23. Расчет прочности изгибаемых железобетонных элементов с несущей жесткой арматурой.

В расчетах прочности эл-в усилия, воспринимаем сеч-м, опр-т по расч сопр-м мат-в с учетом коэф-в усл-й работы. При этом принимают след исх положения: 1. сопротивление бет растяжению прин-т = 0; 2. сопротивление бетона сж-ю представляется напряжениями, равными R_b, и равномерно распределенными по сж зоне бет; 3. растягивающие напряжения в арм принимают не более расчетного сопротивления растяжению _RS; 4. сжимающие напряжения в арм принимают не более расчетного сопротивления сжатию σ_sc≤R_sc.

Усл-я прочности - мом внешних сил не д.б. > мом внутр усилий: M≤M_ult, М - изг мом от внешн нагр; M_ult - предельн изг мом. Отн. оси, проходящ ч/з ц.т. раст арм им вид: М≤R_bS_b+ σ_scA_s’z_s, M=Ne; e - эксц-т; S_b - статич момент площади сеч-я бет сж зоны; z_S - расст-е м/у ц.т. раст и сж арм.

Напряж-е в арм σ_S зависит от отн выс сж зоны бет: ξ=Х/h₀, Х - выс сж зоны бет; h₀ - полезная выс сеч-я.

Растягивающ напр-я в арм нач-т достигать пред знач-й σ_s → R_S, когда выс сж зоны Х приближ-ся к максимально допустимой - граничная выс сж зоны:

ξ=Х_R/h₀=0,8/(1+ ξ_s,el/ ξ_b,ult). Для арматуры с условным пределом текучести значение ξ_s,el: ξ_s,el=(R_s+400-σ_sp)/E_s, где σ_sp - предварительное напряжение в арм с учетом всех потерь и γ_sp=0,9.

Для ненапрягаемой арм с физическим пределом текучести ξ_s,el=R_s/E_s.

Для напрягаемой арм, расположенной в сж зоне, расч сопр-е сж R_sc д.б. заменено напряжением σ_sc, равным: = (500-σ_sp') - при учете коэф-та усл-й раб бет γ_b1=0,9; =(400- σ_sp') при γ_b1=1,0, где σ_sp' - изм-е предварит напряж-я в арм, знач-е кот. опр-ся с коэф-м γ_sp=1,1.

24. Расчет сжатых элементов кольцевого сечения25. Сжатые железобетонные элементы, виды поперечного сечения. Величины случайных эксцентриситетов. Расчет центрально сжатых железобетонных колонн.

При сжатии длинного элемента для него характерна потеря устойчивости (см. рисунок). При этом характер работы сжатого элемента несколько напоминает работу изгибаемого элемента, однако в большинстве случаев растянутой зоны в элементе не возникает.

Если изгиб сжатого элемента значителен, то он рассчитывается как внецентренно сжатый. Конструкция внецентренно сжатой колонны сходна с центрально сжатой, но в сущности эти элементы работают (и рассчитываются) по-разному. Также элемент будет внецентренно сжат, если кроме вертикальной силы на него будет действовать значительная горизонтальная сила (например ветер, давление грунта на подпорную стенку).

1 — продольная арматура

2 — поперечная арматура

В сжатом элементе вся продольная арматура (1) сжата, она воспринимает сжатие наряду с бетоном. Поперечная арматура (2) обеспечивает устойчивость арматурных стержней, предотвращает их выпучивание.

Центрально сжатые колонны проектируются квадратного сечения.

Внецентренно сжатые. Прочность сечений, нормальных к продольной оси внецентренно сжатых элементов, проверяют из условий:

N_П≤[N]; N_П·e≤[M], где N_П – приведенная продольная сила, е – эксцентриситет продольной силы N_П относительно центра тяжести растянутой или наименее сжатой арматуры

[N], [M] – предельные продольная сила и изгибающий момент, которые могут быть восприняты сечением при заданном эксцентриситете е.

При расчете внецентренно сжатых бетонных элементов следует учитывать случайный эксцентриситет е_а, принимаемых не менее:

1/600 длины элемента или расстояния между его сечениями, закрепленными от смещения; 1/30 высоты сечения;10 мм.

Для элементов статически неопределимых конструкций (например, защемленных по концам столбов) значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести сечения е_о принимают равным значению эксцентриситета, полученному из статического расчета, но не менее е_а.

Для элементов статически определимых конструкций эксцентриситет е_о принимают равным сумме эксцентриситетов - из статического расчета конструкций и случайного.

Расчет центрально-сжатых ж/б колонн.

К сжатым элементам относятся колонны многоэтажных и одноэтажных зданий, стойки фахверка, стойки эстакад, верхние пояса ферм, сжатые элементы решетки, сваи. Обычно сжатые элементы колонн изготавливаются из бетона (min).

Для продольного армирования используют арматуру класса S240,S400,S500 и поперечную арматуру S240 и арматурную проволоку S500 d=5мм. Для сварных каркасов min d поперечной арматуры составляет ¼ продольной арматуры.

Поперечная арматура устанавливается по конструктивным соображениям для создания каркаса и для обеспечения устойчивости продольной арматуры.

Шаг поперечной арматуры принимается в зависимости диаметра продольной арматуры в соответствии со СнИп и принимается 20d для сварных каркасов и не более 500 мм.

Расчет производится из условия: ;

–коэф учит влияние продольного изгиба и случайного эксцентриситета принимается по табл 7.2, либо рассч. По формуле.

При известном сочетании задаемся предварительно тогда из (1)→

При назначении размеров колонны, размеры принимаем кратно 50 мм.

Определяем гибкость колонны:

–высота элемента в свету

=1, для колонн

По → – из 3-х положений

Определяем требуемую площадь арматуры:

При <0 арматура по расчету не требуется и принимается конструктивно. Диаметр не менее 12 мм для монолитных колонн и не менее 16 мм для сборных колонн. По сортаменту неоход кол-во стержней.