Железобетонные конструкции Лекции

Ncol + Nfun = RгрA Nfun = mAH

m – усредненная масса фундамента и фундамента на ее уступах

m = 2t/M3 = 20 kH Ncol + mAH = RгрA A = Ncol/Rгр- H a-b = A

Полученные размеры a и b округляются до ближайшего кратного 30 см. при металлической опалубке и 10 см. при другой опалубке.

Определение высоты фундамента

Ведется с учетом выполнения следующих требований:

а) обеспечение прочности тела фундамента на продавливание колонн б) обеспечение требуемой длины анкеровки колонны в фундаменте в) исключение продавливания днища фундамента под колонны

Все размеры тела фундамента по высоте определяются по условиям обеспечения прочности тела фундамента на продавливании тела фундамента на продавливании от колонны в

81

предположении, что продавливание происходит по пирамиде, грань которой наклонены и вертикали под углом 45 .

Усилия продавливания F = Ncol - PAосн

Аосн = hcol +2h0

F bRbtUmh0

Коэффициент b – коэффициент условной работы бетона на срез, принятый для тяжелого бетона = 1;

Um – усредненный периметр пирамидопродавливания

Um = А(hcol +h0)

h0 = - hcol/2 + 0,5 (Ncol/Rbl+P)

условие, обеспечивающее прочность на действие перерезывающих сил

h0 lan =(1+1,5) hcol +50

из 2х выделенных значений выбирается большее h=h0+a

полученное значение должно быть округлено до ближайшего кратного 10 см. Условие, обеспечивающее непродавливание днища фундамента: F 2 1 A1Rbt, где

1 –коэффициент трения, принимается = 0,75коэффициент, учитывающий работу на снятие по контакту принимается = 1,3

A1 – площадь основания пирамиды продавливания под днищем колонны

Высота нижней ступени фундамента определяется из условного обеспечения прочности ступени фундамента на срез от действительной перерезывающей силы, возникшей от реактивного отпора грунта на участке за пределами основания пирамиды продавливания.

Q = PгрC

Q Rbtbh01 => 0,6Rbtbh01,5Rbtbh0

Определение площади арматуры подошвы фундамента Расчет ведется с учетом следующих рекомендаций

1. С учетом изгиба подошвы фундамента, возникшей от реактивного отпора грунта

82

2.Расчетными сечениями являются вертикальные сечения (у основания пирамиды продавливания и при изменении высоты сечения)

3.В качестве рабочей арматуры используется арматура Kл., A300, A400, бетон не ниже В15.

M1-1 = 0,125 pгр (a – hcol)2*b

M2-2 = 0,125 pгр (a – a1)2*b AS1= M1-1/0,9RSh0

AS2= M2-2/0,9RSh01

Из 2х значений AS1 и AS2 выбирается большее, которое является расчетным и на которое производится подбор стержней рабочей арматуры с учетом следующих рекомендаций:

а) диаметр стержней не менее 10, шаг стрежней одинаковый в 2ъ направлениях и составляет от 100 до 250 мм

б) площадь рабочей арматуры в каждом направлении должна составлять не менее 0,05 % As/bh0= 0,05%

Внецентренносжатый отдельностоящий фундамент

Особенность расчета по сравнению с центральносжатым фундаментом является неравномерное напряжение у грунте основания, которое регламентируется следующими рекомендациями:

83

Схема “а” предполагает, что Pгрmax не превышает

Она рекомендуется для зданий, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью свыше 750 кг.

Схема “б”

Pгрmax Rгр

Pгрmin 0

Для зданий, оборудованных грузоподъемными кранами до 750 кн.

Схема “в” предполагается исключительно в работе 1/4а. Примечание: в зданиях без мостовых кранов.

Pгрmax min = Ntot/A Mtot/W = N/ab(1 bl0/a)

l0 = Mtot/Ntot

Ntot = Ncol + 8HA

Mtot = Mcol +QH

Ntot – усилие, действующее на подошве фундамента.

Площадь подошвы фундамента определяется из условия обеспечения требуемой эпюры перераспределением напряжений в основном с учетом.

а) прямоугольные очертания фундамента б) соотношение сторон b/a = 0,6 – 0,8

A = (1,4 – 1,6)Ncol/(Rгр - H)

1,2; 1,6 учитывают изменение изгибающего момента.

84

Определение площади рабочей арматуры

Ведется с учетом следующих рекомендаций:

1)Расчет ведется раздельно для плоскости действия изгиба момента (с учетом наличия M) и в другой плоскости, как для сжатой со случайным эксцентриситетом

2)Расчетными являются вертикальные сечения в которых происходит изменение высоты сечения тела фундамента.

3)При определении M от реактивного отпора грунта в плоскости действия изгиба момента

расчет ведется с учетом фактических значений Pгр, возникающих на участке расчетного сечения.

В плоскости перпендикулярной изгибу расчет ведется на величину реактивного отпора в предположительно равном его расположению от усилия = Ncol без учета дополнительной нагрузки от веса фундамента и грунта на уступах.

Ленточные фундаменты

Высота H определяется из условий:

PгрC Rbth0

h0 = PгрC/Rbt

M = 0,5PгрC2

AS = M/0,9RSH0

85

Ленточные фундаменты под ряд колонн

Бетон не ниже B15, при этом нижняя часть ленты армируется сеткой с продольной рабочей арматурой Kл не ниже А300-А400. Стенка ленты армируется каркасами, при этом число каркасов не менее 3 при толщине стенки до 450 мм.

4 каркаса от 450-650 мм.

6 – при большой ширине.

86

Дополнительно армируется в пределах пирамиды продавливания в предположении, что ее грани наклонены под углом 45 и вертикали.

Расчетная схема: лента рассматривается как многопролетная статистическая неокр. балка, находящаяся под воздействием вертикального давления от колонн и неравного реактивного отпора грунта.

Характер распределения отпора грунта и как следующих моментов зависит от:

а) от жесткости ленты б) от деформации свойств грунтов в основании.

Каменные конструкции

СНиП II-22-81* «Каменные и армокаменные конструкции» С.В. Поляков Фалевич Н.Ф.Вахненко

С.В.Бондаренко «ЖБ и каменные конструкции»

Классификация и требования, предъявляемые к камням

Делятся на 2 группы:

Естественные – полученные обработкой природных каменных материалов или пород. Искусственные – полученные в результате различных технологических процессов в

искусственных условиях. Они делятся на обожженные и необожженные. К каменным материалам предъявляются следующие требования:

1.прочность, оцениваемая маркой, устанавливаемая путем механических испытаний по стандартной методике для каждого камня

1)испытания проводятся на сжатии и изгибе

2)принимают из 3х образцов меньшее, если меньший показатель не по ГОСТу, кирпичная партия отбракована или на марку ниже

2.морозостойкость – количество циклов переменного замораживания и оттаивания, которые выдерживает материал.

Критерий до какого момента – у каждого свой (наличие признаков повышенного разрушения, разрыхления, расслоения или потери прочности).

87

Оценивается марками (Mрз от 10-300), при этом, если камень используется в качестве ограждающей конструкции, то его марка по Мрз не ниже 50.

Примечание: Если среднегодовая температуру региона выше -10 С требования по морозостойкости к стеновым материалам не предъявляется.

на сегодняшний день понятия устаревшие

Для обеспечения морозостойкости в каменных материалах вводятся ограничения по min дополнительной пористости и по характеру пористого пространства (предпочтительность наличия max закрытых пор).

Для обеспечения прочности пористость камней должна быть min, поэтому в ГОСТах содержится компромиссное решение пористости каменных ограждающих материалов в пределах 15-20% с преобладанием закрытых пор.

3. Способность камней сохранять конструктивные свойства при увлажнении Эта способность оценивается коэффициентом размягчения

Kp = Rw/Rc

Rw – прочность во влагонасыщенном состоянии

Rc – прочность в сухом (равновесном состоянии со средой)

Kp > 0,7 для камней, использующихся в огражденных конструкциях. Растворы по составу классифицируются:

Цементно-песчанные

Известковые

Глиняные

Смешанные По плотности:

Выше 1500 кг/м3

Ниже 1500 кг/м3 По прочности:

Классифицируются марками, определяемые по ГОСТу для каждого вида раствора.

Марки от M4-M200.

Удобоукладываемость:

По ГОСТу его не контролируют, скорее психологический фактор. Раствор должен не только

передавать нагрузку, но и перерапределять.

88

Водоудерживающая способность растворов:

Воды должно хватать и на раствор и на впитывание в камни.

Прочностные свойства кладки

Формула Онищина:

= A(1-)*

– прочность кладки на основе сжатия (средний показатель)

А – конструктивный коэффициент, определяющий долю прочности камня, реализуемой кладки

- средний показатель прочности камня, марка камня

– марка раствора

a, b – коэффициенты эмпирические, зависящие от вида камней, способа кладки, размеров камней и др.

- поправочный коэффициент; =1, если прочность раствора > 0,4MПа, = 0,75 при меньшей прочности.

При 0 прочности раствора, есть конечная величина прочности кладки.

Чем выше исходная прочность, тем меньше вероятность достичь большой прочности в кладке.

Одним из факторов кладки является:

Кладка имеет ниже прочность, чем у камней

Величина конструктивного коэффициента А при прочих равных условиях зависит от высоты камней (в следствии повышения сопротивления камней срезу и местному изгибу).

Наличие пустот в камнях снижает коэффициент А в следствии повышения неоднородности по контакту из-за наличия тонких термоизоляций местной устойчивости стенок пориз. камня.

89

Особенность зависимости прочности кладки от прочности раствора состоит в следующем:

1.Наличие прочности кладки при 0 прочности раствора.

2.Резким увеличением прочности кладки при увеличении прочности раствора от 0 до 15 МПа.

3.Налаживание кривых при прочности раствора превышает 15-20 МПа (это связано с неравным изменением прочности раствора на сжатие, растяжении и срез).

4.Возраст кладки. С возрастом перераспределенное напряжение раствора в кладке падает.

5.Толщина швов. В кладке 15 % раствора – горизонтальные швы.

Напряженнодеформированное состояние кладок

Основными факторами определяющими НДС кладок является:

1.Неравномерность и неоднородность физических и конструктивных свойств материалов по поверхности контакта камней и растворов, которые предопределены.

а) объективными технологическими издержками процесса кладки б) неодинаковыми условиями теплообмена раствора по поверхности контактность.

Следствием неоднородности по контакту является появление участков в концентрации напряжений, ведущих к появлению среза, растяжения и изгиба камней и очаговых разрушений.

2.Различие деформированных свойств камня и раствора. При существенном различии деформаций возможно возникновение местных растяжений напряжений, которые ведут к появлению очаговых разрывов кирпича или раствора.

3.Наличие неоднородности в конструктивном решении кладки (принятым чередованным устройством тычковых и ложковых рядов).

90