27. Сжатые элементы с жесткой арматурой

Жесткая (несущая) продольная арматура, работающая как неотъемлемый элемент железобетонной конструкции, применяется в сжатых элементах тогда, когда нагрузка от собственной массы конструкций не превышает 1/4 всей нагрузки. Наиболее распространенные типы сечения колонн с несущей арматурой даны на рис. 5.3 Количество несущей арматуры определяется ее расчетом на нагрузки, возникающие в процессе возведения конструкции, и принимается по возможности наименьшим. В любом случае количество несущей арматуры должно быть не более р = 15%.

При больших значениях возникает опасность отслоения бетона и его роль сводится только к защитной оболочке, неспособной работать на сжатие. Защитный слой и расстояние между профилями принимают согласно рис. 5.3. Обычная (гибкая) арматура, как продольная, так и поперечная, устанавливается по общим правилам.

Элементы с несущей арматурой рассчитывают для двух стадий:

1) несущую арматуру (без бетона) рассчитывают на нагрузки, действующие до отвердевания бетона, т. е. при возведении сооружения, по нормам проектирования стальных конструкций;

2) железобетонную конструкцию вместе с несущей арматурой рассчитывают на эксплуатационную нагрузку, по обычным формулам расчета железобетонных сечений. В этом случае учитывается, что при соблюдении необходимых конструктивных требований несущая арматура всегда работает совместно с бетоном, а начальные напряжения, возникающие в ней на стадии возведения, не отражаются на прочности железобетонного сечения.

28. Особенности расчета сжатых элементов, усиленных косвенным армированием

Если в коротком сжатом элементе установить поперечную арматуру, способную эффективно сдерживать поперечные деформации, этим можно существенно увеличить его несущую способность. Такое армирование называется 

косвенным.

Для круглых и многоугольных поперечных сечений применяют косвенное армирование в виде спиралей или сварных колец, для прямоугольных сечений – в виде часто размещенных поперечных сварных сеток.

Косвенное армирование применяют вблизи стыков сборных колонн, под анкерами и в зоне анкеровки предварительно напряженной арматуры для местного усиления.

Это объясняется повышенным сопротивлением бетона сжатию в пределах ядра, заключенного внутри спирали или сварной сетки. Спирали, кольца, сетки подобно обойме сдерживают поперечные деформации бетона, возникающие при продольном сжатии, и тем самым обуславливают повышенное сопротивление бетона продольному сжатию.

При расчете прочности сжатых элементов с косвенной арматурой учитывают лишь часть бетонного сечения A_ef, ограниченную крайними стержнями сеток, кольцами или спиральной арматурой. Вместо сопротивления

 R_b применяют приведенное сопротивление R_b,red, которое определяется при армировании сварными сетками, как:

Rb,red= Rb+ φ* Rs,xy*μ

где R_s,xy – расчетное сопротивление арматуры сеток;

— коэффициент косвенного армирования сетками,

где — соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки (в осях крайних стержней) в одном направлении;

— то же, в другом направлении;

A_ef – площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток;

s – расстояние между сетками;

φ – коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле:

, где ,R_s,xy и R_b

 в МПа.

О новом Руководстве по проектированию сталежелезобетонных конструкций (в развитие СП 266.13330.2016 Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования)

Библиографические ссылки

1. SP 266.1325800.2016 Konstruktsii stalezhelezobetonnye. Pravila proektirovaniya.
2. Rukovodstvo po proektirovaniyu zhelezobetonnyh konstruktsij s zhestkoj armaturoj. — M.: Strojizdat, 1978.
3. Rekomendatsii po proektirovaniyu monolitnyh zhelezobetonnyh perekrytij so stal’nym profilirovannym nastilom / NIIZHB, TSNIIpromzdanij. — M.: Strojizdat, 1987. — 40 s.
5. Rukovodstvo dlya proektirovshhikov k Evrokodu 4: Proektirovanie stalezhelezobetonnyh konstruktsij. EN 1994-1-1 / R.P. Dzhonson; M-vo obrazovaniya i nauki Ross. Federatsii, FGBOU VPO «Mosk. gos. stroit, un-t»; nauch. red. per. V.O. Almazov, A.N. Tomilin. 2-e izd. — M. : MGSU, 2013. — 414 s.
7. STO ARSS 1151254.001-2016 Stelezhelezobetonnye konstruktsii. Pravila proektirovaniya
8. SP 35.13330.2011. Mosty i truby. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP 2.06.03 84* / OAO TsNIIS. — M., 2011. — 338 s.

9. STO 573938459-001-2010 Profili stal’nye listovye gnutye dlya stalebetonnyh perekrytij. Tehnicheskie usloviya / OOO «Stal’nye konstruktsii» — Ryazan’ : Proflist, 2010.
10. STO 57398459-002-2011 Perekrytiya zhelezobetonnye monolitnye s nes»emnoj opalubkoj iz profilirovannogo lista. Obshhie tehnicheskie trebovaniya. Proektirovanie i proizvodstvo rabot / OOO «Stal’nye konstruktsii» — Ryazan’ : Proflist, 2011.
11. STO 57398459-30-2008 (STP/PP/30) ProfiLi staL’nye Listovye gnutye dLya staLebetonnyh perekrytij / OOO «StaL’nye konstruktsii» — Ryazan’ : ProfList; 2008.
12. STO 57398459-035-2014 PLity perekrytij zdanij i sooruzhenij staLezheLezobetonnye s primeneniem staL’nyh profiLirovannyhListov. Normy proektirovaniya / OOO «StaL’nye konstruktsii» — Ryazan’ : ProfList; 2010.
13. Semenov V.A. Vybor raschetnyh modeLej prostranstvennyh kombinirovannyh sistem / V.A. Semenov, P.YU. Semenov // Prostranstvennye konstruktsii zdanij i sooruzhenij (issLedovanie, raschet; proektirovanie, primenenie). — 2004. — Vyp. 9.
14. Semenov V.A. O raschetah zdanij i sooruzhenij metodom konechnyh eLementov s ispoL’zovaniem izogeometricheskogo podhoda / V.A. Semenov, P.Yu. Semenov // Prostranstvennye konstruktsii zdanij i sooruzhenij (issLedovanie, raschet, proektirovanie, primenenie). — 2006. — Vyp. 10.
15. Semenov V.A. Metod soedineniya razLichnyh modeLej konechnyh eLementov i ego priLozhenie k sterzhnyam i oboLochkam / V.A. Semenov, P.YU. Semenov // Matematicheskoe modeLirovanie v mehanike spLoshnyh sred. Metody granichnyh i konechnyh eLementov / Trudy XXI Mezhdunarodnoj konferentsii. T. 2. — SPb: NIIH SpbGU, 2006.
16. Semenov V.A. Sovremennye podhody k postroeniyu raschetnyh skhem stroiteL’nyh konstruktsij i ih ispoL’zovanie pri raschetah vysotnyh zdanij / V.A. Semenov // Mezhdunarodnyj zhurnaL po raschetu grazhdanskih i stroiteL’nyh konstruktsij (InternationaL JournaL for ComputationaL CiviL and StructuraL Engineering). — 2008. — VoLume 4.

17. Semenov V.A. O nekotoryh aposteriornyh otsenkah pogreshnostej rezuL’tatov chisLennyh raschetov konstruktsij / V.A. Semenov, P.Yu. Semenov // Matematicheskoe modeLirovanie v mehanike spLoshnyh sred. Metody granichnyh i konechnyh eLementov / Trudy XX Mezhdunarodnoj konferentsii. T. III. — SPb : NIIH SpbGU, 2003.
18. EksperimentaL’nye issLedovaniya staLezheLezobetonnyh konstruktsij, rabotayushhih na vnetsentrennoe szhatie /
V.I. Travush, D.V., Konin L.S. Rozhkova [i dr]. // Academia. Arhitektura i stroiteL’stvo. — 2016. — № 3. — S. 127-135.
19. EksperimentaL’nye issLedovaniya staLezheLezobetonnyh konstruktsij, rabotayushhih na izgib / Travush V.I., Konin D.V., KryLov A.S. [i dr.] // StroiteL’stvo i rekonstruktsiya. -2017. — № 4 (72). — S. 63-71.
20. OpredeLenie nesushhej sposobnosti na sdvig kontaktnoj poverhnosti «staL’-beton» v staLezheLezobetonnyh konstruktsiyah dLya betonov razLichnoj prochnosti na szhatie i fibrobetona / Travush V.I., KaprieLov S.S., Konin D.V. [i dr.] // StroiteL’stvo i rekonstruktsiya. — 2016. — № 4 (66). — S. 45-55.
22. Arleninov, P.D. Sovremennoe sostoyanie neLinejnyh raschetov zheLezobetonnyh konstruktsij / P.D. ArLeninov, S.B. KryLov // Sejsmostojkoe stroiteL’stvo. Bezopasnost’ sooruzhenij. — 2017. — № 3. — S. 50-53.
23. Arleninov P.D. Opyt sovmestnogo ispoL’zovaniya uravnenij teorii poLzuchesti i sovremennyh programmnyh raschetnyh kompLeksov / P.D. ArLeninov, S.B. KryLov // Beton i zheLezobeton. — 2013. — № 3. — S. 9-10.
24. Muhamediev T. A. Raschet prochnosti staLezheLezobetonnyh koLonn s ispoL’zovaniem deformatsionnoj modeLi / T.A. Muhamediev, O.I. Starchikova // Beton i zheLezobeton. — 2006. — № 4. — S. 18-21.
25. Karpenko N.I. Obshhie modeLi mehaniki zheLezobetona / Karpenko N.I. — M. : Strojizdat, 1996. — 416 s.
26. MurashkinG.V. ModeLirovanie diagrammy deformirovaniya betona i skhemy napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya / G.V. Murashkin, V.G. Murashkin // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. StroiteL’stvo. — 1997. — № 10. — S. 4-6.
27. Mordovskij S.S. Napryazhennoe sostoyanie eksperimentaL’nyh obraztsov pri vnetsentrennom nagruzhenii [ELektronnyj resurs] / S.S. Mordovskij, V.G. Murashkin // ELektronnyj nauchnyj zhurnaL «Sovremennye probLemy nauki i obrazovaniya». — 2012. — № 4. — Rezhim dostupa: http://science-education.ru/ru/articLe/view?id=6794 (data obrashheniya 01.03.2018).

СТО АРСС 11251254.001-018-4. Руководство по проектированию сталежелезобетонных конструкций — DWGFORMAT

---

СТО АРСС 11251254.001-018-4. Руководство по проектированию сталежелезобетонных конструкций

(в развитие СП 266.1325800.2016 «Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования»)

Область применения

Настоящее руководство составлено в развитие СП 266.1325800 «Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования» и содержит общие правила по проектированию
сталежелезобетонных конструкций, принципы создания расчетных схем в системах автоматизированного проектирования как для отдельных элементов конструкций, так и для здания в целом. Представлены рекомендации по учету ползучести, усадки и образования трещин при назначении модуля деформации бетона. Даны общие алгоритмы расчета сталежелезобетонных конструкций, представлены конкретные формулы для расчета балок и колонн с различной компоновкой поперечного сечения. Приведены примеры узлов и расчетов некоторых видов конструкций.

Руководство адресовано конструкторам, главным специалистам и главным инженерам проекта, экспертам, разработчикам систем автоматизированного проектирования. Стандарт организации может быть использован при проектировании зданий и сооружений любого уровня ответственности.

Содержание

Введение
1 Общие положения и рекомендации по проектированию
1.1 Общие положения по проектированию
1.1.1 Нагрузки и воздействия
1.1.2 Основные положения по расчетам
1.2 Моделирование расчетной схемы зданий с применением сталежелезобетона в системах автоматизированного проектирования
1.2.1 Общая последовательность построения расчетной схемы
1.2.2 Моделирование сталежелезобетонного перекрытия с профилированным настилом в составе расчетной схемы здания

1.2.3 Моделирование отдельных конструкций в расчетных комплексах
1.3 Материалы и номенклатура металлопродукции
1.3.1 Рекомендации по учету ползучести, усадки и образования трещин при назначении модуля деформации бетона
1.3.2 Расчет по линейным и нелинейным диаграммам работы стали и бетона
1.3.3 Номенклатура металлопродукции
2 Сталежелезобетонные плиты с профилированным настилом
2.1 Общие положения по проектированию
2.2 Общие положения по расчетам
3 Комбинированные балки
3.1 Расчеты
3.1.1 Балки обетонированные прямоугольного сечения
3.1.2 Балки обетонированные таврового сечения
3.1.3 Балки с опиранием плиты на нижний пояс
3.1.4 Расчет по образованию и раскрытию трещин
3.1.5 Расчет конструкции объединения железобетонной плиты и стальной балки
3.2 Моделирование в расчетных комплексах
3.2.1 Общие положения
3.2.2 Сечение балки
3.2.3 Расчет сечения балки по прочности
3.2.4 Расчет балки по трещиностойкости
4 Колонны с жесткой арматурой, обетонированные полностью
4.1 Расчеты
4.2 Моделирование в расчетных комплексах
4.2.1 Общие положения
4.2.2 Сечение колонны
4.2.3 Расчет сечения колонны по прочности
4.2.4 Расчет сечения колонны по трещиностойкости
4.2.5 Определение напряженно-деформированного состояния сечения колонны
5 Проектирование узлов и деталей сталежелезобетонных конструкций
5.1 Сцепление бетона и стали без дополнительных устройств
5.2 Стад-болты, гибкие уголковые и жесткие упоры
5.3 Узлы сопряжения стальных балок с колоннами с жесткой арматурой
6 Примеры расчета конструкций
6.1 Перекрытия с профилированным настилом
6.2 Комбинированные балки
6.2.1 Расчет балки прямоугольного сечения с жесткой арматурой из двутавра
6.2.2 Расчет балки таврового сечения с жесткой арматурой из двутавра
6.2.3 Расчет балки с опиранием плиты на нижний пояс
6.2.4 Расчет сдвиговых соединений
6.3 Колонны с жесткой арматурой малой гибкости
Список использованной литературы

---

Жанр: Сталежелезобетон, Стандарт организации

Поделиться в социальных сетях

Ещё записи из рубрики  «»

Основы расчета железобетона. 200 вопросов и ответов, стр. №19

100. Можно ли обеспечить прочность наклонных сечений при изгибе за счет одной поперечной арматуры?

Рис. 50

Ответить на этот вопрос легче всего, совместив на одной координатной оси эпюру моментов M от внешней нагрузки с эпюрой несущей способности поперечной арматуры Msw=qswc2/2. В трех, показанных на рис. 50, примерах – а) балка, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой, б) балка, нагруженная сосредоточенными силами и в) консоль, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой, – эпюры Msw врезаются в эпюры M. На этих участках (заштрихованные зоны) прочность сечений не обеспечивается. Если увеличить qsw, то парабола Msw станет более крутой, дефицит   прочности   уменьшится, но все равно останется. Таким образом, одна поперечная арматура, как бы много ее ни поставить, прочность наклонных сечений обеспечить не в состоянии – нужна продольная арматура.

101. Что такое короткие консоли?

Это консоли, которые удовлетворяют условию l1 ≤ 0,9h0, гдеl1 – расчетный вылет, h0 – рабочая высота. Обычно они представляют собой боковые выступы у колонн, служащие опорами балок, ригелей и тому подобных конструкций.

102. Как рассчитывают короткие консоли?

Короткие консоли испытывают воздействие больших поперечных сил при относительно небольших изгибающих моментах, поэтому их разрушение всегда происходит не по нормальным, а по наклонным сечениям. Опыты показали, что короткие консоли работают по схеме, близкой к работе кронштейна. Роль подкоса выполняет наклонная сжатая полоса (призма) бетона, а роль растянутой связи – растянутая арматура S (рис.51). Условие прочности призмы выводится из ее геометрии: N ≤ Nbu, где N = Q/sinq – продольное усилие в призме от внешней нагрузки,      Nbu= 0,8Rb blsup sinq jw – несущая способность призмы. Отсюда Q ≤ 0,8Rbblsupsin2q×jw. Здесь Q – нагрузка на консоль, b – ширина сечения призмы (колонны), lsupsinq – высота сечения (lsup – ширина площадки опирания балок или ригелей), 0,8 – коэффициент условий работы, jw ³ 1– коэффициент, учитывающий влияние поперечной арматуры Sw на повышение призменной прочности бетона (подобно сеткам косвенного армирования – см. вопрос 8).

Рис. 51, Рис. 52

Усилие в арматуре S можно определить из суммы проекций сил на горизонтальную ось, а можно – из суммы моментов сил относительно точки опирания подкоса (точка О на рис. 51). Нормы рекомендуют второй способ, тогда As = M/Rsh0, где M = Ql1 (здесь плечо l1 умышленно взято несколько больше проектной величины с учетом возможной неравномерности опорного давления балок, неточного их монтажа и соответствующего смещения равнодействующей силы Q). Арматура S должна быть надежно заанкерена по обе стороны от зоны опасных сечений (длина этой зоны, практически, равна l1)

Если условие прочности бетонной призмы не выполняется, то повышать класс бетона не следует – это отразится на стоимости всей колонны. Увеличение поперечного армирования дает ограниченный эффект. Поэтому лучше всего увеличить высоту консоли, что позволит увеличить угол q, т.е. уменьшить усилие в призме и увеличить площадь ее поперечного сечения. Если высота сечения консоли заведомо ограничена (архитектурными, технологическими или иными требованиями), применяют консоли с жесткой арматурой.

103. Как рассчитывают короткие консоли с жесткой арматурой?

Рассчитывают так же (рис. 52), как и с гибкой арматурой, только в роли подкоса используют наклонные стальные пластины П, соединенные на сварке с арматурными стержнями – растянутыми S и конструктивными (слабо сжатыми) S´. Усилия в пластине и в арматуре находят из решения силового треугольника: Nп = Q/sinq; Ns = Nпcosq. Пластины рассчитывают без учета продольного изгиба, поскольку бетон препятствует потере устойчивости. Расчетными также являются сварные швы, соединяющие пластины с арматурой.

3.3. Изгибаемые элементы

104. Что такое эпюра материалов и для чего ее строят?

У изгибаемого элемента (например, у балки) с постоянными по длине размерами сечения и армированием несущая способность на изгиб, равная Мu = Nbzb + N´szs (ее и называют эпюрой материалов, а иногда — эпюрой арматуры), изображается в виде прямоугольника. Если на той же оси построить эпюру моментов М от внешней нагрузки (например, от q), то видно, что эпюры М и Мu сближаются в середине пролета — здесь находится опасное сечение, которому соответствует минимальное отношение Мu /М. Чем ближе к опорам, тем больше отношение  Мu /M,    тем   больше запас прочности и тем менее эффективно используется продольная арматура (рис. 53,а). Отсюда напрашивается простое решение: доводить до опоры не всю арматуру S, а только ее часть S1, другую часть S2 оборвать в пролете. Тогда несущая способность нормальных сечений с арматурой S1 уменьшится до величины Мu1 (рис. 53,б).

Очевидно, что точки теоретического обрыва (ТТО) арматуры S2 располагаются на пересечении эпюры М с эпюрой Мu1, а расстояние а от опоры до ТТО определяется из равенства Мu1=M, где для данной схемы нагружения М = 0,5qa(l-a). Фактически же арматура S2 должна быть заведена за ТТО на длину не менее w (см. вопрос 105).

 Следует также помнить, что до опоры (точнее, за грань опоры) должно быть доведено не менее 2-х стержней арматуры S1 (при ширине элемента менее 150 мм допускается доводить один стержень).                     

Страницы:

Усиление изгибаемых элементов подведением жестких опор

1. Лекция 19

Усиление изгибаемых элементов
подведением жестких опор

2. Усиление изгибаемых элементов посредством дополнительных опор

Дополнительные опоры, вводимые в
существующую конструкцию, как правило,
изменяют конструктивную схему элемента и,
соответственно, статическую и расчетную
схемы.
Дополнительные опоры могут быть
жесткими (недеформируемыми) и упругими.

3. Дополнительные жесткие опоры

Этот способ позволяет увеличить первоначальную
несущую способность конструкции в 2-3 раза и может быть
использован при усилении балок перекрытий, ригелей, рам.
Новые дополнительные опоры устраиваются в пролетах
усиливаемых изгибаемых элементов, последние начинают
работать с уменьшенным пролетом.
Дополнительные опоры, как правило, выполняются в виде
одиночных подведенных колонн, имеющих самостоятельные
фундаменты. Фундаменты должны иметь минимум осадки, для
чего производят предварительное обжатие грунта. Это обжатие
должно быть не менее будущей расчетной нагрузки.
При плохих грунтах (влажные, пластические, глиняные)
необходимо развивать подошву или устраивать песчанощебеночную подушку.
1
1
5
2
3
4
3
2
4
1.
2.
3.
4.
5.
усиливаемая конструкция,
дополнительная жесткая опора,
существующие стойки,
песчано-щебеночная подушка,
Подбетонка
1. усиливаемая конструкция,
2. Подведенная раскосная
жесткая опора,
3. Существующая опора,
4. охватывающий хомут
Рис. Примеры жестких опор. а) подведенная жесткая
опора, б) подведенная раскосная опора.
3
5
6
4
1
3
1
5
6
5
2
Рис.1 Опора в виде
железобетонной подвески
Рис.2. Узел соединения опоры с разгружаемым изгибаемым элементом
1. Существующая конструкция (балка),
2. Подводимая дополнительная опора (колонна),
3. Сварка стержней балки и дополнительных стержней опоры,
4. Участок балки, где скалывается бетон и открывается арматура,
5. Участок, бетонируемый на расширяющемся бетоне,
6. Привариваемые соединительные стержни

6. Особенности расчета и конструирования жестких опор

1.
2.
3.
Расчет самих дополнительных опор не вызывает
затруднений. Они работают на внецентренное сжатие .
Усиливаемые элементы (балки) изменяют
первоначальную конструктивную схему, поэтому при
проектировании усилений жесткими опорами
необходимо, чтобы новая эпюра расчетных изгибающих
моментов, получающихся в результате работы
конструкций по измененной статической схеме, нигде не
выходила за пределы эпюры «М», построенной по
наличной арматуре этого элемента.
Это условие возможно, т. к. подводка новых опор
производится под деформированную и уже напряженную
конструкцию.
Эти начальные усилия должны быть выбраны так,
чтобы после подведения опор и загрузки усиленных
элементов новой увеличенной нагрузкой не вызвать в
последних изгибающих элементах противоположного знака, а
в пролетах не превзойти величин начальных усилий.
Не существует единой методики решения этой задачи.
Общие подходы решения задач.
— пробные промежуточные расчеты,
— метод последовательных приближений.
Строят эпюры изгибающих моментов по площадям
фактических арматур по формуле
М = RsAsZb
Построение такой эпюры просто, если имеются рабочие
чертежи усиливаемых элементов. Если чертежей нет, то
необходимо вскрытие арматуры путем пробивки поперечных
бороздок до арматуры через 0,7-1,5 м вдоль конструкции.
Строится расчетная эпюра М при работе усиливаемой
конструкции по новой схеме с дополнительными опорами и
возросшей нагрузкой.
Мпр
Эпюра материалов
—
As
h
h0
A’s
ц.т.As
+
Новая эпюра моментов
Мпр = RsAsZb
Zb =ηh0
Моп = RsAsZb1
Zb1 = ηh0

Железобетонные конструкции. II часть. Бушков В.А. 1941 | Библиотека: книги по архитектуре и строительству

Предисловие

Раздел I. Изгиб и скалывание при изгибе

Глава I. Конструкции, работающие на изгиб и скалывание при изгибе. Плоские покрытия и перекрытия

Глава II. Статический расчет изгибаемых элементов железобетонных конструкций
1. Предварительные сведения
2. Расчет балочных плит
3. Расчет плит, опертых по контуру (плиты с перекрестной арматурой)
4. Расчет балок

Глава III. Работа балки на изгиб. Три стадии напряженности

Глава IV. Расчет прочности балок на изгиб

A. Прямоугольная балка или плита с одиночной арматурой
1. Формулы для определения M_p и плеча пары внутренних сил z
2. Опытная проверка расчетной формулы M_p
3. Предельные значения процента армирования балок
4. Оптимальный процент армирования прямоугольных балок и плит
5. Таблицы для расчета плит и балок прямоугольного сечения с одиночной арматурой
6. Примеры расчета прямоугольных сечений балок с одиночной арматурой

Б. Прямоугольная балка или плита с двойной арматурой
1. Формулы для определения M_p
2. Армирование при различном соотношении площадей сжатой и растянутой арматуры. Армирование при условии min (F_a + F’_a)
3. Примеры расчета плит и балок с двойной арматурой

B. Балка таврового сечения
1. Работа тавровой балки на изгиб
2. Наименьший процент армирования растянутой зоны балок таврового сечения
3. Расчет балок таврового сечения на отрицательный момент
4. Расчет балок таврового сечения на положительный момент
5. Выбор высоты балок таврового сечения
6. Примеры расчета балок таврового сечения

Глава V. Расчет и конструирование арматуры плит перекрытий (балочные плиты и плиты, опертые по контуру)
1. Конструктивные указания по проектированию балочных плит и плит, опертых по контуру
2. Пример расчета и конструирования балочных плит ребристого перекрытия
3. Пример расчета и конструирования плиты кессонного перекрытия

Глава VI. Расчет изгибаемых элементов, на поперечную силу
1. Работа балок при поперечном срезе по данным опытов
2. Скалывающие напряжения и главные напряжения в балке
3. Расчетные эпюры σ_гл = τ вдоль балки
4. Оценка по эпюре σ_гл = σ сопротивляемости балки главным растягивающим напряжениям. Распределение эпюры на части с передачей их на продольную арматуру, хомуты и косые стержни
5. Расчет и конструирование хомутов
6. Расчет и конструирование отогнутой арматуры
7. Эпюра арматуры. Прочность балки по нормальным и косым сечениям

Глава VII. Расчет и конструирование балок по изгибу и поперечному срезу
1. Конструктивные указания по проектированию балок
2. Пример расчета и конструирования однопролетных свободно лежащих балок с равномерно распределенной нагрузкой
3. Пример расчета и конструирования однопролетных свободно лежащих балок под действием сосредоточенных сил
4. Пример расчета и конструирования неразрезных балок ребристого перекрытия
5. Применение вутов в неразрезных балках ребристого перекрытия

Глава VIII. Консоли, их расчет и конструирование
1. Примеры применения консолей в строительстве
2. Расчет и конструирование консолей с большим вылетом
3. Расчет и конструирование коротких консолей

Глава IX. Расчет изгибаемых элементов, к которым предъявляются требования непроницаемости бетона
1. Изгибаемые элементы с обыкновенной арматурой и с арматурой, имеющей предварительное натяжение

А. Расчет на изгиб бетонных неармированных балок
2. Расчет бетонных неармированных балок на изгиб по ТУ и Н проектирования бетонных конструкций (ОСТ 90040—39)
3. Расчет бетонных неармированных балок на изгиб по стадии напряженности IIa

Б. Расчет на изгиб железобетонных балок с обыкновенной арматурой
4. Расчет железобетонных балок на изгиб по стадии напряженности I
5. Расчет на изгиб железобетонных балок прямоугольного сечения с одиночной или с двойной арматурой по стадии напряженности IIa
6. Расчет на изгиб железобетонных балок прямоугольного сечения по стадии напряженности IIb
7. Примеры расчета и сопоставление различных приемов расчета

В. Расчет на изгиб балок с предварительно напряженной арматурой
8. Определение M_m для балок прямоугольного сечения с двойной арматурой, имеющей предварительное натяжение
9. Определение M_m для балок прямоугольного сечения с одиночной или двойной арматурой, часть стержней которой имеет предварительное натяжение
10. Потеря арматурой первоначального (монтажного) напряжения
11. Сравнение результатов расчета по выведенным формулам с опытными данными для железобетонных балок прямоугольного сечения с одиночной арматурой, имеющей предварительное натяжение
12. Графики и таблицы для расчета M_m. Примеры расчёта на изгиб балок с предварительно напряженной арматурой
13. Расчет на положительный момент балок таврового сечения с арматурой, имеющей предварительное натяжение

Раздел II. Осевое и внецентренное сжатие

Глава X. Элементы железобетонных конструкций, работающие на осевое и внецентренное сжатие (колонны и стойки, рамные и арочные конструкции)
1. Общие сведения
2. Конструкции, работающие на осевое и внецентренное сжатие

Глава XI. Осевое сжатие

А. Колонны с продольной арматурой и обыкновенными хомутами
1. Расчет коротких колонн с продольной арматурой и обыкновенными хомутами
2. Конструктивные указания по проектированию на осевое сжатие колонн с продольной арматурой и обыкновенными хомутами
3. Продольный изгиб и его учет в расчетах прочности колонн
4. Примеры расчета колонн на осевое сжатие с продольной арматурой и обыкновенными хомутами

Б. Колонны со спиральной арматурой
5. Расчетные формулы и их обоснование
6. Конструктивные указания по проектированию «бетона в обойме»
7. Примеры расчета и конструирования колонн со спиральной арматурой («бетона в обойме»)

Глава XII. Внецентренное сжатие колонн и стоек прямоугольного сечения с продольной арматурой и обыкновенными хомутами
1. Общие предпосылки к расчету внецентренно сжатых сечений. Принятые обозначения
2. Расчетные формулы для первого случая внецентренного сжатия
3. Расчетные формулы для второго случая внецентренного сжатия
4. Указания по конструированию и расчету внецентренно сжатых элементов
5. Учет гибкости колонн и стоек при расчете их на внецентренное сжатие
6. Примеры подбора сечений внецентренно сжатых элементов
7. Расчет на внецентренное сжатие элементов таврового сечения
8. Расчет на внецентренное сжатие при соблюдении требования непроницаемости бетона

Раздел III. Осевое и внецентренное растяжение

Глава XIII. Элементы конструкций, работающие на осевое и внецентренное растяжение

Глава XIV. Осевое растяжение
1. Расчет прочности при осевом растяжении
2. Расчет, обеспечивающий требование непроницаемости бетона
3. Мероприятия, предотвращающие образование волосных трещин в бетоне растянутых элементов конструкции

Глава XV. Внецентренное растяжение
1. Первый случай внецентреиного растяжения
2. Второй случай внецентреиного растяжения
3. Примеры расчета сечений на внецентренное растяжение
4. Расчет на внецентренное растяжение при соблюдении требования непроницаемости бетона

Раздел IV. Кручение в железобетоне

Глава XVI. Опыты и расчеты
1. Возникновение крутящих моментов в элементах конструкции и учет их в расчетах
2. Кручение бетонных круглых цилиндрических образцов. Определение σ_гл = τ_кр. Опытные данные
3. Кручение бетонных элементов прямоугольного сечения. Определение σ_гл = τ_кр
4. Армирование железобетонных элементов при кручении. Расчетные формулы. Пример расчета
5. Опытные данные при кручении армированных образцов
6. Совместное действие кручения и изгиба

Приложения

Приложение 1. Таблицы для статического расчета железобетонных конструкций
A. Таблица для расчета на изгиб плит, опертых по контуру, при сплошной равномерно распределенной нагрузке q
Б. Таблица М и Q для неразрезных балок с равными пролетами и постоянного сечения при равномерной постоянной нагрузке g и временной p
B. Таблица М и Q для неразрезных балок с равными пролетами и постоянного сечения при сосредоточенной нагрузке: постоянной G и временной P
Г. Таблица пролетных и опорных моментов и поперечных сил в опорных сечениях неразрезных балок с равными пролетами    
Д. Таблица опорных моментов для неразрезных балок с равными пролетами и постоянного сечения при любых нагрузках, симметричных по отношению к пролету. Концы балок могут быть свободно положены на опоры (схема I) или жестко заделаны в опорах (схема II)
Е. Таблица грузовых коэфициентов s балок с симметричной нагрузкой
Ж. Таблица моментов, поперечных сил и эквивалентных по моменту нагрузок для свободно лежащих балок
З. Таблица моментов в равнопролетной балке на упруго вращающихся опорах

Приложение 2. Таблицы и графики для расчета элементов железобетонных конструкций
Iа. Таблица круглого железа
I6. Таблица площадей арматуры в 1 пог. м плиты при различном расстоянии между стержнями
II. Таблица для расчета на изгиб плит и балок прямоугольного сечения с одиночной арматурой
III. Таблица для подбора прямоугольных сечений с одиночной арматурой
IV. График для расчета прямоугольных сечений на изгиб
V. Таблица для подбора сечений на изгиб с одиночной или двойной арматурой и на внецентренное сжатие и растяжение
VI. а, б, в, г, д. Графики расчета M_m для балок прямоугольного сечения с одиночной арматурой
VII. Таблица для подбора внецентренно сжатых прямоугольных сечений с двойной симметричной арматурой
VIII. График значении n₁ = N_p / R_ubh в зависимости от c₀ = e₀ / h и σ₁ = α’₁ = σ_mF_α / R_ubh при внецентренном сжатии прямоугольных сечении с двойной симметричной арматурой при δ¹ = 0,08
IX. График для расчета внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения (δ₁ = δ’₁ = 0,08)
X. а, б. Графики для расчета внецентреьно сжатых прямоугольных сечений с двойной симметричной арматурой
XI. График для определения моментов инерции тавровых сечений
XII. График для определения коэфициента m при расчете внецентренно сжатых сечений с учетом гибкости элемента
XIIIa. Таблица для расчета на изгиб балок прямоугольного сечения с предварительно напряженной арматурой. Марка бетона 250 кг/см²
XIIIб. То же. Марка бетона 300 кг/см²
XIIIв. То же. Марка бетона 350 кг/см²

Приложение 3. Принятые обозначения

Приложение 4. Свод формул и правил расчета и конструирования железобетонных элементов

Предисловие

Современный курс железобетонных конструкций, отражая с максимальной полнотой достижения в области теории железобетона, должен также достаточно удовлетворять запросам практики.

Совершенно очевидно также, что в курсе должна быть дана и перспектива развития теории и практики железобетона.

Автор не считает, что в этой книге с достаточной полнотой получили разрешение перечисленные выше задачи. Материал, использованный при написании данной второй части курса, настолько обширен, многообразен и по существу нов, что некоторые положения, приведенные в курсе, нуждаются еще в серьезной дополнительной теоретической и экспериментальной проверке.

Насущные потребности текущей учебной и производственной практики однако столь важны и неотложны, что автор не счел возможным откладывать написание курса впредь до окончания разработки этих положений.

Все указания и пожелания читателей, касающиеся улучшения качества книги, будут приняты автором с благодарностью и учтены при переиздании книги.

Вторая часть курса, в которой излагаются расчет и конструирование элементов железобетонных конструкций, построена на базе действующих ТУ и Н 1939 г. (ОСТ 90003—38). Применительно к этим нормам, с использованием теоретического и экспериментального материала ЦНИПС и других научно-исследовательских организаций, нашей и иностранной технической литературы, а также личных исследований автора построено изложение курса.

При составлении курса была также учтена «Инструкция по применению норм и технических условий проектирования железобетонных конструкций», которая разрабатывалась во время написания книги.

Расположение материала в книге, трактующей о сопротивляемости железобетонных элементов при различном воздействии усилий, соответствует в основном обычно принятому расположению материала в курсе сопротивления материалов.

Раздел I курса излагает сопротивляемость железобетона изгибу и скалыванию при изгибе; здесь же приведены данные по расчету и конструированию таких элементов.

В разделе II рассмотрены вопросы расчета и конструирования элементов, работающих на осевое и внецентренное сжатие. 

В раздел III вошли главы, посвященные осевому и внецентренному растяжению.

Раздел IV посвящен вопросам расчета и конструирования при наличии кручения в элементах конструкции.

Все изложение теоретических вопросов сопровождается примерами расчета и конструирования. Для облегчения расчетов даются графики и таблицы.

Каждому разделу предшествует обзор применяемых в практике конструкций.

Одним из недочетов новых норм является отсутствие в них указаний по расчету изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов, к которым предъявляются требования непроницаемости бетона. Этот пробел устранен в курсе. Все указания по этим расчетам, сопровождаемые графиками, таблицами и примерами практического применения, изложены достаточно полно. Кроме того уделено внимание расчету изгибаемых элементов с предварительно напряженной арматурой.

В заключение автор считает своим долгом принести глубокую благодарность доктору технических наук проф. В.М. Келдыш за его ценные указания при написании книги и при ее рецензировании, а также доктору технических наук проф. А.А. Гвоздеву за его ценные замечания при рецензировании книги.

Проф. В. Бушков

Страница не найдена

Алмазное бурение в Хабаровске и Владивостоке

— Мокрое или сухое бурение отверстий в железобетоне
— Отверстия под вентиляцию
— Отверстия под трубы отопления и канализацию
— Отверстия под водопроводные трубы
— Отверстия под электрокабели и анкера
— Чистовое сверление отверстий без пыли, без грязи, без ударно

Алмазное бурение

Алмазная резка бетона

Область применения:
— Резка ручными и стенорезными машинами железобетона
— Алмазная резка оконных и дверных проемов
— Коррекция железобетона, исправление брака
— Швы, штробы, шлифовка пола и стен
— Резка за подлицо с полом и стеной
— Коррекция лестничных маршей

Алмазная резка канатной машиной

Область применения:
— Резка проемов в железобетонных стенах перекрытиях
— Резка в потай под фундамент оборудования
— Коррекция бетона, резка строительных конструкций
— Резка толстостенного металла, труб, ДОТов, бомбоубежищ, кораблей
— Резка бетона и металла под водой

Алмазная резка канатной машиной

Сканирование бетона

— Поиск арматуры
— Сканирование проводки
— Сканер указывает точное место,
глубину и диаметр арматуры.

Поиск арматуры

Хим анкера

— Монтаж анкеров
— Монтаж Выпусков
— Усиление конструкций
— Сращивание нового и старого бетона
— Монтаж анкеров под оборудование и ограждения

Аренда и продажа

инструментов и

расходных

материалов

На Выгодных

условия

Телеинспекция (видеодиагностика)

Область применения:
— осмотр состояния вент-каналов, вент-шахт, канализации, скважин, внутридомовых коммуникаций
— определение причины и места порыва или засора труб
— выявление несанкционированной врезки в трубопроводы
— проверка качества соединений и сварных швов при монтаже коммуникаций
— демонстрация заказчику результатов очистки или обработки труб

Телеинспеция

Гидродинамическая очистка

— химическая очистка котлов
— очистка теплообменных аппаратов
— очистка трубопроводов
— очистка металлических и других поверхностей

Вентиляция

Вентиляция для дома и офиса

— от вытяжных вентиляторов до рекуператоров
— КИВ 125 — микроклимат в Вашем доме
— бризер ТИОН О² с тремя ступенями очистки воздуха
— монтаж за 1 час в любое время года, без пыли и грязи

Вентиляция для дома и офиса

Металлоусиление проемов

— укрепление проема швеллером
— усиление проема уголком
— сложное усилене проема
— комбинированное усиление проема

Металлоусиление проемов

Расчет жесткости на изгиб короткой балки из железобетона, усиленной углепластиком

На основе испытаний на изгиб семи коротких железобетонных балок, усиленных полимером, армированным углеродным волокном (углепластик), кривые жесткости на изгиб всего процесса коротких балок усилены углепластиком. Проанализирован закон изменения кривой жесткости на изгиб короткой балки в процессе нагружения. На основе разумных расчетных предположений был предложен метод расчета жесткости на изгиб коротких железобетонных балок, укрепленных листами углепластика в процессе всего процесса нагружения.Сравнение расчетного значения с испытательным значением жесткости на изгиб показало, что метод расчета жесткости на изгиб является разумным и имеет высокую точность расчета. Этот метод расчета можно использовать не только для расчета жесткости на изгиб коротких железобетонных балок, усиленных листами из углепластика, но и для расчета жесткости на изгиб обычных коротких железобетонных балок. Метод расчета в этой статье может обеспечить теоретическую основу для расчета деформации железобетонных коротких балок, усиленных листами из углепластика.

1. Введение

В Китае большое количество строительных конструкций было повреждено или разрушено из-за ущерба, нанесенного стихийными бедствиями, такими как землетрясение, увеличение эксплуатационной нагрузки, длительное время строительства или более низкий исходный стандарт проектирования. Необходимо усилить и реконструировать существующее инженерное сооружение. В существующей инженерной конструкции есть разновидность балки с простой опорой, отношение высоты пролета которой составляет от 2 до 5, которая называется короткой балкой.Короткая балка — распространенный горизонтальный компонент существующего инженерного сооружения. Он не только широко используется в строительстве, но также широко применяется в гидротехнике, портовом строительстве, железной дороге, шоссе, городском строительстве и других областях [1]. Из-за небольшого отношения высоты пролета короткая балка имеет большую несущую способность. Разрушение железобетонной короткой балки относится к сильному хрупкому разрушению. Чтобы улучшить пластичность и несущую способность коротких железобетонных балок, это может быть реализовано путем добавления определенного количества короткого волокна или армирования из армированного волокном полимера (FRP).Стальные волокна, полипропиленовые волокна и волокна из поливинилового спирта — это короткие волокна, которые необходимо добавить. Этот метод часто используется в новой структуре [2–4]. FRP больше подходит для армирования существующих железобетонных конструкций. Среди обычно используемых материалов FRP, материал CFRP имеет лучшие характеристики и чаще всего используется для структурного упрочнения [5].

Ученые в стране и за рубежом провели много экспериментальных и теоретических исследований поведения при изгибе неглубоких железобетонных балок, усиленных материалами из стеклопластика, и достигли многих результатов исследований [6–10].В существующей литературе имеется множество исследований по методу расчета несущей способности балок, усиленных углепластиком [11–15]. В существующей литературе имеется мало исследований жесткости балок, усиленных углепластиком [16–18]. В существующей литературе объектом исследования жесткости на изгиб является в основном железобетонная балка неглубокого заложения [19–21]. В существующей литературе часто используется метод анализа жесткости [22]. Полученная формула расчета жесткости громоздка или требует обсуждения [23–25].Стадия напряжения в существующей литературе — это стадия, предшествующая текучести стальных стержней, а жесткость после текучести стальных стержней не изучалась. Ввиду важности жесткости балки для расчета деформации и отсутствия текущих исследований, основанных на методе эффективного момента инерции, в этой статье дополнительно обсуждается метод расчета кратковременной жесткости железобетонных коротких балок, усиленных углеродным волокном. листов в течение всего процесса загрузки.

Для изучения жесткости на изгиб коротких железобетонных балок, усиленных листами из углепластика, установлено выражение жесткости на изгиб, соответствующее выражению обычных железобетонных балок. В этой статье влияние слоев углепластика, класса прочности бетона и коэффициента продольного армирования на жесткость при изгибе железобетонных коротких балок изучается через 7 элементов. В данной статье предложена формула расчета жесткости на изгиб для коротких железобетонных балок, усиленных листами углепластика, и обычных коротких железобетонных балок.

2. Экспериментальная программа

В этом эксперименте было разработано семь лучей. Поперечное сечение балок составляло 150 мм в ширину и 500 мм в высоту. Пролет в свету составлял 2000 мм с коэффициентом пролета 4. Геометрические размеры и усиление балок показаны на рисунке 1. Одна балка была обычной короткой балкой RC без листов углепластика, а остальные были короткими балками RC с листами углепластика. Как показано на Рисунке 2, листы углепластика были наклеены на дно балки для повышения прочности на изгиб, а две полосы листа углепластика шириной 100 мм были установлены в зоне сдвига при изгибе с каждой стороны, чтобы предотвратить возникновение отслоений на концах.Подробные расчетные параметры балок показаны в таблице 1. Измеренный модуль упругости листа углепластика составил 246 ГПа, предел прочности при растяжении составил 3512 МПа, толщина составила 0,167 мм, а относительное удлинение составило 1,71%. Измеренные механические свойства бетона и арматуры показаны в таблицах 2 и 3.

№ Балки ID Слои листов CFRP Прочность бетона Армирование соотношение (%) 1 B-0-30-4 0 C30 0.42 2 B-1-30-4 1 C30 0,42 3 B-2-30-4 2 C30 0,42 4 B-1-20-4 1 C20 0,42 5 B-1-40-4 1 C40 0,42 6 Б-1-30-6 1 С30 0.60 7 B-1-30-8 1 C30 0,82

Внутренний диаметр балки Прочность бетона Модуль упругости (МПа) Прочность куба (МПа) Прочность на осевое сжатие (МПа) Прочность на растяжение (МПа) B-0-30-4 32.95 22,67 1,72 16073,9 B-1-30-4 38,11 32,62 2,40 23023,6 B-2-30-4 36,38 29,63 2,11 20325,7 B-1-20-4 35,60 26,67 2,06 19490,8 B-1-40-4 43,85 38,37 2,69 24078.7 B-1-30-6 35,49 21,91 1,82 20898,2 B-1-30-8 32,18 23,59 2,00 16495,0

Марка арматуры Диаметр (мм) Предел текучести (МПа) Предел прочности (МПа) Модуль упругости (ГПа) HRB400 8 418 642 200 10 411 641 200 12 520 616 200 14 421 543 200

Моното Испытания на статическую нагрузку проводились для всех балок.Измеряются деформация бетона, прогиб, наклон и несущая способность балок. Расположение испытательного нагрузочного и измерительного оборудования показано на рисунке 3. Деформации бетона в зоне сжатия, зоне растяжения и диапазоне высоты балки чистого пролета изгиба были измерены с помощью тензодатчиков формы. Датчики смещения деформационного типа располагались в верхней части опоры, в нижней части точки нагружения и в середине пролета для измерения прогиба. Десять инклинометров были размещены с интервалом 25 мм на вершине балки для измерения угла поворота вершины балки.Все данные испытаний были собраны прибором для сбора данных.

Растрескивающая нагрузка, нагрузка текучести и предельная нагрузка 7 образцов, измеренные в ходе испытания, перечислены в таблице 4. Виды разрушения усиленных балок из углепластика включают три режима: первое разрушение углепластика при растяжении, первое разрушение бетона при раздавливании. , и почти одновременное разрушение границ обоих. Конкретные виды отказов также перечислены в Таблице 4.

ID балки Растрескивающая нагрузка (кН) Нагрузка (кН) Предельная нагрузка (кН) Режим отказа Б-0-30-4 66.5 153,0 223,0 Вид разрушения подходящей усиленной балки B-1-30-4 100,0 188,9 282,0 Лист углепластика вытянут B-2-30- 4 98,0 190,3 355,0 Граничное нарушение B-1-20-4 83,0 154,4 283,0 Лист углепластика вытянут B-1-40-4 115.0 170,5 303,0 Лист углепластика вытянут B-1-30-6 82,5 294,8 358,9 Бетон дробленый B-1-30-8 92,0 325,0 371,4 Бетон дробленый

Значения кривизны и жесткости для чистого изгибаемого участка балки при различных изгибающих моментах были рассчитаны по уравнениям (1) и (2) .Все кривые изгибающего момента-кривизны и кривые изгибающего момента-жесткости показаны на рисунках 4–10. Где — радиус кривизны; — средняя деформация бетона в зоне сжатия сечения чистого изгиба; — средняя деформация бетона в зоне растяжения участка чистого изгиба; — среднее расстояние между тензодатчиком в зоне сжатия и зоной растяжения участка чистого изгиба; модуль упругости бетона; — момент инерции балки; и — изгибающий момент промежуточной секции.

Общие характеристики кривых изгибающего момента-кривизны и изгибающего момента-жесткости показаны на рисунках 11 и 12 соответственно. Кривые делятся на три стадии по моменту растрескивания, податливому моменту и предельному изгибающему моменту: (1) Стадия предварительного растрескивания бетона: кривизна линейная, а линейный наклон — максимальное значение. В целом жесткость — это постоянная величина. Однако измеренная жесткость на изгиб сильно меняется из-за небольшой кривизны на этом этапе, на которую влияет точность тензодатчика, и будут небольшие колебания кривизны.Из формулы (2) видно, что небольшое колебание кривизны вызовет большое колебание жесткости на изгиб. Следовательно, значение жесткости на изгиб, близкое к нагрузке на растрескивание, должно приниматься как фиксированное значение на этой стадии, насколько это возможно. (2) Стадия растрескивания бетона до текучести стали: кривизна приблизительно линейна, наклон уменьшается, и жесткость резко снижается. На этом этапе представлено нелинейное регулирование. (3) Этап доведения стали до предельного несущего состояния: кривизна также приблизительно линейна, а наклон и жесткость непрерывно уменьшаются.На этом этапе также представлено регулирование нелинейного изменения.

3. Расчет жесткости на изгиб

3.1. Расчетное предположение

Есть три допущения для расчета жесткости на изгиб: Бетон эластичен на стадии предварительного образования трещин. На стадии растрескивания бетона до предела текучести деформация сжатия бетона меньше, чем пиковая деформация. Бетон считается линейно упругим материалом, а растяжимый стальной стержень остается упругим.Взаимосвязь напряжения и деформации соответствует закону Гука. Предполагается, что средняя деформация сечения балки соответствует предположению о плоском сечении. Коэффициент коррекции плеча внутренней силы учитывается для короткой балки, и метод расчета соответствует справочному [16]. Сопротивление бетона растяжению в зоне растяжения участка растрескивания не учитывается. Основное допущение на стадии выхода стали до предельного подшипникового состояния соответствует [16].

3.2. Расчет стадии предварительного растрескивания

На этой стадии, поскольку бетон еще не растрескался, стальной стержень и лист углепластика могут быть эквивалентны бетону в соответствии с теорией упругости. Итак, установлены уравнения расчета параметров сечения балки.

Высота нейтральной оси от края бетона в зоне сжатия и момент инерции сечения могут быть рассчитаны по следующим двум уравнениям: где, и — ширина балки, высота и расстояние от точки совместного действия растягивать стальные стержни до обжимной кромки балки соответственно.и — площади сечения стального прутка и листа углепластика соответственно. — отношение модуля упругости стального стержня к модулю упругости бетона. представляет собой отношение модуля упругости листа углепластика к модулю упругости бетона. , и — модули упругости стального стержня, бетона и листа углепластика соответственно. — момент инерции сечения балки без трещин.

Таким образом, жесткость на изгиб сечения балки без трещин рассчитывается по следующему уравнению:

Момент растрескивания рассчитывается с использованием следующего уравнения: где — предел прочности бетона на растяжение, а — пластический коэффициент момента сопротивления сечения.Значение 1,75 относится к обычной балке RC.

3.3. Расчет трещин в бетоне до текучей стали

Предполагается, что бетон в зоне сжатия представляет собой линейно-упругий материал, и диаграмма сил в поперечном сечении на этом этапе показана на рисунке 13. C — результирующая сила компрессионного бетона. и — растягивающее напряжение и площадь стальных стержней соответственно. и — растягивающее напряжение и эффективная площадь листов углепластика. — это реальная площадь листа углепластика, умноженная на коэффициент уменьшения толщины.Значение определяется согласно китайской спецификации GB50367-2013 [26].

Когда сталь поддается растяжению, уравнения (7) и (8) могут быть получены в соответствии с условием равновесия силы. Где, и — пределы текучести стального стержня, сжимающее напряжение бетона и высота зоны сжатия бетона соответственно.

Предел текучести стального стержня известен из. Как показано в уравнениях (9) и (10), деформация бетона и деформация листа углепластика могут быть получены из аналогичного треугольного отношения деформации.

Уравнения (9) и (10) подставляются в уравнение (8) для получения следующего уравнения:

Высота зоны сжатия может быть получена путем решения уравнения (11), а затем изгибающий момент текучести получается как следующим образом:

Когда сталь деформируется, момент инерции секции с трещиной можно рассчитать по следующему уравнению:

Момент инерции секции с трещиной — это минимальный момент инерции каждой секции вдоль оси компонента.Жесткость участка с трещиной рассчитывается по следующему уравнению:

На этом этапе значение средней жесткости участка — это значение между и, которое уменьшается с увеличением изгибающего момента.

Для обычной железобетонной балки в соответствии со стандартами США ACI318-05 [27] эффективная жесткость секции балки на стадии нормальной эксплуатации рассчитывается по следующему уравнению:

Согласно данным испытаний изгибающего момента — Кривая жесткости на изгиб в этом эксперименте, уравнение жесткости на изгиб для коротких балок RC, усиленных листом из углепластика, получено с использованием метода нелинейной регрессии.

Когда изгибающий момент является изгибающим моментом текучести, расчетная жесткость текучести балки рассчитывается с использованием следующего уравнения:

3.4. Расчет продольных стержней после текучести

В этом эксперименте наблюдаются два режима разрушения при изгибе, такие как разрушение листа углепластика и раздавливание бетона. Два теоретических уравнения для расчета способности к изгибу в соответствующих режимах отказа были установлены в литературе [16]. Метод расчета в этой статье такой же, как и в [16].Уравнения (18) и (19) представляют собой расчетные уравнения кривизны сечения соответственно.

Для разрушения листа углепластика:

Для дробления бетона:

В предельно несущем состоянии жесткость на изгиб рассчитывается по следующему уравнению:

На этом этапе определяется значение жесткости на изгиб секции балки. — значение между и и уменьшается с увеличением изгибающего момента. По экспериментальным данным по изгибающему моменту-изгибной жесткости принят метод нелинейной регрессии для получения расчетного уравнения изгибной жесткости железобетонных балок, армированных листом углепластика, на стадии текучести стали до предельного несущего состояния.

Когда изгибающий момент равен изгибающему моменту текучести, жесткость балки на изгиб рассчитывается с использованием следующего уравнения:

4. Сравнение расчетных и экспериментальных данных

Испытательные и расчетные значения трещин, текучести и Максимальный изгибающий момент показан в таблице 5. Отношение в таблице представляет собой расчетное значение, деленное на значение испытания. Средние значения отношения растрескивания, текучести и предельного изгибающего момента составляют 1,148, 0,996 и 1.007 соответственно. Коэффициент вариации отношения растрескивания, текучести и предельного изгибающего момента составляет 0,061, 0,059 и 0,028 соответственно.

Co отклонения ID балки Exp. Кал. Коэффициент Exp. Кал. Коэффициент Exp. Кал. Соотношение B-0-30-4 22.17 21,24 1,044 50,99 152,51 0,971 74,33 71,73 1,036 B-1-30-4 33,33 28,91 1,153 62,95 59,77 1,053 94,00 95,62 0,983 B-2-30-4 32,67 26,13 1,250 63,42 65,97 0.961 118,33 114,24 1,036 B-1-20-4 27,67 25,27 1,095 51,47 59,41 0,866 94,33 93,59 1,008 900 B-1-40-4 38,33 32,25 1,188 56,82 59,89 0,949 101,00 97,93 1,031 B-1-30-6 27 .50 22,98 1,196 98,26 102,86 0,955 119,63 120,48 0,993 B-1-30-8 30,67 27,63 1,110 108,33 900 107,53 1,008 123,80 128,48 0,964 Среднее значение 30,33 26,34 1,148 70,32 86,85 0.966 103,63 103,15 1,007 Среднеквадратичное отклонение 5,17 3,69 0,070 23,23 35,69 0,057 17,91 19,27 0,029 0,17 0,14 0,061 0,33 0,41 0,059 0,17 0,19 0,028

обозначает трещинный момент.обозначает момент текучести. обозначает конечный момент.

Испытательные и расчетные значения трещин, текучести и предельной кривизны показаны в таблице 6. Отношение в таблице представляет собой расчетное значение, деленное на значение теста. Средние значения отношения растрескивания, текучести и предельной кривизны составляют 1,003, 0,949 и 0,994 соответственно. Коэффициенты вариации отношения растрескивания, текучести и предельной кривизны составляют 0,097, 0,158 и 0,139 соответственно.

отклонение ID балки Exp. Кал. Коэффициент Exp. Кал. Коэффициент Exp. Кал. Соотношение B-0-30-4 9.98 8.94 1.116 0.592 0.553 1.071 4.965 4.363 1.138 Б-1-30-4 6,71 7,45 0,900 0,640 0.532 1,203 3,313 3,328 0,995 B-2-30-4 8,82 7,70 1,144 0,568 0,593 0,958 4,302 3,506 1,210 B-1-20-4 7,52 7,66 0,982 0,453 0,578 0,784 3,367 3,391 0,993 B-1-40-4 7.29 8,10 0,900 0,401 0,468 0,857 2,970 3,308 0,898 B-1-30-6 7,68 7,50 1,024 0,673 0,833 0,808 2,442 2,976 0,821 B-1-30-8 10,60 11,10 0,955 0,753 0,783 0.962 2,686 2,971 0,904 Среднее значение 8,37 8,35 1,003 0,580 0,62 0,949 3,44 3,41 0,994 1,47 1,32 0,098 0,120 0,14 0,150 0,90 0,47 0,138 Коэффициент вариации 0.18 0,16 0,097 0,210 0,22 0,158 0,26 0,14 0,139

кривизна трещин. кривизна текучести. предельная кривизна.

Испытательные и расчетные значения трещин, текучести и предельной жесткости на изгиб показаны в таблице 7. Отношение в таблице представляет собой расчетное значение, деленное на значение теста.Средние значения отношения растрескивания, текучести и предельной жесткости при изгибе составляют 1,154, 1,035 и 1,029 соответственно. Коэффициент вариации отношения растрескивания, текучести и предельной жесткости при изгибе составляет 0,111, 0,108 и 0,121 соответственно.

ID балки Exp. Кал. Коэффициент Exp. Кал. Коэффициент Exp. Кал. Соотношение B-0-30-4 2,22 2,38 0,933 0,86 0,95 0,906 1,50 1,64 0,915 B-1-30-4 4,97 3,88 1,281 0,98 1,12 0,879 2,84 2,87 0,990 B-2-30-4 3.71 3,39 1,094 1,12 1,11 1,009 2,75 3,21 0,857 B-1-20-4 3,68 3,30 1,115 1,14 1,03 1,107 2,80 2,76 1,014 B-1-40-4 5,26 3,98 1,322 1,42 1,28 1,109 3.40 2,96 1,149 B-1-30-6 3,58 3,06 1,170 1,46 1,23 1,187 4,90 4,05 1,210 B -1-30-8 2,89 2,49 1,161 1,44 1,37 1,051 4,61 4,32 1,067 Среднее значение 3,76 3.21 1,154 1,20 1,16 1,035 3,26 3,12 1,029 Среднеквадратичное отклонение 1,07 0,62 0,128 0,24 0,15 0,129 1,17 0,89 0,124 Коэффициент вариации 0,28 0,19 0,111 0,20 0,13 0.108 0,36 0,28 0,121

— жесткость при растрескивании. это жесткость текучести. предельная жесткость.

Кривая изгибающего момента-кривизны и кривая изгибающего момента-изгибной жесткости показаны на рисунках 14–20. Из рисунков видно, что пунктирная линия — это расчетное значение, а сплошная линия — тестовое значение. За исключением разницы между расчетным значением и испытательным значением в момент растрескивания, расчетное значение и испытательное значение в остальной момент в основном совпадают.

Сравнение таблиц 5–7 и рисунков 14–20 показывает, что метод расчета жесткости на изгиб, предложенный в этой статье, является разумным, с высокой точностью расчета и подходит для расчета жесткости на изгиб коротких железобетонных балок, усиленных углеродным волокном. простыня.

5. Выводы

На основе эксперимента по изгибу коротких железобетонных балок, усиленных листами из углепластика, был предложен метод расчета жесткости на изгиб коротких балок во всем процессе нагружения.Расчетное значение изгибной жесткости сравнивалось с экспериментальным значением, и были сделаны следующие выводы: были получены характеристики кривой изгибающего момента-кривизны и кривой изгибающего момента-жесткости чистого изгибного участка в пролете из 7 образцов. Кривая изгибной жесткости была разделена на три участка по нагрузке на растрескивание и нагрузке текучести. Кривая жесткости на изгиб после момента растрескивания была нелинейной. В соответствии с характеристиками трех стадий напряжения было принято разумное расчетное предположение.На основе метода эффективного момента инерции предложена формула расчета жесткости на изгиб коротких железобетонных балок, усиленных листами из углепластика. Формула применима как к коротким балкам, усиленным углепластиком, так и к обычным железобетонным балкам без армирования, и точность расчета была высокой. Метод расчета жесткости на изгиб, предложенный в этой статье, может обеспечить теоретическую основу для расчета угла железобетонной короткой балки, усиленной углепластиком, а также обеспечить поддержку данных и справочную информацию для других исследований в будущем.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения результатов исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов

Ван Тинъянь провел весь эксперимент и написал статью, Чжан Цзюньвэй рассчитал данные, а Чжоу Юнь отредактировал статью. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Благодарности

Это исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (№ 50579068 и 51708514).

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.АВТОР}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Все, что нужно знать о консольных балках

🕑 Время чтения: 1 минута

Консольная балка — это жесткий структурный элемент, поддерживаемый с одного конца и свободный с другого, как показано на Рисунке-1. Консольная балка может быть изготовлена ​​из бетона или стали, один конец которой отлит или закреплен на вертикальной опоре. Это горизонтальная балочная конструкция, свободный конец которой подвергается вертикальным нагрузкам.

Рисунок 1: Консольная балка с закрепленным одним концом и свободным другим концом

В здании консоль представляет собой продолжение неразрезной балки, а в мостах — это сегмент консольной балки. Он может быть выполнен монолитным на месте или сегментным способом с применением методов предварительного напряжения.

Консольная конструкция позволяет навешивать конструкции без дополнительных опор и распорок. Этот структурный элемент широко используется при возведении мостов, башен и зданий и может придать сооружению неповторимую красоту.

В этой статье объясняются некоторые важные структурные действия и основные концепции консольной балки в строительстве.

Конструктивное поведение консольной балки

Консольная балка изгибается вниз, когда она подвергается вертикальным нагрузкам, как показано на Рисунке 2. Консольная балка может подвергаться точечной нагрузке, равномерной нагрузке или переменной нагрузке.

Рисунок — 2: Изгиб консольной балки вниз из-за нагрузки F на свободном конце

Независимо от типа нагрузки он изгибается вниз, создавая выпуклость вверх.Этот изгиб создает напряжение в верхнем волокне и сжатие в нижнем волокне. Следовательно, верхнее волокно бетонной балки обеспечивается основным армированием, поскольку существует высокое растягивающее напряжение, как показано на рисунке 4.

Диаграмма поперечной силы (SF) и изгибающего момента (BM) консольной балки

Сила сдвига в любой секции консольной балки представляет собой сумму нагрузок между секцией и свободным концом. Изгибающий момент в данном сечении консольной балки представляет собой сумму моментов по сечению всех нагрузок, действующих между сечением и свободным концом.

Рассмотрим консольную балку AB длиной «l», на которую действует точечная нагрузка «W» на конце B. Помещают сечение X-X на расстоянии «x» от свободного конца B. Тогда поперечная сила в сечении X-X составляет R _x , что равно W, а изгибающий момент относительно сечения X-X составляет M _x , что равно W.x.

Рисунок-3: Диаграмма изгиба и усилия сдвига консольной балки с точечной нагрузкой на свободном конце

Сила сдвига на неподвижной опоре A определяется сохранением сечения на уровне A, что дает силу сдвига Ra = W; и момент Ma = W.л. на основании которых построены диаграммы силы сдвига и изгибающего момента.

Изгибающий момент консольной балки максимален на фиксированном конце и уменьшается до нуля на свободном конце. Диаграмма изгибающих и поперечных сил определяется для всех возможных комбинаций нагрузок, чтобы спроектировать консольную балку для конструкции. Нагрузка, приложенная к балке, представляет собой комбинацию статической и динамической нагрузок в соответствии со стандартами проектирования.

Конструкция консольной балки

Консольная балка под действием структурной нагрузки испытывает моментные и касательные напряжения.Целью любого процесса проектирования является безопасная передача этих напряжений на опору.

Рисунок 4: Конструктивное поведение консольной балки

Изгибающий момент консольной балки изменяется от нуля на свободном конце до максимального значения на неподвижной концевой опоре (Рисунок-3). Следовательно, при проектировании консольных балок основное армирование обеспечивается верхнему волокну бетонной балки, чтобы безопасно выдерживать растягивающее напряжение.

Максимальный пролет консольной балки обычно зависит от следующих факторов:

1. Глубина консоли
2. Величина, тип и расположение нагрузки
3. Качество и тип используемого материала

Обычно для небольших консольных балок пролет ограничивается 2–3 м.Но пролет можно увеличить либо за счет увеличения глубины, либо за счет использования стальной или предварительно напряженной конструкционной единицы. Пролет может быть длинным, учитывая, что конструкция может противодействовать моментам, создаваемым консолью, и безопасно передавать его на землю. Детальный анализ и проектирование конструкции могут помочь изучить возможность использования длиннопролетных консольных балок.

Консольная балка должна быть правильно прикреплена к стене или опоре, чтобы уменьшить эффект опрокидывания.

Применение консольной балки в строительстве

Консольные балочные конструкции используются в следующих областях:

1. Строительство консольных балок и балконов
2. Временные консольные опорные конструкции
3. Отдельно стоящие радиовышки без растяжек
4. Строительство консольных балок для пергол
5. Конструкция перемычек в зданиях

Рисунок 5: Применение консольных балок в зданиях и Мостовые балки

Преимущества и недостатки консольных балок

Важными преимуществами консольных балок являются:

1. Консольные балки не требуют поддержки с противоположной стороны.
2. Отрицательный изгибающий момент, создаваемый в консольных балках, помогает противодействовать создаваемым положительным изгибающим моментам.
3. Консольные балки можно легко сконструировать.

Недостатками консольной балки являются:

1. Консольные балки подвержены сильному прогибу.
2. Консольные балки подвержены воздействию больших моментов.
3. Для сохранения устойчивости конструкции необходима прочная фиксированная опора или задний пролет.

Часто задаваемые вопросы

Что такое консольная балка?

Консольная балка — это жесткий конструктивный элемент, который поддерживается одним концом и свободен другим.Консольная балка может быть изготовлена ​​из бетона или стали, один конец которой отлит или закреплен на вертикальной опоре. Это горизонтальная балочная конструкция, свободный конец которой подвергается вертикальным нагрузкам.

Каков максимальный пролет консольных балок?

Обычно для небольших консольных балок пролет ограничивается 2–3 м. Но пролет можно увеличить либо за счет увеличения глубины, либо за счет использования стальной или предварительно напряженной конструкционной единицы. Пролет может быть длинным, учитывая, что конструкция может противодействовать моментам, создаваемым консолью, и безопасно передавать его на землю.Детальный анализ и проектирование конструкции могут помочь изучить возможность использования длиннопролетных консольных балок.

Как консольная балка ведет себя под нагрузкой?

Консольная балка изгибается вниз под действием вертикальных нагрузок. Он может подвергаться точечной нагрузке, равномерной нагрузке или переменной нагрузке.
Независимо от типа нагрузки он изгибается вниз, создавая выпуклость вверх. Этот изгиб создает напряжение в верхнем волокне и сжатие в нижнем волокне.Следовательно, при проектировании консольных балок основное армирование обеспечивается верхней оптоволоконной опорой бетонной балки, чтобы безопасно выдерживать растягивающее напряжение.

Подробнее

Консольные балки и фермы — применение и преимущества

Что такое боковое продольное изгибание балок?

Ламинат углепластика для упрочнения на сдвиг железобетонных балок

Bentley — Документация по продукту

MicroStation

Справка MicroStation

Ознакомительные сведения о MicroStation

Справка MicroStation PowerDraft

Ознакомительные сведения о MicroStation PowerDraft

Краткое руководство по началу работы с MicroStation

Справка по синхронизатору iTwin

ProjectWise

Справка службы автоматизации Bentley

Ознакомительные сведения об услуге Bentley Automation

Сервер композиции Bentley i-model для PDF

Подключаемый модуль службы разметки

PDF для ProjectWise Explorer

Справка администратора ProjectWise

Справка службы загрузки данных ProjectWise Analytics

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для ArcGIS Справка

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для справки Oracle

Коннектор управления результатами ProjectWise для ProjectWise

Справка портала управления результатами ProjectWise

Ознакомительные сведения по управлению поставками ProjectWise

Справка ProjectWise Explorer

Справка по управлению полевыми данными ProjectWise

Справка администратора геопространственного управления ProjectWise

Справка ProjectWise Geospatial Management Explorer

Сведения о геопространственном управлении ProjectWise

Модуль интеграции ProjectWise для Revit Readme

Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по ProjectWise Project Insights

ProjectWise Plug-in для Bentley Web Services Gateway Readme

ProjectWise ReadMe

Матрица поддержки версий ProjectWise

Веб-справка ProjectWise

Справка по ProjectWise Web View

Справка портала цепочки поставок

Управление эффективностью активов

Справка по AssetWise 4D Analytics

Справка по услугам AssetWise ALIM Linear Referencing Services

AssetWise ALIM Web Help

Руководство по внедрению AssetWise ALIM в Интернете

AssetWise ALIM Web Краткое руководство, сравнительное руководство

Справка по AssetWise CONNECT Edition

AssetWise CONNECT Edition Руководство по внедрению

Справка по AssetWise Director

Руководство по внедрению AssetWise

Справка консоли управления системой AssetWise

Руководство администратора мобильной связи TMA

Справка TMA Mobile

Анализ моста

Справка по OpenBridge Designer

Справка по OpenBridge Modeler

Строительное проектирование

Справка проектировщика зданий AECOsim

Ознакомительные сведения AECOsim Building Designer

AECOsim Building Designer SDK Readme

Генеративные компоненты для справки проектировщика зданий

Ознакомительные сведения о компонентах генерации

Справка по OpenBuildings Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenBuildings

Руководство по настройке OpenBuildings Designer

OpenBuildings Designer SDK Readme

Справка по генеративным компонентам OpenBuildings

Ознакомительные сведения по генеративным компонентам OpenBuildings

Справка OpenBuildings Speedikon

Ознакомительные сведения OpenBuildings Speedikon

OpenBuildings StationDesigner Help

OpenBuildings StationDesigner Readme

Гражданское проектирование

Помощь в канализации и коммунальных услугах

Справка OpenRail ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRail ConceptStation

Справка по OpenRail Designer

Ознакомительные сведения по OpenRail Designer

Справка по конструктору надземных линий OpenRail

Справка OpenRoads ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRoads ConceptStation

Справка по OpenRoads Designer

Ознакомительные сведения по OpenRoads Designer

Справка по OpenSite Designer

Файл ReadMe для OpenSite Designer

Строительство

ConstructSim Справка для руководителей

ConstructSim Исполнительный ReadMe

ConstructSim Справка издателя i-model

Справка по планировщику ConstructSim

ConstructSim Planner ReadMe

Справка стандартного шаблона ConstructSim

ConstructSim Work Package Server Client Руководство по установке

Справка по серверу рабочих пакетов ConstructSim

Руководство по установке сервера рабочих пакетов ConstructSim

Справка управления SYNCHRO

SYNCHRO Pro Readme

Энергия

Справка по Bentley Coax

Bentley Communications PowerView Help

Ознакомительные сведения о Bentley Communications PowerView

Справка по Bentley Copper

Справка по Bentley Fiber

Bentley Inside Plant Help

Справка конструктора Bentley OpenUtilities

Ознакомительные сведения о Bentley OpenUtilities Designer

Справка по подстанции Bentley

Ознакомительные сведения о подстанции Bentley

Справка по OpenComms Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenComms

Справка OpenComms PowerView

Ознакомительные сведения OpenComms PowerView

Справка инженера OpenComms Workprint

OpenComms Workprint Engineer Readme

Справка подстанции OpenUtilities

Ознакомительные сведения о подстанции OpenUtilities

PlantSight AVEVA Diagrams Bridge Help

PlantSight AVEVA PID Bridge Help

Справка по экстрактору мостов PlantSight E3D

Справка по PlantSight Enterprise

Справка по PlantSight Essentials

PlantSight Открыть 3D-модель Справка по мосту

Справка по PlantSight Smart 3D Bridge Extractor

Справка по PlantSight SPPID Bridge

Promis.e Справка

Promis.e Readme

Руководство по установке Promis.e — управляемая конфигурация ProjectWise

Руководство пользователя sisNET

Руководство по настройке подстанции

— управляемая конфигурация ProjectWise

Инженерное сотрудничество

Справка рабочего стола Bentley Navigator

Геотехнический анализ

PLAXIS LE Readme

Ознакомительные сведения о PLAXIS 2D

Ознакомительные сведения о программе просмотра вывода PLAXIS 2D

Ознакомительные сведения о PLAXIS 3D

Ознакомительные сведения о программе просмотра 3D-вывода PLAXIS

PLAXIS Monopile Designer Readme

Управление геотехнической информацией

Справка администратора gINT

Справка gINT Civil Tools Pro

Справка gINT Civil Tools Pro Plus

Справка коллекционера gINT

Справка по OpenGround Cloud

Гидравлика и гидрология

Справка Bentley CivilStorm

Справка Bentley HAMMER

Справка Bentley SewerCAD

Справка Bentley SewerGEMS

Справка Bentley StormCAD

Справка Bentley WaterCAD

Справка Bentley WaterGEMS

Дизайн шахты

Справка по транспортировке материалов MineCycle

Ознакомительные сведения по транспортировке материалов MineCycle

Моделирование мобильности

LEGION 3D Руководство пользователя

Справка по подготовке САПР LEGION

Справка по построителю моделей LEGION

Справка по API симулятора LEGION

Ознакомительные сведения об API симулятора LEGION

Справка по симулятору LEGION

Моделирование

Bentley Посмотреть справку

Ознакомительные сведения о Bentley View

Морской структурный анализ

SACS Close the Collaboration Gap (электронная книга)

Ознакомительные сведения о SACS

Анализ напряжений в трубах и сосудов

AutoPIPE Accelerated Pipe Design (электронная книга)

Советы новым пользователям AutoPIPE

Краткое руководство по AutoPIPE

AutoPIPE & STAAD.Pro

Завод Дизайн

Ознакомительные сведения об экспортере завода Bentley

Bentley Raceway and Cable Management Help

Bentley Raceway and Cable Management Readme

Bentley Raceway and Cable Management — Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по OpenPlant Isometrics Manager

Ознакомительные сведения о диспетчере изометрических данных OpenPlant

Справка OpenPlant Modeler

Ознакомительные сведения для OpenPlant Modeler

Справка по OpenPlant Orthographics Manager

Ознакомительные сведения для менеджера орфографии OpenPlant

Справка OpenPlant PID

Ознакомительные сведения о PID OpenPlant

Справка администратора проекта OpenPlant

Ознакомительные сведения для администратора проекта OpenPlant

Техническая поддержка OpenPlant Support

Ознакомительные сведения о технической поддержке OpenPlant

Справка PlantWise

Ознакомительные сведения о PlantWise

Реальность и пространственное моделирование

Справка по карте Bentley

Справка по мобильной публикации Bentley Map

Ознакомительные сведения о карте Bentley

Справка консоли облачной обработки ContextCapture

Справка редактора ContextCapture

Файл ознакомительных сведений для редактора ContextCapture

Мобильная справка ContextCapture

Руководство пользователя ContextCapture

Справка Декарта

Ознакомительные сведения о Декарте

Справка карты OpenCities

Ознакомительные сведения о карте OpenCities

OpenCities Map Ultimate для Финляндии Справка

Карта OpenCities Map Ultimate для Финляндии Readme

Структурный анализ

Справка OpenTower iQ

Справка по концепции RAM

Справка по структурной системе RAM

STAAD Close the Collaboration Gap (электронная книга)

STAAD.Pro Help

Ознакомительные сведения о STAAD.Pro

STAAD.Pro Physical Modeler

Расширенная справка по STAAD Foundation

Дополнительные сведения о STAAD Foundation

Детализация конструкций

Справка ProStructures

Ознакомительные сведения о ProStructures

ProStructures CONNECT Edition Руководство по внедрению конфигурации

ProStructures CONNECT Edition Руководство по установке — Управляемая конфигурация ProjectWise

РЕФЕРАТ

1.ВВЕДЕНИЕ

Железобетон был введен в употребление в Англии и Франции примерно в середине 19 века (1) и возник в двух различных формах применения. Первый — поиск огнестойкой конструкции потолка, второй — создание динамичных, свободных форм, таких как лодка Жозефа-Луи Ламбо (1814–1887) или горшки для растений Йозефа Монье (1823–1906). На этом этапе идея железобетона как индивидуального строительного материала еще не была осознана. Постепенно знания росли и в конечном итоге привели к первой теории проектирования балок и потолочных конструкций, опубликованной в Берлине в 1886 году (2).С тех пор больше экспериментальных свободных форм строили очень редко (3). Подрядчики и инженеры строили конструкции, имитирующие формы, известные из деревянных или металлических конструкций, которые также было легче рассчитать (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Деревянная потолочная конструкция (E. Mecenseffy, Die künstlerische Gestaltung der Eisenbetonbauten. Берлин, Ernst & Sohn, 1911, стр. 78.)

В Берлине до сих пор сохранилось множество старых железобетонных зданий, построенных в XIX веке.Исследования железобетонных конструкций, построенных между 1886 и 1918 годами в Берлине, являются предметом нынешней докторской степени. Цель состоит в том, чтобы охарактеризовать ранние приложения и помочь понять эти структуры, если они потребуют модернизации.

2. РАННИЙ ЖЕЛЕЗНЫЙ БЕТОН В БЕРЛИНЕ

Железобетон в Берлине был во многом связан с идеями, продвигаемыми Монье или, скорее, Густавом Адольфом Вайссом (1851-1917). Он открыл свой бизнес в 1886 году, и в сотрудничестве с Матиасом Коененом (1849-1924) их компания, позже известная как Beton- und Monierbau AG, доминировала на местном строительном рынке до тех пор, пока в 1904 году не были изданы первые прусские государственные постановления (4).Примерно в 1890 году Франсуа Хеннебик (1842-1921) выступил в роли конкурента на европейском уровне (5). Он утверждал, что был первым, кто ввел систему монолитно связанных колонн и балок (см. Рисунок 2) (6). Однако в Берлине его прямое влияние было минимальным.

Фигура 2. Система Hennebique (P. Christophé, Der Eisen = Beton und seine Anwendung im Bauwesen. Берлин, Tonindustrie Zeitung, 1905, стр. 78) 2.1. Влияние прусских государственных постановлений 1 в 1904 г.

Влияние Хеннебике и его лицензиатов в Германской империи было довольно косвенным (7), например, в Берлине только восемь зданий были построены между 1899 и 1901 годами компанией Hennebique i.е. его лицензиаты (8). Тем не менее его идеи (см. Рис. 2) повлияли на развитие железобетона. Более чем яркие дискуссии между учеными и инженерами Германской империи и других европейских стран о характеристиках железобетона отражены в большом количестве статей и книг. Эти усилия в конечном итоге привели к первым правилам строительства из железобетона в Пруссии (9). Это оказало различное влияние на строительство в Берлине. Во-первых, он предлагал более унифицированную процедуру расчета, которую можно было применить.Во-вторых, он определил расположение арматуры, особенно для колонн и балок. В-третьих, из-за более надежного распределения разрешений на строительство на рынке железобетонных зданий стало больше компаний, помимо знаменитой Beton- und Monierbau A.G., первоначально основанной Г.А. Уэйсс. Например, теперь зарегистрированы такие названия, как Baugesellschaft für Lolat-Eisenbeton GmbH, Keppich Eisenbeton или Eisenbetonbau Konrad Schwartz GmbH.

Не говоря уже о различных потолочных системах, которые были доступны (10), ранний железобетон в Берлине обычно имеет свои особенности.Документированные результаты показывают потолочные конструкции с арматурной сеткой малого диаметра (6-10 мм), а также балки и колонны с арматурными стержнями большего диаметра (16-23 мм) и скобами (6-8 мм).

2.2. Истоки железобетонных каркасов в Берлине

В истории железобетона характерно то, что каркасы служат хорошим примером того, как «[в] историческом процессе инженер-строитель [только] постепенно обнаруживает внутреннюю логику конструкций. он изобрел […] »(11, с. 528).Вначале железобетон в зданиях не понимался как сложная несущая конструкция, скорее отдельные элементы, такие как балки и колонны, рассчитывались без составных эффектов. Тем не менее, сам по себе способ строительства дал несколько монолитных стыков. В 1907 г. появились первые публикации, в которых обсуждались способы расчета жестких каркасов (11, стр. 529), за ними последовала книга (12), опубликованная в 1909 г., которая включала структурно неопределенные каркасы. Несмотря на растущие теоретические знания, примеры в Берлине показывают, что потребовалось некоторое время, прежде чем теория была применена на практике.

3. СКЛАД ВИКТОРИИ

Склад Виктория расположен на улице Кёпеникер штрассе в Берлине с прямым выходом к реке Шпрее. Построенный в 1910/11 году, он использовался для хранения части годового запаса зерна для Берлина. Здание было спроектировано Францем Аренсом (1858-1937) и реализовано строительной компанией M. Czarnikow & Co. Их инженер Р. Месмер выполнил расчет железобетонных элементов (13).

3.1. Детали здания

Складская конструкция сочетает в себе силос и напольное хранилище с железобетонной несущей конструкцией, которая частично видна снаружи.Здание имеет ширину 20 (м) и длину 60 (м), с высотой карниза около 20 (м) (см. Рисунки 3, 4 и 5). Он разделен на шесть этажей и подвал.

Рисунок 3. Северо-восточный фасад (ось I) склада Виктория с изображением каркасной конструкции напольного склада справа, 2016 г. Рисунок 4. План 1-го этажа склада Виктория 3-го этажа, также с указанием разреза А-А (чертеж М. Кубичека в САПР). Рисунок 5. Частичная секция склада Виктория, согласно цокольному этажу, секция A-A (чертеж в САПР М. Кубичека).

Внутренняя планировка напольного хранилища состоит из трех рядов внутренних колонн с расстоянием между ними 4,84 (м). Расстояние от самой внешней колонны до внешних стен составляет 5,03 (м). В продольном направлении расстояние между внутренними колоннами составляет 4,44 (м), а до фронтона — 4,64 (м).

Между колоннами проложена система выступающих основных (высота 60 (см)) и дополнительных (высота 35 (см)) балок.Поперечное сечение колонн варьируется на каждом этаже: от 65 на 75 (см) в подвале до всего лишь 35 на 35 (см) на чердаке.

3.2. Расчет железобетонных каркасов 1911

Расчет конструкции 1909/10 задокументирован в архиве здания. В целом его можно охарактеризовать как очень четкую, почти стандартизированную структуру, отслеживающую поток грузов сверху вниз. Расчеты в машинописном тексте дополнены небольшими произносительными иллюстрациями. Помимо ручных эскизов специальных положений нагрузки, можно также найти иллюстрации для распределения арматуры и бетонного покрытия, для которых использовались явно стандартизованные штампы (см. Рисунок 6).Это говорит о том, что компания регулярно выполняла структурные расчеты для железобетона.

Рисунок 6. Деталь в структурном расчете на основе (Bauaktenarchiv Friedrichshain-Kreuzberg, Köpenicker Straße 24-26a).

Основанием для расчета послужило постановление 1907 года, опубликованное прусскими строительными властями (14). Соответственно, балки рассчитывались как сплошные. Длина колонн соответствует высоте каждого этажа.

На основании задокументированных архивных материалов снеговые и ветровые нагрузки применялись только при расчете конструкции крыши. Принимая во внимание часть здания для хранения силоса, фактическая жесткость кажется достаточной, но, тем не менее, не было никаких доказательств общих ветровых нагрузок. Для динамических нагрузок применялось 1000 (кг / см ² ).

Для более детального анализа расчета и проектирования арматуры основное внимание уделяется складской части этажа здания.Здесь перекрытия и балки рассчитывались как сплошные, с отрицательными моментами над опорами. Для напряжения сдвига было учтено максимальное значение 4,5 (кг / см ² ). В областях с более высоким напряжением сдвига было указано усиление с помощью хомутов, хотя не было дано никаких подробностей о форме этих хомутов.

Максимальное значение прочности бетона на сжатие 40 (кг / см ² ) было решающим для определения размеров поперечного сечения колонн. Независимо от размера все колонны усилены четырьмя продольными стержнями, по одной в каждом углу.Горизонтальные хомуты не рассчитывались.

3.2. Порядок армирования в 1911 г.

Поскольку здание все еще существует сегодня, можно было исследовать части напольного хранилища на 3-м этаже с помощью неразрушающих измерительных приборов, таких как Profometer 5+. Из-за ограниченного доступа результаты несколько ограничены. Тем не менее их можно было сравнить с архивными материалами (см. Рисунок 7).

Рисунок 7. Деталь армирования как часть расчета конструкции на основе (Bauaktenarchiv Friedrichshain-Kreuzberg, Köpenicker Straße 24-26a).

В заключение можно сказать, что арматура в целом соответствует требованиям, предъявляемым к расчетам конструкций того времени. Например, на потолочных плитах показано поперечное армирование с использованием диаметров менее 20 (мм) с шагом 6 (см) для основного и 15 (см) для поперечного армирования. Балки армируются также диаметром менее 20 (мм) и располагаются в два слоя. Вторичные и первичные балки были усилены стременами, показывающими общее расстояние 20 (см) в поле и 10 (см) рядом с опорами.Для колонн по одному стержню арматуры в каждом углу, а также горизонтальные хомуты с шагом от 40 до 65 (см).

4. АКВАРИУМ БЕРЛИН

Аквариум находится на Будапештштрассе 32 в Берлине. Он был построен в 1913 году, и в нем до сих пор находится Аквариум. Архитектурный проект стал результатом тесного сотрудничества между Оскаром Хейнротом, впоследствии директором Аквариума, и берлинским архитектурным бюро Zaar & Vahl. Структурный расчет подписан О. Лейтольфом, в то время известным инженером-строителем железных конструкций.Это неудивительно, поскольку изначально средний зал был покрыт большой железной крышей. Кроме того, в некоторых документах указано имя Айзенбетонбау Конрад Шварц G.m.b.H ..

4.1. Детали здания

Здание (см. Рисунок 8) можно разделить на три части: жилые помещения (не видно), вход (слева) и часть холла (справа). Только холловая часть здания имеет этажный каркас. Двухшарнирные ярусные рамы окружают средний зал с трех сторон (см. Рис. 9 и 10).Рамы имеют пролет 7,10 (м) и разную высоту 2,7 (м) в подвале и 5,0 (м) на первом этаже. Балки имеют поперечное сечение 30 на 50 (см) и выступают на концах, соединяющихся с колоннами. Сечение колонн непрерывно 80 на 80 (см). Между каркасами перекрытия перекрывают расстояние 2,7 (м).

Рисунок 8. Главный фасад (ось F) Аквариума в Берлине, 2016 г. Рисунок 9. Поперечный разрез (разрез A-A) аквариума в Берлине, основанный на чертежах разрешения на строительство и исследовании на месте. Рисунок 10. Частичный план первого этажа Аквариума, основанный на чертежах разрешения на строительство и обследовании на месте, также с указанием участка A-A. 4.2. Расчет железобетонных рам 1913

Первоначально конструкция была аналогична складу Виктория. Конструкция состояла из перекрытий и балок в сочетании с одноэтажными колоннами. При анализе расчетов конструкций становится очевидным, что благодаря привлечению специализированного подрядчика идея монолитных железобетонных каркасов стала частью проекта.

Только после этого были учтены изгибающие моменты в местах соединения балок с колоннами. Таким образом, части здания стали одними из первых действительно рассчитанных монолитных железобетонных каркасов в Берлине (см. Рисунок 11). Несмотря на то, что подрядчик, выполнявший расчет, был специализированной компанией, реализация конструкции демонстрирует некоторые заметные недостатки, которые будут описаны в следующем параграфе.

Рисунок 11. Чертеж арматуры как часть расчета конструкции, иллюстрация основана на (Landesarchiv Berlin A Rep.010-02 № 31615). 4.3. Процедуры подкрепления в 1913 году

Расследование после Второй мировой войны в 1953 году показало заметные расхождения между запланированным и реализованным подкреплением (15). В рамках кандидатской диссертации было проведено дополнительное обследование в части подвала и цокольного этажа. Хотя усиление потолочных плит кажется правильным, балки имеют меньшее усиление, чем планировалось. Около 40% продольной арматуры не учитывались. Стремена имеют диаметр около 7 (мм) и расстояние между ними 30 (см), тогда как изначально были спроектированы плоские стальные стержни.Армирование колонн имеет продольные стержни в каждом углу и, следовательно, соответствует требованиям. Горизонтальные хомуты внутри колонн, по-видимому, имеют меньший диаметр 7 (мм) и расстояние 35 (см) по сравнению с диаметром 10 (мм) и шагом 60 (см), как первоначально планировалось. Кроме того, форма хомутов кажется несколько неправильной и не соответствует внешней геометрии колонны.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Несмотря на то, что здание Victoria Warehouse было построено в то время, когда только что было опубликовано первое учебное пособие по железобетонным каркасам, оно по-прежнему является примером традиционного метода расчетов.Несмотря на внешний вид, анализ показывает, что он не был спроектирован как жесткая каркасная конструкция. Доказательство того, что идея жестких каркасов еще не была стандартным решением. Хотя всего два года спустя в рамках проекта строительства Аквариума задокументирована первая попытка построить жесткий каркас в Берлине. При исследовании этих двух примеров вспоминается Эдуардо Торроха и его знаменитая книга «Логика и форма», где он говорит, что расчет конструкции должен производиться после ее проектирования. «[…] Das Bauwerk entstammt niemals der Berechnung; sondern die Berechnung 1st es, die der Skizze des Tragwerks entspringt […] »(16, с.275). Особенно в случае железобетона, где арматура скрыта от глаз, становится еще труднее оценить остаточную несущую способность этих ранних железобетонных конструкций. В то время, когда практические и теоретические знания еще только развивались, каждое здание требует детального исследования, чтобы оценить качество исполнения и расчет конструкции.

.