119. Почему при учете пластических шарниров упругие моменты можно уменьшать не более чем на 30 %?

Вызвано это требованием к ограничению раскрытия трещин в сечениях, где образуются ПШ. Ведь чем больше снижается величина момента, тем больше деформируется (течет) арматура, тем шире раскрывается трещина. Кстати, именно по этой причине расчет по методу предельного равновесия (т.е. с учетом ПШ) запрещается для конструкций, эксплуатация которых предусмотрена в агрессивной среде.

120. Какая степень армирования необходима для сечений с пластическим шарниром?

Выше отмечено (см. вопрос 115), что ПШ может возникнуть только в слабо армированном сечении. Однако, как показали экспериментально-теоретические исследования, не во всяком, а в таком, где соблюдается условие 0,37 (для бетона классов В30 и ниже). Это ограничение необходимо для того, чтобы полнее использовать пластические свойства арматуры. Задавшись значением=0,37, для прямоугольного сечения можно легко определить не только армирование, но и требуемую рабочую высотуh₀:M = R_bbx(h₀ –0,5x)= R_bb 0,37h₀ (h₀ – 0,185h₀), откуда.

4. Прочность при сжатии, растяжении и местном действии нагрузки

121. Внецентренное сжатие и сжатие с изгибом: есть ли разница между ними?

Рис. 64

В принципе, это одно и то же. Силу N,приложенную с эксцентриситетом ео, можно заменить осевой силойNи изгибающим моментомМ = Neo(рис. 64). И, наоборот, осевую силу Nи моментМможно заменить силойN,приложенной с эксцентриситетомео= M/N. Аналогичный подходк внецентренному растяжению и растяжению с изгибом.

122. Что такое большие и малые эксцентриситеты?

Если сила N приложена вдоль оси элемента, т.е. центрально, то очевидно, что все сечение равномерно сжато (рис. 65,а), напряжения в бетоне и арматуре в предельной по прочности стадии достигают расчетных сопротивлений. При смещении N от оси в сторону арматуры S на величину эксцентриситета е_о эпюра напряжений искривляется (см. вопрос 4), напряжения в арматуре S уменьшаются: _sc< R_sc (рис. 65,б). С увеличением е_о появляется растянутая зона, а в арматуре S возникают растягивающие напряжения (рис. 65,в). Наконец, е_о может достичь такого значения (рис. 65,г), при котором высота сжатой зоны х = х_R, а в арматуре S напряжения возрастают до расчетного сопротивления _s = R_s  это и есть граница между большими и малыми эксцентриситетами, между двумя случаями расчета. Она имеет тот же физический смысл, что и при изгибе (см. вопрос 65).

Рис. 65

Таким образом, случай больших эксцентриситетов (1-й случай расчета) возникает тогда, когда х  х_R, а арматура S полностью использует свою прочность на растяжение, т.е. _s = R_s. Случай малых эксцентриситетов (2-й случай расчета) характерен тем, что x > x_R, а напряжения в арматуре S могут быть сжимающими (0  _sc  R_sc), нулевыми или растягивающими (_s < R_s). В обоих случаях, однако, напряжения в арматуре S достигают R_sc.

123. Почему не допускается расчет железобетонных элементов на центральное сжатие, но допускается на центральное растяжение?

В процессе работы реальной конструкции всегда присутствуют случайные факторы, которые могут привести к смещению расчетной точки приложения силы N. Кроме того, из-за неоднородных свойств бетона (разная деформативность и прочность даже в пределах одного сечения) напряжения в сечении становятся неодинаковыми, что также приводит к смещению продольной силы. Для центрально растянутых элементов это не опасно, так как после образования трещин в них работает только арматура, напряжения в которой по достижении предела текучести выравниваются. В сжатых элементах даже небольшой эксцентриситет приводит к неравномерности нормальных напряжений и к искривлению продольной оси, что опасно в смысле потери устойчивости.

Вот почему к эксцентриситету е_о, полученному из статического расчета, добавляют случайный эксцентриситете_а, принимаемый не менее 1/600 длины элемента, не менее 1/30 высоты его сечения и не менее 10 мм. Следовательно, если по результатам статического расчетае_о= 0 (центральное сжатие), то назначаюте_о = е_а. Исключение составляют только элементы статически неопределимых систем, но и в них расчетный эксцентриситет принимают не менее случайного.