V. Строительные конструкции железобетонные конструкции

1. Для чего нужна рабочая, монтажная, поперечная, наклонная и конструктивная арматура.

Арматура – гибкие или жесткие стержни, размещаемые в бетоне в соответствии с расчетами, конструктивными и технологическими требованиями.

Арматуру в ж/б конструкциях устанавливают для восприятия растягивающих напряжений или усиления сжатого бетона. В качестве арматуры применяют в основном сталь.

По назначению различают арматуру рабочую, конструктивную и монтажную.

1. Рабочая арматура – продольная растянутая арматура, обеспечивающая прочность нормальных сечений.

2. Наклонная арматура

3. Поперечная арматура (обязательно должна закрепляться по концам) Поперечная арматура препятствует образованию наклонных трещин от возникающих косых скалывающих напряжений вблизи опор, а так же связывает бетон сжатой зоны с арматурой в растянутой зоне.

2, 3 – обеспечивают прочность наклонных сечений

4. Монтажная арматура – закрепляет концы поперечной арматуры, служит для образования плоских каркасов.

5. Конструктивная арматура воспринимает не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, изменения температуры, равномерно распределяет усилия между отдельными стержнями и т.п; служит для образования объемных пространственных каркасов.

2. Классы и марки бетона, класс и экономика бетона.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации устанавливаются показатели качества бетона. Основной показатель – класс по прочности на осевое сжатие: В 15, В 20 МПа (от 3 до 60).

Этот показатель введен взамен показателя прочности марки бетона М200, М250 (кгс/см²).

Факторы, влияющие на прочность бетона:

1. Структура бетона и его состав (< пустот, ↑ прочность)

2. Характер напряженного состояния (лучше всего бетон работает на сжатие)

3. ↑ высоты ведет к ↓ прочности (h/b=4)

4. Способ испытания

5. Возраст бетона и условия твердения

6. Скорость загружения образцов и длительность действия нагрузки

7. Прочность бетона при динамических нагрузках в 2 раза меньше прочности при статических нагрузках.

При проектировании бетонных и ж/б конструкций в зависимости от их назначения и условий эксплуатации нормами устанавливаются показатели качества бетона:

• Класс бетона по прочности на осевое растяжение (Bt 0,8; Bt 1,2; Bt 1,6; Bt 2; Bt 2,4; Bt 2,8; Bt 3,2) устанавливают для конструкций, работающих преимущественно на растяжение (резервуары)

• Марка по морозостойкости (F50…F500 – число циклов замораживания – оттаивания., при которых потеря прочности будет не более 5%) устанавливают для конструкций, подвергающихся многократному замораживанию и оттаиванию.

• Марка по водонепроницаемости (W2 … W12 - часы) назначают для конструкций, к которым предъявляют требования непроницаемости, они характеризуют давление воды (кгс/см²), время в часах, когда вода начинает просачиваться через образец.

• Марка по средней плотности (для тяжелых бетонов D2300 … D2500, для мелкозернистых бетонов D180 … D2400, для легких бетонов D800 … D2100 – кг/м³) назначают для ограждающих конструкций.

Классы и марки бетона на осевое сжатие определяются соответствующим составом бетонной смеси (цемент, заполнитель, вода) и подтверждаются испытаниями контрольных образцов.

Марка бетона на сжатие – среднее сопротивление сжатию бетонных кубов с размером ребра 150 мм, испытанных через 28 суток хранения при t=20±2С. Для несущих конструкций В=7,5 и выше, для преднапряженных В=15 и выше.

Для кубов 100*1000*100 масштабный коэффициент 0,91, для кубов размером 200*200*200 -1,1.

Класс бетона по прочности на осевое сжатие –марка бетона на сжатие с учетом статистической изменчивости прочности, гарантированная на 95% (обеспеченность = 0,95).

Изменчивость оценивается методами теории вероятности. Ее параметры:

n

1. Rm = 1/n *∑ R_i – среднее значение временного сопротивления, где n- число образцов серии

n

2. S = (1/ (n-1)*∑(R_i - R_m)²)^1/2 - стандарт; среднее квадратичное отклонение, характеристика изменчивости прочности, показатель качества.

3. V = S/R_m –коэффициент вариации прочности (идеал 0, в среднем по стране 0,135.)

4. по теории вероятности плотность распределения прочности подчиняется закону нормального распределения (симметричная волна)

5. число стандартов, укладывающихся в интервале от среднего значения временного сопротивления (марки) до принимаемого нормативного значения (класса) - β, хар-ка безопасности

По действующим нормам все конструкции должны иметь обеспеченность 0,95 (кирп. кладка- 0,98). β = 1,65, Q=0.05. – для ж/б

Т.о. класс определяется по формуле В = R_m – β *S = R_m*(1-β*S/ R_m)

В = R_m (Марка)* (1- β*V)

Для практического пользования В=М*0,7786*0,0981 (переаод. коэф- т) = М*0,0764

Введение класса бетона позволило влиять на экономику бетона. При качественном изготовлении бетона есть возможность экономить цемент и получать меньшую стоимость бетона. (V)