Презентация Microsoft Office PowerPoint

1. Расчет железобетонных колонн.

2.

называют элементы, в которых нагрузка
приложена в центре тяжести сечения и действует по продольной оси
элемента.
колонны - сила действует на
некотором расстоянии от центра тяжести сечения
(эксцентриситет)

3.

N-наибольшая вероятная нагрузка
Φ- наименьшая вероятная несущая способность сечения
Явление продольного изгиба, при
котором несущая способность
колонны уменьшается. В
расчетных формулах сжатых
колонн это учитывается
введением коэффициента
продольного изгиба φ, имеющего
значение меньше 1,0.

4. Понятие о расчете внецентренно сжатых железобетонных колонн.

a
В случае если кроме продольной силы на колонну
действует изгибающий момент или, что
равносильно. продольная сила приложена с
эксцентриситетом больше случайного, колонна
рассчитывается как внецентренно сжатая. При
расчете таких колонн учитывают. что
эксцентриситет приложения силы
увеличивается на величину случайного
эксцентриситета ea :
Для лучшего восприятия изгибающего момента поперечные
сечения таких колонн вытягивают в направлении его
действия. Армирование принимают симметричное или
несимметричное.

5.

Различают два случая работы
внецентренно сжатых
элементов. Различие между
ними заключается в том, что
в первом случае
относительная высота
сжатой зоны бетона меньше
граничного значения R, т.е.
сечение сжато частично, а
большая его часть растянута.
При такой работе арматура
As растянута, а арматура As΄
сжата.

6.

. Во втором случае
ξ=Х/h0≤ξR, т.е. большая
часть или все сечения
колонны сжаты, и тогда
по сравнению с первым
случаем меняется
характер работы
арматуры, и она либо
сжата, либо слабо
растянута.

7. Железобетонные колонны. Расчет центрально-сжатых колонн.

8. Характер потери несущей способности железобетонных колонн.

Потеря прочности арматуры в сжатом железобетонном элементе:
а) при отсутствии поперечной арматуры.
б) при наличии поперечной арматуры (хомутов).
1- выпучивание продольной арматуры.
2- разрушение бетона.

9.

В сжатых железобетонных элементах сложно добиться
центрального сжатия, так как несовершенство геометрических
форм колонн, особенности опирания на них конструкции,
неточность постановки арматуры, неоднородность бетона и т.д.
приводят к тому, что практически все сжатые железобетонные
элементы можно рассматривать как внецентренно сжатые. Для
практических расчетов элементы, на которые действует
сжимающая сила, приложенная без эксцентриситета, разрешено
условно относить к центрально сжатым.

10.

Рассмотрим простые случаи расчета колонн ,
ограничив их следующими условиями:
На колонны действует нагрузка ,приложенная со
случайным эксцентриситетом.
Рассмотренные колонны будем принимать
прямоугольного поперечного сечения.
Продольное армирование выполняется
стержнями арматуры, расположенными вдоль
двух сторон по углам сечения . Возможно
армирование шестью, восьмью и большим
количеством стержней.

11.

Варианты расположения рабочей арматуры:
а) по углам сечения колонны;
б) с применением промежуточных стержней;
Отношение расчетной длинны колонны к меньшей стороне
поперечного сечения не должно превышать 24,
т.е. L0/h 24;
Коэффициент армирования т.е. отношение площади
поперечного сечения арматуры к площади сечения колонны,
чаще всего находится в пределах от 0,001 до 0,03 (0,1-3,2%)

12.

Таб. 5.5

13.

l- геометрическая длина стержня;
µ- коэффициент, зависящий от способов закрепления концов
стержня, и определяется он по таб. 5.1:

14. Основная расчетная формула для центрально-сжатых колонн прямоугольного (квадратного) сечения.

Основная расчетная формула для центральносжатых колонн прямоугольного (квадратного)
сечения.

15. Определяем коэффициент продольного изгиба колонны:

16.

Общий порядок подбора сечении рабочей арматуры (тип 2)
1. Определяют нагрузку, если она не задана по условию
задачи
( полное значение нагрузки N и ее длительную часть N1)
2. Устанавливают расчетную схему.
3. Принимают расчетную длину колонны (при расчете
колонн гражданских здании расчетную длину можно
принимать равной высоте этажа)
4. Задаются следующими значениями и находим величины,
зависящие от них:
а) Принимают размеры поперечного сечения.
б) принимают материалы.
в) принимаем коэффициент армирования µ=0,01-0,02.

17.

Размеры сечения колонн следует принимать, не
менее 250 мм, и они назначаются кратными 50 мм
при размерах стороны сечения до 500 мм и кратными
100 мм при размерах стороны сечения больше 500 мм.
Требования к материалам для колонн следующие:
Бетон обычно принимается класса В20; для тяжело
нагруженных колонн – не менее В30;
Рабочая арматура принимается классов А – III(А400),
A – II(А300), диаметрами отД 12 до 40 мм,
оптимально Д16 – 25 мм;
Поперечная арматура назначается классов А – I, A –
III, Вр – I, диаметром dsw0,25 ds (диаметр хомутов в
вязанных каркасах принимают не менее 0,25 ds и не
менее 5 мм); шаг поперечных стержней не более
s =20 ds (в вязанных каркасах s= 15 ds ), где ds –
меньший диаметр продольной рабочей арматуры.

18.

5. Определяют коэффициент αs по формуле;
6. Определяют коэффициент продольного изгиба φ:
где φb и φsb находят по таблице 5.6. в зависимости от
найденных ранее отношений l0/h и N1/N; если значения
l0/h и N1/N не совпали с табличными необходимо
провести интерполирование. В таблице 5.6
приведены значения для φb и φsb при отсутствии в
сечениях колонн промежуточных стержней.

19.

20.

7. Определяют требуемую площадь арматуры по формуле:
если в результате получают отрицательное значение, это говорит о
том, что бетон один (без арматуры) справляется с нагрузкой ,в этом случае
иногда возможно уменьшить размеры поперечного сечения колонны и заново
произвести расчет, или колонна армируется конструктивно, учитывая, что
арматуру необходимо ставить обязательно, чтобы обеспечить минимальный
процент армирования;
если получают положительное значение требуемой площади арматуры,
то по сортаменту и полученной площади назначаем диаметр арматуры;
для армирования принимают 4 стержня арматуры и располагают их по
углам колонны (возможно армировать и большим количеством стержней, но
здесь рассматривается самый простой случай)
При подборе арматуры следует учитывать, что диаметр продольных
стержней монолитных колонн должен быть не менее 12 мм; в колоннах с
размером меньшей стороны сечения≤ 250 мм диаметр продольных стержней
рекомендуется назначать не менее 16 мм;максимальный диаметр
продольных стержней обычно принимают не более 40 мм.

21.

8. Проверяют действительный процент армирования:
Если действительный процент армирования
находится в пределах от 0,1 min до 3%, и еще лучше, если
он близок к тому значению которым задались (по
нашим рекомендациям 1-2%), то на этом заканчивается
подбор продольной арматуры, в противном случае
необходимо скорректировать принятую арматуру или
сечение элемента.
9. Назначают диаметр поперечных стержней dsw по условию свариваемости,
которое устанавливает соотношение диаметров продольных и поперечных
стержней арматуры при сварке. Это соотношение учитывает, что к
продольному стержню арматуры большего диаметра ds можно
приваривать поперечный стержень меньшего диаметра dsw который
должен быть не менее ¼ ds
где ds - наименьший диаметр продольных сжатых стержней (в вязанных
каркасах диаметр хомутов принимают не менее 0,25ds и не менее 5мм)

22.

10. Назначают шаг поперечных стержней
(хомутов в вязанных каркасах)
s ≤ 20ds в сварных каркасах , но не более 500мм;
s ≤ 15ds в вязаных каркасах ,но не более 500мм;
11.Проверка прочности колонны в соответствии с
принятыми диаметрами стержней.

23.

Правила установки арматуры в
колонны и проектирования
каркасов:
а). стержни продольной арматуры
располагаются у граней колонны с
защитным слоем бетона не менее
20 мм и не менее их диаметра;
поперечная арматура с защитным
слоем не менее 15 мм и не менее ее
диаметра;
б). для свободной укладки в формы
концы продольной арматуры не
должны доходить до грани
торца колонны на 10 мм при ее
длине до 9 м и на 15 мм при длине
до 12 м. При этом, если в
оголовке колонны
предусмотрена закладная
деталь для опирания
вышележащих конструкций, то
продольный стержень
арматуры должен не доходить
до этой закладной детали не
менее чем на 10 мм;
Армирование колонн: а) сварным
каркасами, б) вязанными каркасами;
1 – каркасы;
2 – соединительные стержни; 3 – хомуты;
а – защитный слой бетона продольной
арматуры.

24.

В). плоские
арматурные каркасы
перед постановкой в
опалубку
объединяют в
пространственные
каркасы при помощи
соединительных
стержней.

25.

г).для восприятия сосредоточенных нагрузок от
балок или ферм верхние части колонн (оголовки)
дополнительно армируются горизонтальными
сетками (не менее 4 –х) и могут усиливаться
закладной деталью, которая служит для
распределения нагрузок от опирающихся на
колонну конструкций и для их прикрепления;
Армирование оголовков колонн: а) конструкция
оголовка без уширения опорной части.
б) конструкция оголовка с уширением опорной части.

26.

27.

•Для транспортирования, складирования и монтажа в сборных
железобетонных колоннах предусматриваются монтажные
петли или отверстия. Расстояние от края колонны до
монтажной петли или монтажного отверстия l1, l2 –
принимается от 1/l5 до 1/l8
а) схема складирования
(транспортирования колонны)

28.

б) схема монтажа колонны.

29.

1
300
425
1
480
М- 1
2?14A- III
2
250 250
350
2
2?16A- III
45°
4?25A- III
М- 2
Шаг 100
280
2?25A- III
1- 1
1
300
425
C- 1
М- 2
1400
350
2?16A- III
М- 3
60 60 60
2?16A- III
2?25A- III
250
3980
?25А- III
Шаг 300
1- Центрирующая стальная
прокладка 100х100х5мм
2- Трубка
5980
175 175