Деформации бетона при сжатии

Введение

 

Для получения первого опыта расчета железобетонных элементов по первой и второй группам предельных состояний предлагаются ниже приведенные задачи, включающие условия задачи, данные для расчета, расчетные схемы сечений и схемы усилий, действующих в сечениях. Даны основные положения расчета, приведенные к конкретным условиям задач. Для выполнения заданий необходимо пользоваться приведенной литературой и данными приложений.

На все приведенные задания имеются программы на ПВЭМ.

В расчетах принимать размерность: сила - в ньютонах, изгибающий момент - в ньютонах на миллиметр, напряжение - в мегапаскалях, геометрические размеры – в миллиметрах.

При выполнении задач следует обратить внимание на их оформление. В начале, должно быть написано название задачи, переписано условие, выписаны исходные данные варианта. Далее должны быть начерчены расчетные схемы, эпюры усилий, схемы сечений, схемы усилий, действующих в сечениях. Все рисунки и схемы должны соответствовать заданному варианту задачи. В конце изображается в масштабе сечение элемента, с размещением рабочей арматуры, с учетом требований конструирования и составляется вывод.

 

Деформативность бетона

 

Бетон является неоднородным материалом, состоящим из крупного, мелкого заполнителя и цементного камня, имеющих различные деформативные характеристики. Цементный камень является так же неоднородным материалом, поскольку гидратация частиц цемента при его твердении происходит неполностью, взаимодействует с водой только некоторый поверхностный слой частиц. Образующаяся пленка на частицах цемента затрудняет доступ воды вглубь частиц, процесс гидратации замедляется. После набора бетоном проектной прочности процесс гидратации продолжается, при этом продолжает увеличиваться прочность. Кроме того, цементный камень включает в себя множество пор и капилляров, образующихся при формовании изделий, а так же микротрещин, образующихся в процессе твердения в результате появления внутренних напряжений, из-за усадки бетона. Кроме того, в бетоне остается много избыточной воды, неиспользованной для химического соединения, которая испаряясь, проделывает проходы в капиллярах и порах, вследствие чего, увеличивается пористость, повышается деформативность и снижается прочность бетона.

Кроме того, физико-механические свойства бетона изменяются с течением времени, за счёт продолжающегося процесса гидратации зерен цементного клинкера и испарения избыточной влаги.

Под влиянием этих причин, при воздействии нагрузок, бетон деформируется нелинейно. Нелинейность деформирования бетона проявляется уже при малых напряжениях, а с их увеличением становится все значительнее. Зависимость между напряжениями и деформациями для бетонов, отличающихся видом, прочностью, структурой, различна.

Оценка изменения деформаций бетонных элементов с учётом вышеописанных причин, влияющих на деформативные свойства бетона, взаимное влияние бетона и арматуры рассмотрена в  приведенных задачах.

Нелинейные свойства бетона, проявляющиеся под нагрузкой, учитывают в расчете коэффициентами: n - коэффициент упругих деформаций; j - характеристика ползучести; С_b – мера ползучести, между которыми имеется аналитическая связь.

n _b = e _е / e _b, при сжатии;    n _t = e _et / e _bt, при растяжении,

где e _b, e _bt – полные деформации бетона при сжатии, растяжении, состоящие из суммы деформаций упругих и неупругих.

e _b = e _e + e _pl    при сжатии, e _{b t} = e _{e t} + e _{pl, t}  при растяжении.

Уровень деформаций представляет собой отношение текущего значения деформаций ε _i к предельному ε _u, η _e = ε _i / ε _u аналогично можно говорить и об уровне напряжений η =σ _b / R_b – при сжатии, η _t =σ _bt / R_bt - при растяжении. 

Характеристика ползучести представляет собой отношение неупругих деформаций к упругим.

j = e _pl / e _e = (1 - n _b)/ n _b – при сжатии;              

j _t = e _{pl, t} / e _{e t} = (1 - n _t)/ n _t – при растяжении.    

Мера ползучести представляет собой отношение неупругих деформаций к напряжениям.

С _b = e _pl / s _b = e _pl / (e _e E _b) = j / E _b

Исследованиями деформативных свойств бетона установлена зависимость (1) при сжатии, (2) при растяжении между коэффициентом упругих деформаций и нормативными характеристиками бетона [2], которая дает хорошее совпадение с опытным результатом и может использоваться в расчетах, это:

                           ____________

n _b = n _bu ±(n ₀ - n _bu)√1-ω₁ η – ω₂ η²   (1) – при сжатии,

                              _____________

n _bt = n _{bt , u} ±(n ₀ - n _{bt , u})√1-ω₁ η _t – ω₂ η _t ² (2) – при растяжении,

 

где n _о = 1; w ₁ = w ₂ = 0,5;    e _bu = R_b /(E _b n _bu);      e _{bt , u} = R_bt /(E _b n _{bt , u}),

n _bu = 480 R_b / E_b; n _{bt , u} = 0,5.

E_b - начальный модуль упругости бетона;

R_b - призменная прочность бетона;

R_bt - прочность бетона при растяжении.

Плюс принимают на восходящей ветви диаграммы s _b - e _b, минусна нисходящей ветви диаграммы s _b - e _b.

 

 

Анкеровка арматуры

В железобетонных элементах бетон работает совместно с арматурой, благодаря чему железобетонные элементы успешно работают на изгиб и растяжение. Совместность работы бетона и арматуры обеспечивается в значительной мере за счет сцепления арматуры с бетоном. Надежность сцепления зависит от трех факторов, наиболее существенным из которых является механическое зацепление выступов арматуры за бетон. Для передачи усилия с арматуры на бетон арматура должна иметь необходимую длину анкеровки, которую условно можно представить на длину заделки арматурного стержня в бетон на такую глубину, что когда приложенная сила к арматуре пытается ее втянуть, то напряжения к моменту выдергивания арматуры из бетона начинают достигать прочности ее на растяжение. С учетом этого интересно рассмотреть следующую задачу.

Условие задачи 3. Определить, на сколько процентов уменьшится усилие выдергивания арматурного стержня класса А, диаметром d из бетонного массива бетона класса В по сравнению с усилием, которое может выдержать арматурный стержень, если длина анкеровки l_an будет в полтора раза меньше требуемой. Требуемая длина анкеровки может быть найдена по формуле (3). Исходные данные приведены в табл.1.

Формула для определения длины анкеровки растянутой арматуры в растянутом бетоне l_an = (ω_an R_s / R_b + ∆ λ_an) d ≥ λ_an d (3)

для случая, данного в задании согласно [3], в расчете следует принять

 

ω_an = 0,7; ∆λ_an = 11; λ_an = 20; l_{an min} = 250 мм.

 

Усадка железобетона

В железобетонных элементах арматура, до достижения в бетоне предельных деформаций, работает, как правило, упруго. Нелинейность в работе железобетонных элементов проявляется в основном за счет нелинейной работы бетона.

Нелинейность деформирования бетона вызывает перераспределение напряжений в железобетонных элементах, которое можно определить, зная деформативные характеристики бетона и арматуры.

Рассмотрим задачи: на определение напряжений в бетоне за счет его усадки;

перераспределения напряжений в бетоне и арматуре за счет ползучести бетона.

При усадке бетона в железобетонном элементе в бетоне и арматуре до приложения внешних нагрузок наводятся начальные или усадочные напряжения. В зависимости от содержания арматуры в бетоне могут создаваться значительные растягивающие напряжения, что может приводить к снижению трещиностойкости элемента или появлению трещин в бетоне.

Напряжения в бетоне от усадки определяются, исходя из упругой работы арматуры и условия равновесия сил в арматуре и бетоне железобетонного элемента N_bt  = N_s.

 

s _bt = e _sl E _s / (1/ m ₁ + a / n _t),

  где   a = E _s / E _b;

n _t = e _et / e _bt – коэффициент упруго-пластических деформаций при растяжении;

m ₁ = A_s / bh – коэффициент армирования;

Е _s – модуль упругости арматуры;

e _sl – деформации свободной усадки бетона;

A_s – площадь сечения арматуры;

b, h – размеры поперечного сечения прямоугольного профиля.

 

Условие задачи 4. Определить напряжения в арматуре и образование трещин от усадки бетона железобетонной призмы квадратного сечения размером 150 мм из тяжелого бетона класса В, армированнойчетырьмя стержнями арматуры класса A диаметром d. При заданном коэффициенте упругопластических деформаций бетона при растяжении ν _t = 0,45, свободная усадка бетона составляет  ε _sl = 4 ´ 10^-4. Исходные данные приведены в табл. 1.

 

Ползучесть железобетона

 

При ползучести железобетонного элемента происходит перераспределение напряжений между бетоном и арматурой, при этом напряжения в бетоне снижаются, а в арматуре возрастают.

Изменения напряжений в бетоне и арматуре можно определить из условия равенства внешней силы, которая с течением времени не меняется, сумме внутренних сил в бетоне и арматуре, которые с течением времени изменяются за счет деформаций ползучести бетона.

Значение напряжений в бетоне можно определить из условия:

 

s _b = N / ((1+ m ₁ a / n _b) A);

 

 где N – сжимающая постоянная сила;

A = bh – площадь поперечного сечения элемента;

n _b - коэффициент упругих деформаций бетона.

Напряжения в арматуре определяются из условия, что N = N_b + N_s.

Рассмотрим задачи на определение напряжений в бетоне от усадки ползучести.

 

Условие задачи 5. Определить, на сколько % изменится напряжение в арматуре железобетонной призмы квадратного сечения размером 150мм, изготовленной из тяжелого бетона класса B, армированной симметрично четырьмя стержнями арматуры класса А, за счет ползучести бетона, если при этом коэффициент упругих деформаций ν _b уменьшится вдвое. Исходные данные приведены в табл. 1.

Таблица 1

                  Исходные данные для расчетов к задачам 1 - 5 

№ Варианта	N   кH	Характеристика ползучести φ	Класс бетона В	М   кНм	Класс арматуры А	ν b	d   мм
1	240	0,52	В15	0,72	А300	0,82	20
2	260	0,54	В20	0,74	А300	0,84	20
3	280	0,56	В25	0,76	А400	0,86	20
4	290	0,58	В30	0,78	А500	0,88	20
5	300	0,60	В35	0,79	А500	0,90	20
6	310	0,50	В15	0,10	А400	0,69	32
7	320	0,70	В20	0,21	А300	0,59	32
8	330	0,85	В25	0,31	А500	0,79	32
9	350	0,75	В30	0,41	А400	0,89	32
10	380	0,55	В35	0,51	А300	0,58	32
11	400	0,65	В15	0,50	А400	0,67	18
12	420	0,95	В20	1,10	А300	0,77	18
13	440	0,50	В25	0,50	А400	0,87	18
14	460	0,50	В30	0,51	А500	0,97	18
15	480	0,51	В35	0,53	А400	0,27	18
16	410	0,52	В15	0,58	А400	0,36	25
17	470	0,53	В20	0,59	А300	0,46	25
18	430	0,54	В25	0,61	А400	0,56	25
19	490	0,55	В30	0,65	А500	0,66	25
20	450	0,56	В35	0,67	А400	0,76	25
21	500	0,57	В15	0,69	А400	0,85	22
22	510	0,58	В20	0,72	А300	0,95	22
23	520	0,59	В25	0,77	А400	0,65	22
24	530	0,50	В30	0,78	А500	0,55	22
25	540	0,50	В35	0,81	А400	0,75	22
26	240	0,61	В15	0,52	А300	0,56	16
27	210	0,71	В20	0,53	А400	0,76	16
28	230	0,81	В25	0,58	А300	0,86	16
29	250	0,91	В30	0,79	А500	0,66	16
30	260	0,41	В35	0,89	А300	0,76	16
31	310	0,31	В15	0,71	А400	0,64	28
32	320	0,41	В20	0,78	А300	0,76	28
33	330	0,51	В25	0,84	А400	0,84	28
34	340	0,61	В30	0,86	А500	0,74	28
35	360	0,71	В35	0,91	А400	0,54	28
36	410	0,81	В15	0,54	А500	0,76	14
37	470	0,91	В20	0,57	А300	0,56	14
38	480	0,72	В25	0,72	А500	0,66	14
39	490	1,10	В30	0,87	А400	0,76	14
40	400	1,20	В35	0,98	А500	0,56	14
41	420	1,30	В15	0,63	А400	0,84	12
42	430	1,40	В20	0,68	А300	0,54	12
43	440	1,50	В25	0,71	А400	0,84	12
44	450	1,60	В30	0,84	А500	0,64	12
45	460	1,70	В35	0,99	А400	0,54	12
46	510	1,80	В15	0,61	А500	0,72	10
47	520	1,90	В20	0,65	А300	0,52	10
48	530	0,55	В25	0,74	А500	0,72	10
49	540	0,67	В30	0,79	А400	0,82	10
50	500	0,78	В35	0,97	А500	0,92	10

 

Вопросы

1. Какие виды деформаций испытывает бетон?

2. Что такое усадка бетона, каковы причины ее возникновения? Факторы, влияющие на усадку бетона.

3. Что такое модуль деформаций бетона – начальный, секущий, касательный?

4. Как изменяется модуль деформаций бетона с увеличением напряжений в бетоне?

5. Что такое – упругие, пластические и остаточные деформации бетона?

6. Что такое предельная сжимаемость и предельная растяжимость бетона?

7. Что такое ползучесть бетона?

8. Что такое релаксация бетона?

9. Какие параметры характеризуют ползучесть бетона?

10. Как изменяется деформация бетона при многократно повторяющемся действии нагрузки?

11. Что такое ниспадающая ветвь диаграммы зависимости между напряжениями и деформациями.

12. Как определить величину относительной температурной деформации бетона?

13.  Какими факторами обеспечивается сцепление арматуры с бетоном?

14.  Что такое анкеровка арматуры в бетоне?

15.  Как влияет диаметр арматуры на анкеровку арматуры?

16.  От чего зависит и как определяется длина зоны анкеровки?

17.  Что такое длина зоны анкеровки напрягаемой арматуры?

18.  Как изменяются напряжения в бетоне и арматуре железобетонного элемента при усадке бетона?

19.  Почему в железобетонных элементах из-за усадки бетона могут появляться трещины?

20.  Как перераспределяются напряжения в бетоне и арматуре железобетонного элемента при ползучести?

21.  Как влияет количество арматуры на ползучесть железобетона?

22.  Для чего необходим защитный слой бетона?

 

5. Расчет потерь предварительного напряжения арматуры

 

     Предварительное напряжение, создаваемое в арматуре изгибаемых железобетонных элементов, позволяет увеличить диапазон эксплуатационных нагрузок, эффективно использовать высокопрочную арматуру, делать элементы больших пролетов. В процессе создания натяжения арматуры и вплоть до достижения эксплуатационных нагрузок в напрягаемой арматуре происходят потери предварительного напряжения. Для выполнения расчета предварительно напряженных железобетонных элементов необходимо знать полные потери предварительного напряжения арматуры, которые происходят в силу разных причин.

      Потери напряжения в арматуре делят на две группы, (для конкретного случая данной задачи)  - первые потери, - вторые потери, при этом сумма полных потерь принимается .

      Потери вычисляются согласно требованиям норм [5].

σ₁ = 0,1σ _sp – 20 - потери от релаксации напряжений при механическом способе натяжения стержневой арматуры;

σ₂ = 1,25 Δ t, - потери от температурного перепада;

σ₂ = Δ t, - для бетонов класса В45 и выше;

При отсутствии точных данных, Δ t принимать равным 65 град.

σ₆ - потери от быстро натекающей ползучести для бетона естественного твердения;

при σ _bp / R_bp ≤ ά, σ₆ = 40 σ _bp / R_bp;

при σ _bp / R_bp > ά, σ₆ = 40 ά + 85 β (σ _bp / R_bp – ά);

ά = 0,25 + 0,025 R_bp но не более 0,8;

β = 5,25 – 0,185 R_bp но не более 2,5 и не менее 1,1;

σ _bp – определяется с учетом потерь σ₁, σ₂;

Для бетона подвергнутого тепловой обработке потери σ₆ умножать на 0,85.

Потери от усадки бетона σ₈ принимаются для тяжелого бетона, подвергнутого тепловой обработке, при классе бетона:

В35 и ниже - 35 МПа;

В40             - 40 МПа;

В45 и выше - 50 МПа.

Потери σ₉ - от ползучести бетона.

 

σ₉ = 150 ά (σ _bp / R_bp) при σ _bp / R_bp ≤ 0,75;

 

σ₉ = 300 ά (σ _bp / R_bp – 0,375) при σ _bp / R_bp > 0,75;

 

σ _bp – определяется с учетом потерь σ₁, σ₂, σ₆, σ₈;

ά – коэффициент, принимаемый для бетона естественного твердения равным 1, для бетона подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении равным 0,85.

R_bp – передаточная прочность бетона назначается не менее 11 МПа. Для стержневой класса А800 (А- VI) и выше, не менее 15,5 МПа. Кроме того, передаточная прочность должна составлять не менее 50% класса бетона.

 - приведенная площадь бетона

 - усилие обжатие бетона; - напряжение в бетоне от усилия обжатия;

 

Условие задачи 6. Согласно приведенных в табл. 2 исходных данных, для центрально армированного, одним стержнем, железобетонного элемента, квадратного сечения из тяжелого бетона, изготовленного с тепловой обработкой, вычислить указанную ниже сумму потерь предварительного напряжения арматуры, при механическом способе натяжения арматуры, на упоры. Расчет выполнять в соответствии с требованиями [5]. Требуется определить потери предварительного напряжения - σ_1, σ_2, σ_6, σ_8, σ₉.

                          Рис. 1 Схема рассчитываемого элемента.

 

Таблица 2

Данные для расчета потерь предварительного напряжения

№ варианта	Класс арматуры	Предварительное напряжение арматуры σsp, МПа	Класс бетона	Диаметр арматуры d, мм	Размер стороны сечения а, мм
1	А800	700	В30	20	300
2	А1000	900	В30	28	300
3	А600	500	В25	28	300
4	А800	750	В25	22	200
5	А1000	950	В35	25	200
6	А600	550	В30	28	200
7	А600	450	В35	18	150
8	А800	650	В35	25	150
9	А1000	850	В40	22	150
10	А600	400	В40	28	300
11	А800	600	В40	28	300
12	А1000	800	В45	18	300
13	А600	500	В45	22	150
14	А800	700	В45	25	150
15	А1000	900	В50	28	150
16	А600	550	В30	22	350
17	А800	720	В35	25	250
18	А1000	920	В40	20	400
19	А600	480	В45	28	150
20	А800	680	В50	20	200
21	А1000	880	В35	20	250
22	А600	460	В45	20	300
23	А800	660	В55	28	350
24	А1000	860	В60	22	250
25	А600	540	В40	25	200
26	А1000	860	В20	32	250
27	А600	460	В25	28	350
28	А800	660	В40	25	250
29	А1000	760	В30	18	250
30	А600	410	В35	22	250
31	А800	560	В25	20	250
32	А1000	810	В30	22	250
33	А600	360	В25	32	350
34	А800	460	В45	22	250
35	А1000	560	В35	28	350
36	А600	440	В15	18	250
37	А800	550	В20	22	250
38	А1000	770	В40	28	450
39	А600	480	В35	16	250
40	А800	780	В25	22	250
41	А1000	880	В40	28	350
42	А600	510	В35	32	250
43	А800	490	В25	22	250
44	А1000	790	В40	28	450
45	А600	430	В50	22	250
46	А800	440	В20	16	150
47	А600	480	В25	16	200
48	А800	520	В30	18	250
49	А1000	580	В35	18	250
50	А800	530	В30	20	300

Вопросы

 

1. Каковы преимущества предварительно напряженных конструкций?

2. Что такое передаточная прочность бетона?

3. Какие применяются способы напряжения арматуры?

4. В чем состоит электротермический способ натяжения арматуры?

5. Чему равна температура нагрева стержневой арматуры при создании в ней напряжения и почему ограничивается её величина?

6. В чем отличие схем натяжения напрягаемой арматуры на упоры и на бетон?

7. Что такое - усилие предварительного обжатия?

8. С какой длины, изгибаемые железобетонные конструкции делают только с предварительно напрягаемой арматурой?

9. Зачем напрягаемую арматуру ставят в верхней части сечения, которая при эксплуатации будет работать на сжатие?

10. Почему предварительно напряженные изгибаемые железобетонные конструкции получают выгиб?

11. Чем отличается работа под нагрузкой изгибаемых предварительно напряженных железобетонных элементов от работы железобетонных элементов без предварительного напряжения?

12. Как назначается величина предварительного напряжения арматуры железобетонного элемента?

13. Что такое величина допустимого отклонения предварительного напряжения арматуры?

14. Какие потери предварительного напряжения относят к первым?

15. Что такое уровень напряжения в бетоне от усилия обжатия арматуры?

16. Какие потери предварительного напряжения учитывают при натяжении на упоры?

17. Какие потери предварительного напряжения учитывают при натяжении на бетон?

18. Чему равна минимальная величина всех потерь предварительного напряжения?

19. В каком случае коэффициент точности натяжения арматуры принимается больше единицы, в каком меньше?

20. В каком случае потери от температурного перепада не учитывают, а в каком учитывают?

21. Что влияет на величину потерь предварительного напряжения арматуры от ползучести бетона?

22. Что влияет на величину потерь предварительного напряжения арматуры от релаксации арматуры? 

23.  В какой момент изменения напряженно деформированного состояния предварительно напряженного железобетонного элемента напряжения в арматуре станут равны величине предварительного напряжения с учетом всех потерь?

24. Зачем необходимо при расчете предварительно напряженных железобетонных элементов определять потери предварительного напряжения арматуры?

25. Что такое – приведенное площадь сечения железобетонного элемента?

26. Что такое усилие обжатия бетона от предварительного напряжения арматуры?

27. Как определить напряжение в бетоне от усилия обжатия при центральном расположении напрягаемой арматуры?

28. Чему равна величина потерь предварительного напряжения арматуры от упругого обжатия бетона?

29. Какой размер определяет эксцентриситет усилия обжатия?

30. Чему равен момент, возникающий при обжатии железобетонного элемента от усилия обжатия и создающий его выгиб?

31. Чему равно расстояние от нижней грани железобетонного элемента до центра тяжести приведенного сечения?

 

Вопросы

 

1. Почему изгибаемые балочные элементы необходимо рассчитывать по нормальным сечениям?

2. От чего зависит изгибающий момент, возникающий в сечении изгибаемых железобетонных элементов от внешних воздействий?

3. От чего зависит изгибающий момент, который может выдержать изгибаемый железобетонный элемент?

4. Основные этапы проектирования железобетонных элементов?

5. Какая стадия напряженно деформированного состояния железобетонного элемента положена в основу расчета прочности?

6. Какие предпосылки и допущения положены в основу расчета прочности железобетонного элемента на действие изгибающего момента?

7. Назвать геометрические параметры расчетного сечения железобетонного элемента?

8. За счет изменения, каких величин можно увеличить несущую способность изгибаемого железобетонного элемента?

9. Почему напряжения в бетоне сжатой зоны в расчете прочности принимаются равномерно распределёнными по площади сжатой зоны железобетонного элемента?

10. Что такое высота сжатой зоны и относительная высота сжатой зоны железобетонного элемента?

11. Что такое граничная высота сжатой зоны железобетонного элемента?

12. При каком условии разрушение изгибаемого железобетонного элемента будет начинаться с растянутой зоны?

13. Как называются изгибаемые железобетонные элементы, разрушение которых происходит по бетону сжатой зоны?

14. Чему равна равнодействующая напряжений в сжатой зоне бетона?

15. Чему равна равнодействующая напряжений в растянутой арматуре?

16. Чему равно плечо внутренней пары сил в сечении железобетонного элемента?

17. В каком месте сечения изгибаемого железобетонного элемента ставится продольная рабочая арматура, определённая из расчёта на действие изгибающего момента?

18. Почему у изгибаемых элементов высота сечения делается больше ширины?

19. То такое рабочая высота расчётного сечения железобетонного элемента?

20. Какие величины принимаются как исходные в расчёте и конструировании сечений железобетонных элементов?

 

Вопросы

 

1. При каком условии прочность железобетонных изгибаемых элементов по наклонным сечениям на действие поперечной силы будет обеспечена?

2. Чем в наклонном сечении воспринимается поперечная сила?

3. Чему равен пролет среза?

4. От чего зависит поперечная сила Q_б, воспринимаемая бетоном сжатой зоны над наклонным сечением?

5. Что учитывает коэффициент φ_f?

6. Что учитывает коэффициент φ_n?

7. При каком соотношении между Q_б и Q_sw несущая способность железобетонного элемента по наклонному сечению будет минимальна?

8. Что мы определяем в результате расчета железобетонных изгибаемых элементов по наклонным сечениям на действие поперечной силы?

9. Как выполняется армирование железобетонный изгибаемый элементов, если по расчету поперечная арматура не требуется?

10. Почему по расчету поперечная арматура ставится на приопорных участках изгибаемых элементов?

11. Что требуется изменить, если по расчету получается маленький шаг поперечных стержней при большом диаметре?

12. В каких пределах может изменяться Q_б?

13. В каких пределах может изменяться с₀?

14. Что такое отгибы?

15. Чем поперечные стержни отличаются от хомутов?

16. Какие конструктивные требования необходимо соблюдать при назначении шага поперечной арматуры?

17. Как изменится несущая способность железобетонных изгибаемых элементов по наклонным сечениям на действие поперечной силы при увеличении шага поперечной арматуры?

18. В каком случае поперечная арматура в изгибаемых железобетонных элементах не ставится?

19. Почему железобетонные изгибаемые элементы могут разрушиться по наклонным сечениям от действия поперечной силы?

20. Как выполняют проверку на действие поперечной силы по наклонной сжатой полосе?

21. Как устанавливают место теоретического обрыва продольной арматуры и длину заделки стержня?

22. Зачем выполняется расчет эпюры материалов?

 

 

Вопросы

 

1. При каком условии прочность железобетонных элементов работающих на внецентренное сжатие будет обеспечена?

2. Как определяется эксцентриситет сжимающей силы?

3. Какие два расчетных случая возможны при внецентренном сжатии?

4. Как устанавливается расчетный случай внецентренного сжатия?

5. От чего зависит минимальное значение коэффициента армирования для внецентренно сжатых элементов?

6. Как назначается поперечное армирование колонн?

7. Как в расчете учитывается влияние продольного изгиба колонны?

8. Чему соответствует расстояние равное значению расчетного эксцентриситета?

9. При каком значении относительной высоты сжатой зоны в момент разрушения напряжение в продольной арматуре может быть равно нулю?

10. Как назначается шаг поперечной арматуры в колоннах?

11. Как ставится продольная арматура в колонне если по расчету она не требуется? (конструктивно исходя из гибкости)

12.Что следует предпринять если в расчете получилось, что Nот нагрузки меньше или равно N_cr? (увеличить размеры)

13.В каких пределах назначается гибкость колонн? (До 120)

14.Как назначается случайный эксцентриситет?

15.При каком значении гибкости сжатого элемента влияние продольного изгиба в расчете не учитывается?

16.Почему железобетонные сжатые элементы с косвенным армированием могут выдержать большие усилия, по сравнению элементами без косвенного армирования?

17.Условие прочности на смятие?

18.Что такое коэффициент объемного армирования?

19.Что такое ядро сечения сжатого элемента с косвенным армированием?

20.Как гибкость элемента влияет на эффективность косвенного армирования?

 

11. Расчет образования трещин, ширины их раскрытия и прогибов железобетонных изгибаемых элементов

 

      Данный расчет выполняется для определения состояния железобетонного элемента на соответствие требованиям пригодности к нормальной эксплуатации.

     В данном расчете делают проверки на образование трещин, если они образуются, проверяют ширину их продолжительного и непродолжительного раскрытия и проверяют прогиб, сравнивая полученные в расчете ширину трещин и прогибы с допускаемыми значениями. Иначе говоря, выполняется расчет по второй группе предельных состояний, в котором, учитывая, что расчет на прочность для данного элемента выполнен и прочность гарантирована, можно снизить надежность расчета. Это достигается тем, что усилия, действующие на элемент, определяют от нормативных нагрузок, т. е. с коэффициентом надежности равным единице, а расчетные сопротивления для расчета по второй группе предельных состояний бетона и арматуры принимают с коэффициентом надежности по материалу равным единице.

         

Условие задачи 12. Для балки, изготовленной из тяжелого бетона с тепловой обработкой, без предварительного напряжения арматуры требуется выполнить расчет на образование трещин.

Вычислить кратковременное и длительное значение ширины раскрытия трещин и сравнить их с допускаемыми. Расчет кратковременного и длительного значений ширины раскрытия трещин выполнить по двум методикам и сравнить их значения.

Выполнить расчет прогибов при кратковременном и длительном действии нагрузки и сравнить их с допускаемыми значениями. Данные для расчета принять по табл. 8.

Таблица 8

Вопросы

1. При каком условии трещины железобетонных растянутых элементов образуются?

2. Что случиться если, растягивающая сила окажется  > той, которую может выдержать сечение до образования трещин?

3. При как