Файл: Расчет железобетонных конструкций при сложных деформациях..pdf

К1 + фг + | г —фг Ег

y4w = 0,5 (1 -f Фз-f £а—фа У

При малых эксцентрицитетах уравнение (1.45) для определения

а уравнение (1.52) для проверки площади сечения арматуры Fa будет:

элементов сохраняют свой вид. Их также можно использовать для определения арматуры Fa и Fa.

Таким образом, при расчете кососжимаемых железобетонных элементов прямоугольного сечения необходимая площадь арма­ туры Fa (в безразмерном выражении а'п) определяется независимо от положения нейтральной оси и величины эксцентрицитета по фор­ муле (1.44) или (1.53) с. учетом обозначений (1.41). Площадь арма­ туры Fa (cy при малых эксцентрицитетах определяется по фор­ муле (1.51) или (1.66) с учетом тех же обозначений.

При больших эксцентрицитетах площадь арматуры Fa вычис­ ляется в зависимости от случая положения нейтральной оси.

27

Практически кососжммаемые элементы чаще всего работают по случаю II. Тогда из уравнений (1.59) и (1.61) находят коэффициенты £х и £2, а из уравнения (1.58) — величину аа. Используя затем обо­

в табл. 1.4 величины даны на рис. 1.9 и определяются по формулам:

28

1.5. РАЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ АРМИРОВАНИЯ

Метод расчета прочности кососжимаемых железобетонных эле­ ментов, изложенный выше, применим не только для любых прак­ тически встречающихся сечений, но и для любых схем армирова­ ния. Для расчета по этому методу необходимо лишь знать принятую схему и положение центров тяжести Fa и F'a.

Впрактике проектирования встречаются симметричное армиро­ вание с равномерным расположением стержней по периметру се­ чения и несимметричное с различным удалением арматурных стерж­ ней от нейтральной оси и силовой линии. Первый вид армирования, на который распространяются рекомендации СНиП, является не­ рациональным вследствие недоиспользования отдельных арматур­ ных стержней и сжатой зоны бетона. При соответствующем разме­ щении стержней арматура может быть использована лучше, а не­ сущая способность элемента — выше.

Вп. 5 основных предпосылок были указаны некоторые принципы рационального размещения арматуры по сечению кососжимаемых элементов, полученные из экспериментов. Ниже приведены неко­ торые теоретические исследования по этому вопросу и даны более систематизированные выводы о рациональности различных видов армирования.

1. Влияние положения нейтральной оси на прочность элемента

Экспериментами установлено, что размещение арматуры в сжа­ той зоне существенно влияет на положение нейтральной оси, которое в свою очередь сильно сказывается на прочности элемента. В данном случае имеется в виду не величина сжатой зоны бетона, а угол на­ клона нейтральной оси к оси х. Влияние этого угла у на прочность можно доказать и теоретически.

Очевидно, что прочность зависит от плеча внутренней пары, которое, например, в прямоугольном сечении при положении ней­ тральной оси по случаю I (см. рис. 1.7), согласно табл. 1.3, будет равно:

QP = hPo— ~ (A Ei cos р + 6 cp-Lsin Р).

Величина плеча будет тем больше, чем меньше функция, сто­ ящая в скобках. Найдя минимум этой функции и пользуясь условием постоянства площади сжатой зоны бетона ср-^Ь/г = софк = = const, получим экстремальные значения коэффициентов, опре­ деляющих положение нейтральной оси:

29