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

Сечения, в которых нейтральная ось проходит в полке (рис. 72), рассчитывают по формуле

Fc) Fc. с; F'a; Fc; Fa— площади сечения соответственно бетона сжатой зоны, сжатых сеток, сжатой ненапрягаемой стержневой арматуры, растянутых сеток и не­ напрягаемой растянутой стержневой арматуры;

сзаменой в них R„ на Rnp.

5.Внецентренно растянутые элементы. К ним относят конструк

ции, на сечения которых действуют продольные растягивающие силы и поперечный изгибающий момент. Такое напряженное состояние может возникнуть в стенках прямоугольных резервуаров, силосов, в диафрагмах оболочек и других конструкциях. Рабочая арматура размещается в соответствующих зонах.

Сечения внецентренно растянутых элементов прямоугольного, таврового, двутаврового и других форм рассчитывают в зависимости от положения силы N.

Встречаются два случая.

120

Тогда прочность сечения определяют по формуле:

или при комбинированном армировании

Рис. 72. Эпюра напряжений и усилия в двутавровом сече­ нии элемента при внецентренном сжатии (растяжёнии)

с большими эксцентриситетами.

Рис. 73. Усилия в двутавровом сечении элемента при внецентренном сжатии с малыми эксцентриситетами.

При этом положение нейтральной оси находят из уравнения

ложена между равнодействующими усилий, возникающих в арма­ туре с одной и с другой стороны от оси, проходящей через точку при­ ложения силы N (рис. 73). Расчет следует вести по формулам (59), (60).

121

где Se, с — статический момент площади сечения всей арматуры, рас­ положенной в сжатой зоне относительно равнодействующей усилий (R), возникающих в арматуре растянутой зоны;

'Sp — статический момент площади сечения всей арматуры, рас­ положенной в растянутой зоне относительно равнодейству­ ющей усилий (R’), возникающих в арматуре сжатой зоны;

ч§ 14. РАСЧЕТ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

При проектировании армоцементных конструкций расчет жест­ кости (деформаций) нужен для проверки прогибов элементов, усилий, [вызванных осадкой опор и т. п.

Армоцементные конструкции характеризуются, с одной стороны, тонкостенными сечениями, с другой — повышенной деформативностью мелкозернистого бетона и высокими напряжениями в арматуре. При исследовании ползучести бетона (гл. I § 3) установлено, что эти фак­ торы существенно влияют на развитие прогибов конструкций.

Основные положения метода расчета жесткости сечений армоце­ ментных конструкций основываются на теории проф. В. И. Мурашева, [предложенной для расчета железобетонных конструкций.

Выше было показано, что деформативность и трещинообразование сечений армоцементных элементов несколько отличаются от тех же процессов в железобетоне. Учитывая это, расчет по деформациям армоцементных конструкций рекомендуется вести в зависимости от отсутствия или наличия трещин в сечении.

Прогибы (углы поворота) армоцементных элементов от действия нормативных нагрузок с учетом длительно действующей нагрузки вычисляются по формулам строительной механики.

Впервом случае, когда при эксплуатации конструкций трещины

врастянутой зоне не допускаются или появление их мало вероятно,

деформации элементов определяют как для сплошного упругого тела, учитывая работу бетона в сжатой и растянутой зонах. При этом в рас­ чет вводят приведенную площадь сечения с учетом ослабления его каналами или пазами, т. е. приводят всю продольную арматуру к сет­

£б

Жесткость элементов Вк при кратковременном действии нагрузки определяют по формуле

— момент инерции площади приведенного сечения; 0,85 — коэффициент снижения начальной жесткости.

№

Полную величину деформации элемента с учетом длительного действия части нагрузок и выгиба от предварительного обжатия бе­ тона рекомендуется определять по формуле СНиП П-В. 1-62*. Коэффициент с в этом случае увеличивают в 1-2 раза.

Второй случай касается конструкций, у которых наличие трещин допустимо, но ширина раскрытия их ограничивается. Прогибы опре­ деляют по кривизне оси элемента, вычисленной из условия

здесь Ѳ — коэффициент, учитывающий снижение начальной жестко­ сти армоцементного элемента, принимаемый при сетчатой равномерно расположенной арматуре Ѳ = 0,1, а при комбинированной с равно­ мерным расположением по сечению Ѳ = 0,2; WT— момент сопротив­ ления приведенного сечения с учетом неупругих деформаций бе­ тона определяют в соответствии с указаниями п. 8. 3 главы СНиП П-В. 1-62*.

Прогибы (f) можно определить:

по найденным кривизнам, как моменты от фиктивной нагрузки, пользуясь правилами строительной механики;

по формуле

силы (в направлении искомого перемещения), приложенной в точке определения прогиба;

I — пролет конструкции.

Для элементов постоянного сечения с трещинами в бетоне, на каждом' участке, в пределах которого изгибающий момент не меняет знака, кривизна вычисляется в наиболее напряженном сечении. В осталь­ ных сечениях данного участка допустимо принимать кривизну, меняю­ щуюся пропорционально изменению вида эпюры и значений изги­ бающих моментов.

Для наиболее распространенных случаев загружения элементов'

где 5 — коэффициент, характеризующий условия опирания и схему/ загружения конструкции (табл. 10).

№

Полную величину деформации конструкции при наличии трещин и с учетом длительного действия нагрузки, согласно указаниям СНиП П-В. 1-62*, следует определять по соответствующей фор­ муле. При этом прогибы от кратковременной нагрузки и длительно действующей части нагрузки (Д; / 2) надлежит вычислять по формуле (61). В последнем (Д) жесткость рассчитывается по формуле

где ч — коэффициент снижения жесткости, вычисляемый из зависи­ мости

ѳ

(68)

0,85 — (0,85 — Q)m1 ’

124

здесь

т

Прогиб / з определяют, умножая значение / 2 на коэффициент с, увеличенный в 1,2 раза.

§ 15. РАСЧЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ И РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН

Армоцементные конструкции рассчитывают по образованию и рас­ крытию трещин согласно методикам, приведенным в соответствую­ щих разделах СНиП П-В. 1-62* с некоторыми особенностями, изло­ женными ниже.

Конструкции, у которых в стадиях эксплуатации, предваритель­ ного обжатия, транспортирования и монтажа трещины не допуска­ ются, рекомендуется проектировать предварительно напряженными. При этом равнодействующая усилий во всей напрягаемой продольной арматуре после обжатия бетона не должна выходить за пределы ядра сечения.

Необходимость введения напрягаемой арматуры позволяет счи­ тать предварительно напряженные армоцементные элементы кон­ струкциями с комбинированным армированием. Условие трещино­ стойкости центрально растянутых, изгибаемых, внецентренно сжатых и растянутых элементов определяется по расчетному сопротивлению бетона образованию трещин RT (табл. 1) и сопротивлению арматуры перед образованием трещин с учетом коэффициента тТточности натя­ жения арматуры.

При определении напряжений потери предварительного напря­ жения от усадки и ползучести мелкозернистого бетона рекомендуется увеличивать в 1,5 раза по сравнению с данными для обычного бетона.

Для элементов, в которых до предварительного обжатия могут образоваться трещины, а также для составных и блочных конструкций (по раскрытию швов) величина NTопределяется по формулам

125

В наклонных сечениях

®Г. р ^ Rr.

В том случае, если в конструкции нет предварительно напряжен­ ной арматуры, условия образования трещин определяются из выра­ жений:

для изгибаемых элементов

тяжести приведенного сечения; гя — расстояние от условной ядровой точки, наиболее удаленной

от растянутой зоны, до центра тяжести приведенного сечения, вычисляемое по формулам:

внецентренному растяжению. В этом случае трещиностойкость на­ клонных сечений обеспечивается, если ог. р < RT.

Конструкции (с предварительным обжатием и без него), у которых трещины допускаются, рассчитываются по раскрытию трещин.

Ширину раскрытия трещин chнормальных к продольной оси эле­ мента в центрально растянутых, изгибаемых и внецентренно сжатых и растянутых сечениях на уровне центра тяжести растянутой арма­

126

Т а б л и ц а 11

Значение коэффициентов фс и і)' для определения ширины раскрытия трещин

Коэффициенты

Сетки для армоцемента

в изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементах

речного сечения арматуры (сетчатой, стержневой) к ее периметру; т)' — коэффициент, определяемый согласно табл. 11; кг — коэффициент, зависящий от отношений

где ат1— ширина раскрытия трещин от кратковременного действия

всей нагрузки, определяемая по формуле (79); От2 — начальная ширина раскрытия трещин от длительно дей­

ствующей части нагрузки; Огз — окончательная ширина раскрытия трещин от длительно

действующей части нагрузки, которую находят из условия

О’тЗ— 1 ,бОт2*

Напряжения ос в сетках (или арматуре, приведенной к сетчатой) от нормативной нагрузки определяют по формулам:

а) для центрально растянутых элементов:

б) для изгибаемых, внецентренно сжатых и растянутых элементов — до правилам строительной механики, как для упругого тела. Сечение

127

элемента в этом случае приводится к стальному (рис. 74) с единой упру­ гой характеристикой; в растянутой зоне приводится только площадь сетчатой или стержневой (проволочной) арматуры, а в сжатой зоне — площадь всех видов арматуры и бетона. Высота сжатой зоны армоцементного сечения в момент трещинообразования может быть опре­ делена из зависимости

где F — приведенная суммарная площадь таврового (двутаврового) сечения, см2;

Рис. 74 Сечения при расчете ширины раскрытия трещин:

а*-* армоцементного элемента; 5 —-элемента, приведенного к стальному.

Fуш — приведенная площадь уширений растянутой зоны, см2;

Sü— статический момент приведенной площади таврового сече­ ния относительно растянутой грани сечения, см3.

Напряжение в сечении элемента, приведенного к стальному, опре­

Значение момента (М) в формуле (86) принимается в зависимости от напряженного состояния:

128

б) для предварительно напряженных изгибаемых элементов при

в) для внецентренно сжатых (или растянутых) элементов без пред­

где Мн и 1ѴН— момент и нормальная сила от нормативных нагрузок; No — усилие обжатия;

Во и Воп— эксцентриситеты приложения сил, соответственно NHи N0 относительно центра тяжести сечения;

гя — расстояние от ядровой точки, ближайшей к сжатой грани сечения.

В формулах (90; 91) знак «минус» принимается при внецентренном сжатии, а знак «плюс» — при внецентренном растяжении.

При комбинированном армировании сетками и напрягаемой арма­ турой (стержневой или проволочной) при условии равномерного рас­ пределения всей арматуры по сечению и если количество стержневой (проволочной) арматуры не превышает удвоенного количества сетча­

Рс +

Ширину раскрытия наклонных трещин в изгибаемых элементах сле­ дует вычислять по формулам (201) — (205) главы СНиП П-В. 1 - 62*. Заменяя в расчете цх на величину 1,41 рст (при сетках с квадратной ячейкой), где рсх — коэффициент сетчатого армирования стенки в одном направлении. Соответственно коэффициенты гц и г)0 заменяют коэф­ фициентом г\' (табл. 11).

§16. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ИОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Армоцементные конструкции разрешёно применять в зданиях и со­ оружениях не4 выше II степени долговечности и при условии отсут­ ствия или слабой степени агрессивности среды. В последнем случае необходима антикоррозийная защита сеток или покрытий поверхности бетона.