Вся электронная библиотека >>>

 Строительные конструкции >>>

    

 

Железобетонные конструкции


Раздел: Строительство

   

§ 4. РАСЧЕТ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

  

 

1. Общие сведения. Для определения деформаций (прогибов и углов поворота) необходимо знать жесткость элемента; величина жесткости необходима также при определении частоты собственных колебаний, температурных усилий, усилий, возникающих при осадке опор, и т. п.

Если прогибы ограничены технологическими или конструктивными требованиями, их рассчитывают на нормативные нагрузки (воздействия), а в остальных случаях — на часто встречающиеся нагрузки.

Расчет по деформациям приобрел особенно большое значение в последнее время в связи с широким применением в строительстве сборного железобетона из высокопрочных материалов. Использование более прочных бетонов, а также стремление уменьшить массу сборных конструкций приводят к уменьшению размеров сечений и, следовательно, к снижению жесткости. Применение высокопрочных сталей с повышенными напряжениями при эксплуатационной нагрузке также приводит к снижению жесткости и как следствие к увеличению прогибов.

Известно, что определение деформаций элементов, рассматриваемых при расчете как сплошные упругие тела (например, стальных), обычно не вызывает затруднений, так как нх жесткость Е1 постоянна и не изменяет своего значения с изменением размера нагрузок и времени их действия.

Железобетонные изгибаемые элементы при эксплуатационной нагрузке, как правило, работают с трещинами в бетоне растянутой зоны, и на их деформации и напряжения влияет много факторов (статическая схема и геометрические размеры элементов, размер и характер нагрузки, упругие и пластические свойства бетона и арматуры, образование и раскрытие трещин в растянутой зоне бетона и др.). Большинство из этих факторов находится во взаимной связи и влияет друг на друга. Таким образом, расчет деформаций при наличии трещин является весьма сложной задачей.

В 1940 г. советский ученый проф. В. И. Мурашев впервые предложил теорию расчета жесткости и раскрытия трещин в изгибаемых железобетонных элементах, работающих с трещинами в бетоне растянутой зоны. В. И. Мурашев принципиально правильно учел влияние трещин на жесткость железобетонных элементов и связал расчет жесткости и раскрытия трещин в единую теорию.

В дальнейшем Я. И. Немировским под руководством В. И. Мурашева были проведены обширные эксперименты, которые позволили проверить и уточнить теорию.

В последнее время по предложению проф. А. А. Гвоздева некоторые положения теории жесткости были пересмотрены и уточнены в соответствии с результатами экспериментов, проведенных в НИИЖБ под его руководством.

Расчет по деформациям сводится к определению прогибов, углов поворота и амплитуд колебаний по формулам строительной механики от невыгоднейших сочетаний нагрузки, которые не должны превышать предельных значений деформаций, установленных нормами. Например, для подкрановых балок прогибы должны быть равны 1/500—1/600 пролета (при нормативных нагрузках), для элементов ребристых перекрытий и лестниц при пролетах />7,5 м—1/250/, при бм^/^7,5 м — Зсм, при /<6 м — 1/200 I и т. д.

Деформации существенно зависят от того, есть ли трещины в растянутой зоне или нет. Поэтому для каждого из этих случаев разработаны различные способы определения жесткости. С появлением трещин жесткость резко падает и деформации железобетонных элементов возрастают.

2. Расчет деформаций элементов при отсутствии трещин в растянутой зоне. Для предварительно-напряженных изгибаемых элементов 1-й и 2-й категорий трещино- стойкости, для сжатых элементов при небольших эк- сцсптрнцитетах продольной силы и в крайне редких случаях для обычных железобетонных изгибаемых элементов со слабым армированием при эксплуатации не допускается образование трещин в растянутой зоне бетона.

При отсутствии трещин деформации железобетонных элементов определяют как для сплошного упругого тела с учетом работы всей продольной арматуры и бетона сжатой и растянутой зон. В расчет вводят приведенное сечение с моментом инерции /п.

Если в предварительно-напряженных элементах в верхней зоне балок при обжатии в результате выгиба элемента возможно образование трещин, то значения 1/рк, 1/рд и 1/рв должны быть увеличены на 15%, а значение 1/рв.п — на 25%.

На участках, где образуются трещины, нормальные к оси элемента, но при действии рассматриваемой нагрузки обеспечено их закрытие, значение полной кривизны 1/р определяют по формуле (7.51) с увеличением на 20%.

3. Расчет деформаций элементов, работающих с трещинами в растянутой зоне. Для обычных железобетонных и предварительно-напряженных элементов 3-й категории трещиностойкости, работающих на изгиб, внецен- тренное сжатие и растяжение, при эксплуатации допускается появление трещин в растянутой зоне. Расчет деформаций в этих случаях значительно усложняется; в теории В. И. Мурашева учтены реальные физические свойства железобетона, в частности участие в работе бетона растянутой зоны на участках между трещинами, наличие неупругих деформаций бетона сжатой зоны и др.

Этот метод расчета в последние годы значительно усовершенствован и распространен на предварительно- напряженные внецентренно-сжатые и растянутые элементы при кратковременном и особенно при длительном действии нагрузок.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

 

1.         Как влияют трещины на жесткость и долговечность железобетонных элементов?

2.         На какие усилия производится расчет железобетонных элементов по образованию трещин?

3.         На образование каких трещин производится расчет железобетонных элементов?

4.         Какова предельная ширина раскрытия трещин в железобетонных элементах?

5.         Какие конструкции рассчитывают по закрытию трещин?

6.         Для каких целен требуется расчет элементов по деформациям?

7.         Как определяется деформация элементов при отсутствии трещин?

8.         В чем заключается сложность расчета железобетонных элементов с трещинами в растянутой зоне?

9.         Каков физический смысл коэффициентов фо и фа?

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Железобетонные конструкции

 

Смотрите также:

 

Расчет тяжелого каркаса

Расчет по предельному состоянию первой группы выполняют при расчетных, а расчет по деформациям
В расчете учитывают только изгибную жесткость элементов рамы. Жесткость ригелей определяют в начале расчета с учетом образования трещин.

 

...и жилых зданий. Выбор типа фундамента и его расчет....

1) достигать необходимого соотношения между жесткостью и прочностью
б) по деформациям-осадкам. Расчет основания по первому предельному состоянию
Был разработан метод определения жесткости стены с проемами, который заключается...

 

...СООРУЖЕНИЙ определение усилий и деформаций...

определение усилий и деформаций в элементах сооружений от действия заданных статич. и динамич. нагрузок и воздействий, а также
Следствием этого являются колебания конструкций, которые необходимо учитывать при расчете сооружения.

 

Расчет сборных фундаментов. Фундаменты промышленных...

Для определения величины эксцентрицитета е . необходимо рассмотреть силы
Далее необходимо произвести расчет по деформации, т. е. определить осадку (или
По нормам допускаемый относительный прогиб — 0,0007, т. е. значительно...