| Методические указания
к проведению практических занятий
по курсу
“Железобетонные конструкции”
Министерство образования Российской Федерации
Сибирская государственная автомобильно – дорожная академия
Инженерно строительный институт (ИСИ СибАДИ)
Кафедра “Строительные конструкции”
Методические указания
к проведению практических занятий
по курсу “Железобетонные конструкции”
(IV ПГС)
Составители: Саунин В. М.
Тютнева В. Г.
Омск - 2003
Практические занятия по ж/б
конструкциям
III
ПГС,
IV
семестр
1. Отдельная тетрадь, предъявляется при зачете с подписью проверяющего практические занятия. Обязателен СНиП.
2. Рассматривается ж/б конструкция.
3.
Тема
: Прямоугольное сечение с одиночной арматурой
(см. лекции).
Рассчитывается консольный свес:
Конструктивная схема:
Расчетная схема:
 кН/м – расчетная нагрузка
Определяем усилия:
Расчетное сечение:
Предварительно  см (см. п. 5.5; п. 5.6)
тогда  см
Исходные данные:
Бетон В20: (п.2.11)  МПа, если 
(тяжелый)  МПа, если 
Арматура: (п.2.27) А-III Ø 6-8  МПа
Вр-I Ø 3  МПа
Ø 4  МПа
Ø 5  МПа
Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, следует произ-
водить в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона  и значением граничной высоты сжа -
той зоны бетона  ;
 - по арматуре
 - по бетону и арматуре
 ; (см. п. 3.12)
 МПа
 МПа ( )
 ;
 на 1 м
или
 на 1 м
Должно соблюдаться условие 
 (см. п. 5.16)
 
Принимаем Æ 6 А-III с  мм с 
Распределительную арматуру принимаем
Æ 3 Вр – I c  мм (см. п.5.22)
Проверка прочности нормального сечения:
 (см. п. 3.15)
Уточняем рабочую высоту сечения:
Определяем высоту сжатой зоны бетона:
 Прочность обеспечена
Тема:
Прямоугольное сечение с двойной арматурой
(см. лекции)
При  - двойное армирование
Конструктивная схема:
Расчетная схема:
q1
=7.75 кН/м (на 1 м ширины)
ℓ0
=5.3 м
Расчетное сечение:
Исходные данные:
те же с добавлением
 для А – III Æ 
требуется сжатая продольная арматура с 
 -
(у нас Ø 6А-III из предыдущего расчета)
У нас есть Ø 6А-III с  c  , принимаем это, и 
Принимаем Æ 14 A – III с  мм с 
Распределительную Æ 4 Вр – I с  мм
Уточняем по 3.15 –  см
 см
Проверка прочности:
Прочность обеспечена.
Есть смысл увеличить шаг, но в учебных целях оставим так.
5. Тема:
Тавровое сечение
5.а. Контрольная часть (опорное сечение), отрицательный момент.
Конструктивная схема:
Расчетная схема:
 Расчетное сечение:
Исходные данные: (см. ранее) 
Принимаем 2 Æ 16 A – III с Аs
3
=4.02 см2
(в расчете на 2 каркаса п.5.22)
Если установить их под арматурой (см.п.3)
 
а по п. 5.5
Проверка прочности опорного сечения:
Прочность обеспечена
5.б. Пролетная часть, момент положительный
Конструктивная схема:
Расчетная схема:
Расчетное нормальное сечение:
 
Назначение  (п. 3.16): между продольными ребрами (свесы)
а) 
б)
2) консольные свесы – при 
(студентам читать самим)
Назначаем, а=5 см (в ожидании двухрядного расположения арматуры).
Определение положения границы сжатой зоны бетона:
 Границы сжатой зоны в полке, 
 
Принимаем 4 Æ 32 A – III с Аs
=32.17 см2
Размещение арматуры:
Принимаем 40 мм
Проверка прочности нормального сечения:
Определение положения границы сжатой зоны:
Граница сжатой зоны в полке
Прочность обеспечена, при недостатке желательно сблизить или поставить рядом стержни.
6. Тема:
Расчет прочности наклонных сечений
(см. лекции)
Расчетная схема наклонного сечения:
По изгибающему моменту расчет не проводится, т.к. подбором верхней арматуры 2Æ16 A-III обеспечена прочность как нормальных, так и наклон -
ных сечений из-за гарантии анкеровки этой арматуры. Поэтому расчет на поперечную силу.
 – проекция опасного наклонного сечения
Необходимость расчета хомутов при невыполнении (п.3.32) условия (84):
Расчетное наклонное сечение:
Левая часть условия (84) равна:
что не меньше 
Условие (84) не выполняется – необходима поперечная арматура – нанесем ее на расчетную схему и сечение.
Из условия (83) определим 
где  (нет полок в сжатой зоне)
из п. 5.27 
(81)  арматура А - III
Æ 6 – 8  Мпа
Æ  10  Мпа
К Æ 32 продольной арматуры можно как минимум приваривать
Æ 8 А – III –  см
 2 – число каркасов
 Мпа - см. примечание табл. 22
(80)  
Прочность наклонного сечения обеспечена.
Хомуты Æ 8 А - III на  шаг 200 мм, а на остальной части 
 (см.п.5.27) Принимаем 400 мм.
7. Тема:
Конструирование арматурных элементов
С - 1
Расстояние между крайними рабочими Æ 6 A - III поперечными стерж -
нями п.5.9 и 
Целым числом шагов 200 набирается:
 ;
Остается два шага по 
Длина стержней Æ 6 A - III : 
Расстояние между крайними распределительными стержнями Æ 3 Вр - I
Целым шагом 600 набирается: 
Остается два шага по 
Длина Æ 3 Вр – I: 
С - 1
С – 2
Расстояние между крайними рабочими Æ 14 A – III поперечными стержнями:
Целым числом шагов 120 набирается 
Остается два шага по 
Длина стержней Æ 14 A – III - 5450 мм
Расстояние между крайними распределительными продольными стержнями Æ 4 Вр – I:
Целым шагом 600 набирается:
Длина Æ 4 Вр – I - 
С - 2
Сетка С-1 и С-2 могут набираться из отдельных частей, получаемых расчленением по распределительной арматуре с учетом стыкования в нерабочем направлении п.5.41.
К-1
Расстояние между рабочими продольными стержнями Æ16 и Æ 32 А III (см. схему и расчеты)
Расстояния между Æ16 и Æ 32 (верхним): 
Расстояния между Æ16 и Æ 32 (нижним): 
Принимаем технологически удобные размеры 440 и 520, оставляя 28 (базовым).
Длина стержней Æ16 и Æ 32 (п.5.9.): 
Расстояние между крайними поперечными стержнями:
Оно набирается шагом 200 (от половины вылета консоли и 1/4 пролета – (от опор) и 400 в оставшихся частях.
Зона 1500/2 + 9000/4 = 3000 набирается шагом  , остав -
шаяся средняя часть пролета 9000/2=4500 мм набирается целым шагом
400х10=4000 мм и переходными шагами 250х2=500 мм.
Оставшиеся части консолей:
Набирается одним шагом 400 и одним переходным 310 мм.
Длина поперечных стержней: 
К - 1
Расход основной рабочей арматуры на плиту
где 6,31 кг/м-масса 1 пог. метра Æ 32
8.Тема:
Расчет внецентренно-сжатых элементов прямоугольного сечения.
Конструктивная схема:
 
Расчетная схема:
 ; (см. п. 1.21)
 ;  ; 
а) Симметричное армирование:
Расчетное сечение
 ; 
Материалы:
Бетон В20;
 (c  )
Арматура класса А- III;
 ( )
по п. 5.17 
Задаемся в учебных целях 
 ;
 ;
Целесообразно симметричное армирование
, т.к. случайный эксцентриси -
тет  в любую сторону;  из (37) п.3.20
 ;
(определение  см. пример выше).
Значит  (с учетом знака  ).
Из (36) 
для  и  ;  и 
 
Из (38), (39)
 ;
Для   , 
Для  , ,  , наносим характер зависимости – по третьей точке
Для  (ближе к ожидаемому пересечению)
  наносим по пересечению получаем 
Принимаем  2 Æ 22 AIII
Проверка прочности
Оставим  ;  ;
 (см. выше);  ;
Из (38), (39) уточняем  ; ;
Из (39)  что меньше  и по абсолютной величине 
Из (36)
Прочность обеспечена
б) Несимметричное армирование:
Допустим, что наш эксцентриситет только в одну сторону и  Из проведенных выше расчетов из (36) имеем:
 при 
 при  (max)
Имеет смысл взять наименьшую, тем более, что она больше
 (2 16 A - III)см.пособие по ненапряженному железобетону п.5.56
Не подбирая стержни, с этой  , и соответственно  из (38) из (39):
Принимаем сжатую арматуру 2 22 A - III с  , растянутую или менее сжатую 2 16 A - III (конструктивно) с 
Размещение оставим то же (по  ,  ), но можно и уточнить:
Рис. 27
Проверка прочности:
Из (37) 
 значит,  ; уточняем  из (38) и (39);
при этом из (39)
 ;
 ;
Из (36): 
Что больше 
Прочность обеспечена.
в) Конструирование арматурных элементов.
Ствол колонны армируется пространственными каркасами: в случае симметричного армирования КП-1 и несимметричного КП-2, армирования
КП-1 (4 22
A
-
III
)
Расстояние между осями продольных стержней  .
Длина продольных стержней  . (п.5.9)
Минимальный диаметр поперечной арматуры по свариваемости с 22 - 6мм
Принимаем 6 A - III
Шаг поперечных стержней (п.5.22)
Принимаем  (технологически удобный размер).
Расстояние между крайними поперечными стержнями  , набирается  Длина поперечных стержней 
КП-1
 
Рис. 28
КП-2
К изложенному выше в КП-1 изменения только в шаге  , в части  (16 – min )
Принимаем 300 мм и 3930 набираем 
КП-2
 
Рис. 29
9. Предварительно-напряженные конструкции
9.1. Расчет прочности по нормальным сечениям изгибаемых элементов.
Расчетное сечение (см.п.5.б ) среднее
Рис. 30
Задаемся напряженной арматурой А - VI; 
Граница сжатой зоны в полке (см. п.5.б), там же 
Определяем  (см. п. 3.12 по СНиПу),  (см. п. 3)
 - предварительно принимаем так
 п. 3.13 , 
 принимаем 
итак, граница сжатой зоны в полке,   из (28)
Принимаем 4 Æ 20 А - VI с 
Размещение арматуры (п.5.5, 5.6, 5.12)
Рис. 31
 - с учетом охватывающей арматуры из Æ 4 Вр – I (конструктивно)
Проверка прочности
Определение границы сжатой зоны:
 -она в полке
Прочность обеспечена
Расход 1Æ 16 + 2 Æ (Аsp
)
9.2. Конструирование арматурных элементов для преднапряженной конструкции
По сравнению с предыдущим каркас К-1 должен быть изменен. Вместо
2 Ø 32 A - III ставится конструктивно монтажный, стержень принимается
Ø 16 A - III и ставится на место нижнего Ø 32 A – III с опусканием. Итак:
Рис. 32
Для конструирования арматурных элементов, связанных с предваритель -
ным напряжением следует задаться значением начального предваритель -
ного напряжения арматуры и определить величину предварительного нап -
ряжения перед передачей напряжения с упоров на затвердевший бетон п.1.23, механический способ натяжения на упоры стенда  (п.2.25) для А - VI
Из (1) 
Принимаем 
П.1.24 табл. 5
Первые потери:
1) релаксация 
2) температурный перепад 
длина натягиваемых стержневых заготовок 
3) деформация анкеров 
(п. 2.30,т. 29)
 - нет огибающих приспособлений
 - натяжение группы в 2 стержня
 - это уже больше 100МПа
Усилие обжатия бетона при передаче напряжения с упоров
п.5.58 – Дополнительная ненапрягаемая поперечная арматура на всю высоту торцевого сечения: 
Принимаем 4 Ø 14 A - III c 
Нижние концы стержней привариваются к пластине, которая кроме этого служит для выполнения требований п.5.7, а.
Толщина пластины (приложение 4):
Рис. 33
Гнутый каркас Кр-2
Из условия свободного надевания на анкера закладной детали, а также п.5.61 и п.2.29
Принимаем 280 мм;
 максимум из  и 
принимаем 
принимаем Ø 4 Вр – I для Кр – 2; Кр – 3
вид сбоку
126 – по осям охватывающей арматуры
 
Рис. 33
На оставшейся по длине части
12000-295х2=11410 мм
ставится Кр-3 того же поперечного сечения, что и Кр-2, но с шагом согласно п.5.22-150х2=300мм.
Чертежи Кр-2 и Кр-3 можно совместить (см. рисунок выше). Расход основной рабочей арматуры
Æ 20 А – VI -  (см. п.7)
9.3. Определение момента трещинообразования (стадия
I
НДС-
II
группа предельных состояний)
9.3.1. Геометрические характеристики приведенного сечения (п.1.28)
Рис. 34
 - табл. 18. Бетон подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении.
 (А III) – табл. 29
 (А VI)
Коэффициенты приведения: 
Площадь приведенного сечения:
Статический момент относительно нижней грани:
Расстояние от центра тяжести нижней грани:
Момент инерции относительно центра тяжести:
Упругий момент сопротивления относительно нижней грани –
относительно верхней грани –
относительно центра тяжести напрягаемой арматуры –
Упругопластический момент сопротивления относительно нижней грани допускается определять ( для таврового с полкой в сжатой зоне):
9.3.2. Определение полных потерь в напрягаемой арматуре.
Расчет ведется для стадии передачи напряжения на бетон: изготовление конструкции на месте ее расположения.
Нормативный изгибающий момент от собственной массы конструкции:
Потери напряжений от быстронатекающей ползучести бетона в момент передачи напряжений на него определяются по п.6 табл. 5 в зависимости от
Потери от усадки бетона –  (п.8, табл. 5)
Потери от ползучести бетона –
(п. 1.28) 
(п. 9 табл. 5)
Сумма всех потерь и усилие обжатия с учетом этого:
9.3.3. Определение  – момент трещинообразования (п.4.5.)
К исходным данным:  ; 
Примем нормативное значение изгибающего момента в среднем сечении 80% от расчетного
Определим  для формулы (135)
(135)  ;  ;
Радиус ядра сечения (ядровая точка - верхняя)
 (без учета ненапрягаемой арматуры)
Доля момента трещинообразования, определенная усилием обжатия
(129) 
Момент трещинообразования:
(125) 
Поскольку 
Условие (124) выполняется и трещин нормальных к продольной оси не будет.
9.4.4. Определение прогибов при отсутствии трещин в растянутой зоне.
(п.4.23 а и последний абзац; п.4.24)
Прогибы определяются по средней кривизне без учета разгружающего влияния консолей, т.е. заведомо получается завышенный прогиб из-за нулевого момента на опоре.
Примем разделение полного нормативного момента на кратковременную –
и длительную –
 ; части
Для формул (159)
 ;
 ;
Для определения  :
В стадии передачи напряжений на бетон –
Поскольку в верхней грани растяжение  
 значит 
(если  , то  и  определять – см.выше)
Итак, 
 ;
что больше 
поэтому 
Полная кривизна:
 ;
Для балки загруженной равномерно распределенной нагрузкой  : 
Прогиб 
По дополнению, раздел 10к СНиП для 
(высота помещений до 6м) 
для  
Для  по интерполяции: 
В нашем случае  жесткость обеспечена, что и следовало ожидать из-за отсутствия трещин в растянутой зоне.
|