Конструктивные требования к армированию элементов(из лекции)

В целях обеспечения прочности при эксплуатации, транспортировании, хранении и монтаже, для восприятия не учитываемых расчетом различных усилий (усадочных, температурных), а также требуемой долговечности и совместной работы арматуры и бетона минимальный процент армирования μ рабочей продольной арматуры принимают равным:

; ,

где A_s,min – минимальная площадь сечения рабочей продольной арматуры; - площадь нормального сечения без учета свесов полки тавровых и двутавровых сечений.

Минимальный процент армирования рабочей продольной арматуры в изгибаемых элементах . Максимальное содержание рабочей продольной арматуры в нормальных сечениях элементов принимают не более 3%.

Конструктивные требования к минимальным расстояниям между стержнями арматуры приведены в СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции».

15. Расчет прочности по нормальным сечениям эл-тов п/у профиля

Эл-ты п/у профиля с одиночной арматурой (рабочая- только растянутая зона) Высоту сжатой зоны х определяют из ур-ия равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на продольную ось эл-та: .

Условие прочности по сжатой зоне: .

Условие прочности по растянутой арматуре:

. (при усл. )

В практике для расчета используют табличный метод. Формулы (1) и (2) преобразуют следующим образом:

будем считать, что некоторый момент достиг:

,

где ; ; . . . .

Для коэффициентов , и составлена таблица. По формуле определяют , затем по таблице в зависимости от находят соответствующие и . Проверяют условие . Если условие выполняется, находят требуемое количество арматуры.

Элементы прямоугольного профиля с двойной арматурой. Если при расчете прочности элемента прямоугольного профиля с одиночной арматурой оказалось, что , значит прочности сжатой зоны бетона недостаточно и арматура в этой зоне требуется по расчету.

Условие прочности по сжатой зоне изгибаемого элемента, армированного двойной арматурой: . При расчете принимают , затем по таблице находят соотв. значение .

; . Требуем. площадь сжатой ар-ры: . Растянутой: (Из ур-я равенства 0 суммы проекций всех нормальных усилий на продольн. ось эл-та находят требуемую площадь растянутой арматуры)

16. Расчет прочности по нормальным сечениям элементов таврового профиля

Расчеты прочности некоторых жб конструкций (многопустотные и ребристые плиты перекрытий) сводятся к расчету таврового сечения. Тавровое сечение образуется из полки и ребра. Основное преимущество перед п/у – это отсутствие «лишнего» бетона в растянутой зоне, поэтому в сравнении с прямоугольным тавровое сечение значительно выгоднее, т.к. при одной и той же несущей способности (бетон растянутой зоны не влияет на несущую способность) расход бетона значительно меньше.

В расчеты вводят только часть полки, участвующей в работе – не более половины расстояния в свету между ребрами c и не более 1/6 пролета рассматриваемого элемента.

При консольных свесах полок вводимая в расчет ширина свеса должна составлять:

- при ..................... не более 6 ;

- при .............. не более 3 ;

- при ................... свесы полок в расчете не учитывают.

а)

б)

Рис. 29. Плиты перекрытий и их расчетные сечения:

а – многопустотная плита; б – ребристая плита.

Рис. 30. Участки свесов тавровых сечений,

вводимые в расчеты:

а – в составе монолитного перекрытия;

б – при консольных свесах полок.

Два расчетных случая в элементах таврового профиля

Расчетный случай зависит от положения границы сжатой зоны бетона.

1 случай. Граница сжатой зоны проходит в полке . В этом случае тавровое сечение рассчитывают как прямоугольное с размерами (рис. 31), поскольку бетон в растянутой зоне на несущую способность не влияет.

Рис. 31. 1 случай положения границы сжатой зоны бетона в элементах таврового профиля.

2 случай. Граница сжатой зоны находится в ребре (рис. 32). Расчет проводят по формулам таврового профиля.

Рис. 32. 2 случай положения границы сжатой зоны бетона в элементах таврового профиля.

Определение расчетного случая

При решении прямой задачи, т.е. когда необходимо определить требуемое количество растянутой арматуры, предполагают, что нижняя граница сжатой зоны проходит по нижней грани полки (рис. 33), определяют величину несущей способности таврового сечения на изгиб и сравнивают с величиной изгибающего момента от действия внешних нагрузок.

- граница сжатой зоны находится в полке;

- граница сжатой зоны находится в ребре.

Рис. 33. К определению расчетного случая в элементах таврового профиля.

При решении обратной задачи, т.е. когда требуется проверить несущую способность элемента при известном количестве арматуры в элементе, граница сжатой зоны определяется из уравнения равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на продольную ось элемента: ; , при расчетным сечением является прямоугольник, а при - сечение таврового профиля.

Расчет арматуры растянутой зоны в элементах таврового профиля (рис. 34).

Рис. 34. К расчету растянутой арматуры в элементах таврового профиля.

Условие прочности по сжатой зоне:

(7)

Заменяя на из условия прочности (7) определяют значение :

, затем по таблице находят соответствующее значение . Проверяют условие .

Из уравнения равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на продольную ось элемента:

определяют неизвестное количество требуемой растянутой арматуры:

.

Если , необходима арматура в сжатой зоне.

Расчет арматуры сжатой зоны в элементах таврового профиля (рис. 35).

Рис. 35. К расчету сжатой арматуры в элементах таврового профиля.

Принимаем , т.е. бетон сжатой зоны работает до предела.

Условие прочности:

. (8)

Используя из условия прочности (8) определяют неизвестное количество требуемой сжатой арматуры:

.

Из уравнения равенства нулю суммы проекций всех нормальных усилий на продольную ось элемента:

определяют неизвестное количество требуемой растянутой арматуры:

.