Бетон и железобетон: Бетон и железобетон 2006 №01-04

Содержание

Бетон и железобетон 2006 №01-04

Бетон и железобетон 2006 №1

Бетоны
Баженов Ю.М., Мохов В.Н., Бабков В.В. Количественнаяхарактеристика ударной выносливости цементных бетонов
Пшеничный Г.Н. Влияние давления окружающей среды на твердение и свойства цементного камня
Арматура
Тихонов И.Н., Гуменюк В.С., Мешков В.З., Кириленко О.М. Современные требования к арматуре, поставляемой в мотках
Дьячков В.В. Прочность и деформативность резьбовых механических соединений арматуры
В помощь проектировщику
Изотов Ю.Л., Изотова Т.Ю. Расчет внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения при малых эксцентриситетах
Краковский М.Б. О выборе наиболее опасных сочетаний усилий при расчете железобетонных конструкций
В помощь строительным лабораториям
Манукян Л.А. Определение напряжений в бетонных обделках подземных сооружений, пройденных в сложных геотехнических условиях
Долговечность
Овчинников И.

Г., Инамов Р.Р., Гарибов Р.Б. Модель деформирования и расчет сжато-изогнутой железобетонной балки в условиях сульфатной агрессии
Библиография
Батраков В.Г. Новая книга о модификаторах бетона

Бетон и железобетон 2006 №02

Бетоны
Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С., Дондуков В.Г. Модифицированные высокопрочные мелкозернистые бетоны с улучшенными деформационными характеристиками
Пшеничный Г.Н. К вопросу о контактной зоне бетона и железобетона
В помощь проектировщику
Зулпуев А.М. Построение аппроксимирующей зависимости «напряжение-деформация» для бетона
Попеско А.И., Анцыгин О.И., Дайлов А.А. Инженерный метод расчета усиленных железобетонных стержней с коррозионными повреждениями
Положнов В.И., Трифонов В.И., Положнова.В. Оценка трещинообразования в преднапряженных настилах, армированных мягкими сталями
Грановский А.В., Киселев Д.А., Аксенова А.Г. Об оценке несущей способности анкерных креплений

Теория
Лордкипанидзе М. М. Механизм деформирования бетона и твердых тел при повторных нагрузках в поверхностно-активных средах
Шишов И.И. Определение жесткостей железобетонной плиты
Мирсаяпов Ил. Т. Модель усталостного разрушения железобетонных изгибаемых элементов с большим пролетом среза

Бетон и железобетон 2006 №03

Арматура
Тихонов И.Н., Мешков В.З., Судаков Г.Н. О нормировании анкеровки стержневой арматуры
Конструкции
Мухамедиев Т.А., Кудинов О.В. Увеличение этажности сборных крупнопанельных зданий
Корнилов В.Г. Каркасные здания с преднапряжением в процессе монтажа
Бетоны
Тотурбиев Б.Д., Порсуков А.А. Жаростойкое композитное вяжущее
Зоткин А.Г. Влияние расхода цемента на эффективность минеральных добавок в бетоне

Теория
Попеско А.И., Анцыгин О.И, Дайлов А.А. Новый метод расчета несущей способности железобетонных конструкций, работающих в условиях газовой коррозии
Мирсаяпов Ил. Т. Усталостное сопротивление изгибаемых элементов действию поперечных сил при средних пролетах среза
Косухин М.М., Шаповалов Н.А. Теоретические аспекты механизма действия суперпластификаторов
Зарубежный опыт
Феррари Г, Сурико Ф. Самоуплотняющийся бетон для моста «Калатрава» в Венеции
Коробов Н.В., Евстигнеев А.Ю., Старчуков Д.С. Новыетехнологии в области производства бетонов

Бетон и железобетон 2006 №04

Конструкции
Семченков А.С., Шапатин В.В., Ребров В.Ф., Романчин С.И.Русский дом из ПЭЭЭНДТ бетонов «минеральное дерево»
Арматура
Тихонов И.Н., Гуменюк В.С. Анализ требований СП 52-101-2003 к арматуре класса прочности 500 МПа

Бетоны
Тотурбиев Б.Д., Порсуков А.А. Корундовый жаростойкий бетон с повышенными эксплуатационными свойствами
Пшеничный Г.Н. К вопросу о» саморазрушении” бетона
В помощь проектировщику
Мухамедиев Т.А., Старчикова О.М. Расчет прочности сталежелеэобетонных колонн с использованием деформационной модели
Попеско А. И., Анцыгин О.И., Дайлов А.А. Расчет усиленных под нагрузкой железобетонных стержней с коррозионными повреждениями
Нугужинов Ж.С. Модифицированная расчетная модель железобетонной балочной конструкции
Ярцев В.П., Воронков А.Г., Жариков А.В. Влияние состава на долговечность мелкозернистых бетонов
Наши юбиляры
К 60-летию А.С.Семченкова
В.Г.Батракову — 75 лет

Бетон и железобетон — Бетоны

Бетон и железобетон

Бетон — искусственный камневидный строительный материал, получаемый в результате затвердевания тщательно перемешанной и уложенной в конструкцию смеси вяжущего вещества, заполнителей, воды и добавок. До затвердевания эту смесь называют бетонной. В строительстве применяют бетоны разнообразного назначения, характеризующиеся различными свойствами. Бетоны классифицируют по ряду признаков: целевому назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре.

В зависимости от назначения (области применения) бетоны подразделяют на конструкционные и специальные.

Конструкционные бетоны предназначены для изготовления несущих и ограждающих конструкций и обеспечивают главным образом механические характеристики конструкций — прочность, упругость, деформационные и другие свойства. Из конструкционных чаще всего применяют тяжелый бетон, легкий и ячеистый.

Специальные бетоны используют для изготовления конструкций, эксплуатируемых в особых условиях, и включают в себя теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие, радиационно-защитные, декоративные бетоны.

По виду вяжущего бетоны подразделяют следующим образом.

Бет‘оны на цементных вяжущих изготовляют преимущественно на портландцементе, шла-копортландцементе, пуццолановом портландцементе и их разновидностях. Такие бетоны универсальны для изготовления несущих и ограждающих конструкций в промышленном, гражданском и жилищном строительстве, за исключением тех случаев, когда предъявляют особые требования, например по жаростойкости, химической стойкости.

Бетоны на известковых вяжущих применяют только для изготовления сборных бетонных и железобетонных элементов на заводах.

Бетоны на гипсовых вяжущих используют из-за низкой водостойкости вяжущих только для производства внутренних конструкций зданий.

Бетоны на шлаковых вяжущих, изготовляемые на основе молотых шлаков и зол с активизато-рами твердения, употребляют при производстве бетонных (а не железобетонных) изделий и конструкций. Применение местных шлаковых вяжущих позволяет экономить цемент и удешевлять конструкции.

Бетоны на специальных вяжущих (органических или неорганических), к каждому из которых предъявляют определенное требование, представляют собой бетоны на полимерных, фосфатных, магнезиальных связующих, бетоны на жидком стекле.

По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых и специальных заполнителях.

В зависимости от характера структуры выделяют следующие виды бетонов.

В бетонах пл.отной (слитной) структуры пространство между зернами заполнителей полностью занято затвердевшим вяжущим веществом. Допускаемый объем межзерновых пустот в уплотненной бетонной смеси не превышает 6%.

В крупнопористых бетонах (беспесчаных или малопесчаных) значительная часть объема межзерновых пустот остается не занятой мелким заполнителем и затвердевшим вяжущим.

В поризованных бетонах пространство между зернами заполнителей занято вяжущим веществом с пено- или газообразующими добавками.

В ячеистых бетонах искусственно создают ячейки-поры. Бетоны состоят из смеси вяжущего вещества, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и порообразующей добавки.

Бетоны слитной структуры применяют для изготовления несущих конструкций, к которым предъявляют повышенные требования по морозостойкости и водонепроницаемости. Крупнопористые, поризованные и ячеистые бетоны рекомендуется использовать преимущественно для изготовления ограждающих и теплоизоляционных конструкций.

В наименовании бетона указывают все перечисленные классификационные признаки. Для широко применяемых конструкционных бетонов на цементных вяжущих слова «конструкционный» и «цементный» опускают.

Введены сокращенные наименования бетонов, характеризуемых наиболее часто встречающейся совокупностью признаков: тяжелый, легкий, мелкозернистый бетон.

Тяжелым называют бетон плотной структуры, изготовляемый на цементном вяжущем и плотных крупных и мелких заполнителях. Средняя плотность тяжелого бетона находится в пределах 2000…2500 кг/м3. Такой бетон используют во всех несущих конструкциях.

Легкий бетон со средней плотностью 500… 2000 кг/м3 изготовляют на цементном вяжущем, пористом крупном заполнителе и пористом или плотном мелком заполнителе. Применяют легкий бетон в основном при производстве ограждающих конструкций либо для несущих конструкций.

Мелкозернистый бетон изготовляют на цементном вяжущем и плотном мелком заполнителе (крупный заполнитель отсутствует). Используют такой бетон при изготовлении тонкостенных железобетонных конструкций, а также для заполнения каналов в предварительно напряженных изделиях.

Свойства бетона во многом зависят не только от вида вяжущих веществ, но и от качества других его компонентов: заполнителей, воды и добавок.

Читать далее:
Легкие бетоны
Железобетон
Бетон для монолитных конструкции
Производственные факторы, определяющие качество бетона
Определение состава бетона
Структура и свойства тяжелого бетона
Добавки к бетону и строительному раствор
Вода
Мелкий заполнитель
Характеристика заполнителей


Преимущества и недостатки железобетона

 

Железобетон один из самых популярных современных строительных материалов. Почему железобетон стал популярным среди строителей? А все дело в оптимальном сочетании цены и качества. Цены доступны, несмотря на высокое качество.

 

Бетон превосходно сопротивляется сжатию, но при растяжении в 12-15 раз прочность бетона уменьшается, а сталь имеет очень высокую прочность и отлично сопротивляется как сжатию, так и растяжению. Основная специфика железобетона состоит в том, что при сочетании двух металлов они работают вместе вплоть до разрушения. Бетон защищает арматуру от воздействия негативных климатических условий.

 

В современном строительстве выделяют такие виды железобетонных изделий:


1. Монолитные ЖБИ. Особенность такого вида изделия состоит в том, что конструкция необходимой формы заливается бетоном непосредственно на стройке.
2. Сборные ЖБИ — такие изделия применяются в строительстве в готовом виде. Данный вид железобетонных конструкций изготавливается в промышленных условиях.
3. Сборно-монолитные ЖБИ (соединение элементов двух первых видов).


Данные виды железобетона изготавливаются в зависимости от цели строительства, особенностей объекта и условий строительства.

 

Во время капитального строительства железобетон является основным материалом, и он пользуется значительным спросом. Поэтому мы постоянно сталкиваемся с изделиями из железобетона: лестничные площадки в многоэтажных домах, мосты, различные перекрытия в домах. Во время строительства дорог используются тоже железобетонные конструкции: бордюры, специальные тротуарные плитки, разнообразные плиты, к примеру, для взлетной линии аэродрома. Во время жилищного строительства используют кольца, трубы, панели.

 

Возведение стен из железобетона – это легкий и дешевый способ постройки зданий. И при возведении коммерческих зданий чаще всего используют данный строительный материал, потому что это быстрый вид строительства.

 

Но, несмотря на популярность данного строительного материала, в его использовании есть свои преимущества и недостатки.


Преимущества железобетона:
1. Изделия из железобетона долговечны.
2. Высокая сопротивляемость атмосферным воздействиям.
3. Изделия из железобетона отличаются высокой прочностью.
4. Конструкции из ЖБИ огнеустойчивы.
5. Высокая сейсмостойкость.
6. Низкая себестоимость.

 

Недостатки железобетона:
1. Изделия из железобетона имеют очень большой вес.
2. Высокая тепло- и звукопроводность.
3. Трудно что-то изменить или укрепить.
4. Нужны квалифицированные рабочие для работы с таким материалом.
5. Появление трещин на бетоне.
6. Повышенные затраты во время транспортировки.

 

Плиты из железобетона – это самый популярный из строительных материалов как в жилищном строительстве, так и в промышленном строительстве, даже, несмотря на выше перечисленные недостатки. Плюсы просто перекрывают все минусы данного материала.


Во время изготовления железобетона используют бетон различной марки. Он бывает легким, тяжелым, специальным и ячеистым. Все эти компоненты придают железобетонным изделиям различные свойства. При возведении зданий из железобетона, обязательно следует учитывать текучесть грунта или продумать плавающий фундамент, либо не использовать такие конструкции.

Чем отличается обычный бетон от железобетона?

Бетон является основой большей части инфраструктуры Цивилизации и большей части ее физического развития. Во всем мире используется почти в два раза больше бетона, чем всех других строительных материалов вместе взятых.

Разница между PCC и RCC:

ОБЫЧНЫЙ ЦЕМЕНТНЫЙ БЕТОН (PCC): – Его также называют цементным бетоном (CC) или вяжущим бетоном.

Это строительный материал, состоящий из цемента, песка, заполнителя (грубого и мелкого), воды и добавок.

· Используется для обеспечения жесткого, ровного пространства и непроницаемой основы для RCC в фундаменте.

· Он также используется под напольным покрытием (камень, плитка, деревянный пол и т.д.).

· Хорошо сопротивляется сжатию.

· Может использоваться поверх загрязнений Brick Flat или без загрязнений Brick Flat.

· Он также используется в качестве наполнителя, как кусковой бетон, который является смесителем Boulder и PCC.

Толщина:  PCC обычно составляет от 50 до 75 мм

Соотношение бетона:  Обычно используемые пропорции: 1:2:4, 1:3:6, 1:4:8

Единица измерения: Кубический метр (куб. метр)

ЖЕЛЕЗОБЕТОН ИЗ ЦЕМЕНТА ЖЕЛЕЗНЫЙ (RCC): —

Бетон — это материал, состоящий из смеси цемента, песка, заполнителя и воды, который подходит для сжатия, а не для растяжения….

Для решения этой критической проблемы путем армирования стали путем заливки влажным бетоном вокруг прочных стальных стержней. Когда бетон схватится и затвердеет вокруг стержней, мы получим новый композиционный материал ЖЕЛЕЗОБЕТОН (ЖБК) . Так что это хороший материал, который хорошо работает как на сжатие, так и на растяжение.

Бетон сопротивляется сжатию благодаря прочности на сжатие, а сталь сопротивляется изгибу и растяжению благодаря прочности на растяжение. Это повышает пластичность, уменьшает долговременные прогибы или увеличивает способность балок к изгибу.

Железобетон действует как композитный материал внутри другого, где стальные стержни обеспечивают армирование бетона.

Обычно используются стальные стержни TMT, которые прочно закреплены в бетоне без риска соскальзывания. Мы используем сталь, потому что она предотвращает чрезмерное растрескивание в результате усадки или изменения температуры (высокой и низкой температуры). Боковая арматура в виде связей и хомутов используется для обеспечения устойчивости к основным растягивающим напряжениям, возникающим в результате сопротивления сдвигу.

Толщина:  Толщина ЖБК зависит от конструктивных требований.

Соотношение бетона:  Это может быть номинальная смесь или расчетная смесь, в зависимости от требований площадки.

Единица измерения: Кубический метр (куб. метр)

Принципы железобетонных конструкций

В это издание внесено значительное количество изменений и добавлено много нового материала. В каждом случае протоколы экспериментов обновлялись: особенно это касается сцепления между бетоном и арматурным металлом, прочности на сдвиг балок и прочности колонн.Свойства бетона и стали полностью рассматриваются в главе II. Обсуждается важный вопрос о величине модуля упругости бетона в свете новейших экспериментов. Авторы придерживаются мнения, что для большинства расчетов в отношении прочности значение модуля следует принимать равным 2 000 000 фунтов на кв. не зависит от размера стержней, и что средняя прочность соединения, определяемая прямым растяжением, намного выше, чем в случае экспериментов с балками.Трудность проведения этих последних тестов препятствует их более обычному принятию. При определении прочности железобетонных балок авторы мудро, для большей части книги, посвященной этой проблеме, исходили из того, что кривая напряжения-деформации для бетона в пределах принятых на практике рабочих напряжений практически прямолинейна; однако в разделах с 60 по 70 они вывели ряд формул изгиба, исходя из предположения, что кривая напряжения-деформации представляет собой параболическую дугу.В обоих случаях предполагается, что бетон не воспринимает никакого напряжения. Поэтому инженеры, занимающиеся конструкционными работами с использованием этого материала при поперечных нагрузках, могут проверять свои результаты по обоим наборам формул и тем самым обеспечивать себе дополнительную гарантию безопасности своей конструкции. Конструкторы узнают из результатов тщательно проведенных экспериментов почти столько же, сколько и из всех формул, заполняющих различные учебники, и вполне удовлетворительно найти целую главу, посвященную описанию и обсуждению тщательно отобранной серии испытаний на разрыв. как балки, так и колонны.

Бетон, армированный графеном, «более чем в два раза прочнее», говорят ученые

Британские ученые нашли способ включения графена в бетон, значительно увеличивающего прочность материала и водостойкость.

По словам исследователей из Университета Эксетера, композитный материал «более чем в два раза прочнее и в четыре раза более водостойкий, чем существующие бетоны».

Методика, разработанная учеными, использует наноинженерную технологию для подвешивания атомарно тонких осколков графена в воде, которая используется при смешивании бетона.

Этот процесс требует меньше материала, чем традиционный производственный процесс. Это резко снижает углеродный след материала, в результате чего бетон становится не только прочным, но и более устойчивым.

Графен представляет собой один слой атомов углерода, расположенных в виде шестиугольника. Изображение предоставлено Манчестерским университетом,

. Моника Красьюн, профессор инженерных наук Эксетерского университета, считает, что это новшество «совершенно изменит правила игры» в архитектуре и строительстве.

«Он не только прочнее и долговечнее, но и более устойчив к воде, что делает его уникальным для строительства в труднодоступных местах, требующих технического обслуживания», — сказала она.

«Еще более важно то, что, включив графен, мы можем сократить количество материалов, необходимых для производства бетона, примерно на 50 процентов, что приведет к значительному сокращению выбросов углерода на 446 кг на тонну», — продолжила она.

«Обнаруженный беспрецедентный диапазон функциональных возможностей и свойств является важным шагом в развитии более устойчивой и экологически чистой строительной отрасли во всем мире.»

Фильтр для воды на основе графена производит питьевую воду всего за одну операцию

Графен — один из самых прочных материалов, известных науке. Состоящий из одного слоя атомов углерода, он обладает рядом впечатляющих свойств, например, он прозрачен и чрезвычайно хорошо проводит тепло и электричество.

С тех пор как графен был выделен в Манчестерском университете в 2004 году, ученые разрабатывают широкий спектр применений этого материала, включая включение его в краску для волос, фильтры для воды и контактные линзы ночного видения.

По словам Димитара Димова, еще одного члена исследовательской группы Эксетерского университета, бетон, армированный графеном, может произвести революцию в строительной отрасли.

«Это новаторское исследование важно, поскольку его можно применять в крупномасштабном производстве и строительстве», — сказал он. «Отрасль должна быть модернизирована за счет включения не только производства за пределами предприятия, но и инновационных новых материалов».

«Поиск более экологичных способов строительства является важным шагом вперед в сокращении выбросов углерода во всем мире и, таким образом, помогает максимально защитить нашу окружающую среду.Это первый шаг, но важный шаг в правильном направлении для создания более устойчивой строительной отрасли в будущем».

Основное изображение предоставлено Эксетерским университетом.

Блог

По мере того, как знания, испытания и опыт использования фибробетона продолжают расти для конкретных применений, их успешное использование и преимущества в настоящее время полностью реализуются в проектах, включая системы полов, сборный железобетон, стены, торкрет-бетон и системы дорожных покрытий.

Тем не менее, многие вопросы продолжают возникать у производителей готовых смесей и подрядчиков, которые все еще изучают преимущества работы фибробетона и небольшие изменения в бетонных смесях, методах отделки, методах укладки и требованиях к испытаниям, которые возникают при использовании этого композитного материала. .

Euclid Chemical выпустила серию технических бюллетеней по различным темам, связанным с успешным использованием фибробетона (FRC). Эти документы предоставляются в качестве услуги сообществу производителей готового бетона и бетонных контрактов для ответов на часто возникающие вопросы по таким темам, как типы волокон, советы по смешиванию, методы отделки, перекачка и расстояние между швами.В дополнение к полезным советам по химическим добавкам и строительным материалам доступны и другие документы по связанным с волокнами темам. Наиболее распространенные вопросы, возникающие у строительного сообщества по использованию фибробетона, включают темы, описанные здесь:

Как фибра использует ударную осадку или содержание воздуха в бетоне?

Типы волокон, дозировка и состав смеси — все это играет роль в том, как будет вести себя осадка или измеряемый поток бетона. Однако в сочетании с правильным использованием добавок фибробетон можно смешивать и укладывать с той же консистенцией, что и обычный бетон. Использование волокна обычно не влияет на содержание воздуха, если только в смесь не добавляется дополнительная вода для увеличения осадки.

FC-4: Часто задаваемые вопросы о осадке, содержании воздуха и прочности на сжатие при использовании TUF-STRAND SF

Используются ли стальные и синтетические волокна в одних и тех же целях?

Микросинтетические волокна, которые существуют уже более 40 лет, обычно используются только для борьбы с пластическими усадочными трещинами и используются в малых дозах.Стальные волокна и макросинтетические волокна обычно используются в больших объемах и могут быть рассмотрены для использования в аналогичных приложениях для замены армирования от температуры и усадки и в ограниченных конструкционных применениях.

FC-5: Часто задаваемые вопросы о стальных и синтетических волокнах

Как можно устранить комкование волокон и другие проблемы смешивания?

Большинство коммерчески доступных типов волокон можно успешно смешивать и помещать в бетон при условии, что используется правильный состав бетонной смеси и соблюдаются рекомендуемые методы добавления волокон, указанные производителем.

FC-6: Часто задаваемые вопросы о типах волокон и проблемах смешивания

Каковы распространенные проблемы и способы их устранения при накачивании и финишной обработке FRC?

Бетон, армированный фиброй, можно легко закачивать и отделывать при условии, что перед добавлением фибры разработана правильная рецептура смеси и приняты меры предосторожности, чтобы не допустить чрезмерной отделки бетонной поверхности. Нет никакой гарантии, что волокна не будут видны на бетонной поверхности, но при правильном подходе и выборе волокон можно получить готовые поверхности с таким же внешним видом, как у обычного бетона.

FC-10: Часто задаваемые вопросы по перекачиванию и отделке фибробетона

Можно ли увеличить расстояние между швами пола за счет использования волокна?

Существуют успешные примеры и важные исследования в бетонной промышленности, которые поддерживают увеличение расстояния между контрольными швами в конструкции пола при использовании волокон, в частности, макросинтетических и стальных волокон. Тем не менее, большая часть этой работы также связана с улучшением состава бетонной смеси с использованием передовых химических добавок и правильных методов укладки и отверждения.

FC-13: Часто задаваемые вопросы о расстоянии между швами пола с волокнами

 

Полный список этих технических бюллетеней можно найти на странице технических бюллетеней.

   

О МАЙКЛЕ МАХОНИ

Майкл Махони, магистр наук, инженер, директор по маркетингу и технологиям фибробетона в компании Euclid Chemical. Майкл является научным сотрудником Американского института бетона и членом Национальной ассоциации сборного железобетона и Американского общества испытаний и материалов.Он также является бывшим президентом Ассоциации производителей армированного волокном бетона и проработал в Euclid Chemical 17 лет. До этого он в течение 7 лет работал научным сотрудником, изучая фибробетон в Техническом университете Новой Шотландии в Галифаксе, Канада.

Железобетон

  • Тематический каталог
  • Продукты и услуги для обучения
  • Продукты и услуги для учреждений
  • Клиенты
  • События
  • Почему выбирают Пирсон?
  • Высшее образование >
  • Профессиональная карьера >
  • Инжиниринг >
  • Гражданская и экологическая инженерия >
  • Конкретный >

  • Железобетон

    .
Получите необходимые электронные тексты по цене от 9,99 долл. США в месяц с Pearson+
  • PreK–12 Образование
  • Высшее образование
  • Промышленность и профессионалы
  • Блоги
  • О нас
  • США
    1. США
    2. Соединенное Королевство
    3. Глобальный
  • Войти
  • Свяжитесь с нами
  • Сумка для книг

Все офисы PearsonСоединенные ШтатыВеликобританияКанадаНидерландыБельгия

Учебный железобетон с губками

Аннотация

Это демонстрация в классе, в которой используются чистящие губки и пенополистирол, чтобы помочь учащимся понять, как работает железобетонная балка, а также роль растяжения и сжатия в железобетонной балке.

Цели обучения

После этого задания учащиеся должны уметь:

  • Объясните, почему арматура укрепляет бетонную конструкцию
  • Определение частей балки, находящихся под сжатием и растяжением
  • Принятие решения о размещении стальной арматуры в железобетонной балке при различных условиях нагрузки

Фон

Железобетон представляет собой композиционный материал, в котором относительно низкая прочность бетона на растяжение компенсируется включением стальной арматуры, имеющей более высокую прочность на растяжение.Поскольку бетон прочен на сжатие, но слаб на растяжение, введение стали помогает предотвратить растрескивание бетона под действием растягивающих напряжений.

В этом упражнении учащиеся работают в группах по два человека. Один учащийся держит губку как балку (поддерживаемую с обоих концов), а второй учащийся прикладывает нагрузку к середине. Сначала учащиеся выполняют задание зеленой стороной вниз. Более жесткая зеленая сторона действует подобно арматуре, а желтая сторона является хрупкой и действует подобно бетону. Во второй раз учащиеся выполняют задание зеленой стороной вверх.

Список материалов

  • Демонстрация 1: Сухие чистящие губки (например, мочалка Scotch-Brite для тяжелых условий эксплуатации)
  • Демонстрация 2: пенополистирол (белые блоки 5 x 12 x 1,25 дюйма), клейкая лента, корзина, банки, зажим

Процедура

Купите пакеты губок задолго до начала лекции. Дайте губкам высохнуть на воздухе, пока они не станут ломкими. Если размер класса большой, вы можете сэкономить материал, разрезав губки пополам по длине.Учащиеся могут работать в парах с половинкой губки.

Познакомить учащихся с понятием железобетона, объяснив, что бетон прочный на сжатие, но слабый на растяжение, тогда как сталь прочна на растяжение, но слаба на сжатие. В железобетоне два материала комбинируются таким образом, что полученная балка обладает прочностью как на сжатие, так и на растяжение.

Затем вы можете задать ряд вопросов для дальнейшего изучения этой концепции.

Затем попросите учащихся перевернуть губку зеленой стороной вверх.Затем вы можете спросить студентов:

2) Когда вы нажимаете на перевернутую губку, она теперь..

  • А. сильнее, чем раньше
  • Б. слабее, чем раньше
  • C. той же прочности, что и раньше

Учащиеся должны обнаружить, что в перевернутом состоянии губка/балка может выдерживать гораздо меньшую нагрузку и даже может разорваться на части. За этим следует задать открытый вопрос о том, почему губка слабее в перевернутом виде. В ходе обсуждения учащиеся должны прийти к выводу, что зеленая поверхность губки прочна на растяжение (аналогично стали в железобетонной балке), а желтая — слабо на растяжение (аналогично бетону в железобетонной балке). .Таким образом, когда губка перевернута, нижняя часть, находящаяся под напряжением, уже недостаточно укреплена.

В качестве дополнения вы можете оценить понимание учащимися этой концепции с помощью опросного опроса «подумай-пары-поделитесь» о другой конфигурации лучей:

3) В железобетонной консольной балке, показанной выше, где разместить стальные стержни?

В зависимости от опыта и предшествующих знаний учащихся этот вопрос может быть концептуально сложным. Если в ответах есть существенные разногласия, позвольте учащимся обсудить свои ответы друг с другом с последующим повторным голосованием.

Решение этих вопросов опроса может быть обеспечено с помощью следующих демонстраций. Чтобы смоделировать балку, вы можете использовать длинный кусок пенопласта. Параллельные линии, проведенные вдоль стороны балки, могут помочь указать, какая сторона находится под сжатием (линии ближе друг к другу) или под напряжением (линии дальше друг от друга).

Одна сторона пенополистирола армирована клейкой лентой (слой клейкой ленты, наклеенный на одну сторону пенопласта).Лента соответствует стали в железобетонной балке, обеспечивая дополнительную прочность на растяжение.

Просто поддерживаемая балка

Консольная балка

Здесь кантилеверы балки на выступе, а к свободному концу подвешен груз, в нашем случае небольшая корзина, прикрепленная зажимом. Сначала пытаемся загрузить балку (с банками в корзине) при этом лента внизу. Во-вторых, нагружаем балку лентой сверху.

Учащиеся заметят, что для консольной балки корзина может вместить больше банок, когда лента находится сверху, поскольку натянутая лента помогает противостоять натяжению. Следовательно, верхняя грань находится в напряжении, в отличие от свободно опертой балки, где нижняя грань находится в напряжении.

К концу этого задания учащиеся должны быть в состоянии идентифицировать части балки, находящиеся под напряжением и сжатием при различных конфигурациях нагрузки, и понимать, что сталь в железобетонной балке должна располагаться там, где растягивается балка.

Ссылки

Демонстрации губки и пенополистирола изменены и адаптированы из следующего источника:

Сальвадори, Марио. Искусство строительства: проекты и принципы для начинающих инженеров и архитекторов.  Chicago Review Press, 2000.

Из лекции: Происхождение железобетона: Роберт Майяр

Скачать версию для печати

Проектирование железобетона, 10-е издание

Предисловие xi

1 Введение 1

1. 1 Бетон и железобетон, 1

1.2 Преимущества железобетона как конструкционного материала, 1

1.3 Недостатки железобетона как конструкционного материала, 2

1.4 Историческая справка, 3

1. для зданий и мостов, 5

1.6 Совместимость бетона и стали, 6

1.7 Нормы проектирования, 6

1.8 Обзор изменений Кодекса ACI 2014, 7

1.9 единиц Si и затененные районы, 7

1.10 Типы портландцемента, 8

1.11 Admixtures, 9

1.12 Свойства бетона, 10

1.13 Агрегаты, 17

1.14 Высокопрочные бетоны, 18

1.15 волокна -Железобетоны, 20

1.16 Прочность бетона, 21

1.17 Арматурная сталь, 21

1.18 Марки арматурной стали, 23

1.19 Размеры стержней SI и прочность материалов, 23 1

24

20 агрессивные среды, 26

1.21 Определение знаков на арматурных стержнях, 26

1.22 Введение в загрузки, 26

1.23 мертвых нагрузок, 27

1.24 Live Loads, 28

1. 25 Экологические нагрузки, 30

1.26 Выбор дизайна Нагрузки, 31

1.27 Точность расчета, 32

1.28 Влияние компьютеров на расчет железобетона, 33

Проблемы, 33

2 Расчет балок на изгиб 324

02.1 ВВЕДЕНИЕ, 34

2.2 Tracking Moment, 37

2.2 Tracking Monting, 37

2.3 Упругие напряженные напряжения бетона, 40

2.4 Ultimate или номинальные изгибные моменты, 47

2.5 SI Пример, 50

2.6 Примеры компьютеров, 51

Проблемы, 53

3 Расчет балок на прочность в соответствии с нормами ACI 64

3.1 Методы расчета, 64

3.2 Преимущества расчета прочности, 65

3.3 Безопасность конструкции, 65

3.4 Получение выражений балки, 66

3.5 Деформации в изгибаемых элементах, 69

3.6 Уравновешенные сечения, сечения, контролируемые растяжением, и контролируемые сжатием или хрупкие сечения, 70

3.7 Снижение прочности или коэффициенты минимума, 70

3 9. 00023 9 Процент стали, 72

3.9 Сбалансированные стальные процент, 74

3.10 Пример проблемы, 75

3.11 Компьютерные примеры, 79

Проблемы, 79

4 Дизайн прямоугольных балок и односторонних плит 81

4 .1 факторы нагрузки, 81

4.2 Дизайн прямоугольных балок, 83

4.3 Примеры дизайна луча, 88

4.4 Разное Соображения разных измерений, 94

4.5 Определение стальной площади при размерах пучка предопределены, 95

4,6 в комплекте, 97

4.7 односторонние плиты, 90-

4,8 консольных балки и непрерывные балки, 101

4,9 SI. Пример, 102

4,9. Компьютерный пример, 104

Проблемы, 105

5 Анализ и конструкция T Beams и вдвойне Усиленные балки 110

5.1 Тавровые балки, 110

5.2 Расчет тавровых балок, 112

5.3 Другой метод анализа тавровых балок, 116

5.4 Расчет тавровых балок, 117

5.5 Расчет тавровых балок на отрицательные моменты, 0,2 50 3 90 3 90 1 — Действительно, 125

5. 7 Компрессионная сталь, 125

5.8 Дизайн вдвойне армированных лучей, 130

5,9 Si Примеры, 134

5.10 Компьютерные примеры, 136

Проблемы, 141

6 Услуги обслуживания 152

6.1 ВВЕДЕНИЕ, 152

6.2 Важность дефектов, 152

6.3 Контроль отклонений, 153

6.3 Контроль отклонений, 153

6.4 Расчет отклонений, 154

6.5 Эффективные моменты инерции, 154

6.6 Долгосрочные отклонения, 157

6.7 Простые — Прогибы балок, 159

6.8 Прогибы непрерывных балок, 161

6.9 Типы трещин, 167

6.10 Контроль трещин при изгибе, 168

12 Si. Напряжения сцепления, 183

7.3 Длина развертывания для растянутой арматуры, 185

7.4 Длина развертывания для связанных стержней, 193

7.5 Крюки, 194

7.6 Длина развертывания для сварной проволочной сетки при растяжении, 90 030 20007 Развертка стержней, 201

7.8 Критические сечения для развертки, 203

7. 9 Влияние комбинированного сдвига и момента на развертку, 203

7.10 Влияние формы диаграммы момента на развертку, 204

2 7.9 Снятие или изгиб стержней (продолжение), 205

7.12 Соединения стержней в изгибаемых элементах, 208

7.13 Соединения на растяжение, 209

7.14 Соединения на сжатие, 210

7.15 возглавляет и механически якорящие бары, 211

7.16 Si Пример, 212

7.17 Компьютерный пример, 213

Проблемы, 214

8 сдвиг и диагональ натяжения 220

8.1 Введение, 220

8.2 Стрессы в бетоне Балки, 220

8.3 Легкий бетон, 221

8.4 Прочность бетона на сдвиг, 221

8.5 Растрескивание железобетонных балок при сдвиге, 223

8.6 Армирование полотна, 2034 90 0247 Поведение балок с веб-подкреплением, 225

8.8 Дизайн для сдвига, 227

8.9 Требования кода ACI, 229

8.10 Сдвиг Пример задачи, 233

8.11 Экономичный интервал стремена, 243

8. 12 Сдвиг трения , 245

.16 SI Пример, 252

8.17 Компьютерный пример, 253

Проблемы, 254

9 Введение в столбцы 259

9.1 Общие, 259

9.2 Типы колонн, 260

9.3 Осевая нагрузка. Емкость столбцов, 262

9.4 Разрушение связанных и спиральных колонн, 262

9.5 Требования норм и правил для монолитных колонн, 265

9.6 Меры безопасности для колонн, 267

9.7 Расчетные формулы, 268

3 90.8 комментариев по экономичному расчету колонн, 269

9.9 Расчет колонн с осевой нагрузкой, 270

9.10 Пример СИ, 273

Изгиб 277

10.1 Осевая нагрузка и изгиб, 277

10.2 Пластический центроид, 278

10.3 Разработка диаграмм взаимодействия, 280

10.4 Использование диаграмм взаимодействия, 280 90 0236 2865 модификаций кода схемы взаимодействия столбцов, 288

10.6 Дизайн и анализ эксцентрически загруженных столбцов с использованием диаграмм взаимодействия, 289

10,7 сдвига в колоннах, 297

10,8 биаксиального изгиба, 298

10. 9 Дизайн двусмысленных колонн, 302

10.10 Продолжение обсуждения коэффициентов снижения мощности, 𝜙, 305

10.11 Пример компьютера, 306

Проблемы, 308

11 Тонкие колонны 313

1

111 ВВЕДЕНИЕ, 313

11.2 NONSWAY и CONAY RAMES, 313

11.3 Эффекты стройных средств, 314

11.4 Определение K факторов с графиками выравнивания, 316

11.5 Определение K факторов с уравнениями, 318

11.6 Анализ первого порядка с использованием специальных Свойства стержня, 319

11.7 Изящные колонны в нераскачиваемых и качающихся рамах, 320

11.8 Обработка эффектов гибкости в коде ACI, 323

11.9 Увеличение моментов колонн в нераскачиваемых рамах, 323

11.910 Увеличение колонны Моменты в кадрах SWAY, 328

11.11 Анализ кадров кадров, 331

11.12 Компьютерные примеры, 337

Проблемы, 340

12 Pем 343

12.1 Введение, 343

12.2 Типы мест , 343

12. 3 Фактическое давление грунта, 345

12.4 Допустимое давление грунта, 346

12.5 Расчет фундаментов стен, 348

12.6 Расчет квадратного изолированного фундамента, 353

3 1.7 футов, поддерживающих круглые или обычные полигонские колонны, 359

12.8 Передача нагрузки от столбцов к ножкам, 359

12.9 Прямоугольные изолированные тесты, 364

12.10 Комбинированные опоры, 367

12.11 Дизайн на равных поселениях, 373

12.12 Фундаменты, подверженные осевым нагрузкам и моментам, 375

12.13 Передача горизонтальных усилий, 377

12.14 Плоские бетонные фундаменты, 378

12.15 Пример SI, 381

12.16 компьютерных примеров, 383

Проблемы, 386

13 Удерживающие стены 389 13 Поддерживающие стены 389

13.1 Введение, 389

13.2 Типы удерживающих стен, 389

13.3 Дренаж, 392

13.4 Сбои удерживающих стен, 393

13.5 Боковое давление на подпорные стены, 393

13. 6 Давление на грунт основания, 398

13.7 Расчет полугравитационных подпорных стен, 399

13.8 Влияние надбавки, 402

13.9 Оценка размеров консольных удерживающих стен, 403

13.10 Процедура дизайна для консольных упорных стен, 407

13.11 Трещины и настенные суставы, 418

Проблемы, 420

, 420

14 непрерывных железобетонных конструкций 425

14.1 Введение, 425

14.2 Общее обсуждение методов анализа, 425

14.3 Качественные линии влияния, 425

14.4 Предельный расчет, 428

14.5 Предельный расчет по Кодексу ACI, 435

14.00006 Предварительный расчет стержней, 438

14.7 Приблизительный расчет неразрезных рам на вертикальные нагрузки, 438

14.8 Приблизительный расчет неразрезных рам на боковые нагрузки, 448

, 452

14.11 Требования к длине развертки для сплошных стержней, 452

Проблемы, 458

15 Скручивание 463

15.1 Введение, 463

152 Корхиологические усиливающие, 464

15. 3 Крутящиеся моменты, которые должны быть рассмотрены в дизайне, 467

15.4 Корхиологические напряжения, 468

15.5 При окрестностях усиления ACI требуется 469

15.6, 469

15.6. Сила кручения. Проектирование торсионной арматуры, 471

15.8 Дополнительные требования ACI, 472

15.9 Примеры задач с использованием общепринятых единиц измерения США, 473

15.10 Уравнения СИ и пример задачи, 476

15.11 Компьютерный пример, 480

Проблемы, 480

, 480

16 Двухсторонняя плиты, метод прямой конструкции 485

16.1 Введение, 485

16.2 Анализ двухсторонних плит, 488

16.3 Дизайн двухсторонних плит по Кодексу ACI, 488

16.4 Колонна и средние полосы, 489

16.5 Сопротивление сдвигу плит, 490

16.6 Ограничения по глубине и требования по жесткости, 492

16.7 Ограничения метода прямого расчета, 90 0002 16.7 90 000 4988 Распределение моментов в плитах, 498

16. 9 Расчет внутренней плоской плиты, 504

16.10 Размещение динамических нагрузок, 508

16.11 Расчет двусторонних плит с балками, 509

16.12 Передача моментов и сдвигов Плиты и колонны, 515

16.13 Отверстия в системах перекрытий, 520

16.14 Компьютерный пример, 521

Задачи, 523

17 Двусторонние плиты, метод эквивалентной рамы 9239 900 90 90 90 90 901 моменная распределение для непризматических членов, 524

17.2 Введение в эквивалентный метод кадров, 525

17.3 Свойства балок плиты, 527

17.4 Свойства колонн, 530

17.5 Пример проблемы, 532

17.6 Компьютерный анализ, 536

17.7 Компьютерный пример, 537

Задачи, 538

18 Стены 539

18.1 Введение, 539

18.2 Ненесущие стены 539, 0023 190 0293 Несущие бетонные стены — эмпирический метод расчета, 540

18.4 Несущие бетонные стены — рациональный расчет, 543

18.5 Стены жесткости, 545

555

18. 8 Компьютерный пример, 555

Проблемы, 557

19 Предварительно напряженный бетон 559

19.1 Введение, 559

19.2 ВВЕДЕНИЕ, 559

19.2 Преимущества и недостатки предварительно напряженного бетона, 561

19.3 Promensing and Posttensioning, 561

19.4 Материалы, используемые для предварительно напряженного бетона, 562

19.5 Стресс расчеты, 564

19,6 Формы предварительно напряженных разделов, 568

19,7 Преспензовые убытки, 570

19.8 Предельная сила предварительно напряженных разделов, 573

19.9 Прогибы, 576

19.10 Сдвиг в предварительно напряженных сечениях, 580

19.11 Расчет поперечной арматуры, 582

19.12 Дополнительные темы, 586

19.13 Компьютерный пример, 588

Проблемы, 589

, 589

20 Усиленная бетонная кладка (онлайн только на www.wiley.com/college/mccormac) 1

20.1 Введение, 1

20.2 Каменные материалы, 1

20. 3 Указаны Прочность каменной кладки на сжатие, 5

20,4 Максимальное усиление при растяжении при изгибе, 6

20,5 Стены с внеплоскостными нагрузками — Ненесущие стены, 6

20,6 Каменные перемычки, 10

20.7 Стены с внеплоскостными нагрузками — Несущие стены, 15

20.8 Стены с плоскостной нагрузкой — стены жесткости, 22

20.9 Компьютерный пример, 27

Задачи, 29

A Таблицы и графики Единицы измерения, принятые в США 593

B Таблицы в единицах СИ 631

C Метод расчета с распорками (только на сайте www.wiley.com/college/mccormac) 1

C.1 Введение , 1

C.2 Глубокие балки, 1

C.3 Пролет поперечного сечения и зоны поведения, 1

C.4 Аналогия фермы, 3

C.5 Определения, 4

C.6 Требования Кодекса ACI для конструкции с распорками, 4

C.7 Выбор фермы Модель, 6

C.8 Углы распорок в моделях ферм, 8

C.9 Процедура проектирования, 8

D Сейсмический расчет железобетонных конструкций (только онлайн по адресу  www.