КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Арматура для железобетонных конструкций
Бетон Материалы для железобетонных конструкций. Виды, классы и марки бетонов. При проектировании железобетонных зданий и сооружений в соответствии с требованиями, предъявляемыми к конкретным конструкциям, должны быть установлены вид бетона его нормируемые и контролируемые показатели качества. Виды бетона: · тяжелый средней плотности (>2200…2500 кг/м3); · мелкозернистый средней плотности (>1800 кг/и3); · легкий плотной и поризованной структуры; · ячеистый автоклавного и неавтоклавного твердения. Таблица 2.1
При необходимости устанавливаются дополнительные показатели качества бетона, например, связанные с жаростойкостью (способность бетона сохранять прочность при длительном воздействии высоких температур - выше 2000С), огнестойкостью (способность бетона сохранять прочность при воздействии открытого огня), коррозионной стойкостью (способность бетона не вступать в химическую реакцию с окружающей средой), стойкостью против истирания. При выполнении расчета железобетонных конструкций зданий и сооружений проектировщики во всех случаях должны принимать класс бетона по прочности на сжатие. Класс бетона про прочности на сжатие назначается в соответствии с рекомендациями нормативных документов по проектированию железобетонных конструкций. Например, в соответствии с [5], для железобетонных конструкций рекомендуется принимать класс бетона по прочности на сжатие не ниже В15, для сильно нагруженных сжатых стержневых элементов – не ниже В25. В таблице 2.2 приведены значения нормативного и расчетного сопротивления бетона выбранного класса осевому сжатию и растяжению, а также начальный модуль упругости бетона по классам, которые востребованы при расчете железобетонных конструкций зданий и сооружений. Под классом бетона по прочности на сжатие В понимается среднестатистическое значение временного сопротивления Вm (МПа) эталонных образцов (кубы 15х15х15 см), изготовленных и испытанных через 28 суток. B = Bm(1 – 1,64n) = 0,779 Bm, где n- коэффициент вариации; n = 0,135 (в построечных при условии обеспеченности заданной прочности 0,95). Таблица 2.2
Например, Rb – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию.
Расчетные и нормативные сопротивления бетона сжатию и растяжению связаны коэффициентам надежности по бетону при сжатии gb=1,3 и при растяжении - gbt=1,5.
Класс бетона по прочности на осевое растяжение назначается в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение, и ее контролируют на строительстве объектов. Марку по морозостойкости назначают для конструкций, подверженных в процессе эксплуатации попеременному замораживанию и оттаиванию, а марку по водонепроницаемости – для конструкций, к которым предъявляются требования ограничения водопроницаемости. Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной зимней температуре воздуха в интервале от -5°С до -40°С, принимают марку бетона по морозостойкости не ниже F75. Например, для города Москвы расчетная зимняя температура наружного воздуха (средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки) согласно СНиП 23-01-99 [7] составляет (-27)°С. Марка бетона по средней плотности должна указываться для легких и ячеистых бетонов. Строение и особенности работы бетона. Бетон как сложный строительный материал включает в себя цементный камень и заполнитель. Цементный камень характеризуется наличием многочисленных пор, капилляров и микротрещин, образующихся при его твердении, которые обусловлены прежде всего увеличенным значением В/Ц при затворении бетона. Кроме плотности цементного камня необходимо учитывать плотность самого бетона, которая определяется составом бетонной смеси, количеством цемента и качеством укладки бетонной смеси. Для твердеющего и высыхающего бетона характерна усадка. При поглощении влаги бетон набухает. Деформации усадки и набухания определяются влажностью среды, окружающей бетон. К моменту приложения нагрузки бетон, как правило, имеет развитую систему пор, капилляров и усадочных микротрещин. Эта система является отправной точкой в развитии картины трещинообразования под нагрузкой, которая в свою очередь обусловлена видом напряженного состояния (по-разному разрушаются сжатые, растянутые и изгибаемые элементы, находящиеся в условиях одноосного или сложного напряженного состояния).
Для учета условий работы бетона при проведении расчетов конструкций учитываются коэффициенты gbi, приведенные в таблице 2.3. Таблица 2.3
Направления развития бетона связываются с совершенствованием, созданием и производством бетонов следующих видов: o высококачественных, высокотехнологичных бетонов; o бетонов на цементах низкой водопотребности, в том числе, архитектурных (декоративных) бетонов; o бетонов на основе расширяющихся вяжущих; o монолитных неавтоклавных поробетонов; o монолитных полистиролбетонов.
Деформации бетона делятся на две категории. К первой категории относятся деформации под нагрузкой (от силовых воздействий). При этом изучается деформативность бетона при однократном и многократном нагружении, при кратковременном и длительном действии нагрузки. Ко второй категории относятся несиловые деформации бетона – усадка, набухание, температурные воздействия. Эти деформации являются объемными и развиваются одинаково во всех направлениях. Стеснение несиловых деформаций приводит к возникновению напряжений - собственных напряжений. Связь между деформациями и напряжениями бетона определяется при испытании призм с отношением высоты к стороне основания равном 4. Базовый образец имеет размеры 150х150х600 мм.
На рисунке 2.1 приведена схема испытания: бетонный образец-призма с приспособлениями (рамки) и приборами (индикаторы часового типа) для определения продольных деформаций образца. База измерения продольных деформаций образца (l1) принимается не более 2/3 высоты призмы (для базового образца 150х150х600 мм l1 - не более 400 мм). Кроме расположения приборов, как это показано на рисунке 2.1 в продольном направлении, они могут располагаться в поперечном направлении и измерять, соответственно, поперечные деформации бетонного образца (Dl2) на базе (l2). Для построения графика зависимости между деформациями и напряжениями бетона при сжатии проводится испытание образца-призмы. Образец, оснащенный приборами, помещается под пресс. Нагрузка прикладывается к образцу ступенями. Для каждой ступени нагружения определяются: · напряжения в бетоне от внешней нагрузки s1 = Р/F; · относительные продольные деформации бетона, возникающие при приложении нагрузки к образцу e1= Dl1/l1. На рисунке 2.2 представлен график зависимости между деформациями и напряжениями бетона при сжатии и растяжении. В начальной стадии приложения нагрузок зависимость между деформациями и напряжениями бетона подчиняется закону Гука s1 = Eb´e1 и представляет собой прямую упругих деформаций. С увеличением нагрузки начинают проявляться пластические деформации и график зависимости "s - e" становится криволинейным.
Для характеристики упругих свойств бетона пользуются понятием модуль упругости бетона (начальный модуль упругости бетона), который на диаграмме "s - e" представляется тангенсом угла наклона прямой упругих деформаций к оси деформаций (a0). Модуль упругости Eb в соответствии со стандартом определяется при уровне нагрузки, составляющей 20% от разрушающей (Eb=s1/e1). Модуль упругости в МПа определяется для каждого образца серии, затем вычисляется средний модуль упругости в серии образцов.
Для бетона характерно нарастание неупругих деформаций при длительном действии нагрузки. Это свойство бетона называется ползучестью. Ползучесть зависит от возраста, прочности бетона и материалов его составляющих, влажности среды и предыстории его деформирования. Ползучесть уменьшается по мере старения бетона, увеличения его прочности, влажности среды. Ползучесть оценивается коэффициентом ползучести jb,cr. Развитие деформаций при многократно повторяющихся нагрузках имеет свои особенности: при повторении циклов "нагрузка-разгрузка" происходит постепенная выборка неупругих деформаций. Если напряжение sb не превышает предел выносливости бетона (0,5В), то работа бетона при многократно повторяющейся нагрузкой остается стабильной. При больших напряжениях наступает хрупкое разрушение образца. Бетон с увеличением температуры расширяется, а с ее понижением сжимается. Деформации бетона, связанные с температурными изменениями, оцениваются через коэффициент abt – коэффициент линейной температурной деформации бетона. Основные деформационные характеристики бетона сведены в таблицу 2.4. Таблица 2.4
*принимается по СНиП 23-01 как средняя относительная влажность воздуха наиболее теплого месяца для района строительства
В железобетонных конструкциях арматура может быть представлена в виде гибких стержней, жесткого металлического профиля, а также в виде листа (гибкая, жесткая, листовая арматура). Жесткую арматуру в виде прокатных двутавров, швеллеров, уголков целесообразно применять для монолитных большепролетных перекрытий, сильно нагруженных колонн нижних этажей многоэтажных зданий. Листовая арматура имеет место тогда, когда удается вовлечь в работу (с помощью специально поставленных анкеров) металлический лист (в том числе профилированный), используемый, например, в качестве оставляемой опалубки плит перекрытия или оставляемой опалубки + гидроизоляции стен и днища резервуара. Однако в подавляющем большинстве случаев при армировании железобетонных конструкций применяется гибкая стержневая арматура. Причем термин "стержень" применяется для обозначения арматуры любого диаметра, вида и профиля. Для армирования железобетонных конструкций применяется гибкая арматура, приведенная в таблице 2.5. Во введенных в действие в 2004 году нормах по проектированию железобетонных конструкций обозначение классов арматуры были заменены (таблице 2.5 старые обозначения классов приведены в скобках).
Таблица 2.5
Для каждого класса арматуры A240…К-1500 нормами устанавливается нормативное сопротивление арматуры растяжению Rsn (основная прочностная характеристика арматуры), которое путем деления на коэффициент надежности по арматуре gs, становится расчетным сопротивлением арматуры растяжению Rs. Значение коэффициента надежности по арматуре зависит от класса арматуры. Расчетное сопротивление арматуры сжатию Rsс, в большинстве случаев принимается равным Rs, а расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению определяется по формуле Rsw=Rs´gs1 (где коэффициент условий работы поперечной арматуры gs1=0,8). Значение модуля упругости арматуры Es всех видов, кроме канатной, принимается 200000 МПа (для канатной арматуры – 180000 МПа). За нормативное сопротивление арматуры растяжению Rsn принимается наименьшее контролируемое значение предела текучести, физического или условного (равного значению напряжений, соответствующих остаточному относительному удлинению 0,2%). На рисунке 2.3 приведены графики зависимости "s - e" горячекатаной (мягкой) и термомеханическиупрочненной (твердой) стали.
Рекомендации по применению арматуры в железобетонных конструкциях следующие: · в качестве ненапрягаемой следует предусматривать арматуру классов А240…А500, В500; · для устанавливаемой по расчету следует преимущественно применять арматуру классов А400, А500, В500; · в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций следует применять арматуру классов A600, A800, A1000, Вр1200, Вр1300, Вр1400, Вр1500, K1400, K1500.
В таблице 2.6 приведены значения нормативного и расчетного сопротивления классов арматуры растяжению и сжатию. Кроме требований по прочности на растяжение или сжатия к арматуре могут предъявляться требования по дополнительным показателям (см. таб. 2.7). Таблица 2.6
Таблица 2.7
Перспективы развития стальной арматуры железобетонных конструкций следующие: o повышение прочностных свойств арматуры при сохранении и увеличении ее пластичности, технологичности и долговечности; o максимальная унификация свойств массовых видов арматуры и сокращение ее классов и видов (переход на производство и применение одного класса арматуры А500С); o широкое развитие производства напрягаемой арматуры; o снижение энергоемкости, трудоемкости и повышение качества арматурных работ. Во многих странах активно осваивается производство и применение высокопрочной неметаллической арматуры из специальных видов стеклопластика, кевлара, углепластика (наиболее перспективен).
Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 2684; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |