Расчет элементов железобетонных конструкций по 2 группе предельных состояний

Расчет элементов железобетонных конструкций по 2 группе предельных состояний Лекция Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Согласно п. 5.1 СП 63.13330.2018 (2012) 5.1.1 Расчеты бетонных и железобетонных конструкций следует производить по предельным состояниям, включающим: • предельные состояния первой группы, приводящие к полной непригодности эксплуатации конструкций; • предельные состояния второй группы, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций или уменьшающие долговечность зданий и сооружений по сравнению с предусматриваемым сроком службы. Расчеты должны обеспечивать надежность зданий или сооружений в течение всего срока их службы, а также при производстве работ в соответствии с требованиями, предъявляемыми к ним. Расчет нормальных Расчет элементов жбк по 2сечений группежбк предельных состояний лекциялекция Расчеты по предельным состояниям первой группы включают: расчет по прочности; - расчет по устойчивости формы (для тонкостенных конструкций); - расчет по устойчивости положения (опрокидывание, скольжение, всплывание). - 4.2 (СП 63.13330.2018) Для выполнения требований по безопасности конструкции должны иметь такие начальные характеристики, чтобы при различных расчетных воздействиях в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений были исключены разрушения любого характера или нарушения эксплуатационной пригодности, связанные с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растениям. Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Расчеты по прочности бетонных и железобетонных конструкций следует производить из условия, по которому усилия, напряжения и деформации в конструкциях от различных воздействий с учетом начального напряженного состояния (преднапряжение, температурные и другие воздействия) не должны превышать соответствующих значений, установленных нормативными документами. Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Расчеты по предельным состояниям второй группы (по обеспечению эксплуатационной пригодности) включают: - расчет по образованию трещин; - расчет по раскрытию трещин; - расчет по деформациям. Расчеты по предельным состояниям второй группы следует производить на действие кратковременных и длительных нагрузок. Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция 4.3 (СП 63.13330.2018) Для выполнения требований по эксплуатационной пригодности конструкция должна иметь такие начальные характеристики, чтобы при различных расчетных воздействиях не происходило образование или чрезмерное раскрытие трещин, а также не возникали чрезмерные перемещения, колебания и другие повреждения, затрудняющие нормальную эксплуатацию (нарушение требований к внешнему виду конструкции, технологических требований по нормальной работе оборудования, механизмов, конструктивных требований по совместной работе элементов и других требований, установленных при проектировании). В необходимых случаях, обусловленных назначением конструкции и условиями эксплуатации, конструкции должны иметь характеристики, обеспечивающие требования по теплоизоляции, звукоизоляции, биологической защите и другие требования. Требования по отсутствию трещин предъявляют к железобетонным конструкциям, у которых при полностью растянутом сечении должна быть обеспечена непроницаемость (находящимся под давлением жидкости или газов, испытывающим воздействие радиации и т.п.), к уникальным конструкциям, к которым предъявляют повышенные требования по долговечности, а также к конструкциям, эксплуатируемым в агрессивной среде, согласно СП 28.13330 Защита строительных конструкций от коррозии В остальных железобетонных конструкциях образование трещин допускается, и к ним предъявляют требования по ограничению ширины раскрытия трещин. Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Расчет бетонных и железобетонных конструкций по образованию трещин следует производить из условия, по которому усилия, напряжения или деформации в конструкциях от нагрузок не должны превышать соответствующих их предельных значений, воспринимаемых конструкциями при образовании трещин. Расчет железобетонных конструкций по раскрытию трещин производят из условия, по которому ширина раскрытия трещин в конструкциях от нагрузок не должна превышать предельно допустимых значений, устанавливаемых в зависимости от требований, предъявляемых к конструкциям, условий их эксплуатации, воздействия окружающей среды и характеристик материалов с учетом особенностей коррозионного поведения арматуры. Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Для конструкций, в которых не допускается образование трещин, должны быть обеспечены требования по отсутствию трещин. В этом случае расчет по раскрытию трещин не производят. Для остальных конструкций, в которых допускается образование трещин, расчет по образованию трещин производят для определения необходимости расчета по раскрытию трещин и учета трещин при расчете по деформациям. Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Расчет бетонных и железобетонных конструкций по деформациям следует производить из условия, по которому прогибы, углы поворота, перемещения и амплитуды колебания конструкций от нагрузок не должны превышать соответствующих предельно допустимых значений. Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний Расчет на образование трещин лекция Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Трещины в железобетоне появляются в растянутой зоне, но их появление не означает разрушение, т.к. за счет наличия сцепления с бетоном, в работу включается арматура, расположенная в растянутой зоне бетона. Таким образом, проверку на образование трещин проводят для элементов железобетонных конструкций, в которых в процессе работы (в любой стадии – изготовления, транспортирования или эксплуатации) может появиться растянутая зона бетона. Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция К таким конструкциям относятся: - Центрально растянутые элементы конструкций (например, стенки резервуаров, пояса и раскосы стропильных ферм); - Внецентренно сжатые (например, колонны промышленных зданий) и внецентренно растянутые элементы конструкций; - Изгибаемые элементы конструкций (балки, плиты). Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Несущие конструкции одноэтажных промышленных зданий. Расчет элементов жбк попокрытия 2 группе предельных состояний лекция лекция В железобетонных элементах трещины могут быть вызваны условиями твердения бетона (усадки) или перенапряжением материалов (перегрузкой, осадкой опор, изменением температуры). Трещины от перенапряжения появляются чаще в растянутых зонах. Трещины в растянутой зоне изгибаемых конструкций, не заметные на глаз, появляются при эксплуатационных нагрузках даже в безукоризненно выполненных железобетонных конструкциях. Возникновение их вызвано малой растяжимостью бетона, не способного следовать за значительными удлинениями арматуры при высоких рабочих напряжениях. Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Трещина в сжатых частях указывают на несоответствие размеров сечения усилиям сжатия, являются опасными для прочности конструкции. Трещины понижают жесткость конструкции и нарушают ее монолитность, что имеет особенное значение для конструкций, подверженных действию вибрационных и динамических нагрузок. Наличие трещин в железобетонных конструкциях облегчает доступ влаги и агрессивных газов к арматуре, что может вызвать ее коррозию; кроме того, бетон с трещинами значительно легче выветривается. Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Различают три этапа в образовании трещин: • возникновение трещин (невидимые трещины); • появление раскрытия (образование) acrc  0,005мм трещин . с шириной Трещины становятся видимыми невооруженным глазом; • раскрытие величин. трещин до предельно допустимых Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний ; лекция Предпосылки расчѐта на образование трещин • в основу расчета положена стадия Iа работы железобетонного элемента – стадия образования первой трещины; • перед образованием трещин напряжения в растянутом бетоне принимаются равными расчетному сопротивлению растяжению по 2 группе предельных состояний, т.е. Rbt , ser  Rbtn . Эпюра напряжений в бетоне растянутой зоне может быть заменена прямоугольной; • Эпюра напряжений в сжатой зоне остается треугольной, если отсутствуют неупругие деформации; Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний • растягивающие лекция напряжения в арматуре в момент образования трещин в растянутом бетоне определяются из условия совместности деформаций в бетоне и арматуре до образования трещин с учетом предельной растяжимости бетона. Стадия Iа НДС Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция • напряжения в напрягаемой арматуре в момент образования трещин определяются как сумма значений предварительного напряжения (с учетом потерь и коэффициента точности натяжения) и приращения напряжения за счет деформаций растянутого бетона после погашения его обжатия sp   sp2   sp  2    Rbt , ser • Напряжения в ненапрягаемой арматуре предварительно напряженных железобетонных конструкций равны сумме значений сжимающего напряжения от усадки бетона  sp5 и ползучести бетона  sp 6 и приращения растягивающего напряжения за счет деформаций растянутого бетона  s  ( sp 5   sp 6 )  2    Rbt , ser Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Расчет элементов жбк по 2 группе предельных состояний лекция Расчет на образование трещин в центрально-растянутых элементах Расчет бетонных и железобетонных конструкции по образованию трещин следует производить из условия, по которому усилия, напряжения или деформации в конструкциях от различных воздействий не должны превышать соответствующих их предельных значений, воспринимаемых конструкцией при образовании трещин. Расчет заключается в проверке условия, что трещины в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, не образуются, если продольная сила от действия внешней нагрузки N не превосходит внутреннего продольного усилия в сечении перед образованием трещин Ncr, т. е. N