- •Ю.В. Попков, а.И. Колтунов, а.А. Хотько Железобетонные конструкции
- •Предисловие
- •Содержание
- •Рабочая программа
- •Цель и задачи дисциплины
- •Виды занятий и формы контроля знаний
- •3. Тематический план лекционного курса
- •Итого: 48 часов
- •4. Тематический план практических занятий
- •Итого: 16 часов
- •5. Рейтинговая система контроля успешности обучения студентов
- •6. Общие методические рекомендации по изучению курса
- •Основная
- •Дополнительная
- •Раздел 1. Физико-механические свойства
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 2. Физико-механические свойства бетона. Прочностные характеристики бетона
- •2.1. Общие сведения о сопротивлении бетона
- •2.2. Прочностные характеристики бетона
- •2.3. Сопротивление бетона растяжению
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 3. Деформативные свойства бетона
- •3.1. Диаграмма деформирования бетона
- •3.2. Деформативность бетона
- •3.3. Объемные деформации бетона
- •3.4. Температурные деформации бетона
- •3.5. Силовые деформации бетона
- •3.6. Деформации бетона при однократном кратковременном загружении
- •3.7. Деформации бетона при длительном действии нагрузки. Ползучесть бетона
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 4. Арматура для железобетонных конструкций
- •4.1. Требования, предъявляемые к арматуре
- •4.2. Механические свойства арматурных сталей
- •4.3. Классы арматуры, соответствующие им нормативные и расчетные сопротивления
- •4.4. Деформативные характеристики арматуры
- •4.5. Арматурные изделия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 5. Физико-механические свойства железобетона
- •5.1. Совместная работа арматуры с бетоном
- •5.2. Усадка и ползучесть железобетона
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 6. Стадии напряженно-деформированного состояния сечений, нормальных к продольной оси железобетонного элемента
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 7. Основы РасчетА железобетонных конструкций
- •Метод предельных состояний
- •7.2. Воздействия на железобетонные конструкции в методе предельных состояний
- •7.3. Нормативные и расчетные характеристики материалов в методе предельных состояний
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы к Тестовому контролю
- •Раздел 2. Расчеты железобетонных конструкций по предельным состояниям Лекция 8. Прочность сечений, нормальных к продольной оси железобетонных конструкций в методе предельных усилий
- •8.1. Общие положения
- •Классификация методов расчета железобетонных элементов по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента при действии изгибающего момента и продольных сил.
- •8.2. Критерий, определяющий расчетный случай разрушения
- •8.3. Расчетные уравнения
- •Вопросы для самоконтроля
- •9.2. Упрощенный деформационный метод
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 10. Прочность сечений при действии изгибающих моментов и продольных сил с учетом влияния гибкости элементов стержневых систем
- •10.1. Основные положения расчета
- •10.2. Приближенные методы учета продольного изгиба при расчете сжатых элементов стержневых систем
- •10.3. Классификация конструкций по характеру проявления продольного изгиба
- •10.4. Расчетные длины сжатых элементов
- •10.5. Метод расчета, основанный на проверке «устойчивой прочности» гибкого элемента
- •10.6. Упрощенный нелинейный расчет (метод определения кривизны)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 11. Прочность растянутых элементов
- •11.1. Центрально растянутые элементы.
- •11.2. Внецентренно растянутые элементы
- •12.2. Прочность наклонных сечений железобетонных элементов без поперечного армирования
- •12.3. Расчет элементов на действие поперечной силы на основе расчетной модели наклонных сечений
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 13. Прочность сечений, наклонных к продольной оси при действии изгибающего момента. Метод ферменной аналогии (стержневая модель)
- •13.1. Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси при действии изгибающего момента
- •13.2. Метод ферменной аналогии (стержневая модель)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 14. Прочность железобетонных эллементов при местном действии нагрузок
- •14.1. Расчет бетонных элементов по прочности на смятие
- •14.2. Расчет прочности на смятие элементов с косвенным армированием
- •14.3. Расчет на отрыв
- •14.4. Расчет на продавливание
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 15. Усталостная прочность конструкций
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 16. Расчет трещиностойкости железобетонных конструкций
- •16.1. Сопротивление железобетонного элемента раскрытию нормальных трещин
- •16.2. Расчет ширины раскрытия наклонных трещин
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 17. Расчет железобетонных конструкций по деформациям
- •17.1. Предельно допустимые прогибы
- •17.2. Расчетные модели для определения прогибов
- •17.3. Прогибы железобетонных элементов, работающих без трещин
- •17.4. Прогибы железобетонных элементов, работающих с трещинами
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 18. Требования по конструированию железобетонных конструкций
- •18.1. Защитный слой бетона
- •18. 2. Предельное содержание арматуры в сечении
- •18.3. Минимальные размеры поперечного сечения
- •Минимально допустимая толщина железобетонных плит
- •18.4. Расстояния между стержнями продольной арматуры
- •18.5. Расстояние между стержнями поперечной арматуры
- •18.6. Рекомендуемые диаметры арматурных стержней
- •Предельно допустимые диаметры арматуры
- •Вопросы для самоконтроля
- •Раздел 3. Предварительно напряженные конструкции Лекция 19. Общие сведения о предварительно напряженных конструкциях
- •19.1. Общие сведения
- •19.2. Классификация предварительно напряженных конструкций
- •19.3. Технология создания предварительного напряжения в конструкциях
- •19.4. Сущность предварительно напряженных конструкций
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 20. Потери предварительного напряжения
- •20.1. Назначение величины предварительного напряжения
- •20.2. Виды потерь предварительного напряжения
- •20.3. Определение потерь предварительного напряжения
- •20.4. Усилие предварительного обжатия
- •20.5. Нормальные напряжения при обжатии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 21. Особенности расчета предварительно напряженных конструкций
- •21.1. Общие положения
- •21.2. Особенности расчета предварительно напряженных конструкций по предельным состояниям первой группы
- •21.3. Особенности расчетов предварительно напряженных конструкций по предельным состояниям второй группы
- •21.4. Расчет предварительно напряженной конструкции при передаче усилия предварительного обжатия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 22. Требования по конструированию предварительно напряженных железобетонных конструкций
- •22.1. Общие положения
- •22.2. Размещение арматуры в сечении
- •22.3. Защитный слой бетона
- •22.4. Требования к анкеровке напрягаемой арматуры
- •Вопросы для самоконтроля
- •Руководство к практическим занятиям Общие требования
- •Цели и содержание занятий
- •Тема 1. Расчет прочности нормальных сечений железобетонных элементов прямоугольного профиля при действии изгибающих моментов
- •Решение:
- •Пример 2
- •Решение:
- •Решение:
- •Пример 4
- •Решение:
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Пример 5
- •Пример 7
- •Пример 8
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 3 Расчет прочности нормальных сечений и площади продольной арматуры железобетонных элементов таврового профиля при действии изгибающих моментов
- •Пример 9
- •Решение:
- •Пример 10
- •Решение:
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Контрольная работа №1
- •Решение:
- •Пример 12
- •Решение:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 5. Расчет прочности и площади поперечной арматуры наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов
- •Решение:
- •Пример 14
- •Решение:
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Тема 6. Расчет прочности и площади поперечного сечения продольной арматуры железобетонных элементов по общему деформационному методу с применением программного комплекса «Бета»
- •Пример 15
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольная работа №2
- •Вопросы к экзамену
- •Приложения
- •Термины и определения Арматура для железобетонных изделий и конструкций
- •Бетоны для бетонных и железобетонных конструкций
- •Конструкции и изделия бетонные и железобетонные
- •Проектирование бетонных и железобетонных конструкций
- •Изготовление бетонных и железобетонных конструкций
- •Эксплуатация бетонных и железобетонных конструкций
Контрольная работа №2
Для контроля степени усвоения пройденного материала по расчетам прочности нормальных сечений внецентренно сжатых, а так же изгибаемых железобетонных элементов по наклонным сечениям в методе предельных усилий и упрощенном деформационном методу предусматривается контрольная работа, включающая в себя две задачи:
первая задача – расчет прочности железобетонного элемента при действии изгибающих моментов и продольных сил с учетом влияния гибкости;
вторая задача – расчет прочности наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов на действие поперечной силы (метод расчета на основе модели наклонного сечения).
При выполнении контрольной работы допускается свободное пользование действующими нормативными документами (СНБ и СНиП).
Время, отводимое для выполнения контрольной работы, составляет 45 минут.
Вопросы к экзамену
Сущность железобетона
Структура бетона
Гарантированная прочность бетона
Класс бетона по прочности на сжатие. Марка бетона
Параметрические точки диаграммы « » регламентируемые нормами проектирования
Полная деформация бетона при однократном кратковременном нагружении. «Модуль продольных деформаций» бетона, его геометрическая интерпретация
Арматура для железобетонных конструкций. Назначение, технология изготовления
Параметрические точки диаграммы « » при растяжении регламентируемые нормами проектирования
Диаграмма растяжения различных арматурных сталей. Физический предел текучести и условный предел текучести стали
Условия совместной работы и факторы, обеспечивающие прочность сцепления арматуры и бетона. Длина анкеровки арматурных стержней в бетоне
Защитный слой бетона в конструкциях, его назначение, определение толщины
1-я стадия напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба (как протекает, чем заканчивается)
2-я стадия напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба (процесс образования и развития трещин)
Физическая сущность случаев разрушения по нормальному сечению в 3-й стадии напряженно-деформированного состояния нормального сечения железобетонной балки в зоне чистого изгиба?
Предельное состояние конструктивной системы или ее элемента. (группы предельных состояний, расчетные условия)
Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры с учетом вероятностного подхода оценки изменчивости их прочностных характеристик
Расчет прочности железобетонных конструкций по 1-й группе предельных состояний
Расчет трещиностойкости и по деформациям железобетонных конструкций во 2-й группе предельных состояний?
Виды диаграмм деформирования и формы эпюр напряжений в бетоне сжатой зоны в методах расчета прочности железобетонных элементов при действии изгибающего момента и продольной силы?
Метод предельных усилий. Критерий определения расчетного случая разрушения нормальных сечений конструкций при действии изгибающего момента и продольной силы. Область применения расчета прочности.
Эмпирическая зависимость деформаций и напряжений в растянутой арматуре от относительной высоты сжатой зоны?
Основные расчетные формулы условий обеспечения прочности по нормальным сечениям для элементов прямоугольного профиля. Условия для определения необходимости установки сжатой арматуры
Прочность изгибаемых элементов таврового профиля. Положение границы сжатой зоны и расчетный случай (для таврового профиля)
Прочность изгибаемых элементов таврового профиля. Требования к вводимой в расчет прочности ширины свесов сжатой полки элементов таврового профиля
Общий вид системы уравнений для деформационного метода расчета прочности сечений
Критерии исчерпания прочности железобетонной конструкции по нормальному сечению в общем деформационном методе
Расчетная схема и расчетные уравнения для упрощенного деформационного метода определения прочности сечений прямоугольного профиля с двойным армированием.
Общий вид условия равновесия для расчета сечений с учетом влияния гибкости элементов стержневых систем
Приближенные методы учета продольного изгиба при расчете сжатых (условно изолированных) элементов стержневых систем
Отличия работы связевых и рамных (несмещаемых и смещаемых) стержневых систем железобетонных конструкций каркасов зданий. Короткие (негибкие) и гибкие сжатые железобетонные конструкции
Метод расчета «устойчивой прочности» гибких сжатых железобетонных элементов с использованием понятия условной критической силы
Полный расчетный эксцентриситет продольной силы (с учетом продольного изгиба и случайного эксцентриситета)
Условия прочности центрально растянутых элементов (По какому критерию железобетонные элементы классифицируют как растянутые с малым, либо с большим эксцентриситетом)
Формы разрушения наклонного сечения железобетонной балки
Параметры железобетонного элемента, обеспечивающие расчетная прочность наклонного сечения без поперечного армирования
Условие прочности на действие поперечной силы по наиболее опасному наклонному сечению с поперечной арматурой
Прочность элементов с поперечной арматурой по наклонной полосе между диагональными трещинами
Прочность элементов с поперечной арматурой по опасному наклонному сечению на действие изгибающего момента
Условие прочности наклонного сечения с поперечным армированием элементов при действии поперечной силы по методу ферменной аналогии. Сущность метода
Прочность бетонного элемента при действии местной сжимающей нагрузки
Условие прочности на отрыв от действия нагрузки, приложенной к нижней грани или в пределах высоты сечения железобетонного элемента
Условие прочности железобетонной конструкции при продавливании
Расчетная проверка усталостной прочности железобетонных элементов.
Ограничение предельного содержания арматуры в сечении железобетонных элементов (с какой целью назначается, в каких случаях)
Конструктивные требования к минимально - и максимально допустимым расстояниям между стрежнями продольной арматуры конструкций
Общие конструктивные требования установки поперечной арматуры в конструкциях
Шаг расположения поперечной арматуры в балках и плитах (как назначается)
Шаг расположения поперечной арматуры во внецентренно сжатых линейных элементах (как назначается)