Елементи прямокутного перерізу з подвійним армуванням - сторінка 4

Сторінка 4 з 4

5.3.Елементи прямокутного перетину з подвійним армуванням

Доцільність застосування подвійного армування в зігнутих залізобетонних елементах.

Якщо в зігнутих елементів передбачається поздовжня арматура в стислій (при дії навантаження) зоні (з Rsc £ 400 МПа), що враховується в розрахунку, то такі елементи називають з подвійним армуванням.

У стислому бетоні арматура деформується спільно з бетоном аж до руйнування на відміну від арматури. розташованої в розтягнутому бетоні. Однак у зв'язку з тим, що гранична деформація бетону при стисненні становить eб, перед = 2 × 10 -3. максимальна напруга в арматурі в стадії руйнування стисненого бетону може становити s = 2 × 10 5 МПа × 2 × 10 -3 = 400Мпа. (Тут 2 × 10 5 МПа - середній модуль пружності арматурних сталей). Отже в стислій зоні невигідно використовувати міцну сталь, так її міцність не може бути використана.

Однак є дві причини. за якими виявляється доцільним застосовувати подвійне армування в зігнутих залізобетонних конструкціях.

По перше. це такі конструкції, на які по черзі може діяти вигинає момент протилежних знаків, що викликає почергове розтягування то верхній, то нижній граней перетину. Тоді необхідно розташовувати арматуру у обох граней перетину, тобто застосовувати дійне армування.

По-друге. подвійне армування доцільно в тих випадках, коли вимога СНиП x = не забезпечується, а висоту перерізу ho неможливо збільшити з будь-яких міркувань (наприклад, за вимогами архітектора або ін.). Тоді застосування подвійного армування дозволить домогтися виконання вимоги Норм при обмеженій висоті конструкції.

Саме в цих двох випадках подвійне армування доцільно (рис.10).

Наявність розрахункової арматури в стислому бетоні призводить до необхідності застосування додаткових вимог до конструювання таких конструкцій, а саме:

для запобігання витріщення поздовжніх стрижнів поперечну арматуру ставлять: в зварних каркасах не більше 20d. в в'язаних каркасах - 15d (d - найменший діаметр поздовжніх стиснутих стрижнів) і не більше 500 мм. Такий випадок необхідності постановки робочої арматури в стислій зоні найбільш часто зустрічається при недотриманні умови x £ xR в елементі з одиночної арматурою.

Умова міцності для елементів, що згинаються з подвійним армуванням.

Розрахункові передумови для елементів з подвійним армуванням ті ж, що і з одиночним. Тільки до них додається ще одна, а саме:

Напруга в стислій арматурі в граничної стадії приймаються рівними Rsc.

Умова міцності запишеться у вигляді (при відсутності напруженої арматури в стислій і розтягнутої зонах):

Допоміжне умова рівноваги поздовжніх сил, яке дозволяє знаходити висоту стисненого бетону, має вигляд:

При цьому необхідно дотримуватися умова:

В умовах застосування бетонів класу B30 і нижче в поєднанні з арматурою класу не вище А-III можна умова міцності представити у вигляді:

При підборі перетинів з подвійною арматурою по заданих моменту, класу бетону та арматури можливі два варіанти завдання другого типу:

Задано: момент М. розміри b і h,

потрібно визначити площі перерізу арматури As і As '.

Беручи х = xR × ho, тобто вважаючи повне використання можливостей стисненого бетону, визначаємо необхідну площу стиснутої арматури As ':

З умови (7) рівності нулю суми проекцій всіх сил на поздовжню вісь елемента отримаємо:

Задано: момент М. розміри перетину b і h. і площа перетину стиснутої арматури As ', потрібно визначити площу перерізу розтягнутої арматури As.

З формули (6-а) знаходимо

Якщо am £ aR. за таблицями знаходять x і обчислюють необхідну площу розтягнутої арматури:

Якщо виявиться am> aR. це означає, що заданої кількості As 'недостатньо.

Потрібно припинити рішення цього завдання, вважати, що арматура As 'не відома, і перейти до вирішення першого варіанту завдання. Тобто знайти необхідну площу її за загальними правилами.