Файл: Литература Филиппов П. П. Как внешние сигналы передаются внутрь клетки.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.02.2024
Просмотров: 122
Скачиваний: 0
СОДЕРЖАНИЕ
Виды железобетонных конструкций и область их применения железобетона
Достоинства и недостатки железобетона.
Усадка бетона и начальные напряжения
Физико-механические свойства арматурных сталей
Усадка бетона при наличии арматуры
Ползучесть бетона при наличии арматуры
Защитный слой бетона и минимальные расстояния между стержнями
ЛЕКЦИЯ 5. 1. Методы расчёта железобетонных конструкций
Две группы предельных состояний
Сущность метода расчета конструкций по предельным состояниям
Степень ответственности зданий и сооружений
ЛЕКЦИЯ 6. 1. Три стадии напряжённо-деформированного состояния железобетонных элементов
Основы конструирования изгибаемых элементов
РАСЧЕТ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПОЧНОСТЬ ПО СЕЧЕНИЯМ НОРМАЛЬНЫМ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ЭЛЕМЕНТА
Общие сведения. При расчёте прочности железобетонных конструкций выделяют два типа задач:
Разрушение от действия изгибающего момента
Разрушение бетонной полосы между наклонными трещинами
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ.
ЛЕКЦИЯ 1.
ННГАСУ
ОСНОВЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
И.В. МОЛЕВ
Литература
-
Филиппов П.П. «Как внешние сигналы передаются внутрь клетки». Соросовский образовательный журнал, № 3, 1998, с 28-34.
(КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ НАПРАВЛЕНИЯ «АРХИТЕКТУРА»
Содержание
Лекция 1. Общие сведения о железобетонных конструкциях 3
Лекция 2. Основные физико-механические свойства бетона 13
Лекция 3. Арматура для железобетонных конструкций 26
Лекция 4. Основные свойства железобетона 36
Лекция 5. Метод расчета железобетонных конструкций по
предельным состояниям 48
Лекция 6. Расчет и конструирование изгибаемых элементов
по первой группе предельных состояний 57
Лекция 7. Расчет изгибаемых элементов на прочность по
сечениям нормальным к продольной оси элемента 66
Лекция 8. Расчет изгибаемых элементов таврового сечения
с одиночной арматурой 71
Лекция 9. Расчет изгибаемых элементов на прочность по
сечениям наклонным к продольной оси элемента 77
Лекция 10. Расчет и конструирование сжатых элементов 85
Лекция 11. Расчет внецентренно сжатых элементов 91
Лекция 12. Расчет растянутых элементов 98
1. Определение и сущность железобетона.
2. Достоинства и недостатки железобетонных конструкций
3. Виды железобетонных конструкций и область их применения.
4. Краткие исторические сведения о возникновении и развитии железобетона.
Железобетоном называется строительный материал, в котором рационально соединены в монолитное целое бетон и стальная арматура, совместно до разрушения воспринимающие различные силовые воздействия. Возможно и такое определение: железобетоном называется совокупность бетона и арматурных изделий (сеток, каркасов, отдельных стержней и т.д.), уложенных в теле бетона в соответствии со статической работой конструкции.
Бетон, являясь искусственным камнем и, обладая высокой прочностью на сжатие, в 10...20 раз хуже сопротивляется растяжению, что практически не позволяет использовать его как конструктивный материал для растянутых и изгибаемых элементов несущих конструкций.
Стальные стержни, имеющиеся в железобетонных конструкциях и которые в дальнейшем мы будем называть арматурой, одинаково хорошо сопротивляются как растяжению, так и сжатию.
Идея создания железобетона из двух различных по своим механическим характеристикам материалов заключается в реальной возможности использовать бетон преимущественно в работе на сжатие, а арматуру — в работе на растяжение. Такое сочетание материалов целесообразно, так как стальные стержни, поставленные в растянутой зоне элемента, прекрасно восполняют основной недостаток бетона как конструктивного строительного материала.
Под железобетонными конструкциями будем понимать несущие элементы зданий и сооружений, изготавливаемые из железобетона, и сочетания этих элементов.
Идею железобетона можно достаточно хорошо проиллюстрировать следующим примером (рис. 1.1).
Бетонная балка (без арматуры), лежащая на двух опорах и подверженная поперечному изгибу, испытывает растяжение продольных волокон в зоне, находящейся ниже нейтрального слоя (рис. 1.1а). Такая балка обладает малой несущей способностью вследствие слабого сопротивления бетона растяжению. Она разрушается внезапно (хрупко) при возникновении первой же трещины в бетоне растянутой зоны. Прочность бетона на сжатие в момент, предшествующий разрушению, в бетонной балке сильно недоиспользуется (напряжения в нормальных сечениях в сжатой зоне в этот момент едва достигают 5... 10% от прочности бетона на сжатие).
Рисунок 1.1 – Схемы разрушения балок: а – бетонная балка; б – железобетонная балка; 1 – нейтральная ось; 2 – трещина; 3 – сжатая зона4; 4 – растянутая зона; 5 – стальные стержни (арматура).
Такая же балка (рис. 1.1б), снабженная небольшим по площади количеством продольной арматуры по сравнению с площадью поперечного сечения балки, размещенной в растянутой зоне, может иметь несущую способность до 20 раз превосходящую несущую способность бетонной балки. Характер разрушения балки при не слишком большом насыщении её сечений арматурой плавный, постепенный (пластичный). В такой конструкции может быть полностью использована прочность бетона в работе на сжатие, а арматуры — на растяжение.
Арматуру, имеющую весьма высокое сопротивление сжатию, можно также использовать и для усиления бетона сжатой зоны.
Арматура может быть не только в виде стальных стержней. В качестве арматуры иногда используют нити, канаты, пряди и др. из стекловолокна и даже деревянные или бамбуковые рейки. Однако наиболее широко сейчас применяется стальная арматура.
Основой совместной работы бетона и арматуры (т. е. одинаковые деформации их смежных волокон) в железобетоне является выгодное природное сочетание некоторых важных физико-механических свойств этих материалов, а именно:
1. при твердении бетона между ним и поверхностью стальной арматуры возникают значительные силы сцепления (склеивания), вследствие чего в железобетонных элементах под нагрузкой оба материала деформируются совместно;
2. плотный бетон (с достаточным содержанием цемента от 200...250 до 300...400 кг/м3 и более) надёжно защищает заключённую в нём стальную арматуру от коррозии, а также предохраняет её от непосредственного
воздействия огня и от механических повреждений;
3. сталь и бетон обладают близкими по величине коэффициентами температурного (линейного) расширения, поэтому при изменении температуры в пределах до 100°С (от -50°С до +50°С) в обоих материалах возникают несущественные начальные (внутренние) напряжения и скольжения арматуры в бетоне не наблюдается; α st = 0,000012°С-1; α bt = 0,00001° С-1.
Виды железобетонных конструкций и область их применения железобетона
Достоинства и недостатки железобетона.
К основным достоинствам железобетона, обеспечивающим ему широкое применение в строительстве, относятся:
- огнестойкость,
- долговечность,
- высокая механическая прочность при сжатии,
- хорошая сопротивляемость сейсмическим и другим динамическим воздействиям,
- возможность возводить конструкции любой формы,
- малые эксплуатационные расходы на содержание зданий и сооружений (по сравнению с металлическими и деревянными конструкциями),
- хорошая сопротивляемость атмосферным воздействиям,
- высокая гигиеничность, способность задерживать радиоактивные излучения,
- почти повсеместное наличие крупных и мелких заполнителей, в больших количествах идущих на приготовление бетона.
Все эти факторы делают железобетон доступным к применению практически на всей территории страны. Затраты электроэнергии на производство железобетонных конструкций значительно ниже по сравнению со стальными и каменными.
Недостатки железобетона:
- большая плотность (большой собственный вес),
- высокая звуко- и теплопроводность,
- трудоёмкость переделок и усилений,
- необходимость выдержки конструкции в опалубке до приобретения бетоном требуемой прочности,
- появление трещин вследствие усадки и силовых воздействий.
Многие из этих недостатков могут быть полностью или частично устранены путём применения бетонов на пористых заполнителях, специальной обработки (пропаривания, вакуумирования и т. п.), предварительного напряжения.
При общей оценке железобетона как строительного материала следует иметь ввиду, что отмеченные выше недостатки малозначительны по сравнению с его достоинствами. Это привело к тому, что за исторически короткий промежуток времени (примерно 150 лет) железобетон занял доминирующее положение в строительстве.
Для современного капитального строительства железобетон является строительным материалом № 1. В зависимости от способов возведения различают железобетонные конструкции:
- сборные, изготовляемые преимущественно на заводах стройиндустрии и затем монтируемые на строительных площадках;
- монолитные, полностью возводимые на месте строительства;
- сборно–монолитные, в которых рационально сочетается использование сборных железобетонных элементов заводского изготовления и монолитных частей конструкций.
Железобетонные конструкции различают по виду арматуры:
- с гибкой арматурой (без предварительного напряжения и с предварительным напряжением);
- с жесткой (несущей) арматурой.
Железобетон применяют в самых разнообразных отраслях строительства, находя в каждой из них свои подходящие области применения. Железобетон применяют:
- при возведении жилых домов, общественных зданий различного назначения, сельскохозяйственных построек;
- при строительстве зданий и сооружений промышленного, гражданского и транспортного назначения;
- в гидротехническом строительстве (плотины, дамбы, гидроэлектростанции) и энергетическом строительстве (для возведения главных корпусов тепловых и атомных электростанций, атомных реакторов);
- при возведении различных инженерных сооружений (дымовые трубы, телевизионные и водонапорные башни, резервуары и. т. д.).
- в транспортном строительстве (для возведения мостов, водопропускных труб, путепроводов, метрополитенов, тоннелей на железных и автомобильных дорогах, подпорных стенок, для покрытия дорог и аэродромов, железобетонные шпалы, железобетонные опоры контактной сети);
- в горной промышленности для надшахтных сооружений и крепления подземных выработок;
- нередко в судостроении (например, из железобетона изготовляют корпуса барж) и машиностроении (для изготовления станин и опорных частей тяжёлых станков и прессов).
В последние десятилетия железобетон стали использовать при взведении платформ для добычи нефти со дна морей в зоне шельфа и для устройства саркофагов и скафандров для захоронения радиоактивных отходов и хранения радиоактивных материалов.
Прогнозы показывают, что в нынешнем столетии железобетон останется основным строительным материалом для несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений различного назначения.