Расчет по наклонным сечениям. Расчет прочности по нормальным сечениям изгибаемых элементов
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
9 Расчет прочности по нормальным сечениям изгибаемых элементов 9.1 Общий способ расчета прочности изгибаемых элементов по нормальным сечениям 9.2 Расчет прочности по нормальным сечениям элементов прямоугольного профиля 9.3 Расчет прочности по нормальным сечениям элементов таврового профиля Цель расчёта прочности по нормальным сечениям изгибаемых элементов сводится к определению размеров поперечного сечения элемента и площади поперечного сечения растянутой рабочей арматуры , гарантирующих надежную работу железобетонных конструкций в течение заданного срока службы зданий Прямая и обратная задачи • Прямая задача : когда необходимо определить требуемое количество растянутой арматуры ( либо сечение элемента при заданной арматуре ) при заданных нагрузках • Обратная задача : когда требуется проверить несущую способность элемента при известном количестве арматуры в элементе • Расчет по прочности нормальных сечений проводим по предельным усилиям • Прочность изгибаемых железобетонных конструкций рассчитывают по III стадии НДС 9.2 Расчет прочности по нормальным сечениям изгибаемых элементов прямоугольного профиля Последовательность расчёта ( принцип Лолейта ) 1) Сбор нагрузок 2) Определение расчетной схемы 3) Построение эпюр М и Q 4) Определение требуемой площади арматуры а m → ξ → А тр 5) Конструирование 9.3 Расчет тавровых сечений изгибаемых элементов Расчетное и приведенное сечение Приведенное сечение ( для I группы предельных состояний ) Приведенное сечение ( для II группы предельных состояний ) Приведенное сечение Бетон и арматура , хотя и работают совместно , но имеют разные модули упругости : при одинаковых деформациях в них возникают разные напряжения Чтобы подсчитать , их сечения приводят к одному материалу ( обычно к бетону ) через коэффициент приведения a = Е s / Eb, где Е s и Е b – модули упругости арматуры и бетона ( начальный ). Такие сечения называют приведенными 10 Расчет прочности по наклонным сечениям изгибаемых железобетонных элементов • Образование наклонных трещин в изгибаемых элементах ( например , у опор балок ) обусловлено совместным действием изгибающих моментов и поперечных сил • Место их образования , наклон , раскрытие и развитие по высоте зависят от вида нагрузок , формы сечения , вида армирования , соотношения M/Q и других факторов • Разрушение элементов по наклонным сечениям не менее вероятно , чем по нормальным ( в пролете ) Расчет наклонных сечений изгибаемых ж / б элементов 3 случая разрушения ЖБ элемента по наклонному сечению 1. Раздробление бетона наклонной полосы между наклонными трещинами от главных сжимающих напряжений Расчет железобетонных элементов по полосе между наклонными сечениями (8.1.32, СП 63) производят из условия • где Q - поперечная сила в нормальном сечении элемента ; • φ b1 - коэффициент , принимаемый равным 0,3. Если условие не соблюдается , необходимо увеличить размеры сечения или повысить класс бетона 2. Сдвиг по наклонному сечению от доминирующего действия поперечной силы Расчет по наклонным сечениям для случая разрушения от действия поперечной силы (8.1.33, СП 63) ( обязательный !) Q ≤ Qb + Qsw, • где Q — поперечная сила в наклонном сечении с длиной проекции С на продольную ось элемента ; • Qb — поперечная сила , воспринимаемая бетоном в наклонном сечении ; • Qsw — поперечная сила , воспринимаемая поперечной арматурой ( хомутами ) в наклонном сечении Поперечную силу Qb определяют по формуле но принимают не более 2,5 Rbt b h 0 и не менее 0,5 Rbt b h 0 ; • φ b2 — коэффициент , принимаемый равным 1,5. 3. Излом по наклонному сечению от действия доминирующего изгибающего момента Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие моментов Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие моментов производят из условия M ≤ Ms + Msw • где М - момент в наклонном сечении с длиной проекции С на продольную ось элемента , определяемый от всех внешних сил , расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения , относительно конца наклонного сечения ( точка D), противоположного концу , у которого располагается проверяемая продольная арматура ; • М s - момент , воспринимаемый продольной арматурой , пересекающей наклонное сечение , относительно противоположного конца наклонного сечения ( точка D); • Msw - момент , воспринимаемый поперечной арматурой , пересекающей наклонное сечение , относительно противоположного конца наклонного сечения ( точка D). Момент_Ms'>Момент Ms определяют по формуле Ms = Ns · zs где Ns - усилие в продольной растянутой арматуре , принимаемое равным Rs ·As, а в зоне анкеровки определяемое согласно 10.3.21 - 10.3.28; zs - плечо внутренней пары сил ; допускается принимать zs = 0,9 h0. Момент Msw для поперечной арматуры , нормальной к продольной оси элемента , определяют по формуле Msw = 0,5 · Qsw · C где Qsw - усилие в поперечной арматуре , принимаемое равным qsw · С ; qsw - определяют по формуле (8.59), а С принимают в пределах от 1,0 h0 до 2,0 h0. Конструктивные требования • Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов принимают не менее 6 мм • В сварных каркасах диаметр поперечной арматуры принимают не менее диаметра , устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры ( Приложение 9, Байков ). • В сплошных плитах , а также в часторебристых плитах высотой менее 300 мм и в балках ( ребрах ) высотой менее 150 мм на участке элемента , где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном , поперечную арматуру можно не устанавливать • В балочных конструкциях высотой свыше 150 мм , а также в многопустотных плитах ( или аналогичных часторебристых конструкциях ) высотой свыше 300 мм должна устанавливаться поперечная арматура Поперечная арматура в балочных и плитных конструкциях , устанавливается : • на приопорных участках , равных при равномерно распределенной нагрузке 1/4 пролета , при сосредоточенных нагрузках — расстоянию от опоры до ближайшего груза , но не менее 1/4 пролета , с шагом не более 0,5 h0 и не более 300 мм ; • на остальной части пролета при высоте сечения элемента h свыше 300 мм устанавливается поперечная арматура с шагом не более 3/4 h и не более 500 мм Анкеровка арматуры Поперечная арматура , предусмотренная для восприятия поперечных сил , должна иметь надежную анкеровку по концам путем приварки или охвата продольной арматуры , обеспечивающую равнопрочность соединений и хомутов Построение эпюры материалов Эпюра материалов - это эпюра изгибающих моментов , выдерживаемых сечением элемента . Она наглядно показывает для каждого его сечения превышение величины изгибающего момента , соответствующего площади сечения арматуры , по сравнению с его теоретическим значением Чтобы это превышение свести к минимуму , необходимо лишнюю арматуру оборвать в пролете или перевести в верхнюю зону Построение эпюры материалов Расчет прочности изгибаемых элементов с жесткой арматурой Расчет прочности изгибаемых элементов с жесткой арматурой |