыге и боковых участках трубы и т. При расчете элементов самонапряженных железобетонных конструкций по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента, усилие N 0 рассматривается как равнодействующая сил обжатия сечения с учетом потерь от ползучести и усадки бетона, определяемых в соответствии с указаниями п. По концам элементов учитывается снижение предварительного напряжения в арматуре на длине зоны передачи напряжений арматуры на бетон, согласно указаниям п. Расчет, по образованию трещин, наклонных к продольной оси элемента см. Самонапряжение бетона определяется согласно п. При расчете по закрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента см. Расчет стыка, выполненного из бетона на НЦ, по предельным состояниям второй группы следует производить с учетом обжатия бетона и предварительного напряжения арматуры в соответствии с положениями пп. По контакту бетона стыка и сборных элементов учитывается только обжатие бетона стыка и предварительное напряжение арматуры. Продольные деформации бетона и в процессе самонапряжения, принимаемые одинаковыми с деформациями арматуры, при назначении деформационных швов определяются по формулам: и 13 где и — принимаются согласно п. Распределение продольных деформаций бетона по высоте сечения принимается по линейному закону. При расчете деформаций кривизны элементов самонапряженных конструкций от самонапряжения бетона определяются по формуле 14 где и — определяются согласно п. Выгиб f элемента длиной l определяется по формуле 15 5. При проектировании самонапряженных железобетонных конструкций для обеспечения условий их изготовления, долговечности и надежности, а также совместной работы арматуры и бетона следует выполнять требования раздела 5 главы СНиП II-21-75 для тяжелого бетона и дополнительные требования пп. В самонапряженных железобетонных конструкциях толщиной более 40 см необходимо предусматривать временные или постоянные каналы для увлажнения бетона в процессе твердения, чтобы расстояние от внутренних зон до увлажняемой поверхности не превышало 25 см. Армирование конструкций рекомендуется предусматривать в двух, предпочтительнее в трех направлениях с целью создания объемного предварительного напряжения, а основную рабочую арматуру следует располагать возможно ближе к направлению главных растягивающих напряжений, применяя в необходимых случаях пространственные каркасы и криволинейную арматуру. Конструкция основания и сопряжение элементов самонапряженных железобетонных конструкций со смежными элементами зданий и сооружений должны обеспечивать возможную свободу перемещений в период расширения бетона. Расстояние между деформационными швами их ширина определяются расчетом с учетом деформаций самонапряжения см. Соединение элементов конструкций с целью повышения трещиностойкости и водонепроницаемости стыка, замоноличиваемого бетоном на напрягающем цементе, следует выполнять стыкованием арматуры внахлестку или сваркой выпусков арматуры закладных деталейрассчитанных на восприятие действующих в стыке усилий как от расширения бетона, так и от внешних воздействий см. При замоноличивании бетоном на напрягающем цементе сборно-монолитных или монолитных с временной разрезкой швами конструкций последние должны быть связаны между собой или с основанием упругими связями выносной арматурой, анкерами и т. Соединение элементов самонапряженных железобетонных конструкций, работающих на растяжение распределительная арматура и анкеры закладных деталей на рисунке не показаны 1 — рабочая арматура элемента; 2 — соединительные накладки; 3 —закладная деталь 5. В целях сокращения зоны анкеровки стержневой арматуры в самонапряженных элементах и обеспечения обжатия бетона по всей длине элементов рекомендуется при соответствующем технико-экономическом обосновании окаймлять эти торцы элементов стальным профилем швеллер, уголок и т. В целях повышения трещиностойкости самонапряженного стыка по контакту бетонов стыка и сборных элементов использования на этих участках сопротивления бетона растяжению целесообразно выполнять торцевые участки элементов переменной толщины см. ПРИЛОЖЕНИЕ МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ САМОНАПРЯЖЕНИЯ БЕТОНА НА НАПРЯГАЮЩЕМ ЦЕМЕНТЕ НЦ Самонапряжение бетона на напрягающем цементе НЦ определяется при подборе состава и контроле качества бетона самонапряженных железобетонных конструкций с целью обеспечения расчетного самонапряжения конструкции — обжатия бетона и соответствующего натяжения арматуры. Самонапряжение бетона определяется на контрольных образцах-призмах размером 10х10х40 см, отформованных и твердеющих при нормальных влажных условиях см. Динамометрический кондуктор для образца-призмы размером 10Х10Х Х40см 1 — динамометрический кондуктор; 2 — измерительное устройство с индикатором часового типа; 3 — бетонный образец-призма размером 10Х10Х40 см Для испытаний применяется следующее оборудование: а динамометрический кондуктор для образца-призмы размером 10х10х40 см см. Требования к форме следует принимать по ГОСТ 22685-77. До сборки кондуктора с формой производится затяжка гаек на тягах и снимается нулевой замер кондуктора с помощью измерительного устройства «краба»предварительно поверенного с помощью эталона на постоянство отсчета. Температура кондуктора, измерительного устройства и эталона во время замера должна быть одинакова. Перед формованием образца форма должна быть собрана в кондукторе с помощью скоб на тягах кондуктора с минимальным зазором для исключения деформаций тяг. Контроль самонапряжения бетона производится на бетонном заводе или на объекте у места укладки бетона в конструкцию. Формование образцов производится в соответствии с требованиями ГОСТ 10180—78. Отформованные в кондукторе образцы укрываются пленкой или другим водонепроницаемым материалом для защиты от потерь влаги. Образцы, предназначенные для производственного контроля самонапряжения бетона, должны храниться в условиях, аналогичных условиям твердения бетона в конструкции. Замеры кондукторов производятся ежедневно для бетона в возрасте 1—7 суток и далее в возрасте 10, 14 и 28 суток каждый раз с проверкой измерительного устройства с помощью эталона. Самонапряжение бетона вычисляется как средняя арифметическая по результатам замеров трех образцов-близнецов в кондукторах, отформованных из одной пробы бетона. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА САМОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПОДГОТОВЛЕНЫ НИИЖБ ГОССТРОЯ СССР 1. Прямой метод расчета самонапряженных конструкций Самонапряженные конструкции являются разновидностью предварительно-напряженных железобетонных конструкций. Особенностью самонапряженных конструкций является напряжение всей расположенной в бетоне арматуры независимо от ее направления. Величина напряжений в арматуре и бетоне, возникающих в процессе расширения бетона совместно с заанкеренной в нем арматурой, зависит от ряда технологических марка НЦ по самонапряжению, расход НЦ в бетоне, водоцементное отношение, условия твердения и конструктивных факторов вид конструкции — призма, балка, плита и т. Учитывая, что в практике проектирования железобетонные конструкции составляют значительную, если не основную часть, особое значение приобретают практические методы их проектирования и расчета, позволяющие находить оптимальные сечения бетона и арматуры, в том числе при воздействии как эксплуатационных, так и монтажных или других нагрузок, вызывающих в конструкциях внутренние усилия и напряжения другого знака. Рекомендуемый прямой метод расчета позволит подбирать сечения предварительно-напряженных и самонапряженных конструкций одновременно с учетом этих двух различных воздействий. Противоположные по знаку напряжения могут возникать в различных участках конструкции и при одном воздействии, например в стенке напорной трубы в шелыге и боковых участкахв неразрезных покрытиях заводских площадей и полов под сосредоточенной нагрузкой и на некотором расстоянии и в других случаях, но армировать такие конструкции нужно постоянно по всей их длине с обеих сторон. При расчете самонапряженных конструкций прямым методом необходимо руководствоваться следующими положениями. Подбор сечения производится на расчетные внутренние усилия в конструкции М и N и противоположного знака усилие может иметь тот же знак. Основное напряженное состояние конструкции при действии условных внутренних сил иРис. Различные формы поперечного сечения изгибаемых предварительно-напряженных конструкций, применяемых в промышленном и жилищном строительстве 1-10 — варианты формы сечения ; «св. » — сокращенное обозначение свесов и уширений Рис. Относительные характеристики и напряженное состояние сечения конструкции в стадии трещинообразования при действии усилий и от эксплуатационной нагрузки и — от эксплуатационной нагрузки другого знака или от монтажной нагрузки 2. В основу расчета положено основное напряженное состояние конструкции при действии условных внешних сил и, создающих в сечении треугольную эпюру напряжений рис. В этом случае усилия в арматуре известны: 1 где обычно при использовании одной марки стали для арматуры. Любое сложное поперечное сечение элемента рассматривается в обобщенном виде рис. Эти характеристики показаны на рис. Для самонапряженных конструкций равны нулю. Рассмотрение конструкции в обобщенном виде позволит прямым расчетом получить величины и для нижней и верхней предварительно-напряженных арматур без назначения размеров сечения и прочности материалов конструкции, как это обычно принято делать. Уравнения равновесия сил знак «плюс» — растяжение составляются в относительных единицах: 4 5 здесь 6 7 где А и A I — удельные сопротивления бетонных сечений в обобщенном виде с учетом свесов; Б и Б I — относительные расстояния от места приложения равнодействующей всех сил сжатия от низа конструкции. Величины А, А I, Б, Б Iпринимаются по табл. Остальные обозначения приведены в главе СНиП II-21-75 и в настоящей Инструкции. Таблица 1 Коэффициент А приравном —0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,6 1 2 4 8 0 0,221 0,292 0,34 0,372 0,395 0,413 0,436 0,462 — — 0,5 0,05 0,229 0,292 0,334 0,362 0,382 0,397 0,419 0,441 0,461 — 0,475 0,1 0,236 0,292 0,328 0,352 0,369 0,383 0,402 0,421 0,439 — 0,45 0,15 0,24 0,292 0,323 0,343 0,358 0,369 0,386 0,403 0,418 0,425 0,427 0,2 0,242 0,292 0,317 0,335 0,347 0,357 0,37 0,385 0,398 0,404 0,406 0,3 0,245 0,292 0,308 0,32 0,328 0,334 0,343 0,352 0,36 0,364 0,366 0,4 0,245 0,292 0,3 0,308 0,312 0,316 0,32 0,324 0,327 0,328 0,33 Коэффициент Б приравном -0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,6 1 2 4 8 0 0,584 0,676 0,732 0,773 0,803 0,827 0,862 0,903 — — 1 0,05 0,592 0,676 0,727 0,764 0,729 0,414 0,846 0,884 0,926 — 0,975 0,1 0,6 0,676 0,721 0,756 0,78 0,801 0,829 0,866 0,904 — 0,95 0,15 0,607 0,676 0,716 0,747 0,769 0,788 0,814 0,847 0,883 0,907 0,925 0,2 0,615 0,676 0,711 0,739 0,759 0,776 0,799 0,829 0,861 0,884 0,912 0,3 0,628 0,676 0,702 0,723 0,74 0,751 0,769 0,791 0,819 0,837 0,85 0,4 0,64 0,676 0,695 0,709 0,723 0,729 0,741 0,759 0,777 0,792 0,8 Примечания: 1. Коэффициенты А Iи Б I определяются по данной таблице с заменой. Полученные после подстановки величин известных нагрузок и относительных характеристик сечения уравнения равновесия решаются в указанной ниже последовательности относительно высоты сечения h с использованием формул 2 совместно с условием равномерного обжатия сечения. Подставив в уравнение 8 значения иполучим общее уравнение. По известным относительным усилиям в арматуре с помощью формулы 3 определяется армирование обеих зон конструкции: ; 10. Сечение арматуры по этим формулам получается с некоторым запасом, который можно компенсировать, введя коэффициент 0,97. Из выражений 10 и 11 видно, что учет потерь самонапряжения требуется только при назначении сечения арматуры конструкции. Например, при расчете напорных труб резервуаров и различных подземных сооружений потери в формулах 10 и 11 обычно принимаются равными нулю, поскольку самонапряжение в период эксплуатации сооружения в контакте с водой полностью восстанавливается. При проектировании самонапряженных конструкций необходимо учитывать, что напрягающий бетон обладает высокими сопротивлениями растяжению при изгибе R p. На это указывают многочисленные контрольные испытания растворов и бетонов на НЦ, которые дают в 1,5 — 2 раза более высокое отношение R pII :R пр по сравнению с нормированной величиной этого отношения для бетонов на портландцементе. Большинство конструкций, для которых в настоящее время может быть применен напрягающий цемент, имеют прямоугольную форму поперечного сечения стенка трубы и резервуара, полы и покрытия промышленных складов, стенка трубопровода большого диаметра, объемные блоки квартир в жилищном строительстве и т. В этих случаях расчетные формулы 4 — 7 будут иметь вид: ; 4 5 здесь ; 6. Проверка напряжений крайних наиболее сжатых волокон бетонного сечения при расчетной нагрузке трещинообразования производится по формулам: ; 1213 где и определяются по формулам: ; 14. Принятое сечение балки проверяется расчетом по предельным состояниям первой группы рис. Напряженное состояние обобщенного сечения изгибаемой конструкции при расчете по прочности Выбранная конструкция должна удовлетворять условию17. Расчет главных растягивающих и сжимающих напряжений производится при нормативной нагрузке по формулам: ; 18 ; 19 где — относительная координата центра тяжести. Напряжения и определяются по формулам: ; 21. Выбор относительных характеристик сечения При подборе сечения изгибаемых элементов конструкций и определении необходимого армирования по заданным нагрузкам предварительно необходимо решать конструктивные вопросы и назначать некоторые относительные величины будущего сечения конструкции и его конфигурацию, а именно: 1 устройство уширений и свесов, что важно для предварительно-напряженных конструкций; 2 выбор относительных размеров этих элементов, т. Таким образом, проектировщик, перед которым стоит задача определить оптимальные размеры сечения и его армирование, должен выбрать заранее форму сечения конструкции, не задаваясь конкретными размерами. В настоящее время есть много предпосылок и данных, оправданных практикой применения предварительно-напряженных конструкций, которые позволяют утверждать, что только в тонких плитах сечение имеет прямоугольную форму и, следовательно, и равны нулю. Балки из экономических соображений всегда устраиваются со свесами полкамиа при значительных пролетах и нагрузках —обязательно с уширениями. Только в частных случаях и в монолитном железобетоне применяются сечения прямоугольной формы. Таким образом, необходимо всегда в первую очередь рассматривать форму будущей балочной конструкции как сечение, снабженное свесами и уширениями. Обычно выбирают в пределах 0,4—0,8; - в пределах 0,3—0,6. Чем больше величины итем тоньше будет вертикальная стенка конструкции и выгоднее распределяться бетон в сечении. Однако наибольшие величины свесов и уширений следует принимать только при наличии в вертикальной стенке поперечной предварительно-напряженной арматуры в виде предварительно-напряженных отгибов и хомутов, иначе в процессе расчета придется увеличивать толщину стенки. Большие величины и выбираются также при значительных нагрузках, когда ясна необходимость размещения напрягаемой арматуры в уширениях и восприятия большой силы сжатия в верхней зоне конструкции. Жесткость конструкции обычно зависит от условий интенсивности ее загружения. Высоту сечения принимают по табл. Применяя свесы и уширения, можно предусмотреть степень их развития в ширину. Для этого нужно выбрать относительные координаты свесов и уширений. Обычно их принимают в пределах от 0,04 до 0,06 и — от 0,05 до 0,08, что дает возможность развить сжатую зону конструкции в ширину и получить возможность разместить напрягаемую арматуру по высоте. Необходимо иметь в виду, что размеры уширений могут быть свободно увеличены или уменьшены для лучшего размещения напрягаемой арматуры растянутой зоны балки без существенных изменений трещиностойкости конструкции и, следовательно, без необходимости пересчета сечения. Относительное расположение напрягаемой арматуры должно быть точно выбрано заранее, так как всякие перемещения центра приложения равнодействующей напрягаемой арматуры растянутой зоны существенно меняют несущую способность конструкции. Обычно значение выбирают в пределах 0,10 — 0,15, чтобы, с одной стороны, не выйти далеко за пределы ядра сечения конструкции, а с другой, дать возможность разместить необходимое количество напрягаемой арматуры внизу прямоугольной части сечения и в уширениях. В результате расчета по трещиностойкости на воздействие эксплуатационных и монтажных нагрузок для принятых величин и сечение напрягаемой арматуры и определяется из условия, чтобы равнодействующая усилий в арматуре находилась в сечении в оптимальном положении. Задаваясь относительными размерами сечения, можно в процессе дальнейшего расчета рассмотреть много различных вариантов и выбрать по ним экономически наиболее целесообразный. Возможность легко и быстро получить широкую матрицу различных размеров сечения и армирования позволяет в каждом случае выбрать оптимальное решение. Порядок подбора сечения и расчета элементов самонапряженных конструкций Расчет элементов предварительно-напряженных конструкций производится на действие двух видов нагрузок: от эксплуатационных М, N и монтажных М I, N I для сборных предварительно-напряженных конструкций; от других, вызывающих изгибающие моменты противоположных знаков для статически неопределимых конструкций, составленных из отдельных элементов. При заданных М, N и М I, N I рекомендуется следующий порядок расчета: выбирают в зависимости от нагрузок относительные характеристики сечения: и ; по заданным и по табл. В таблицы вносят и другие характеризующие конструкцию величины — расход бетона, ее вес и т. Для этого пользуются формулами 18 — 23в случае необходимости утолщают стенку балки, преимущественно в опорных зонах; опорные сечения проверяют на срез и по горизонтальному сечению над арматурой; проверяют жесткость конструкции и определяют ее прогибы; определяют напряжения и от монтажных нагрузок и воздействий при изготовлении и транспортировании конструкции. Величину предварительного напряжения отогнутой пучковой арматуры обычно рассчитывают для мест, где пучки выходят из конструкции; выполняются другие проверки, когда это требуется; составляют окончательное заключение и описание конструкции. Примеры расчета Пример 1. Расчет балки покрытия промышленного здания с сильно агрессивной средой пролетом 12 м. Возникновение трещин по нормальным, продольным и наклонным сечениям в заданных условиях недопустимо. Следовательно, балка является конструкцией 1 категории трещиностойкости, сечение которой должно подбираться по расчетной нагрузке. Расчетный изгибающий момент М равен: тс м. Для достижения минимального веса и обеспечения соответствующей трещиностойкости балка должна иметь предварительное напряжение как в продольном, так и в поперечном направлении. В данном случае целесообразно использовать освоенное на заводах сборного железобетона механическое натяжение стержневой арматуры или канатов в продольном направлении и применять самонапряжение бетона на НЦ, обеспечивающего напряжение поперечной арматуры и снижение потерь напряжения в продольной арматуре, которое учитывается в конце расчета. Такое решение позволит изготовить балку на любом заводе сборного железобетона, оборудованного формами или стендами механического преднапряжения, заменяя обычный портландцемент напрягающим цементом, выпускаемым промышленностью на многих заводах страны. Покажем, что для расчета и выбора основных параметров балки нет необходимости предварительно задаваться видом армирования балки, способом ее изготовления и условиями эксплуатации. Эти параметры могут быть выбраны в результате экономического сопоставления нескольких вариантов армирования на последнем этапе расчета и конструирования. Обобщенные формулы 4 — 8 дают возможность сразу правильно выбрать необходимое армирование растянутой и сжатой зон балки; величины и принимаются в зависимости от нагрузок М Задаемся относительными характеристиками сечения балки, руководствуясь приведенными ранее рекомендациями и табл. Подставляем значения М Ти в уравнение 4. ; получим: и в абсолютных величинах усилие, действующее в напряженной арматуре растянутой зоны: Составляем табл. Определяем усилие в предварительно-напряженной арматуре верхней зоны балки по формуле 5. Таблица 3 Высота балки h, м Толщина стенки b, см N h, тc, при бетоне марки М 400 М 500 M 600 4 70,8 69,9 69,3 0,8 5 69,1 68,2 67,3 6 67,7 66,4 65,3 4 61,8 61,3 60,5 0,9 5 60,1 59,1 58,1 6 58,2 57,2 56 4 53,2 52,9 52 1 5 51,8 50,7 49,6 6 49,8 49 47,8 подставляя значение из предыдущего подсчета, получим и в абсолютных величинах Составляем табл. Таблица4 Высота балки h, м Толщина стенки b, см ,тс Бетон марки М 400 М 500 М 600 M400 М 500 М 600 4 23,7 22,7 21,9 0,33 0,32 0,31 0,8 5 21,6 20,5 19,4 0,31 0,3 0,29 6 19,7 18,2 16,9 0,29 0,27 0,26 4 19,1 18,1 17,4 0,31 0,3 0,29 0,9 5 16,8 15,6 14,3 0,27 0,26 0,25 6 14,5 13,1 11,5 0,25 0,23 0,21 4 15,3 14,2 13 0,28 0,27 0,25 1 5 12,8 11,4 10 0,25 0,23 0,20 6 10,3 8,6 7 0,21 0,18 0,15 Значенияудовлетворяющие трещиностойкости балки, изменяются в пределах 0,15—0,33, что указывает на недопустимость произвольного назначения количества арматуры в верхней зоне балки, так как это приводит к большому перерасходу стали. Таблица 5 Высота балки h, м Толщина стенки b, смтc, при бетоне марки Вес балки, т М 400 М 500 М 600 4 94,5 92,6 91,2 1,82 0,8 5 90,7 88,7 86,7 2,28 6 87,4 84,6 82,2 2,74 4 80,9 79,4 77,9 2,06 0,9 5 76,9 74,7 72,4 2,56 6 72,7 70,3 67,5 3,08 4 68,5 67,1 65 2,28 1 5 64,6 62,1 59,6 2,85 6 60,1 57,6 54,8 3,42 Расход стали на рабочую продольную арматуру балки характеризуется суммой усилий в обеих арматурах, приведенной в табл. Для того чтобы правильно оценить технические свойства балки, необходимо знать степень обжатия бетона растянутой зоны. Как правило, существенное перенапряжение в сжатой зоне балки не допускается во избежание проявления больших пластических деформаций и выгибов балки. Для схемы эксплуатационного загружения находим по формуле 14 величину. По формуле 12 определяем напряжение. Соответственно по формуле 13 для данной схемы загружения составляем табл. Применение напрягающего бетона создает дополнительное усилие в арматуре, которое должно быть подобрано таким образом, чтобы компенсировать потери предварительного напряжения. Для выбора оптимальных формы, размеров и марки бетона и армирования производим приближенный экономический расчет и, сопоставляя варианты, выбираем решение по суммарной стоимости исходных материалов. Можно считать, что в равных условиях производства и для конструкций одного типа допустимо экономическое сопоставление вариантов решений по суммарной стоимости исходных материалов. Для подсчетов принята следующая стоимость материалов, установленная на 1976 г. В этом случае вес балки будет равен 2,28 т; расход металла на балку с продольной арматурой из стали марки 20ХГ2Ц составит 174 кг, а из высокопрочной проволоки — 65 кг. Проверяем условие 17 при. Таким образом, размеры сечения удовлетворяют обеим схемам нагружения усилиями М и M I также и в предельном состоянии первой группы. Расчет, проведенный в рассмотренном примере, позволил выбрать оптимальные размеры сечения и прямо определить необходимое армирование обеих зон балки. Нормативная нагрузка на опору тс. Для установления марки бетона по самонапряжению и степени армирования тонкой стенки балки производим ее расчет по трещиностойкости и по прочности в относительных единицах. Статический момент сечения определяется для любой точки на расстоянии xh от верха балки в обобщенном виде по формуле 20. Для определения главных напряжений на этих участках находим самонапряжение, задаваясь маркой напрягающего бетона Сн25. Коэффициент можно принять равным 1. Определяем необходимое сечение F x поперечной арматуры: при стержневой арматуре см 2 или 7 8 мм; при высокопрочной арматурной проволоке см 2 или 5 6 мм. Определяем потери самонапряжения от усадки и ползучести бетона. При влажности для напрягающего бетона марки Сн 25 по табл. Поправка на переменность режима и двухосное ограничение деформации дает усадку: Ползучесть бетона для балок с подобным армированием, когда исключено какое-либо перенапряжение крайних фибров балки, не превышает 60·10 -5. Самонапряжение почти полностью компенсирует потери напряжения в арматуре балки. Расчет покрытия базисного склада завода тяжелых транспортных машин на резиновом ходу. Кроме того, при изменении температуры окружающего воздуха свободные концы плиты покрытия длиной в каждую сторону 40 м удлиняются или укорачиваются, скользя по гравийно-щебеночному основанию, в результате чего в средней части покрытия возникают сжимающие или растягивающие усилия. Марку бетона по самонапряжению принимаем Сн20. Находим самонапряжение бетона при двухосном армировании %, пользуясь табл. Подставляя величины R pII иполучим: Находим мультипликаторы и в общем виде: ; Подставляя мультипликаторы иполучим: Определяем оптимальную высоту ceчeния h: м. Мультипликаторы и будут иметь следующие значения: тc м; тc. Подсчитываем относительные величины усилий и в арматуре: Подставляя значения иполучим: Определяем усилия в арматуре при нулевом напряжении в бетоне: тс; тс. Определяем необходимую площадь арматуры класса A-IV по формуле 10. Определяем значение. Находим площадь арматуры F a и. см 2; см 2. Прямым подбором получено очень экономное, характерное для армобетона сечение плиты покрытия. Проверяем выбранное сечение плиты по предельному состоянию первой группы по формулам 1516. здесь ; см; тс м. Следует увеличить площадь армирования нижней зоны плиты до 2,7 см 2. Увеличение армирования на 30% незначительно повышаети делать пересчет не нужно, так как это идет в запас трещиностойкости. Железобетонная труба в стальной оболочке Пример 3. Расчет железобетонной трубы в стальной оболочке диаметром 0,522 м. Снаружи оболочка защищена слоем асфальтопесчаной стяжки. На трубу действуют собственный вес, вес грунта, вес воды в трубе и внутреннее давление воды 7,5 атм. Совокупность нагрузок создает в стенке трубы наибольшие расчетные изгибающие моменты, в шелыге и под углом 105°: тс м; тс м; тс; тс. При применении бетона марки Р55, по табл. Подставляя величины и в уравнение 8получим откуда Подставляя мультипликаторы иполучим откуда Решая уравнение относительно h, получим: м. Находим величины мультипликаторов и тс; тс м. Подставляя эти величины, получим: Усилие в арматуре при нулевом напряжении бетона тс. В наружном контуре арматуры не требуется и, следовательно, в предельном состоянии стальная оболочка является конструктивным элементом. По конструктивным соображениям толщину оболочки из стали А-III принимаем мм. Необходимое число витков спирали в каркасе из проволоки диаметром 5 мм составит витков, что соответствует шагу спирали 5,7 см. Проверяем подобранное сечение по главе СНиП II-21-75 по образованию трещин: см; где Положение нулевой линии: см; см 3. Таким образом, трещиностойкость обеспечена. Расчет круглого резервуара для воды емкостью 10 000 м 3. Стенка из плоских панелей шириной 2,3 м самонапряженные. Сопряжение с днищем — жесткое заделка. Расчетная зона панели находится на расстоянии 0,4 Н от днища. Изгибающий момент в середине панели вследствие полигональности, т. Суммарное армирование: Напряжения обжатия бетона в сечении самонапряжение равно. Это дает основание не контролировать на стройплощадке прочность бетона на осевое растяжение и нормировать только марку бетона на сжатие марки М 400, самонапряжение Сн 15.

Смотри также

Другие статьи

Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения) - Все для студента

Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)

Файл формата zip
размером 1,73 МБ
содержит документ формата doc

Добавлен пользователем deviser. дата добавления неизвестна
Отредактирован 07.09.2010 00:01
Скачан 67 пользователями

В настоящем Руководстве изложены основные принципы конструирования наиболее массовых элементов из тяжелого бетона, а также приведены подробные данные по армированию конструкций, анкеровке и стыковке арматуры, конструированию арматурных изделий и закладных деталей и др.
Руководство содержит положения главы СНиП II-21-75 Бетонные и железобетонные конструкции и материал, необходимый проектировщикам, занимающимся конструированием бетонных и железобетонных элементов зданий различного назначения, в основном для промышленного строительства. Приведены способы конструирования наиболее распространенных конструкций сборного и монолитного исполнения с армированием как сварными, так и вязаными арматурными каркасами и сетками.
Даются также рекомендации по проектированию арматурных изделий и закладных деталей.
Руководство предназначено для инженеров и техников - проектировщиков, а также для студентов строительных вузов.
/ ГПИ Ленингр. Промстройпроект Госстроя СССР, ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. - М. Стройиздат, 1978.

Чтобы скачать этот файл зарегистрируйтесь и/или войдите на сайт используя форму сверху.

Учебное пособие. — М. Высш. шк. 2006. — 504 с. ил Книга содержит примеры расчетов и конструктивных решений элементов зданий и сооружений городского назначения массового применения. Приведены справочные материалы, необходимые для проектирования. Для студентов и аспирантов строительных специальностей вузов. Пособие может быть полезно для реального проектирования.

9,75 МБ
скачан 328 раз
дата добавления неизвестна
изменен 20.04.2010 12:44
будет удален через 14 дней

Учебник под ред. Ю. И. Кудишина. 10-е издание. М: Академия, 2007. Рассмотрены вопросы проектирования строительных металлических конструкций, их работа при различных видах нагружений, соединения. Даны основы конструирования и расчетов элементов, каркасов промышленных и гражданских зданий, листовых конструкций, высотных сооружений. Для студентов высших учебных заведений.

32,55 МБ
скачан 965 раз
дата добавления неизвестна
изменен 17.09.2009 17:52
будет удален через 14 дней

ВолгГАСУ. ПГС. Дипломный проект-Монолитный 28 эт. жил дом. В дипломе представлены планы, фасады, разрезы, конструкции: перекрытий, покрытий, ген. план. Основной упор сделан на расчетно-конструктивную часть. Расчет монолитных перекрытий Расчет на динамическое воздействие ветра. Расчет стен. Также есть разделы: экономика, ТСП.

3,40 МБ
скачан 1125 раз
дата добавления неизвестна
изменен 16.07.2016 17:03
будет удален через 14 дней

ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева ЗАО «КТБ НИИЖБ» Армирование элеметов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию. Москва: 2007 Данное Пособие предназначено для использования при проектировании элементов зданий из монолитного железобетона и восполняет пробел, касающийся их армирования. В нем приведены последние разработки НИИЖБ по.

7,43 МБ
скачан 119 раз
дата добавления неизвестна
изменен 10.09.2010 13:50
будет удален через 14 дней

Гомель: БелГУТ, 2009. – 82 с. Учебно-метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию. Рассмотрены элементы каркаса и междуэтажного перекрытия из сборного железобетона. Приведена последовательность расчета несущих ЖБК многоэтажного промышленного здания: сборного ригеля перекрытия прямоугольного сечения, центрально нагруженных сборной колонны и монолитного фундамента. Даны.

994,24 КБ
скачан 145 раз
дата добавления неизвестна
изменен 06.12.2009 15:59
будет удален через 14 дней

Пособие по проектированию. - Москва: ФГУП "НИЦ "Строительство", НИИЖБ им. А.А, Гвоздева, ЗАО "КТБ НИИЖБ", 2007. - 168 с. Содержание. Введение. Эффективная арматура для монолитного строительства. Стержневой арматурный прокат. Арматурный прокат, поставляемый в мотках (бунтах). Винтовой арматурный прокат. Канатные элементы и их применение в предварительно напряженных.

12,17 МБ
скачан 145 раз
дата добавления неизвестна
изменен 26.09.2009 21:22
будет удален через 14 дней

Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона

Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона. Москва 1978

Издательство: М. Стройиздат
Переплет: мягкий; 175 страниц; 1978 г.
Руководство содержит положения главы СНиП II-21-75 и материал, необходимый проектировщикам, занимающимся конструированием бетонных и железобетонных элементов зданий различного назначения, в основном для промышленного строительства. Приведены способы конструирования наиболее распространенных конструкций сборного и монолитного исполнения с армированием как сварными, так и вязаными арматурными каркасами и сетками. Даются также рекомендации по проектированию арматурных изделий и закладных деталей. Руководство предназначено для инженеров и техников-проектировщиков, а также для студентов строительных вузов.

Состояние Лота на фото. Отправиться именно то, что отображено на фото.

Оплата в течение 3-х календарный дней, переводом на карту СБЕРБАНК.
Товар высылается почтой РФ после 100% предоплаты, доставку оплачивает покупатель.
Другие варианты оплаты, доставки и вопросы обсуждаются до того, как сделаете ставку.
БЕСПЛАТНО ЛОТЫ НЕ ВЫСЫЛАЮ.
НА ВСТРЕЧИ НЕ ХОЖУ.

Руководство по проектированию фундаментов в программе «ФОК-ПК» - Учебное пособие (Анна Андреевна Кочеткова) - Глава: 7

7. литература

1. Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий. СИ. М. 1989 г.

2. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных

конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). СИ. М.,

3. Серия 1.412/77. Монолитные железобетонные фундаменты под типовые колонны двухветвевого сечения. ЦИТП. М. 1978 г.

4. Серия 1.412/79. Монолитные железобетонные фундаменты под типовые колонны двухветвевого сечения. ЦИТП. М. 1980 г.

5. НИИОСП Госстроя СССР. Пособие по проектированию оснований зданий

и сооружений. СИ. М. 1986 г.

6. Руководство по армированию унифицированными сварными арматурными изделиями монолитных ж.б. конструкций нулевого цикла зданий и сооружений промышленных предприятий. ЦНИИПромзданий, НИИЖБ, Гипромез. М. 1973 г.

7. Руководство по проектированию свайных фундаментов. СИ. М. 1980 г.

8. Рекомендации по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений (к СНИП 2.03.01-84). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. М. 1985 г.

9. Серия 1.411.1-1/84. Свайные фундаменты под типовые колонны

одноэтажных производственных зданий. ЦИТП. М. 1984 г.

10. Серия 1.410-3. Сварные сетки для армирования железобетонных конструкций. Выпуск 1. ЦНИИПромзданий. М. 1985 г.

11. СНИП 2.02.01-83.Основания зданий и сооружений.

12. СНИП II-7-81. Строительство в сейсмических районах.

13. СНИП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции.

14. СНИП 2.02.03-85. Свайные фундаменты.

15. Серия 1.412.1-6. Фундаменты монолитные железобетонные на естественном основании под типовые железобетонные колонны одноэтажных и

многоэтажных производственных зданий. ЦИТП, 1988 г.

16. Рекомендации по применению арматурного проката по ДСТУ 3760-98 при проектировании железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры.

17. ТСН 102-00. Железобетонные конструкции с арматурой классов А500С и

Руководства, Инструкции, Бланки

Поиск

Новые файлы