Железобетонные и каменные конструкции. Учебное пособие
.pdf
Хомуты учитывают в расчете, если соблюдается усло-
вие
0,25· |
· . |
(3.40) |
Можно не выполнять условие (3.40), если в формуле (3.33) учитывать такое уменьшенное значение · , при котором условие (3.40) превращается в равенство, т.е. принимать
6· · .
Шаг хомутов, учитываемых в расчете, должен быть не более значения
, |
· · |
, |
(3.41) |
и300 мм,
и500 мм.
Требуемая интенсивность хомутов, выражаемая через
,определяется следующим образом:
a)при действии на элемент только равномерно распределенной нагрузки q требуемая интенсивность хомутов
определяется в зависимости от |
|
|
2 |
· |
|
следую- |
||||
щим образом: |
|
|
|
|
|
|
||||
1) |
если |
|
, то |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
(3.42) |
|
2) |
если |
, |
, то |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||
При этом, если |
|
· |
., то |
|
(3.43) |
|||||
|
, |
· · |
|
· |
|
|
|
|
||
|
|
|
· |
|
· |
|
. |
|
(3.44) |
|
В случае, если полученное, |
|
|
|
|||||||
значение |
|
не удовле- |
||||||||
творяет условию (3.40), его следует вычислять по формуле
51
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.45) |
|
, |
|
, |
|
|
|
, |
|||
|
|
|
|
|
||||||
и принимать не менее |
|
|
. |
|
|
(3.46) |
||||
|
|
|
||||||||
При уменьшении интенсивности, |
хомутов от опоры к |
|||||||||
пролету с |
до |
(например, путем увеличения шага |
||||||||
хомутов) следует проверить условие (3.31) при значениях с, превышающих l1 – длину участка с интенсивностью хомутов
. При этом значение |
принимается равным: |
|
|
|||||||
1) |
если |
2· |
· |
, то |
|
|
|
· |
, |
(3.47) |
2) |
если0,75 |
2· |
, то |
|
, |
|
|
(3.48) |
||
где принимается равным1,5, но не· |
более |
|
. |
|
|
|||||
При действии на элемент |
равномерно распределенной |
|||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|||||
нагрузки длина участка с интенсивностью хомутов |
|
при- |
||||||||
нимается не менее значения , определяемого в зависимости
от |
∆ |
|
1) если |
|
|
|
, то |
следующим образом: |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
∆ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
(3.49) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
, · |
∆ · |
|
|
· |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где |
|
|
|
, но не более 3 |
, при этом если |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
∆ M |
|
|
· |
|
|
|
, |
|
|
M |
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
∆ |
|
|
, · |
R |
· |
|
|
, |
· |
|
|
|
||
|
|
|
2) если ∆ |
|
|
, то |
|
|
|
|
|
2· |
, |
(3.50) |
|||||
где |
, |
|
|
. |
|
|
, |
|
, · |
· |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
условие |
|||||||||
|
|
Если |
для значения |
|
|
не |
выполняется |
||||||||||||
|
|
0,5 |
· · |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(3.40), |
|
длина |
|
вычисляется при скорректированных значе- |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ниях |
6· |
· |
в |
2· |
· |
; при этом сумма |
менее, |
1,5· |
· |
|
формуле |
|
, . |
|
|
|
|
(3.50) принимается не |
||
нескорректированного значения Кроме того, хомуты должны отвечать конструктив-
ным требованиям.
3.4. Расчет прочности по наклонным сечениям
Расчёт прочности наклонного сечения на действие поперечной силы элементов с отгибами.
Расчёт прочности наклонного сечения на действие поперечной силы элементов с отгибами производят из условия (3.31) с добавлением в правой части значения
|
– площадь, |
0,75 |
· , |
·sin |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
сечения отгибов, пересекающих наклон- |
||||
ную трещину, , расположенную у конца наклонного сечения с |
||||||
длиной проекции равной , но не более |
|
; |
|
|||
θ – угол наклона отгибов к продольной |
оси элемента. |
|||||
2 |
|
|
||||
Расчёт элементов без поперечной арматуры на действие поперечной силы.
Расчёт элементов без поперечной арматуры на действие поперечной силы производится из условий:
а) |
2,5 |
· · , |
(3.51) |
где – максимальная поперечная сила уграни опоры.
б) |
, · · · |
, |
(3.52) |
где Q – поперечная сила в конце наклонного сечения, начинающегося от опоры. Значение принимается не более3 .
Для сплошных плоских плит с несвободными краями (соединенными с другими элементами или имеющими опоры) и шириной b > 5h допускается принимать
53
2,4 .
При действии на элемент сосредоточенных сил значение принимается равным расстояниям от опоры до точек приложения этих сил, но не более . При расчёте элемента на действие распределённых нагрузок, если выполняется условие
|
|
|
|
· |
, |
|
|
|
(3.53) |
Условие (3.52) принимает вид |
· |
3 |
· |
|
|
||||
а при невыполнении |
0,5· |
· |
, |
(3.54) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
условия (3.53) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
(3.55) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Для упомянутых |
плоских плит с несвободными боко- |
||||||||
|
6· |
|
· · |
· |
|
|
|
||
выми краями правая часть условия (3.53) делится на 0,64, а условие (3.54) принимает вид
0,625· · · 2,4· · (3.56)
Расчёт железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие изгибающего момента
Расчёт железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие изгибающего момента производится из условия (рис. 3.9)
, |
(3.57) |
где М – момент в наклонном сечении с длиной проекции на продольную ось элемента, определяемый от всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения, относительно конца наклонного сечения, противоположного концу, у которого располагается проверяемая продольная арматура, испытывающая растяжение от момента в наклонном сечении;
– момент, воспринимаемый продольной арматурой, пересекающей наклонное сечение относительно противоположного конца наклонного сечения;
54
– момент, воспринимаемый поперечной арматурой, пересекающей наклонное сечение относительно противоположного конца наклонного сечения.
или |
· |
(3.58) |
· |
|
|
|
|
|
Nb |
|
RsAsw |
|
R |
Q |
RsAsw |
RsAsw |
RsAs |
|
|
Рис. 3.9. Схема усилий в наклонном сечении при расчёте по изгибающему моменту
где b – ширина сжатой грани. |
· |
· |
, |
принимается не |
||
менее |
Но при наличии сжатой арматуры |
|||||
Момент |
допускается принимать |
|
||||
|
а ; |
при поперечной |
|
0,9 . |
||
тов, нормальных к продольной оси элемента (рис. 3.9), определяется по формуле
0,5 · , (3.59)
,
где – принимается не более 2 .
55
Если хомуты в пределах меняют свою интенсив-
ность с |
|
у начала наклонного сечения на |
, |
момент |
||
определяют по формуле |
0,5 |
|
|
|||
– длина |
|
0,5 |
· |
, |
(3.60) |
|
|
участка с интенсивностью хомутов |
невыгодное. |
||||
Для |
свободно |
опёртых балок наиболее |
||||
наклонное сечение начинается от грани опоры и имеет про-
екцию , |
принимаемую не более |
2 |
и определяемую сле- |
||
дующим образом: |
|
|
|
||
а) если на элемент действуют сосредоточенные силы, |
|||||
значения |
принимаются равными расстояниям от опоры до |
||||
точек приложения этих сил, а также равными |
|
, если это |
|||
|
|||||
значение меньше расстояния до 1-й сосредоточенной силы;
|
б) если на элемент действует равномерно распреде- |
||||||||
лённая нагрузка значение |
определяется по формуле |
|
|||||||
|
|
|
|
, |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Если хомуты в пределах длины меняют свою интен- |
||||||||
сивность с |
у начала наклонного сечения на |
, |
значе- |
||||||
ние |
определяется по формуле |
|
|
|
|
||||
где |
|
|
|
|
· |
, |
|
|
|
– |
длина участка с |
интенсивностью |
|
, |
|||||
∆ |
Расчёт на действие. |
момента производят для наклон- |
|||||||
ных сечений, расположенных в местах обрыва продольной арматуры, а также у грани крайней свободной опоры балок и у свободного конца консолей при отсутствии у продольной арматуры специальных анкеров. Кроме того, рассчитываются наклонные сечения в местах резкого изменения высоты элемента (например в подрезках).
Для обеспечения прочности наклонных сечений на действие момента в элементах постоянной высоты с хомута-
56
ми продольные растянутые стержни, обрываемые в пролёте (рис. 3.10), должны заводиться за точку теоретического обрыва (т.е. за нормальное сечение, в котором внешний момент становится равным предельному моменту без учёта обрываемой арматуры, на длину не менее величины W, определяемой по формуле
5 ,
где – ордината эпюры поперечных сил в точке теоретического обрыва стержня; – интенсивность хомутов в сечении точки теоретического обрыва; – диаметр обрываемого стержня.
1
2
Рис. 3.10. Обрыв растянутых стержней в пролёте:
W – длина заделки обрываемого стержня, 1 – точка теоретического обрыва стержня, 2 – эпюра изгибающих моментов от внешней нагрузки
При этом, если |
|
|
, то |
|
|
|
|||
2 1 |
· |
5 . |
||
57
Если выполнены все эти условия, то расчёт наклонного элемента на действие изгибающего момента можно не производить.
Построение эпюры материалов
Построение эпюры материалов показано на рис. 3.11.
Q
Q1
1
WW1 1
1
q
Q2 Q








М
2
W22
2d12
2
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
||
Sw1 |
|
2d16 |
|||||||
2d20 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 3.11. Построение эпюры материалов
58
Производится расчёт балки по наклонному и нормальномусечениям:
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
Находим |
и |
, подбираем, |
|
|||||
арматуру, затем нахо- |
||||||||
дим |
1 |
0,5 |
; |
|||||
|
|
1 |
0,5 |
; |
||||
|
|
; |
||||||
|
|
1 |
0,5. |
|
||||
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Криволинейная эпюра – эпюра изгибающих моментов от внешней нагрузки. Ломаная эпюра моментов называется эпюрой материалов. Эпюра материалов показывает величину изгибающего момента, которую балка может воспринимать в данном сечении.
Расчёт изгибаемых бетонных элементов
Расчёт изгибаемых бетонных элементов производится из условия
,
где M – внешний изгибающий момент; W – момент сопротивления:
.
ГЛАВА 4
РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1. Внецентренно сжатые элементы
Внецентренно сжатые элементы испытывают воздействия продольной сжимающей силы N, действующей с эксцентриситетом е относительно оси, проходящей через центр тяжести или воздействие нормальной силы N и изгибающего момента М (рис. 4.1).
|
|
e0 |
|
N |
e00 |
|
N N N N |
|
N |
M |
M |
|
||
0 |
|
N |
|
|
Рис. 4.1. Внецентренное сжатие
Одновременное действие продольной силы N и изгибающего момента М равносильно действию продольной си-
лы N, действующей с эксцентриситетом (е |
|
) относи- |
|
||
тельно центра тяжести сечения. |
|
|
60
