Тема 2.5. Изгиб
Изгибом называется вид нагружения бруса, при котором к нему прикладывается поперечная нагрузка, лежащая в плоскости проходящей через продольную ось (рис.1). Брус, работающий при изгибе, называется балкой.
Изгиб называется плоским или прямым, если плоскость действия нагрузки проходит через главную центральную ось инерции сечения (рис.1).
Рис.1. Прямой изгиб
Если изгибающий момент Mx является единственным внутренним силовым фактором, то такой изгиб называется чистым (рис.2). При наличии поперечной силы Qy изгиб называется поперечным. Строго говоря, к простым видам сопротивления относится лишь чистый изгиб; поперечный изгиб относят к простым видам сопротивления условно, так как в большинстве случаев (для достаточно длинных балок) действием поперечной силы при расчетах на прочность можно пренебречь.
Далее будем рассматривать плоский изгиб, то есть все силы будем прилагать в плоскости симметрии балки.
Рис.2. Чистый изгиб
Осваивать расчет балок и рам удобно, рассматривая по очереди следующие вопросы:
— Определение внутренних усилий в балках и построение эпюр внутренних усилий.
— Проверка прочности балок.
— Определение перемещений и проверка жесткости балок.
§2.Построение эпюр поперечной силы и изгибающего момента
Для того, чтобы произвести расчет балки на изгиб, необходимо знать величину наибольшего изгибающего момента М и положение сечения, в котором он возникает. Точно также, надо знать и наибольшую поперечную силу Q. Для этой цели строят эпюры изгибающих моментов и поперечных сил. По эпюрам легко судить о том, где будет максимальное значение момента или поперечной силы.
Эпюра внутренней силы – график, показывающий изменение этой силы по длине балки.
Для построения эпюр балка разбивается на участки, в пределах которых функция внутренней силы не меняет своего аналитического выражения. За границы участков принимаются сечения, в которых приложены внешние нагрузки: сосредоточенные силы, сосредоточенные моменты, начинается или заканчивается распределенная нагрузка одного направления и изменяющаяся по одному закону, а также начало и конец балки.
Последовательно на каждом участке вводится скользящая система координатных осей (начало координат совмещается с началом участка) и для произвольного сечения составляются выражения для определения поперечной силы и изгибающего момента. Затем по этим выражениям в пределах каждого участка строятся графики (эпюры) внутренних сил.
Перед тем, как определять внутренние усилия (поперечные силы и изгибающие моменты) и строить эпюры, как правило, надо найти опорные реакции, возникающие в закреплении стержня. Если опорные реакции и внутренние усилия можно найти из уравнений статики, то конструкция называется статически определимой. Чаще всего мы встречаемся с тремя видами опорных закреплений стержней: жестким защемлением (заделкой), шарнирно-неподвижной опорой и шарнирно-подвижной опорой. На рис. 3 показаны эти закрепления. Для неподвижной (рис 3,б) и подвижной (рис. 3,в) опор приведены два эквивалентных обозначения этих закреплений. Напомним, что при действии нагрузки в одной плоскости в заделке возникают три опорных реакции (вертикальная, горизонтальная реакции и сосредоточенный реактивный момент) (рис. 6.5,а); в шарнирно-неподвижной опоре – две реактивные силы (рис. 3,б); в шарнирно-подвижной опоре – одна реакция – сила, перпендикулярная плоскости опирания (рис.3,в).
Рис.3. Опорные реакции: а – в заделке; б – в шарнирно-неподвижной опоре;
в – в шарнирно-подвижной опоре.
После определения опорных реакций внутренние усилия в статически определимых конструкциях определяем с помощью метода сечений.
Как было сказано выше, при плоском поперечном изгибе в балке возникают два внутренних усилия: поперечная сила Q и изгибающий момент M. В соответствии с методом сечений поперечную силу можно найти как сумму проекций всех внешних сил, взятых с одной стороны от сечения, на ось, перпендикулярную оси стержня (ось z). Изгибающий момент равен сумме моментов всех внешних сил, взятых с одной стороны от сечения, относительно оси, проходящей через центр тяжести рассматриваемого сечения (оси y).
Для того чтобы можно было вести расчет с любого конца балки, необходимо принять правило знаков для внутренних силовых факторов.
Если внешняя сила вращает отрезанную часть балки по часовой стрелке, то сила является положительной, если внешняя сила вращает отрезанную часть балки против хода часовой стрелки, то сила является отрицательной.
Если под действием внешней силы изогнутая ось балки принимает вид вогнутой чаши, такой, что идущий сверху дождь будет наполнять ее водой, то изгибающий момент является положительным. Если под действием внешней силы изогнутая ось балки принимает вид выпуклой чаши, такой, что идущий сверху дождь не будет наполнять ее водой, то изгибающий момент является отрицательным.
Поперечная сила Q в каком-либо поперечном сечении балки численно равная алгебраической сумме на ось у внешних сил действующих на балку по одну сторону от рассматриваемого сечения, а изгибающий момент M равен алгебраической сумме моментов сил, относительно центра тяжести сечения.
Взаимосвязь между нагрузкой и очертаниями эпюр поперечных сил Q и изгибающих моментов M:
Указанные закономерности позволяют упростить построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов (в сложнoзагруженных балках) и обойтись без составления уравнений для каждого участка.
Для определения максимальных значений изгибающих моментов дополнительно подсчитываются моменты в сечениях, где поперечные силы равны нулю. Построение без составления эпюр уравнений дает особенно значительный эффект для балок, нагруженных сложной нагрузкой, имеющих много участков нагружения.
Какие усилия возникают в изгибаемых элементах под действием нагрузки
Наиболее распространенные изгибаемые элементы железобетонных конструкций — плиты и балки. Плитами называют плоские элементы, толщина которых значительно меньше длины и ширины. Балками называют линейные элементы, длина которых значительно больше поперечных размеров А и B. Из плит и балок образуют многие железобетонные конструкции, чаще других — плоские перекрытия и покрытия, сборные и монолитные, а также сборно-монолитные.
Плиты и балки могут быть однопролетными и многопролетными.
Плиты в монолитных конструкциях делают толщиной 50—100 мм, в сборных — возможно тоньше.
Такие плиты деформируются подобно балочным конструкциям при различного рода нагрузках, если значение их не изменяется в направлении, перпендикуляриом пролету.
Армируют плиты сварными сетками. Сетки укладывают в плитах так, чтобы стержни их рабочей арматуры располагались вдоль пролета и воспринимали растягивающие усилия, возникающие в конструкции при изгибе под нагрузкой, в соответствии с эпюрами изгибающих моментов. Поэтому в пролетах плит сетки размещают понизу, а в многопролетных плитах — также и поверху, над промежуточными опорами.
Стержни рабочей арматуры принимают диаметром 3—10 мм, располагают их на расстоянии (с шагом) 100—200 мм один от другого.
Защитный слой бетона для рабочей арматуры принимают не менее 10 мм, в особо толстых плитах (толще 100 мм) не менее 15 мм.
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. Поперечные стержни принимают меньшего диаметра общим сечением не менее 10 % сечения рабочей арматуры, поставленной в месте наибольшего изгибающего момента; размещают их с шагом 250—300 мм, но не реже чем через 350 мм.
Армирование плит отдельными стержнями с вязкой их в сетки вручную с помощью вязальной проволоки применяют в отдельных случаях (плиты сложной конфигурации в плане или с большим числом отверстий и т. д.), когда стандартные сварные сетки не могут быть использованы.
Железобетонные балки могут быть прямоугольного, таврового, двутаврового, трапециевидного сечения.
Высота балок А колеблется в широких пределах; она составляет 1/10 часть пролета в зависимости от нагрузки и типа конструкции. В целях унификации высота балок назначается кратной 50 мм, если она не более 600 мм, и кратной 100 мм при больших размерах, из них предпочтительнее размеры, кратные 100 мм до высоты 800 мм, затем высоты 1000, 1200 мм и далее кратные 300. Ширину прямоугольных поперечных сечений принимают в пределах (0,3—0,5) h, а именно 100, 120, 150, 200, 220, 250 мм и далее кратной 50 мм, из них предпочтительнее размеры 150, 200 мм и далее кратные 100.
Для снижения расхода бетона ширину балок назначают наименьшей. В поперечном сечении балки рабочую арматуру размещают в растянутой зоне сечения в один или два ряда с такими зазорами, которые допускали бы плотную укладку бетона без пустот и каверн. Расстояние в свету между стержнями продольной арматуры, ненапрягаемой или напрягаемой с натяжением на упоры, должно приниматься не менее большего диаметра стержней, а также для нижних горизонтальных (при бетонировании) стержней не менее 25 мм и для верхних стержней не менее 30 мм; если нижняя арматура расположена более чем в два ряда, то горизонтальное расстояние между стержнями в третьем (снизу) и выше расположенных рядах принимается не менее 50 мм.
В стесненных условиях стержни можно располагать попарно без зазоров. Расстояние в свету между стержнями периодического профиля принимают по номинальному диаметру.
Продольную рабочую арматуру в балках (как и в плитах) укладывают согласно эпюрам изгибающих моментов в растянутых зонах, где она должна воспринимать продольные растягивающие усилия, возникающие при изгибе конструкции под действием нагрузок.
Для экономии стали часть продольных арматурных стержней может не доводиться до опор и обрываться в пролете там, где они по расчету на восприятие изгибающего момента не требуются.
Площадь сечения продольной рабочей арматуры, в изгибаемых элементах должна определяться расчетом, но составлять не менее 0,05 % площади сечения элемента.
Для продольного армирования балок обычно применяют стержни периодического профиля (реже гладкие) диаметром 12—32 мм.
В балках шириной 150 мм и более предусматривают не менее двух продольных (доводимых до опоры) стержней, при ширине менее 150 мм допускается установка одного стержня (одного каркаса).
В железобетонных балках одновременно с изгибающими моментами действуют поперечные силы. Этим вызывается необходимость устройства поперечной арматуры. Количество ее определяют расчетом и по конструктивным требованиям.
Продольную и поперечную арматуру объединяют в сварные каркасы, а при отсутствии сварочных машин — в вязаные. Вязаные каркасы весьма трудоемки, их применяют лишь в случаях, когда по местным условиям изготовление сварных каркасов невозможно.
Плоские сварные каркасы объединяют в пространственные с помощью горизонтальных поперечных стержней, устанавливаемых через 1—1,5 м.
При армировании вязаными каркасами хомуты в балках прямоугольного сечения делают замкнутыми; в тавровых балках, в которых ребро сечения с обеих сторон связано с монолитной плитой, хомуты могут быть открытые сверху. В балках шириной более 35 см устанавливают многоветвевые хомуты. Диаметр хомутов вязаных каркасов принимают не менее 6 мм при высоте балок до 800 мм и не менее 8 мм при большей высоте.
Поперечные стержни (хомуты) в балках и ребрах высотой более 150 мм ставят, даже если они не требуются по расчету; при высоте менее 150 мм поперечную арматуру можно не применять.
В балках высотой более 700 мм у боковых граней ставят дополнительные продольные стержни на расстояниях (по высоте) не более чем через 400 мм; площадь каждого из этих стержней должна составлять не менее 0,1 % той части площади поперечного сечения балки, которую они непосредственно армируют (высотой, равной полусумме расстояний до ближайших стержней, и шириной, равной половине ширины элемента, но не более 200 мм). Эти стержни вместе с поперечной арматурой сдерживают раскрытие наклонных трещин на боковых гранях балок.
Для объединения всех арматурных элементов в единый каркас, устойчивый при бетонировании, и для анкеровки концов поперечной арматуры у верхних граней балок ставят монтажные продольные стержни диаметром 10—12 мм. В сборных балках монтажные стержни могут быть использованы как расчетные в условиях транспортирования и монтажа.
Вместо поперечных стержней или в дополнение к ним в балках можно применять наклонные стержни. Они работают эффективнее поперечных стержней, поскольку больше соответствуют направлению главных растягивающих напряжений балки. Однако поперечные стержни при изготовлении балок удобнее и потому предпочтительнее.
Наклонные стержни обычно размещают под углом 45° к продольным. В высоких балках (более 800 мм) угол наклона может быть увеличен до 60°; в низких балках, а также при сосредоточенных грузах угол наклона уменьшают до 30 °.
При армировании балок вязаными каркасами для экономии стали и улучшения конструкции каркаса целесообразно устройство отгибов части продольных рабочих стержней. Прямые участки отгибов из гладких стержней оканчиваются крюками.
В предварительно напряженных изгибаемых элементах арматуру располагают в соответствии с эпюрами изгибающих моментов и поперечных сил, возникающих от нагрузки. Армирование криволинейной напрягаемой арматурой более всего отвечает очертаниям траекторий главных растягивающих напряжений и потому наиболее рационально, но оно сложнее, чем армирование прямолинейной арматурой. В последнем случае кроме арматуры, воспринимающей усилия растянутой зоны под нагрузкой, часто ставят также арматуру у противоположной граня балки в количестве (0,15—0,25). Это полезно в элементах большой высоты, где усилие обжатия располагается вне ядра сечения и вызывает на противоположной стороне растяжеиие, которое может привести к образованию трещин; в этой зоне <в процессе изготовления элементов). В элементах небольшой высоты напрягаемую арматуру у верхней грани можно не ставить, раскрытие верхних трещин может быть погашено монтажной ненапрягаемой арматурой.
Наиболее рациональная форма поперечного сечення изгибаемых предварительно напряженных элементов — двутавровая, а при толстой стенке — тавровая. Сжатая полка сечения развивается по условию восприятия сжимающей равнодействующей внутренней пары сил изгибающего момента, возникающего в элементе под нагрузкой, а уширение растянутой зоны — по условию размещения в нем арматуры, а также по условию обеспечения прочности этой части сечения при обжатии элемента (для предварительно напряженных элементов).
Напрягаемую арматуру компонуют в растянутых зонах поперечных сечений. Если арматуру натягивают на бетон, то расстояние от поверхности элемента до поверхности канала принимают не менее 40 мм и не менее ширины канала; это расстояние до боковых граней элемента должно быть, кроме того, не менее половины высоты канала. Напрягаемая арматура, располагаемая в пазах или снаружи граней элемента, должна иметь толщину защитного слоя от наружной поверхности дополнительно наносимого бетона не менее 20 мм. Расстояние в свету между каналами для арматуры, натягиваемой на бетон, должно быть не менее диаметра канала и не менее 50 мм.
В предварительно напряженных балках особое значение имеет конструирование приопорных участков. Здесь происходит передача значительных усилий обжатия с арматуры на бетон через торцовые анкеры (при натяжении на бетон) или при арматуре без анкеров на концевых участках арматуры в зоне ее анкеровки. Здесь же при внеосевом воздействии напрягаемой арматуры на элемент возникают местные перенапряжения в торцовой части элемента, из-за чего могут образоваться трещины, раскрывающиеся по торцу и поверху на конце элемента. Поэтому надо усиливать концевые участки предварительно напряженных элементов.
Местное усиление участков предварительно напряженных элементов под анкерами, а также в местах опи-рания натяжных устройств рекомендуется производить напрягаемой арматурой с помощью закладных деталей или дополнительной поперечной арматуры, а также увеличением сечения элемента на этих участках. Толщину защитного слоя у концов предварительно напряженных элементов на длине зоны передачи усилий с арматуры на бетон нужно увеличить, принимая ее при стержневой арматуре класса A-IV (Ат-IVC) И ниже, а также при арматурных канатах не менее 2d, а при стержневой арматуре класса A-V (Ат-V) И выше не менее 3d (d — диаметр арматуры или каната); при этом толщина защитного слоя должна быть не менее 40 мм для стержневой арматуры (всех классов) и не менее 20 мм для арматурных канатов. Для концевых частей элементов толщину защитного слоя допускается сохранять такой же, как и на остальной длине, при наличии стальной опорной детали, надежно заанкеренной в бетоне предварительно напряженного элемента, и дополнительной поперечной или косвенной арматуры, охватывающей все продольные напрягаемые стержни.
Если напрягаемая арматура располагается у торцов элементов сосредоточенно у верхней и нижней граней, то необходимо у торца элемента предусматривать дополнительно напрягаемую или ненапрягаемую поперечную арматуру. Поперечную арматуру нужно напрягать до натяжения продольной арматуры, усилие натяжений в ней должно составлять не менее 15 % усилия натяжения продольной арматуры растянутой зоны у опорного сечения. Поперечные ненапрягаемые стержни должны быть надежно заанкерены по концам посредством приварки к закладным деталям. Ненапрягаемую поперечную арматуру нужно прини- мать такого сечения, которое способно воспринимать усилие, равное не менее 20 % усилия в продольной напрягаемой арматуре (нижней зоны опорного сечения), определяемого расчетом по прочности. Арматурные предварительно напрягаемые элементы, натягиваемыена бетон, необходимо снабжать анкерами. То же относится к арматурным элементам, натягиваемым на упоры, если сцепление их с бетоном недостаточно,— гладкой проволоке, многопрядным канатам. Эта анкеровка должна быть надежной на всех стадиях работы конструкции.
Особых анкерных устройств на концах напрягаемых арматурных элементов не требуется для натягиваемой на упоры высокопрочной арматурной проволоки периодического профиля, арматурных канатов однократной свивки, стержневой арматуры периодического профиля.
По концам предварительно напряженных элементов при арматуре без анкеров, а также при наличии анкерных устройств производят местное усиление бетона с помощью дополнительных сеток или хомутов, охватывающих все продольные стержни. Длину участка усиления принимают равной двум длинам анкерных устройств.
В предварительно напряженных элементах на их концевых участках при арматуре без анкеров по нормам не допускается образования трещин при совместном действии всех нагрузок (кроме особых).
На крайних свободных (незащемленных) опорах изгибаемых элементов (балок, плит) без предварительного напряжения для обеспечения анкеровки продольных стержней арматуры (доводимых до опоры) эти стержни необходимо заводить за внутреннюю грань опоры не менее чем на 5d, если в приопорном участке элемента не предполагается образования трещин.
В качестве несущей арматуры в изгибаемых элементах при определенных условиях используют прокатные профили (жесткая арматура) и сварные пространственные арматурные каркасы.
Элементы с жесткой арматурой могут быть двух типов: с расположением профиля по всей высоте балки или полностью в растянутой зоне. В балках обоих типов ставят дополнительную арматуру в виде сварных сеток или хомутов и продольных монтажных стержней диаметром 8—10 мм. Эта арматура уменьшает раскрытие трещин в бетоне и улучшает его сцепление с жесткой арматурой. В балках первого типа поперечную арматуру ставят без расчета диаметром 6—8 мм. В балках второго типа поперечную арматуру определяют расчетом; при этом, кроме хомутов и сеток, возможна постановка отгибов, приваренных к верхней полке профиля. Защитный слой бетона для жесткой арматуры должен быть не менее 50 мм.
Несущие сварные каркасы изготовляют в виде пространственных ферм из стержней круглого и периодического профиля, а также мелкого фасонного проката. Эти каркасы конструируют как сварные стальные фермы, рассчитывая нх на нагрузки, возможные в период строительства, до отвердения бетона. При полных нагрузках несущие каркасы становятся арматурой железобетонной конструкции; пояса ферм работают как продольная арматура, нисходящие раскосы — как отгибы, а стойки — как поперечные стержни.
ИЗГИБАЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Описание слайда:
Описание слайда:
1. Конструктивные особенности изгибаемых элементов
Изгибаемые элементы – элементы, подверженные действию одного изгибающего момента или изгибающего момента с поперечной силой.
Изгибаемые железобетонные элементы могут применяться самостоятельно, но чаще всего входят в состав плоских перекрытий и подразделяются на плиты и балки. Также к изгибаемым элементам относятся подвесные панели наружных стен (ненесущие), фундаментные и подкрановые балки, консоли.
Описание слайда:
Плиты – это плоские сплошные конструкции с толщиной малой по сравнению с другими конструкциями.
Рис. 9.1. Схема пустотной плиты
Описание слайда:
Балки – это линейные конструкции, у которых длина значительно превышает геометрические размеры сечений
Рис. 9.2. Схема ригеля
Описание слайда:
Типы железобетонных балок
Железобетонные балки в поперечном сечении бывают прямоугольные, тавровые, двутавровые, трапецеидальные, полые. Наиболее распространены балки прямоугольного и таврового сечений.
Описание слайда:
По конструктивной схеме железобетонные перекрытия разделяют на две основные группы:
— балочные перекрытия
— безбалочные перекрытия.
Балочные перекрытия содержат балки, идущие в одном или двух направлениях и опирающиеся на них плиты или панели (рис. 9.3)
Безбалочные перекрытия не содержат балок, а плиты или панели опираются непосредственно на колонны (рис.9.4).
Описание слайда:
Рис. 9.3. Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами
а – внешний вид перекрытия с главными балками; б – план здания
1 – второстепенные балки; 2 – главные балки; 3 – колонные; 4 – плита перекрытия
Описание слайда:
Рис. 9.4. Безбалочное
перекрытие
а – внешний вид;
б – вид сверху
1 – плита перекрытия;
2 – капители колонн;
3 – колонны;
4 – свес плиты;
5 – бортовая балка
Описание слайда:
Обе группы перекрытий в зависимости от способа возведения бывают:
— монолитными – возведение в опалубке непосредственно на стройплощадке;
— сборными – изготовление на предприятиях стройиндустрии;
сборно-монолитными – последовательное возведение.
Сначала укладывают легкие сборные перекрытия, воспринимающие собственный вес и вес при монтаже.
Эти элементы имеют арматурные выпуски; деформирование происходит по статически определенной схеме.
Сборные перекрытия в последствии используются в качестве несъемной опалубки. Далее укладывают дополнительную арматуру для восприятия эксплуатационных нагрузок и омоноличивают систему, превращая ее в статически неопределимую.
Описание слайда:
Входящие в состав конструкции перекрытия плиты в зависимости от отношения сторон опорного контура могут быть:
балочными ( ), т.е. плиты деформируются по короткому направлению (при этом величиной момента в длинном направлении пренебрегают ввиду его малости);
— опертыми по контуру ( ), т.е. плиты деформируются в двух направлениях, с перекрестной рабочей арматурой.
Описание слайда:
Сборные перекрытия могут быть ребристые, пустотные и сплошные (рис.9.5).
1 – плиты;
2 – балки
Рис. 9.5. Схема сборного перекрытия
Описание слайда:
С точки зрения статического расчета все сборные плиты рассматриваются как свободно опертые однопролетные балки, нагруженные погонной равномерно распределенной нагрузкой (рис.9.6). За расчетный пролет плит принимается расстояние между серединами площадок ее опирания.
Рис. 9.6. Расчетная схема сборной
плиты перекрытия
Описание слайда:
Рабочую арматуру ставят в растянутых зонах плит для восприятия растягивающих усилий, возникающих при изгибе под нагрузкой. Она размещается в соответствии с эпюрой изгибающих моментов. В однопролетных плитах рабочая арматура укладывается понизу (рис. 9.7), а в неразрезных плитах в пролетах понизу, а на опорах – поверху (рис. 9.8).
Рис. 9.7. Армирование однопролетной плиты
Описание слайда:
Сборные плиты деформируются в длинном направлении, следовательно, бетон, расположенный в растянутой зоне ее сечения, в деформировании плиты не участвует. Наиболее экономичной будет плита, из растянутой зоны поперечного сечения которой больше всего удалено бетона. Этого удается достичь в ребристых плитах.
В растянутой зоне плиты оставляют лишь продольные ребра, необходимые для размещения рабочей арматуры и для обеспечения прочности плиты по наклонным сечениям (рис. 9.9).
Описание слайда:
Рис. 9.9. Ребристая плита
1 – арматурные каркасы продольных ребер; 2 – арматурные каркасы торцевых поперечных ребер; 3 – арматурная опорная сетка плиты; 4 – арматурные каркасы средних поперечных ребер; 5 – арматурная пролетная сетка плиты; 6 – продольные ребра; 7 – поперечные ребра; 8 – полка плиты; 9 – монтажные петли
Описание слайда:
По степени удаления бетона из растянутой зоны за ребристыми следуют плиты с овальными, вертикальными и круглыми пустотами (рис.9.10).
Рис. 9.10. Плиты перекрытия
а – с овальными пустотами; б – с вертикальными пустотами;
в – с круглыми пустотами
Описание слайда:
Рис. 9.11. Расчетные поперечные сечения плит
а – прямоугольное; б – тавровое; в – двутавровое;
г, д – заданное пустотное (1) и расчетное (2) сечения
Описание слайда:
Рис. 9.12. Армирование плит с круглыми пустотами
а – поперечное сечение; б – продольный разрез
1 – нижняя плоская сварная сетка; 2 – продольная рабочая арматура;
3 – вертикальные плоские сварные каркасы; 4 – монтажная петля;
5 – верхняя плоская сварная сетка; 6 – защитный слой бетона толщиной 15 мм;
7 – поперечная (распределительная) арматура
Описание слайда:
РЕБРИСТЫЕ МОНОЛИТНЫЕ
ПЛОСКИЕ ПЕРЕКРЫТИЯ
С ПЛИТАМИ БАЛОЧНОГО ТИПА
Описание слайда:
Ребристое перекрытие с плитами балочного типа состоит
из плиты, работающей по короткому направлению
как неразрезная балка, второстепенных и главных балок
(ригелей).
Нагрузка через плиту передается на второстепенные балки.
Последние передают ее на главные балки, которые
опираются на колонны.
Сущность конструкции монолитного ребристого перекрытия
заключена в том, что в целях экономии из растянутой зоны
сечений удален бетон и сохранены лишь вертикальные ребра
балок, в которых сконцентрирована растянутая арматура.
Сжатая полка ребер работает также на местный изгиб
как плита пролетом, равным расстоянию между второстепенными
балками а. В пролетных сечениях второстепенные и главные
балки работают как балки таврового сечения с полкой в сжатой
зоне.
На опорах этих балок возникает отрицательный момент, и плита
оказывается в растянутой зоне; поэтому на опорах расчетное
сечение – прямоугольное с шириной, равной ширине ребра b.
Описание слайда:
Рис. 9.13. Расчетная схема монолитного ребристого перекрытия
с балочными плитами
1 – плита; 2 – второстепенные балки; 3 – главные балки;4 –колонны;
5 – грузовая полоса плиты; 6 – грузовая полоса второстепенной балки;
7 – грузовая полоса главной балки;9-грузовая площадь колонны
Описание слайда:
Пролет плиты (шаг второстепенных балок) – 1,2 2,5 м.
Толщина плиты по экономическим соображениям должна
быть возможно меньшей, но не менее 60мм и кратной 10мм.
Высота сечения второстепенных балок может составлять
а главных балок –
Ширина сечения ребер балок принимается равной
.
Описание слайда:
Рис. 14.2. Схемы второстепенных балок
Описание слайда:
Все элементы перекрытия монолитно взаимосвязаны.
Расположение главных и второстепенных балок определяют назначением здания, требованиями обеспечения пространственной жесткости и т.д. Расчетное сечение монолитного перекрытия балочного типа прямоугольное.
Рис. 9.14. Схема монолитного перекрытия
1 – плита; 2 – второстепенные балки; 3 – главные балки
Описание слайда:
2. Расчет плиты
Нагрузка на 1 м2 плиты складывается из постоянной нагрузки g
(собственный вес плиты, пола) и временной (полезной) нагрузки v.
Монолитные балочные плиты при расчете рассматривают как полосы
(балки) шириной 1 м, вырезанные из плиты параллельно ее коротким
сторонам (см. рисунок 14.1 (5)).
За расчетную схему плиты принимают пятипролетную балку,
загруженную равномерно распределенной постоянной и временной
нагрузками. Если пролетов меньше пяти, принимают их число, равное
фактическому. За расчетный пролет плиты принимают расстояние
в свету между второстепенными балками. При свободном опирании
крайнего конца плиты расчетный пролет принимают равным
расстоянию от оси опоры до боковой поверхности противоположного
ребра или балки.
Описание слайда:
Рис. 14.3. Расчетная схема и эпюра М монолитной балочной плиты
Описание слайда:
3. Армирование плит отдельными стержнями
В перекрытии с балочными плитами рабочая арматура плиты
проходит параллельно главным балкам, вследствие этого
сопряжение плиты с главной балкой остается неармированным.
Для восприятия растягивающих напряжений, возникающих в местах
сопряжения плиты с главной балкой, укладывают в верхней зоне
плиты перпендикулярно оси главной балки дополнительную
арматуру: не менее 8 стержней d =6 мм на 1 м и не менее 1/3 сечения
пролетной рабочей арматуры плиты. Ее заводят в каждую сторону
плиты от грани главной балки на длину не менее 1/4 расчетного
пролета плиты.
Описание слайда:
Рис. 14.4. Армирование плиты отдельными стержнями
1 – главная балка; 2 – второстепенная балка;
3 – плита; 4 – дополнительная арматура
Описание слайда:
4. Армирование плит сварными плоскими и рулонными
сетками
Основной вид армирования плит рулонными сетками.
Они позволяют производить непрерывное армирование, что
более технологично по сравнению с раздельным армированием
плоскими сетками.
Непрерывное армирование применяют при диаметре рабочих
стержней 5 мм и менее из стали класса Вp500 (Bp-I).
Рулон сетки с продольным расположением рабочих стержней
раскатывают по опалубке поперек второстепенных балок.
На опорах сетки укладывают на верхнюю арматуру каркасов,
а в пролете крепят к опалубке, оставляя необходимые зазоры
на толщину защитного слоя. Нижний перегиб сетки выполняют
на расстоянии 0,25 пролета плиты от оси опоры.
Описание слайда:
Рис. 14.5. Армирование плиты рулонной сварной сеткой
1 – сетка 1; 2 – сетка 2
Описание слайда:
Рис. 9.8. Армирование неразрезной плиты
Описание слайда:
Раздельное армирование применяют при диаметре рабочей
арматуры 6 мм и более из стали класса А400 (A-III).
Рулон сетки с поперечным расположением рабочих стержней
раскатывают вдоль второстепенных балок: по низу плиты
в пролетах и по верху – над опорами.
Сетка 1 подбирается по моменту, определяемому по формуле
сетка 2 по
Описание слайда:
Рис. 14.6. Армирование плиты плоскими сварными сетками
1 – рабочая арматура (поперечные стержни сетки);
2 – продольные стержни сетки
Описание слайда:
5. Расчет второстепенной балки
Рис. 14.7. Расчетная схема неразрезной многопролетной
второстепенной балки
1 – второстепенная балка;
2 – главная балка
Описание слайда:
В качестве расчетной схемы второстепенной балки принимается многопролетная неразрезная балка, загруженная различными нагрузками, с крайними шарнирными опорами при опирании на стены и промежуточными опорами – главными балками.
Сечение второстепенной балки принимают тавровым.
Рис. 9.16. К расчету второстепенной балки
Описание слайда:
Рис. 14.8. Огибающая эпюра второстепенной балки
Описание слайда:
Рис. 14.9. Расчетные сечения второстепенной балки
Описание слайда:
Рис. 14.10. Армирование второстепенной балки сварными
плоскими каркасами и сетками
Описание слайда:
Расчетной схемой главной балки монолитного ребристого перекрытия считают многопролетную неразрезную балку, загруженную сосредоточенными силами в местах опирания второстепенных балок. Сечение главной балки также принимают тавровым.
Рис. 9.17. К расчету главной балки
Расчет главной балки
Описание слайда:
Расчетными значениями для средних пролетов считается расстояние между осями колонн, а для крайнего пролета – расстояние между осью колонны и осью опоры на стене (неполный каркас) или расстояние между осями крайней и средней колонн (полный каркас).
Для неполного каркаса:
где с – принятая привязка оси к внутренней грани стены;
d – длина опирания главной балки на стену (обычно d = 380мм).
Расчетные значения постоянной силы:
Расчетное значение временной силы:
Описание слайда:
Рис. 9.13. Расчетная схема монолитного ребристого перекрытия
с балочными плитами
1 – плита; 2 – второстепенные балки; 3 – главные балки;4 –колонны;
5 – грузовая полоса плиты; 6 – грузовая полоса второстепенной балки;
7 – грузовая полоса главной балки;9-грузовая площадь колонны
Описание слайда:
Описание слайда:
В статически неопределимых системах при дальнейшем увеличении нагрузки происходит перераспределение усилий на другие сечения, при этом соблюдается правило – сумма пролетного и полусумма опорных изгибающих моментов равна моменту в балке, свободно лежащей на двух опорах («балочный момент»). При расчете неразрезных балок появляется возможность корректировки «упругой» эпюры изгибающих моментов путем выравнивания их опорных и пролетных значений.
Построенные для невыгодных загружений эпюры моментов упругой балки выравнивают путем наложения на каждую их них добавочной эпюры моментов, вызванной добавочным опорным моментом в пластическом шарнире.
Добавочная эпюра строится как для упругой системы – она прямолинейна во всех пролетах. Для каждого загружения подбирается своя добавочная эпюра моментов так, чтобы в выровненной эпюре расчетные моменты снижались не более чем на 30%.
Описание слайда:
2. Армирование главной балки
Главную балку армируют в пролете двумя (иногда более) плоскими каркасами, которые перед установкой в опалубку объединяют в пространственный каркас. Два каркаса доводят до грани колонны, а остальные каркасы (при их наличии) обрывают в соответствии с эпюрой моментов. Возможен также обрыв по эпюре арматуры части стержней основных каркасов. На опоре главная балка армируется двумя самостоятельными каркасами, заводимыми сквозь арматурный каркас колонн. Армирование на опоре может выполняться также сетками как и для второстепенных балок; в этом случае надопорные сетки располагают по обе стороны от колонны на ширине не более 1/3 расстояния между главными балками.
В главных балках опорные сечения армируются вертикальными каркасами, которые пропускаются между арматурными стрежнями колонны, длина этих каркасов определяется по эпюре арматуры.
Описание слайда:
Рис. 15.4. Построение эпюр главной балки
Описание слайда:
Рис. 15.5. Армирование главных балок
F-1, F-3 – сквозные каркасы; F-2 – пролетные обрываемые каркасы; F-4 – опорные каркасы, сдвигаемые между собой в соответствии с огибающей эпюрой опорных моментов; N – 1 – сетки в местах пересечения главных балок со второстепенными балками; 1, 3 – продольные стрежни каркасов F-1, F-3, доводимых до опор; 4 – продольные рабочие стержни каркасов F-4; 6 – эпюры распределенных (теоретических) моментов в пролете и на опоре; 7,8 – эпюры действительных моментов, выдерживаемых сечениями балки
Описание слайда:
Второстепенные балки могут иметь трещины в растянутой зоне на опоре; поэтому передача их опорного давления на главную балку происходит фактически через сжатую зону второстепенной балки. Эта местная сосредоточенная нагрузка воспринимается поперечной арматурой главной балки и дополнительными сетками в местах опирания второстепенных балок.
Длина зоны, в пределах которой учитывается поперечная арматура, воспринимающая поперечную нагрузку и площадь сечения поперечной арматуры определены на рисунке 15.6.
Рис. 15.6. Передача опорного давления второстепенной балки на главную
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
