83. Как устанавливаются места теоретического обрыва арматуры в пролете и длина заделки стержней?

Расчет наклонных сечений на действие момента производится в местах обрыва или отгиба продольной арматуры, а также в приопорной зоне балок и у свободного края консолей. Кроме того, расчет наклонных сечений на действие момента производится в местах резкого изменения конфигурации элемента (подрезки и т. п.).

Вместе с тем расчёт наклонных сечений по изгибающему моменту можно не проводить, если выполняются определённые конструктивные требования:

1. Если всю продольную растянутую арматуру, определённую по нормальным сечениям с максимальным изгибающим моментом, довести до опоры и выполнить условия анкеровки, то условие прочности по изгибающему моменту удовлетворяется в любом наклонном сечении.

2. Если выполняется анкеровка продольной арматуры на свободной опоре, то условия прочности элемента на изгиб гарантируются во всех наклонных сечениях.

Если анкеровка продольной арматуры недостаточна для обеспечения её работы с полным расчётным сопротивлением в рассматриваемом сечении, то предусматривают мероприятия по усилению анкеровки:постановку косвенной арматуры в зоне анкеровки; приварку к концам арматурных стержней анкерующих пластин или закладных деталей.

В целях экономии металла часть продольной арматуры (до 50% максимальной расчетной площади) может не доводиться до опоры и обрываться в пролете там, где она не требуется по расчету. В этом случае растянутые стержни должны заводиться за точку теоретического обрыва (т. е. за сечение 1-1, в котором эти стержни не требуются по расчету) на длину не менее 20d (d - диаметр обрываемого стержня) и не менее l, на протяжении которой в наклонных сечениях (3-3) отсутствие обрываемых стержней компенсируется поперечной арматурой:

l = Q/2q_sw + 5d,

где Q, q_sw - расчетная поперечная сила и усилие, воспринима-емое поперечными стержнями в месте теоретического обрыва; 5d - расстояние, на котором обрываемый стержень включается в работу, начиная с сечения 2-2.

Места теоретического обрыва стержней устанавливают графоаналитическим способом. С этой целью на эпюру изгибающих моментов от внешней нагрузки наносят в том же масштабе эпюру моментов, воспринимаемых сечением элемента с фактически имеющейся растянутой арматурой.

Пусть, например, в балке по наибольшему моменту подобрана арматура из четырех стержней 1, 2, 3, 4. Два из них 1, 2 доводят до опоры, стержни 3, 4 обрывают в пролете.

Для определения места их теоретического обрыва на графике в принятом масштабе откладывают момент, воспринимаемый сечением, армированным стержнями 1, 2, с площадью А_s1,2 и проводят горизонтальную линию, параллельную оси.

Место пересечения этой линии с эпюрой изгибающих моментов и будет местом теоретического обрыва(рис)

84.(Рис)Внецентренно сжатые бетонные элементы.

В условиях сжатия работают многие конструкции и элементы конструкций: колонны одноэтажных и многоэтажных зданий, верхние пояса ферм и элементы решетки, арки и другие конструкции.

Внецентренно сжатые элементы испытывают воздействие продольной сжимающей силы N, приложенной с эксцентриситетом относительного центра тяжести сечения, или воздействие силы N и изгибающего момента М. Одновременное действие силы N и момента М эквивалентно действию только одной силы N, приложенной с эксцентриситетом е_о = М / N относительно центра тяжести сечения.

Существует класс конструкций, в которых в соответствии со статическим расчетом продольная сила действует по оси, проходящей через центр тяжести сечения. Однако фактически и в этих конструкциях имеет место эксцентриситет, вызванный случайными причинами . Поэтому при расчете по прочности таких элементов должен учитываться случайный эксцентриситет е_а, принимаемый равным большему из значений:

e_а = L / 600, е_а = h / 30,где L — длина элемента; h — размер поперечного сечения.

Кроме того, для конструкций, образуемых из сборных элементов, следует учитывать их возможное взаимное смещение, зависящее от вида конструкций, способа монтажа и т. п. При отсутствии для таких конструкций экспериментально обоснованных значений случайного эксцентриситета его следует принимать не менее 1 см.

При расчете статически определимых конструкций случайный эксцентриситет е_а суммируется с эксцентриситетом е_о = М/N, определенным расчетом.

Для конструкций статически неопределимых делается послабление, обусловленное возможностью перераспределения усилий в элементах конструкции, и значение эксцентриситета принимается равным определенному только из расчета, но не менее случайного. К внецентренно сжатым элементам со случайным эксцентриситетом относятся верхние пояса ферм при узловой передаче нагрузки, сжатые элементы решетки ферм в т. п.

В крайних колоннах одноэтажных промышленных зданий, рамах, арках эксцентриситет определяется расчетом.

Поперечное сечение сжатых элементов, как правило, принимают: при малых эксцентриситетах — квадратное, круглое, кольцевое, при больших - прямоугольное, двутавровое.

В любом случае размеры сечений сжатых элементов должны быть такими, чтобы гибкость элемента в любом направлении не превышала предельных значений:

 = l₀ / i 200 – для любых железобетонных элементов;

 = l₀ / h 60 – для элементов прямоугольного сечения;

 = l₀ / i 120 ( = l₀ / h 35 ) – для колонн зданий;

 = l₀ / i 90 ( = l₀ / h 26 ) – для бетонных элементов.

Здесь l₀ - расчетная длина элемента, зависящая от условий закрепления его концов; i - радиус инерции элемента(рис)

Для колонн обычно применяют бетон классов В 15...30. В последние годы разработаны проекты и начато внедрение элементов из бетонов более высоких классов.

Для колонн промышленных зданий, несущих тяжелую крановую нагрузку, а также для нижних этажей многоэтажных зданий применяют бетон классов В30 и В40, а в отдельных случаях — В50 – В60. Бетон класса В15 применяют только в колоннах, поперечные размеры которых назначают конструкт