otvety_yulya

Для сравнения:

Для А IV по первой группе = 1.2 Для А IV по второй группе = 1

20/Свойства и область применения гибкой стальной арматуры

Арматура бывает двух видов: гибкая и жесткая. Жесткая-метал. уголки, швеллеры и др. Гибкая-это разнообразные гладкие и с периодическим профилем стердни.

Стержневую арматуру железобетонных конструкций изготовляют следующих видов: горячекатаную — диаметром 6…80 мм; термически или термомеханически упрочненную — диаметром 10…28 мм; упрочненную вытяжкой — диаметром 20…40 мм.

Стержневую горячекатаную арматуру в зависимости от механических характеристик подразделяют на шесть классов, условно обозначаемых A-I, A-II, A-III, A-IV, A-V, A- VI. Арматуру класса A-I выпускают гладкого профиля, остальных классов— периодического.

С повышением класса арматуры возрастает ее прочность, характеризуемая пределом текучести и временным сопротивлением разрыву. Одновременно уменьшается относительное удлинение после разрыва. Наибольшее удлинение наблюдается в арматуре класса А-1 — не менее 25%. Значительным удлинением обладает арматура классов A-II и A-III — не менее 14-19%. Арматура классов A-IV, A-V, А-VI, как и термически упрочненная арматура всех классов, характеризуется сравнительно небольшим удлинением — около 6…8%.

Рекомендуемая область применения стержневой арматуры различных классов зависит от химического состава, особенностей структуры и механических свойств стали.

Арматура класса А-1— гладкая, отличается наиболее высокой пластичностью. Поэтому ее применяют в качестве ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций. Часто используют арматуру класса А-1 для поперечного армирования, но допускается и для продольного. Арматура хорошо сваривается. Из арматуры класса А-1 изготовляют монтажные (подъемные) петли сборных бетонных и железобетонных конструкций.

Арматура класса А-II обладает более высокими механическими свойствами. Область ее применения та же, что и арматуры класса А-1. Периодический профиль улучшает сцепление арматуры с бетоном, и это позволяет считать железобетонные конструкции, армированные сталью класса A-II, более эффективными. Сталь хорошо сваривается.

Арматуру класса А-III наиболее часто применяют при изготовлении конструкций, не подвергаемых предварительному напряжению. Из нее изготовляют как рабочую, так и конструктивную арматуру. Кроме того, из арматуры класса A-III диаметром 6 и 8 мм выполняют поперечные стержни сварных сеток.

Арматуру класса A-IV выпускают того же периодического профиля, что и арматуру класса A-III. Стержни класса A-IV используют для изготовления продольной рабочей арматуры сварных и вязаных каркасов и сеток. Допускается применять их также в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных элементов длиной до 12 м, эксплуатируемых под воздействием агрессивной среды.

Арматура классов A-V и A-VI наиболее прочная, поэтому используется в основном для армирования предварительно напряженных конструкций. Ее применяют также в конструкциях, подвергающихся действию динамической и многократно повторяющейся нагрузки, например в пролетных строениях мостов, эстакад, подкрановых балок. Применение этой арматуры ограничивается температурой эксплуатации конструкций — не ниже —55 °С.

21/Арматурные изделия (виды и область применения)

Арматура — это металлическое изделие, необходимое для армирования сооружений из железобетона. Виды арматуры бывают следующими:

Взависимости от материала изготовления: -cтальная;

-неметаллическая.

Взависимости от технологии производства: -стержневая горячекатаная; -проволочная круглая холоднотянутая; -арматурные канаты и пряди.

Взависимости от профиля: -круглая гладкая; -с периодическим профилем.

Взависимости от принципа использования в конструкции из железобетона: -напрягаемая; -не напрягаемая.

Взависимости от назначения:

-рабочая; -распределительная; -монтажная.

В зависимости от способа монтажа: -штучная; -каркасы из арматуры; -сетки из арматуры.

Рабочая арматура используется в тех случаях, когда требуется снизить внешние нагрузки и напряжение, оказываемое самой блочной массой.

Распределительная арматура соответственно используется, чтобы распределить нагрузку. С ее помощью сохраняется устойчивость рабочих стержней и распределяется нагрузка.

Хомут необходим для защиты бетонной конструкции от возникновения трещин в непосредственной близи с опорами. Кроме того он связывает арматурные стержни в единый каркас.

Монтажная арматура применяется при сборке каркаса. Ее функция заключается в поддержании необходимого положения стальных прутов в процессе бетонирования. Она выпускается поштучно в виде сетки, каркаса или конструкции.

Штучная арматура необходима для сборки каркаса. Данный вид металлопроката применяется лишь при небольшом объеме работы.

Арматурная сетка зачастую используется при армировании плит. Она представляет собой стержни, соединенные между собой с помощью сварки. Такие сетки идут на изготовление каркасов.

Исходя из области использования, можно выделить поперечную и продольную арматуру. Первая защищает от появления наклонных трещин, а вторая – вертикальных.

1). Арматурные сетки

Обозначение: В500 1/ 1 *L*B*C, где С длина выпусков арматуры.

400 2/ 2

В500 4/100400 8/200 *3200*1200*20

Основные характеристики арм сетки – размер ячейки и толщина арматуры. Обычно для арматурной сетки используется проволока из низколегированной стали. Если арм сетка изготовлена из проволоки d до 10мм она называется легкой, а арм сетка из проволоки d от 12 до 40мм относится к тяжелым.

По расположению рабочей арматуры сетки делятся на 2 типа:

- рабочая арматура расположена только в одном направлении, а в перпендикулярном монтируют распределительную арматуру.

- рабочая арматура в обоих направлениях.

Сетка сварная используется для армирования Ж/Б элементов, кирпичной кладки, при закладке фундамента, для устройства стяжки цементных полов, для армирования пластин.

2) Каркасы.

Каркасы предназначены для армирования растянутых или работающих на изгиб ж/б элементов.

В сварных плоских каркасах поперечные стержни располагаются в одной плоскости. Эти каркасы являются исходным материалом для создания пространственных арматурных каркасов. Простр карк собирают из нескольких плоских каркасов, свариваемых с помощью хомутов.

Плоский каркас Кр.

Пространственный каркас Кп.

22/Функциональное назначение арматуры

Под арматурой понимают гибкие или жесткие стальные стержни, размещенные в массе бетона, в соответствии с эпюрами изгибающих моментов, поперечными или продольными силами, действующими на конструкцию в стадии ее эксплуатации. Назначение арматуры - воспринимать растягивающие усилия (при изгибе, внецентренном сжатии, центральном и внецентренном растяжении), а также усадочные и температурные напряжения в элементах конструкций. Значительно реже арматуру применяют для усиления бетона сжатой зоны изгибаемых элементов, однако она высокоэффективна для армирования колонн с малыми (случайными) эксцентриситетами (центрально-сжатые колонны). В результате сцепления арматуры с

бетоном в период твердения бетонной массы конструкция работает под нагрузкой как одно монолитное тело.

Гибкую арматуру применяют в виде отдельных стальных стержней и проволоки или разнообразных изделий из них (сварные рулонные или плоские сетки, сварные каркасы, канаты,), а жесткую арматуру - в виде стальных прокатных уголков, швеллеров или двутавров и используют в монолитных конструкциях высотных каркасных зданий.

Являясь важнейшей составной частью железобетона, арматура должна отвечать специальным требованиям:

1)надежно работать совместно с бетоном на всех стадиях эксплуатации конструкции;

2)использоваться до физического или условного (сталь высокой прочности) предела текучести при исчерпании несущей способности конструкции;

3)обеспечивать удобство арматурных работ и возможность их механизации

(пластические свойства, свариваемость).

По функциональному назначению различают арматуру рабочую и монтажную.

Под рабочей понимают арматуру, площадь сечения As которой определяют расчетом на действие внешних нагрузок. Под монтажной (продольной и поперечной) понимают арматуру, устанавливаемую без расчета (по конструктивным или технологическим соображениям). Она предназначается для более равномерного распределения сосредоточенного усилия между отдельными стержнями рабочей продольной арматуры или для сохранения проектного положения продольной и поперечной арматуры в конструкциях.

23/Условие совместной работы арматуры и бетона

Основным фактором, обеспечивающим совместную работу арматуры и бетона в конструкции и позволяющим работать железобетону как единому монолитному телу является надежное сцепление арматуры с бетоном.

Совместная работа бетона и арматуры в железобетонной конструкции становится возможной благодаря выполнению следующих условий:

–бетон и арматура имеют достаточно близкие значения коэффициента температурного расширения;

–силы сцепления, возникающие по границе контакта между бетоном и арматурой обеспечивают выполнение условия равенства деформаций арматуры и бетона ec = es при действии усилий от нагрузок.

Совместная работа арматуры и бетона обусловлена, кроме того, правильным определением необходимого количества арматуры, размещаемой в конструкции. Это означает, что должны соблюдается требования по размещению арматурных стержней в сечении элемента и выдержан минимальный коэффициент армирования сечения, определяемый отношением площади арматуры (As) к площади бетона (Ас)

Силы сцепления, приходящиеся на единицу поверхности арматуры, обусловливают напряжения сцепления арматуры с бетоном по длине элемента. Количественно сцепление оценивают величиной соответствующих напряжений сдвига.

Можно выделить следующие факторы, влияющие на величину напряжений сцепления арматурной стали и бетона:

– трение арматуры о бетон, появляющееся в результате усадки бетона;

– структурные и искусственно созданные неровности (шероховатость) на поверхности арматурного стержня, вызывающие механическое зацепление;

– адгезия (склеивание) или взаимное притяжение между частицами на стыке двух контактирующих материалов;

– химические взаимодействия между сталью и бетоном.

Силы сцепления по контакту двух материалов зависят от целого ряда конструктивнотехнологических факторов, в том числе от прочности бетона и технологических параметров бетонной смеси (количества цемента, водоцементного отношения, направления бетонирования, способа уплотнения, условий твердения и т.д.).

24/Функциональное назначение толщины защитного слоя бетона

Защитный слой бетона (рис. 3.1) в железобетонных элементах создается размещением арматуры на некотором удалении от поверхности элемента.

Назначение защитного слоя бетона – обеспечение совместной работы арматуры с бетоном на всех стадиях: изготовления, монтажа и эксплуатации конструкций, а также защита арматуры от внешних воздействий, высокой температуры, агрессивной среды и т.д.

На основании опыта эксплуатации железобетонных конструкций толщину защитного слоя устанавливают в зависимости от вида и диаметра арматуры, размера сечений элемента, вида и класса бетона, условий работы конструкции и т.д.

Рис. 3.1. Размещение арматуры в поперечном сечении балок (с1 – защитный слой бетона для продольной арматуры; с2 – то же, для поперечной).

Согласно действующим в настоящее время Нормам толщина защитного слоя для продольной ненапрягаемой арматуры должна быть не менее диаметра стержня и не менее:

-10÷15 мм – в плитах и стенках;

-15÷20 мм – в балках и ребрах;

-20 мм – в колоннах;

-30 мм – в фундаментных балках.

Для поперечной, распределительной и конструктивной – не менее диаметра указанной арматуры и не менее: 10 мм – при высоте сечения элемента h<250 мм, 15 мм – при h³250 мм.

25/Коэффициенты надежности по бетону и арматуре

Расчетные значения прочностных характеристик бетона следует определять делением нормативных значений сопротивления бетона осевому сжатию и растяжению на соответствующие коэффициенты надежности по бетону при сжатии и растяжении.

Значения коэффициентов надежности следует принимать в зависимости от вида бетона, расчетной характеристики бетона, рассматриваемого предельного состояния, но не менее:

для коэффициента надежности по бетону при сжатии:

1,3 — для предельных состояний первой группы;

1,0 — для предельных состояний второй группы;

для коэффициента надежности по бетону при растяжении:

1,3 — для предельных состояний первой группы при назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение;

Расчетные значения сопротивления арматуры Rs определяют

делением нормативных значений сопротивления арматуры на коэффициент надежности по арматуре.

Значения коэффициента надежности следует принимать в зависимости от класса арматуры и рассматриваемого предельного состояния, но не менее: при расчете по предельным состояниям первой группы - 1,1; при расчете по предельным состояниям второй группы - 1,0.

26/Нормативное сопротивление бетона сжатию и класс бетона по прочности на сжатие

Нормативными сопротивлениями бетона являются сопротивление осевому сжатию призм (призменная прочность) Rbn

Прочность бетона на осевое сжатие считается основной его характеристикой, так как наиболее ценным качеством бетона является его высокая прочность на сжатие. Она в лабораторных условиях может определяться на образцах в форме кубов, призм или цилиндров.

Так как бетон представляет собой неоднородный искусственный каменный материал, то для получения достоверных сведений об его прочности в соответствии с действующими стандартами испытывают партию образцов и

определяют (средний предел прочности на осевое сжатие бетонных кубов с ребром 150 мм).- гарантирует прочность с вероятностью 50%.

Призменная прочность. Реальные железобетонные конструкции по своей форме и размерам существенно отличаются от лабораторных кубов.

В связи с тем, что при испытаниях бетона при переходе от образца в форме куба к образцу в форме призмы (при одинаковой площади их сечения) временное сопротивление сжатию при увеличении h уменьшается,кубиковая прочность не может быть непосредственно использована в расчётах прочности элементов конструкций, а служит только для контроля качества бетона в производственных условиях.

Основными базисными (контролируемых), характеристик бетона приняты нормативное сопротивление осевому сжатию призм (призменная прочность) Rbn со статистической обеспеченностью 0,95 или ее гарантированной доверительной вероятностью 95%, и нормативное сопротивление осевому растяжению Rbtn.

Нормативные значения призменной прочности бетона определяют по следующим зависимостям: для тяжёлого (обычного), мелкозернистого и лёгкого

= ̅ × (1 − 1,64 × )(0.77 − 0.001 × ̅) = В × (0.77 − 0.001 × В)

̅ – средняя кубиковая прочность бетона (среднестатистическое значение прочности бетона),Мпа

̅ = -коэффициент вариации(колебание случайной величины)

Таким образом, класс бетона В можно трактовать как нормативное сопротивление осевому сжатию эталонных образцов-кубов (кубиковая прочность) в отличие от Rbn, отражающего призменную прочность бетона.

Класс бетона по прочности на сжатие B соответствует значению кубиковой прочности бетона на сжатие, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная кубиковая прочность). В основном класс определяют испытанием на осевое сжатие бетонных образцов-кубов размерами 15x15x15 см в установленном проектном возрасте (обычно 28 сут.). Полученный при испытании предел прочности при сжатии как среднее арифметическое значение по двум наибольшим (в серии из трех образцов),

выраженный в МПа, является численной характеристикой. В лабораторных условиях класс бетона по прочности на сжатие может определяться также на образцах в форме призм или цилиндров.

27/Модуль полных деформаций бетона Сама

28/Расчетная характеристика деформативных свойств бетона

Основными деформационными характеристиками бетона являются значения:

-предельных относительных деформаций бетона при осевом сжатии и растяжении (при однородном напряженном состоянии бетона) εb0 и εbt0;

-начального модуля упругости Еb;

-коэффициента (характеристики) ползучести φb,cr

-коэффициента поперечной деформации бетона (коэффициента Пуассона) νb,P

-коэффициента линейной температурной деформации бетона αbt

1)Значения предельных относительных деформаций бетона принимают равными: при непродолжительном действии нагрузки:

εb0 = 0,002 - при осевом сжатии;

εbt0 = 0,0001 - при осевом растяжении;

2)Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие

Начальный модуль упругости бетона (рис. 12) при сжатии Еb0 соответствует лишь упругим деформациям, возникающим при мгновенном загружении:

	= tan	0	=
3)	Значения				коэффициента	ползучести
бетона φb,cr принимают				в зависимости		от условий

окружающей среды (относительной влажности воздуха) и класса бетона.

4)Значение коэффициента поперечной деформации бетона допускается принимать νb,P = 0,2.

5)Значение коэффициента линейной температурной деформации бетона при изменении температуры от минус 40

до плюс 50 °С принимают: αbt = 1∙10-5 оС-1.

29/Основные уравнения, позволяющие оценить соответствие изгибаемого элемента требованиям прочности по нормальному сечению

Прочность нормальных сечений будет обеспечена, если выполняется условие прочности, которое получается из условия равновесия статики по моменту. Приравняв к нулю сумму моментов всех сил относительно оси, проходящей через центр тяжести растянутой арматуры, получим:

M – Rb×Ab×zb = 0. (5.4)

При Ab = b×x, zb = h0 – x/2, выражение (5.4) записывается в виде:

(5.5)

Удобно пользоваться выражением моментов, взятых относительно оси, проходящей через центр тяжести сжатой зоны:

(5.6)

Сечение подобрано удачно, если его несущая способность, выраженная по моменту, превышает заданный расчетный момент не более чем на 3…5%.

30/Влияние положения арматуры в растянутой зоне сечения на прочность нормального сечения изгибаемого элемента

Железобетон — строительный материал, в котором бетон и стальная арматура, будучи объединены в одно целое, совместно до разрушения воспринимают различные силовые воздействия. Бетон, как показывают его испытания, хорошо работает на сжатие и в 10... 15 раз хуже работает на растяжение. Сталь одинаково хорошо воспринимает как сжатие, так и растяжение.