Тема 3.6. Особенности проектирования железобетонных конструкций, работающих на изгиб.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции.

 

Сущность предварительного напряжения. определение и область использования предварительно напряженного железобетона. Способы изготовления предварительно напряженных элементов. Материалы для предварительно напряженных конструкций. Основные принципы конструирования предварительно напряженных элементов. Виды напрягаемой арматуры и ее сцепление с бетоном. Анкеровка арматуры. Размещение напрягаемой арматуры в элементах. Конструирование предварительно напряженных элементов.

Методические указания

Изучая тему, следует уяснить, что сущность предварительного напряжения железобетона состоит в том, чтобы при изготовлении элемента создать начальное предварительное напряжение сжатия бетона в зонах, в которых затем под влиянием расчетной нагрузки возникают растягивающие напряжения.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции применяют в следующих целях:

- снижение расхода стали за счет использования арматуры высокой прочности;

- уменьшения массы конструкции за счет применения бетона высоких классов;

- создание конструкций, в которых под влиянием эксплуатационной нагрузки не появляются трещины в растянутой зоне бетона или для ограничения ширины раскрытия трещин;

- повышения жесткости элементов конструкций.

Классы бетона и классы сталей для предварительно напряженных железобетонных конструкций назначаются в соответствии с СП52-102-2004.

В результате изучения темы студент должен:

знать область применения предварительно напряженных конструкций; методы и способы предварительного напряжения; цели предварительного напряжения железобетона;

уметь назначить класс бетона и арматуры, назначить способ предварительного натяжения арматуры; принять диаметр и количество стержней предварительно напрягаемой арматуры; законструировать сечение.

Вопросы для самопроверки

1. В чем сущность предварительно напряженного железобетона и его преимущества перед обычным железобетоном?

2. Как осуществить способы предварительного напряжения конструкций?

3. Что такое потери предварительного напряжения?

4. Какой коэффициент учитывается при расчете предварительно напряженных конструкций?

5. Где принимается предварительно напряженный железобетон?

Особенности проектирования сборных железобетонных конструкций.

 

Общие принципы проектирования. Выбор типа конструкций покрытий, перекрытий. Конструктивные и расчетные схемы элементов. Особенности расчета и конструирования сборных железобетонных элементов конструкций.

Методические указания

Тема достаточно подробно изложена в рекомендуемой литературе. При изучении материала надо обратить внимание на то, что сборные железобетонные конструкции могут работать как цельный элемент (плита, ригель, колонна, фундамент), так и как отдельные элементы (плита, короткое поперечное ребро, продольное ребро в ребристой сборной железобетонной панели покрытия и перекрытия).

Расчет элементов выполняется по первой группе предельных состояний. Рассчитывается и подбирается арматура в элементе. Арматура может быть предварительно напрягаемая или без предварительно напряжения.

В результате изучения темы студент должен:

знать общие принципы проектирования сборных железобетонных конструкций;

уметь выполнить расчет и конструирование элемента по первой группе предельных состояний.

 

Вопросы для самопроверки

1. Как выбрать расчетную схему элемента?

2. Как определить расчетную нагрузку на элемент?

3. Как определить площадь сечения рабочей арматуры в элементе?

4. Как законструировать элемент?

Особенности проектирования и расчета многопустотной плиты.

 

Рассматриваются особенности проектирования многопустотной плиты. Расчетная нагрузка на плиту. Расчетный пролет плиты. Статический расчет плиты. Расчетное сечение плиты. Рабочая напрягаемая арматура. Поперечная арматура в плите. Конструирование плиты.

 

Методические указания

При изучении темы студент должен знать, что многопустотная плита изготавливается с круглыми пустотами диаметром 159 мм, количество пустот зависит от ширины плиты (ширина плиты может быть 990 мм, 1190 мм, 1490 мм и 1790 мм). Многопустотная плита имеет конструктивную арматуру из сварных сеток и каркасов, а рабочую арматуру - предварительно напрягаемую, класс стали А 600, А 800, А 1000. При расчете многопустотной плиты, расчетное сечение рассматривается как тавровое высотой 220 мм. Напрягаемая арматура в плите ставится в виде отдельных стержней.

 

Расчет и конструирование многопустотной плиты перекрытия.

Расчет выполняется только по первой группе предельных состояний.

Блок – схема расчета плиты:

- принимается расчетная схема плиты (однопролетная свободно опертая балка);

- определяется нагрузка на 1 м длины плиты с ее номинальной ширины. Нагрузка на плиту складывается из постоянной (собственная масса плиты) и временной, действующей на перекрытие;

- выполняется статический расчет плиты, определяются максимальный изгибающий момент (М_max ) и максимальная поперечная сила (Q_max);

- принимаются класс бетона и класс стали для рабочей преднапрягаемой арматуры (класс бетона В 20, класс стали - арматура класса А 600 или А 800);

- выполняется расчет нормального сечения предварительно напряженной плиты на прочность (на М_max);

- проверка прочности наклонного сечения на поперечную максимальную силу (Q_max);

- выполняется конструирование плиты.

При изучении этой темы следует:

иметь представление о характере работы изгибаемого элемента под нагрузкой;

знать особенность расчета многопустотной плиты как таврового сечения с нейтральной осью, проходящей в полке плиты;

уметь подобрать сечение продольной рабочей арматуры и объяснить назначение поперечной арматуры.

 

Вопросы для самопроверки

1. Какова расчетная схема многопустотной плиты?

2. Как определить расчетную нагрузку на плиту?

3. Как определить расчетный пролет плиты?

4. Показать блок-схему расчета плиты.

5. Как армируется многопустотная плита?