Сопротивление материалов
Понятие и характерные свойства бетонов, особенности и сферы его практического использования, классификация, марки и классы. Порядок определения расчетного сопротивления бетона, по прочности на сжатие. Арматурная сталь и расчет ее необходимых параметров.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | лекция |
Язык | русский |
Дата добавления | 24.10.2013 |
Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Сопротивление материалов
1. Бетоны
В железобетонных конструкциях бетон преимущественно используется для восприятия сжимающих напряжений. Поэтому за эталон (основную характеристику) прочностных и деформативных свойств бетона принята его прочность на осевое сжатие. Наиболее простым и надежным способом оценки прочности является раздавливание на прессе кубов бетона, изготовленных в тех же условиях, что и реальные конструкции. За стандартные образцы принимают кубы 15х15х15 см, испытание которых происходит при температуре 20 ± 2 єC через 28 дней твердения в нормальных условиях.
Технические требования к бетону должны быть обеспечены изготовителем конструкции в проектном возрасте, который указывают в проектной документации на эти конструкции и назначают в соответствии с нормами проектирования в зависимости от условий твердения бетона, способов возведения и сроков фактического загружения этих конструкций. Если проектный возраст не указан, технические требования к бетону должны быть обеспечены в возрасте 28 сут.
Контроль прочности бетона производят с использованием данных контроля предыдущих партий в следующем порядке:
- определяют прочность бетона в каждой из партий, изготовленных в течение установленного стандартом периода (анализируемого);
- вычисляют характеристики однородности прочности бетона за анализируемый период;
- определяют по характеристикам однородности прочности бетона в анализируемом периоде требуемую прочность бетона для последующего контролируемого периода;
- определяют прочность бетона в контролируемой партии, сравнивают ее с требуемой прочностью и принимают решение о приемке этой партии.
Прочность бетона в партии определяют в соответствии с ГОСТ 18105-86 на основе результатов испытаний образцов бетона согласно ГОСТ 10180 (далее - контроль по образцам) либо неразрушающими методами по действующим государственным стандартам на эти методы.
Существуют марки и классы бетона.
Марка - это нормативная величина сопротивления воздействию, принятая как среднестатистическое значение по результатам проведенного эксперимента.
Класс - это сопротивление эталонного образца воздействию с обеспеченностью не ниже 0,95.
Существуют классы: - по прочности на сжатие B,
- по прочности на растяжение Bt
Марки бетона
1) по морозостойкости F - число выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания водонасыщенных образцов, испытанных в соответствие со стандартом, при котором прочность падает не более чем на 15% по сравнению с прочностью образца, не подвергающегося замораживанию.
F=15…500
2) по водопроницаемости W - наибольшее давление воды (МПа), при котором не наблюдается её просачивания через стандартный образец, изготовленный по ГОСТу.
Эту марку принимают для конструкций, к которым предъявляют особые ограничения водопроницаемости (резервуары, напорные трубы, силосы).
W2…W12
3) марка по средней плотности D.
D 2200-2500 (кг/м3) - тяжелые бетоны;
D 800-2000 (кг/м3) - легкие бетоны;
D 500-1200 (кг/м3) - ячеистые бетоны;
D 800 - 1400 (кг/м3) - поризованный бетон
Согласно опытным данным прочность бетона на растяжение Rbt в 10 - 20 раз меньше, чем при сжатии, причем относительная прочность на растяжение уменьшается с увеличением класса бетона. Истинное сопротивление растяжению узнать сложно. На практике используют опытные балочки. Причиной низкой растяжимости бетона является неоднородность структуры бетона, наличие внутренних напряжений, слабое сцепление между цементным камнем.
Срез бетона в чистом виде в железобетонных конструкциях встречается редко.
Rsh ? 2Rbt
Скалывание возникает при изгибе балочки до появления наклонных трещин.
Rскал ? (1,5 - 2) Rbt
учитывает неупругие деформации.
Для оценки изменчивости прочности и обеспечения гарантии для заданного значения используется статистическая обработка математическими методами.
i-ое испытание;
средняя величина (математическое ожидание)
где среднеквадратичное отклонение
где коэффициент вариации, .
Чем совершеннее производство и технология приготовления бетонной смеси, тем меньше .
Так как график симметричен, то существует 2 значения . На самом деле класс бетона по прочности - это , где коэффициентом 1,64 учтены вероятности появления временного сопротивления сжатию ниже значения класса. Максимальное значение нас не интересует, Поэтому в расчетах используется только левая граница.
В СНиПе 2.03.01-84* есть таблицы12, 13, где в зависимости от вида, класса бетона и вида сопротивления представлены нормативные и расчетные сопротивления бетона сжатию и растяжению. В пособии к СНиПу 52-01-2003 по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры представлены 3 таблицы, в которых в зависимости от вида сопротивления различают нормативные, расчетные сопротивления по прочности на сжатие (табл. 2.1, табл. 2.2), а также расчетные сопротивления бетона на осевое растяжение (табл. 2.3).
Принимают, что , тогда
.
Т.к. правая граница кривой распределения вероятностей в расчетах не используется, то рисунок можно подкорректировать.
Существует определенная градация прочности, например и т.д. Назначать минимальные промежутки между классами смысла не имеет. Если по расчетам равна промежуточному значению, то выбирается минимальная (близкая к данному значению) прочность, т.е. , значит , если же , то , поэтому для рационализации ввели .
При испытании кубиков между опорными плитами пресса и гранями образца возникают силы трения, возникающих между гранями образца и опорными плитами пресса. Вблизи опорных плит силы трения, направленные внутрь образца, создают обойму, следовательно, увеличивается прочность образцов при сжатии. Удерживающее влияние сил трения по мере удаления от торцов снижается, таким образом, бетонный куб при разрушении получает форму 2-х усеченных пирамид, обращенных друг к другу. При уменьшении сил трения посредством смазки характер разрушения меняется: происходит раскалывание образца по трещинам, параллельно действию усилия. При этом кубиковая прочность уменьшается.
Железобетонные конструкции по форме отличаются от кубов, т.е. в расчетах не может быть использована непосредственно кубиковая прочность. Основной характеристикой прочности бетона сжатых элементов является призменная прочность Rпр - временное сопротивление Rbu осевому сжатию призмы с отношением сторон h/a = 4.
При h/a < 4 влияние сил трения существенно. Гибкость образца ощутима при
h/a ? 8.
Таким образом, наиболее оптимальное отношение h/a = 4, когда уже нет влияния трения, но еще нет гибкости.
При h/a = 4 Rпр = const,
Rпр = 0,7R - формула Скрамтаева.
Расчетное сопротивление получают исходя из формулы:
,
где для расчетных сопротивлений по I группе предельных состояний по прочности на сжатие;
для расчетных сопротивлений по II группе предельных состояний по прочности на сжатие.
нормативное сопротивление по прочности на сжатие.
прочность бетон сопротивление арматурный
При расчете методом по разрушающим усилиям учитывают запас прочности коэффициентом запаса прочности , установленный нормами в зависимости от причины разрушения конструкции, сочетания силовых воздействий и отношения усилий от временных нагрузок к усилиям от постоянных нагрузок.
где .
Один из этих коэффициентов равен - учитывает условия работы бетона. В пособии к СНиПу 52-01-2003 по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры учитывают 3 коэффициента условия работы, на которые умножаются расчетные сопротивления бетона:
для бетонных и железобетонных конструкций при действии только постоянных и длительных нагрузок вводится только к расчетным значениям .
для бетонных конструкций. Вводится к расчетному значению .
для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении. Вводится к расчетному значению .
В СНиПе 2.03.01-84* в табл. 15 представлено 12 коэффициентов условий работы.
учитывает длительную прочность;
учитывает твердение бетона под водой;
учитывается при монтаже, когда действие длительнодействующей нагрузки мало.
Таким образом, класс бетона - это сопротивление эталонного образца воздействию с обеспеченностью не ниже 95%, т.е. .
Расчетное сопротивление - это сопротивление с обеспеченностью не ниже 99,7%, т.е. .
Аналогично и для сопротивлений по прочности на растяжение:
.
2. Арматурная сталь
За основу расчета принята прочность не а предел текучести, т.е.
физический (); условный ();
для «мягкой» стали ,
для «твердой» ,
где нормативное значение сопротивления растяжению.
Для расчета по II группе предельных состояний по прочности на растяжение
.
Таким образом, для арматуры также используется кривая распределения вероятностей.
Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению для предельных состояний I группы определяют по формуле:
,
где или в зависимости от стали.
- коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным:
1,1 - для арматуры классов А-I (А240), A-II (А300), A-III (А400);
1,15 - для арматуры класса А500;
1,2 - для арматуры класса Bp-I (В500).
Существует 9 коэффициентов условий работы арматуры (табл. 24* СНиП 2.03.01-84*).
Например, учитывает работу высокопрочной арматуры при напряжениях выше условного предела текучести. Этот коэффициент умножается на расчетное сопротивление преднапряженной арматуры (т.е. A-IV, A-V, A-VI, K-7, Bp-II и т.д.).
коэффициент точности натяжения, который учитывает возможные производственные отклонения от заданного значения предварительного напряжения арматуры.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Классификация бетона по маркам и прочности. Сырьевые материалы для приготовления бетонов. Суперпластификаторы на основе поликарбоксилатов. Проектирование, подбор и расчет состава бетона с химической добавкой. Значения характеристик заполнителей бетона.
курсовая работа [52,7 K], добавлен 13.03.2013Определение и краткая история высокопрочного бетона. Общие положения технологии производства бетонов: значение качества цемента, заполнителей, наполнителей и воды. Основные характеристики структурных элементов бетона. Способы повышения его прочности.
реферат [25,9 K], добавлен 07.12.2013Механические свойства бетона и состав бетонной смеси. Расчет и подбор состава обычного бетона. Переход от лабораторного состава бетона к производственному. Разрушение бетонных конструкций. Рациональное соотношение составляющих бетон материалов.
курсовая работа [113,6 K], добавлен 03.08.2014Изучение порядка определения требуемой прочности и расчет состава тяжелого бетона. Построение графика зависимости коэффициента прочности бетона и расхода цемента. Исследование структуры бетонной смеси и её подвижности, температурных трансформаций бетона.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 28.07.2013Обзор сырьевых материалов и проектирование подбора состава тяжелого бетона. Расчет химической добавки тяжелого бетона, характеристика вещества. Разработка состава легкого бетона. Область применения в строительстве ячеистых теплоизоляционных бетонов.
реферат [110,6 K], добавлен 18.02.2012Химический состав портландцемента. Сырьевые материалы и топливо, основные технологические процессы его изготовления разными способами. Портландцементы для бетона дорожных и аэродромных покрытий. Марки и классы прочности некоторых видов этого материала.
реферат [39,1 K], добавлен 04.12.2012Факторы и условия формирования структуры бетона. Водопроницаемость цемента и водостойкость бетона. Особенности структурообразования в цементных растворах. Процесс формирования модифицированных бетонов. Характеристика структуры водостойких бетонов.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 14.03.2019Создание новой шкалы классов бетонов по прочности. Необходимые свойства искусственных каменных облицовочных плит. Рассмотрение основных способов формования плотных бетонов. Использование пропиточных составов для насыщения пористых строительных материалов.
контрольная работа [20,0 K], добавлен 12.12.2012Понятие и назначение железобетонных изделий, их классификация по различным признакам. Правила выбора марки цемента в зависимости от прочности бетона. Виды добавок в бетон и условия их применения. Проектирование состава бетона и оценка его качества.
курсовая работа [203,5 K], добавлен 18.08.2010Подбор состава бетона. Расчетно-экспериментальный метод определения номинального состава тяжелого бетона. Физико-механические свойства асфальтобетона. Определение расхода материалов на один замес бетоносмесителя. Расчет оптимального содержания битума.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 05.01.2015Определение характеристики однородности прочности бетона по всем партиям, статистический расчет коэффициента его вариации и состава. Назначение среднего уровня прочности бетона и других статистических характеристик на следующий контролируемый период.
курсовая работа [6,1 M], добавлен 29.05.2014Устройство бетоносмесителя СБ-93 периодического действия с принудительным перемешиванием материала. Расчет ряда параметров, коэффициент сопротивления движению бетонов и растворов. Подбор состава бетонной смеси, расчет материалов на замес бетономешалки.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 02.11.2012Сбор нагрузок на 1 кв.м плиты перекрытия. Определение расчетного пролета и конструктивных размеров плиты. Характеристика прочности бетона и арматуры. Расчёт прочности плиты по сечению нормальному к продольной оси элемента. Конструктивные размеры плиты.
контрольная работа [886,1 K], добавлен 25.09.2016Понятие и сферы практического применения декоративного бетона в современном строительстве, его классификация и разновидности, технология получения. Методика уменьшения расслоения цветного бетона и получения равномерной окраски. Технология нанесения.
реферат [20,8 K], добавлен 20.05.2013Определение и уточнение требований, предъявляемых к бетону и бетонной смеси. Оценка качества и выбор материалов для бетона. Расчет начального состава бетона. Определение и назначение рабочего состава бетона. Расчет суммарной стоимости материалов.
курсовая работа [84,9 K], добавлен 13.04.2012Подбор состава легкого бетона на пористых заполнителях. Рекомендуемые марки пористого заполнителя. Определение расхода воды для обеспечения требуемой подвижности бетонных смесей. Расчет состава ячеистого бетона. Свойства керамзитобетона и шунгизитобетона.
курсовая работа [35,2 K], добавлен 13.04.2014Назначение и классификация ячеистых бетонов. Виды сырьевых материалов и требования, предъявляемые к ним. Технические характеристики пенообразователей. Особенности технологии производства стеновых блоков из ячеистого бетона. Контроль качества продукции.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 15.11.2009Виды и свойства гидротехнических бетонов. Технология приготовления и транспортировки бетонной смеси. Последовательность загрузки материалов и время ее перемешивания. Производство бетонных и железобетонных работ в зимних условиях. Контроль их качества.
реферат [108,5 K], добавлен 16.03.2015Расчет теплоизоляционного слоя стен печи. Определение состава обычных и огнеупорных бетонов на цементных вяжущих. Расчет огнеупорного бетона заданной марки. Определение количества кирпичей и состава воздушно-твердеющего раствора для кладки арочных сводов.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 03.12.2010Расчет номинального и производственного состава бетона методом абсолютных объемов. Коэффициент выхода бетона; расход материалов на один замес. Модуль крупности песка. Прочность бетона при использовании пропаривания, как способа ускорения твердения.
контрольная работа [643,5 K], добавлен 17.12.2013