17. Сжатые элементы, усиленные косвенным армированием

Элементы с гибкой продольной арматурной и с косвенным армированием в виде спиралей, сварных колец или сеток применяют в негибких центрально сжатых элементах для повышения их несущей способности. Практика показывает, что несущая способность ядра бетона заключенного внутри обоймы повышается значительно т.к. спирали или кольца сдерживают поперечные деформации бетона, возникающие при сжатии в поперечном направлении. Бетон ядра работает даже после отслаивания наружного слоя бетона до тех пор пока напряжение в косвенной арматуре не достигнут предела текучести. Эффект обоймы увеличивает предельную сжимаемость ядра бетона в 5-10 раз.

Несущая способность таких сечений зависит от интенсивности косвенного армирования. Спирали и кольца применяют для круглых или многоугольных сечений, а для прямоугольного сечений часто расположенные поперечные сетки. Их же применяют для местного усиления ж/б сборных колонн вблизи стыков, а также на торцах предварительно напряженных элементов и под анкерами для восприятия местных сжимающих усилий.

18. Расчет прочности по нормальному сечению внецентренно растянутых элементов

Расчет нормальных сечений внецентренно растянутых элементов в общем случае производят на основе нелинейной деформационной модели согласно пп.3.72 - 3.76.

Расчет прямоугольных сечений внецентренно растянутых элементов с арматурой, расположенной у перпендикулярных плоскости изгиба граней элемента, при направлении эксцентриситета в плоскости симметрии сечения допускается производить по предельным усилиям согласно пп.3.69 и 3.70.

3.69. Проверка прочности прямоугольных сечений внецентренно растянутых элементов следует производить в зависимости от положения продольной силы N:

а) если продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре S и S’ (черт.3.36,а), т.е. при е' ≤ h_o - a , - из условий

N·e' ≤ R_sA_s (h_o - a);                                                                                   (3.134)

N·e ≤ R_sA’_s (h_o - a');                                                                                  (3.135)

Черт.3.36. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно растянутого железобетонного элемента, при расчете его по прочности

б) если продольная сила N приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре S и S' (черт.3.36,6), т.е. e' >h_o - a - из условия

N·e ≤ R_bbx(h_o - 0,5х) + R_scA'_s(h_o - a')                                                        (3.136)

при этом высота сжатой зоны х определяется по формуле

                                                                             (3.137)

Если полученное из расчета по формуле (3.137) значение х > ξ_Rh_o, в условие (3.136) подставляют х = ξ_Rh_o, где ξ_R определяют по табл. 3.2.

При х < 0 прочность сечения проверяют из условия (3.134).

При симметричном армировании прочность независимо от значения е' проверяют из условия (3.134).

Примечание. Если при e' > h_o – а' высота сжатой зоны, определенная без учета сжатой арматуры,   меньше 2а' , расчетную несущуюR_bb способность можно несколько увеличить, произведя расчет по формулам (3.136) и (3.137) без учета сжатой арматуры.

3.70. Требуемое количество продольной арматуры определяется следующим образом:

а) при е' ≤ h_o - a' определяется площадь сечения арматуры S и S' соответственно по формулам:

;                                                                                     (3.138)

;                                                                                     (3.139)

б) при e' > h_o - а' определяется площадь сечения растянутой арматуры A_s по формуле:

;                                                                            (3.140)

где ξ определяется по формуле

,                                                                                     (3.141)

здесь

                                                                         (3.142)

При этом должно выполняться условие a_m ≤ a_R (см. табл. 3.2). В противном случае следует увеличить сечение сжатой арматуры   повысить класс бетона или увеличить размеры сечения.

Если a_m < 0, площадь сечения растянутой арматуры A_s определяется по формуле (3.138).

Площадь симметричной арматуры независимо от значения е' подбирается по формуле (3.138).

Примечание. При e' > h_o – а' необходимое количество арматуры, определенное по формуле (3.138), можно снизить, если значение ξ, определенное по формуле (3.141) при  , окажется меньше  2a' / h_o. B этом случае площадь сечения растянутой арматуры А_s определяется по формуле (3.140), используя упомянутое значение ξ при  .

3.71. Расчет наклонных сечений растянутых элементов при действии поперечных сил производится аналогично расчету изгибаемых элементов в соответствии с пп. 3.30- 3.35. При этом значение поперечной силы, воспринимаемой бетоном в наклонном сечении, Q_b, ,а также правая часть условия (3.49) делится на коэффициент

                                                                                      (3.143)

На этот же коэффициент φ_nt делится связанное с Q_b значение М_b.