Армирование внецентренно сжатых элементов сварными каркасами

В общем случае расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов проводят втретей стадии напряженно-деформированного состояния, составляя при этом следующие уравнения равновесия:SM = 0; SN_х = 0.

M = N × e £R_b×A_b×(h₀ - x/2) + R_sc×A_s’×(h₀ – a’); N £R_b×A_b + R_sc×A_s’ - s_s×A_s

Случай 1 (при x£x_R - случай больших эксцентриситетов).

Уравнения равновесия примут вид:

M = N × e £R_b×b×x×(h₀ - x/2) + R_sc×A_s’×(h₀ – a’); N £R_b× b×x + R_sc×A_s’ - R_s×A_sгде e = e₀ + h/2 – a.

При симметричном армировании A_s = A_s’ и R_s = R_sc ;N£Rb×b×x

Случай 2 (при x>x_R - случай малых эксцентриситетов).

Уравнения равновесия примут вид: M = N×e£R_b×A_b×(h₀ - x/2) + R_sc×A_s’×(h₀ – a’);

N £R_b×A_b + R_sc×A_s’ - s_s×A_s

где для элементов из бетона класса В30 и ниже с ненапрягаемой арматурой классов А-I, А-II, А-IIIs_s определяется по эмпирической формуле: Gs=(2*1-x/ho/1-Еr -1)Rs

Последовательность подбора арматуры при внецентренном сжатии.

1.Выписывают расчетные данные RbRsRscEbEs вычисляют значения hozseo=M/N;eo/h*lo/ha;

2.Задаются коэффициентом армирования в пределах 0.005…0.035.

По формулам определяют ф1сигмаminNск

Сигма min=0.5-0.1*lo/h-0.01Rb; фl=1+бета*Ml/M Если окажется что Ncr<N размеры сечения эл-та следует увеличить.

3.Определяют коэффициент n по формуле n=1/(1-N/Ncr и находят расстояние от усилия N до арматуры S.e=eo*n+h/2-aeo=M/N+eo

4.С помощью формулы х=(N-Rsc*As’+RsAs)/(Rb*b) задаваясь ожидаемом отношением As/As’ определяют высоту сжатой зоны х и затим кси= х/ho после чего подбирают сечения As и As’ принимая их не менее минимального значения.

5 вычисляют коэф армированияM=(As+As”)/bh по найденным сечениям арматуры. Если он отличается от исходного не более чем на 0.005 решение считается найденным.При большей разнице необходимо сечение пересчитать, задавшись новым коэф армирования. Если в решении получается M>0.03 то следует пересмотреть размеры поперечного сечения b и h или изменить класс бетона и арматуры.

6. Проверяют прочность элемента с учетом влияния продольного изгиба в плоскости перпендикулярной плоскости изгиба как для сжатого элемента со случайным эксцентриситетом.

7. Если требуется проверять достаточность несущей способности элемента пользуются формулами Ne≤Rbbx(h0-0,5x)+RscA`s(h0-a`) и х=(N-Rsc*As’+RsAs)/(Rb*b)

Рис.1.4.5.Армирование внецентренно сжатых элементов: а- сварными каркасами; б- вязаными каркасами.

Арматура сжатых элементов состоит из продольных и поперечных стержней (хомутов), расположенных, как правило, на равных расстояниях друг от друга. Продольная арматура ставится по расчету и воспринимает часть нагрузки, действующей на элемент. Хомуты, в основном, предназначены для обеспечения проектного положения арматуры и для предотвращения выпучивания продольных стержней при действии внешней нагрузки. Кроме того, хомуты препятствуют развитию поперечных деформаций элемента, тем самым не сколько повышая сопротивляемость бетона сжатию.

Колонны сечением 400х400 мм можно армировать четырьмя стержнями. Если плоские каркасы противоположных граней колонны имеют промежуточные продольные стержни, то последние по крайней мере через один и не реже чем через 400 мм связывают между собой с помощью шпилек. Шпильки не ставят при ширине грани колонны 500 мм, если число стержней у этой грани не превышает 4.

Поперечные стержни (хомуты) должны располагаться на расстояниях не более 15d в вязаных каркасах и 20d в сварных (d - наименьший диаметр продольных сжатых стержней). Расстояние между поперечными стержнями (хомутами) во всех случаях не должно превышать 500 мм. Расстояние между хомутами в пределах стыка сжатой арматурs внахлестку без сварки должно быть не более 10d.

Диаметр поперечных стержней (хомутов) устанавливают без расчета и в вязаных каркасах принимают равным не менее 5 мм, а также не менее 0,2d при хомутах из обыкновенной проволоки класса В-I диаметром 5 мм или из стали класса А-III и 0,25 d при хомутах из стали других видов (d - наименьший диаметр продольных сжатых стержней).

В сварных каркасах минимальный диаметр поперечных стержней принимают из условия сварки.