139. Почему при внецентренном сжатии площадь сжатой зоны в бетонном сечении не определяют так, как в железобетонном?

Если определять из условия A_b = N/R_b, то площадь сжатой зоны будет зависеть только от величиныN и не зависеть от точки приложения последней. А это приведет к тому, что ось равнодействующей внутренних усилий в бетонеN_b не будет совпадать с осью силыN, т.е. равновесие не будет обеспечено. Хорошо было бы метод расчета бетонных сечений перенести и на железобетонные, тогда не возникало бы абсурдной ситуации, изложенной в ответе 128. Однако практически осуществить это трудно, поскольку появляется еще одна неизвестная и расчет резко усложняется, особенно для случая малых эксцентриситетов.

140. Что такое местное сжатие (смятие)?

Это приложение нагрузки не по всей площади поперечного сечения, а только по ее части, что более опасно, так как вызывает высокую концентрацию напряжений в бетоне, приводит к образованию местных трещин и преждевременному разрушению (рис. 71).

Рис. 71

Рассчитывают прочность из условия N  Rb,locAloc1, гдеRb,locрасчетное сопротивление бетона смятию,Аloc1площадь смятия,  коэффициент, зависящий от равномерности приложения силыNпо площади смятия и учитывающий, по существу, полноту эпюры давления. При равно- мерном распределении нагрузки (прямоугольной эпюре давления)=1, при неравномерном (под

опорами балок, перемычек и т.п. элементов) – = 0,75. Незагруженная часть бетона сдерживает поперечные деформации смятия, играет роль обоймы, поэтомуR_b,loc > R_b. ЗначениеR_b,locопределяется по формуле:R_b,loc= R_b , гдеА_loc2– расчетная площадь смятия, включающаяА_loc1и окружающие ее участки. ВеличинаА_loc2 зависит от схемы приложения нагрузки (схемы приведены в Нормах).

Если прочность не обеспечивается, то в зоне действия напряжений смятия устанавливают сетки косвенного армирования (не менее двух), шаг которых и размеры ячеек зависят от размеров меньшей стороны сечения элемента. Первую сетку ставят не далее 15…20 мм от поверхности смятия. Условие прочности имеет вид: N  R_b,redA_loc1, гдеR_b,red – приведенное расчетное сопротивление бетона смятию, зависящее отR_b,locи от интенсивности косвенного армирования (R_b,red > R_{b, loc}).

141. Как рассчитывают прочностьрастянутых элементов?

Здесь также различают два случая: первый (рис. 72,а) растягивающая силаNрасположена между крайними рядами арматуры, внутри сечения (тогда все сечение растянуто); второй (рис. 72,б)сила Nрасположена за пределами сечения (тогда часть сечения сжата). Понять разницу между случаями легко, представив себе однопролетную балку: если сосредоточенная сила приложена между опорами, то опорные реакции направлены в одну сторону (1-й случай), если к консоли, то в противоположные (2-й случай, рис. 72,в).

В 1-ом случае прочность проверяют из условий: Ne  R_sA_s (h_o  a),Ne  R_sA_s (h_o  a). Отсюда легко подобрать и арматуру:

А_s  Ne /(R_s(h_o  a )); A_s  Ne/(R_s(h_o  a )). Очевидно, что приА_s = A_s в арматуреSнапряжения_s < R_s,поэтому симметричное армирование эффективно только при центральном растяжении или при знакопеременности эксцентриситетае_о.

Рис. 72

Во 2-ом случае прочность проверяют из того же условия, что и при внецентренном сжатии: Ne  N_bz_b + N_s z_s = R_bbx(h_o 0,5x) +R_scA_s(h_o a ), где х = (R_sA_s  R_scA_s N)/(R_bb). Еслих > _Rh_o, то принимаютх = _Rh_o, иначе получается абсурдная ситуация: в арматуреS напряжения_s  R_s(как в переармированном сечении). Подобрать арматуру во 2-м случае несколько сложнее, так как при двух уравнениях имеется три неизвестных: А_s, A_s и х. Обычно делают это методом последовательных приближений, задаваясьА_s, или с помощью табличных коэффициентов. Если по расчету оказалосьх < 0 (что также противоречит здравому смыслу), то прочность проверяют из условияNe  R_sA_s(h_o  a ).