ЖБК 200 вопросов и ответов. Бетон, арматура и железобетон
 Скачать 11.86 Mb.
|
105. ПОЧЕМУ ОБРЫВАЕМУЮ В ПРОЛЕТЕ АРМАТУРУ НЕОБХОДИМО ЗАВОДИТЬ ЗА ТОЧКИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОБРЫВА?Как видно из предыдущего ответа, ТТО определяют из условия прочности нормальных сечений. В действительности же, разрушение здесь произойдет по наклонным сечениям, так как с приближением к опорам сказывается влияние поперечных сил. В вершине наклонного сечения момент М2 больше того момента М1, с учетом которого определяли ТТО (рис.54,а). Как уже было показано в ответе 100, даже самая мощная поперечная арматура, поставленная в наклонном сечении, положения не спасет: эпюра Мsw= qsw c2/2 имеет форму вогнутой параболы, которая всегда будет врезаться в выпуклую (кривую или ломаную) эпюру М, т.е. несущая способность такого сечения (Мu1 + Msw) всегда будет недостаточной (заштрихованная зона на рис.54,а). Ясно, что точку обрыва нужно передвинуть ближе к опоре, тогда парабола (Мu1 + Msw) пройдет снаружи эпюры М и прочность будет обеспечена (рис. 54,б). Величина этой передвижки = Q/2qsw + 5ds, где ds диаметр арматуры s2. Зависимость выводится следующим образом. Определяем проекцию с такого наклонного сечения, несущая способность которого была бы достаточной: d(Mu1 + Msw M1)/dc = 0, где dMu1/dc= 0(т.к. Mu1= const); dMsw /dc = d(qswc2/2)/dc = qswc; dM1/dc = Q1. В итоге qswc = Q1.Ввиду того, что Q1 Q, заменяем Q1 на Q (где Q поперечная сила в сечении с ТТО). Тогда qswc = Q,a c = Q/qsw. (1) Однако положение начала наклонного сечения еще неизвестно, а именно оно и соответствует . Поскольку Мsw = M, a M = M1 M, или с небольшой погрешностью M = Q (c ), то qsw c2/2 = Q (c ). (2) Подставляя (1) в (2), получим = Q / 2qsw, а добавив 5ds для страховки от случайностей (например, при неточной установке арматуры s2), имеем окончательную формулу = Q / 2qsw + 5ds. Рис. 54  106. МОЖНО ЛИ ОБРЫВАТЬ АРМАТУРУ В ПРОЛЕТЕ У ПРЕДНАПРЯЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ?Обрывать напрягаемую арматуру Sp в пролете нельзя – технологически это очень трудно осуществить. Поэтому применяют комбинированное решение: часть рабочей арматуры выполняют преднапряженной (Sp), а часть – ненапрягаемой (S). Последнюю и обрывают в пролете в согласии с эпюрой моментов (заводя концы стержней за ТТО на величину ). Такое армирование называется «смешанным». Для ненапрягаемой арматуры можно применять те же классы стали (но, как правило, не выше А-V), что и для напрягаемой. Смешанное армирование позволяет экономить до 15...20 % дорогостоящей высокопрочной стали. 107. КАК РАБОТАЮТ КОНСТРУКЦИИ СО СМЕШАННЫМ АРМИРОВАНИЕМ?
02, чем в арматуре S, т.е. прочность арматуры S недоиспользуется. Напряжения в арматуре S могут достичь напряжений 02, если напряжения в арматуре Sp превысят 02, – а это возможно только в слабо армированном сечении (тогда расчетное сопротивление напрягаемой арматуры можно увеличить коэффициентом s6 – см. вопрос 66). Поэтому смешанное армирование становится эффективным при отношении /R 0,5. Очевидно также, что для напрягаемой арматуры целесообразно применять сталь более высокого класса чем для ненапрягаемой. Во-вторых, преднапряженной является только часть рабочей арматуры, поэтому сила обжатия Р меньше, следовательно, жесткость и трещиностойкость элементов со смешанным армированием ниже, чем элементов с полностью напрягаемой арматурой. Силу Р дополнительно снижает само наличие ненапрягаемой арматуры: в ней возникают сжимающие усилия от усадки и ползучести, которые вызывают растягивающие усилия в бетоне (см. вопрос 48) и еще больше снижают жесткость и трещиностойкость. Поэтому долю ненапрягаемой арматуры ограничивают так, чтобы она воспринимала не более (40…50) % всех усилий в растянутой арматуре. Таким образом, смешанное армирование имеет весьма узкую область применения – в основном, это ребристые и пустотные плиты (сечения у них всегда слабо армированы), эксплуатация которых из-за учета коэффициента s6 допускается только в неагрессивной среде (см. вопрос 66). Однако именно эти конструкции являются самыми массовыми, поэтому использование в них смешанного армирования дает ощутимый экономический эффект. |
