Железобетонные конструкции

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ 
КОНСТРУКЦИИ

Т.А. ЖУРАВСКАЯ

2-е издание, переработанное и дополненное

Рекомендовано методическим советом 
Учебно-методического центра 
по профессиональному образованию 
Департамента образования города Москвы 
в качестве учебного пособия для студентов 
образовательных учреждений среднего 
профессионального образования по дисциплине 
«Строительные конструкции» по специальности 08.02.01 
«Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

Москва
ИНФРА-М
2020

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 624.012.35(075.32)
ББК 38.53я723
 
Ж91

Журавская Т.А.
Ж91  
Железобетонные конструкции : учебное пособие / Т.А. Журавская. — 
2-е изд., перераб. и доп. — Москва : ИНФРА-М, 2020. — 153 с. + Доп. 
материалы [Электронный ресурс]. — (Среднее профессиональное образование). 

ISBN 978-5-16-013653-0 (print)
ISBN 978-5-16-108006-1 (online)
Учебное пособие представляет собой расширенный опорный конспект, 
снабженный практическими примерами. Содержит дополнительные учебные материалы, предназначенные для самостоятельного изучения.
Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов среднего профессионального образования последнего 
поколения.
Предназначено для студентов строительных специальностей среднего 
профессионального образования (дисциплина «Строительные конструкции», специальность 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»).

УДК 624.012.35(075.32)
ББК 38.53я723

А в т о р:
Журавская Т.А., преподаватель Колледжа архитектуры и менеджмента в строительстве № 17, руководитель подготовки итоговой государственной аттестации

Р е ц е н з е н т ы:
Кривова Н.А., преподаватель Московского колледжа архитектуры 
и градостроительства;
Бардовский А.К., главный специалист по строительству ОАО «ГТ 
ТЭЦ ЭНЕРГО»;
Шведова О.М., методист отдела общеобразовательной подготовки 
и ЕГЭ Учебно-методического центра по профессиональному образованию Департамента образования города Москвы

ISBN 978-5-16-013653-0 (print)
ISBN 978-5-16-108006-1 (online)

Материалы, отмеченные знаком 
, 
доступны в электронно-библиотечной системе Znanium.com

© Журавская Т.А., 2019

Обозначения основных величин

Усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении 
элемента:
М — момент внешних сил относительно центра тяжести приведенного сечения от действия всех нагрузок;
Q — поперечная сила от действия всех нагрузок;
N — продольная сила от действия всех нагрузок;

l
N  — продольная сила от действия постоянных и длительных нагрузок.

Характеристики предварительно напряженного элемента:
P — усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре;

sp
σ  — начальное контролируемое напряжение, которое создается 
в напрягаемой арматуре при ее натяжении;

sp
γ  — коэффициент точности натяжения арматуры.

Характеристики материалов:

,
,
b
b ser
R R
 — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для 
предельных состояний соответственно первой и второй групп;

,
,
bt
bt ser
R
R
 — расчетное сопротивление бетона осевому растяжению 
для предельных состояний соответственно первой и второй групп;

,
,
s
s ser
R R
 — расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению для предельных состояний соответственно первой 
и второй групп;

sw
R  — расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению;

sc
R  — расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных 
состояний первой группы;

b
Е  — начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении;

s
E  — модуль упругости арматуры;
α — отношение соответствующих модулей упругости арматуры 
и бетона 
s
b
E
Е .

Геометрические характеристики:
b — ширина прямоугольного сечения; ширина ребра таврового 
сечения;

,
f
f
b
b′ — ширина полки таврового и двутаврового сечения соответственно в растянутой и сжатой зонах;

h — высота прямоугольного, таврового и двутаврового сечения;
h0 — рабочая (полезная) высота сечения, равная h0 = h – а;
a — расстояние от растянутой или менее сжатой грани сечения 
до равнодействующей усилий в арматуре
sA ;

a′ — расстояние от сжатой грани сечения до равнодействующей 
усилий в арматуре 
sA′;
х — высота сжатой зоны бетона;
ξ — относительная высота сжатой зоны бетона;

sA  — площадь сечения растянутой или менее сжатой арматуры;

sA′ — площадь сечения сжатой арматуры;

sp
A  — площадь сечения растянутой или менее сжатой напрягаемой арматуры; 

sw
A  — площадь сечения поперечной арматуры (поперечные вертикальные стержни, хомуты);

,s inc
A
 — площадь сечения промежуточных стержней;

,s tot
A
 — площадь сечения всей арматуры в сечении элемента;

bc
A  — площадь сечения сжатой зоны бетона 
bc
A = bx;
A — площадь бетона в поперечном сечении элемента A = bh;

μ% — коэффициент армирования, равный 

0
100
%
%,
sA
bh
μ
=
 

без учета свесов сжатых и растянутых полок;

0l  — расчетная длина элемента;

,
s
w
d d  — номинальный диаметр стержней соответственно продольной и поперечной арматуры.

Прочие характеристики:

λ — гибкость, 
0 ;
l
i
λ =
 для элементов прямоугольного сечения

 
 
0 ;
l
h
λ =

i — радиус инерции поперечного сечения элемента относительно центра тяжести сечения;
μ — коэффициент армирования соответственно растянутой 

и сжатой арматурой: 
;
sA
bh
μ =
;
sA
bh
′
μ =

tot
μ  — суммарный коэффициент армирования:

 
100
100
,
%
%;
to
s ot
s
s
t
t
A
A
A
bh
bh
+
′
=
=
μ

H — высота этажа.

Памяти В.А. Семина 
посвящается

Предисловие

В 2013 г. введены в действие:
— строительные правила СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Актуализированная редакция СП 52–01–
2003»;
— СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции. 
Актуализированная редакция СНиП II–22–81*»;
— ГОСТ 23279–2012 «Сетки и арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий».
В 2014 г. введен в действие ГОСТ Р.21.1101–2013 СПДС «Основные требования к проектной и рабочей документации».
С 1 июля 2015 г. введен в действие ГОСТ 14098–2014 «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных 
конструкций».
В 2017 г. введены в действие строительные правила 
СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85*».
С 1 января 2018 г. введен в действие ГОСТ 34028–2016 «Прокат 
арматурный для железобетонных конструкций».
В связи с вышеперечисленным было пересмотрено и дополнено 
данное учебное пособие.
Материал представлен в виде опорного конспекта, в котором 
сконцентрированы необходимые студенту сведения по дисциплине «Строительные конструкции». Книга содержит основные 
положения по расчету железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений и составлена в соответствии с положениями СП 52–101–2003, СП 52–102–2004, 
СП 63.13330.2012.

Естественно, что при чтении лекции преподаватель излагает 
материал более глубоко, применяя технические средства обучения 
(графопроектор со специально разработанными пленками, видеокласс, мультимедийная система, интерактивная доска и др.). 
Данное пособие адаптировано к уровню подготовки студентов 
колледжа, которые в результате обучения получают квалификацию 
техника-строителя.
Единицы физических величин соответствуют Перечню единиц 
физических величин, подлежащих применению в строительстве.
Силы выражаются в ньютонах (Н) или в килоньютонах (кН); линейные размеры — в мм (в основном для сечений элементов) или 
в м (для элементов или их участков); напряжения, сопротивления, 
модули упругости — в мегапаскалях, распределенные нагрузки 
и усилия — в кН/м или Н/мм. Поскольку 1 МПа = l Н/мм2, при 
использовании в примерах расчета формул величины в МПа (напряжения, сопротивления и т.п.) остальные величины приводятся 
только в Н и мм (мм2).
Цель данного пособия — обеспечить студентов методическими 
материалами для выполнения практических работ. Кроме того, оно 
является опорным конспектом, с помощью которого возможно 
самостоятельное, внеаудиторное изучение учебного материала. 
С целью проверки усвоения материала в приложениях приведены 
контрольные вопросы.
Данное пособие подготовлено к изданию кафедрой «Архитектурно-строительных дисциплин» и научно-методическим отделом 
Колледжа архитектуры и менеджмента в строительстве № 17. Пособие предназначено для групп как дневного, так и вечернего отделений по обучению строительным специальностям в учреждениях 
среднего специального образования.
Так как в основу пособия положены материалы, посвященные 
железобетонным конструкциям, ниже подробно схематически 
показана сущность железобетона, который в современном строительстве имеет чрезвычайно широкое распространение, что не удивительно, ведь железобетон обладает большими техническими 
и экономическими преимуществами по сравнению с другими строительными материалами.
Изучив материал данного учебного пособия, студенты должны:
знать
— область применения железобетонных конструкций;
— основы теории расчета железобетонных конструкций;

— требования нормативно-технической документации на оформление чертежей железобетонных конструкций;
— профессиональные системы автоматизированного проектирования для выполнения чертежей железобетонных конструкций;
— методики подсчета перегрузок;
— правила построения расчетных схем конструкций;
— методики определения внутренних усилий от расчетных нагрузок;
— работу конструкций под нагрузкой;
— прочностные и деформационные характеристики бетона и арматуры;
— правила конструирования железобетонных конструкций;
уметь 
— выполнять расчеты нагрузок, действующих на конструкцию;
— строить расчетную схему конструкции по конструктивной схеме;
— выполнять статические расчеты;
— проверять несущую способность железобетонных конструкций;
— подбирать необходимое армирование элемента в зависимости 
от приложенных нагрузок;
— выполнять сборочные чертежи проектируемых конструкций; 
— составлять сборочные спецификации и ведомости расхода стали;
— использовать информационные технологии при проектировании железобетонных конструкций;
— пользоваться нормативно-справочной литературой;
— читать рабочие чертежи железобетонных конструкций;
владеть
— практическим опытом выполнения расчетов и конструирования 
железобетонных конструкций;
— практическими навыками проектирования железобетонных 
конструкций.

Введение. Сущность железобетона

Железобетон — это комплексный материал, состоящий из бетона 
и стальной арматуры, в котором бетон работает на сжатие, а арматура — на растяжение. Для железобетонных конструкций рекомендуется принимать класс бетона на сжатие не ниже В15; при этом 
для сильно нагруженных сжатых стержневых элементов рекомендуется принимать класс бетона не ниже В25. Для бетонных сжатых 
элементов не рекомендуется применять бетон класса выше В30.

lfb

F
RbRbtRbRbtF

F
F

«M»

«Q»

x

h

+

−

F
F

b

bt = Rbtn

Ash
x

+

−

b

Rs As

à

á

Рис. 1В. К сущности железобетона:

а — бетонная балка; б — железобетонная балка

Глава 1 
РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

К изгибаемым железобетонным элементам относятся плиты 
и балки. Они могут быть самостоятельными или входить в состав 
более сложных конструкций зданий и сооружений (пример: ребристые перекрытия, элементы каркасов зданий).
В соответствии с требованиями СП 52–101–2003, СП 52–
102–2004 железобетонные конструкции рассчитываются по двум 
группам предельных состояний.
В данном учебном пособии рассмотрен расчет железобетонных 
элементов только по группе I предельных состояний.
При расчете на прочность исходят из того, что разрушение изгибаемых железобетонных элементов может происходить по нормальным 
и наклонным к продольной оси элемента сечениям (рис. 1.1). 

Разрушение в нормальных сечениях происходит под действием 
момента М (рис. 1.2).

«M»«Q»qРис. 1.1. К общему положению расчета

Разрушение в наклонных сечениях происходит под действием 
момента М и поперечной силы Q, при этом возможны три случая 
разрушения (рис. 1.3, a, б, в):
1) от преобладающего действия изгибающегося момента М;
2) от преобладающего действия поперечной силы Q;
3) по наклонной полосе.

0
3

3
M

а

h0
a

x

h

Q

F

2

1
3

б

hf
h'f

h

b

Q

F

4
2

в

Рис. 1.3. К расчету наклонных сечений:

1 — нулевая линия; 2 — наклонная трещина; 3 — хомуты; 4 — разрушение сжатой 
полосы стенки; Д — шарнир

Q

M

Z

Рис. 1.2. К расчету нормальных сечений