18. Определение арматуры, классы ненапрягаемой и напрягаемой
Арматура - линейно-протяженные элементы в ж/б конструкциях, предназначены для восприятия растягивающих и сжимающих усилий.
В конструкциях применяют стальную арматуру в виде проволоки, стержней, канатов. В качестве ненапрягаемой арматуры прим. Арматуру класса S240, S400, S500.
S240- d=5,5-40мм, гладкая
S400- d=6-40мм, периодического профиля
Проволока S500 d=4-40мм гладкая и периодического профиля
В качестве напрягаемой арматуры прим. арматуру класса S540,S800,S1200; армат. проволоку и канаты класса S1400.
S540 d=16-36 мм стержневая
S800- d=10-32 мм стержневая
S1200- d=6-32 мм
S1400- d=3-15 мм канаты
19.
Каркасы могут быть плоскими и объемными. Расположение стержней в каркасе: в один и в два ряда 2 рисунка
Рекомендуется применять вид каркасов с односторонним расположением продольных стержней, т.к. при этом улучшается сцепление с бетоном и условия сварки.
20. Сетки изготавливают рулонными или плоскими, рабочую арматуру располагают в продольном, поперечном или в обоих направлениях. Стержни перпендикулярные рабочим стержням выполняют функцию монтажной арматуры. Для изготовления сеток используют арматуру класса S500 диаметром 4-5 мм, S400 6-10 мм, в отдельных случаях плоские сетки выполняют из арматуры диаметром 10-20 мм класса S240,S 400.В рулонных сетках
21. Сечения балок бывает: прямоугольным, тавровым, двутавровым, полым, трапециевидным.
Прямоугольный
Рисунок
Тавровый
Рисунок
Двутавровый
Рисунок
Трапециевидная
рисунок
Монтажная арматура предназначена для восприятия усилий при монтаже и транспортировке . На 2-4мм больше диаметра поперечных стержней и не менее 12мм.
22.Плиты армируют сварными сетками. Сетки укладывают так, чтобы стержни их рабочей арматуры располагались вдоль пролета и воспринимали растягивающие усилия, возникающие при изгибе под нагрузкой в соответствии с эпюрами изгибаемых моментов, поэтому в пролетах плит сетки размещают внизу, а в многопролетных плитах -также и вверху над промежуточными опорами. Плиты бывают: рисунок
Рабочие стержни располагают вдоль пролета плиты, ближе к растянутой грани сечения. Рабочие стержни устанавливают по расчету и предназначают для восприятия растягивающих напряжений, возникающих в растянутой зоне. Диаметр рабочих стержней 3-10мм, в толстых плитах 12-14мм с шагом 100-200мм (5-10 стержней на 1м погонный). Распределительная- устанавливается перпендикулярно рабочей, предназначена для обеспечения проектного положения рабочих стержней при бетонировании, для восприятия усилий, возникающих в результате усадки бетона или изменения температуры. Диаметр распределительных стержней меньше диаметра рабочих, и принимается таким образом, чтобы площадь их поперечного сечения составила не менее 10% площади рабочих стержней. Шаг 250-300мм, но не более 350мм. Армирование плит отдельными стержнями связкой их в сетки вручную с помощью вязальной проволоки применяют в тех случаях , когда стандартные сварные сетки не могут быть использованы.
23.Классификация арматуры по назначению:
А) рабочая(служит для восприятия действующих усилий, принимается по расчету)
Б)конструктивная(назначается по конструктивным соображениям, воспринимает усилия от усадки бетона, изменения температуры и равномерно распределяет усилия между стержнями)
В)монтажная(обеспечивает проектное положение рабочей арматуры, а также подъем конструкций)
Задача Рисунок
Определить кол-во раб. стержней и их d для балки таврового сечения при условии, что нейтральная ось располагается в полке класс бетона 20/25, арм-ра S=500, Мsd=110 кн∙м
в/f=800
Т.к. нейтральная ось располагается в полке, то сечение рассчитывается как прямоугольное шир. в/f
Mkd>Msd
α=1
d=h-c=600-30=570 мм
с=от 30 до 50мм
αм< αм,lim
растянутая армат. достиг. предельных деформаций
2) Определ. требуемую площадь поперечного сечения раб. арматуры
24. При проектировании бетонных, ж/б и предварительно напряженных конструкций применяют бетоны следующих классов: С 8/10,С 12/15, С16/20, С 20/25, С 25/30.
В обозначении класса бетона С f ck/f c,cube
f ck- нормативное сопротивление бетона на осевое сжатие, установленное по результатам испытаний призм (цилиндров)
f c,cube- гарантированная прочность бетона на осевое сжатие , установленное по результатам испытаний кубов с ребром 150мм
Расчетная
прочность бетона f
cd=f
ck/
c
При проектировании рекомендуется принимать класс бетона по прочностина сжатие:
1 Для ж/б элементов из тяжелого бетона, рассчитываемого на воздействие многократно-повторяющейся нагрузки не ниже С 12/15
2 Для ж/б стержневых элементов не ниже С 12/15
3 Для сильно нагруженных ж/б элементов не ниже С 20/25
Задача Рисунок
Определить кол-во раб. стержней и их d для балки таврового сечения при условии, что нейтральная ось располагается в полке класс бетона 20/25, арм-ра S=500, Мsd=110 кн∙м
в/f=800
Т.к. нейтральная ось располагается в полке, то сечение рассчитывается как прямоугольное шир. в/f
Mkd>Msd
α=1
d=h-c=600-30=570 мм
с=от 30 до 50мм
αм< αм,lim
растянутая армат. достиг. предельных деформаций
2) Определ. требуемую площадь поперечного сечения раб. арматуры
25. Сущность предварительного напряжения, способы предварительного напряжения (ПН)
ПН ж/б конструкции – это конструкции, в которых начальное натяжение напрягаемой арматуры обеспечивает необходимую степень обжатия бетона в процессе их изготовления и эксплуатации. Они отличаются от обычных конструкций тем, что в обычном ж/б арматура не может препятствовать действию нагрузки, разрушающей бетон, но смягчает воздействие нагрузки после образования трещин.
В ПНК арматура создает усилия, оказывающие противодействия внешним нагрузкам, которые стремятся разрушить бетон.
Классификация ПНК:
1.по принципу действия напряженного армирования:
-одноосно-предварительно-напряженные
-двухосно- предварительно-напряженные
-объемно- предварительно-напряженные
2.по методу изготовления:
-с натяжением на упоры
-с натяжением арматуры на бетон
-самонапряжение
-сборномонолитные
В зависимости от технологических особенностей арматурных элементов различают следующие способы:
1.Механический – натяжение производят различными механизмами
2.Электротермический – заключается в том, что относительное удлинение напрягаемой арматуры получают электрическим нагревом с последующей фиксацией на упоры.
3.Комбинированный – совокупность 1-го и 2-го.
4.Физико-химический – позволяет осуществлять напряжение арматуры, располагаемой в конструкции и имеющей обеспеченное сцепление с бетоном, за счет энергии расширения напрягающего бетона в процессе твердения
Задача Рисунок
Определить кол-во раб. стержней и их d для балки таврового сечения при условии, что нейтральная ось располагается в полке класс бетона 20/25, арм-ра S=500, Мsd=110 кн∙м
в/f=800
Т.к. нейтральная ось располагается в полке, то сечение рассчитывается как прямоугольное шир. в/f
Mkd>Msd
α=1
d=h-c=600-30=570 мм
с=от 30 до 50мм
αм< αм,lim
растянутая армат. достиг. предельных деформаций
2) Определ. требуемую площадь поперечного сечения раб. арматуры
26.Защитный слой бетона - минимальное расстояние между поверхностью стержней и ближайшей поверхностью бетона, применяемое для защиты арматуры от внешних воздействий.
Рисунок
a=d/2+c
Толщина защитного слоя бетона зависит от:
-назначения и диаметра арматуры, в любом случае не менее диаметра
-вида конструкции
-условий эксплуатации
-размера конструкции
-плотности бетона
Для фундаментов следует принимать защитный слой для монолитных 80мм при отсутствии бетонной подготовки, 45мм при ее наличии. Для сборных- 45мм.
Толщину защитного слоя бетона с поперечной и распределительной арматурой в конструкциях, работающих в условиях нормальных и слабоагрессивных сред следует принимать не менее 15мм.
При увеличении степени агрессивности среды на каждую ступень размер защитного слоя бетона дополнительно следует увеличить на 5 мм.
27.28. Армирование сечения поперечной пустотной и ребристой плит
Пустотные плиты перекрытия изготавливают длиной 3-9 м различной ширины, высота пустотных плит 220мм, круглые пустоты диаметром 159мм. Пустотные плит могут опираться на стены, балки и ригели. Опирание выполняется на 2 опоры и следовательно плита рассчитывается как обычная балка.
Рисунок
Фактическое сечение плиты при расчете по 1 гр. пред. состояний заменяется на тавровое , в котором бетон между пустотами условно собран в ребро, круглые пустоты при этом заменяются на квадраты со стороной h, и площадью равной площади пустоты.
Рисунок
Расчетное сечение
Рисунок
Рисунок
Пустотные плиты пролетом 4,5 и менее выполняются без предварительного напряжения, больших размеров- с предварительным напряжением.
Армирование пустотных плит без предварительного напряжения осуществляется с помощью каркасов, с размещением в них рабочей арматуры и приопорных сеток (каркас располагают через 2-3 пустоты) Рисунок
Ребристые плиты. Ребрами вниз применяют в пром. и гражд. строительстве , когда не требуется ровный потолок. Также плиты более экономичны по расходу бетона, т.к. он максимально удален от растянутой зоны. Пролеты ребристых плит составляют от 6 до 12м , ширина 3 и менее. Ребристые плиты могут изготавливаться с предварительным напряжением и без него. При расчете ребристых плит фактическое сечение заменяется на тавровое.
Рисунок
В к – конструктивная ширина
По формуле расчетов таврового сечения производится определение требуемой площади Ast рабочей арматуры, устанавливаемой в продольных ребрах, а также выполняется проверка прочности наклонного сечения на действие поперечных сил. Полку ребристой плиты рассматривают как плиту , защемленную в продольных поперечных ребрах (плиту рассматриваем как балочную либо как опертую по контуру.
Пример армирования поперечного сечения ребристой плиты шириной b=1,5м без предварительного напряжения
Рисунок
Устройство для образования пустот- пуансон.
29. Назвать случаи расчета таврового сечения.
Расчет таврового сечения определяется расположением нейтральной оси. В соответствии с этим существует 2 расчетных случая:
1.Нейтральная ось располагается в полке
Рисунок
Х- расстояние от грани до нейтральной оси
В этом случае сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной равной ширине полки, т.е.
,
тогда 
2.Нейтральная ось пересекает ребро
Рисунок
х>h/f
30. Типы колонн в зависимости от армирования