Оосбенности расчета нормальных сечений элементов, армированных обычной и напрягаемой арматурой в сжатой и растянутой зонах
В расчете на прочность таврового сечения с полкой в сжатой зоне встречаются два случая 1)нейтральная ось проходит в полке;2)нейтральная ось пересекает ребро Расчетный случай таврового сечения может быть определен следующим образом: если изгибающий момент от расчетных нагрузок оказывается меньше момента внутренних сил, воспринимаемых сжатой полкой таврового сечения, относительно центра тяжести растянутой арматуры или равен ему, то нейтральная ось проходит в полке, т.е. x£hf’ M £ Mf = Rb× bf×hf’ ×(h0 – 0,5hf’). Если условие не выполняется, то x>hf’ и нейтральная ось проходит в ребре. (рис1) Случай 1 - нейтральная ось проходит в полке, т.е. x£hf’ Тогда расчет не отличается от расчета прямоугольных сечений: M £Rb× bf× x ×(h0 - x/2); Rs× As = Rb× bf× x (рис2) Случай 2 - нейтральная ось пересекает ребро, т.е. x>hf’. Тогда сжатая зона состоит из полки и части ребра: M£Rb× (bf‘ –b)×hf’ × (h0 - hf’/2) +Rb×bf×x×(h0 - x/2) Rs× As = Rb× (bf‘ – b)×hf’ + Rb× bf× x (рис3) рис1
рис2
рис3
68. Как записать условия прочности по нормальным сечениям изгибаемого элемента любого профиля с напрягаемой арматурой(рассмсл 1 и сл2) Прочность изгибаемых железобетонных элементов любого симметричного профиля по нормальным сечениям, согласно первой группе предельных состояний, рассчитывают по стадии III напряженного состояния. В расчетной схеме усилий принимают, что на элемент действует изгибающий момент М, вычисляемый при расчетных значениях нагрузок, а в арматуре и бетоне действуют усилия, соответствующие напряжениям, равным расчетным сопротивлениям. Схема усилий при расчете прочности изгибаемых элементов по нормальному сечению В бетоне сжатой зоны криволинейную эпюру напряжений заменяют (для упрощения) прямоугольной, что на значение момента влияет несущественно. Сечение элемента может быть любой формы, симметричной относительно оси, совпадающей с силовой плоскостью изгиба. В растянутой зоне сечения элемента в общем случае имеется арматура без предварительного напряжения площадью сечения As с расчетным сопротивлением растяжению Rs, а также предварительно напрягаемая арматура площадью Asp и своим расчетным сопротивлением Кs. Рекомендуется применять изгибаемые элементы при сечениях, удовлетворяющие условию случая 1: x<ERh0. Значение граничной относительной высоты сжатой зоны для прямоугольных, тавровых и двутавровых сечений определяют;по формуле Равнодействующие нормальных напряжений в арматуре и бетоне NS = RSAS;Np = ys6 RsAsP;Nb = RbAbc; N's = RcA's; N'sp = GsCA'sp. Здесь под ys6 подразумевают дополнительный коэффициент условий работы. Из условия равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на ось элемента RsAs+ys6RsAsp-RbAbc-RscA"s-GscAsp=0 можно определить площадь сечения бетона Abc сжатой зоны, а по ней и высоту сжатой зоны х. При моментах, взятых относительно оси, нормальной к плоскости действия изгибающего момента и проходящей через точку приложения равнодействующей усилий во всей растянутой арматуре As и Asp, условие прочности выражается неравенством, M<RbAbczb+RscAs(ho-a)+GscAsp(ho-a) Если в сечении отсутствуют отдельные виды растянутой или сжатой арматуры, то выпадают и соответствующие члены в приведенных формулах. При случае 2, когда x>ERho, в уравнениях принимают ys6= 1 и значение G s вместо Rs. Значение os определяют по формуле: G=Rs(0,2 + Er)/[0,2 + E + 0,35 (1-E/ER)Gsp/Rs) в которой E=x/h0 подсчитывают при значении RS, aG sp берут при коэффициенте точности натяжения арматуры ySP>1. Разрешается также элементы из бетона классов ВЗО и ниже с ненапрягаемой арматурой классов A-I, А-II.
1 — ось симметрии сечения элемента; 2 — центр тяжести площади бетона сжатой зоны; а — расстояние от равнодействующей усилий в арматуре As и Aspдо растянутого края сечения (все остальные буквенные обозначения на рисунке — общепринятые) (рис.).
69.Какие требования предъявляются к конструированию изгибаемых жб элементов(плит,балок)?Назначение продольной и поперечной арматуры. К изгибаемым элементам относятся плиты (панели) и балки. Плитами называют железобетонные элементы, в которых один размер (толщина hf) значительно меньше двух других: пролета lf и ширины поперечного сечения bf. Плиты бывают сплошными, пустотелыми, ребристыми из тяжелого, легкого и ячеистого бетона; по числу пролетов -однопролетными и многопролетными; по способу изготовления -сборными, монолитными и сборно-монолитными. Наряду со сборными плитами относительно небольших размеров широко применяются плиты значительных размеров, так называемые крупнопанельные, или просто панели. Толщину железобетонных плит назначают возможно меньшей с учетом требований прочности и жесткости. Толщина монолитных плит принимается обычно кратной 10 мм и может составлять 40 —100 мм и более. Стержни, идущие вдоль пролета плиты, называются рабочими, а стержни перпендикулярного направления – распределитель-ными.Рабочие стержни воспринимают растягивающие усилия, возникающие в сечении плиты при ее изгибе под нагрузкой. Распределительные стержни обеспечивают правильное положение рабочих стержней при бетонировании, воспринимают не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона и изменений температуры, а при действии местных нагрузок распределяют их по большей площади плиты. Форма рабочих стержней вязаных сеток в плите, обеспечивающая требуемое по эпюре изгибающих моментов расположение арматуры, может быть различной. Стержни различной формы обычно располагают через один по ширине плиты с одинаковым шагом. Требуемое по эпюре моментов расположение рабочих стержней в неразрезных плитах, армированных сварными рулонными сетками, достигается плавным переводом сеток из нижней зоны плиты в пролетах в верхнюю зону на опорах или же укладкой раздельных сеток: в пролетах — внизу, а на опорах — вверху для восприятия отрицательных опорных изгибающих моментов. Плиты являются простейшими изгибаемыми железобетонными элементами и в сочетании с балками образуют конструкции перекрытий, покрытий и другие более сложные элементы сооружений. Балки служат опорами для плит и являются основой перекрытий. Система пересекающихся балок носит название балочной клетки. Сечения балок бывают прямоугольными, тавровыми, двутавровыми, трапециевидными, полыми и др. Рабочая растянутая арматура балок располагается в растянутой зоне в соответствии с эпюрой изгибающих моментов, но в многопролетных балках это соответствие может быть осуществлено только частично, поскольку по конструктивным соображениям часть растянутых стержней доводят до опор, и они, заходя в зону отрицательных моментов, становятся на этих участках сжатой арматурой, так как попадают в сжатую зону балок. Поперечные вертикальные стержни или хомуты связывают между собой растянутую и сжатую зоны изгибаемой конструкции и главные растягивающие напряжения. Площадь сечения продольной и поперечной арматуры определяют расчетом, однако при назначении диаметров арматурных стержней следует руководствоваться также конструктивными соображениями. Продольная рабочая арматура балок должна приниматься диаметром не менее 10 и не более 40 мм. Диаметр хомутов вязаных каркасов принимают не менее 6 мм при высоте сечения балки до 800 мм и не менее 8 мм при большей высоте. Монтажная продольная арматура должна быть диаметром 10 - 12 мм.
|
рис4
