Материал: Строительные конструкции

ного железобетона непрерывно возрастало, начиная с 3,1 млн. м3 в 1954 г. до 122 млн. м3 в 1978 г. Примерно в таких же объемах про­ изводились железобетонные конструкции монолитным способом. Значительно расширилась область применения железобетонных кон­ струкций, которые заняли ведущее место в строительстве всех видов.

Железобетонным конструкциям присущи высокая прочность, долговечность, огнестойкость; им можно придавать любые формы, требуемые по условиям их работы и технологии изготовления; их эксплуатация не связана с большими текущими расходами. Желе­ зобетонные конструкции из года в год совершенствуются, техноло­ гия их изготовления и качество улучшаются.

Применение высокопрочной арматуры и высокомарочиых бето­ нов, предварительное напряжение конструкций (освоенное про­ мышленностью строительной индустрии в последние 20—25 лет), повышение технологичности и технико-экономических показателей конструкций, использование специальных цементов, в том числе с разнообразными химическими добавками, а также легких бетонов, в том числе на пористых заполнителях, и полимербетонов определяет направление дальнейшего развития железобетонных конструкций.

Советскими учеными проведены обширные исследования по же­ лезобетону, что позволило создать прогрессивные методы расчета железобетонных конструкций, признанные за рубежом.

При строительстве систем водоснабжения, канализации, теплогазоснабжения и вентиляции предпочтение отдают железобетону. Из него возводят резервуары, градирни, водонапорные башни, отстой­ ники и т. д.; перекрытия и колонны насосных, воздуходувных стан­ ций, котельных установок, вентиляционных камер; напорные и без­ напорные трубопроводы; каналы и тоннели подземных теплотрасс; опоры надземных трубопроводов.

В отдельных случаях оказывается целесообразным некоторые части зданий и сооружений выполнять из бетона и кирпича. Из ме­ талла обычно делают резервуары для жидкостей и газов, вспомога­ тельные конструкции зданий, узлы технологического оборудования. Деревянные несущие конструкции в санитарно-техническом строи­ тельстве применяют редко.

В соответствии с Программой КПСС и Основными направления­ ми развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы, утверж­ денными XXV съездом КПСС, успешно осуществляется экономиче­ ские и социальные преобразования, характерные для периода разви­ того социалистического общества, а также дальнейшее ускорение научно-технического прогресса, рост производительности труда, улучшение качества работ во всех звеньях народного хозяйства. В области капитального строительства предусмотрено новое повы­ шение уровня его индустриализации, в том числе повышение тех­ нико-экономической эффективности применения и степени заводской готовности строительных конструкций.

6

ГЛАВА /. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

§ 1.1. ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИИ

Расчет конструкций выполняют для того, чтобы оп­ ределить возникающие в них усилия от действующих нагрузок, назначить необходимые размеры поперечного сечения элементов, соединительных деталей (в местах сопряжения элементов), требуемое количество армату­ ры (в железобетонных элементах) и при минимальных затратах материалов гарантировать необходимые эксплу­ атационные качества конструкций в течение всего ус­ тановленного срока их службы.

Конструкция может потерять необходимые эксплуа­ тационные качества по одной из двух причин:

1) в результате исчерпания несущей способности (разрушения материала в наиболее нагруженных сече­

колебаний, осадок), а также из-за образования трещин или чрезмерного их раскрытия.

Используемые в расчете значения нагрузок, проч­ ностные и деформативные характеристики материалов установлены «Строительными нормами и правилами» (СН иП )1. Эти величины обладают определенной из­ менчивостью и могут иметь отклонения от нормативных значений как в большую, так и в меньшую сторону.

Строительные конструкции рассчитывают по методу предельных состояний, который дает возможность га­ рантировать сохранение необходимых эксплуатацион­ ных качеств конструкции при практически наибольших отклонениях нагрузок от нормативных значений и воз­ можном наихудшем качестве материалов.

В соответствии с указанными выше двумя причина­ ми, которые могут вызвать потерю эксплуатационных качеств конструкций, установлены две группы их рас­ четных предельных состояний: 1) по потере несущей способности; 2) по непригодности к нормальной эксплу­ атации.

1 Перечень основных глав СНиП дан в прил. I.

7

По первой группе предельных состояний рассчиты­ вают конструкции всех видов, по второй группе — толь­ ко те конструкции, чрезмерные деформации в которых могут привести к потере ими эксплуатационных качеств еще до того, как будет исчерпана их несущая способ­ ность. Примером таких конструкций могут служить плиты и балки большого пролета, необходимое сечение которых определяется не условием прочности, а проги­ бом, допускаемым при нормальной эксплуатации.

Расчет железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы должен обеспечить не только ограничение их прогибов, но в необходимых случаях исключить возможность образования трещин в бетоне или ограничить ширину их раскрытия.

§ 1.2. РАСЧЕТНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ

Для учета возможной изменчивости нагрузки и прочностных характеристик материалов установлены следующие расчетные коэффициенты:

1)коэффициенты перегрузки п, вводимые на дейст­ вующие -нагрузки;

2)коэффициенты безопасности по материалу Ав, вво­ димые на характеристики прочности материалов;

3)коэффициенты условий работы т , дающие воз­ можность оценить некоторые особенности работы мате­ риалов. а также конструкций в целом, которые не могут быть отражены в расчетах прямым путем.

Коэффициенты перегрузки п > 1* установлены нор­ мами для нагрузки каждого вида в зависимости от ее изменчивости, а коэффициенты безопасности &б>1 — для каждого материала в зависимости от изменчивости его характеристик прочности. Чем больше изменчивость нагрузки, тем больше п; чем больше изменчивость проч­ ности материала, тем больше kб, и наоборот.

Степень изменчивости нагрузок и прочностных харак­ теристик материалов устанавливают по статистическим данным большого числа наблюдений за изменением на­ грузки и результатов испытаний прочности образцов

* В том случае, когда возможное уменьшение нагрузки для кон­ струкции опаснее, чем превышение, принимают я < 1, например, при проверке водонапорной башни или подпорной стенки на опрокиды­ вание ее собственный вес (который препятствует опрокидыванию) принимают с коэффициентом я=0,9.

8

изменчивости рассматриваемых величин: если кривая вытянута вдоль оси ординат (рис. 1.1,а), то величина обладает малой изменчивостью, если же кривая пологая (рис. 1.1,6), то рассматриваемая величина имеет боль­ шую изменчивость.

§ 1.3. НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ, НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Установленные СНиП П-6-74 нагрузки, которые могут действовать на конструкцию при ее нормальной эксплу­ атации, называют нормативными нагрузками и обозна­ чают qH.

Расчетные нагрузки q получают путем умножения нормативных нагрузок на соответствующие коэффици­ енты перегрузки п:

q = qH П.

Некоторые значения qHи п в соответствии со СНиП при­ ведены в прил. II.

Нагрузки, которые действуют на конструкцию в те­ чение всего периода ее эксплуатации, называют пос­ тоянными. К ним относятся собственный вес конструк­ ции, вес опирающихся на нее элементов, давление грунта

9