СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Центрально сжатые элементы
колонна среднего ряда (1),верхний пояс фермы (2), сжатый раскос (3) и стойки (4)
Внецентренно-сжатые элементы:
а – колонны крайнего ряда; б – верхний сжатый пояс безраскосной фермы; в – стенки резервуара
К центрально сжатым элементам условно относят средние колонны, верхние пояса ферм при узловой нагрузке, стойки ферм и т.д.
В действительности из-за ряда причин центрального сжатия не существует – неоднородность бетона, несовершенство форм, отклонения от размеров.
Вместо центрального сжатия вводится понятие сжатие со случайным эксцентриситетом, величина которого задается конструктивно.
Сечения выполняются, как правило, квадратными или прямоугольными.
Чтобы обеспечить требуемое качество бетона сечение сжатых
элементов рекомендуется проектировать размером сечения не менее
25см.
Внецентренно сжатые элементы – колонны одноэтажных пром. зданий, крайние колонны многоэтажных рам, сжатые элементы безраскосных ферм. В сечениях элементов действуют продольные силы, изгибающие моменты и поперечные силы.
В общем случае эксцентриситет продольной силы для статически определимых конструкций - расстояние между линией действия силы и продольной осью элемента,e 0 M определится/ N e a ,
ea – случайный эксцентриситет.
Армирование сжатых элементов:
а – схема расположения продольной (1) и поперечной (2) арматуры; б – с помощью плоских сварных каркасов (3); в – вязанными каркасами – 4
– хомуты;а ) 5 - соединительные шпильки б )
в ) |
3 |
3 |
Случайный эксцентриситет принимается наибольшим из следующих значений:
-1/30 высоты сечения элемента;
-1/600 – длины или расстояния между закреплениями элемента;
-10мм.
Конструктивные рекомендации:
-сечения принимают развитыми в плоскости действия момента;
-бетон класса не ниже В15;
-арматура преимущественно продольная класса А400,А500 поперечная – А 240 –А400.
-продольную и поперечную арматуру объединяют в пространственные каркасы.
Армирование продольное принимают: оптимальное – 0,5-1.2%, максимальное, как правило не более 3%;
-диаметры 12—40мм;
-расстояние между продольными стержнями должно быть не более 400мм;
-расстояние между поперечными стержнями должно быть: для сварных - 20d, вязанных – 15d, и не более 500мм. Поперечные стержни располагают конструктивно, как правило, без расчета.
Гибкость колонн - |
l 0 / i |
1 2 0 |
Расчет прочности внецентренно сжатых элементов
Расчет ведется по 3 стадии НДС.
Усилия, воспринимаемые нормальным сечением определяются по расчетным сопротивлениям материалов с учетом коэффициентов условия работы исходя из следующих предпосылок::
-сопротивления бетона растяжению принимаются равными 0; -сопротивление бетона сжатию равно Rb и равномерно
распределено по сечению; -деформации (напряжения) в арматуре определяются в
зависимости от высоты сжатой зоны бетона;
-напряжения в растянутой арматуре принимаются не более RS; -напряжения в сжатой арматуре принимаются не более RSC.
Рассматриваются два случая внецентренного сжатия:
-случай больших эксцентриситетов;
-случай малых эксцентриситетов.
Расчетная схема работы внецентренно-сжатого нормального сечения в предельной стадии:
а – случай больших эксцентриситетов
Расчетная схема работы внецентренно-сжатого нормального сечения в предельной стадии:
б – случай малых эксцентриситетов
Первый случай близок к характеру работы изгибаемого элемента – часть сечения растянута, в ней образуются трещины, усилие в растянутой зоне воспринимается арматурой. Предельное состояние характеризуется достижением в бетоне сжимающих напряжений равных призменной прочности бетона, а в растянутой зоне физического
предела текучести. На практике начинает разрушаться сжатая зона.
Второй случай малых эксцентриситетов – здесь так же два случая: когда сечение все сжато, либо сжата его большая часть и часть сечения воспринимает слабое растяжение. Разрушение происходит по сжатой зоне. В растянутой зоне или менее сжатой арматура недоиспользуется.
Проверку прочности прямоугольных сечений производят из условия
Ne< Rbbx(h0 – 0,5x) + RscA (h0 –а' ),
где e – расстояние от линии действия продольной силы до растянутой или наименее сжатой арматуры, определяемое для симметричных сечений по формуле
e |
e 0 |
|
h 0 |
a |
' |
, |
2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
где η- коэффициент, учитывающий деформированное состояние
Высота сжатой зоны определяется из условия равновесия по формуле
x |
|
N |
R |
s |
A |
s |
R |
s c |
A |
' |
; |
|
|
|
|
|
|
s |
|||||
|
|
|
R b |
b |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||