Внецентренно сжатые элементы испытывают воздействие продольной сжимающей силы N, приложенной с эксцентриситетом относительно 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 l0=M/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 в этих конструкциях имеет место эксцентриситет, вызванный случайными причинами (неоднородность свойств материалов по сечению, начальная кривизна элемента и т.д.)
Поэтому при расчете прочности таких элементов должен учитываться случайный эксцентриситет; lo, принимаемый равным большему из значений:
lo = 1/600; lo=h/30 где ; l - длина элемента, h -размер поперечного сечения.
К внецентренно сжатым элементам со случайными эксцентриситетами относятся верхние пояса ферм при узловой передаче нагрузки, сжатые элементы решетки ферм.
Конструктивные особенности сжатых элементов с гибкой продольной арматурой и хомутами. Поперечное сечение сжатых элементов принимают: при малых эксцентриситетах - квадратное, круглое, кольцевое, при больших -прямоугольное, двутавровое.
Размеры поперечного сечения определяют расчетом и, в целях унификации, принимают кратными 50мм, если размер сечения не превышает 500мм, и кратным 100мм - при больших размерах. Для колонн обычно применяют бетон классов В15...В30. В зависимости от особенностей армирования сжатые элементы различают:
1) по виду продольного армирования
а) с гибкой продольной арматурой и хомутами,
б) с жесткой (несущей) продольной арматурой,
2) по виду поперечного армирования:
а) с обычным поперечным армированием (хомутами),
б) с косвенной арматурой в виде спиралей, колец или сеток.
Учитываемая в расчете арматура сжатых элементов состоит из продольных и поперечных стержней (хомутов), расположенных на равных расстояниях друг от друга. Продольная арматура ставится по расчету и воспринимает часть нагрузки, действующей на элемент. Хомуты предназначены для обеспечения проектного положения арматуры и для предотвращения выпучивания продольных стержней при действии внешней нагрузки. Кроме того, хомуты препятствуют развитию поперечной деформации элемента, тем самым повышая сопротивляемость бетона сжатию.
Насыщение поперечного сечения сжатых элементов продольной арматурой оценивают коэффициентом армирования m или процентом армирования m%. Оптимальный процент армирования по экономическим соображениям принимают 1...2%. Минимальный % - 0,05...0,25%; максимальный - 3%.
Для продольной арматуры целесообразно использовать горячекатные стали классов AII и АIII диаметром от 12 до 40мм.
В элементах со случайным эксцентриситетом продольную рабочую арматуру располагают по периметру стержня для того, чтобы колонна могла лучше воспринимать изгибающий момент от случайных боковых воздействий и расчетных боковых усилий
Максимально допустимое расстояние между осями стержней составляет 400мм. Если расстояние между осями продольных стержней составляет >400мм, то следует предусмотреть установку между ними дополнительных стержней диаметром не < 12мм. Колонны сечением 400x400мм можно армировать 4-мя стержнями. Если плоские каркасы противоположных граней колонны имеют промежуточные продольные стержни, то последние через один и не реже, чем через 400мм связывают с помощью шпилек.
Поперечную арматуру в сжатых элементах устанавливают конструктивно.
Расстояние между поперечными стержнями назначают 20d — в сварных каркасах, 15d - в вязанных и не более 500мм.
Диаметры поперечных стержней dsw в сварных каркасах назначают по условиям свариваемости, а в вязаных - не менее 5мм и не менее 0,25d. Для поперечной арматуры используют стали классов Al, Bpl, AIII.
Расчет прочности сжатых элементов со случайными
эксцентриситетами.
Для элементов прямоугольного сечения при расчетной длине L<20h
(h - больший размер поперечного сечения).
Допускается рассчитывать колонны по формулам центрального сжатия:
1) N<(ф•(Rb•A+Rsс•Asc)(1)
Где <ф коэффициент устойчивости или продольного изгиба
фж и фв см. таблицу 4.3 стр.135 «Строительные конструкции» (Цай), зависящие от гибкости элемента l═ l0/h и отношения Nдл/N
l0 – расчетная длина колонны, принимаемая равной:
а) в многоэтажных зданиях – высоте этажа h
б) в одноэтажных промышленных зданиях - l0=1.2(Н+0.15),
где Н – отметка низа балки или фермы.
В практике встречаются 3 типа задач:
Задача типа 1
Hecyщую способность центрально сжатого элемента при известных данных о размерах поперечного сечения, армировании, материалах и нагрузке проверяют по формуле 1, для чего предварительно по формуле 3 и данным таблицы определяют j.
Задача типа 2
Дано:
b
h(см.)
Nдл, Nкр (кН)
В; 
вi;
Класс арматуры;
Найти Asc(см2 )
Задача решается способом последовательного приближения.
Принимаем j═1
Находим N═Nдл +Nкр (кН)
Находим приближенную площадь арматуры Asc
Asc═ N/ф• Rsс- А•Rb/ Rsс(см2 ) (4)
Находим истинное значение коэффициента j, для чего сначала находим:
l═ l0/h и отношение Nдл/N,затем 
по ф-ле (2)
Вновь высчитываем Asc no формуле (4), принимая её, как окончательное решение.
Если в результате расчета получится отрицательная величина, значит, сжатой арматуры по расчету не требуется и принимаем ее по min% армирования:
mmin= Asc/А=0.0025 откуда Asc=0.0025•А(см2 ) но не менее 12мм.
Задача типа 3
Поперечные размеры центрально сжатого элемента и площадь сечения арматуры при заданных нагрузке, расчетной длине и материалах определяют, первоначально задаваясь значениями j═1, m=1%=0.01,
Из условия (1) вычисляют:4) А= N/j•(Rb+m•Rsс) (4)
Далее находят размеры поперечного сечения b=h=
и назначают размеры с учетом унификации кратными 50 мм.
Затем вычисляют гибкость элемента l═ l0/h и отношение Nдл/N и подбирают Asc как в задаче типа 2. Если окажется, что % армирования рассчитанного сечения не удовлетворяет условию mmin≤m£mmах, то поперечные размеры элемента следует изменить и повторно вычислить значения j,Asc. Сечение можно считать подобранным удовлетворительно, если m=1...2%
Что бы оставить комментарий войдите
Комментарии (0)