ЖБК 200 вопросов и ответов. Бетон, арматура и железобетон
 Скачать 11.86 Mb.
|
111. КАК МЕНЯЕТСЯ УСИЛИЕ В РАСТЯНУТОЙ АРМАТУРЕ ПО ДЛИНЕ ИЗГИБАЕМОГО ЭЛЕМЕНТА?В произвольном нормальном сечении любого элемента (балки, ригеля или плиты) усилие Nsв арматуре зависит от плеча zвнутренней пары и изгибающего момента M от внешней нагрузки: Ns = M /z. Следовательно, по длине элемента усилие меняется в зависимости от очертания эпюры M и очертания конструкции (т.е. очертания z). Например, у элементов с постоянной высотой сечения плечо z = const, потому эпюра Ns имеет тот же характер, что и эпюра M (рис. 56, б); у двускатных элементов эпюра Ns двугорбая, а Ns,maxнаходятся в опасных сечениях (рис. 56,а). 112. КАКИЕ ОЧЕРТАНИЯ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ САМЫЕ РАЦИОНАЛЬНЫЕ?С точки зрения расхода материалов – такие, которые обеспечивают постоянное по длине усилие в арматуре: Ns = const. У этих элементов все нормальные сечения равнопрочны (т.е. все сечения являются опасными), следовательно, у них нет избыточных запасов прочности и нет избыточного расхода материалов. Поскольку Ns = M /z = const, то, очевидно, плечо z должно меняться пропорционально M, т.е. очертание элемента должно повторять очертание эпюры M. Показанное на рис. 57,а, параболическое очертание используется в панелях КЖС («конструкции железобетонные сводчатые») – самых экономичных сборных конструкциях покрытия пролетом до 24 м. Треугольное очертание (рис. 57,б) применяют в подстропильных балках, воспринимающих в середине пролета большие сосредоточенные силы от опорных реакций стропильных балок или ферм. 113.ПОЧЕМУ ПАНЕЛЯМ КЖС НЕ ТРЕБУЕТСЯ ПОПЕРЕЧНАЯ АРМАТУРА?Из балки, показанной на рис. 58, мысленно вырежем элемент длиной l. Слева от него действует момент M, справа M + M. Возникающие в левой части усилия в бетоне Nb и в арматуре Ns прирастают в правой части соответственно на величины Nb и Ns. Приращение усилий уравновешивается сдвигающими силами (T = Ns = –Nb), которые вызывают касательные напряжения: = T /(bl). У панелей КЖС усилия в арматуре по длине пролета постоянны (см. предыдущий вопрос), поэтому Ns = = –Nb = 0, отсюда T = 0 и = 0. Но если = 0, то главные растягивающие напряжения совпадают с нормальными, и наклонные трещины не образуются, а при их отсутствии нет смысла и применять поперечную арматуру. Правда, в КЖС поперечную арматуру все-таки ставят на небольших участках у опор, что вызвано, прежде всего, возможным несовпадением очертаний эпюр M и Mu в реальных условиях (например, при несимметричной нагрузке). Кстати, подобный ход рассуждений применим и к фермам. Если очертание поясов фермы совпадает с очертанием балочной эпюры моментов, то во всех панелях нижнего (соответственно, и верхнего) пояса горизонтальные проекции усилий равны, разность между усилиями в смежных панелях равна нулю, следовательно, равны нулю и сдвигающие силы, воспринимаемые решеткой. Поэтому усилия в элементах решетки (подсчитанные по статической схеме) также равны нулю. Читателю предоставляется возможность удостовериться в этом лично, выполнив статический расчет простейшей треугольной фермы, нагруженной сосредоточенной силой в середине пролета.  
114. ПОЧЕМУ В ПАНЕЛЯХ КЖС НЕ ПРИМЕНЯЮТ САМОАНКЕРУЮЩУЮСЯ НАПРЯГАЕМУЮ АРМАТУРУ?В зоне передачи напряжений lp несущая способность Nsu самоанкерующейсянапрягаемой арматуры Sp падает от RsAsp до 0, в то время как усилие Ns от внешней нагрузки должно быть постоянно на всем протяжении (см. вопрос 112). В результате, возникает дефицит прочности (заштрихованная зона на рис. 59). Поэтому в качестве рабочей арматуры в КЖС обычно применяют стержни классов А-IIIв и А-IV (но не Aт-IV), которые не только приваривают к опорным закладным деталям, но и натягивают вместе с ними. (Заметим в скобках, что арматура указанных классов при сварке прочность почти не теряет, в отличие от термоупрочненной арматуры). В этом случае опорные закладные детали играют роль наружных анкеров, которые передают усилие натяжения на бетон и обеспечивают постоянство несущей способности арматуры по всей ее длине. Конечно, можно применять и самоанкерующуюся арматуру, но тогда в концевых участках следует устанавливать дополнительную ненапрягаемую арматуру S1, которая покроет дефицит несущей способности в зоне передачи напряжений (Nsu + Ns1,u Ns) и которую необходимо надежно заанкерить, приварив ее к опорной закладной детали. Решение это, однако, сопряжено с дополнительными технологическими затратами и широкого распространения не получило. Сказанное справедливо для всех конструкций с малой высотой на опоре, у которых эпюра материалов близка к эпюре моментов. |