ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 91
Скачиваний: 0
щин. Нижняя граница ширины раскрытия трещин при расчете по первому предельному состоянию приведена в табл. 19.
Если нормируемая ширина раскрытия трещин, определенная с учетом предполагаемых условий эксплуатации, будет равна или больше ширины трещины в граничной области, определяемой по табл. 19, то подбор сечения растянутого элемента следует произво дить по первому расчетному предельному состоянию.
Второе предельное состояние будет являться определяющим при подборе сечения элементов, если нормируемая ширина раскрытия трещины будет меньше величин граничной области.
Центрально-сжатые элементы
Расчет центрально-сжатых элементов производится на проч ность и устойчивость:
а) н а п р о ч н о с т ь |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Oc = ^<mR„p, |
|
|
|
(11.10) |
||
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
где |
NB—-приведенная |
продольная сила, |
принимается по формуле |
|||||||
|
|
|
(11) СНиП П-В.1—62, кг; |
|
|
|
|
|
||
|
|
F — площадь сечения элемента, смг; |
|
|
|
|
||||
R'np — расчетное |
сопротивление |
армоцемента сжатию, |
опреде |
|||||||
|
|
|
ляется по формуле |
|
|
|
|
|
||
где Rap |
— расчетное |
сопротивление |
бетона |
осевому |
сжатию; |
|||||
/ |
" с д |
— дополнительный |
коэффициент |
условий |
работы |
сжатых |
||||
|
|
|
сеток, принимается по табл. 4 СН 366—67 в зависимости |
|||||||
|
|
|
от коэффициента |
армирования |
ц,п сжатой |
зоны |
сечения; |
|||
^ |
с |
с |
— расчетное сопротивление сеток, работающих на сжатие, |
|||||||
|
|
|
принимается в |
соответствии |
с |
указаниями |
табл. 1 |
|||
|
|
|
СН 366—67. |
|
|
|
|
|
|
|
В соответствии с рекомендациями |
СН 366—67 степень интенсив |
ности армирования сжатой зоны сечения армоцементного элемента
целесообразно ограничить по технико-экономическим |
соображениям |
|
величиной коэффициента |
армирования (.1^0,015. |
|
б) на у с т о й ч и в о с т ь |
|
|
с-с |
= ^ < т Я п Р 1 |
( И . П ) |
|
tpF |
|
где ф — коэффициент продольного изгиба, принимаемый по табл. 21 главы СНиПП-В.1—62 при гибкости элемента меньше 65 и по экс периментальным данным ЛенЗНИИЭП (табл. 20) при гибкости больше 65.
63
|
|
|
|
Т А Б Л И Ц А 20 |
Гибкость |
|
Гибкость |
|
|
X - |
ф |
Х - |
'« |
Ф |
r m i n |
|
|
r m i n |
|
35 |
0,98 |
|
90 |
0,64 |
45 |
0,95 |
|
95 |
0,60 |
50 |
0,92 |
|
100 |
0,56 |
55 |
0,90 |
|
105 |
0,52 |
60 |
0,87 |
|
110 |
0,48 |
65 |
0,85 |
|
115 |
0,43 |
70 |
0,83 |
|
120 |
0,40 |
75 |
0,76 |
|
130 |
0,37 |
80 |
0,72 |
|
140 |
0,34 |
85 |
0,68 |
|
150 |
0,30 |
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е . |
Расчетная |
длина |
центрально - сжатых |
||||||
с т е р ж н е й определяется из условии |
закрепления их концов: |
|||||||||
|
а) при полном закреплении обоих концов |
/„ = |
0,5/; |
|
||||||
|
б) |
при полном закреплении конца и |
ш а р н н р н о - н е п о д в п ж - |
|||||||
ном |
закреплении д р у г о г о |
(0 = |
0,7/; |
|
|
|
|
|
||
/у |
/;в) при |
шарннрио - иеподвижном |
закреплении |
обоих |
концов |
|||||
|
г) при одном неподвижном закреплении и одном свободном |
|||||||||
конце |
/ 0 = |
2/; |
гибкости |
X радиус |
инерции |
сечения |
||||
|
д) |
при |
определении |
|||||||
принимается минимальным [г |
•• у |
|
|
|
|
|
Внецентренно-сжатые элементы
На практике чаще встречаются такие задачи, когда в элемен тах имеется хотя бы одна ось симметрии. Назовем для краткости точку приложения силы полюсом. При этом возможны два случая:
1) когда полюс находится в пределах ядра сечения; тогда все сечение элемента оказывается сжатым, и расчет ведется по обыч ным формулам;
2) когда полюс находится за пределами ядра сечения; в этом случае нейтральная линия делит сечение на растянутую и сжатую
зоны. |
|
|
|
|
|
Рассмотрим сначала п е р в ы й |
с л у ч а й , |
когда |
|
||
|
|
|
.2 |
|
|
|
|
|
у |
|
|
где |
гу — радиус |
инерции всего сечения относительно |
центральной |
||
оси. |
|
|
|
|
|
На рис. 7 символом С обозначен центр тяжести сечения, симво |
|||||
лом |
А—полюс. |
В данном случае |
прочность |
элемента |
проверяется |
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
е лгг д |
п р ' |
( I I . 12) |
|
|
|
|
|
|
|
где |
/V — расчетное усилие; |
|
|
|
|
Fm — площадь сечения элемента (нетто); |
|
64
eN |
— эксцентриситет приложения силы; |
rv |
— радиус инерции сечения относительно оси Y; |
гд —расстояние от центра тяжести сечения до крайнего воволокна;
т — коэффициент условий работы; /?'пр—расчетное сопротивление армоцемента осевому сжатию.
Рассмотрим в т о р о й с л у ч а й (рис. 8), когда
I - 2
eN
Примем следующие обозначения:
Рис. 7. Расчетная схема внецент- |
Рис. 8. Расчетная схема внецентрен- |
ренно-сжатого элемента (первый |
но-сжатого элемента (второй случай) |
случай) |
|
Ес—модуль деформации армоцемента при сжатии; Ер— модуль деформации при растяжении;
р — радиус кривизны нейтрального слоя.
Тогда, исходя из гипотезы плоских сечений, получим:
Z
где е — относительное удлинение армоцемента.
Ось Y совместим с нейтральной осью; ось X параллельна оси
элемента. Запишем уравнения |
равновесия: |
|
|
||
(У1Х |
= 0); |
N=\odF—J |
odF. |
(11.13) |
|
Подставив в уравнение (11.13) значения |
напряжений |
|
|||
получим: |
Р |
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
^ £ f |
zdF—^[ |
zdF, |
(11.14) |
|
|
J |
Р |
J |
|
|
|
Р „ |
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
65
где z отсчитывается от нейтральной оси. Следовательно, инте гралы, входящие в правую часть уравнения, представляют собой статические моменты сжатой зоны Suoc и растянутой зоны 5 1 Ю р от носительно нейтральной оси:
$zdF |
= Smc; |
$zdF = Smp. |
|
F |
F |
|
|
Поэтому, имея в виду, что Ес = пЕр, |
получим: |
|
|
/V = - p ( ' t S H O C - S „ o p ) . |
(11.15) |
||
|
Р |
|
|
Обозначим |
|
|
|
n S H O C - S H o p - S n p |
(11.16) |
||
и назовем Sn p п р и в е д е н н ы м |
с т а т и ч е с к и м |
м о м е н т о м |
с е ч е н и я э л е м е н т а о т н о с и т е л ь н о н е й т р а л ь н о й о с и ; тогда
* N = E p S n p ,
Р
откуда
1 N
РEpSnp
(УМ„ = 0); Nem = f zodF + J zadF, |
(11.17) |
или, подставляя в уравнение (11.17) значения напряжений, получим:
= — |
[z4F |
+ b [z4F. |
( I I . 18) |
Р |
J |
Р J |
|
|
|
F P |
|
Интегралы, входящие в правую часть уравнения (11.18), пред ставляют собой моменты инерции сжатой зоны Л,ос и растянутой зоны / п о Р относительно нейтральной оси:
J |
= |
J нор |
= \ z 4 F \ |
|
|
|
гFс |
' норFг р |
|
|
|
следовательно, |
|
|
|
|
|
|
tfeHO |
= ^ ( n / H O C + / H o p ) . |
(11.19) |
||
Обозначим |
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
« / „ о с + ^ н о р = ^ п р |
|
(П. |
20) |
|
и назовем 7 п р п р и в е д е н н ы м м о м е н т о м и н е р ц и и |
|
с е ч е - |
|||
н д я э л е м е н т а |
о т н о с и т е л ь н о |
н е й т р а л ь н о й |
оси; |
||
тогда |
|
|
|
|
|
|
|
М > Н О = £Р£ЕЕ, |
|
|
(П.21) |
66
откуда
|
|
|
± = Z £ H ° _ . |
|
( I L 2 |
|
|
|
|
P |
E pJ np |
|
|
Приравнивая правые части уравнений (11.21) и (11.22), получим: |
||||||
|
|
|
е н о = ^ £ . |
|
(11.23) |
|
|
|
|
|
•~>лр |
|
|
Подставим |
(11.23) и (П.21) в формулы для напряжений: |
|||||
|
|
a R = |
^ = n N e s s h £ . |
( I L 2 4 a ) |
||
|
|
|
-5пр |
|
J пр |
|
|
|
аа |
= 1Ь. |
= ^ |
Е . |
(11.246) |
|
|
|
•Snp |
J пр |
|
|
В формулу |
(Н.24а) |
следует |
подставлять |
расчетное усилие N, |
||
а также /гр и /гс в абсолютных величинах. |
|
|||||
Формулы (П.24а) и |
(11.246) |
показывают, что в точках растяну |
той и сжатой зон, лежащих на одинаковых расстояниях от ней тральной оси, абсолютные значения сжимающих напряжений равны растягивающим, умноженным на п.
Чтобы воспользоваться полученными формулами (11.24), необ ходимо определить положение нейтральной оси, которое опреде ляет положение ено:
|
hp |
^ ц т + |
^цт |
^ н о ' | |
^JJ |
|
hc = h—hp. |
J |
|
||
Обозначения а ц т и е ц т |
показаны на рис. 8. |
|
|||
Зная lic и hp, легко |
определить |
5пр и / п р . Значение |
еао можно |
||
определить по формуле |
(11.23). Если развернуть это уравнение, вы |
||||
ражая еы о , /пр и Snp через hpx, |
получим кубическое уравнение, ре |
шение которого позволит определить величину hp. Однако из-за сложности сечений тонкостенных стержней такой путь оказывается весьма трудоемким. Поэтому можно рекомендовать определять епо методом последовательных попыток, состоящим в следующем. Опыт показывает, что нейтральная ось располагается недалеко от центра тяжести сечения, а потому будем задаваться значениями епо через 1 см, начиная с еНо = ецт+1, и каждый раз подставлть то значение £Ио, которым задались, в формулу (11.25) и получать вычисленные значения еИ о, которые будем отмечать штрихом (е'н 0 ) до тех пор, пока вычисленное значение е' п о не станет меньше того значения, ко торым задались. Тогда точное значение еи0 будет находиться между двумя последними вычисленными значениями.
Поэтому появляется возможность путем расчета приближенно, с достаточной для практических целей точностью, найти окончатель ное значение. Разумеется, что интервалы между задаваемыми зна чениями <?но могут быть увеличены или уменьшены.
Интервалы с целым числом сантиметров выбраны потому, что получаются менее громоздкие числа. Вычисления следует произво-
67