Без предварительного напряжения
РАСЧЁТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК И ПЛИТ
1. Высота балки больше ширины сечения;
2. ЖБ плиты – частный случай балки
Область распространения и простейшие конструкции ЖБ балок
1. В сборных ЖБ балках для монтажа – монтажные петли, отверстия или закладные детали;
2. Крепления балок к опорам – через закладные детали на сварке, реже на болтах;
3. Небольшие балки могут укладывать на опоры на цементно-песчаный раствор без дополнительного крепления;
4. Формы сечения балок – рисовать 7.29, стр.205
5. Армирование: сварными или вязаными каркасами. Армирование полок тавровых балок и опорных участков – арматурными сетками, которые можно загибать по нужной форме сечения;
6. При пролётах балок более 4,5м балки выполняют предварительно напряжёнными (при меньших – не экономично)
+ ПН ЖБК – уменьшение прогибов, повышение трещиностойкости, снижение металлоёмкости;
7. Монолитные ЖБ балки применяют при нестандартных пролётах, сечениях, при индивидуальном строительстве, сейсмических районах, т.е. там, где нужно объединять отдельные части здания и придать им дополнительную жёсткость
Особенности работы ЖБ балок под нагрузкой и предпосылки для расчёта
1. Схема разрушения ЖБ балки:
А) в середине балки возникают вертикальные (перпендикулярные оси балки) трещины;
Б) С удалением от середины трещины увеличиваются и наклоняются (до 40 градусов);
В) Около опор ширина раскрытия трещин снова увеличивается – рисовать 7.31, стр.206
2. Трещины в ЖБ неизбежны и допустимы по нормам;
3. Цель постановки арматуры: предотвратить разрушение балки от чрезмерного раскрытия трещин растянутой зоны бетона;
4. В местах образования трещин растягивающие усилия воспринимает арматура, а между трещинами арматура и бетон работают совместно;
5. ЖБ балка может быть в 20 раз прочнее бетонной;
6. Схемы армирования ЖБ балки – расположение арматуры перпендикулярно трещине (отгибы реже) - рисовать 7.31, стр.206
7. Наиболее опасный участок – вблизи опор, участки длиной 1\4 длины балки
8. Суть расчёта ЖБ балок на прочность:
А) определение необходимого количества рабочей продольной арматуры (числа стержней и их диаметров, для обеспечения прочности нормального сечения;
Б) определение диаметра и шага постановки поперечных стержней для обеспечения прочности наклонных сечений
Расчёт ЖБ балок прямоугольного сечения с одиночным армированием по прочности нормального сечения
1. Стадии напряжённо-деформированного состояния
Стадия 1:
- небольшая нагрузка;
- нет трещин в растянутой в растянутой зоне бетоне. Стадия 1 делится на два состояния:
Состояние 1а – начальный этап:
* напряжения в бетоне изменяются по линейному закону (упруго) – в сжатой и растянутой зоне;
* Б и А работают совместно.
Состояние 1б – перед появлением трещин:* в сжатой зоне напряжения изменяются упруго;
*в растянутой зоне эпюра искривляется, т.е. появляются небольшие пластические
деформации (в арматуре – небольшие упругие)
Стадия 2:
- увеличение нагрузки (изгибающего момента);
- в сжатой зоне – искривление эпюры (пластические деформации), но не до предельных значений
- в растянутой зоне – появление трещин, бетон в трещине выключается из работы, между трещинами бетон и арматура работают совместно, в трещинах нагрузку воспринимает арматура
Стадия 3:
- дальнейшее увеличение нагрузки (изгибающего момента);
- происходит разрушение по двум случаям:
1 случай: разрушение бетона сжатой зоны, несущая способность арматуры не исчерпана – переармирование;
2 случай: напряжения в арматуре достигают предела, арматура удлиняется или рвётся, трещины увеличиваются, части
балки взаимно переворачиваются. Происходит разрушение (чаще разрушение по этой схеме)
2. В зависимости от целей расчёт может быть по 1, 2 или 3 стадии
А) при расчёте прочности расчёт ведут по третьей стадии;
Б) расчёт по образованию трещин – по второй стадии
Расчёт балки с одиночным армированием
1. Расчётная схема– рисовать 7.34, стр.210
М – внешний изгибающий момент
ho – рабочая высота сечения балки
а – расстояние от центра тяжести арматуры до края растянутого волокна бетона
аb – защитный слой бетона: для балки высотой 250 мм: не < 20 мм и не <диаметра арматуры
d – диаметр рабочей арматуры по расчёту
х – высота сжатой зоны по расчёту
Nb – равнодействующая сжимающих напряжений
Ns – равнодействующая растягивающих напряжений в растянутой арматуре
Z b – плечо внутренней пары сил
Аs – площадь арматуры по расчёту