Материал: Строительные конструкции

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

чество рабочей арматуры по обеим сторонам сечения может быть неодинаковым, такое армирование называ­ ется несимметричным. .Однако если симметричное арми­ рование связано с небольшим перерасходом арматуры, то оно предпочтительнее.

Пространственные каркасы собирают из плоских сварных каркасов, вязаные — из отдельных продольных стержней и охватывающих их замкнутых хомутов (ос­ новных и, если требуется, дополнительных).

Предварительное напряжение применяют для вне- центренно-сжатых элементов с большими эксцентрици­ тетами сжимающей силы, когда изгибающие моменты значительны и вызывают растяжение части сечения, а также для элементов, имеющих очень большую гибкость. Повышение трещиностойкости и жесткости элемента пу­ тем предварительного напряжения полезно: в первом случае для эксплуатационного периода, во втором для периода изготовления, транспортирования и монтажа.

§ VI1.2. РАСЧЕТ ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Случаи внецентренного сжатия

Взависимости от характера напряженного состояния

иразрушения элементов различают два случая внецент­ ренного сжатия.

Случай 1 наблюдается во внецентренно-сжатых эле­ ментах с относительно большими эксцентрицитетами продольной силы. Напряженное состояние (как и разру­

шение элемента) по характеру близйо к напряженному состоянию изгибаемых элементов (рис. VIL3 й VII.4, а). Более удаленная от силы часть сечения растянута, имеет трещины, нормальные к продольной оси элемента; рас­ тягивающее усилие этой зоны воспринимает арматура. Часть сечения, расположенная ближе к сжимающей си­

ле, вместе с находящейся

в ней арматурой сжата.

Р аз­

рушение элемента начинается с достижения предела

те­

кучести (физического или

условного) в растянутой

ар­

матуре и завершается с достижением предельного сопротивления бетона и арматуры сжатой зоны; при этом в растянутой арматуре сохраняется постоянное на­ пряжение, если арматура имеет площадку текучести, или происходит некоторое увеличение напряжения, если ар­ матура не имеет площадки текучести, Процесс разруше­ ния происходит постепенно, плавно,

не

ея N

ЛТТТПТТУ

Рис. VI1.3. Испытание внецентренно-сжатого же­ лезобетонного образца (при большом эксцентри­ ситете сжимающей силы)

1 —растянутая зона; 2 —сжатая зона

Рис. VI1.4. Расчетные схемы внецентренно-сжа- тых элементов

а —случай 1; б —случай 2; 1 —геометрическая ось эле­ мента в расчетной схеме конструкции; 2 —граница сжа­ той зоны; 3 —центр тяжести площади бетона сжатой зоны; F&—арматура, более удаленная от продольной

сжимающей силы; Р^ —арматура, ближе расположенная к продольной сжимающей силе

117

Случай 2 наблюдается во внецентренно-сжатых эле­ ментах с относительно малыми эксцентрицитетами сжи­ мающей силы. Этот случай охватывает два варианта на­ пряженного состояния: когда все сечение сжато (см. рис. VII.4, б, эпюра 1, показанная пунктиром) или ког­ да сжата его большая часть, ближе расположенная к продольной силе, а противоположная часть сечения ис­ пытывает относительно слабое растяжение (см. рис. VII.4, б, эпюра 2). Разрушается элемент из-за пре­ одоления предельных сопротивлений в бетоне и армату­ ре в части сечения, ближе расположенной к силе. При этом напряжения (сжимающие или растягивающие) в части сечения, удаленной от сжимающей силы, остаются низкими и прочность материалов здесь недоиспользу­ ется.

Элементы любого симметричного профиля

На рис. VII.4 приведены схемы усилий, используемые при расчете прочности элементов любого симметричного профиля, сжатых с эксцентрицитетом в плоскости сим­ метрии.

При расчете несущей способности элементов, работа­ ющих по случаю 1, расчетное сопротивление бетона в сжатой зоне принимают постоянным, равным Raр, а в растянутой и сжатой арматуре расчетные сопротивления принимают равными соответственно Ra и Ra.с. При ра­ счете несущей способности элементов, работающих по случаю 2, действительные эпюры напряжений в бетоне, изображенные на рис. VII.4, б пунктирными линиями, заменяют прямоугольной с ординатой, равной Rnр, а ра­ счетное сопротивление в сжатой арматуре с площадью сечений F ' принимают равным Ra.с. В арматуре с пло­

щадью сечения Fa напряжение оа ниже расчетного. Схема усилий по рис. VII.4, а отвечает внецентренно-

сжатым элементам при

условии,

когда

 

|= х /Л 0^ |д , а

по рис. V II.4,6 — когда

|= х /Л 0> |д , где

|д — значение

граничной

относительной высоты

сжатой

зоны, опреде­

ляемое по формуле (VI.5).

 

 

 

 

 

При |= х /Л 0!$ !д (см. рис. VII.4, а)

положение гра­

ницы сжатой зоны определяют из

равенства

значений

расчетной

продольной

силы

N от действия

внешних

расчетных нагрузок и суммы

проекций

внутренних pa­

n e

счетных сил в арматуре и сжатой зоне бетона на про­ дольную ось элемента

(VII.2)

Условие достаточной несущей способности элемента устанавливают из сопоставления изгибающего момента M — Ne от действия внешних расчетных нагрузок и сум­ мы моментов указанных внутренних сил, взятых отно­ сительно оси, нормальной к плоскости действия изгиба­ ющего момента и проходящей через точку приложения равнодействующей усилий в арматуре, растянутой от действия внешней силы:

где

(VII.3)

(VII.4)

га = К — а'

На рис. VII.4, а обозначены е и е' — расстояния от

продольной силы N до центра тяжести

площади сечения

арматуры соответственно F& — растянутой и f ' — сжа­

той от действия внешних усилий.

 

 

При |= х //1 0> | я (рис. VII.4,

б ) прочность

внецент-

ренно-сжатых элементов также

рассчитывают

по фор­

муле (VII.3), а высоту сжатой зоны определяют из ра­ венства:

 

(VII.5)

В нем напряжение в менее

напряженной арматуре

0а устанавливают в зависимости

от применяемых мате­

риалов. Так, для элементов из бетона марки 400 и ниже с ненапрягаемой арматурой классов A-I, А-Н, A-III на­ пряжение 0а находят из соотношения

(VII.6)

в котором принята линейная зависимость между напря­ жениями в арматуре и значениями | в пределах от | = = x /h 0= 1 до 1 = |я , что подтверждается обработкой экспериментальных данных. Для элементов же из бето­ нов марки выше М 400 с арматурой классов выше А-Ш напряжение 0а определяют по экспериментальной зави­ симости

(VII.7)

где 1о вычисляют по формуле (VI.6).

119

Напряжение аа, вычисляемое по формулам (VII.6) и (VII.7), принимают со своим знаком; оно находится в пределах- R& и —Ra.с, которые принимают с соответст­ вующими коэффициентами условий работы, за исключе­

нием Ша4 [см. формулу (VI.4)].

 

 

 

 

Для

высокопрочной арматуры без

физического пре­

дела текучести зависимость (VII.7)

верна

до значения

а а« 0 ,8

Ra. Поэтому если при вычислении по ней полу­

чается

сга> 0 ,8 Ra, возрастающее

значение

аа находят

линейной интерполяцией

между

значениями

0 ,8 # а и RA

по выражению

 

 

 

 

 

 

Ста - ( о . 8 +

0,2- h

— t

Л р

(VII .8)

 

 

h

- b

)

*

 

здесь £у

вычисляют по формуле (VI.5) при сга=0,8

Да. Если аа>

> Д а, то /?а принимают с коэффициентом т&*, вычисляемым по фор­

муле (VI.4). Для элементов с 1о/г>35 коэффициент т л4

не учиты­

вается.

 

 

 

 

 

 

 

 

Гибкий внецентренно-сжатый элемент под влиянием

момента прогибается, вследствие

чего

начальный

экс­

центрицитет е0 продольной силы N увеличивается

(рис.

VII.5). В этом случае возрастает изгибающий момент и

разрушение

элемента

происходит при

меньшей продольной силе в сравнении

с продольной

 

силой,

действующей на

короткий (негибкий) элемент.

 

 

Гибкие

внецентренно-сжатые

эле­

менты при

 

гибкости

/0/г > 1 4

можно

■рассчитывать

по

приведенным

выше

формулам,

но с учетом

увеличенного

эксцентрицитета,

получаемого

умно­

жением начального его значения е0 на

коэффициенту

( > 1 ) .

 

 

 

 

Значение

коэффициента у

устанав­

ливают. по зависимости

 

 

 

 

у =

 

1

 

 

 

(VII.9)

 

1

- №

Р

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v KP =

6,4£g

X

 

 

Рис. V1I.5. К уче­ ту влияния про­ дольного изгиба

- м + я г Н + Ч <V,M0)

120

Источник: https://studfile.net/preview/19960745/