Случай больших эксцентриситетов имеет место, если (рис 29а).
Предельные усилия, воспринимаемые бетоном и арматурой:
; ; .
Плечи внутренних пар сил, согласно чертежа на рис. 31:
; .
Эксцентриситеты приложения сжимающей силы относительно центров тяжестей растянутой и сжатой арматур:
; .
Рассмотрим равновесие элемента (рис. 31) под действием продольной сжимающей силы и внутренних усилий, возникающих в сжатых бетоне , в растянутой и сжатой арматуре и .
1. - сумма проекций, действующих сил на вертикальную ось.
;
; .
Выражение представляет собой предельное усилие, воспринимаемое данным сечением.
Тогда условие прочности внецентренно сжатого элемента в случае больших эксцентриситетов примет вид:
Приравняв внешнее и внутреннее усилия , определим площадь растянутой арматуры:
и, заменяя, будем иметь
.
Рис. 31. Схема усилий при расчёте прочности
внецентренно сжатого элемента
2. - сумма моментов, действующих сил относительно центра тяжести растянутой арматуры.
;
; .
- момент сжимающей силы, который называют заменяющим моментом.
Выражение представляет собой предельный изгибающий момент, воспринимаемый данным сечением, т.е. .
Предельный момент может достигнут за счёт увеличения либо сжимающей продольной силы , либо эксцентриситета её приложения , либо того и другого вместе:
если , а , то ;
если , а , то .
На практике чаще встречается случай когда , его и рассмотрим.
Тогда моментное условие прочности внецентренно сжатого элемента в случае больших эксцентриситетов примет вид:
.
Выполним подстановку , тогда
Обозначив , получим условие прочности в следующем виде:
.
Приравняв внешний и внутренний моменты , выразим площадь сечения сжатой арматуры или коэффициент .
При симметричном армировании сечения, когда и из силового условия прочности получим . Приравняв внешнее и внутреннее усилия , выразим высоту сжатой зоны бетона , значение которой подставим в моментное уравнение прочности. После алгебраических преобразований получим выражение для определения площадей сжатой и растянутой арматур: .
Условия применения вышеприведённых формул:
1. ( , ) – в этом случае напряжения в растянутой арматуре достигают предельных значений.
2. ( или ) – в этом случае напряжения в сжатой арматуре достигают предельных значений.
Типы задач по расчёту внецентренно
Сжатых элементов
Алгоритм решения задач приведён в таблицах 11 – 14.
Таблица 11
Тип I
Дано:
N; е0; l0; b; h; As; A/s; классы бетона и арматуры
Решение задачи заключается в проверке условий прочности и (или ) методом последовательного приближения при помощи вышеприведённых формул.
Проверить:
несущую способность сечения
Таблица 12
Тип IIа
Дано:
М; N; l0; b; h; классы бетона и арматуры
Площадь сечения сжатой и растянутой арматуры следует подбирать так, что бы суммарный расход арматуры был минимальный. Это достигается при использовании максимального несущей способности сжатой зоны бетона, т.е. при .
1. Определяют расчетные характеристики материалов и коэффициенты условия работы: Rb , Rs, Rsc, γb1.
2. Определяют рабочую высоту сечения , где .
3. Вычисляют граничную относительную высоту сжатой зоны бетона .
4. Определяют
5. Определяют площадь сечения сжатой арматуры
.
6. Если , то
7. Определяем площадь сечения растянутой арматуры .
8. Если , то
9. Принимаем .
10. Определяем .
11. Вычисляем .
12. Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры .
13. По найденным площадям принимают количество и диаметр рабочих стержней продольной сжатой и растянутой арматуры.
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 355.
stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...