45.Сжатые жбэ. Расчетные случаи. Особенности конструирования. Виды разрушения.

46. Случайные эксцентриситеты.Расчет прочности ж.б. элементов со случайными эксцентриситетами.

Эксцентрисите́т — числовая характеристика конического сечения, показывающая степень его отклонения от окружности. Обычно обозначается “” или “”.

Случайный эксцентриситет

СП 52-101-2003"Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры", п.4.2.6:

При расчете по прочности бетонных и железобетонных элементов на действие сжимающей продольной силы следует учитывать случайный эксцентриситет е_а, принимаемый не менее:/

600 длины элемента или расстояния между его сечениями, закрепленными от смещения;

• 1/30 высоты сечения;

• 10 мм.

Для элементов статически неопределимых конструкций значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения е₀принимают равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее е_а.

Для элементов статически определимых конструкций эксцентриситет e_опринимают равным сумме эксцентриситетов - из статического расчета конструкций и случайного.

Эксперименты показали, что сопротивление коротких центрально-сжатых элементов внешнему усилию слага­ется из сопротивления бетона и продольной арматуры. При этом обычно бетон достигает своего предела проч­ности, а арматура — предела текучести; это обусловлено достаточно большими неупругими деформациями сильно напряженного бетона.

На несущую способность длинных (гибких) сжатых железобетонных элементов заметное влияние оказывают случайные эксцентриситеты, явление продольного изги­ба, длительное воздействие нагрузки.

Расчет элементов любого симметрического сечения При нагружении элементов любого симметричного сечения, внецентренно сжатых в плоскости симметрии, до предела их несущей способности наблюдаются два случая разрушения. Случай 1 относится к внецентренно сжатым элементам с относительно большими эксцентриситетами про-дольной силы. Напряженное состояние (как и разрушение элемента) по характеру близко к напряженному состоянию изгибаемых непереармированных элементов. Часть сечения, более удаленная от точки приложения силы, растянута, имеет трещины, расположенные нормально к продольной оси элемента; растягивающее усилие этой зоны воспринимается арматурой; часть сечения, расположенная ближе к сжимающей силе, сжата вместе с находящейся в ней арматурой. Разрушение начинается с достижения предела текучести (физического или условного) в растянутой арматуре. Разрушение элемента завершается достижением предельного сопротивления бетона и арматуры сжатой зоны при сохранении в растянутой арматуре постоянного напряжения, если арматура обладает физическим пределом текучести, или возрастающего напряжения, если арматура физического предела текучести не имеет. Процесс разрушения происходит постепенно, плавно. Случай 2 относится к внецентренно сжатым элементам с относительно малыми эксцентриситетами сжимающей силы. Этот случай охватывает два варианта напряженного состояния: когда все сечение сжато или когда сжата его большая часть, находящаяся ближе к продольной силе, а противоположная часть сечения испытывает относительно слабое растяжение . Разрушается элемент вследствие преодоления предельных сопротивлений в бетоне и арматуре в частя сечения, ближе расположенной к силе. При этом напряжения (сжимающие или растягивающие) в части сечения, удаленной от сжимающей силы, остаются низкими, и прочность материалов здесь недоиспользуется. Внецентренно сжатые элементы в плоскости действия момента рассчитывают с учетом расчетного эксцентриситета продольных сил и случайного эксцентриситета. Прочность элемента в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба, проверяют на действие продольной силы только со своим случайным эксцентриситетом. В элементах, работающих по случаю 1, при расчете их несущей способности в сжатой зоне расчетное сопротивление бетона принимают постоянным, а в растянутой и сжатой арматуре расчетные сопротивления принимают равными соответственно Rs и Rsc. При расчете несущей способности элементов, работающих по случаю 2, действительную эпюру сжимающих напряжений, заменяют прямоугольной с ординатой, равной Rb, а расчетное сопротивление в сжатой арматуре с площадью сечения As принимают равным Rsc. В арматуре S с площадью сечения As напряжение os ниже расчетного. Гибкий внецентренно сжатый элемент под влиянием момента прогибается, вследствие чего начальный эксцентриситет во продольной силы N увеличивается. При этом возрастает изгибающий момент и разрушение происходит при меньшей продольной силе N в сравнении с коротким (негибким) элементом. Нормами рекомендуется расчет таких элементов производить по деформированной схеме. Коэфициент TJ принимается для расчета средней трети длины внецентренно сжатого элемента. В опорных сечениях коэффициент принимается равным единице, в пределах крайних третей длины элемента вычисляется по линейной интерполяции между указанными значениями. Это относится к элементам, имеющим несмещаемые опоры, а также смещаемые вследствие вынужденных деформаций (температурных или им подобных воздействий). Из плоскости внецентренного воздействия с расчетным (по статическому расчету) эксцентриситетом элемент рассчитывается только со случайным эксцентриситетом