Реферат Курсовая Конспект
Определение курса. Его цели и задачи. Преимущества и недостатки ЖБ. Область применения ЖБК и перспективы развития - раздел Философия, Определение Курса. Его Цели И Задачи. ...
|
Определение курса. Его цели и задачи.
Цель преподавания дисциплины – формирование знаний студентов ПГС, позволяющих принимать оптимальные решения в практической работе в области проектирования, изготовления и возведения кон-ций зданий и сооружений.
Задачи:
- изучение физико-механических характеристик ЖБК и К
- усвоение прогрессивных методов расчета
изучение нормативной обязательной и рекомендуемой литературы
- на основании знаний производить экономическую оценку и обоснование принимаемых конструкций.
Факторы обеспечивающие совместную работу б-на и ар-ры.
ЖБ может воспринимать нагрузки при условии совместной работы б-на и ар-ры, которая обеспечивается следующими основными факторами:
1. наличие сцепления по поверхности контакта б-на с ар-ными стержнями за счет склеивания, трения и мех защемления.
2. б-н и сталь обладают примерно одинаковыми коэф-тами линейного расширения (б-н -12*106 сталь-7-15*106), что не приводит к нарушению сцепления при изменении т-ры(-20;50)
3. б-н надежно защищает заключенную в нем ар-ру от агрессивного воздействия окр среды.
Преимущества и недостатки ЖБ.
Преимущества: высокое сопротивление статическим и динамическим нагрузкам; долговечность; огнестойкость; сейсмостойкость; использование местного сырья; незначительные расходы на ремонт и содержание;возможность работы в условиях спец воздействия окр среды.
Недостатки: значительная масса; звуко и теплопроводность; высокая энергоемкость, стоимость лесов и опалубки; удорожание и усложнение б-ных работ в зимнее время; необходимость для монолитного б-на длительной выдержки при естественном твердении; затруднение проверки армирования после твердения б-на (методы неразрушающего контроля, приборы ИЗС); раннее появление трещин ведет к коррозии ар-ры.
Область применения ЖБК и перспективы развития
Применение: энергетическое стр-во (атомные, тепловые, гидростанции); опоры линий эл передач: в транспортном, автомобильном и жд стр-ве; стр-во аэродромов, сельское стр-во; стр-во метрополитенов; стр-во шахт; военная отрасль.
Перспективы развития. Приоритетное направление:
1.разработка высокопрочных, быстротвердеющих, легких и кор стойких б-нов с применением хим добавок.
2.разработка новых видов кон-ций.
3.создание новых типок металлической и не -//- ар-ры.
4.введение безопалубочного формования в преднапряженных кон-циях.
5.совершенствование технологий возведения монолита.
6.сов-вание долговечности и надежности к-ций.
7.сов-вание теорий расчета.
Повсеместное использование в стр-ве преднапряженных кон-ций.
Структура б-на.
На структуру влияют: В/Ц, применяемые добавки, условия твердения, наличие возрастного фактора.
1-цементный камень; 2-щебень; 3-песок; 4-порывоздуха или воды.
В настоящее время к структуре б-на при изготовлении кон-ций предъявляется требование обеспечивающее ее однородность, т.е создаются б-ны в составы которых входят супер и гиперпластификаторы. Их наз высококачественными, они также / на: очень высококачественные и ультра высококачественные. В их основе мелкозернистые б-ны и фибробетоны.
Ar=0.3
Fcmk =0.7*fctm
нормативные документы допускают контроль прочности б-на на осевое растяжение косвенными методами, через прочность б-на на растяжение при изгибе fct,flи прочность б-на при скалыванииfct,sp
fct,ах=0,5* fct,fl
fct,ах=0,9* fct,sp
fct,ах-прочность б-на на осевое растежение
fct,fl=Pn*l/b*h2
fctsp=2Pn/П*а2
помимо перечисленых х-к прочности б-на и видов б-на сущ ряд прочностей, которые определяют при расчетах кон-ций в зависимости от воздействий и условий эксплуатации:
-прочность на смятие (местное сжатие)
-просность на срез, кручение
-прочность при длительном действии нагрузки, кратковременном нагружении, циклическом нагружении.
Прочность б-на при длительном разрушении разрушается значительно быстрее со временем, чем при кратковременной нагрузке, т.к появившиеся пластические деф-ции увеличиваются, суммируются со временем и приводят к показателям качества кон-ции не соответствующим нормальной эксплуатации.
Прочность б-на не остается величиной постоянной, а нарастает с течением времени, причем наиболее интенсивно процесс протекает в течение 28 суток, а затем замедляется, но не прекращается, при условиях положительной т-ры (-50С и необходимой влажности).
Средняя прочность б-на на сжатие в возрасте t сутокдля изделий подвергнутых тепловой обработке:
fcm(t)-средняя прочность б-на на сжатие при t>28сут
fcm- -//- при t=28сут
fcmp-прочность после окончания тепловой обработки
t-возраст при t>28сут
tp-возраст после тепловой обработки
Объемные деформации б-на
Температурные деформации
температурные деф-ции х-ютсякоэфтом температурного расширения, (at=1-10-51/0C) t=-20 +100 0C
В эксплуатационных ситуациях atмало чем отличается от подобного коэфта для сталей at(S)=1,2*10-5
Коэфт бетонов колеблется (0,75…1,45)*10-5 1/0С
atдля бетонов зависит от концентрации крупного заполнителя и его минералогического состава.
Для легких бетонов at(L) зависит от мин состава и колеблется в пределах (0,4-1,4)*10-5
Факторы влияющие на объемные деформации
Основные факторы влияющие на объемные деформации следующие:
1.кол-во, вид и активность цемента.
2.В/Ц.
3.температурновлажностные условия окр среды.
4.возраст б-на.
5.крупность заполнителя и межзерновая пустотность.
6.объемное содержание цем камня в бетоне.
7.присутствие добавок и ускорителей твердения.
Силовые относительные деформации бетона
силовые относительные деформации – развивающиеся в б-не, главным образом, вдоль направления действия сил.
Силовые относительные деформации в зависимости от характера приложения нагрузки и длительности ее действия /:
1.ОД при однократном загружении кратковременной нагрузкой.
2.ОД при длительном действии однократно пиложенной нагрузки.
3.ОД при многократно повторяющемся действии нагрузки.
СОТ При однократном загружении кратковременной нагрузкой
Деформирование б-на более наглядно можно наблюдать на диаграмме состояний б-на, которая устанавливает связь между напряжениями и продольными относительными деформациями (ОД) б-на.
Эти деформации вплоть до разрушения б-на следует рассматривать в качестве обобщенной х-ки мех свойств б-на.
С=F/Ac
εC=Δl/l0
F - усилие пресса
σС - напряжение б-на
Ac - площадь б-на
εCU –предельная деф-ция б-на на сжатие
εC1 –максимальная деф-ция б-на на сжатие, отвечающая максимальное его прочности
диаграмма состоит из 2-х характерных участков: восходящая и нисходящая ветвь.
Восходящая ветвь описывает зависимость σС от εC до напряжений в вершине диаграммы, которые при данном виде загружения принято наз пределом кратковременной прочности б-на. Эта зависимость получается с использованием традиционных методов испытания.
Нисходящая ветвь для получения зависимости σС от εC требует спец оборудования и явл наиболее трудоемкой частью эксперимента.
Проявление упругих деформаций появляется и зависит от скорости загружения образца. С увеличением скорости загружения при постоянном σС упругие деф-ции возрастают пропорционально возрастанию скорости.
Деформация б-на при различных скоростях загружения.
При мгновенной скорости загружения б-н деформируется только упруго.
Для хар-ки упруго-пластических свойств б-на используют модуль деформации, устанавливающий зависимость между напряжениями и относительными деформациями в любой точке диаграммы деформирования.
Модуль упругости б-на (Е) как и прочность- важная х-ка несущих кон-ций.
Значение (Е) влияет на жесткость кон-ции, а значит на размеры геометрических сечений и их армирование. Чем меньше Е, тем больше требуется повышение жесткости кон-ции за счет увеличения размеров и армирования.
На диаграмме деформирования sСeС можно проследить за изменением модуля деформации. При s=0 он имеет максимальное значение и наз начальным модулем упругости. Обозначается Есо и представляет собой tg угла наклона касательной к кривой проходящей в начале координат s=0.
Есо= tga0
Учитывая нелинейную связь между напряжением и деформацией определяют также модуль полных деформаций, учитывающий упругие и пластические деф-ции (Ес)
Есо= tga1тангенс угла наклона касательной к кривой в ее произвольной точке.
Практическое значение для расчета ЖБК имеет средний модуль упругости Есm – тангенс угла наклона к секущей, проходящей через s=0 и точку на кривой s=0,4fcm.
Нормы устанавливают значение Есm с учетом сткуктурно механической модели б-на и технологических свойств бетонной смеси.
Изменение Есm во времени может быть определено по ф-ле Есm(t)
Есm(t)= [fсm(t)/ fсm(28c)]* Есm(28c)
Модули б-на х-ют его продольные деф-ции, которые на графике представлены
eСU - предельными деф-циями б-на
eС1 - деф-ции соответствующие пиковому значению прочности (сжатие).
Значения eСU получены экспериментальным путем и для расчета б-нов класса С50/60 её принимают постоянной=3,50/00.
eСU =3,50/00
Помимо продольных сущ поперечные деф-ции б-на (коэф-т Пуассона) nС=0,20
В практике для диапазона напряжений 0,5-0,6fck значение n находится в пределах 0,15-0,24.
Если в кон-ции допускаются трещины в растянутой зоне nС=0.
Ф0= ФRH*16.8/(0.1+t0.2)Öfcm
ФRH – учитывает влияние влажности и размеров сечения.
βС(t-t0) – коэфт учитывающий деф-ции ползучести во времени от t0 до t.
Если не требуется большая точность расчетов, то используется предельной значение коэфта ползучести Ф(∞,t0) (определяется графически).
Ползучесть влияет на величину предельных деф-ций б-на и в результате ее развития модуль упругости б-на уменьшается. Для учета этого явления в расчетах ЖБК используют эффективный модуль упругости б-на, который определяется в зависимости от предельных деф-ций ползучести.
Ec,eff=Ecm(t0)/(1+Ф(∞,t0))
Ecm(t0)=[fcm(t0)/fcm]0.3*Ecm
С,MAX≤ σСR σСR=gСR*fcd
Показатели качества бетона.
При проектировании ЖБК в зависимости от назначения и условий эксплуатации нормами устанавливаются показатели качества б-на, а соответственно и кон-ции.
К показателям качества кон-ции (б-на) классы по прочности на сжатие и растяжение, марка по Мрз (F50…F500), марка по водлнепроницаемости (W2…W12),
Марка по плотности D (2300-2500)-тяжелые;
(1800-2400)-средние; (1800-2000)-легкие
марка напрягающего Б по самонапряжению Sp(0,6-4).
Показатели качества б-на определяются в лабораторных условиях, периодичность их определения регламентируется ГОСТом или СТБ и обязательно указывается в паспортах на кон-ции и изделия.
Виды бетона.
Конструкционные: тяжелые, легкие.
Специальные: полимерб-ны, б-нполимеры, сульфатолюминатные и напрягающие б-ны.
Фиброб-н – дисперсно-армированый волокнами, повышает растяжение и сопротивление удару.
В настоящее время новое поколение б-нов: высококачественные (ультравысококачественные) 150МПа.
Арматура для ЖБК.
Применение арматуры в ЖБК
Выбор класса арматурной стали, применяемой в ж.б.к., производят в зависимости от типа конструкции, наличия преднапряжения, условий возведения и эксплуатации. В качестве ненапрягаемой рабочей арматуры применяют в основном S400,S500. А класса S240 допускается использовать в качестве продольной ненапрягаемой рабочей арматуры только при специальном обосновании. S240 – обязательные монтажные петли.
Допускается в качестве ненапрягаемой арматуры применение S600 при наличии нормативного документа, регламентирующего качество (=1,2).
В качестве напрягаемой арматуры применяют S800, S1200,S1400. Допускается S1000. =1,25 для преднапрягаемой арматуры.
При длине до 12 м в преднапрягаемных конструкциях преимущественно используют S800,S1400, при длине более 12 м рекомендуют S1400.
Ж.Б.К.
Совместная работа арматуры и бетона
Факторы влияющие на величину напряжения сцепления арматуры с бетоном.
Силы сцепления, приходящиеся на единицу поверхности арматуры, обуславливают напряжение сцепления арматуры с бетоном по длине элемента.
Факторы, влияющие на величину сцепления арматуры с бетоном, следующие:
1.трение арматуры с бетоном (“+” к таким силам сцепления) Величина этих сил 0,6-1,5 МПа.
2.вид и тип поверхности стержня. Круглые стержни являются наиболее оптимальными, “+” рифление поверхности до 50% .
3.адгезия (склеивание).
4.химическое взаимодействие между сталью и бетоном.
5.прочность бетона и его технологические параметры.
6.направление продольной силы.
Параметры: с, В/С, способ уплотнения, направление бетонирования, условие твердения.
Конструктивные требования по анкеровке
Сущность предварительно напряженного ЖБ и его классификация
ПН ЖБК это конструкции в к-х начальное напряжение напрягаемой ар-ры обеспечивает необходимую степень обжатия б-на в процессе их изготовления и эксплуатации.
Отличие ПНК от обычных заключается:
-В обычных ЖБК, ар-ная сталь выполняет пассивную роль, она не может воспрепятствует разрушающему Б-Н действию нагрузки, но смягчает последствия после образования трещин от действия этой нагрузки. В ПНК ар-ра выполняет активную роль и праектировщик создает силы оказывающие противодействие внешним нагрузкам, к-е стремятся разрушить конструкцию.
Классификация ПНК по следующим признакам:
1по принципу действия предварительного ар-ния:
-одноосные предварительно напряженные
- двуосные предварительно напряженные
- объемные ПНК
2 по методу изготовления:
-с растяжением ар-ры на упоры - самонапряженные
- с растяжением ар-ры на Б-Н - сборно-монолитные
3 по степени предварительно напряжения
- полное ПН (напряжение(на уровне цента ПН ар-ры )
- ограниченное ПН ()
- частичное ПН (напрягаемая ар-ра устанавливается из условия ограничения раскрытия ширины трещин)
Назначение напряжений в предварительно напряженной ар-ре
ПН-м следует назначать с учетом допустимых отклонений р, таким образом , чтобы для стержней и проволочный ар-ры выполнялось следующие условие:
- не позволяет произойти разрыву
стержня
- создать необходимые нормальные
условия эксплуатации
р- допустимое отклонение
Кр- коэф-т 0,9-стержневая ар-ра 0,8- проволочная ар-ра
-электр-терм. и электро-термо-мех.
l - длина натягиваемого стержня или расстояние между наружными крайними упорами
- механич. способ.
Экспериментальные основы теории сопротивления ЖБК
А) по деформационной модели
Б) по альтернативной
а) б)
Схема прямоуг. сжимаемого элемента с одиночным армированием.
А) относит. деформаций
Б) относит. напряжений
В изгибаемых элементах прямоугольного сечения расчетный момент Мsd вызванный действием внешних нагрузок должен быть меньше либо равен Мrd; Мsd<Mrd, деформации бетона и арм-ры должны быть в пределах допустимых значений, в этом случае прочность нормальных сечений изгибаемых элементов будет обеспечена.
При расчете прочности изгибаемого элемента с одиночным армированием по деформационной модели необходимо прежде всего определить величину равнодействующей в бетоне сжатой зоны сечения и ее точку приложения в пределах сжатой зоны.
При расчете таких сечений изгибаемых элементов, опред-ные усилия в бетоне сжатой зоны должны быть уравновешены усилиями в растянутой арматуре.
Для расчета прочности используется расчетная линейно-параболич. Диаграмма, связывающая напряжения и относительные деформации в сжатой зоне.
При этом значение деформации в бетоне должно:
ФОРМУЛЫ!!!
Для вычисления равнодействующей в бетоне сжатой зоны удобно пользоваться средними напряжениям равномерно распределенными по высоте сжатой зоны сечения.
Тогда в общем случае среднее напряжение в сжатой зоне сечения равны
А2- площадь за границей сжатой зоны
Кf2-коэф. Полученный интегрированием зависимости σ,ε на участке от 0 до ω.
Точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения определяет:
Для других классов бетонов К2 определяют аналогично.
При установленном значении средних напряжений и положения равнодействующей сжимающих усилий определяет высоту сжатой зоны бетона из условия равновесия, моментов относительно растянутой ар-ры. Предварительно установив также значения величины относительно плеча пары сил (η).
Относительно деформации (εst) растянутой ар-ры определяют с целью сравнения их с предельными значениями, через использование гипотезы плоских сечений и полученные значения формулы(17)
Гипотеза плоских сечений относительно деформации по высоте сечения изменяется пропорционально расстояниям от рассматриваемой фибры до нейтральной оси.
Если это условие не выполняется, это означает, растяжение ар-ры в сечении не доиспользуется и имеет место хрупкое разрушение по бетону сжатой зоны (опасное).
При выполнении условия сечение работает при полной используемой растянутой продольной ар-ры в области2, разрушение сечения произойдет по растянутой зоне.
Граничные значения высоты сжатой зоны при которой выполняются эти условия называется:
Подставляя значение Хlim; Мrd можно определить значение λm,lim.
Которая будет равна:
Расчет ЖБ элементов по прочности наклонных сечений.
Общие сведения
Каменная кладка состоит из искусственных или природных камней, объединенных в монолитный материал с помощью раствора.
Достоинством каменной кладки являются: огнестойкость, хорошая тепло и звукоизоляционная способность, долговечность, незначительные эксплуатационные расходы (наружн. и внутр. стены, столбы, фундаменты и т.д.)
К недостаткам каменной кладки относится большая собственная масса, большие затраты ручного труда при возведении. Для устранения этих недостатков каменную кладку во многих случаях проектируют из крупных блоков, панелей с большой степенью заводской готовности.
Для увеличения сопротивления внешним силовым воздействиям кладка армируется стальными продольными стержнями, сетками или железобетоном (рис. 1)
Рисунок 1 – Виды кладки
а) с поперечным сетчатым армированием; б) с продольным армированием; в) комплексные конструкции
Конструкции из армированных кладок называют армокаменными (рис. а и б), а из кладки и совместноработающего бетона – комплексными.
– Конец работы –
Используемые теги: определение, курса, цели, задачи, Преимущества, недостатки, ЖБ, область, менения, ЖБК, перспективы, развития0.102
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Определение курса. Его цели и задачи. Преимущества и недостатки ЖБ. Область применения ЖБК и перспективы развития
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов