СНИП: Защитный слой арматуры и бетона

Метод расчета ЖБК по предельным состояниям.

Сущность метода расчета конструкций по предельным состояниям.

Сущность метода в том, что устанавливаются предельные состояния и вводится система расчетных коэффициентов, гарантирующих конструкцию от наступления этих предельных состояний при самых невыгодных сочетаниях нагрузок и минимальной прочности материалов.

Предельным называют такое состояние конструкции, при котором она (конструкция) перестает отвечать предъявляемым к ней требованиям (например, в ней образуются трещины, когда они недопустимы по условиям эксплуатации; либо ее прогибы превышают предельно допустимые; либо конструкция разрушается).

Метод расчета ЖБК по предельным состояниям.

Сущность метода расчета конструкций по предельным состояниям.

Сущность метода в том, что устанавливаются предельные состояния и вводится система расчетных коэффициентов, гарантирующих конструкцию от наступления этих предельных состояний при самых невыгодных сочетаниях нагрузок и минимальной прочности материалов.

Предельным называют такое состояние конструкции, при котором она (конструкция) перестает отвечать предъявляемым к ней требованиям (например, в ней образуются трещины, когда они недопустимы по условиям эксплуатации; либо ее прогибы превышают предельно допустимые; либо конструкция разрушается).

БЕТОН

Бетоны - искусственные каменные материалы. Как известно, их получают в результате затвердения бетонной смеси, составляемой из крупного и мелкого заполнителя, вяжущего, воды и специальных добавок. Затвердевший бетон приобретает довольно сложную структуру (внутреннее строение) Структура бетона оказывает решающее влияние на свойства бетона. Она грубо неоднородна и зависит от многочисленных факторов: зернового состава, объемной концентрации цементного камня, вод о цементного отношения, способов уплотнения, условий твердения, степени гидратации цементного камня и пр.

Структура бетона формируется в виде пространственной решетки из цементного камня, заполненной зернами крупных и мелких заполнителей и пронизанной многочисленными микропорами и капиллярами, содержащими химически несвязанную воду, водяные пары и воздух (рис.1). Поэтому бетон представляет собой капиллярно-пористый каменный материал, в котором нарушена сплошность и присутствуют все три фазы - твердая, жидкая и газообразная.

Цементный камень состоит из упругого кристаллического сростка и наполняющей его вязкой массы - геля. Сочетание упругой и вязкой структурных составляющих цементного камня наделяют бетон свойствами упрутопластичноползучего тела. Эти свойства проявляются в поведении бетона под нагрузкой и в его взаимодействии с внешней средой.



Рис. 1 Структура бетона: 1 - окаменевший цементно-песчаный раствор; 2 - зерна крупного заполнителя; 3 - структурные трещины в матрице и на границе зерен заполнителя; 4 -крупные поры и капилляры; 5 - пустоты под зернами крупного заполнителя; 6 - разрыхленная порами структБетон для железобетонных конструкций должен обладать вполне определенными наперед заданными физико-механическими свойствами

Физические свойства бетона зависят от исходных материалов, способа изготовления и определяются его структурой. С этих позиций бетоны классифицируются по следующим признакам.

По структуре:

- плотный бетон, в котором пространство между зернами заполнителя занято затвердевшим вяжущим;

- крупнопористый бетон - пространство между зернами заполнителя заполнено частично;

- поризованный бетон - бетон, в котором пространство между зернами заполнителя поризовано посредством введения специальных добавок;

- ячеистый бетон - бетон с искусственно созданными порами.

Основное распространение в настоящее время получили бетоны на цементной основе. Чтобы увеличить сопротивление бетона агрессивной среде и повысить долговечность конструкций при особых условиях эксплуатации, применяют специальные виды цемента - сульфатостойкий, солестойкий, пуццолановый, быстротвердеющий, расширяющийся, самонапрягающийся.

По виду заполнителя:

- на плотных естественных заполнителях (гравий, щебень);

- на пористых природных заполнителях (перлит, пемза, ракушечник);

- на искусственных заполнителях (керамзит);

- на специальных заполнителях, которые удовлетворяют требованиям биологической защиты, жаростойкости, химической стойкости и т.д.



По зерновому составу:

- крупнозернистые;

- с крупным и мелким заполнителем;

- мелкозернистый (только с мелким заполнителем).

По способу твердения:

- естественного твердения;

- бетон, подвергнутый тепловлажностной обработке при атмосферном давлении;

- бетон, подвергнутый автоклавной обработке при повышенном давленииура цементного камня под отдельными зернами крупного заполнителя

К физическим свойствам бетона относятся: водонепроницаемость, морозостойкость, жаростойкость, огнестойкость, коррозионная стойкость и др.

Подводонепроницаемостью материала понимают его способность не пропускать воду. Для напорных сооружений (резервуары, напорные трубопроводы и т.п. сооружения) в зависимости от испытываемого гидростатического давления жидкости назначается марка по водонепроницаемости впределах от W 2 до W 12. Число характеризует давление воды в кг/см2, при котором еще не наблюдается ее просачивания через испытываемый образец. Испытания выполняют на образцах из бетона диаметром и высотой 150 мм.

Под морозостойкостью понимают способность материала в увлажненном состоянии сопротивляться - разрушающему воздействию попеременного замораживания и оттаивания. Марка бетона по морозостойкости назначается для конструкций в пределах от F25 до F500. Число характеризует количество выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии, при котором прочность бетона снижается не более чем на 15% или не наблюдается видимых его разрушений.

Под жаростойкостью понимают способность бетона сохранять прочность при длительном воздействии высоких температур (выше 200 С).

Под огнестойкостью, измеряемой в часах, понимают способность бетона сохранять прочность при воздействии открытого огня (1000...1100 °С).

Для конструкций, работающих при более высоких температурах, применяют бетоны, приготовляемые на термически стойких заполнителях с малым коэффициентом температурного расширения (шамот, металлургические шлаки, хромит и др.) и глиноземистом цементе или на портландцементе с тонкомолотыми добавками (шамот, кварц, вулканические породы и др.), или на жидком стекле с кремнефтористым натрием и тонкомолотой добавкой. Такие бетоны способны выдерживать длительное действие температуры до 1200 °С.

Под коррозионной стойкостью понимают способность бетона не вступать в химическую реакцию с окружающей средой.

Для повышения коррозионной стойкости эффективно применение армопластбетонов, изготовляемых на основе полимерных вяжущих (поливинилацетат, поливинилхлорид и др). Такие бетоны отличаются высокой химической стойкостью и используются преимущественно в сооружениях, подвергающихся воздействию агрессивных сред (газы, масла, кислоты, щелочи и др.)

По прочностным показателям качества различают следующие классы бетона;

В - по прочности на осевое сжатие;

Bt - по прочности на осевое растяжение.

Под классом бетона «В» по прочности на осевое сжатие понимают среднестатистическое значение временного сопротивления сжатию Rm в МПа эталонных образцов, изготовленных и испытанных через 28 суток хранения при температуре (20 ± 2) °С в соответствии с государственным стандартом с обеспеченностью 0,95.

Нормами установлены следующие классы бетона по прочности на осевое сжатие:

- для тяжелых и мелкозернистых бетонов: В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;

-для легких бетонов: В7,5; B10; B12,5; В15; В20; В30; В35; В40.

Под классом бетона « Bt» no прочности на осевое растяжение понимают среднестатистическое значение временного сопротивления растяжению Rm{ в МПа эталонных образцов, испытанных через 28 суток хранения при температуре (20 ±2) С в соответствии с государственным стандартом с обеспеченностью 0,95.

Класс по прочности на осевое растяжение назначают при проектировании железобетонных конструкций, для которых прочность бетона на растяжение имеет принципиальное значение (резервуары, напорные трубопроводы, бетонные покрытия дорог и т.п. сооружения).

Нормами для тяжелых, легких и мелкозернистых бетонов установлены классы бетона по прочности на осевое растяжение Вt 0,8...3,2 с градацией через 0,4 МПа.

Нормативные и расчетные сопротивления бетона установлены для оценки прочности бетона при проектировании, изготовлении и эксплуатации железобетонных конструкций. Предел прочности бетона осевому сжатию определяют по эмпирическим кривым распределения временного сопротивления сжатию эталонных бетонных кубов.

Нормативными сопротивлениями бетона являются:

– класс бетона В (кубиковая прочность);

– временное сопротивление осевому сжатию призмы Rbn (призменная прочность);

– временное сопротивление осевому растяжению призмы Rbtn (призменная прочность).

Нормативные сопротивления бетона Rbn и Rbtn даны в СНиП.

Для предельных состояний первой груп­пы (Rb и Rbt) расчетное сопротивление получают посредством деления со­ответствующих нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по бетону при осевом сжатии γbc=1,3 и при осевом растяжении γbc= 1,5. Эти коэффициенты учитывают возможные отклонения норма­тивных сопротивлений в неблагоприятную сторону вследствие факторов, не поддающихся статистическому учету (замены вида цемента, крупных и мелких заполнителей, условий твердения). По мере возрастания класса бетона выше В40 увеличивается их хрупкость (уменьшаются деформа­ции ползучести), поэтому расчетные сопротивления сжатию тяжелого бе­тона классов В50, В55, В60 снижают умножением соответственно на ко­эффициенты 0,95; 0,925; 0,9.

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления бето­на для предельных состояний первой группы Rb и Rbt снижают (или повы­шают) посредством умножения на коэффициенты условий работы γbi учитывающие особенности свойств бетона, длительность действия на­грузки и ее многократную повторяемость, условия и стадию работы кон­струкции, способ ее изготовления, размеры сечения ( табл. 15 СНиП 2.03.01-84).

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы (Rb.ser и Rbt.ser) принимают равными нормативным сопротивлени­ям, т. е. вводят в расчет с коэффициентом надежности по бетону γ = 1. Это обусловлено тем, что снижение прочности бетона проис­ходит на одном напряженном участке, в то время как предельные состоя­ния второй группы определятся в основном деформациями бетона по всей длине элементов. Последнее выравнивает неоднородность деформи­рования и повышает надежность конструкции. Принимают коэффициент условий работы бетона γbi = 1, за исключением случаев расчета элементов по образованию трещин при многократном действии нагрузки, когда γbi= γb1 (табл. 16 СНиП 2.03.01-84).

СНИП: Защитный слой арматуры и бетона

Защитный слой бетона для рабочей арматуры должен обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном на всех стадиях работы конструкции, а также защиту арматуры от внешних атмосферных, температурных и т. п. воздействий.

Толщина защитного слоя бетона принимается не менее диаметра рабочей арматуры и не менее, мм:

25 — для продольной рабочей арматуры в однослойных элементах конструкций;

15 — в двухслойных плитах толщиной больше 100 мм при расположении рабочей арматуры в слое тяжелого бетона, а также для арматуры внутренних перегородок при средней плотности ячеистого бетона более 1000 кг/м;

15 — для поперечных стержней сварных каркасов плит перекрытий и стеновых панелей;

10 — для анкерной арматуры.

В изгибаемых и внецентренно сжатых элементах концы продольных стержней ненапрягаемой арматуры должны отстоять от торца элемента не более чем на 10 мм.

Толщина защитного слоя бетона, для предварительно напряженных двухслойных элементов из ячеистого бетона, на участке зоны передачи усилий от арматуры на бетон принимается в соответствии с минимальными расстояниями между стержнями арматуры (см.ниже)

Минимальные расстояния между стержнями арматуры

Расстояния в свету между стержнями арматуры по высоте и ширине сечения должны обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном и назначаться с учетом удобства укладки и уплотнения бетонной смеси; для предварительно напряженных конструкций должны также учитываться степень местного обжатия бетона и габариты натяжного оборудования (домкратов, зажимов и т.п.), а также возможность обеспечения прохождения штыковых вибраторов.

Минимальное расстояние в свету между стержнями продольной сжатой арматуры и продольной растянутой арматуры принимается не менее трех диаметров и не менее 50 мм.

При cтесненных условиях допускается располагать стержни арматуры попарно (без зазора между ними) таким образом, чтобы при бетонировании горизонтальные спаренные стержни находились один над другим.

Примечание.

Расстояние в свету между стержнями периодического профиля принимается по номинальному диаметру без учета выступов и ребер.

Расстояние между поперечными анкерными стержнями в свету принимается не менее 50 мм; расстояние от начала опасной наклонной трещины до ближайшего расчетного анкерного (поперечного) стержня принимается не менее 100 мм.

Арматурой называются стальные и неметаллические (из специальных видов стеклопластика, кевлара, углепластика) стержни круглого и профильного сечения, проволока, а также изделия из них, предназначенные для восприятия растягивающих и знакопеременных усилий, а в центрально-нагруженных элементах — сжимающих усилий. Полуфабрикаты и готовые изделия из арматурной стали, используемые для армирования сборных и монолитных железобетонных конструкций, называются арматурными изделиями. К ним относятся сварные или вязаные сетки, плоские и пространственные каркасы, хомуты, монтажные петли, стержни и пучки напрягаемой арматуры с анкерами и без анкеров, закладные детали. Их изготовление производится в основном централизованно на заводах металлических изделий и в арматурных цехах на заводах железобетонных изделий.

Наиболее массовыми арматурными изделиями являются арматурные сетки из стержней, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях и соединенных в местах пересечений (крестообразное соединение). Сетки из арматурной стали диаметром от 3 до 10 мм условно называются легкими, а свыше - тяжелыми. Легкие сетки производят шириной от 65 до 380 см, плоские тяжелые сетки - шириной от 65 до 305 см. Длина сеток в основном не превышает 9 м. Легкие сетки с продольными стержнями из арматурной проволоки диаметрами от 3 до 5 мм включительно и при поперечных стержнях диаметрами до 10 мм включительно изготовляют рулонны20. Назначения и размещение арматуры в элементах (рабочая, конструктивная, монтажная). Арматура гибкая, косвенная, жесткая и пр. Новые виды арматуры.

Арматурой называют стальные стержни различной формы, сетки и объемные каркасы из них, представляющие собой составную часть железобетонных конструкций и отвечающие техническим и технологическим требованиям. По назначению арматуру подразделяют на рабочую, распределительную, монтажную и хомуты.

Рабочая арматура (расчетная) воспринимает главным образом растягивающие (в некоторых случаях сжимающие) усилия, возникающие от внешних нагрузок и воздействия силы тяжести конструкции, а также создает предварительное напряжение.

Распределительная арматура (конструктивная) предназначена для закрепления стержней в каркасе путем сварки или вязки с рабочей арматурой, обеспечения совместной их работы и равномерного распределения нагрузки между ними.

Монтажная арматура поддерживает при сборке каркасов отдельные стержни рабочей арматуры и способствует установке их в проектное положение. Стержни монтажной арматуры применяют также для соединения плоских арматурных элементов в один пространственный каркас.

Хомуты предназначены для предотвращения косых трещин в бетоне конструкций (балок, прогонов, колонн) и для изготовления арматурных каркасов из отдельных стержней для тех же конструкций. Жесткая арматура- арматура из стальных прокатных профилей, обладающих значительной жёсткостью на изгиб и сжатие, растяжение. (прокатные двутавры, швеллеры, уголки, балки т-образные, рельсы),

гибкая арматура (металлические прутки различного сечения гладкие и периодического профиля, сварные или вязаные сетки и каркасы). Наиболее широко почти во всем спектре строительства зданий и иных конструкций применяется стальная гибкая арматура . Именно с ней, так или иначе, имело дело большинство людей и в быту (для укрепления сантехники, сборки теплиц и иных садовых работ). Арматура косвенная -кольцевая или спиральная арматура продольно сжимаемых стержнеобразных конструкций, располагаемая в плоскости поперечного сечения и воспринимающая тангенциальные усилия.

21. Основные положения по расчету жбк. Методы расчета. Группы предельных состояний.

Существует 3 основных метода расчета ж/б конструкций: метод расчета по допускаемым напряжениям;

метод расчета по разрушающим усилия;

метод расчета по предельным состояниям.

1. ОСНОВЫ РАСЧЕТА


snizhenie-riskov-za-schet-strukturizacii-proekta.html
snizhenie-shuma-zheleznodorozhnogo-transporta-malimi-akusticheskimi-ekranami.html
    PR.RU™