TTÜ ehituskonstruktsioonide õppetool
Raudbetoonkonstruktsioonide üldkursus I
Vello Otsmaa
Johannes Pello
2007.a Raudbetoonkonstruktsioonide üldkursus 1
SISSEJUHATUS
1 Raudbetooni olemus
Raudbetoon on liitmaterjal (komposiitmaterjal), kus koos töötavad kaks väga erinevate oma-
dustega materjali: teras ja betoon . Neist betoon on suhteliselt odav kohalik materjal, mis töö-
tab hästi survel , kuid üsna halvasti tõmbel (betooni tõmbetugevus on 10-15 korda väiksem
survetugevusest). Teras seevastu töötab ühteviisi hästi nii survel kui ka tõmbel, kuid tema
hind on küllalt kõrge. Osutub, et survejõu vastuvõtmine betooniga on kordi odavam kui tera -
sega, tõmbejõu vastuvõtmine on kordi odavam aga terasega. Siit tulenebki raudbetooni ma-
janduslik olemus: võtta ühes ja samas konstruktsioonis esinevad survesisejõud vastu be-
tooniga, tõmbesisejõud aga terasega.
Ülaltoodu seisukohalt on iseloomulikuks raudbetoonkonstruktsiooniks painutatud raudbe -
toonelement ( tala ), kus väliskoormus kutsub alati esile nii surve- kui ka tõmbepinged. Vaat-
leme betoonist ja raudbetoonist lihttala . Olgu talade mõõtmed, koormamisviis ja betooni
omadused mõlemal juhul sarnased, raudbetoontala on aga oodatavate tõmbepingete piirkon -
nas (ja suunas) tugevdatud terasest armatuuriga (joonis 1).
Joonis 1
Betoontala koormamisel tekivad nulljoonega teineteisest eraldatud surve- ja tõmbetsoon. Suu-
rimad normaalpinged on mõlemas tsoonis enam-vähem võrdsed. Kui väliskoormuse suurene-
des tõmbepinged suurima paindemomendiga ristlõikes ( kriitilises lõikes) saavutavad betooni
tõmbetugevuse, siis tekib selles lõikes pragu , betooni tõmbetsoon langeb tööst välja ja konst -
ruktsioon variseb . Seega on betoontala kandevõime määratud betooni tõmbetugevusega, kusjuures betooni suur survetugevus jääb põhiliselt kasutamata.
Raudbetoontala töötab kuni esimese prao tekkimiseni analoogiliselt betoontalaga. Prao tekki-
mine kriitilises lõikes ei põhjusta aga tala purunemist, vaid viib normaalpingete ümberjaotu-
misele praoga ristlõikes: kogu tõmbetsooni sisejõud, mis seni võeti vastu betooniga kantakse
nüüd üle tõmbetsoonis olevale pikitõmbearmatuurile. Edasisel koormamisel tekivad praod ka teistes ristlõigetes vastavalt paindemomendi suurenemisele neis. Õigesti projekteeritud
raudbetoontala puruneb siis, kui kriitilises lõikes üheaegselt ammendub tala surve- ja tõmbe-
tsooni vastupanu, s.o. kui tõmbearmatuuri pinge saavutab terase voolavustugevuse, betooni
pinge survetsoonis aga betooni survetugevuse . Sõltuvalt eeskätt armatuuri hulgast võib raud-
1. Raudbetooni olemus. Betoon- ja raudbetoontala töötamise erinevus Raudbetoon on komposiitmaterjal, kus koos töötavad kaks väga erinevate omadustega materjali: teras ja betoon. Betoon on suhteliselt odav kohalik materjal, mis töötab hästi survel, kuid üsna halvasti tõmbel (betooni tõmbetugevus on 10-15 korda väiksem survetugevusest). Teras seevastu töötab ühteviisi hästi nii survel kui ka tõmbel, kuid tema hind on küllalt kõrge. Osutub, et survejõu vastuvõtmine betooniga on 3-4 korda odavam kui terasega, tõmbejõu vastuvõtmine on samavõrra odavam aga terasega. Siit tulenebki
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL EHITISTE PROJEKTEERIMISE INSTITUUT Kursuseprojekt aines EER 0012 RAUDBETOONKONSTRUKTSIOONID I - PROJEKT ÜLIÕPILANE: JUHENDAJA: TÖÖ ESITATUD: TÖÖ ARVESTATUD: Tallinn, 20.. Sisukord 1 Plaadi arvutus 3 1.1 Koormused plaadile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 Talade m~ o~ otude valimine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.3 Arvutuslikud avad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.4 Plaadi sissej~ oud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.5 Plaadi armatuuri dimensioneerimine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.5.1 Esim
TTÜ ehituskonstruktsioonide õppetool Raudbetoonkonstruktsioonide üldkursus I Vello Otsmaa Johannes Pello 2007.a Raudbetoonkonstruktsioonide üldkursus 1 SISSEJUHATUS 1 Raudbetooni olemus Raudbetoon on liitmaterjal (komposiitmaterjal), kus koos töötavad kaks väga erinevate oma- dustega materjali: teras ja betoon. Neist betoon on suhteliselt odav kohalik materjal, mis töö- tab hästi survel, kuid üsna halvasti tõmbel (betooni tõmbetugevus on 10-15 korda väiksem survetugevusest). Teras seevastu töötab ühteviisi hästi nii survel kui ka tõmbel, kuid tema hind on küllalt kõrge. Osutub, et survejõu vastuvõtmine betooniga on kordi odavam kui tera- sega, tõmbejõu vastuvõtmine on kordi odavam aga terasega. Siit tulenebki raudbetooni ma-
SISUKORD 1VUNDAMENDILE MÕJUVATE KOORMUSTE ARVUTUS............................................................3 1.1Materjalide mahumassid................................................................................................................3 1.2Normatiivsed koormused ruutmeetri kohta....................................................................................3 1.2.1Kandvad välisseinad...............................................................................................................3 1.2.2Kandvad siseseinad.................................................................................................................3 1.2.3Kerged vaheseinad..................................................................................................................3 1.2.4Vahelaed.................................................................................................................................3 1.2.5Katuslagi............
.......................... 10 2 / 10 1. Ülesanne Koostada monoliitsest raudbetoonist ribitaladega vahelae projekt koos vajalike arvutustega. Vahelae telgede mõõtmed: laius 2*7 m; pikkus 3*6 m. Peatala risti hoonet. Abitalade arv valida vastavalt peatala sildele, kusjuures abitalade telgede vahekaugus peaks olema 1,5 m ja 2,5 m vahel kaasaarvatud. Vahelae omakaaluna arvestada ainult raudbetooni omakaalu. Kasuskoormus 10 kN/m² Vahelagi toetub ümber perimeetri müüritisele; hoone keskel postidele. Postide dimensioneerimist ei ole vaja teha. Betooni tugevusklassi ja armatuuri klassi valik on vaba. 3 / 10 2. Plaadi dimensioneerimine Koormused: normatiivne omakaal gk = 0,1 m x 25 kN/m³ = 2,5 kN/m² kasuskoormus qk = 10 kN/m² arvutuslik koormus qd = gk x 1,2 + qk x 1,5 = 3 + 15 = 18 kN/m²
Normatiivne omakaalukoormus seina jooksvale meetrile teljel 3, mis tuleb pikemalt paneelilt, on võrdne koormusega teljel 1 F31 = 8 · 4,01 · 6,67 · 0,5 = 107,0 kN/m Normatiivne omakaalukoormus seina jooksvale meetrile teljel 3, mis tuleb lühemalt paneelilt F32 = 8 · 4,01 · 2,9 · 0,5= 46,5 kN/m Kokku normatiivne omakaalukoormus seina jooksvale meetrile teljel 3 F3 = 107,0 + 46,5 = 153,5 kN/m c. välissein h=27,2 m raudbetoon 250 mm - 0,25·25=6,25 kN/m2 krohv 5 mm - 0,12 kN/m 2 kokku:6,37 kN/m2 F1 = F5 = 6,37 · 27,2 = 173,3 kN/m Kandvad siseseinad h=26,1 m raudbetoon 300 mm - 0,30·25=7,5 kN/m2 F3 = F4 = 7,5 · 26,1 = 195,8 kN/m Omakaalukoormus kokku: F1 = 11,7 + 107,0 + 173,3 = 292,0 kN/m F3= 16,8 + 153,5 + 195,8 = 366,1 kN/m 1.4 ARVUTUSLIKUD KOORMUSED JA
meie puhul kuiv keskkond, ehk keskkonnaklasside tabeli 4.1 järgi XC1. Tabelist 4.3 saab vaadata cmin ehk XC1 puhul on see 15 mm. Seda kõike teades saab nüüd plaadi lõpliku paksus arvutada: ⌀ 10 hn = d + + cmin = 62,5 + + 15 = 82,5 mm ⇒ 80 mm 2 2 2.3 Materjalide valik Keskkonnatingimuse XC1 puhul tähendab, et betoon on madala õhuniiskusega siseruumides või pidevalt vee all. Tabelist 4.2 näeme, et meie otstarbe jaoks peab betoon olema vähemalt tugevusklassiga C20/25. Armatuurina on soovitatav kasutada perioodilise profiiliga vardaid: armatuure klassiga A400HW või A500HW. 2.4 Vahelae plaan Vaata lisa 1. 3 Laeplaadi arvutus 3.1 Laeplaadi koormused Omakaalukoormuste leidmiseks koostatakse sobivas mõõtkavas konstruktsiooni
81kNm 16 16 p d l2eff 2 16.4 1.927 2 MSdC = MSdD = ... = MSd(N-1) =- =- = -3.81kNm 16 16 Põikjõud: VSd max = 0.6 p d leff1 = 0.6 16.4 2.127 = 20.9kN 2.3. Armatuuri dimensioneerimine Betoon C20/25 fck = 20MPa 20 fcd = = 13.3MPa 1.5 Rd = 0.26MPa Sarrus A-I
Kõik kommentaarid