Исходные данные для проведения расчета.

1. Расчетное значение продольной силы N.

2. Размеры поперечного сечения: b, h

Длина элемента l

3. Материалы: классы бетона и арматуры. Прочностные характеристики принятых материалов R_b, R_sc по таблицам 2.2 и 2.5.

Алгоритм расчета.

N ≤ N_ult.

Результат расчета:

Определение A_s,tot – площади всей продольной арматуры в сечении сжатого элемента. Затем по сортаменту (см. таб. 4.4) подбирается арматура. Определяется процент армирования

который сверяется с минимальным процентом армирования (см. таб. 5.4). Если процент армирования меньше минимального, то площадь всей продольной арматуры в сечении сжатого элемента определяется с учетом минимального процента армирования: , затем по сортаменту подбирается арматура.

Таблица 5.4.

Минимальный процент армирования, %, min
элемента	s%, As,tot	элемента	s%, As,tot
	0,2		0,4
	0,3		0,5

Пример расчета центрально-сжатого элемента.

Исходные данные для расчета колонны многоэтажного каркасного здания.

1. Расчетное значение продольной силы N = 2000 кН.

2. Размеры поперечного сечения: b = 0,4 м, h = 0,4 м

Длина элемента l = Н_этажа = 4,8 м

для колонн многоэтажных зданий в сборном железобетоне,

коэффициент продольного изгиба  = 0,87 по таблице 5.2).

3. Материалы: классы бетона В15 и арматуры А400. Прочностные характеристики принятых материалов R_b = 8,5 Мпа = 8500 кН/м²,

Алгоритм расчета.

N = N_ult = 2000 кН,

Результат расчета:

A_s,tot = 26,44 см² – площадь всей продольной арматуры в сечении сжатого элемента. На рисунке 5.2 показано, что в рассчитываемой колонне следует предусмотреть четыре стержня продольной рабочей арматуры. По сортаменту (см. таб. 4.4) подбирается арматуру – , A_s,tot = 32,17 см².

Поперечная конструктивная арматура в рассчитываемой колонне устанавливается в соответствии со следующими требованиями:

- во внецентренно сжатых элементах продольная арматура объединяется поперечной арматурой (хомутами) с шагом (S) для закрепления продольных стержней от бокового выпучивания. При этом диаметр поперечной арматуры для сварных каркасов определяется из условия свариваемости с продольной арматурой сжатого элемента (см. таб. 4.5). Диаметр хомутов для вязаных каркасов принимается не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм;

- с целью предотвращения выпучивания продольной арматуры шаг поперечной арматуры должен не превышать 15d и быть не более 400 мм,

- в местах стыкования рабочей арматуры внахлестку без сварки хомуты устанавливаются с шагом 10d;

- при проценте армирования свыше 1,5% у одной из граней элемента хомуты устанавливаются с шагом 10d и не более 300 мм.

Поперечная арматура из стержней устанавливается с шагом 400 мм.

Рис. 5.2. К расчету центрально-сжатой колонны

Расчет центрально-сжатого элемента проводится в предположении, что на сжатие работают бетон всего поперечного сечения элемента A и вся продольная арматура A_s,tot. По-другому работают материалы внецентренно сжатого элемента. Усилия в бетоне и арматуре для внецентренно сжатого элемента приведены на рисунке 5.3.

Рис. 5.3. К выводу алгоритма расчета внецентренно сжатого элемента:

а) – сжимающая сила N с эксцентриситетами: е₀ – относительно центра тяжести поперечного сечения элемента, е – относительно центра тяжести растянутой арматуры,

е – относительно центра тяжести сжатой арматуры;

б) – перенос сжимающей силы N на уровень центра тяжести растянутой арматуры с добавлением компенсирующего перенос момента М = N*е;

в) – усилия в бетоне и арматуре для внецентренно сжатого элемента:

N_b = R_b*b*x – равнодействующая сжимающих усилий в бетоне,

N_s = R_s*A_s – равнодействующая усилий в растянутой арматуре,

N_s = R_sс*A_s – равнодействующая усилий в сжатой арматуре.