22.Понятие о граничной высоте сжатой зоны изгибаемых элементов. Предельные проценты армирования элементов с одиночной арматурой. Переармирование. Минимальное армирование. Двойное армирование.
Это связано с количеством и механическими свойствами арматуры. Если количество арматуры не превышает некоторой определенной величины (нормально армированная балка), разрушение начинается с текучести растянутой арматуры. В сечении образуется пластический шарнир трещины очень сильно раскрываются, прогибы резко нарастают, и только после этого раздавливается бетон сжатой зоны. Расчетные формулы для этого случая легко выводятся из условий статики. Если же количество арматуры больше определенной величины (переармированная балка), то разрушение начинается со сжатой зоны бетона. Напряжения в растянутой арматуре при этом не достигнут предельных значений (предела текучести или временного сопротивления), т. е. арматура будет использоваться не полностью. В зависимости от перечисленных причин исчерпания элементом несущей способности, различают два случая расчета изгибаемых элементов по нормальным сечениям:
Изгибаемые элементы случай 1 - в сжатом бетоне и растянутой арматуре достигнуты предельные значения сопротивлений;
Изгибаемые элементы случай 2 - в сжатом бетоне достигнуто предельное значение , а в растянутой арматуре вместо действует некоторое меньшее напряжение.
Граничное условие между случаями 1 и 2 устанавливается в зависимости от относительной высоты сжатой зоны. Таким образом, граничная относительная высота сжатой зоны является одной из характеристик, зависящей от свойств материалов и определяющей, к какому расчетному случаю относится то или иное конкретное сечение железобетонного элемента. Основным для проектирования сечений является расчет по случаю 1, так как сечения, работающие по случаю 2, не позволяют полностью использовать арматуру, и проектирования таких сечений стараются избегать.
Предельные проценты армирования изгибаемых элементов с одиночной арматурой (расположенной только в растянутой зоне) определяют из уравнения равновесия предельных усилий при высоте сжатой зоны, равной граничной. Предельные проценты армирования с повышением класса бетона увеличиваются, а с повышением класса арматуры уменьшаются. Сечения изгибаемых элементов, имеющие проценты армирования, превышающие предельные, называют переармированными. Нижний предел процента армирования, или минимальный процент армирования, установлен из конструктивных соображений для восприятия не учитываемых расчетом различных усилий (усадочных, температурных и т. п.).
.
Для изгибаемых и внецентренно растянутых сечений минимальный процент армирования продольной растянутой арматурой для внецентренно растянутых элементов при расположении продольной силы между арматурой в пределах расстояния на каждой грани сечения.
Целесообразность применения двойного армирования в изгибаемых железобетонных элементах.
Однако есть две причины, по которым оказывается целесообразным применять двойное армирование в изгибаемых железобетонных конструкциях.
Во-первых, это такие конструкции, на которые попеременно может действовать изгибающий момент противоположных знаков, вызывающий попеременное растяжение то верхней, то нижней граней сечения. Тогда необходимо располагать арматуру у обоих граней сечения, то есть применять дойное армирование.
Во-вторых, двойное армирование целесообразно в тех случаях, когда требование СНиП
x не обеспечивается, а высоту сечения ho невозможно увеличить из каких-либо соображений ( например, по требованиям архитектора или др.). Тогда применение двойного армирования позволит добиться выполнения требования Норм при ограниченной высоте конструкции.