§ II 1.5. Расчет прочности по нормальным

СЕЧЕНИЯМ ЭЛЕМЕНТОВ С НЕСУЩЕЙ АРМАТУРОЙ

1. Особенности работы элементов с несущей

арматурой

Несущая арматура в период возведения сооружения

до отвердения бетона работает как стальная

конструкция. Поэтому на нагрузки, возникающие во время мои-

тажа (масса бетона и опалубки, временный транспорт,

давление ветра), ее рассчитывают по нормам

проектирования металлических конструкций.

В условиях эксплуатации сооружения после того, как

бетон приобретет необходимую прочность, несущая

арматура работает в составе железобетонных элементов.

Опыты показали, что несущая арматура (жесткие

профили и сварные пространственные арматурные

каркасы) работает совместно с бетоном вплоть до разрушения.

При этом прочность несущей арматуры (обладающей

площадкой текучести) и бетона используется полностью.

Несущая способность железобетонных элементов с

несущей арматурой не зависит от начальных напряжений з

несущей арматуре, возникающих в стадии возведения.

Сечение несущей арматуры принимается

наименьшим, возможным по монтажным нагрузкам. При расчете

155

на эксплуатационные нагрузки в железобетонном сечении

может быть добавлена при необходимости гибкая

рабочая арматура.

Расчет прочности железобетонных элементов с

несущими сварными каркасами ие отличается от расчета

обычных железобетонных элементов.

2. Элементы прямоугольного профиля

При расчете элементов с жесткой арматурой может

быть два варианта положения границы сжатой зоны.

Граница сжатой зоны не пересекает профиль жесткой

арматуры (рис. III.17, а). Эпюры напряжений (в бетоне

на сжатие, в арматуре на растяжение) принимают пря-

а)

Рис. III.17. Прямоугольные поперечные сечения изгибаемых

элементов с жесткой арматурой

а — граница сжатой зоны не пересекает профиль жесткой арматуры;

б — то же, пересекает профиль жесткой арматуры

моугольными. Расчет прочности заключается в проверке

условия

М < 0,5/?ь &*? + Rpr Apr (h2 — x)+Rs As (ht — x). (Ill. 50)

Здесь моменты взяты относительно нижней границы сжатой зоны;

Apr — площадь сечения жесткой арматуры; Rpr—расчетное

сопротивление жесткой арматуры; остальные обозначения — по рис. III.17, а.

Положение границы сжатой зоны определяют из

равенства

Граница сжатой зоны пересекает стенку профиля

жесткой арматуры (рис. III.17, б). Прочность

рассчитывают по условию

М < Q,5Rb bxi + Rpr {Spi + fo - x)l t] + Ra As (hx -*),(Ш.52)

156

где Spi — пластический момент сопротивления жесткой арматуры;

(йг — х) Ч — поправка к пластическому моменту сопротивления

вследствие того, что момент в выражении (II 1.52) принимается

относительно нижней границы сжатой зоны сечения, a Sp! — относительно

центральной оси профиля жесткой арматуры.

Для двутавров и швеллеров Spi= 1,17 W (W — момент

сопротивления при упругом состоянии).

Положение нижней границы сжатой зоны

определяют из равенства

bxRb = <2Rpr(h2-x)t + RsAs. (Ш.53)

В обоих случаях сжатая зона должна удовлетворять

условию

где Ао—расстояние от равнодействующей растягивающих усилий в

жесткой и гибкой арматуре до сжатой грани сечения; 1„ — граничное

значение относительной сжатой зоны, определяемое по формуле

A1.42).

3. Элементы таврового профиля

Если x^zhf и граница сжатой зоны не пересекает

профиль жесткой арматуры (рис. III.18, с), сечение

рассчитывают как прямоугольное с размерами bj и Л;

жесткая арматура в расчет вводится наравне с гибкой.

Если x>hf, но граница сжатой зоны не пересекает

профиль жесткой арматуры (рис. III.18, б), то,

составляя уравнение моментов относительной нижней границы

сжатой зоны, получим условие прочности в виде

М < [[b'f - b) h'f (x-Q,5h'f)+0,5bx2] Rb + RaApr (Л2~ х) +

,(hl — x)._ (III.54)

Положение границы сжатой зоны устанавливается из

равенства

Если x>hf и граница сжатой зоны пересекает

профиль жесткой арматуры (рис. III.18, в), то аналогичные

выражения имеют вид

М < [[b'f - b) hf [x-G,bh'f) + 0,56л:2] Rb +

+ R, [Spi + (h2 - x)* t] + Rs As (h - x); (III.56)

[[') ] a. (III. 57)

1S7

Рис. III.18. Тавровые

поперечные сечения

изгибаемых элементов с

жесткой арматурой

а — граница сжатой

зоны в пределах полки и

не пересекает профиль

жесткой арматуры; б —

граница сжатой зоны

ниже полки и не

пересекает профиль жесткой

арматуры; в — тоже,

пересекает профиль

жесткой арматуры

Рис. III.19. Расчетная

схема усилий в

наклонном сечении

При расчетах по формулам (III.54) —(III.57) должно

соблюдаться условие x^Z,yh0.