Файл: Митрофанов, Е. Н. Армоцемент.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 92

Скачиваний: 0

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

дить в сантиметрах с точностью до двух знаков после запятой, а окончательные значения статических моментов и моментов инер­

ции надо округлять до целых см3 и см'1.

 

 

 

 

 

 

 

еио

Для

построения формулы,

приближенно уточняющей

значение

по данным двух последних попыток, обозначим:

 

 

 

eno(/;-u задаваемое

значение

в предпоследней

1) попытке;

 

e ' n o ( k - i )

вычисленное

значение в предпоследней

попытке;

 

 

еио(/г)

задаваемое

значение в последней

(к)

попытке;

 

 

 

е' no(h) •

вычисленное значение в последней

(к)

попытке.

 

 

 

 

Построив график

зависимости

е'и0 = е'я0т),

 

получим

кривую

с небольшой кривизной

(рис. 9). Здесь точка А соответствует пред-

 

 

 

 

 

 

* последней

попытке, точка В — по­

 

 

 

 

 

 

 

следней.

Если

задаться

точным

 

 

 

 

 

 

 

значением

ет,

то получим

е' и о =

 

 

 

 

 

 

 

= е„0 .

Следовательно,

точка

С,

 

 

 

 

 

 

 

соответствующая

точному

значе­

 

 

 

 

 

 

 

нию е,ю , лежит

на прямой, про­

 

 

 

 

 

 

 

ходящей через

начало

координат

 

 

 

 

 

 

 

под углом 45°к осям en o

и

е'т-

и

 

 

 

 

 

 

 

 

Точка

пересечения

прямой

 

 

 

 

 

 

кривой соответствует точному зна­

 

 

 

 

 

 

 

чению еа0.

Если

на отрезке А В

 

 

 

 

 

 

 

кривую

заменить прямой,

то по­

Рнс.

9.

Графоаналитический

способ

лучим приближенное значение ег ю .

определения

положения центральной

 

Очевидно, что с уменьшением ин­

 

 

 

оси

 

 

 

тервала

между

еи 0 -1) и е110(Л) точ­

 

 

 

 

 

 

 

ность решения

повышается. Поэ­

тому при желании приближенное

значение можно как угодно при­

близить к точному значению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя в уравнение е'т

= аеп0

+ Ъ значения

координат точек

А и В, получим следующие уравнения прямой АВ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е н о ( & — 1 )

е1Ю{к)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

епо(к)

eno(k—1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e no(ft—1) 6 н о ( A ) ~ e n o ( f e - l )

е н о ( А )

 

 

 

(11.26)

 

 

 

 

 

 

— ено (Л— 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е н о ( & )

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение прямой, наклоненной к осям под углом 45°, запи­ шется так:

е

 

 

110

но -

(11.27), найдем

ординату

Решая совместно уравнения (11.26) и

точки пересечения прямых:

 

 

 

 

e iio(fe—1) c n o W ~ e no(fe — 1 )

e no(fe)

(11.27)

 

с н о '

 

 

Hk))

 

(e no(ft)

~ ~ e H O ( f c - l ) ) +

( e no(fc -

 

Таким

образом,

прочность

внецентренно-сжатого

стержня

с большим

эксцентриситетом проверяется по следующим форму-

68


лам:

CTc =

^ , ; m / ? , p .

( П 2 8 )

 

 

np

 

ffp

=

^ p . < m A ^ p ,

(11.29)

 

 

•I np

 

где /4 — коэффициент перехода.

Для практических расчетов необходимо заранее задаться со­ отношением модулей деформаций сжатой и растянутых зон. Зная величины внутренних усилий в стержне — изгибающего момента М и нормальной силы N, задаемся параметрами конструкций: мар­

кой бетона, степенью

армирования

в пределах ц.= 1,5^-2,1 % и

типом сечения, обычно

открытого

профиля, волнообразного или

трапецоидалы-юго сечения.

 

Далее производим первую попытку подбора сечения по форму­ лам сопротивления материалов, принимая EC = EV, т. е. п=1. Это допущение позволяет получить значения фиктивных растягиваю­ щих напряжений Оф в растянутых волокнах. Зная atj>, по номо­ граммам определяем ширину раскрытия трещин, соответствующую значениям фиктивных напряжений.

Согласно данным табл. 21, по ширине раскрытия трещин, марке бетона конструкции и степени армирования вычисляем соотноше­

ние модулей

деформаций

при Ес= const,

которое вводим

в

рас­

четные формулы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вторая попытка заключается

в уточнении параметров

сечения,

а также

в получении

действительных значений

напряжений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т А Б Л И Ц А 21

 

 

 

 

 

Марка бетона по прочности на с ж а т и е

 

 

 

Ширина

 

 

 

«300»

 

 

«400»

 

 

«500»

 

 

раскрытия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трещин

 

 

 

 

 

Степень

армирования и,, %

 

 

 

 

а т , мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5

 

 

1,8

2,1

1,5

1,8

2,1

1,5

1.8

 

2,1

0,01

1,27

 

1,32

1,34

1,30

1,35

1,38

1,38

1,37

 

1,40

0,02

1,60

 

1,67

1,70

1,70

1,75

1,80

1,75

2,00

 

2,20

0,03

1,93

 

2,23

2,40

2,10

2,25

2,31

2,12

2,34

 

2,52

0,04

2,30

'

2,51

2,82

2,51

2,72

2,93

2,69

2,95

 

3,40

0,05

2,73

 

3,10

3,40

2,81

3,52

3,80

3,10

3,60

 

4,10

П р и м е ч а й

н^е. Соотношение

модулей деформаций с ж а т и я

и р а с т я ж е н и я при

изгибе

принимается

для п р е д в а р и т е л ь н о г о подбора сечения элемента.

 

 

 

 

Пределы

армирования

внецентренно-сжатых

стержней

приня­

ты по аналогам построенных конструкций.

Возможен и другой путь подбора сечения стержня. Он заклю­ чается в определении соотношений расчетных величин при полном использовании работы материала в сжатой и растянутой зонах. Действительно, предельно допустимой ширине раскрытия трещины,

69


например а т = 0,02 мм, соответствует условное напряжение а у = = 30,7 кГ/см2 при (.1 = 2,1% и марке бетона «300». Учитывая форму сечения (обычно коэффициент формы для сечений открытого про­ филя составляет k$= 1,2-=-1,3), можно получить величину расчет­ ных сопротивлений армоцемента растяжению при внецентрениом сжатии:

 

R

 

-Rk"

= 30,7 • 1,20 = 36,8

кг/см2.

 

Аналогично

р и т —

р Ф

'

'

'

сопротивления

сжатию

можно

найти

расчетные

бетона, а затем и армоцемента:

 

 

 

 

 

 

R

=. Я» ft, т = 200-0,7• 0,9 =

126

кг1см\

 

 

пр —

пр бс

 

'

'

 

 

 

Далее рассмотрим формулы

 

 

кГ/см2;

 

 

 

 

Neнhо "nс '

= т Я П р = 1 6 0

 

 

 

 

с tto

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J пр

=

mklRp = 36,8

кГ/см\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поделив

первое

уравнение

на

второе,

получим: /гс = 0,66 h и

р = 0,34 h.

Соотношение

модулей

деформаций принято

равным

п=1,7 в соответствии с табличными данными. Зная высоту сече­ ния, положение центра тяжести, а также величину эксцентриситета е д т = М/Л/, можно рассчитать е„0 :

 

 

 

 

е н 0 =

0,66/i-К0 ;

 

 

 

 

здесь

/0 — расстояние

от крайнего

волокна

сечения

до точки при­

ложения силы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зная ен о ,

легко

определить

величину

приведенного

момента

инерции /Пр".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J пр

 

 

 

 

 

j

Ne„0nhc

_

N (0,66 h -Ко) • 1,7-0,66 h _

Nh (0,66 h + /0)

 

 

n p _

mRnp

~

 

126

~~

113

 

 

Устойчивость внецентренно-сжатых стержней в первом случае,

когда

eN

проверяется по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

^ ^fб Р

11 ф+

'

г2

 

 

 

(11-30)

а во втором случае, когда

eN >

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NneHOh,

<mRn9<?\

 

 

 

(11.31)

 

 

 

 

 

J пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cp — коэффициент

продольного

изгиба, принимается

по

табл. 20.

70



Изгибаемые элементы

Влияние формы сечения на работу изгибаемого армоцементного элемента. Исследованиями напряженно-деформированного состояния изгибаемых элементов установлено, что напряжения и деформации в растянутом волокне при изгибе превышают те же величины при чистом растяжении. Причинами этого могут, оче­

видно,

служить два фактора: высота элемента, или иначе — ве­

личина

градиента напряжений, и форма поперечного сечения.

Когда

высота сечения изгибаемого элемента велика, тогда градиент

напряжений очень мал и условия работы крайних волокон при из­

гибе мало отличаются от условий чистого растяжения. В данном случае поддерживающее действие менее напряженных волокон поперечного сечения не будет оказывать большого влияния. С уменьшением высоты сечения образца градиент напряжений воз­

растет, и поддерживающее влияние менее напряженных

волокон

• усилится.

 

 

Все указанное выше позволяет

прийти к выводу, что чем боль­

ше материала концентрируется у

нейтральной оси, тем

больше

повышаются напряжения и деформации в крайних волокнах. Кон­ центрацию материала у нейтральной оси поперечного сечения можно охарактеризовать отношением пластического момента со­

противления к упругому. Для армоцементных

конструкций,

арми­

рованных ткаными сетками с пр^1,75

l/см и

1,5%, такой

под­

ход к оценке влияния формы сечения на величину краевых напря­

жений

и деформаций будет справедлив в пределах упругопласти­

ческой стадии работы.

 

В практике проектирования армоцементных конструкций встре­

чаются изгибаемые элементы двух типов сечений:

п р я м о у г о л ь ­

н о г о

и в о л н о о б р а з н о г о . Последний тип

сечения может

быть охарактеризован приведенным сечением типа

двутавра. К пря­

моугольному сечению следует отнести плоские элементы — плиты. Минимальная толщина плоских элементов 10 мм, максимальная 25—30 мм.

Таким образом, при действии изгибающего момента в плос­ кости, перпендикулярной тканым сеткам, решающую роль в повы­ шении напряжений и деформаций при &пр = const и р, = const играет высота сечения, или иначе — градиент напряжений.

Для выяснения влияния формы сечения на величину напряже­ ний и деформаций в крайних волокнах рассмотрим такой тип при­ веденного сечения, который при максимальной его высоте отвечал бы условию предельно допускаемой концентрации материала в пол­ ках. Из условия местной потери устойчивости предельные размеры стенки и полок двутавра могут быть приняты следующие: высота

сечения — высота стенки — 60 бс ; ширина

полок — 30 бп . где б0

толщина стенки; бп — толщина

полки.

сопротивлений армоце­

Учитывая, что отношение

расчетных

мента дисперсного армирования сжатию и растяжению приблизи­ тельно равно двум-трем (при а т = 0,04 мм), целесообразно площадь

71