ТИПЫ ЗАДАЧ, ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ ПРИ РАСЧЕТЕ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ НОРМАЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ ТАВРОВОЙ И ДВУТАВРОВОЙ ФОРМЫ С НЕНАПРЯГАЕМЫМ АРМИРОВАНИЕМ

При расчете тавровых сечений встречаются следующие типы задач: а) известны размеры сечения площадь сечения арматуры , возможно и , класс бетона и арматуры, изгибающий момент от расчетных нагрузок . Требуется проверить прочность сечения; б) известны размеры сечения класс бетона и арматуры, изгибающий момент от расчетных нагрузок . Требуется определить площадь сечения арматуры , возможно и .

Порядок решения задач приведен в блок-схемах 14.1 и 14.2. Здесь при решении задач первого типа задач принято двойное армирование. При одиночном армировании исчезнут члены, содержащие .

14.2. РАСЧЕТ НОРМАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ ИЗГИБАЕМЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ С ЖЕСТКОЙ АРМАТУРОЙ

Экспериментально установлено, что совместная работа жесткой арматуры с бетоном сохраняется вплоть до разрушения элементов. В период разрушения несущая способность жесткой арматуры и бетона сжатой зоны используется полностью. При этом несущая способность элементов не зависит от начальных напряжений в арматуре, приобретенных ею в процессе возведения конструкции. В балках, армированных низкими профилями (14.1) для связи бетона сжатой зоны сечения с жесткой арматурой к последней привариваются специальные анкерные стержни. При отсутствии связи бетона сжатой зоны с жесткой арматурой элемент разрушения от среза бетона сдвигающими силами по плоскости контакта с арматурой. В элементах, армированных высокими профилями, совместность работы обеспечивается и при отсутствии хомутов, так как сплошная металлическая стенка полностью воспринимает поперечную силу. До бетонирования элементов жесткую арматуру рассчитывают по нормам для стальных конструкций на воздействие нагрузок, возникающих в процессе возведения здания.

При расчете сечений изгибаемых элементов с жесткой арматурой различают три случая в зависимости от положения нейтральной оси: а) нейтральная ось не пересекает профиль жесткой арматуры; б) нейтральная ось пересекает стенку профиля жесткой арматуры; в) нейтральная ось пересекает полку профиля жесткой арматуры. Условия прочности для изгибаемых элементов с жесткой арматурой можно получить из статических условий для моментов и усилий. При этом эпюры напряжений в бетоне сжатой зоны и в жесткой арматуре принимаются прямоугольными. Рассмотрим расчет прямоугольных сечений.

Случай 1. Высоту сжатой зоны определяют из статического условия в проекциях усилий на продольную ось (рис. 14.1):

, (14.1) где расчетное сопротивление и площадь сечения жесткой арматуры.

Если при этом , то прочность сечения проверяют из статического условия моментов относительно центра тяжести сечения растянутой арматуры с учетом жесткой арматуры

. (14.2)

Если , то в соотношении (14.2) необходимо заменить на . Следует заметить, что при определении вместо необходимо ввести осредненную характеристику

.

Случай 2. (рис. 14.2). Высоту сжатой зоны по-прежнему определяют из условия равновесия в проекциях на продольную ось

, (14.2) откуда , (14.3) где расстояние от крайнего сжатого волокна сечения до центра тяжести жесткой арматуры; толщина стенки жесткой арматуры.

В этом случае условие прочности получают из статического уравнения моментов относительно нейтральной оси:

+

, (14.4) где пластический момент сопротивления жесткой арматуры относительно оси, делящей сечение на две равные площади, для двутавров и швеллеров , упругий момент сопротивления жесткой арматуры по сортаменту; поправка к величине равная пластическому моменту сопротивления части стенки между нейтральной и центральной осями профиля арматуры.

Случай 3. (рис. 14.3). Если при определении высоты сжатой зоны из соотношения (14.1) оказывается, что нейтральная ось пересекает стенку жесткой арматуры, а при определении из уравнения (14.3) – не пересекает, то нейтральная ось фактически проходит в пределах толщины верхней полки профиля. Тогда эту полку не учитывают в расчетах. Прочность сечения проверяют из статического уравнения моментов относительно нейтральной оси:

, (14.5)

где площадь сечения растянутой полки профиля; высота стенки.

При этом если окажется, что , то прочность проверяют при и соотношения (14.2).

Рис. 14.3

НЕТ

НЕТ

ДА ДА НЕТ

ДА

ДА НЕТ

Блок-схема 13.3

	Расчет ведется как для прямоугольного сечения при

ДА

ДА

ДА