Навигация
Растянутые железобетонные элементы
34416
знаков
1
таблица
3
изображения
3. Растянутые железобетонные элементы
3.1. Расчет центрально-растянутых элементов
При работе центрально-растянутых элементов под нагрузкой различают три характерные стадии напряженно-деформированного состояния: стадию I — до образования трещин, стадию II—после образования трещин, стадию III — разрушение.
Рассмотрим характер изменения напряженно-деформированного состояния центрально-растянутого элемента по мере увеличения внешней нагрузки.
В стадии I (начальный период загружения) внешней растягивающей силе N1 сопротивляются бетон и арматура, которые имеют одинаковые деформации вследствие сцепления между собой. Если обозначить напряжения в бетоне sб.р и напряжения в арматуре sa.l , то условие равновесия сечений элемента будет иметь следующий вид:
N1=sб.р.Fб+sа1.Fа, где Fe—площадь сечения бетона; Fa — площадь продольной арматуры.
С увеличением внешней нагрузки напряжения в бетоне и арматуре возрастают. Когда напряжения в бетоне достигнут временного сопротивления растяжению: 
(а деформации—предела растяжимости 
), в элементе образуются трещины (стадия Iа). При образовании трещин деформации арматуры ea в силу сцепления равны предельным деформациям бетона , поскольку оба материала деформировались совместно. Напряжения в арматуре в стадии Iа составляют 
В главе 2.1 , было установлено, что расчетная величина 
, следовательно, 
, где n=Ea/Eб. Численное значение 
можно оценить, приняв»0,00015 иEa=2×106 кгс/см2:
» 0,00015×2′000′000 = 300 кгс/см2 (30 МПа).
Таким образом, расчетное усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин, 
(1)
Если N>NТ, в элементе образуются трещины. При дальнейшем увеличении нагрузки напряжения в арматуре будут возрастать, а трещины в бетоне — раскрываться (стадия II). Внешней силе по сечению с трещиной сопротивляется только одна арматура, имеющая напряжения sа и деформации eа, а на участке между трещинами — арматура и бетон, поскольку сцепление между ними сохраняется. Вследствие этого напряжения в арматуре на участке между трещинами уменьшаются. Средние напряжения в арматуре sа.с<sа и соответственно средние относительные деформации eа.с<eа. Работа бетона на растяжение между трещинами характеризуется, как и при изгибе, коэффициентом yа, выражающим отношение средних напряжений в арматуре sа.с к напряжениям в ней по сечению с трещиной sа, или отношение средних относительных деформаций арматуры eа.с. к ее деформациям по сечению с трещиной eа. ya=sа.с/sа =eа.с/eа [см формулу (1)]
По мере дальнейшего возрастания внешней нагрузки увеличиваются напряжения в арматуре, а трещины в бетоне раскрываются все больше. Когда напряжения в арматуре достигнут значения предельных напряжений 
(предела текучести для мягкой стали или временного сопротивления для твердой стали), наступит разрушение элемента (стадия III).
Усилие, которое воспринимают сечения элемента перед разрушением, составляет 
(2)
Прочность элемента будет обеспечена, если расчетная продольная сила N (усилие в элементе от расчетных нагрузок) не будет превышать усилия, воспринимаемого арматурой при напряжениях в ней, равных расчетному сопротивлению Ra:
. (3).
Из условия прочности определяют требуемую площадь сечения продольной растянутой арматуры: 
(4)
В центрально-растянутых элементах без предварительного напряжения кроме проверки прочности по стадии III необходимо определить ширину раскрытия трещин по стадии II.
Ширина раскрытия трещин аТ представляет собой удлинение арматуры (работающей совместно с бетоном) на участке, равном расстоянию между трещинами lT, поэтому, как и в изгибаемых элементах, ширину раскрытия трещин рассчитывают по формуле 
, при k=l,2 и напряжениях в арматуре, равных
(5)
Пример 1. Требуется определить площадь арматуры и проверить ширину раскрытия трещин в центрально-растянутом элементе. Сечение размером 25Х25 см; арматура горячекатаная периодического профиля класса A-III; усилие от нормативной длительно действующей нагрузки 
тc, а от нормативной кратковременно действующей нагрузки 
тc; полное расчетное усилие N=20 тc; бетон тяжелый М200 естественного твердения; mб1=1. К элементу предъявляют требования 3-й категории трещиностойкости:
мм; 
мм.
Решение. По табл. .2 определяем 
кгс/см2; по табл. 5 (d>l0 мм) Ra=3600 кгс/см2; Ea=2000000 кгс/см2; Eб=240000 кгс/см2.
Площадь сечения арматуры определим из условия прочности по формуле: =20000/3600=5,58cм2. Принято 4Æ14 A-III с Fa=6,16 см2.
Теперь рассчитаем ширину раскрытия трещин.
Напряжения в арматуре по сечению с трещиной;
от длительной нагрузки 
от кратковременной нагрузки 
коэффициент армирования 
; d=14мм; h=1;
Сд равно: при кратковременной нагрузке 1, при длительной нагрузке 1,5.
Ширина раскрытия трещин от длительной нагрузки по формуле при k=l,2 равна =
Приращение ширины раскрытия трещин от кратковременной нагрузки: 
=0,07 мм; 
Похожие работы
... и ТЭП к нему. 2. Календарный план строительства. 3. График движения рабочих. 4. График завоза и расхода материалов. 5. График работы основных строительных машин. Строящееся здание – Дом быта на 15 рабочих мест. Район строительства г. Бобруйск. Грунт в районе строительства – крупный песок. Габариты здания 22,2м х 19м. Высота здания 12,1м. При производстве работ используются следующие ...
... ;22 А-II с для каркасов КП-1. Рисунок 6 - Расчетная схема плиты в период изготовления, транспортирования и монтажа 3. Расчет трехпролетного неразрезного ригеля Расчетный пролет ригеля между осями колонн , а в крайних пролетах: где привязка оси стены от внутренней грани, м глубина заделки ригеля в стену, м 3.1 Материалы ригеля и их расчетные характеристики Бетон тяжелый ...
... плиты 3х6 м, 1,32 1,1 1,45 6. Железобетонные безраскосные фермы L=18 м, 0,60 1,1 0,66 Итого 2,97 3,40 С учетом коэффициента надежности по назначению здания 2,82 3,23 Масса железобетонных элементов покрытия: ребристые плиты 3х6 м – 2,38 т; безраскосные ферма пролетом 18 м при шаге 6 м – 6,5 т. Грузовая площадь покрытия (шатра) АШ для крайней колонны: ...
... Сечение второго раскоса Расчет первого раскоса Принимаем сечение раскоса см. Принимаем конструктивно 2ø 10 А-II, т.к. . Сечение раскоса показано на рисунке 12: Рисунок 12. Сечение первого раскоса Расчет и конструирование узлов фермы Длина заделки напрягаемой арматуры см – для канатов ø 12-15 мм. При меньшей длине анкеровка напрягаемой арматуры обеспечивается постановкой ...
0 комментариев