18.Расчет центрально и внецентрально нагруженных железобетонных элементов.

Центрально растянутые элементы. Разрушение центрально растянутых элементов происходит после того, как в бетоне образуются сквозные трещины, он выключается из работы, а напряжения в арматуре для сечения, пронизанного трещиной, достигают предельных значений (физического или условного предела текучести). Условия равновесия для центрально растянутого элемента имеют вид:

N_Sd = F_st

или, записав равнодействующую F_st в напряжениях,

N_Sd = f_ydA_st. (18.1 )

Требуемую площадь растянутой арматуры из ф. (18.1) определяют:

, ( 18.2 )

где f_yd – расчетное сопротивление растянутой арматуры.

Расчет прочности.

А) Центрально растянутые железобетонные элементы. При расчете прочности сечений центрально-растянутых железобетонных элементов должно соблюдаться условие

N_Sd £ N_Rd, ( 18.3 )

где N_Rd = f_ydA_s,tot;

A_s,tot – площадь стержней всей продольной арматуры в сечении.

 

б) Внецентренно-растянутые железобетонные элементы. Расчет прочности внецентренно растянутых элементов следует производить в зависимости от положения расчетной продольной силы при е₀ = е_е (без учета случайного эксцентриситета) для двух случаев:

1) если расчетная продольная сила приложена за пределами расстояния между равнодействующими в арматуре A_s1 и A_s2 – случай большого эксцентриситета. В этом случае расчет прочности сечений допускается производить, принимая прямоугольную эпюру напряжений в сжатой зоне бетона как для изгибаемых элементов из условия

N_Sde_s1 £ af_сdS_c + f_ydA_sс (d – с₁), ( 18.4 )

N_Sd £ f_ydA_st – f_ydA_sс – af_cdA_c. ( 18.5 )

Для прямоугольных сечений

N_Sde_s1 £ af_cdbx_eff (d – 0,5x_eff) + f_ydA_sc (d – с₁) ( 18.6 )

.При этом высота сжатой зоны бетона определяется по формуле:

f_ydA_st – f_ydA_sc – N_Sd = af_cdbx_eff ( 18.7 )

Если полученные из расчета по формуле (18.7) значения x_eff > x_limd, в условие (18.4) следует подставлять x_eff = x_limd. Формулы (18.4) и (18.5) допускается применять только в том случае, когда центр тяжести сжатой арматуры расположен к наиболее сжатой грани сечения ближе, чем центр тяжести сжатой зоны сечения. В противном случае прочность сечения внецентренно растянутого элемента с большим эксцентриситетом следует определять по формуле

N_Sd (e_s1 + d – с₁) = f_ydA_st (d – с₁) ( 18.8 )

2) Расчет внецентренно растянутых элементов в случае малых эксцентриситетов производят исходя из следующих предпосылок:

•      в работе сечения не учитывается растянутый бетон;

•      напряжения во всей растянутой арматуре, расположенной в сечении, равны расчетному сопротивлению f_yd.

В соответствии с принятыми предпосылками расчет внецентренно растянутых элементов для этого случая производят из условий

N_Sde_s2 = f_ydA_st (d – с₁) ( 18.9 )

N_Sde_s1 = f_ydA_sc (d – с₁)

19. Сборные железобетонные балочные перекрытия. Основные принципы конструирования.

В состав конструкции балочного панельного сборного перекрытия входят плиты и поддерживающие их балки, называемые ригелями, или главными балками. Ригели опираются на колонны и стены; их направление может быть продольным или поперечным. Ригели вместе с колоннами образуют рамы. В поперечном направлении перекрытие может иметь 2-3 пролета для гражданских зданий и 5-6 пролетов для промышленных. Размеры пролета ригелей промышленных зданий определяются общей компоновкой конструктивной схемы перекрытия, нагрузкой то технологического оборудования.

Компоновкой конструктивной схемы перекрытия заключается в выборе направления ригелей, установлении их шага, размеров пролета, типа и размеров плит перекрытий. При этом учитывают:

- временную нагрузку, назначение здания архитектурно-планировочное решение;

- общую компоновку конструкции всего здания. В зданиях, где пространственная жесткость в поперечном направлении создаётся рамами с жесткими узлами, ригели располагают в поперечном направлении, а панели- в продольном. В жилых и общественных зданиях ригели могут иметь продольное направление, а плиты- поперечное. В каждом случае выбирают соответствующую сетку колонн;

Технико-экономические показатели конструкции перекрытия. Расход железобетона на перекрытие должен быть минимальным, а масса элементов и их габариты должны быть возможно более крупными и соответствующими грузоподъемности монтажных кранов и транспортных средств.

При проектировании разрабатывают несколько вариантов конструктивных схем перекрытия и на основании сравнения выбирают наиболее экономичную.

Общий расход бетона и стали на устройство железобетонного перекрытия складывается из соответствующего расхода этих материалов на плиты, ригели и колонны. Наибольший расход железобетона- около 65% общего количества- приходится на плиты. Поэтому экономичное решение конструкции плит приобретает важнейшее значение.