В условиях центрального (осевого) растяжения находятся затяжки арок, нижние пояса и нисходщие раскосы ферм, стенки круглых в плане резервуаров для жидкостей и некоторые другие конструктивные элементы
Центрально-растянутые элементы проектируют, как правило, предварительно напряженными, что существенно повышает сопротивление образованию трещин в бетоне.
В условиях внецентренного растяжения находятся стенки резервуаров (бункеров), прямоугольных в плане, испытывающие внутреннее давление от содержимого, нижние пояса безраскосных ферм и некоторые другие элементы конструкций. Такие элементы одновременно растягиваются продольной силой N и изгибаются моментом М, что равносильно внецентренному растяжению усилием N c эксцентриситетом e0=M/N относительно продольной оси элемента.
Расчет прочности центрально-растянутых элементов
Разрушение центрально-растянутых элементов происходит после того, как в бетоне образуются сквозные трещины и он в этих местах выключается из работы, а в арматуре напряжения достигают предела текучести (если сталь имеет площадку текучести) или временного сопротивления. Несущая способность центрально-растянутого элемента обусловлена предельным сопротивлением арматуры без участия бетона.
|
|
В соответствии с этим прочность центрально-растянутых элементов, в общем случае имеющих в составе сечения предварительно напрягаемую и ненапрягаемую арматуру с площадями сечения соответственно Asp и As, рассчитывают по условию
где γs6— коэффициент, учитывающий условия работы высокопрочной арматуры при напряжениях выше условного предела текучести, применяемый равным η.
Если применяется ненапрягаемая арматура с условным пределом текучести, то вместо ysRs вводится расчетное напряжение σsd.
В элементах с напрягаемой арматурой без анкеров необходимо проверять прочность сечений элемента в пределах длины зоны передачи напряжений. Расчетное сопротивление арматуры здесь принимают сниженным, определяя его умножением Rs на коэффициент
где 1Х — расстояние от начала зоны передачи напряжений до рассматриваемого сечения арматуры в пределах этой зоны; 1Р — полная длина зоны передачи напряжений, устанавливаемая по формуле (1.21).
Расчет прочности элементов симметричного сечения, внецентренио растянутых в плоскости симметрии
Предельное состояние по несущей способности элементов любого симметричного сечения, внецентренио растянутых в плоскости симметрии, когда продольная сила N приложена между усилиями в арматуре S и S', характеризуется тем, что бетон в элементах пересечен сквозными поперечными трещинами. Поэтому в нормальных сечениях, совпадающих с трещинами, внешнему усилию сопротивляется лишь продольная арматура. Разрушение элемента наступает, когда напряжения в продольной арматуре S и S' достигают предельного значения. Несущую способность проверяют по условиям:
|
|
Если продольная сила N находится за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре S и S', предельное состояние по несущей способности внецентренно растянутых элементов сходно с предельным состоянием изгибаемых элементов. Часть сечения у грани, более удаленной от силы N, сжата, противоположная — растянута. Вследствие образования трещин в бетоне растянутой зоны сечения растягивающие усилия в трещинах воспринимаются только арматурой. Несущая способность элемента обусловлена предельным сопротивлением растяжению арматуры растянутой зоны, а также предельным сопротивлением сжатию бетона и арматуры сжатой зоны; при этом, если в сжатой зоне находится предварительно напрягаемая арматура, напряжения в ней принимают равным σsc которые определяют по формуле.
Несущую способность проверяют по условию
В уравнении (5.4) площадь сжатой зоны А'sp определяют по выражению
При расчете должно соблюдаться условие ξ = (x/h0) ≤ ξRВ противном случае принимают в формуле (5.4) ξ = ξR. Значение ξRопределяют по формуле.
В элементах прямоугольного профиля для проверки несущей способности формулу (5.4) преобразуют следующим образом:
Следует помнить, что формула (5.6) справедлива, если ξ ≤ ξR
Для определения высоты сжатой зоны может быть использовано уравнение (5.5):
Для определения площади сечения арматуры Asp и А' при AS=A'S = 0 формулы (5.5) и (5,6) преобразуют следующим образом:
Здесь ξR и ат — коэффициенты. Если при этом значение A'sp по расчету получается отрицательным или меньше минимально допустимого, то сечение A's назначают по минимальному содержанию, арматуры В этом случае, а также когда сечение арматуры A'sp задано заранее по иным соображениям, сначала следует вычислит
а затем по этому значениюнайти ξ и определить