9.2. Розрахунок елементів, що працюють з випадковими ексцентриситетами

Якщо розрахункова довжина елемента l_o20h, то при класах бетону В15...В40 і арматурі А-І, А-ІІ і А-ІІІ стиснуті елементи можна розраховувати за формулою

(9.1)

де N – розрахункова поздовжня сила у перерізі елемента; А – площа перерізу; A_s,tot – площа усієї арматури у перерізі;  – коефіцієнт поздовжнього згину, який визначають за формулою

(9.2)

і приймають не більшим за _sb; _b та _sb – табличні коефіцієнти, що залежать від відношення тривалого навантаження до повного а також від розміщення арматури у перерізі (див. табл. у підручнику або СНиП); _s – коефіцієнт, який визначають за формулою

(9.3)

Якщо необхідно перевірити міцність елемента, то використовують безпосередньо формули (9.3)...(9.1).

При відомих розмірах поперечного перерізу елемента bхh задаються відсотком армування  в межах 1...2%, за формулою (9.3) визначають коефіцієнт _s, за допомогою таблиць коефіцієнти _b та _sb і за формулою (9.2) коефіцієнт . З формули (9.1) визначають необхідну площу арматури

. (9.4)

Підраховують отриманий відсоток армування і порівнюють його з прийнятим на початку розрахунку. Різниця має становити не більше як 5%. При більшій різниці розрахунок повторюють при новому значенні  до того часу, поки різниця не становитиме 5%.

При невідомих розмірах поперечного перерізу задаються значенням =1 і =1...2% , обчислюють необхідну площу елемента

(9.5)

і призначають розміри перерізу bхh з урахуванням уніфікації. Далі розрахунок виконують, як при відомих розмірах поперечного перерізу елемента.

Максимально допустимий відсоток армування для таких елементів становить 3%.

9.3. Розрахунок позацентрово стиснутих елементів

9.3.1. Загальні положення

Якщо сила N прикладена на деякій відстані е, що носить назву ексцентриситет, від ц.в. перерізу, то має місце напружено деформований стан – позацентровий стиск.

При розрахунках на позацентровий стиск треба враховувати випадковий ексцентриситет е_а, величину якого приймають

мм, (9.6)

де – розрахункова довжина елемента; h – висота перерізу.

Початковий ексцентриситет визначають за формулою

, (9.6а)

де M та N – розрахунковій момент та поздовжня сила, що діють у перерізі.

Як позацентрово стиснуті розраховують також елементи з випадковими ексцентриситетами, коли відношення .

Під дією згинального моменту позацентрово стиснутий елемент прогинається і його початковий ексцентриситет збільшується. При цьому величина згинального моменту зростає і руйнування відбувається при меншій поздовжній силі у порівнянні з коротким негнучким елементом. Цей факт враховують коефіцієнтом (див рис. 9.2)

, (9.7)

де

, (9.8)

Рис. 9.2. До врахування впливу прогину елемента, що працює на стискання з ексцентриситетами

де – розрахункова довжина елемента; _p – коефіцієнт, що враховує попереднє напруження в арматурі (для ненапружуваних елементів _p=1; I та I_s – моменти інерції бетонного перерізу та усієї поздовжньої арматури відносно ц.в. зведеного перерізу; але не менш за ; – коефіцієнт, що враховує тривалість дії навантаження і визначається за формулою

, (9.9)

де та М_l – моменти зовнішніх сил відносно ц.в. арматури A_s від тривалого і повного навантаження відповідно;  – коефіцієнт, що залежить від виду бетону (для важкого бетону =1).