Расчет центрально-растянутых элементов.

При работе центрально-растянутого элемента приложенная сила N воспринимается продольной арматурой А_s,tot, бетон в расчетах – не учитывается.

Условие прочности: N ≤ N_ult

N_ult = R_sА_s,tot – предельное значение продольной растягивающей силы, которое может быть воспринято элементом.

Рис. 5.4. Виды стропильных железобетонных ферм:

а) – ФСП18 – ферма стропильная с параллельными поясами,

б) – ФС18 – ферма сегментная для покрытия со скатной кровлей,

в) – ФБС18 – ферма безраскосная сегментная (покрытие со скатной кровлей),

г) – ФБМ18 – ферма безраскосная малоуклонная,

д) – ФТ18 – ферма треугольная.

Пример расчета центрально-растянутых элементов. Исходные данные:

- растягивающее усилие N = 50 кН;

- размеры сечения: h = b = 0,2 м;

- материала: бетон класса В25 (R_bt,n = 1,55 МПа), арматура класса А400 (R_s = 365 МПа).

Определение площади сечения продольной арматуры:

Расчет по образованию трещин:

Площадь приведенного поперечного сечения элемента при коэффициенте приведения  = E_s / E_b = 200000 / 30000 = 6,67 равна

A_red = A + *A_s,tot = 0,2*0,2 + 2,01*6,67*10^-4 =

= 400*10^-4 + 13,41*10^-4 = 413,41*10^-4 м².

Усилие трещинообразования N_crc = A_red*R_bt,n = 413,41*10^-4*0,155*10⁴ = 64,1 кН. N_crc > N – трещины не образуются.

Характер армирования растянутых элементов аналогичен характеру армирования сжатых: продольная арматура устанавливается по сторонам сечения и связывается сварными (вязаными) хомутами, шаг хомутов – не более удвоенной ширины меньшей стороны сечения элемента.

Расчет внецентренно растянутых элементов.

Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно растянутых элементов производится в зависимости от положения продольной растягивающей силы N. На рисунке 5.5 показана растягивающая продольная сила N, приложенная между равнодействующими усилий в арматуре.

Рис. 5.5. К выводу алгоритма расчета внецентренно растянутого элемента с растягивающей продольной силой N, приложенной между равнодействующими усилий в арматуре:

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

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

Вывод алгоритмов расчета внецентренно растянутого элемента.

Условие прочности внецентренно растянутого элемента прямоугольного сечения при приложении растягивающей силы N между равнодействующими усилий в арматуре:

М = 0, по схеме на рисунке 5.5 а) – N*e = R_s*A_s*(h₀ – a’), по схеме на рисунке 5.5 б) – N*e’ = R_s*A_s*(h₀ – a).

Площадь поперечного сечения арматуры (менее растянутой A_s’ и более растянутой A_s), достаточная для обеспечения прочности внецентренно растянутого элемента:

A_s'=

На рисунке 5.6. приведены усилия в бетоне и арматуре для внецентренно растянутого элемента при приложении растягивающей силы N за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре

Рис. 5.6. К выводу алгоритма расчета внецентренно растянутого элемента с растягивающей продольной силой N, приложенной за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре.

Условие прочности внецентренно растянутого элемента прямоугольного сечения при приложении растягивающей силы N за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре:

Если x > _R*h₀, то в формулу М = 0 подставляется x = _R*h₀. При этом граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона _R определяется по таблице 4.3.