Расчет железобетонных конструкций. Основные физико-механические свойства бетона, арматуры, железобетона

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Комсомольский – на - Амуре государственный

технический университет»

Кафедра "Строительство и архитектура"

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Методические указания по изучению курса «Железобетонные и каменные конструкции» для студентов по направлениям 270800.62 «Строительство» и 270300.62 «Дизайн архитектурной среды»

Комсомольск-на-Амуре  2013

Расчет железобетонных конструкций (для специальностей «Промышленное и гражданское строительство», «Городское строительство и хозяйство»,«Дизайн архитектурной среды»): Методические указания для контрольной работы/ Сост. .– Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре гос. техн. ун-т, 2013.– 35 с.

Приведены основные сведения о содержании курса «Железобетонные и каменные конструкции» с необходимыми методическими пояснениями и контрольными вопросами, содержатся подробные ответы по наиболее важным разделам курса.

Методические указания рекомендуются для студентов дневного и заочного отделений строительных специальностей при  изучении курса ЖБК.

Печатается по постановлению редакционно-издательского совета Комсомольского-на-Амуре технического университета.

Согласовано с отделом стандартизации.

Компьютерная вёрстка С.А. Носов, Забашний В.В.

Рецензент Ю.Н. Чудинов

Подписано в печать

Редакционно-издательский отдел Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета

681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27.

Полиграфическая лаборатория Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета

681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27.

Введение

Железобетон представляет собой сочетание двух материалов (бетона и стальной арматуры), работающих совместно благодаря сцеплению, возникающему между ними. Бетон хорошо сопротивляется сжатию, а арматура обладает высокой прочностью на растяжение. Совместной работе бетона и арматуры способствует сочетание трех физических факторов: надежного сцепления бетона с арматурой; защиты от коррозии и огня, которую создает для арматуры плотный бетон; практически одинакового значения коэффициента линейного температурного расширения.

Основные технико-экономические преимущества железобетона таковы: простота формообразования; возможность использования дешевых местных материалов (песок, щебень); прочность и долговечность, высокая огнестойкость и др. В то же время железобетон имеет сравнительно большую массу, для снижения которой рекомендуется применять легкие бетоны на пористых заполнителях, использовать тонкостенные и пустотные конструкции. По способу выполнения железобетонные конструкции могут быть сборными (из элементов заводского изготовления) и монолитными, возводимыми непосредственно на месте строительства. Индустриальными являются сборные железобетонные конструкции.

1.  Теория железобетона. Железобетонные конструкции зданий и сооружений

1.1   Основные физико-механические свойства бетона,

  арматуры, железобетона

1.1.1  Бетон

Студенту необходимо знать классификацию бетонов по по следующим признакам: структуре, объемной массе, виду заполнителей, зерновому составу, условиям твердения. Важно обратить внимание на структуру бетона, определяющую его прочность и деформативность. Следует понимать явления усадки и набухания бетона.

При изучении прочностных свойств бетона необходимо уяснить физические основы прочности бетона и знать характер разрушения сжимаемых образцов. Следует обратить внимание на основные факторы, влияющие на прочность бетона: время и условия твердения, вид напряженного состояния (прочность при сжатии, растяжении и срезе), форму и размеры образцов (кубиковая прочность, призменная прочность), длительность нагружения (прочность при длительных и быстрых нагружениях, прочность при повторных нагрузках ). Студент должен знать основные показатели качества бетона: классы по прочности при сжатии и растяжении, марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости.

Деформации бетона могут быть температурно-влажностные, развивающиеся в результате взаимодействия бетона с внешней средой, и силовые, развивающиеся под действием внешних сил. При изучении силовых деформаций необходимо уяснить характер деформирования бетонных элементов при однократном загружении кратковременной нагрузкой, при длительном действии нагрузки и при многократно повторном загружении. Здесь следует обратить внимание на развитие деформаций ползучести при длительном действии нагрузки и явление релаксации напряжений в бетоне, изучив физическую сущность этих явлений. Важно также знать основные параметры полных диаграмм деформирования бетона (начальный модуль упругости, модуль полных деформаций, секущий модуль, предельные деформации бетона).

Необходимо ознакомиться с особенностями физико-механических свойств специальных видов бетона (ячеистого, жаростойкого, полимербетона).

1.1.2  Арматура

Арматура в железобетонных конструкциях может выполнять различные функции. Если арматурные стержни устанавливаются по расчету для восприятия действующих усилий, то они называются рабочей арматурой. Монтажная арматура применяется исходя из конструктивных и технологических соображений. Следует уяснить, что арматура подразделяется по способу изготовления, по профилю поверхности, по способу последующего упрочнения и по способу применения. Кроме этого, различают гибкую и жесткую арматуру.

При изучении механических свойств арматурных сталей необходимо обратить внимание на характер диаграммы "напряжение-деформация" для мягких сталей, имеющих площадку текучести, и на характер диаграммы деформирования легированных и термически упрочненных сталей (с условным пределом текучести).

Нужно знать способы упрочнения арматурных сталей, а также их свойства: пластичность, свариваемость, хладноломкость, релаксация напряжений, усталостное разрушение и динамическое упрочнение. Важно изучить классификацию стержневой, проволочной и канатной арматуры. Следует уяснить технико-экономические рекомендации по применению