Перейти к списку литературы Текущий журнал 8. Находим Nkp по формуле (4.18): 1.6 Еб bh 1.6-26 000.100.30-60 Г 1 0,238 . „ „. 210 000 /56 -4\2 . 3 1.725"° 26 000 = 33 600 ООО (0,0455 + 0.0615) = 3 595 ООО Н. 9. Определяем коэффициент продольного изгиба tj по формуле (4.10): : 1.255. (600000-fl 500 000) 3 595 ООО 10. Определяем эксцентрицитет с учетом продольного изгиба и случай внецентрениого сжатия: eoti=42-1,255=52,8 см>0,3 fto= =0,3-56=16,8 см; следовательно, расчет производится по первому случаю внецеитреииого сжатия. 11. Определяем эксцентрицитет е. По формуле (4.9) е=еоЧ+ец=42.1,255+0,5(56-4)=78,8 см. 12. Находим площади сечения арматуры по формулам (4.29) и (4.30). р. Ле -0,4;?„pbfeg 750 000.78.8 - 0.4.13.5-100-30-56» " /?а.с(/1о-я) 340-100-52 ~ 59000 000 - 51 000 000 = 4.52см2; 4,52 30-56 340.100-52 100%=0,268%>fi„„„ = 0,2% (табл. 4.1); а N 13,5-100-30-0.55-56 340-100 + 4.52- 750 000 "340-100 = 36.8 + 4.52 - 21.9 = 19,4 см; i. ioo«/o = • + 100% = 1.33%. 30-60 Общий процент армирования ц соответствует принятому первому интервалу процентов армирования (табл. 4.2.). Расчет считается, законченным. Принимаем сжатую арматуру 4012 A-III (f=4,52 см); растянутую арматуру 4025 A-III (fa= 19,64 см*). ВОПРОСЫ для САМОПРОВЕРКИ 1. Какие элементы железобетонных конструкций относятся к внецентренио-сжатым? 2. Назовите основные виды железобетонных колонн. 3. Как определяется случайный эксцентрицитет? 4. Опишите характер разрушения внецентренно-сжатых аяе-меитов. 5. Назовите два случая разрушения внецентренно-сжатых элементов, границу между ними. 6. Нарисуйте расчетную схему для первого и второго случаев расчета в предельном состоянии. 7. Как учитывается влияние гибкости внецентреино-сжатых элементов и длительность загружеиия? Глава 5 РАСТЯНУТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ § 1. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ К центрально-растянутым элементам относятся затяжки и подвески арок, нижние пояса, а также некоторые раскосы и стойки стропильных ферм, стенки цилиндрических резервуаров и трубопроводов, испытывающих изнутри давление жидкости, и другие элементы. Центральное растяжение возникает в случаях, когда продольная растягивающая сила приложена в центре тяжести сечения (рис. 5.1). Центрально-растянутые элементы армируют отдельными стержнями или сварными каркасами с равномерным размещением арматуры по сечениям. При большой ширине конструкции (стенки резервуаров) можно применять сварные сетки. Диаметр продольной арматуры может изменяться в широких пределах (от 3 до 30 мм и более). Стыки рабочих стержней выполняют преимущественно на сварке. В вязаных каркасах и сетках стыки рабочих стержней внахлестку допускаются только для плитных элементов при длине перепуска не менее 40 rf. Места стыков должны располагаться вразбежку. Когда продольная растягивающая сила приложена с эксцентрицитетом во относительно центра тяжести сечения или, что то же, когда продольная растягиваю- 13» тля силе приложена в центре тяжести сечения, но одно-Bpi-Mcimo действует изгибающий момент М (рис. 5.2,а), элемент работает на внецентренное растяжение. В таких условиях работают стенки прямоугольных резервуаров (рис. 5.2,6), элементы некоторых рамных систем, стенки бункеров, нижние пояса стропильных ферм и затяжки арок при нагрузке, приложенной между уз-,лами, и т. д. Лродштя рабочая арматира М Га Эпюра М Встетах ат- плос- костц Рис. 5.1. элементы, Железобетонные работающие на центральное растяжение 7ПЛОСК0- ти симметрии Рис. 5.2. Работа железобетонных элементов на внецентренное растяжение Характер армирования внецентренно-растянутых элементов аналогичен характеру армирования внецентренно-сжатых элементов: продольная рабочая арматура устанавливается по сторонам сечения, перпендикулярным плоскости изгиба, и связывается поперечными хомутами. § 2. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ЦЕНТРАЛЬНО- И ВНЕЦЕНТРЕННО-РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО НОРМАЛЬНЫМ СЕЧЕНИЯМ 1. Центрально-растянутые элементы. При расчете на прочность таких элементов работа бетона на растяжение не учитывается и вся нагрузка воспринимается арматурой. На основании условий равновесия расчетная формула имеет вид (6.1) где iV -расчетная продольная растягивающая сила от внешней на-140 грузки; 1?а - расчетное сопротивление растянутой арматуры; Fa - площадь сечения растянутой арматуры. 2. Внецентренно-растянутые элементы. При внецен-тренном растяжении по аналогии с изгибаемыми (§ 2, гл. 3) и внецентренно-сжатыми (§ 2, гл. 4) элементами различают два случая разрущения: при к л - первый случай; при >я -второй случай. При первом случае, когда сжатая зона в сечении отсутствует {%= =0), расчетная продольная сила от внешней нагрузки полностью воспринимается всей продольной арматурой. Это бывает при расположении продольной силы между равнодействующими усилий в арматуре Л и Л (рис. 5.3,а); сечение целиком растянуто, и сопротивление бетона растяжению не учитывают. При этом расчет производится из условий, которые вытекают из уравнений равновесия моментов соответственно относительно арматуры Л и Л: Рис. 5.3. Схемы действия усилий в поперечном сечении растянутых элементов о - при малых эксцентрицитетах; 6 - при больших эксцентрицитетах Ne\F2, NeKRaFaZs. (5.2) (5.3) где е и е- эксцентрицитеты силы N соответственно центров тяжести арматуры А и А. Если при первом случае часть сечения сжата, а другая часть растянута (рис. 5.3,6), расчет ведут на основе следующих положений: в предельном состоянии напряжения в сжатом бетоне достигают расчетного сопротивления Rnp, в сжатой арматуре -/?а.с и в растянутой арматуре-/?а. Это совпадает с предпосылками расчета изгибаемых элементов с двойной арматурой и расчета внецентренно-сжатых элементов. Расчетные формулы для элементов любой симметричной формы получают из общих уравнений равновесия: (5.4) (5.5) VeN + Ra-cK-KfaO, (5.6) в которых 56=626; S[=FZa и 5б=б(е-ze), т.е. имеют те же значения, как и при внецентренном сжатии (§ 3, гл. 4). Следует обратить внимание на то, что в уравнениях моментов знаки слагаемых по сравнению с вненентрен-ным сжатием не меняются, так как направления моментов остаются такими же; в уравнениях усилий знаки меняются, так как продольная сила N направлена в обратную сторону. Расчетные формулы (5.4) - (5.6) справедливы, и сжатая арматура учитывается полностью, если удовлетворяется условие гбга. Если это условие не удовлетворяется, т. е. 26>Za, напряжения в сжатой арматуре могут не достигнуть расчетного сопротивления и расчет ведут из условия N(e + Za)RaFaZa. (5.7) Если Za<.zf (где z определяют без учета арматуры f ), то (5.8) Для внецентренно-растянутых прямоугольных сечений при 1=0 условия прочности имеют такой же вид, как и для сечения любой симметричной формы. Поэтому условия (5.2) и (5.3) остаются без изменения. При этом e = 0,5h-a - eo; (5.9) е=0.5Л -fl-f-eo; (5.10) М «0 = -]. (5.11) где А -высота сечения; М -расчетный изгибающий момент; N - расчетная продольная растягивающая сила. Если в прямоугольном сечении часть его сжата, то расчетные формулы получим из выражений (5.4)-(5.6), подставив в них геометрические характеристики сечения: Рб = Ьх; S6 = bx(hi - 0.5x): е = ео -0.5/i-f-o; е = в„ Ч- 0.5h - fl; Sa, = bx (e + h- 0.5*); Ne<R„bx(h-0.5x) + RX{ho-a): (5.12) N<R,F-R„F,-R„bx; (5.13) np + o - 0.5*) + a.o 1- . « = 0-Прочность прямоугольных сечений проверяют непосредственно по формулам (5.2) - (5.3), (5.12) - (5.14). Часто бывает необходимо определить площади сечения арматуры Fa и Г при известных расчетных значениях М и N, при заданных размерах сечения, марке бетона и классе стали арматуры. Тогда для прямоугольных сечений при =0 из условия (5.2) найдем F:=,.f . (5.15) Ra{ho-a) а из условия (5.3) (5.16) В элементах прямоугольного сечения при выполнении условия 2б2а ДЛЯ получения оптимального значения Fa+a при бетоне марки 500 и ниже, приняв х= =0,55 ho (а=0.1 Ло), получим формулу для определения f а, аналогичную формуле (4.29): Ne-0.4R„bhl При этом площадь сечения растянутой арматуры (5.17) в которой по сравнению с формулой (4.30) изменен знак перед членом, содержащим силу N, так как эта сила растягивающая. Если F найдено из выражения (4.29), в формулу (5.17) следует подставлять =0,55. При выполнении условия 2б>2а, напряжения в сжа- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 |