Цель расчета – определить снижение несущей способности железобетонного изгибаемого элемента в процессе его эксплуатации с учетом дефектности материалов бетона и арматуры.
Контрольные вопросы для самопроверки знаний:
1. От чего зависит несущая способность изгибаемого элемента?
а) от нагрузок, действующих на конструкцию;
б) от значения изгибающего момента;
в) от геометрических размеров поперечного сечения элемента;
г) от проектной прочности бетона и диаметра арматуры изгибаемого элемента;
д) от фактической прочности бетона и расхода арматуры;
е) от расхода продольной сжатой и растянутой арматуры.
2. Как влияет наличие и расход продольной сжатой арматуры на несущую способность изгибаемого элемента?
а) влияет от диаметра арматуры и количества стержней;
б) не влияет вообще;
в) зависит от величины защитного слоя бетона;
г) влияет незначительно.
3. Какие характеристики бетона и арматуры учитываются при расчете изгибаемых элементов на прочность по нормальным сечениям в процессе эксплуатации?
|
|
а) нормативные характеристики согласно действующих норм /СНиП/;
б) расчетные характеристики согласно СНиП на год проектирования;
в) фактические характеристики по результатам неразрущающих методов контроля;
г) фактические характеристики по результатам разрушающих методов лабораторного контроля.
4. От чего зависит несущая способность монолитной железобетонной плиты сплошного сечения?
а) от ширины плиты;
б) от толщины плиты;
в) от ширины и толщины плиты;
г) от прочности бетона;
д) от: а,в,г;
е) от: б,г;
ж) от: в,г.
5. Укажите критерий прочности нормального сечения при эксплуатации изгибаемых железобетонных элементов и конструкций?
Ниже приведены основные расчетные формулы и порядок расчета остаточной несущей способности нормального сечения железобетонного элемента таврового профиля с одиночной арматурой.
Условие прочности нормального сечения изгибаемого железобетонных конструкций в процессе их эксплуатации записывается в виде:
М < Мсеч, (23)
где: М – изгибающий момент от фактических нагрузок при эксплуатации;
Мсеч – изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением изгибаемого элемента на этапе его эксплуатации при фактических параметрах сечения, прочности бетона и армирования или «остаточная несущая способность элемента» согласно (24):
Mсеч. = Rs х As* (h0 – 0.5*x), (24)
где: Rs – расчетное сопротивление арматуры на растяжение, принимаемое согласно табл. 31 / Н/см2/ / 1 /;
Аs* – фактический расход продольной растянутой арматуры с учетом ее коррозии по результатам обследования в / см2 /;
h0 - фактическая рабочая высота сечения изгибаемого элемента в / см /:
|
|
h0 = h* – as, (25)
где: h* –фактическая высота сечения элемента (балки, плиты) по результатам обследования в / см /;
as – фактическое расстояние от нижней растянутой зоны сечения элемента до центра тяжести фактической растянутой арматуры в / см /:
- при расположении арматуры в один ряд: as = a + 0.5*ds, где ds – фактический диаметр арматуры и «а» - фактический защитный слой бетона (среднее и максимальное значения по результатам обследования);
- при расположении арматуры вплотную в два ряда (без зазора):
as = a + ds;
х – фактическая абсолютная высота сжатой зоны сечения изгибаемого элемента:
х = Rs*As* / Rb**b, (26)
где: Rb* – расчетное сопротивление бетона на сжатие изгибаемого элемента в МПа или Н/см2 в зависимости от размерности Rs.
Последовательность практического расчета остаточной несущей способности нормального сечения изгибаемого элемента с одиночной арматурой.
Пример расчета №4. Дано: М, b*, h*, аs*, As*, А, В: 27.5 кН•м, 95 см, 18.4 см, 4.6 см, 5Ø 12 с 5,65 см2, А400, 20 МПа.
Необходимо определить остаточную (фактическую) несущую способность железобетонного изгибаемого элемента (балки или плиты) при известных исходных данных по размерам поперечного сечения, прочности бетона и армированию с учетом фактической прочности бетона, привязки арматурных стержней и их диаметров с учетом коррозии арматуры.
1. Согласно (25) определяется значение рабочей высоты сечения элемента с учетом защитного слоя бетона: h0 = 18.4 – 4.6 = 13.8 см.
2. Согласно (26) определяется абсолютная высота сжатой зоны сечения плиты: х = 350*5.65/ 10.5*95 = 1.98 см.
3. Определяется остаточная несущая способность плиты по прочности нормального сечения (24):
Mсеч. = 350* 5.65 (13.8 – 0.5*1.98) = 25.33 кН•м,
что меньше значения изгибающего момента при фактических нагрузках на момент обследования конструкции плиты – М = 27.5 кН•м.
Вывод. Необходимо выполнить усиление железобетонной плиты по прочности нормального сечения.
Таблица 4
Варианты заданий
№№ | b*, мм | H*, мм | B*f мм | hf* мм | Класс бетона | Класс арматуры ns, Ø | Изг.момент кН*м | |
- | - | В20 | А300 5 Ø10 | 20,4 | ||||
- | - | В25 | А400 5 Ø12 | 25,6 | ||||
- | - | В30 | А300 5Ø14 | 30,5 | ||||
- | - | В20 | А400 5Ø16 | 61,7 | ||||
- | - | В21,5 | А300 5Ø18 | 55,5 | ||||
- | - | В22,5 | А400 5Ø20 | 70,2 | ||||
- | - | В20 | А300 2Ø22 | 82,4 | ||||
- | - | В20 | А400 2Ø25 | 162,5 | ||||
- | - | В25 | А300 2Ø28 | 135,6 | ||||
- | - | В25 | А300 2Ø32 | 231,5 | ||||
- | В20 | А300 2Ø20 | 106,3 | |||||
- | В25 | А400 2Ø18 | 85,4 | |||||
В20 | А300 3Ø20 | 120,6 | ||||||
В25 | А400 3Ø22 | 166,4 | ||||||
В22,5 | А300 2Ø20 | 61.5 | ||||||
В20 | А400 2Ø25 | 140,2 | ||||||
В25 | А300 2Ø28 | 130,5 | ||||||
- | - | В20 | А300 5Ø16 | 46,2 | ||||
- | - | В22,5 | А400 5Ø18 | 61,7 | ||||
- | - | В25 | А300 2Ø20 | 54,5 | ||||
- | - | В20 | А400 3Ø20 | 140,6 | ||||
- | - | В20 | А300 5Ø20 | 52,7 | ||||
- | - | В22,5 | А400 5Ø16 | 60,5 | ||||
В25 | А300 2Ø25 | 99,2 | ||||||
В25 | А400 3Ø20 | 170,5 | ||||||
В20 | А300 2Ø28 | 165,4 | ||||||
- | - | В25 | А300 5Ø16 | 40,72 | ||||
В20 | А400 3Ø18 | 127,8 | ||||||
- | - | В20 | А300 2Ø20 | 60.4 | ||||
- | - | В22,5 | А400 2Ø25 | 150,2 | ||||