Бетонные балки и плиты. Расчет прочности по нормальным сечениям

  

Вся электронная библиотека >>>

 Строительство домов >>>

   

 

Железобетонные и каменные конструкции


Раздел: Строительство

 

5.3. Расчет прочности по нормальным сечениям

  

Нормальные сечения изгибаемых элементов, симметричных относительно плоскости изгиба, характеризуются наличием в них одновременно растягивающих и сжимающих напряжений (см.  1.1). Сжимающие усилия воспринимаются бетоном, растягивающие — арматурой.

Необходимость в обеспечении прочности по нормальным сечениям обусловлена возможностью излома элементов в этих сечениях под действием внешнего изгибающего момента. Предотвращение такого характера разрушения и составляет цель рассматриваемого ниже расчета. При его выполнении определяются размеры поперечного сечения элемента и площадь сечения растянутой, а иногда и сжатой арматуры, гарантирующие надежную работу конструкции в течение заданного срока службы сооружения.

Элементы прямоугольного сечения с одиночной арматурой. Расчет изгибаемых элементов по нормальным сечениям производят по стадии П1 напряженно-деформированного состояния (см. § 3.1). Для получения расчетных зависимостей проведем в балке сечение ( 5.7, а), отбросим правую часть и заменим ее действие внутренними силами. Так как действительные законы распределения напряжений по сечению достаточно сложны, то часто используют следующие упрощающие предпосылки: 1) напряжения в бетоне в предельном состоянии равны расчетному сопротивлению Rb; 2) действительную криволинейную эпюру напряжений в бетоне сжатой зоны заменяют прямоугольной ( 5.7, б); применение такой эпюры в качестве расчетной приводит к погрешностям, не превышающим 2...8%, но позволяет существенно упростить расчетные зависимости; 3) усилиями, воспринимаемыми растянутым бетоном над устьем трещины, пренебрегают вследствие их малости; 4) деформации (напряжения) в арматуре определяют в зависимости от высоты сжатой зоны бетона с учетом деформаций (напряжений) от предварительного натяжения; 5) растягивающие напряжения в арматуре принимают не более расчетного сопротивления растяжению

Одинаковую несущую способность элемента можно обеспечить при различных размерах сечения и соответственно различных процентах армирования. Так, с увеличением высоты сечения можно уменьшить количество арматуры, и наоборот. При проектировании следует исходить из наиболее экономичных решений, для которых стоимость конструкции будет наименьшей. Исследования показывают, что экономичные решения будут получены при £ = 0,25...0,4 для балок и { = 0,1...0,2 для плит.

Минимальные значения процента армирования для элементов прямоугольного сечения в зависимости от классов бетона и арматуры получают из условия равенства их расчетных моментов в бетонном {Mb=Wp,Rbtxr) и железобетонном [M,b=Ribx(h0—x/ 2)] сечениях. Для изгибаемых элементов /^ = 0,05%. Если процент армирования элемента ниже указанного минимума, то расчет следует производить без учета арматуры, т. е. как неармированного бетонного сечения.

Полученные формулы позволяют решать различные практические задачи. Блок-схемы решения характерных задач приведены в приложениях 1 — 3.

Элементы прямоугольного сечения с двойной арматурой. Сечениями с двойной арматурой называют такие, в которых кроме растянутой арматуры ставят по расчету сжатую. Необходимость в сжатой арматуре возникает, когда сечение с одиночной арматурой не может воспринять расчетный момент от внешней нагрузки вследствие недостаточной прочности бетона сжатой зоны (разрушение по случаю 2), т. е. M>ctRRbbhl. Чтобы сжатая зона в таких конструкциях восприняла все сжимающие усилия, ее необходимо усилить арматурой.

Сечения с двойной арматурой неэкономичны по расходу стали, так как увеличивается расход продольной арматуры и требуется постановка поперечных стержней (с шагом не более 15d в вязаных каркасах и 2Ы в сварных), обеспечивающих закрепление сжатых продольных рабочих стержней от выпучивания. Поэтому сжатую арматуру устанавливают по расчету только в особых случаях: при ограниченных размерах поперечного сечения элемента; невозможности повышения класса бетона; при действии изгибающих моментов двух знаков или других специальных требованиях. Арматура в сжатой зоне используется только в пределах возможных деформаций бетона.

При расчете элементов с двойной арматурой могут встретиться два типа задач: 1) сжатая арматура необходима для усиления сжатой зоны бетона (если увеличение размеров сечения нежелательно); 2) сжатая арматура предусмотрена по конструктивным соображениям или при условии действия изгибающих моментов разных знаков.

При решении задач первого типа в двух исходных уравнениях (5.24) и (5.25) оказывается три неизвестных: х, As, A's. Вследствие этого принимается дополнительное условие, которое отвечает экономическим требованиям.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Железобетонные и каменные конструкции

 

Смотрите также:

 

...конструкции. Прочность по нормальному сечению. Расчет прочности...

и А' с площадью сечения и К, то перед разрушением напряжения в ней достигают предельных значений и в расчет вводят их расчетные сопротивления Ra и Ra.с. Прочность по нормальному сечению будет обеспеченна...

 

Расчет прочности изгибаемого элемента по наклонному сечению. Условие...

Прочность элемента по наклонному сечению, проверяют, после расчета прочности по нормальному сечению, из которого уже установлен диаметр продольной армату.

 

Расчет прочности изгибаемого элемента по нормальному сечению....

Прочность изгибаемых элементов по нормальному (к оси элемента) сечению рассчитывают по III стадии напряженно-деформированного состояния сечения. Прямоугольное сечение с одиночной арматурой.

 

Расчет элементов прямоугольного сечения

Расчет элементов прямоугольного сечения. Напряженное состояние железобетонных элементов, возникающее вследствие
У специалистов еще нет единого мнения относительно его сущности, поэтому в нормах ряда стран предложены методы расчета прочности таких...

 

Развитие методов расчета сечений

Метод расчета прочности сечений изгибаемых элементов по допускаемым напряжениям исторически сформировался первым; в
напряжениями и деформациями линейная согласно закону Гука; 3) нормальные к продольной оси сечения плоские до изгиба остаются плоскими.