Конструирование предварительно напряженных элементов
В изгибаемых элементах арматуру располагают в соответствии с эпюрами внутренних усилий M и Q.
Армирование криволинейной арматурой наиболее рационально отвечает распределению главных растягивающих напряжений. Но технологически сложнее чем прямолинейное армирование. Наиболее рациональная форма сечения – двутавровая.
В нижнем уширении размещается предварительно напряженная арматура.
В зоне передачи напряжений или анкеровки не допускается образование трещин
Предельный процент армирования
Предельный процент армирования определяется из уравнения
b x R R b R S A S
1 0 0 R ( R B / R S ) .
Минимальный процент армирования устанавливается по конструктивным соображениям для восприятия усадочных или температурных усилий.
Для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения он составляет 0.05%
Элементы прямоугольного сечения с одиночной арматурой |
||||
|
R |
b |
|
|
|
|
R b |
A |
x |
|
|
b |
||
M |
|
|
|
A b |
o |
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
A s |
R |
s |
A s |
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
Высоту сжатой зоны определяют из выражения |
||||
b x R b R S A S |
x |
R s A s |
: . |
|
R b b |
||||
|
|
|
Условие прочности
M < R b b х ( h 0 – 0 , 5 x )
Можно также пользоваться выражением изгибающих моментов внутренней пары сил относительно ц.т. сжатой зоны
M R S A S ( h 0 0 , 5 x ) .
Задача 1 типа.
Заданы размеры b и h. Необходимо определить площадь растянутой арматуры:
1 – определяют параметр
m ( R bMb h 02 ) ( 1 0 , 5 )
2 – по таблицам находят величины ξ и ζ , при этом обязательно проверяют условие
R |
|
1 |
0 |
,5 |
3- определяют площадь растянутой арматуры
A S ( R sM h 0 ) .
Задача 2 типа.
Требуется определить размеры сечения и армирования элемента.
1 – задаются из конструктивных условий шириной сечения b и требуемым значением относительной высоты сжатой зоны
0 . 3 5
2 – по таблице находят (вычисляют) m
3 – определяют требуемую высоту сечения
h 0 |
|
M / ( m R b b ) |
4- определяют площадь растянутой арматуры
Расчет по прочности нормальных сечений с двойной арматурой.
В практике проектирования часто встречаются случаи двойного армирования, т.е. установки в сжатую зону арматуры, хотя она там используется менее эффективно.
Это производится в случаях: |
|
x |
|
|
|
- для одиночного армирования при |
|
|
R - низкая прочность бетона, |
||
h |
0 |
||||
|
|
|
- недостаточная высота сечения.
При этом сжатую арматуру должна раскреплять поперечная арматура.
Расчет прямоугольных сечений производится следующим образом в зависимости от высоты сжатой зоны
x |
R s A s |
R s c A s' |
: |
|||
|
|
|
||||
Случай 1 |
|
|
R b b |
|
||
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
h |
0 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
M < R b b х ( h 0 – 0 , 5 x ) |
|
+ R s c A s' ( h 0 – a ’ ) ; |
||||
Схема усилий и эпюра напряжений в поперечном прямоугольном |
|
|
|||||||||||||
сечении изгибаемого железобетонного элемента с двойным |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
армированием |
A |
's |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
R b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
R |
|
A 's |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
s c |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
a |
|
|
|
R |
|
A b |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
A b |
|
|
|
|
|
|
|
|
o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A s |
|
|
|
|
|
|
|
R s A s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
Случай 2 |
|
> |
R |
M |
< |
|
R R |
b b |
h 02 |
+ |
R |
s c A s' ( h 0 |
- |
a |
' ) |
|
|
|
|
R |
= |
|
R ( 1 |
– |
0 , 5 |
R ) |
|
|
|
|
|
Случай 3 x a ' , 0 |
M R s A s ( h 0 – a ' ) . |
Изгибаемые элементы рекомендуется проектировать так, чтобы обеспечить выполнение условия
≤ |
R . |
Невыполнение этого условия можно допустить лишь в случаях, когда площадь сечения растянутой арматуры определена из расчета по предельным состояниям второй группы или принята по конструктивным соображениям.
Задача 1 типа.
При заданных размерах сечения определить площади сечения растянутой As и сжатой арматуры
Принимаем x R h 0
A s' |
M |
R |
R b b h 02 |
; |
A s = R R b b h 0 / R s + |
A s' |
|
R |
s ( h 0 |
à ' ) |
|||||
|
|
|
|