3. Сжатые элементы. Методы расчета. Возможные схемы приложения Nsd. Особенности расчета сжатых элементов с косвенным армированием.
Схемы приложения Msd в сжатых элементах:
-Центральное
(осевое) сжатие
-Внецентренное сжатие (случай больших и малых эксцентриситетов)
Методы расчета:
-Общий деформационный
-Упрощенный деформационный
-Метод предельных усилий
Расчеты конструкций на действие изгибающих моментов и продольных сил, по несущей способности (прочности) при любой форме поперечных сечений, спобом расположении арматуры в пределах сечения и произвольной системе усилий, следует производить на основе общей деформационной расчетной модели сечений, нормальных к продольной оси конструкции (основная модель), использующей:
- уравнения равновесия моментов и продольных сил в сечении, нормальном к продольной оси конструкции;
- уравнения, определяющие зависимости между напряжениями и относительными деформациями бетона и арматуры, в виде диаграмм состояния (деформирования) материалов;
- уравнении, определяющие распределение относительных деформаций в бетоне и арматуре по сечению, нормальному к продольной оси конструкции, исходя из гипотезы плоских сечений.
- условия деформирования бетона и арматуры между трещинами, нормальными к продольной оси конструкции.
Расчет по прочности железобетонных элементов прямоугольного, таврового и двутаврового поперечных сечений с арматурой, сосредоточенной у наиболее растянутой и сжатой граней элемента, выполненного из бетона класса не более С50/60 когда изгибающие моменты и продольные силы, вызванные нагрузками и воздействиями, приложены в плоскости симметрии сечения, допускается производить по предельным усилиям в сечении, нормвльном к продольной оси (альтерна- тивная модель), принимая прямоугольну ю эпюру распределения напряжений в бетоне сжатой зоны сечения.
Косвенное армирование.
Опыты показывают, что косвенное (сетчатое, спиральное или кольцевое) армирование эффективно повышает несущую способность сжатых железобетонных элементов из тяжелого бетона. Эффективность косвенной арматуры для мелкозернистого бетона несколько ниже, чем для обычного, а для легкого бетона она является незначительной.
При сжатии железобетонных элементов с дополнительной арматурой происходил' отслоение защитного слоя бетона. Это объясняется различными напряженными состояниями бетона а защитном внешнем слое и внутри сечения, ограниченного крайними стержнями сеток или спиральной и кольцевой косвенной арматурой. Поэтому во всех случаях при наличии продольной арматуры в расчетах учитывается площадь сечения Aef<A. Aeff-площадь, ограниченная осями крайних стержней сетки или спирали.
При расчете вместо a×fcd-расчетное сопротивление бетона сжатию используется приведенное расчетное сопротивление a×fcd,eff. При использовании высокопрочной арматуры следует принимать вместо fуd значение приведенного расчетного сопротивления fpd,eff. Гибкость l0/ieff элементов с косвенным армированием не должна превышать при армировании сетками — 55, спиралью — 35, где ieff — радиус инерции части сечения, вводимой в расчет.
Значения a×fcd,eff следует определять по формулам:
а) При армировании сварными поперечными сетками:
a×fcd,eff = a×fcd + j0 ×rxy ×fyd,xy
Где:
fyd,xy —расчетное сопротивление арматуры сеток;
rxy— коэффициент армирования,
j0 — коэффициент эффективности косвенного армирования.
fyd,xy, fcd — в Н/мм2.
Для элементов из мелкозернистого бетона значения коэффициента j0 следует принимать не более единицы. Площади сечения стержней сетки на единицу длины элемента в одном и другом направлениях не должны различаться более, чем в 1,5 раза;
б) При армировании спиральной или кольцевой арматурой:
Где:
fyd,cir — расчетное сопротивление арматуры спирали;
rcir — коэффициент армирования
lcore — диаметр сечения внутри спирали;
e0 — начальный эксцентриситет приложения продольной силы (без учета влияния прогиба).