130. Какой смысл проектировать внецентренно сжатые элементы с симметричной арматурой?

Многие внецентренно сжатые элементы, особенно колонны, воспринимают знакопеременные моменты, когда нагрузка с равной вероятностью может быть приложена с одной и с другой стороны оси. В соответствии с этим и арматура может менять свою работу: из сжатой Sпревращаться в растянутую (менее сжатую)S.Если же в результате статического расчета окажетсяе_о= 0 (центральное сжатие) и учитывается только случайный эксцентриситете_о = е_а, то вся арматура становится полностью сжатой, а напряжения в ней_sc = _sc.Во всех этих случаях есть прямой смысл устанавливать симметричную арматуруА_s = A_s.

131. Как подобрать арматуру в прямоугольном сечении при внецентренном сжатии?

Если армирование симметричное (т.е. R_sA_s = R_scA_s), то вначале определяют х = N/(R_bb),  = x/h_o. При   _R (1-й случай) из условия Ne   N_bz_b + N_s z_s находятA_s = (Ne  R_bbx(h_o0,5x))/(R_sc(h_o  a)), а затем A_s= A_s.

При  > _Rвозникает 2-й случай, в арматуреSнапряжения_s < R_sи поэтому высоту сжатой зоны приходится определять вновь. Однако на сей раз сделать это сложнее, так как неизвестных три:A_s, x, и_s.Найти их можно, либо решив систему из трех уравнений (см. вопрос 124) либо методом попыток, задавшись вначале минимальным коэффициентом (процентом) армирования.

При несимметричном армировании добавляется еще одно неизвестное A_s, поэтому непосредственно подобрать арматуру невозможноприходится ее назначать, затем выполнять проверочный расчет, затем, при необходимости, увеличивать армирование (или класс бетона) и вновь проверять сечение.

132. Что такое коэффициент армирования?

Это отношение площади сечения рабочей арматуры к рабочей площади бетонного сечения в долях или процентах (в последнем случае называют не коэффициентом, а процентом армирования). Для прямоугольного сечения  = A_s /bh_o,  = A_s /bh_o. При внецентренном сжатии минимальные значенияпринимают в пределах от 0,05 до 0,25 % (чем больше гибкость, тем выше), рекомендуемые значения лежат в пределах от 1 до 2 %, а максимальное3 %.

133. Нормальные сечения изгибаемых элементов, работающие по 2-му случаю, проектировать не рекомендуется. А как быть при внецентрен­ном сжатии?

При поперечном изгибе 2-й случай не рекомендуется потому, что растянутая арматура недоиспользует свою прочность. Избежать его можно, установив арматуру в сжатой зоне (см. вопрос 67). При сжатии, наоборот, чем больше высота сжатой зоны, тем эффективнее работает сечение, тем большую продольную силу оно способно воспринять (рис. 67), т.е. 2-й случай предпочтительнее. Однако конструктивные меры почти не в сос­тоянии повлиять на то, по какому случаю работает сечение на внецентренное сжатие, это определяется величинами эксцентриситетов продольных сил от внешних нагрузок.

134. Зависит ли назначение класса продольной арматуры от класса бетона в сжатых элементах?

Нормы проектирования рекомендуют в качестве сжатой арматуры применять сталь не выше класса А-III (см. вопрос 27), но при соответствующем обосновании допускают и сталь более высоких классов. При плавном росте нагрузки (например, на колонны нижних этажей в процессе возведения высотных зданий) деформативность бетона за счет ползучести увеличивается, а если еще использовать нисходящую ветвь диаграммы _b  _b(рис.1), то предельная сжимаемость бетона становится столь высокой, что даже арматура класса Ат-VI при совместном деформировании может достичь напряжений_sc = ₀₂.Причем деформативность бетона тем больше, чем ниже его прочность. Отсюда и неожиданная, на первый взгляд, зависимость: чем ниже класс бетона, тем более высокого класса арматуру можно использовать в сжатых элементах.