Расчет прочности центрально растянутых предварительно напряженных элементов (стр. 1 из 5)

МОСКОВСКИЙ КОЛЛЕДЖ ГРАДОСТРАИТЕЛЬСТВА и ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА

Реферат

По дисциплине:

«Строительные конструкции»

на тему:

РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ЦЕНТРАЛЬНО РАСТЯНУТЫХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Выполнили студенты 3 курса

Группы С-3-99.

специальность СЭЗС

Рушихин А.И.

Миченко А.В.

МОСКВА. 2001г.

Содержание.

1. Введение
1.1 Железобетон — комплексный материал	3
1.2 Монолитные железобетонные конструкции	4
1.3 Сборные железобетонные конструкции	4
1.4 Предварительно-напряженные железобетонные конструкции	5
1.5 Классификация и области применения железобетонных конструкций	5
1.6 Развитие производства железобетона	6
2. Основные сведения о материалах для железобетонных конструкций.
2.1 Бетон	7
2.2 Арматура	8
3. Растянутые железобетонные элементы.
3.1 Расчет центрально-растянутых элементов.	10
3.2 Расчет внецентренно-растянутых элементов.	12
4. Предварительно напряженные железобетонные конструкции
4.1 Расчет центрально-растянутых преварительно-напряженных элементов.	14
4.2 Расчет внецентренно-растянутых преварительно-напряженных элементов.	16
Список литературы.	18

Введение

1.1 Железобетон — комплексный материал

Железобетон представляет собой комплексный строительный материал, состоящий из бетона и стальных стержней, работающих в конструкции совместно в результате сил сцепления.

Известно, что бетон хорошо сопротивляется сжатию и значительно слабее растяжению (в 10—20 раз меньше, чем при сжатии), а стальные стержни имеют высокую прочность как при растяжении, так и при сжатии. Основная идея железобетона и состоит в том, чтобы рационально использовать лучшие свойства составляющих материалов при их совместной работе. Поэтому стальные стержни (арматуру) располагают так, чтобы возникающие в железобетонном элементе растягивающие усилия воспринимались в большей степени арматурой. В изгибаемых элементах, например в плитах, балках, настилах и др., основную арматуру размещают в нижней, растянутой зоне сечения (рис. 1.1, а), а в верхней, сжатой зоне ее либо совсем не ставят, либо ставят небольшое количество, необходимое для конструктивной связи стержней в единые каркасы и сетки. В элементах, работающих на сжатие, например в колоннах (рис. 1.1, б), включение в бетон небольшого количества арматуры также значительно (в 1,5—1,8 раза) повышает их несущую способность. Возникающие в колоннах растягивающие напряжения от поперечных деформаций воспринимаются хомутами или поперечными стержнями; последние служат также для связи продольных стержней в плоские или пространственные каркасы. В растянутых элементах (рис. 1.1, в) действующие усилия воспринимаются арматурой.

В изгибаемых и внецентренно нагруженных элементах в местах действия поперечных сил возникают главные растягивающие s_{Г. Р} напряжения, которые уже не могут восприниматься продольной арматурой растянутой зоны. Если такие места не заармировать, то появятся наклонные трещины примерно под углом 45°. Для воспринятая главных растягивающих напряжений и предотвращения образования трещин в балках, например, ставят хомуты или поперечные стержни, а при необходимости и нижнюю продольную арматуру отгибают под углом 45—60° вверх с заделкой в сжатой зоне бетона (рис. 1.1, г). Таким образом, соединенные бетон и стальные стержни создают качественно новый материал — железобетон (или точнее сталебетон), область применения которого практически не ограничена.

Основу совместной работы бетона и арматуры составляет благоприятное природное сочетание их некоторых важных физико-механических свойств, а именно:

1) сталь и бетон имеют близкие по значению коэффициенты линейного расширения — для бетона 0,00001— 0,000015, для стали 0,000012, поэтому при температурных изменениях (до 100° С) дополнительные напряжения в зоне контакта арматуры с бетоном не возникают и сцепление не нарушается, оба материала работают совместно;

2) бетон при твердении дает некоторую усадку, благодаря чему его сцепление с арматурой еще больше увеличивается;

3) плотный тяжелый бетон является хорошей защитой арматуры от коррозии и огня.

Благодаря многочисленным положительным свойствам железобетона — долговечности, огнестойкости, высокой прочности и жесткости, плотности, гигиеничности и сравнительно небольшим эксплуатационным расходам конструкции из него широко применяют во всех областях строительства. Предварительное напряжение железобетона дает возможность повысить трещиностойкость и жесткость конструкций и тем самым еще более расширить область их использования, особенно для большепролетных конструкций покрытий и перекрытий.

1.2 Монолитные железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции, возводимые в проектном положении непосредственно на объекте строительства, называются монолитными.

Для возведения монолитных железобетонных конструкций требуются поддерживающие подмости (леса) и опалубка (формы), в которую устанавливают арматурные каркасы и укладывают бетон. Подмости и опалубку снимают после того, как бетон приобретает достаточную прочность. Если арматурный каркас выполнен из прокатных профилей (жесткая арматура) или в виде фермочек, сваренных из круглых стержней (несущие арматурные каркасы), то опалубку подвешивают к арматуре и устройства подмостей не требуется. Монолитные железобетонные конструкции требуют значительных трудовых затрат на объекте строительства. Их применяют в массивных сооружениях, в некоторых специальных сооружениях, которые могут быть возведены без подмостей в скользящей или переставной опалубке (водонапорные башни, дымовые трубы, градирни, стены и шахты многоэтажных зданий и др.). Монолитный железобетон часто используют в конструкциях фундаментов, для устройства днищ резервуаров и т. д.

1.3 Сборные железобетонные конструкции

Железобетонные конструкции, изготавливаемые на специализированных заводах, называются сборными. Такие конструкции монтируют на строительной площадке и при необходимости соединяют между собой путем сварки арматурных стержней или стальных закладных деталей. Стыки элементов затем бетонируют или заливают цементным раствором.

Применение сборных железобетонных конструкций (сборного железобетона) обеспечивает высокую индустриализацию строительства благодаря использованию высокопроизводительных машин и механизмов как при изготовлении элементов, так и при их монтаже. Это позволяет снизить трудовые затраты на строительной площадке, сократить сроки строительства, ликвидировать сезонность строительных работ.

При проектировании сборных железобетонных конструкций необходимо руководствоваться следующими принципами:

1) принимать минимальное число типоразмеров;

2) максимально укрупнять элементы (с учетом грузоподъемности монтажных механизмов и транспортных средств);

3) обеспечивать технологичность изготовления элементов, т. е. предусматривать такую их форму и размеры, при которых изготовление их на заводе будет удобным и высокопроизводительным;

4) обеспечивать технологичность монтажа элементов, т. е. наиболее удобное их транспортирование и установку в проектное положение, а также соединение с другими элементами;

5) рассчитывать сборные элементы не только на усилия, которые они будут испытывать при. эксплуатации, но и на усилия, которые возникнут в процессе их транспортирования и монтажа. Так, колонна, установленная в проектное положение, работает от воздействия эксплуатационных нагрузок на сжатие, а при подъеме и транспортировании — на изгиб, как балка, загруженная собственным весом.

Железобетонные конструкции, которые возводят из сборных элементов, но отдельные участки бетонируют на месте строительства, называют сбор номонолитным и. Такие конструкции в ряде сооружений позволяют упростить узловые сопряжения и получить жесткую пространственную систему как при монолитном железобетоне.

1.4 Предварительно-напряженные железобетонные конструкции

Как отмечалось выше, при загружении железобетонного элемента наблюдается раннее образование т-рещин в бетоне растянутой зоны. С ростом нагрузки растягивающие напряжения воспринимаются арматурой, а трещины в бетоне раскрываются. Для большого числа конструкций, арматура которых имеет обычную прочность (не высокопрочная), ширина раскрытия трещин при действии предусмотренных расчетом нагрузок незначительна и не нарушает их эксплуатационных качеств. В тех случаях, когда к конструкции предъявляются требования непроницаемости (резервуары, трубы), когда конструкция снабжена высокопрочной арматурой или Находится в условиях агрессивной среды, появление трещин или значительное их раскрытие может привести к потере эксплуатационных качеств. Чтобы предотвратить образование трещин или ограничить ширину их раскрытия в бетоне растянутой зоны конструкции, при ее изготовлении заранее создают значительные сжимающие напряжения путем натяжения арматуры (см. гл. XXII). В такой конструкции возникающие при работе под нагрузкой растягивающие напряжения только погашают предварительное сжатие в бетоне, поэтому образование трещин значительно отдаляется. Такие железобетонные конструкции называют предварительно-напряженными.