Расчет элементов конструкций из легких бетонов по предельным состояниям первой и второй групп



Предварительное напряжение в арматуре и бетоне

Проектирование преднапряженных конструкций из легких бетонов производится, как и для тяжелых бетонов в соответствии СниП 2.03.01-84*.

 

Расчет бетонных элементов

Бетонные элементы применяют, как правило, в конструкциях работающих на сжатие. В этом случае точка приложения внешне силы не должна выходить за пределы поперечного сечения, эксцентриситет ео·η не должны превышать 0,9у при основании сочетаний нагрузок и 0,95 – при особом сочетании, а также (у-1)см – при классе бетона выше В7,5 и (у-2)см – при классе бетона ниже В 7,5, где у – расстояние от центра тяжести сечения до наиболее сжатого волокна бетона.

Значение ео·η определяют с учетом случайного эксцентриситета ео.  В статически определимых конструкциях в расчет вводят эксцентриситет, равный сумме эксцентриситетов – полученного из статического расчета и случайного. В статически неопределимых системах за расчетный принимают – больший по значению эксцентриситет. Коэффициент η, учитывающий гибкость элемента при lо/τ>14 определяют по формуле

                                               (2.1)

где N – продольная сила;

Nсτ – условная критическая сила.

 

,                                  (2.2)

где І – момент инерции сечения;

  l0 – расчетная длина элемента;

  φl – коэффициент, учитывающий влияние на прогиб элемента длительно действующей части нагрузки.

,                                       (2.3)

Мl – момент относительно растянутой или менее сжатой грани сечения от действия постоянных и длительных нагрузок;

М – то же, от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;

Β – коэффициент, принимаемый равным при искусственных крупных заполнителях и плотном мелком заполнителе (кварцевый песок) = 1.0;

то же, и пористом заполнителе ‑ 1,5;

при естественных заполнителях – 2,5

для поризованных бетонов – 2.

δе = ео/h, но не менее

                              (2.4)

Расчет внецентренно сжатых элементов при малых эксцентриситетах ведут по прочности сжатой зоны бетона без учета сопротивления бетона растянутой зоны (рис. 2.1, а).

                                               (2.5)

где Aв – площадь сжатой зоны бетона, определяемая по условию, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения равнодействующей внешних сил (для прямоугольных сечений Ав= в·x).

Бетонные элементы, в которых не допускаются трещины по условиям эксплуатации конструкций (карнизы, парапеты, элементы, подвергающиеся давлению воды; в отдельных случаях, работающих на сжатие с большими эксцентриситетами, а также в изгибаемых конструкциях, когда их разрушения не представляют непосредственной опасности для жизни людей и сохранности оборудования), проверяют по прочности с учетом сопротивления бетона растянутой зоны.

Рисунок 2.1 – Схема усилий и эпюр напряжений в сечении, нормальном к продольной оси бетонного элемента, рассчитываемого:

    а) без учета сопротивления бетона растянутой зоны:

    б) c учетом сопротивления бетона растянутой зоны из условия

 

При этом видно, что достижение предельного состояния характеризуется разрушением бетона растянутой зоны (появлением трещин). Предельные усилия определяются исходя из следующих предпосылок (рис.2.1 б):

- сечение после деформаций остаются плоскими;

- наибольшее относительное удлинение крайнего растянутого волокна бетона равно

- напряжения в бетоне сжатой зоны определяются с учетом упругих (в некоторых случаях и неупругих) деформаций бетона;

- напряжения в бетоне растянутой зоны распределены равномерно и равны .

Для элементов прямоугольного сечения должно выполняться условие:

 

,                                       (2.6)

где:

,                                          (2.7)

0,7≤φ≤1,0

Считают, что в изгибаемых элементах достижение предельного состояния характеризуется разрушением бетона растянутой зоны, поэтому расчет ведут с учетом сопротивления последнего (рис. 2.1, б) из условия

                                         (2.8)

где Wpl – момент сопротивления для крайнего растянутого волокна с учетом неупругих деформаций растянутого бетона. Для любых сечений

Sвt – статический момент растянутой зоны бетона относительно нейтральной линии; для прямоугольного сечения

 


Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 147; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ