19. Конструктивные особенности внецентренно сжатых элементов

Поперечные сечения элементов назначают в зависимости от характера их работы. Для элементов, сжатых со случайными эксцентриситетами, применяют преимущественно квадратную, круглую или многоугольную формы поперечного сечения. В целях экономии такие элементы могут быть полыми. Поперечные сечения элементов, работающих с расчетным эксцентриситетом, развивают в плоскости действия внешнего момента и принимают прямоугольными, тавровыми и двутавровыми Для сжатых колонн применяют бетоны классов В15...В30. В последние годы разработаны проекты и начато внедрение элементов из бетонов более высоких классов, что позволяет получить существенную экономию материалов, особенно у элементов со случайным эксцентриситетом. Системы армирования сжатых элементов классифицируют по виду продольной и поперечной арматуры. Армирование в продольном направлении может выполняться гибкой или жесткой (несущей) арматурой поперечном направлении — с помощью хомутов, сеток (так называемое косвенное армирование) и спиральной арматуры учитываемых в расчете.

Сжатые элементы проектируют с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой. Предварительно напряженную арматуру целесообразно применять при относительно больших эксцентриситетах, когда изгибающие моменты значительны и вызывают растяжение части сечения, а также при большой гибкости элементов. Для гибких элементов предварительное напряжение создает лучшие условия работы в период изготовления, транспортирования и монтажа, так как они работают на поперечный изгиб. В основном сжатые элементы армируют ненапрягаемой арматурой классов A-II...A-III. В этом случае диаметр продольных стержней обычно назначают не более 40 мм и не менее 16 мм в сборных элементах и 12 мм в монолитных. Стержни диаметром более 40 мм трудно обработать, а менее 12... 16 мм не обеспечивают жесткости каркаса при монтаже.

20. Проценты армирования внецентренно сжатых элементов со случайным и расчетным эксцентриситетом

для элементов со случайным эксцентриситетом и

для внецентренно

 и - для растянутой арматуры;

 и - для сжатой арматуры.

- для элементов со случайным эксцентриситетом;

- для внецентренно сжатых элементов.

21. Армирование внецентренно сжатых элементов со случайным и расчетным эксцентриситетом

для элементов со случайным эксцентриситетом 

для внецентренно

 - для растянутой арматуры;

 - для сжатой арматуры.

22. Расчет прочности внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения (1 случай разрушения)

При нагружении внецентренно сжатых элементов до предела их несущей способности (стадия III) в зависимости от величины эксцентриситета 

 наблюдаются 2 случая разрушения:

случай 1 – случай больших эксцентриситетов 

случай 2 – случай малых эксцентриситетов 

 Напряженное состояние (как и разрушение) близко к напряженному состоянию изгибаемых элементов по случаю 1. В стадии II НДС в растянутой зоне образуются нормальные трещины, а в стадии III – наступает плавное разрушение элементов. При этом напряжения в растянутой и сжатой арматуре и в бетоне сжатой зоны сечения достигают своих предельных значений: , т.е. разрушение происходит при одновременном исчерпании несущей способности растянутой арматуры и бетона и арматуры сжатой зоны сечения. При этом элементы следует проектировать, чтобы соблюдалось условие ( ), иначе арматура будет находиться за пределами бетона сжатой зоны, и ее прочность не будет использована. Если в расчетных уравнениях принимают .

 

 

Условие несущей способности элемента: