Тема 3.5 Изгибаемые элементы

Наименование практической работы № 2 Расчет изгибаемого элемента прямоугольного сечения по нормальному сечению.

Цель – научить определять площадь рабочей арматуры, конструировать каркас балки прямоугольного сечения, строить эпюру материалов.

Норма времени – 4 часа.

Литература:

1. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. Минстрой России.-М.: ГП ЦПП, 1996

2 Бондаренко В.М. Железобетонные и каменные конструкции: Москва, Высшая школа, 2004 г.

Отчетный материал: две решенные задачи, вычерченная на формате А3 балка прямоугольного сечения с эпюрами моментов и материалов, спецификация арматурных изделий и ведомость расхода стали (пример приложение 17). Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Какова цель расчета строительной конструкции?

2. Какие расчеты выполняют на 1, 2 и 3 стадии напряжённо-деформированного состояния?

3. Какие нагрузки - нормативные или расчетные - вводят в расчёт на прочность?

4. Какова цель расчёта по нормальному сечению?

5. Какая арматура называется рабочей? Покажите рабочую арматуру на схеме армирования.

6. Что значит одиночное и двойное армирование?

7. В чём заключаются условия предельного армирования одиночной арматурой?

8. Что обозначают буквенные символы R_b, R_s, h_o, ξ, A_s?

9. Что такое процент армирования? Укажите оптимальный процент армирования для плит и балок.

10. Для чего служит защитный слой бетона?

11. По какому правилу вы назначили толщину защитного слоя бетона в балке?

12. В чем заключаются правила конструирования каркаса?

13. Какие классы арматуры применяются для рабочих, монтажных и поперечных стержней каркасов?

14. Как подобрать арматуру в балке? (Порядок расчёта.)

15. Как проверить прочность балки? (Порядок расчёта.)

16. Что показывает эпюра материалов? С какой целью её строят?

17. Что такое точка теоретического обрыва?

18. Почему арматуру заводят за точку теоретического обрыва?

Расчет балок прямоугольного сечения.

Задача 1. Определить площадь рабочей арматуры в балке прямоугольного сечения, законструировать каркас (исходные данные приложение 2).

Дано: 1) размеры сечения балки b*h см; 2) полная расчётная нагрузка q, кН/м; 3) пролёт балки L, м; 4) длина опорной площадки L_oп, м; 5) класс бетона и рабочей арматуры;

6) коэффициент условия работы бетона ¡ _b2; 7) положение центра тяжести рабочей арматуры а, см.

Решение: 1. Расчётный пролёт балки равен расстоянию между серединами опорных площадок:

L_о=L-L_оп, м.

2. Максимальный изгибающий момент в балке равен: М = qL_o² / 8 кНм

Расчётная схема и сечение балки.

3. Рабочая высота балки h_o=h-a, см→ м,

где a = 3...4 см - в однорядных каркасах, a = 6...8 см - в двухрядных.

4. Расчётное сопротивление бетона на сжатие R_b (определяется по приложению 4 стр. 842 (бетон тяжелый и мелкозернистый) (2) или по приложению 8 настоящих методических указаний) с учётом коэффициента условий работы бетона ¡ _b2 , т.е. R_b*¡ _b2

Расчётное сопротивление рабочей арматуры R_s, (определяется по приложению 12 стр. 847 (2) или приложение 9 настоящих методических указаний).

5. Определяется табличный коэффициент α _m= M / (R_b * b * h_o²),

где М - кНм, R_b – кПа; b, h_o - м.

6. Сравнивается коэффициент α _m с граничным значением α _R (по приложению 22 стр. 854 (2) или приложение 10 настоящих методических указаний), зависящим от класса бетона и арматуры. Должно выполняться условие α _m < α _R

Если условие выполняется, то требуется одиночное армирование, т.е. по расчёту требуется только растянутая арматура. Если условие не выполняется, надо увеличить класс бетона или высоту сечения или принять двойное армирование, т.е. когда по расчёту требуется растянутая и сжатая арматура.

7. По значению коэффициента α _m надо выбрать (по приложению 21 стр. 853 (2) или приложение 11 настоящих методических указаний) ς: α _m → ς

8.Определяется площадь рабочей арматуры: А_s = М / (R_s ς h_о), м² → см²

9. Определяется число каркасов в балке и количество рабочих стержней. Если b < 15 см, нужно принять один каркас, если b > 25 см, можно принять три каркаса, если b = 15-25 - два каркаса. Если а = 3-4 см – на каркасе 1 рабочий стержень, если а = 6-8 см – то на каждом каркасе по 2 рабочих стержня.

< 15

> 25

15-25

Размещение рабочей арматуры в сечениях балок.

В соответствии со схемой армирования принимается количество рабочих стержней, диаметр рабочих стержней определяется по сортаменту (приложение 9 стр. 845 (2) или приложение 12 настоящих методических указаний), уточняем площадь рабочей арматуры балки.

10. Конструируется каркас, т.е. определяется диаметр монтажной и поперечной арматуры. Диаметр рабочей арматуры определили по расчету (п.9).

Диаметр поперечной арматуры определяется из условия свариваемости (приложение 8 стр. 844 (2) или приложение 13 настоящих методических указаний)

Диаметр монтажной арматуры равен половине диаметра рабочей и на 2-4 мм больше диаметра поперечной.