|
По характеру работы элементы или
сечения конструкций могут быть центрально- и внецентренно растянутыми.
К центрально-растянутым элементам относятся стенки
цилиндрических резервуаров и напорных трубопроводов, испытывающих внутреннее
давление жидкостей, затяжки и подвески арок, нижние пояса ферм и другие
элементы. Центрально-растянутые элементы армируют отдельными стержнями или
сварными каркасами с равномерным размещением рабочей арматуры
по сечению. Диаметр продольной арматуры применяют в
широких пределах (3...32 мм). Однако для повышения трещино- стойкости
центрально-растянутых элементов целесообразно применять меньший диаметр при
большем количестве стержней, т. е. стремиться к дисперсному (распределенному)
размещению арматуры в сечении. Центрально-растянутые элементы применяют, как
правило, предварительно напряженными, что является радикальным средством
повышения их сопротивляемости образованию трещин. Напрягаемую арматуру в
линейных элементах размещают в сечении симметрично, чтобы при передаче усилий
на бетон по возможности избежать внецентренного обжатия элемента.
В условиях внецентренного растяжения находятся стенки
прямоугольных резервуаров, нижние пояса ферм и арок с внеузловой нагрузкой и
т. п. Такие элементы одновременно растягиваются продольной силой N и
изгибающим моментом М, что равносильно внецентренному растяжению усилием N с
эксцентриситетом e0=MjN относительно продольной оси элемента ( 6.8).
Характер армирования внецентренно растянутых элементов
аналогичен армированию внецентренно сжатых и изгибаемых элементов: продольная
рабочая арматура устанавливается по сторонам сечения, перпендикулярным
плоскости изгиба, и связывается сварными или вязаными хомутами (см. 6.5).
Для повышения трещиностойкости внецентренно растянутые элементы, как и
центрально-растянутые, подвергаются предварительному напряжению. Стыки
рабочих стержней элементов выполняют, как правило, на сварке.
Для растянутых элементов с ненапрягаемой арматурой
применяют бетоны классов В15...В25. Предварительно напряженные конструкции
изготовляют из бетона класса
не ниже В25. В конструкциях, находящихся под давлением
жидкостей, следует применять для ненапрягаемой арматуры горячекатаную сталь
классов A-II, A-I, для предварительно напряженной — высокопрочную проволоку,
канаты и горячекатаную сталь классов A-V, А-VI, AT-V, AT-VI.
Минимальный процент армирования устанавливают из условия
предупреждения внезапного разрушения при раскрытии трещин и принимают для
центрально-растянутых элементов 0,1%, для внецентренно растянутых — 0,05%.
При работе центрально-растянутых элементов под нагрузкой,
так же как и изгибаемых, имеют место три стадии напряженно-деформированного
состояния: стадия I — до образования в бетоне трещин; стадия II — после
образования трещин до достижения в арматуре текучести и стадия III —
разрушения. К моменту разрушения элемент оказывается расчлененным сквозными
трещинами. В соответствии с этим в расчетном предельном состоянии по
прочности работу бетона на растяжение не учитывают, а продольная сила
воспринимается только напрягаемой арматурой площадью Av и ненапрягаемой
площадью
Характер разрушения внецентренно растянутых элементов
зависит от положения продольной силы. При этом различают два случая.
Случай 1 (малых эксцентриситетов) имеет место, когда
внешняя продольная сила приложена между равнодействующими усилий в арматуре.
Как и в центрально-растянутых элементах, бетон пересечен сквозными трещинами,
а внешняя сила воспринимается только арматурой. Разрушение наступает, когда
напряжение в продольной арматуре достигло предельного значения.
Если эксцентриситет е0 увеличивается от нуля до некоторого
предельного значения ( 6.9, а), то несущая способность внеце- нтренно-сжатых
элементов характеризуется кривой А — Г ( 6.9, б). При эксцентриситете ео = 0
(точка А) имеет место осевое сжатие элемента при максимальном значении
продольной силы N. С некоторым ростом эксцентриситета разрушение элемента
происходит при полностью сжатом сечении и сопровождается раздроблением бетона
более сжатой грани, при этом несущая способность элемента характеризуется
участком кривой А — Б ( 6.9, б, в). Участку кривой Б — В также соответствует
разрушение по бетону сжатой зоны, но при частично растянутом сечении, когда
напряжения в арматуре S остаются меньше расчетных сопротивлений as<Rs (
6.9, б, г). Таким образом, участок А — В графика несущей способности
характеризует набор комбинаций внутренних усилий (изгибающего момента и
продольной силы) при разрушении внецентренно сжатых элементов с малыми
эксцентриситетами.
|