Файл: Пахомов, В. А. Бетон и железобетон в гидротехническом строительстве.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2024
Просмотров: 89
Скачиваний: 0
мой арматурой в виде отдельных хомутов, рассчитывают по фор муле
N n К Кял <р(tfnpF 'Т Rat F&-р ас F„), |
(87) |
где Nn— приведенная сжимающая продольная расчетная сила, определяемая по формуле
N n = |
+ V K; |
|
|
(88) |
Отдл |
|
|
|
|
Nw, N K— расчетные силы |
соответственно от длительно и |
|||
кратковременно действующих нагрузок. В дли |
||||
тельную нагрузку |
(от собственного веса, постоян |
|||
ного оборудования и т. д.) |
включают часть |
вре |
||
менной полезной нагрузки; |
и |
сочетаний |
(см. |
|
К н.с — коэффициент надежности |
||||
табл. 32); |
|
|
снижение несущей |
|
тдл, ф — коэффициенты, учитывающие |
||||
способности элемента вследствие ползучести бе |
||||
тона при длительном действии |
нагрузки и про |
|||
дольного изгиба элемента, |
которые принимаются |
|||
взависимости от гибкости элемента k = lQ/b, },= l0jd,
К—loir по табл. 52.
Гибкие элементы считаются соответственно при гибкости>10; 8,5 и 35.
Если процент армирования Р%>3%, то в формулу (87) надо подставить разность площадей бетона и арматуры и формула после преобразования получает вид
< K a.c<?[RnpF+(R'z — R„p)Fz + (°'c — R„p)FH]. |
(89) |
Значение ос принимается со своим знаком.
В том случае, когда предварительно напряженной арматуры нет или она имеется, но без сцепления с бетоном, и способна смещаться по поперечному сечению элемента, расчетные форму лы принимают вид:
|
N n<K».c9(RnVF + RzF*), |
Р%< 3%; |
|
(90) |
|||||||
|
N a< K w.^ [ R npF+(R'a- R np)F s], |
Р %> 3%. |
|
(91) |
|||||||
Т а б л и ц а 52. Значения |
коэффициентов ср и т дл для |
железобетонных элементов |
|||||||||
|
|
|
|
(СНиП П-В. |
1-62*) |
|
|
|
|
|
|
|
Гибкость |
|
|
? |
т дл |
|
Гибкость |
|
|
т дл |
|
V * |
1 id |
l J r |
101Ь |
|
1 Id |
1 / Г |
9 |
||||
0 |
О И |
|
|
|
о |
О И |
|
|
|||
8 |
7 |
|
28 |
1,00 |
1,00 |
20 |
|
17 |
69 |
0,73 |
0,74 |
10 |
8,5 |
|
35 |
0,98 |
1,00 |
22 |
|
19 |
76 |
0,67 |
0,69 |
12 |
10,5 |
|
42 |
0,96 |
0,96 |
24 |
|
21 |
83 |
0,62 |
0,65 |
14 |
12 |
|
48 |
0,93 |
0,93 |
26 |
|
22,5 |
90 |
0,57 |
0,61 |
16 |
14 |
. |
55 |
0,88 |
0,88 |
28 |
|
24 |
97 |
0,53 |
0,58 |
18 |
15,51 |
62 |
0,80 |
0,80 |
30 |
|
26 ' |
104 |
0,50 |
0,55 |
|
92
Задаваясь площадью сечения бетона F, процентом армирова ния (оптимальное значение Р 94= 0,8-=-1,2%), коэффициентом <р, можно определить
F .= *„.с? |
|
(92) |
R. |
|
|
F = -----------^ |
-------г - . |
(93) |
К Н.С 9 (Я пр + Иа Д а) |
|
|
Сечение FH назначают из условий |
прочности, |
трещиностойко- |
сти для стадии изготовления, |
транспортирования, монтажа |
|
и т. д. |
|
|
Местное сжатие. Местное сжатие (смятие) элементов железо бетонных конструкций бывает под центрирующими прокладка ми в местах стыкования элементов (в сборном железобетоне), в местах опирания тяжело нагруженных балок (ферм) на колон ны или стены, под анкерными устройствами предварительно на пряженных элементов и т. д.
Эти места конструкций необходимо рассчитывать на местное сжатие (смятие) и в необходимых случаях предусматривать до
полнительную специальную арматуру. |
(кос |
|
Несущую способность на смятие элементов с сетчатым |
||
венным или объемным) |
армированием определяют по эмпири |
|
ческой формуле |
|
|
/V < |
\ R„p Fcu И- р.к /?а Ря, |
(94) |
где \ — коэффициент, учитывающий влияние окружающего бе тона (бетонной обоймы) на повышение несущей спо собности материала при смятии, определяется по фор муле
2 < ? = 4 — 3 |/ р^~ < 3,5, |
(95) |
FCM— площадь смятия;
F — общая площадь, на которую передается давление;
цк — объемный коэффициент косвенного армирования, опреде
ляемый по формуле |
|
|
|
|
14 = |
’ |
l^S |
’ |
|
щ, fal, h — соответственно |
число стержней, площадь |
сечения |
||
одного стержня и его длина в одном направлении; |
||||
n2, fa2 , h — то же, в другом направлении; |
|
пределе |
||
5 — расстояние между |
сетками, принимаемое в |
|||
8-4-12 сж; |
|
|
|
|
93
Fa— площадь бетона, заключенного внутри контура се ток, считая по их крайним стержням.
Продольная арматура должна |
заходить в сетки не менее: |
для гладких стержней — 20d, для |
периодического профиля — |
10rf; сеток должно быть установлено у торца элемента не менее
4 шт.
Если же элементы без армирования (бетонные), то формула
(94) |
несущей способности примет вид (при Fa= 0 , /а1 |
—fa2 = 0 ) |
|
N < l F atRapb, |
(97) |
где | |
— по формуле (13) и табл. 20 (у и yi); |
равномер |
уг — коэффициент, принимаемый равным 1,0 при |
||
|
ном распределении напряжений по площади смятия к |
|
|
0,75 — при неравномерном. |
|
Центрально растянутые элементы
К ним относятся затяжки арок, нижние пояса и растянутые элементы решетки ферм, стенки круглых резервуаров, бункеров, силосов и др.
Продольная арматура в центрально растянутых элементах предназначается для полного восприятия растягивающей рас четной силы N, при этом с момента появления трещин бетон выключается из работы.
С увеличением нагрузки напряжения в бетоне приближаются
к пределу прочности при растяжении абр= # 1 |
и наступает ко |
нечный этап стадии I — стадия 1а (рис. 24). |
По этой стадии |
Рис. 24. Зависимость <т — е в арматуре при осевом растяже нии железобетонного элемента:
1 — в сечении между трещинами;
2 — в сечении с трещиной.
94
рассчитывают центрально растянутые элементы на образование трещин. По опытным данным в этот момент ур=0,5, тогда
2Др |
. |
(98) |
Е6 |
' |
|
2RH |
~ 300 кГ!см2. |
(99) |
оа = еа Еа= — —Еа= 2па |
Е6
Споявлением трещин наступает стадия II. Сопротивление осевому растяжению: в сечениях с трещиной только арматура с
напряжением оа = N/Fa, в сечениях между трещинами — бетон
со средними |
напряжениями абРс<^бр и арматура — аас < аа. |
По стадии II |
рассчитывают центрально растянутые элементы на |
раскрытие трещин.
В стадии III напряжения в арматуре достигают предела теку чести, после чего при чрезмерном раскрытии трещин наступает разрушение.
Средний модуль упругости растянутой арматуры с учетом ра
боты на растяжение бетона между трещинами Еас |
представля |
||||
ет собой тангенс угла наклона |
секущей в точке с напряжением |
||||
ста (см. рис. 24), |
т. е. |
|
|
|
|
Е |
и = - ^ - = |
-^ |
= |
^ = tgac. |
(100) |
|
Еас |
Фа*а |
Фа |
|
|
Центрально растянутые элементы с предварительно напря женной и обычной арматурой рассчитывают без учета работы бетона на растяжение, т. е. по стадии III и по формуле для ста дии эксплуатации
N < K K.c(RaFH+ RaFa), |
(101) |
где N — расчетная продольная сила.
Арматура Fа ставится конструктивно при наличии предвари тельно напряженной арматуры F„, которая является основной и определяется по формуле
|
|
( 102) |
Если же предварительно напряженная |
арматура отсутствует, |
|
то формулы принимают вид: |
|
|
7V < /Сн.с /?а Fa\ F. |
N |
(103) |
|
||
К„с R
Центрально растянутые элементы с предварительно напря женной арматурой FHнеобходимо рассчитывать на прочность и в стадии обжатия (изготовления), как центрально сжатые эле менты.
95
Изгибаемые элементы
Кним относятся разнообразные плиты, панели, балки, ригели
идругие элементы гидротехнических сооружений. Плиты и бал ки могут быть самостоятельными элементами или входить в со став более сложных конструкций, систем. Наибольшее распро-
Рис. 25. Схема разрушения изгибаемого элемента:
/ — нормальные трещины; 2 — наклонные трещины.
странение получили прямоугольные, тавровые, двутавровые, коробчатые сечения. Реже встречаются крестовые, трапецие видные, круглые, треугольные.
Исчерпание прочности изгибаемых железобетонных конструк ций, т. е. переход в предельное состояние первой группы, может происходить по нормальным или наклонным сечениям к про дольной оси элемента (рис. 25).
Расчет по нормальным сечениям. Сечение любой симметрич ной формы. В основу расчета изгибаемых железобетонных эле
ментов положена стадия III. Условия прочности |
нормальных |
|||
сечений по сжатой и растянутой |
зонам (рис. |
26) |
записываются |
|
в общем виде по 2/W=0: |
|
|
|
|
М < K H.c(R„S6 + R'aS'a + o’cS 'H); |
|
(104) |
||
М < Ки.с (R„SH-f tfa 5 |
а + RaS i с + |
0; ^ . с), |
(105) |
|
для 5(5, 5а, 5Н — статические моменты соответственно площади
бетона сжатой зоны, арматуры Fа и F,, |
отно |
|||
сительно центра |
тяжести растянутой |
арма |
||
туры; |
|
|
|
|
5„, 5а, 5 а.с, 5^.с—то же, арматуры |
FH, Fa, F3, F„ относительно |
|||
центра тяжести сжатой зоны бетона. |
|
|||
Для элементов только с обычной |
двойной арматурой (см. |
|||
рис. 26) при FH— 0 и FH= 0 формулы принимают вид: |
|
|||
■44 < |
АТн.с (Rh^6 + |
7?а5а); |
(106) |
|
М < |
Кп.с (Ra5 |
а + |
/?а5 а.с). |
(107) |
96