Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Лысенко Е.Ф. Армоцементные конструкции учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
37
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
7.86 Mб
Скачать

и другие конструкции. При их расчете направление растягивающего усилия совмещают с центральной осью элемента. Арматура располага­ ется равномерно по площади сечения.

Сечения центрально растянутых элементов рассчитывают, исходя из алгебраической суммы проекций всех сил — внешних (N) и внут­ ренних {Nсеч) на ось растяжения (рис. 69):

N < N ce4.

'

(13)

При армировании сетками

 

 

Nce4= R c?F.

 

(14)

При комбинированном армировании,

приведенном

к сетчатому,

Мсеч = RcPnF.

 

(15)

Для прямоугольного сечения с размерами &и Л (рис. 69)

Л^сеч = Rc[i.nbh.

 

(16)

В том случае, если сечение состоит из нескольких прямоугольных участков с различными размерами и коэффициентами армирования, то каждый из показателей вводится со своими значениями.

 

л и = 2

Rctfbihi,

 

(17)

 

(=i

 

 

 

где

N — растягивающая продольная

сила, кгс\

 

 

р."; bt;

F — площадь сечения элемента, см2\

 

 

ht — коэффициент приведенного армирования,

ширина

и высота

 

каждого из участков.

 

 

 

 

2.

Центрально сжатые элементы — это такие конструкции, у ко­

торых на сечение действует центрально сжимающая продольная сила.

Подобное явление вероятно в арках, сводах, не загруженных местной

нагрузкой, стенках блок-комнат и т. д.

 

 

Содержание арматуры в сечении

центрально

сжатого

элемента

оценивается коэффициентом или

процентом сетчатого армирования.

Обычно процент сетчатого армирования принимается р < 1,5%. До­ пускается увеличение до р < 2,5%, но при этом следует вводить коэф­ фициент условия работы сжатых сеток тСѣд = 0,75. Минимальный процент армирования р > 0,4%. Сечение армируется равномерно.

Рассчитываются сечения с осевым приложением

сжимающего усилия

аналогично железобетонным.

 

Для случая армирования сетками

 

N n < f(R np + Rc.cl>-)F,

(18)

где Nn — приведенная продольная сила, определяемая по формуле (11) главы СНиП П-В. 1-62*;

cp — коэффициент продольного изгиба,

а также коэффициент тя„

принимают по табл. 21

главы СНиП

ІІ-В. 1-62*

как

для

бетона легкого или по экспериментальным данным;

 

 

Rnp — призменная

прочность мелкозернистого

бетона

(табл.

1);

Re. с — расчетное

сопротивление

сеток,

работающих

на

сжатие,

с учетом коэффициента /пс. д.

 

 

 

 

 

При комбинированном армировании

 

 

 

 

 

 

Nn<<?(RnP+ Rc.cV-n)R'

 

 

 

(19)

В том случае, если размер полей плоских сжатых стенок не пре­ вышает 100 6 X 100 6 или 150 6 х 4 0 8 (6 — толщина стенки), мест­ ную устойчивость закрепленных по контуру сжатых стенок можно не рассчитывать. При больших размерах сжатых элементов нужно проверять местную устойчивость по соответствующим инструкциям.

Рис. 70. Эпюра напряжений и усилия в сечении изгибаемого армоцементного элемента.

3. Изгибаемыми элементами могут быть плоские и складчаты панели покрытий и перекрытий, балки коробчатого сечения, длинные цилиндрические оболочки и т. д., испытывающие изгибающий момент по длине конструкции.

Рабочая арматура размещается в растянутых зонах в соответствии с эпюрой изгибающих моментов. В плитах плоских арматура распо­ лагается равномерно по растянутой зоне. В складчатых, ребристых элементах, цилиндрических оболочках рабочая арматура концентри­ руется в ребрах и утолщениях.

Расчет на действие изгибающего момента производится, как пра­ вило, в нормальных сечениях, но иногда проверяют и наклонные се­ чения.

Прочность нормальных сечений определяется, исходя из равенства

моментов внешних (М) и внутренних (Мсеч) усилий

 

М < Мсеч.

(20)

Ш

Момент внутренних усилий выражается (рис. 70) суммой статических моментов сжатой зоны бетона (Fe) и сечений арматуры сжатой (Fa, FCi с) и растянутой (Fа; Fc) относительно растянутой - грани сечения:

 

М R n p § 6 4* Rc. cSa. о

R c S a . р,

 

 

(21)

где

So — статический

момент

сжатой

зоны

бетона

относительно

 

растянутой

грани сечения;

 

 

 

 

 

Sa. с и Sa. р — статические

моменты

сжатой и

растянутой арматуры,

 

приведенной к сетчатой, относительно

растянутой

грани

 

сечения.

 

 

 

 

 

 

 

 

Высота сжатой зоны определяется из условия

 

 

 

 

R c F а. р — R c . c R а. с — R

n

p

F

(22)

где Fa. р и Fa. о — площади сечения арматуры, приведенной к сетчатой, соответственно растянутой и сжатой зоны.

Положение нейтральной оси, отвечающее достаточной прочности бетона сжатой зоны, определяется вне зависимости от марки мелко­ зернистого бетона согласно отношению

~

< $= 0,5,

 

 

(23)

где S0 и — соответственно

статический

момент

всего сечения

эле­

мента и сжатой

зоны относительно

растянутой

грани

сечения.

 

 

 

 

Поперечное сечение элементов можно

привести к эквивалентному

прямоугольному, тавровому и двутавровому — в этих случаях

рас­

четные формулы упрощаются.

 

 

 

 

Для сечения прямоугольной формы при изгибе плиты в своей плос­ кости (рис. 71, а) и армировании сечения сетками и стержневой арма­ турой (шагом менее 10 б) определяется сумма моментов относительно центра тяжести сжатой зоны согласно условию

М < Rc^ot(h х) бот .

(24)

Высота сжатой зоны находится по формуле

 

ДеС *

(25)

#пр + (*0. о+ Яе)!аст

 

Если в сечении, кроме вышеуказанных, имеется стрржневая (про­ волочная) арматура Fa (FH) (рис. 71, б), которая не приводится к сет­ чатой, то прочность сечения определяется из суммы моментов отно­

сительно центра тяжести

растянутой стержневой

(проволочной)

ар­

матуры согласно условию

 

 

 

М ^ (Rnp

Rc. сРст) хЬст ( h — 2—

4-

 

+ Ra. cFa (h а а') — 0,5^ср,стбст (h х а)ъ.

(26)

112

Высота сжатой зоны находится по формуле

^с^ст^ст^ 4"

^а. о^а

 

(27)

^пр + ^с.с+^с)^т]*ст

При проверке плит из своей плоскости (рис. 71, в) прочность сече­ ния устанавливается из условия равенства нулю суммы изгибающих моментов относительно центра тяжести сжатой зоны

fA<ReFe{h— j ~ a 1) + RaFü{h — ~ — aj.

(28)

Тогда высота сжатой зоны определяется из условия

 

Я-Л + FaFa

(29)

X =

*пр Ь

Симметричные продольной оси элемента тавровые сечения с пол­

кой

в

сжатой зоне рассчитываются в соответствии с формулами

(21)

-

(23).

Прочность сечения изгибаемых элементов с полкой в сжатой зоне

при X <

Лп (рис. 71, г) определяется из условия равенства суммы момен­

тов внешних сил сумме моментов внутренних сил, вычисленных отно­ сительно центра тяжести сжатой полки.

К

 

Лст + Ап

(30)

М RtjFa[h-----с,-----о, 1-f- Rc^crbcrh:

 

Высота сжатой зоны устанавливается из формулы

 

(Rnp 4~ Rc. сР'с) bnhji

і^с^ст^ст^ст 4“ RaFа.

(31)

При наличии предварительно напрягаемой арматуры

 

(Rnp 4" Ra. cJAc) ЛПЛП

ReverbcrhcT-f- RaFH.

(32)

Если условие (31) не удовлетворяется > Лп), тогда нейтральная

ось находится в стенке (рис.

71, д) и расчет по прочности производят

по формуле

 

 

 

 

 

М ^ (Rnp 4" Ra. ci^o) b„hn (h

2— ■

 

4^

n

, (

x— 2a — h'\

 

(Rnp 4~ Rc. сРст)Лет (x — Лп) (h --------2-----j —

 

 

— 0,5RcpnCTbCT(h — x — a ) \

(33)

а положение нейтральной оси определяют из условия

 

(Rnp + Re. с^с) ЛпЛп 4" (Rnp 4- Rc. с^ст) ЛСт — Лп) —

 

 

= В Д А т (Л — X — a) 4- RaFа-

(34)

113

Rnpt^c.C

и

Рис. 71. Эпюры напряжений и усилия в сечениях прямоугольных элементов при изгибе их в своей плоскости:

а при

сетчатом или

комбинированном

армировании;

6 ■— при

армировании

сетками и ненапрягаемой или

напрягаемой стержневой (проволочной)

арматурой;

в— эпюра напряжений и усилия в сечении прямоуголь­ ного армоиементного элемента (плиты) при изгибе его из своей плоскости; г — эпюра напряжений и усилия в тавровом сечении элемента, подвергающегося действию изгибающего момента в плоскости оси симметрии (высота сжатой зоны меньше или равна толщине сжатой

полки X < Тід); д — эпюра напряжений и усилия в тав­

ровом сечении элемента,

подвергающегося действию из­

гибающего момента в плоскости оси

симметрии;

высо­

та сжатой зоны больше

толщины

полки (х> h

е —

эпюра напряжений и усилия в двутавровом сечении эле­ мента, подвергающегося действию изгибающего момен­ та в плоскости оси симметрии; высота сжатой зоны мень­

ше или

равна толщине сжатой полки (х < Ь'п); сне —»

эпюра

напряжений и усилия в двутавровом сечении эле­

мента,

подвергающегося действию изгибающего момента

в плоскости оси симметрии (высота сжатой зоны больше толщины сжатой полки > h^).

Тавровые

сечения с полкой в растянутой зоне рассчитываются

по прочности

как прямоугольные в соответствии с формулами

(2 4 )-(2 9 ).

Двутавровые сечения рассчитываются аналогично тавровым с полкой в сжатой зоне в зависимости от положения нейтральной оси.

Если удовлетворяется условие

 

(Rnp "Т" Яс. с^с) b nh„ ^ ЯсР'ст^ст^ст RcPpbnhnt

(35)

то нейтральная ось находится в полке х < h'n и при расчете допуска­ ется принимать X = h'a (рис. 71, е). Прочность сечения определяют, приравнивая сумму моментов внешних сил к сумме моментов внутрен­ них сил, вычисленных относительно центра тяжести сжатой полки

М < R&lbnhn(h -

+ Rc&bcrhcr

(36)

В том случае, когда условие (35) не удовлетворяется (х > h'n), нейт­ ральная ось находится в стенке (рис. 71, ж) и сумма моментов внешних сил должна быть равна сумме моментов внутренних сил относительно центра тяжести растянутой полки.

 

М < (Rnp + Rc.eV£) bnh'n (h -

hj~ i j

+

+

(Rnp - f - Rc. с р 'с т ) ( x h n) bet [ h -------1 ---

 

- R c \ H t b Ct ( h

~ x — h n) (

~ ) .

(37)

Положение нейтральной оси находится из условия

(Rnp 4- R c . с^с) b ah u

(Rnp -f- R c . сѴ-ст) b e t hn) —

 

= R c^ etber (h

X h n) -f- RcPpbnhn-

(38)

Прочность

армоцементных

изгибаемых

элементов в наклонных

сечениях определяется по наибольшим

главным

растягивающим

и сжимающим напряжениям.

 

 

 

Когда главные растягивающие напряжения в бетоне не превышают расчетного сопротивления его на растяжение (ог. р < R p), то проч­ ность наклонных сечений обеспечена. Тогда армирование стенки на­ значается из конструктивных соображений (0,004 < р < 0,025 и на 1 см толщины сечения должно быть не более четырех сеток).

Если ог> р > Rp, прочность наклонных сечений нужно обеспечить сетчатой арматурой, поперечными стержнями каркасов, отгибами, хомутами и бетоном. При сетках с квадратной ячейкой должно выпол­ няться условие

RePet

И6

'г. р. (39)

Главные растягивающие и сжимающие напряжения определяют по формуле

<3

о

л

4 - 0

1/

 

 

1

±

(40)

г. р

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Знак «плюс» соответствует

 

растяжению,

«минус» — сжатию. <ѵ,

<3у\ г — нормальные и касательные напряжения. Для плоских стенок

складчатых, коробчатых, тавровых и других сечений ог. сж < 0,5 Rnp. При наличии в сечении еще и напрягаемой арматуры, значения ах\ ау, т следует определять, исходя из условия полного или частичного

обжатия сечения арматурой.

Прочность наклонного сечения складчатых армоцементных кон­ струкций, армированных сварными сетками, может быть выражена

суммарной прочностью поперечной арматуры и

сопротивлением бе­

тона срезу1*.

 

 

 

Q < Q* +

Qe,

(41)

где

 

 

 

Qx = ЯА

или Q = qx^ -

(42)

qx — приведенная интенсивность

поперечного

армирования:

для складчатых элементов

 

 

 

Ях

0.8nfxRa

sin ß;

 

и

 

для двутавровых элементов

0,85nfxRa

где п — количество сеток в приведенном сечении; и — размер ячейки сетки; ß — угол наклона стенки к горизонту.

При отсутствии поперечной арматуры (хомутов)

С/0 + ] / + З-ОДо + 3>07Л7о

Q6 -------------------------- ------------------------ -

В случае наличия хомутов

Лс/о + К ^ ( с + 3) + 3foN +

Qö = ---------------------------------

9--------------------------------

(43)

(44)

1 Доктор наук А б д е л ь Х а ф е з А. М., доктор техн. наук X а й д у к о в Г. К.,

канд. техн. наук К а ч а н о в с к и й Е . К. Исследование

прочности

по наклонным

сечениям тонкостенных железобетонных

складчатых конструкций,

армированных

сварными сетками. Реферативный сборник «Межотраслевые

вопросы

строительства»

ЦНИИ по строительству и архитектуре

Госстроя СССР, М., 1970, № 6.

117

где

 

0,307 (Л — 5кс )

 

Ь'п

 

 

 

: ------- Л------- 1’

7 ~

Т '

 

 

 

 

 

 

 

 

е = % - т; /о = а д я с.

 

 

 

 

пс

 

 

 

 

 

Несущую способность продольной арматуры вычисляют по фор­

муле

N — у]Nпрод,

 

 

 

 

 

 

 

(45)

где для складчатых сечений

 

 

 

 

 

при двутавровых сечениях

 

 

 

 

 

 

 

у] = 0,20 ~

,

 

 

 

 

Нормальная сила (ѴПрод

определяется

из

условия равновесия

Еж = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

Л^прод = FaRa

 

 

(46)

и, в случае наличия сеток,

 

 

 

 

 

 

Rпрод = FaRa ~Ь 2

/с. nRc +

2 /о. cRc. С«1с. Д»

(47)

где

Fа — площадь

сечения стержневой (напряженной) арматуры в рас­

 

тянутой зоне;

 

 

 

 

 

2 / с .п — суммарная площадь

сечения

проволок

сеток

в полке;

2

/с. с — суммарная площадь

сечения

проволок

сеток

в стенке;

тг. д — коэффициент условия работы сжатых

сеток.

 

 

Прочность наклонного сечения складчатой конструкции по изги­

бающему моменту может быть вычислена согласно зависимости

 

М

 

А2

Н ФЦгорІ^ст

,

(48)

 

FaRa%“1" 9*(верт) “rj

где z — расстояние от центра тяжести продольной арматуры (Fa) до растянутой грани сечения.

Для двутавровых сечений

г = h- К + К .

для тавровых сечений

г = h а±

2 •

4. Внецентренно сжатые элементы. Конструкции, сечения котор загружены сжимающей продольной силой и поперечным изгибаю-

118

щим моментом, работают на внецентренное сжатие. К зим-относят элементы арок и сводов, коротких оболочек, сечения, подверженные действию несимметрично расположенной предварительно напря­ женной арматуры и др.

Положение рабочей арматуры определяется зонами сжгяюй шрастянутой, в которых арматура располагается равномерно* Количе­ ство арматуры определяется расчетом и должно быть для сжитой зоны не более 2,5% и не менее 0,4%. В растянутой зоне площадь арматуры определяется еще условием 0,5 < £ < 0,5.

Расчет сечений внедентренно сжатых элементов прямоугольной, тавровой, двутавровой и других симметричных форм ведется из усло­ вия предельного равновесия внешних и внутренних усилий или момен­ тов в нормальных к оси элемента сечениях. Различаютдва случая*.

 

£

С л у ч а й 1, б о л ь ш и х э к с ц е н т р и с и т е т о в , когда

<

*^0)

< 0,5. Тогда прочность сечения характеризуется достижением р# с_ тянутой арматурой ее расчетного сопротивления из условия проект лИИ усилий на продольную ось элемента

N

R n PF б Т* Ra. cF в. а Ф" R a . сF а

R c F

R a F ay

(49)

или в случае комбинированного армирования

N < (Rnp + Rc.c р-с) F б Ra.с Fa РсЩр ( F Fd) RaF а

(50)

Положение нейтральной оси должно удовлетворять уеяг JBHI0 суммы моментов усилий сжатой и растянуто.'й зон относительно)? си нормаль­

ной к плоскости действия изгибающего момента и проз? одящей через точку приложения продольной стдлы N.

R n p S c i. N

І

R a . e S e . оN

R c S c . N — 0 , ^

 

 

(51)

а для двутавровых и тавровых сечений с полкойнв сш

атой зоне

 

(Rnp + Ra. cP?) 5 б . N

+

Ra. а (р ? —

Р?т) Ь„}і'пе' -— R 3

$

с_N = 0,

(5 2 )

где Se. дг; Sc. сN и Sc. дг — соответственно статические?/

 

сечения сжатой зоны бетед

'

ния всей

арматуры, распдл

 

и растянутой зонах отно>дз5Р

 

ной

к

плоскости

 

момента и проходяш.е-£-&щ

 

НИЯ продольной СИЛ" 4; уѴ;,'

Если продольная сила N

приложена за п здеді

щей усилия сжатой арматуры или равнодеГфтвую арматуры и бетона совпадают, тогда в формуле (5 гаемым принимается знак «плюс». Когда силащриаг действующими сжатой и растянутой арма,тур^ «минус».

моменты площади іа, площади сечеоженной в сжатой ельно оси нормальвия изгибающего рез точку приложе­

нии равнодействую­ щие усилия сжатия 1) перед вторым слаожена между равнопринимается знак

119

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ