лучили значительное распространение в странах с кли-M.I гпческими условиями, позволяющими круглогодичное производство строительных работ на открытых площадках.

§ 4. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ И УСАДОЧНЫЕ ШВЫ

С изменением температуры железобетонные конструкции деформируются: укорачиваются или удлиняются, а вследствие усадки бетона укорачиваются. При неравномерной осадке основания в вертикальном направлении части конструкций взаимно смещаются.

Железобетонные конструкции, как правило, представляют собой статически неопределимые системы, в которых при изменении температуры, развитии усадочных деформаций и неравномерной осадке фундаментов возникают дополнительные усилия, которые могут вызвать образование трещин.

Для уменьшения такого рода усилий в зданиях большой протяженности необходимы температурно-усадочные и осадочные швы (рис. 8.10).

В покрытиях и перекрытиях зданий расстояние между швами зависит от гибкости колонн и податливости соединений; в монолитных конструкциях это расстояние должно быть меньше, чем в сборных. При устройстве катучих опор можно вообще избежать температурных напряжений.

Кроме того, расстояние между температурными швами зависит от разности температур; поэтому в отапливаемых зданиях эти расстояния независимо от всех других факторов меньше.

Температурно-усадочные швы прорезают конструкции от кровли до фундаментов, а осадочные швы полностью отделяют одну часть сооружения от другой. Температурно-усадочный шов может быть образован устройством парных колонн на общем фундаменте (рис. 8.II,с,б). Осадочные швы предусматривают в местах резкого перепада высоты зданий, примыкания вновь возводимых зданий к старым при возведении зданий или сооружений на различных по составу грунтах и в других случаях, когда возможна неравномерная осадка фундаментов.

Осадочные швы также образуют устройством парных колонн, но установленных на отдельных фудамен-

Рис. 8.11. Деформационные швы

/ - температурный шов; 2 - осадочный шов; 3 - вкладной пролет осадочного шва

f f » * 4i Ф 4 f

T-i i j i i I i i I t i i i-f.

/1-/1 уемптурный шов

Осадочный a/off \

п D □ О оа о D а

ТАБЛИЦА 8.1

Расстояния между температурно-усадочными швами в бетонных и железобетонных конструкциях, допускаемые без расчета

а - здание разделено температурным швом; б - здание разделено осадочным швом

Tax (»iic. 8.1 l,e) или устройством вкладного пролета (рнс. 8.11,г).

Чтобы уменьшить общее число швов, температурно-усадочные и осадочные швы следует по возможности совмещать. Ширину швов принимают равной 20- 30 мм. Швы заполняют смоленой паклей, несколькими слоями толя, рубероида, перекрывают кровельной листовой сталью и т. п.

Расстояние между температурно-усадочными швами в предварительно-напряженных железобетонных конструкциях, в которых образование трещин недопустимо, устанавливают расчетом конструкций по образованию трещин. В остальных случаях, если расстояния между швами не превышают размеров, указанных в табл. 8.1, расчет на воздействие температуры и усадки не делают.

§ 5. о РАСЧЕТЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИИ НА ТРАНСПОРТНЫЕ И МОНТАЖНЫЕ УСИЛИЯ

В процессе изготовления, перевозки и монтажа сборные железобетонные конструкции могут подвергаться силовым воздействиям, отличающимся от эксплуатационных воздействий как по величине, так и по схеме приложения нагрузок. Соответственно будут отличаться и статические схемы работы элемента на этих этапах. Например, сборные колонны, изготовляемые в горизонтальном положении, при подъеме их из опалубочных форм и перевозке будут работать на изгиб от действия массы конструкции (рис. 8.12). В проектном положении эти же колонны работают на внецентренное сжатие.

Сборные железобетонные плиты, работающие при эксплуатации на изгиб по однопролетной схеме, в процессе подъема и перевозки работают по схеме двухкон-сольнои балки, так как подъемные арматурные петли для строповки располагаются обычно не по концам плит, а приблизительно в Д-Vs пролета.

Неучет при проектировании различия в схемах работы элемента при эксплуатации и монтаже может повлечь за собой повреждение или даже разрушение элемента еще до установки в проектное положение. Поэтому сборные железобетонные конструкции должны рассчитываться также для всех тех стадий изготовле-

ния, транспортирования и монтажа, при которых может возникнуть опасность достижения конструкцией одного из предельных состояний.

При этом масса элемента вводится в расчет без коэффициента перегрузки, но с коэффициентом динамичности: при транспортироваг.и; 1,8; при подъеме и монтаже 1,5.

В ряде случаев сборные элементы распалубливают и перевозят на склад готовой продукции раньше, чем

ci) ЗпгораМ М , j v

>л /к. /Траверса \

/ I lч]lrlllrlAГ,J,l,,,

Петля бпя подьепа

б) /а

Рис. 8,12. Расчетные схемы колонны и рамы на монтажные нагрузки

а - колоии; б, в - рабочее сечение колонн; г - рам

бетон наберет полную проектную прочность. Поэтому расчет прочности и трещиностойкости элемента при транспортировании и монтаже следует проводить с учетом расчетного сопротивления бетона, соответствующего его кубиковой прочности на рассматриваемой стадии работы.

Для сборных элементов схема работы при транспортировании и монтаже зависит от принятого расположения подъемных петель или других приспособлений для строповки и намеченной схемы перевозки и складирования элементов.

ВОПРОСЫ для САМОПРОВЕРКИ

1. Из каких условий определяются размеры несущих железобетонных конструкций?

2. Назовите общие принципы проектирования железобетонных конструкций.

Г

3. Чго такое унификация габаритных схем зданий и типизация

•ЛСМОПIOU?

4. Назовите три категории размеров.

5. Перечислите особенности проектирования сборных, монолитных и сборно-монолнтных железобетонных конструкций.

6. Объясните необходимость устройства температурно-усадочных и осадочных швов; назовите примерные расстояния между ними.

7. Расскажите об особенностях расчета железобетонных конструкций на транспортные и монтажные усилия.

Глава 9

ПРИНЦИП РАСЧЕТА СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЙ

§ 1. ПОНЯТИЕ о ПЛАСТИЧЕСКОМ ШАРНИРЕ И ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИИ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ

Уже в стадии эксплуатации железобетонные конструкции не работают упруго, а в стадии, близкой к пределу несущей способности, они резко отходят от состояния, определяемого работой упругой системы, элементы которой сохраняют свою жесткость неизменной. Нару-щается прямая пропорциональность между ростом нагрузок и ростом усилий в конструкции и ее перемещениями.

При нагрузках, близких к разрушающим, напряжения в растянутой арматуре из мягкой стали достигают предела текучести. При этом в арматуре развиваются пластические деформации. С появлением пластических деформаций напряжения в растянутой арматуре остаются постоянными и равными пределу текучести, в бетоне конструкции появляется трещина и образуется участок больших местных деформаций, называемый пластическим шарниром.

В статически определимой балке появление пластического шарнира влечет за собой взаимный поворот ее частей, расположенных справа и слева от шарнира, возрастание прогибов, уменьшение высоты сжатой зоны,

в результате чего наступает разрушение. В статически неопределимой балке картина будет иная: повороту частей балки и возрастанию прогибов будут препятствовать лишние связи, например защемление на опорах, или лишние (с точки зрения статики) промежуточные опоры. С образованием одного пластического шарнира разрушение такой балки не произойдет; более того, балка способна воспринимать доиолиительную нагрузку до тех пор, пока не образуются новые шарниры.

Образование одного пластического шарнира в статически определимой балке приводит к потере ее геометрической неизменяемости (рис. 9.1,а), а образование пластического шарнира в статически неопределимой балке равносильно выключению одной лишней связи (рис. 9.1,6). Поэтому в п раз статически неопределимой балке для потери ее геометрической неизменяемости необходимо образование и+1 пластических шарниров.

Изгибающий момент в пластическом шарнире зависит от усилия в арматуре и плеча внутренней пары (рис. 9.1,в):

M=RaFa26. (9.1)

Некоторым увеличением плеча внутренней пары при уменьшении высоты сжатой зоны над трещиной пренебрегают ввиду его малости.

После появления пластического шарнира при дальнейшем увеличении нагрузки в статически неопределимой системе происходит перераспределение изгибающих моментов между отдельными сечениями. При этом изгибающий момент в пластическом шарнире остается постоянным. Для балки, защемленной на опорах, первый пластический шарнир может возникать или на опоре, или в пролете.

Проследим на примере балки, защемленной на двух опорах, сущность процесса перераспределения изгибающих моментов (рис. 9.2,а).

С образованием на одной из опор пластического шарнира при нагрузке Ро балка начинает работать по новой схеме - с одной защемленной и другой шарнирной опорой (рис. 9.2,6). Появление пластического шарнира на второй опоре при увеличении нагрузки на AiPo превращает балку в свободно опертую (рис. 9.2,в). Образование пластического шарнира в пролете при дополнительной нагрузке АгРо превращает балку в изменяемую систему, т. е. приводит к разрушению.

17-77