4. Методика определения напряжений в растянутой арматуре для изгибаемых и растянутых предварительно элементов с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой.

Расчет производится по двум группам предельного состояния.

первой группы - по потере несущей способности и (или) полной непригодности к эксплуатации конструкций

второй группы - по затруднению нормальной эксплуатации сооружений.

К предельным состояниям первой группы относятся: общая потеря устойчивости формы; потеря устойчивости положения; разрушение любого характера;

К предельным состояниям второй группы относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию или снижающие долговечность вследствие появления недопустимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота, колебаний, трещин)

Сжатая зона бетона

Напряжения в растянутой арматуре (или приращении напряжений) _s должны определяться по формулам для элементов: центрально-растянутых где N - продольная сила, Р-усилия предварительного обжатия, А_s –площадь сечения арматуры изгибаемых: где М - изгибающий момент от внешней нагрузки, Р- усилие предварительного обжатия;

Для элементов, выполняемых без предваритель­ного напряжения арматуры, значение усилия предва­рительного обжатия P допускается принимать рав­ным нулю.

z — плечо пара внутренних сил, расстояние от равнодействующей усилий сжатой зоны бетона до усилия в растянутой арматуре.

5. Виды и конструктивные особенности сжатых элементов с гибкой продольной арматурой.

К сжатым элементам относятся колонны промышленных и гражданских зданий, стойки эстакад, элементы рамных конструкций, ферм, арок и др. Такие элементы армируют продольной рабочей арматурой, связанной в поперечном направлении поперечными стержнями или хомутами. Несущая способность таких элементов обеспечивается совместной работой на сжатие бетона и продольной арматуры, принимающей на себя часть нагрузки. Назначение поперечной арматуры в изделиях состоит в предотвращении преждевременного выпучивания гибкой продольной арматуры в изделиях от продольного изгиба. При сжатии железобетонного элемента по мере деформирования бетона напряжения в продольной арматуре возрастают. Размеры поперечных сечений при действии значительного момента увеличивают в плоскости действия момента. В этих случаях целесообразны сечения прямоугольное, двутавровые и т.п. Размеры сторон прямоугольных сечений колонн при величине их до 500 мм принимают кратными 50 мм, при больших величинах — кратными 100 мм. Учитывая высокую сопротивляемость бетона сжимающим усилиям, в сжатых элементах экономически выгодно применяются бетоны высоких классов. В качестве продольной арматуры в изделиях используется горячекатаная арматура класса А-Ш, а для поперечного армирования — обыкновенная арматурная проволока класса Вр-1. В особо мощных колоннах применяются стержни больших диаметров, однако класс бетона при этом применяется не ниже В20. Расстояние между продольными стержнями принимается не менее 30 мм и не менее диаметра стержней.

Арматура в изделиях изготовляется в виде сварных или вязаных каркасов. Пространственные сварные каркасы образуются либо соединением на сварке отдельных плоских каркасов, либо составляются из двух плоских каркасов при помощи соединительных стержней, число которых равно числу поперечных стержней в каркасах. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у каждой грани не более четырех все продольные стержни охватываются одним хомутом.

Поперечные стержни или хомуты располагаются на расстояниях не более 15 в вязаных каркасах и 20 — в сварных. Расстояние между поперечными стержнями (хомутами) во всех случаях не превышает 500 мм. Диаметр поперечных стержней или хомутов устанавливают без расчета и принимают равным в вязаных каркасах не менее 5 мм, а также не менее: 0,2 при выполнении хомутов из обыкновенной проволоки класса Вр-1 или из стали класса А-Ш и 0,25 - при хомутах из стали других видов. В сварных каркасах минимальный диаметр поперечных стержней принимают по условиям сварки. При действии момента в одной плоскости рабочую продольную арматуру в изделии ЖБИ располагают по коротким сторонам сечения. По длинным сторонам сечений, параллельным плоскости действия момента, при их размере более 500 мм устанавливается конструктивная арматура диаметром не менее 12 мм так, чтобы расстояние между продольными стержнями не превышало 500 мм. Чтобы предотвратить продольный изгиб стержней, когда их более четырех или при наличии продольной арматуры в изделиях вдоль длинных сторон, кроме обычных, ставят дополнительные хомуты, форма и размеры которых зависят от размеров сечений и количества продольной арматуры.