Конструктивные особенности изгибаемых элементов

Наиболее распространенные изгибаемые элементы железобетонных конструкций - плиты и балки. Балками называют линейные элементы, длина которых l значительно больше поперечных размеров h и b. Плитами называют плоские элементы, толщина которых h значительно меньше длины l и ширины b.

Плиты и балки могут быть однопролетными и многопролетными.

 

Рис.7.Схемы армирования плит: а – однопролетная; б – многопролетная монолитная плита.

Такие плиты деформируются подобно балочным конструкциям при различного рода нагрузках (балочные плиты), если значения этих нагрузок не изменяется в направлении, перпендикулярном пролету (плиты, опертые по контуру).

Армируют плиты сварными сетками. Сетки укладывают в плитах так, чтобы стержни их рабочей арматуры укладывались вдоль пролета и воспринимали растягивающие усилия, возникающие в конструкции при изгибе под нагрузкой, в соответствии с эпюрами изгибающих моментов. Поэтому сетки в плитах размещаются понизу, а в многопролетных плитах - также и поверху, над промежуточными опорами, то есть в соответствии с эпюрой моментов.

Стержни рабочей арматуры принимают диаметром Æ (3¸ 10)мм, располагают их на расстоянии (с шагом) 100 ¸ 200 мм один от другого. Защитный слой бетона для рабочей арматуры принимают не менее 10мм, в особо толстых плитах (толщина 100мм) - не менее 15мм.

Поперечные стержни сеток (распределительную арматуру) устанавливают для обеспечения проектного положения рабочих стержней, уменьшения усадочных и температурных деформаций конструкций, распределения местного воздействия сосредоточенных нагрузок на большую площадь.

Армирование плит отдельными стержнями с вязкой их в сетки вручную с помощью вязальной проволоки применяют в отдельных случаях (плиты сложной конфигурации или с большим количеством проемов), когда стандартные сварные сетки не могут быть использованы.

Железобетонные балки могут быть прямоугольного, таврового, двутаврового и трапециевидного сечения.

Высота балок h колеблется в широких пределах; она составляет 1/10 ¸ 1/20 часть пролета в зависимости от нагрузки и типа конструкции. В целях унификации высоту балок назначают кратной 50 мм, если она не более 500 мм, и кратной 100 мм - при больших размерах.

Ширину прямоугольных поперечных сечений b принимают в пределах(0.3 ¸ 0.5) h.

 

Рис. 8. Схема армирования сечения железобетонных балок:

а_l - защитный слой бетона для рабочей продольной арматуры; принимается:

n не менее 20 мм при h³ 250 мм

n не менее 15 мм при h< 250 мм

n не менее диаметра арматуры

а_w - защитный слой бетона для поперечной арматуры; принимается:

n не менее 15 мм при h³ 250 мм

n не менее 10 мм при h< 250 мм

а₁^’ - расстояние в свету между стержнями продольной арматуры; принимается:

n не менее диаметра

n не менее 30 мм

а₂ - расстояние в свету между рядами стержней продольной арматуры; принимается:

n не менее диаметра

n не менее 25 мм.

n

Продольную рабочую арматуру укладывают согласно эпюрам изгибающих моментов в растянутых зонах. Для экономии стали часть продольных арматурных стержней можно не доводить до опор и обрывать в пролете там, где они по расчету не требуются.

Насыщенность сечения рабочей продольной арматурой оценивается коэффициентом армирования m = (A_s ¤ A_b)× 100%. (Здесь A_b – площадь поперечного сечения бетона конструкции с учетом рабочей высоты h₀). Площадь сечения продольной рабочей арматуры для прямоугольных сечений шириной b, высотой h должна составлять не менее m = А_s/bh₀ = 0.05%. Оптимальным для балок является насыщенность рабочей продольной арматурой в пределах m_опт = (1 ¸ 2) %, для плит. m_опт = (0.3¸ 0.8)%.

В балках шириной более 150 мм должно быть не менее двух доводимых до опоры продольных стержней. Если ширина до 150 мм - допускается установка 1 стержня.

В железобетонных балках одновременно с изгибающими моментами действуют поперечные силы, необходимо устанавливать поперечную арматуру. Ее количество определяют из расчета наклонных сечений и по конструктивным соображениям.

Продольную и поперечную арматуру объединяют в сварные каркасы, а при отсутствии сварочных машин - в вязанные. Плоские сварные каркасы объединяют в пространственные с помощью горизонтальных поперечных стержней через 1 - 1.5 м.

По расчетно-конструктивным условиям расстояние в продольном направлении между поперечными стержнями: в балках высотой до 400 мм - не более h/2, но не более 150 мм, в балках высотой h > 400мм - не более h/3, но не более 500мм. Это требование относится к приопорным участкам балок протяженностью ³ 1/4L при равномерно распределенной нагрузке. При сосредоточенной нагрузке - на протяжении от опоры до ближайшего груза, но не менее 1/4L. В остальной части элемента расстояние между хомутами может быть больше, но не более 3/4h и не более 500мм. При высоте менее 150 мм поперечную арматуру можно не применять, если она не требуется по расчету.

В балках высотой более 700мм у боковых граней ставят дополнительные продольные стержни на расстоянии по высоте не более чем через 400мм. Эти стержни вместе с поперечной арматурой сдерживают раскрытие наклонных трещин на боковых гранях балок.

В балках пролетом 9м и более целесообразно применение предварительно напрягаемой арматуры для обеспечения необходимой трещиностойкости и жесткости.

ЛЕКЦИЯ №5

 

Тема: РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ПО НОРМАЛЬНЫМ СЕЧЕНИЯМ ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ПРОФИЛЯ.

 

План:

5.1. Элементы прямоугольного сечения с одиночным армированием.

5.2. Решение практических задач при помощи таблиц.

5.3. Элементы прямоугольного сечения с двойным армированием