5. Расчет кольцевых сечений
Кольцевые поперечные сечения встречаются в конструкциях колонн, опор электропередачи и в дымовых трубах. Элементы кольцевого профиля армируют продольными стержнями, расположенными равномерно по окружности.
Расчетные формулы приведены в п. 3.21* СНиП 2.03.01 - 84*. Они получены на основании общих предпосылок расчета элементов любого симметричного профиля с введением эмпирических коэффициентов.
Прочность сжатых элементов кольцевого сечения рассчитывают по условию
(при
соотношении внутреннего и наружного
радиусов
):
(*),
где
– полусумма внутреннего и наружного
радиусов ;
радиус
окружности, проходящей через центры
тяжести стержней арматуры;
площадь сечения всей продольной арматуры;
площадь
бетона всего кольца;
коэффициент,
определяемы как
Рис. 13.7. К расчету элементов кольцевого профиля
относительная
площадь бетона сжатой зоны
;
(**)
Если
,
то в формулу (*) подставляется следующее
значение
где
определяют
при
;
расстояние
от равнодействующей в арматуре растянутой
зоны до центра тяжести сечения,
определяемое по формуле:
;
предварительное натяжение арматуры,
определяемое при коэффициенте точности
натяжения
;
коэффициенты
– для арматуры классов А240 (A-I),
А400 (A-III);
–
для высокопрочных классов арматуры.
Если
,
то в формулу (*) подставляют
и
значение
,
вычисленное по формуле (**) при
.
Расчет прочности растянутых элементов
1. Общие сведения
В условиях центрального (осевого) растяжения находятся затяжки арок, нижние пояса и нисходящие раскосы ферм, стенки круглых в плане резервуаров и др. конструктивные элементы.
Рис.13.8. Центрально растянутые элементы
Центрально-растянутые элементы, как правило, применяют предварительно напряженными, что значительно повышает сопротивление образованию трещин в бетоне.
Внецентренно растянутые элементы
одновременно растягиваются продольной
силой N и изгибающим
моментом М, что равносильно
внецентренному растяжению усилием N
с эксцентриситетом
относительно продольной оси элемента.
2. Центрально-растянутые элементы
Центрально-растянутые элементы – элементы, в нормальном сечении которых точка приложения расчетной силы N совпадает с точкой приложения равнодействующей усилий в продольной арматуре.
Продольная (напрягаемая и ненапрягаемая) арматура в центрально-растянутых элементах предназначается для восприятия растягивающей силы N, т.к. бетон быстро выключается из работы (деформирования) в связи с ранним появлением трещин.
В связи с наличием достаточных неупругих деформаций предварительное напряжение высокопрочной арматуры не оказывает влияния на прочность растянутых элементов, не считая некоторого увеличения прочности арматуры, вследствие наклепа от ее предварительного натяжения. В целях исключения случайных изгибающих и крутящих моментов напрягаемую арматуру по сечению размещают симметрично; отпуск арматуры также производят симметрично по сечению.
Основное условие прочности центрально
– растянутого элемента получают из
условия равновесия
.
Прочность сечения считают обеспеченной,
если расчетная сила N
не превосходит равнодействующую
предельных растягивающих усилий по
всей продольной арматуре, расположенной
в сечении элемента.
Рис. 13.9. Схема усилий в расчетном нормальном сечении