В статически-определимых системах: 
.
В статически-неопределимых: 
, но не менее 
.
К элементам со случайными эксцентриситетами относятся сжатые элементы ферм. В остальных случаях обычно эксцентриситеты имеют расчетную величину.
8.1. Конструирование внецентренно-сжатых элементов
Внецентренно-сжатые элементы целесообразно выполнять с развитыми поперечными сечениями в плоскости действия момента.
Для сжатых элементов применяют бетон классов по прочности на сжатие В15 ÷ В30, арматуру классов А-II, A-III. Диаметр продольной стрежневой арматуры для монолитных конструкций 12…40 мм. В качестве поперечной используют арматуру классов A-I, Вр-I.
Продольную и поперечную арматуру объединяют в плоские и пространственные каркасы: сварные или вязаные, с жесткой или с гибкой арматурой (рис. 43).
а) б) в) г)
Рис. 43. Примеры армирования сжатых элементов:
а – сварной каркас; б – сварной каркас с промежуточными стержнями;
в – вязаный каркас; г – каркас с жесткой арматурой.
Армирование для сжатых элементов может быть симметричным и несимметричным. Симметричное армирование применяется в случае действия случайного эксцентриситета, т. к. неизвестно, с какой стороны действующая сила будет расположена от линии центра тяжести. Также симметричное армирование применяется в случае действия изгибающих моментов разных знаков, близких по величине.
Насыщение поперечного сечения продольной арматурой оценивают коэффициентом армирования μ по формуле: 
.
Минимальная площадь сечения сжатой и растянутой продольной арматуры во внецентренно-сжатых элементах допускается равной, %:
0,05 . . . . . . . . . . . . . . . . при 
; 
.
0,1 . . . . . . . . . . . . . . . . . при 
;
0,2 . . . . . . . . . . . . . . . . . при 
;
0,25 . . . . . . . . . . . . . . . . при 
.
Толщина защитного слоя для рабочих стержней а должна быть не менее диаметра стрежней и не менее 20 мм (рис. 44).
Колонны сечением до 400×400 мм можно армировать четырьмя продольными стрежнями (43, а), при расстояниях между рабочими стрежнями более 400 мм, следует предусматривать промежуточные стержни (43, б).
Поперечные стрежни предотвращают боковое выпучивание рабочих стержней. Расстояние между ними s должно быть при сварных каркасах не более 20d, при вязаных – 15d, но не более 500 мм (d – наименьший диаметр продольных сжатых стержней). Расстояние s округляют до 50 мм.
Применять очень гибкие сжатые элементы нерационально, поскольку их несущая способность сильно снижается вследствие большой деформативности. Для колонн 
.
8.2. Расчет прочности внецентренно-сжатых элементов
Существуют 2 расчетных случая.
1 случай (
). Внецентренно-сжатые элементы с большими эксцентриситетами продольной силы (рис. 45, а). Элемент ведет себя, как изгибаемый. Часть сечения растянута, имеет трещины, растягивающее усилие воспринимается арматурой. Часть сечения сжато вместе с арматурой. Разрушение начинается с достижения предела текучести в растянутой арматуре, завершается разрушением сжатой зоны бетона.
2 случай (
). Внецентренно-сжатые элементы с малыми эксцентриситетами (рис. 45, б). Сечение либо полностью сжато, либо большей частью. Всегда разрушается вследствие разрушения бетона сжатой зоны.
а) б)
Рис. 45. Два расчетных случая внецентренно-сжатых элементов:
а – случай больших эксцентриситетов; б – случай малых эксцентриситетов.
Случай больших эксцентриситетов (рис. 46).
Напряжения в арматуре и бетоне равны расчетным сопротивлениям: 
; 
; 
.
Неизвестную высоту сжатой зоны бетона находят из уравнения равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на продольную ось элемента:
.
Условие достаточной несущей способности:
; 
; 
.
При подборе арматуры неизвестны сразу 3 величины: 
, 
и х. Принимаем 
; 
.
; 
.
Если при расчете 
, арматурой нужно задаться из минимального процента армирования.
При симметричном армировании, когда 
; 
:
; 
; 
.
Если 
, то 
.
Случай малых эксцентриситетов (рис. 47).
Условие достаточной несущей способности:
.
Неизвестную высоту сжатой зоны бетона находят из уравнения равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на продольную ось элемента:
.
Для бетона класса В30 и ниже с ненапрягаемой арматурой A-I, A-II, A-III:
.
Обычно в случае малых эксцентриситетов рационально симметричное армирование.
8.3. Учет влияния гибкости на несущую
способность внецентренно-сжатых элементов
Гибкий внецентренно-сжатый элемент под влиянием момента прогибается, вследствие чего начальный эксцентриситет eо продольный силы N увеличивается (рис. 48). При этом возрастает изгибающий момент, и разрушение происходит при меньшей продольной силе N.
Расчет таких элементов следует выполнять по деформированной схеме. Допускается рассчитывать гибкие внецентренно-сжатые элементы при гибкости 
рассчитывать по приведенным выше формулам, но с учетом эксцентриситета, полученного умножением начального значения eо на коэффициент η > 1.
,
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
