Розрахунок на міцність за нормальними перерізами

У момент руйнування центрально розтягнутого елемента бетон повністю виключається з роботи, а поздовжню силу N повністю сприймає арматура. Умова міцності така:

N £ hR_sA_sp + R_sA_s, (8.1)

де N – розтягувальне зусилля від зовнішнього розрахункового навантаження; h – коефіцієнт, що залежить від виду попередньо напружуваної арматури (його значення знаходиться у межах 1,2...1,1).

У першому випадку позацентрового розтягання (див. п. 8.1) несучу здатність елемента перевіряють за формулами (рис. 8.2)

(8.2)

або

, (8.3)

де h див. пояснення до формули (8.1).

У другому випадку (рис. 8.3) міцність елемента визначається опором розтягнутої арматури і граничним опором бетону та стиснутої арматури. Якщо в елементі передбачена попередньо напружувана арматура у стиснутій зоні, то напруження у ній визначають, як у елементах, що працюють на згинання.

Міцність перерізу перевіряють за умовою

Ne £ R_bbx(h₀ – 0,5x) + R_sc (h₀ – ) + (h₀ – ). (8.4)

Висоту стиснутої зони визначають за умови рівності нулю суми проекцій усіх сил на вісь елемента

N = g_s6R_sA_sp + R_sA_s – R_bbx – R_sc ; (8.5)

x = , (8.6)

де ,

при цьому для обчислення g_і6 x = x/h₀ обчислюють, прийнявши х за формулою (8.6) при g_s6=1.

Якщо висота стиснутої зони х, обчислена за формулою (8.6) більша за x_Rh₀, то в умову (8.4) підставляють х = x_Rh₀.

При х < 0 весь переріз розтягнутий і його міцність перевіряють за формулою (8.2).

Площу арматури визначають за формулами (8.2)...(8.5) залежно від випадку позацентрового розтягання.

У першому випадку із формул (8.2) і (8.3)

(8.7)

. (8.8)

 

 

Рис. 8.2. До розрахунку позацентрово розтягнутих елементів, що працюють з малими ексцентриситетами (1-ий випадок)

 

 

Рис. 8.3. До розрахунку позацентрово розтягнутих елементів, що працюють з великими ексцентриситетами (2-ий випадок)

 

 

У другому випадку із формули (8.5)

, (8.9)

де x визначають за допомогою таблиці залежно від

. (8.10)

Якщо виявиться, що обчислене за формулою (8.10) a_m > a_R, то треба збільшувати площу поперечного перерізу елемента, або клас бетону або площу арматури у стиснутій зоні.

При a_m < 0 площу арматури визначають за формулою (8.7).

Елементи без попередньо напружуваної арматури розраховують за формулами (8.2)...(8.10), прийнявши

Розрахунок на міцність за похилими перерізами

Міцність похилих перерізів елементів, що працюють на позацентровий розтяг, перевіряють так само як і елементів, що працюють на згинання, але зусилля Q_b визначають з урахуванням коефіцієнта

, (8.11)

де Р – зусилля від попереднього напруження в арматурі А_sp.

Міцність похилого перерізу на дію згинального моменту перевіряють як для елемента, що працює на згинання, приймаючи значення висоти стиснутої зони, обчислене за формулою (8.6).

 

Контрольні запитання

1. Які вам відомі конструкції або їх елементи, що працюють на центральний розтяг?

2. Які вам відомі конструкції або їх елементи, що працюють на позацентровий розтяг?

3. Як армують центрально розтягнуті елементи? Які перерізи застосовують для центрально розтягнутих елементів?

4. Які можливі два випадки роботи позацентрово розтягнутих елементів? Опишіть їх.

5. Які мінімальні відсотки армування розтягнутих елементів?

6. Як розраховують центрально розтягнуті елементи на міцність?

7. Як розраховують на міцність позацентрово розтягнуті елементи, що працюють з малими ексцентриситетами (перший випадок)?

8. Як розраховують на міцність позацентрово розтягнуті елементи, що працюють з великими ексцентриситетами (другий випадок)?

9. Як розраховують розтягнуті елементи за другою групою граничних станів?

Ч а с т и н а ч е т в е р т а

Проектування залізобетонних конструкцій

Р о з д і л 9

 

Загальні принципи проектування

Залізобетонних конструкцій

Будівля (споруда) – це сукупність конструктивних елементів, що взаємопов’язані між собою у певному порядку. Цим гарантується міцність, стійкість та довговічність усієї системи в цілому, а також її окремих елементів. Конструктивні елементи і спряження їх між собою, тобто конструктивні вузли, проектують відповідно до напряму зовнішніх силових і несилових впливів, напружень та інших фізичних процесів, що виникають у конструкції. В разі завантаження одно­го з елементів будівлі в роботу включаються й інші елементи, а отже настає їхня просторова робота.

Конструктивні рішення будівель та споруд у процесі проектування вибира­ють на основі техніко-економічного порівняння варіантів для конкретних умов.

Як матеріал для перекриттів, стін та каркасів одно- та багатоповерхових будівель використовують в основному залізобетон, який відповідає вимогам міцності, довговічності та техніко-економічної ефективності. Тому залізобетонні конструкції мають бути індустріальними, тобто виготовлятись, транспортуватись і монтуватись із якнайменшими затратами ручної праці.

При серійному виготовлен­ні збірні залізобетонні конструкції мають бути максимально типізовані, що дає можливість спростити їхнє виробництво, підвищити продуктивність праці і знизити строки виготовлення та вартість. Типізації збірних залізобетонних еле­ментів можна досягти тільки за умови максимальної уніфікації кон­структивних схем будівель та споруд. У свою чергу, уніфікація конструктивних схем будівель залежить від модулювання основних будівельних параметрів будівель та споруд (поздовжніх і поперечних кроків колон, прольотів і висот приміщень, прив’язування конструкцій до основних поздовжніх та поперечних осей).