Файл: Митрофанов, Е. Н. Армоцемент.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 91

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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/;

 

 

 

 

 

/;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

•• 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:

 

 

1Х

= 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