Нагрузова Л. П., Федюк Р. С.
Содержит теоретические указания по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции». Составлено на основе требований государственных и отраслевых стандартов и других нормативно-технических документов. Включает: общие сведения по железобетонным и каменным конструкциям, их физико-механические свойства, классификацию; методики испытаний этих строительных материалов; теоретические и практические предложения по использованию различных железобетонных и каменных конструкций. Для бакалавров по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство», а также для научных работников и специалистов в области строительства. Может быть полезно специалистам, занимающимся вопросами проектирования по направлению «Строительство».
Лекция 1. ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ 9
1.1. Сущность железобетона 9
1.2. Область применения железобетона 10
1.3. История и перспективы развития железобетона 11
Лекция 2. БЕТОН 12
2.1. Классификации бетона 12
2.2. Структура бетона и ее влияние на качество бетона 13
2.3. Усадка и набухание бетона 14
2.4. Прочность бетона 15
2.5. Деформативность бетона 21
2.6. Модуль деформации бетона 24
2.7. Особенности физико-механических свойств специальных видов бетона 25
Лекция 3. АРМАТУРА 27
3.1. Назначение и виды арматуры 27
3.2. Механические свойства арматурных сталей 28
3.3. Классификация арматуры 31
3.4. Применение арматуры в конструкциях 33
3.5. Арматурные сварные изделия 33
3.6. Арматурные проволочные изделия 34
3.7. Соединения арматуры 35
3.8. Неметаллическая арматура 37
Лекция 4. ЖЕЛЕЗОБЕТОН 38
4.1. Сущность предварительного напряжения железобетона 38
4.2. Сцепление арматуры с бетоном 41
4.3. Анкеровка арматуры в бетоне 42
4.4. Усадка железобетона 43
4.5. Ползучесть бетона 45
4.6. Защитный слой бетона 47
4.7. Средняя плотность железобетона 48
4.8. Армоцемент 48
4.9. Армополимербетон 49
4.10. Воздействие температуры на железобетон 49
4.11. Коррозия железобетона и защита от нее 50
Лекция 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О РАБОТЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОД НАГРУЗКОЙ 52
5.1. Значение экспериментальных исследований 52
5.2. Три стадии напряженно-деформированного состояния 52
5.3. Процесс развития трещин в растянутых зонах бетона 55
Лекция 6. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА СЕЧЕНИЯ 56
6.1. Метод расчета по допускаемым напряжениям 56
6.2. Метод расчета сечений по разрушающим усилиям 58
Лекция 7. МЕТОД РАСЧЕТА ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ 61
7.1. Сущность метода 61
7.2. Две группы предельных состояний 61
7.3. Классификация нагрузок. Нормативные и расчетные нагрузки 62
7.4. Степень ответственности зданий и сооружений 65
7.5. Нормативные и расчетные сопротивления бетона 65
7.6. Нормативные и расчетные сопротивления арматуры 67
7.7. Три категории требований к трещиностойкости ЖБК 70
7.8. Основные положения расчета 75
Лекция 8. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ В АРМАТУРЕ И БЕТОНЕ 79
8.1. Значение предварительных напряжений 79
8.2. Потери предварительных напряжений в арматуре 81
8.3. Напряжения в ненапрягаемой арматуре 82
8.4. Усилие предварительного обжатия бетона 83
8.5. Приведенное сечение 83
8.6. Напряжения в бетоне при обжатии 84
Лекция 9. ГРАНИЧНАЯ ВЫСОТА СЖАТОЙ ЗОНЫ. ПРЕДЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕНТ АРМИРОВАНИЯ 86
9.1. Граничная высота сжатой зоны 86
9.2. Предельный процент армирования 87
Лекция 10. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТАХ И ИХ КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ 89
10.1. Предельный процент армирования 97
10.2. Расчет прочности нормальных и наклонных сечений в изгибаемых элементах 98
Лекция 11. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ НОРМАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЮБОГО СИММЕТРИЧНОГО ПРОФИЛЯ 100
Лекция 12. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ПО НОРМАЛЬНЫМ СЕЧЕНИЯМ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО И ТАВРОВОГО ПРОФИЛЯ 102
12.1. Расчет прочности элементов прямоугольного профиля с одиночной арматурой 102
12.2. Расчет прочности элементов прямоугольного профиля с двойной арматурой 104
12.3. Расчет прочности элементов таврового профиля 105
Лекция 13. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО НАКЛОННЫМ СЕЧЕНИЯМ 108
13.1. Основные расчетные формулы 108
13.2. Расчет поперечных стержней 109
13.3. Конструктивные условия, обеспечивающие прочность наклонных сечений по моменту 111
13.4. Расчет по наклонным сечениям элементов с местной арматурой 112
Лекция 14. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 114
Лекция 15. РАСЧЕТ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 118
15.1. Расчет сжатых элементов при случайных эксцентриситетах 118
15.2. Расчет внецентренно сжатых элементов 119
Лекция 16. РАСЧЕТ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ 123
16.1. Проверка несущей способности 123
Лекция 17. СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ С НЕСУЩЕЙ АРМАТУРОЙ 127
Лекция 18. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И РАСЧЕТ РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 129
18.1. Конструктивные особенности растянутых элементов 129
18.2. Расчет центрально растянутых элементов по прочности 130
18.3. Расчет прочности элементов, внецентренно растянутых в плоскости симметрии 131
Лекция 19. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ИЗГИБУ С КРУЧЕНИЕМ 133
19.1. Общие сведения 133
19.2. Расчет и конструирование элементов прямоугольного сечения 135
Лекция 20. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ОБРАЗОВАНИЮ И РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН 140
20.1. Общие положения 140
20.2. Сопротивление образованию трещин центрально-растянутых элементов 140
20.3. Сопротивление образованию трещин изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов 141
20.4. Сопротивление раскрытию трещин. Общие положения расчета 147
20.5. Сопротивление раскрытию трещин центрально растянутых элементов 149
20.6. Сопротивление раскрытию трещин изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов 151
Лекция 21. ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ 154
21.1. Динамическая жесткость железобетонных элементов 154
21.2. Расчет элементов конструкции на динамические нагрузки по предельным состояниям 154
Лекция 22. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ФУНДАМЕНТЫ 158
22.1. Железобетонные фундаменты неглубокого заложения 158
22.2. Отдельные железобетонные фундаменты 158
22.3. Расчет фундаментов 160
22.4. Ленточные фундаменты 164
22.5. Фундаменты машин с динамическими нагрузками 167
22.6. Сплошные фундаменты 168
Лекция 23. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ. РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ 171
23.1. Компоновка здания 171
23.2. Связи 172
23.3. Мостовые краны 175
23.4. Подкрановые балки 176
23.5. Поперечная рама 179
Лекция 24. КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЙ 183
24.1. Железобетонные плиты покрытий 183
24.2. Балки покрытия 185
24.3. Железобетонные стропильные фермы 187
24.4. Железобетонные стропильные арки 191
24.5. Подстропильные конструкции 192
Лекция 25. КОМПЛЕКСНАЯ ПЛИТА ПЕРЕКРЫТИЯ 194
25.1. Общие сведения 194
25.2. Материалы 195
25.3. Технология изготовления модели плиты покрытия 197
Лекция 26. КОЛОННЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ 198
Лекция 27. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МОНОЛИТНЫХ РАМ 201
Лекция 28. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 204
28.1. Общие положения 204
28.2. Стыки сборных элементов 204
28.3. Закладные детали 205
Лекция 29. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 206
29.1. Общие сведения 206
29.2. Общие конструктивные требования к тонкостенным пространственным покрытиям 209
29.3. Цилиндрические оболочки и призматические складки 210
29.4. Висячие покрытия 213
Лекция 30. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ МНОГОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ 215
30.1. Конструктивные схемы многоэтажных промышленных каркасных зданий 216
30.2. Конструкции многоэтажных рам 218
30.3. Конструкции многоэтажных монолитных рам 218
30.4. Конструкции многоэтажных сборно-монолитных рам 219
Лекция 31. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ МНОГОЭТАЖНЫХ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ 221
31.1. Конструктивные схемы зданий 221
31.2. Основные вертикальные конструкции 223
Лекция 32. РАСЧЕТ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ 225
32.1. Предварительный подбор сечений 225
32.2. Расчет на вертикальную нагрузку 226
32.3. Расчет на горизонтальную нагрузку 227
Лекция 33. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СЕЙСМОСТОЙКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ 230
Лекция 34. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЕЙСМОСТОЙКИХ ЗДАНИЙ 232
Лекция 35. КОНСТРУКЦИИ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ 235
35.1. Объемно-планировочные решения 235
35.2. Конструктивные схемы 235
35.3. Конструкции подземной части 236
35.4. Вертикальные диафрагмы 239
35.5. Горизонтальные диафрагмы 241
Лекция 36. КОНСТРУКЦИИ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ 245
36.1. Основные конструктивные схемы 245
36.2. Общие принципы проектирования 246
36.3. Проектирование железобетонных каркасов 248
36.4. Новые конструктивные решения многоэтажных каркасных зданий 249
Лекция 37. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ЗДАНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ В РАЙОНАХ С ВЕЧНОМЕРЗЛЫМИ ГРУНТАМИ 250
37.1. Общие положения 250
37.2. Процессы, происходящие в деятельном слое (сезонного промерзания и оттаивания) 250
37.3. Принципы проектирования и строительства фундаментов на территориях, сложенных вечномерзлыми грунтами 250
37.4. Выбор глубины заложения подошвы фундамента 255
37.5. Расчет центрально нагруженных фундаментов, возводимых сохранением вечномерзлого состояния грунта (по принципу I) 256
37.6. Расчет внецентренно нагруженных фундаментов, возводимых с сохранением вечномерзлого состояния грунта (по принципу I) 259
37.7. Расчет фундаментов при действии горизонтальных сил 261
37.8. Расчет фундаментов, возводимых в пластичномерзлых и сыпучемерзлых грунтах, по второй группе предельных состояний (по деформациям) 261
37.9. Расчет оснований при возведении фундаментов без сохранения вечномерзлого состояния грунта (по принципу II) 262
37.10. Фундаменты в условиях пучинистых грунтов 264
37.11. Конструкции фундаментов 269
Лекция 38. ПОДБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ СОСТАВОВ ПОЛИСТИРОЛЦЕМЕНТНОЙ КОМПОЗИЦИИ 275
Лекция 39. ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ ИЛИ БЕТОНОВ СРЕДНИХ КЛАССОВ С УМЕНЬШЕННЫМ РАСХОДОМ ЦЕМЕНТА 281
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 286