Железобетон представляет собой комплексный строительный материал, состоящий из бетона и стальных стержней, работающих в конструкции совместно в результате сил сцепления.
Известно, что бетон хорошо сопротивляется сжатию и значительно слабее растяжению (в 10-20 раз меньше, чем при сжатии), остальные стержни имеют высокую прочность как при растяжении, так и при сжатии. Основная идея железобетона и состоит в том, чтобы рационально использовать лучшие свойства составляющих материалов при их совместной работе. Поэтому стальные стержни (арматуру) располагают так, чтобы возникающие в железобетонном элементе растягивающие усилия воспринимались в большей степени арматурой.
В изгибаемых элементах например в плитах, балках, настилах и др., основную арматуру размещают в нижней, растянутой зоне сечения (рис. 1.1, a), в верхней, сжатой зоне ее либо совсем не ставят, либо ставят небольшое количество, необходимое для конструктивной связи стержней в единые каркасы и сетки. В элементах, работающих на сжатие, например в колоннах (рис. 1.1,б), включение в бетон небольшого количества арматуры также значительно (в 1,5-1,8 раза) повышает их несущую способность. Возникающие в колоннах растягивающие напряжения от поперечных деформаций воспринимаются хомутами или поперечными стержнями; последние служат также для связи продольных стержней в плоские или пространственные каркасы. В растянутых элементах (рис. 1.1,в) действующие усилия воспринимаются арматурой. В изгибаемых и внецентренно-нагруженных элементах в местах действия поперечных сил возникают главные растягивающие напряжения, которые уже не могут восприниматься продольной арматурой растянутой зоны. Если такие места не заармировать, то появятся наклонные трещины примерно под углом 45°. Для восприятия главных растягивающих напряжений и предотвращения образования трещин в балках, например, ставят хомуты или поперечные стержни, а при необходимости и нижнюю продольную арматуру отгибают под углом 45-60° вверх с заделкой в сжатой зоне бетона.
Таким образом, соединенные бетон и стальные стержни создают качественно новый материал - железобетон (или точнее сталебетон), область применения которого практически не ограничена.
Основу совместной работы бетона и арматуры составляет благоприятное природное сочетание их некоторых важных физикомеханических свойств, а именно:
1) сталь и бетон имеют близкие по значению коэффициенты линейного расширения - для бетона 0,00001-0,000015, для стали 0,000012, поэтому при температурных изменениях (до 100°С) дополнительные напряжения в зоне контакта арматуры с бетоном не возникают и сцепление не нарушается, оба материала работают совместно;
2) бетон при твердении дает некоторую усадку, благодаря чему его сцепление с арматурой еще больше увеличивается;
3) плотный тяжелый бетон является хорошей защитой арматуры от коррозии и огня.
Благодаря многочисленным положительным свойствам железобетона долговечности, огнестойкости, прочности и жесткости, плотности, гигиеничности и сравнительно небольшим эксплуатационным расходам конструкции из него широко применяют во всех областях строительства. Предварительное напряжение железобетона дает возможность повысить трещиностойкость и жесткость конструкций и тем самым еще более расширить область их использования, особенно для большепролетных конструкций покрытий и перекрытий больших пролетов.
Целью данной работы является разработка методики и расчет на прочность железобетонных конструкций на примере лестничного марша и площадочной плиты.
В данной работе были произведены расчеты на прочность железобетонного лестничного марша и железобетонной площадочной плиты.
Лестничный марш и площадочная плита лестницы рассматривались как железобетонные ребристые плиты, работающие на изгиб как элементы таврового сечения с полкой в сжатой зоне.
Сборные железобетонные элементы лестниц рассчитывались, как по прочности (первая группа предельных состояний) так и по деформациям (вторая группа предельных состояний).
При расчете площадочной плиты рассматривалась раздельно полка, упруго заделанная в ребрах, лобовое ребро, на которое опираются марши, и пристенное ребро, воспринимающее нагрузку от половины пролета полки плиты.
Для лестничного марша были определены нагрузки и усилия, произведен расчет наклонного сечения на поперечную силу, определены прогибы ребер и произведен расчет по длительному и кратковременному раскрытию трещин.
Расчет лестничного марша и площадочной плиты был произведен в соответствии с конструктивными размерами, классом бетона и арматуры.
1. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.. - Введ. 01.05.1985. - Москва : ОАО ЦПП, 1985. - 54 с.
2. СНБ 5.03.01-02 Бетонные и железобетонные конструкции.. - Введ. 20.08.2002. - Москва : ОАО ЦПП, 2002. - 41 с.
3. Изменение №1 СНБ 5.03.01-02 Бетонные и железобетонные конструкции.- Москва : ФГУП ЦПП, 2004. - 42-44 с.
4. Берлинов М.В.,Ягупов Б. А.. Строительные конструкции. - М.: Агропромиздат, 1990. 479 с.
5. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций - М. : 1989г. 574 с.
6. Мандриков А. П.. Примеры расчета строительных конструкций. - М.: Стройиздат, 1989. - 612 с.
7. Рабочие чертежи сборника «Типовые конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений». Площадки лестничные железобетонные. Серия 1.152.1-8 выпуск 1.