Расчет сжатых элементов. Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов

В отличие от изгибаемых элементов для вне­центренно сжатых элементов напряжения в арматуре, расположенной у растянутой или менее сжа­той грани сечения, изменяется в зависимости не только от ее количества, но и от эксцентриситета приложения продольной силы Ν_sd, проходя значения от растягивающих напряжений, равных рас­четному сопротивлению (физическому или условному пределу текучести)f_yd, до нуля и далее до предельных напряжений арматуры при сжатии. Поэтому, для внецентренно сжатых элементов следует рассматривать две области работы арматуры: с напряжениями, равными пределу текучести, и с переменными напряжениями, изменяющимися от предельных напряжений при растяжении до предельных напряжений при сжатии.

для расчета сечений изгибаемых элементов, на которые действует момент M_sd1, определяемый относительно центра тяжести растянутой арматуры A_s1(A_st);

31.Случай больших и малых эксцентриситетов.

При установленном плече внутренней пары сил определяют высоту сжа­той зоны сечения χ и рассчитывают относительные деформации арматуры, расположенной у рас­тянутой (менее сжатой) грани сечения. т.е. арматура не используется с полным сопротивлением имеет место т.н. случай малых эксцентриситетов. Если условие выполняется, такой случай на­зывают случаем больших эксцентриситетов и расчет производят аналогично тому, как это было показано для изгибаемых элементов (при действии в сечении только M_Sd).

В случае, когда условие не выполняется и имеет место случай малых эксцентриси­тетов, расчет следует произвести по общему методу, либо воспользоваться упрощением, прини­мая χ = χ_lim

32.Учет влияния продольного изгиба при расчете внецентренно сжатых элементов. Основные положения расчета внецентренно сжатых элементов с учетом продольного изгиба.

При расчете внецентренно сжатых элементов следует учитывать влияние геометрической нели­нейности их деформирования, то есть влияние продольных сил на значения изгибающих моментов, которое упрощенно можно трактовать как влияния прогиба элемента на увеличение начального экс­центриситета продольной силы, а, следовательно, и изгибающих моментов. В некоторых источниках это явление называют влиянием эффектов второго рода. В общем случае, когда сжатый элемент яв­ляется составной частью статически неопределимой системы, влияние продольного изгиба согласно требованиям норм учитывается расчетом конструкции по деформированной схеме. Такой расчет производится методами строительной механики, однако при определении деформаций от единичных и внешних усилий в основной системе метода сил следует учитывать добавочные моменты, равные про­изведениям продольной силы на прогибы элемента в данном сечении. Поскольку до начала расчета прогибы неизвестны, их находят последовательными приближениями.

В том случае, когда жесткости сжатых элементов приняты постоянными по их длине, может быть применен метод начальных параметров, позволяющий производить расчет по деформирован­ной схеме не прибегая к последовательным приближениям. Но, как было показано ранее, железо­бетонные элементы работают неупруго (особенно в стадии, близкой к разрушению), их жесткости переменны по длине элемента и неизвестны до расчета, т.к. зависят от величины действующих усилий. Поэтому расчет производят с использованием итерационных процедур.

В рамках общего метода расчета конструкции при действии изгибающих моментов и продоль­ных сил, основанного на применении деформационной расчетной модели, появляется возможность получить в процессе расчета параметры деформированного состояния любого сечения по длине эле­мента и скорректировать их для заданного уровня усилий от внешних воздействий в расчетных сече­ниях с учетом прогибов, развивающихся в процессе деформирования сжатого элемента.

33. Приближенные методы учета продольного изгиба при расчете сжатых элементов

В инженерной практике при расчете внецентренно сжатых элементов используют прибли­женные (упрощенные) методы, позволяющие учесть влияние прогиба на величину начального экс­центриситета, т.е. изменение величины начального момента, установленного статическим расчетом по упругой схеме.

Упрощенные приближенные методы расчета, учитывающие влияние продольного изгиба, можно разделить на две группы:

- методы первой группы - нелинейные методы расчета, допускающие упрощения при определе­нии схемы нагрузок, эпюр усилий и перемещений, использующие упрощенные зависимости кривизны от продольных сил и изгибающих моментов, основанные на приближенных способах учета реологических свойств материалов;

— методы второй группы - методы, в которых выполняют проверку прочности наиболее напря­женных сечений по усилиям, определенным из линейно-упругого статического расчета, скор­ректированным с учетом влияния продольных сил в сжатых элементах на величину изгибаю­щих моментов.

34.Классификация конструкций по характеру проявления продольного изгиба.

35.Расчетные длины сжатых элементов.

Определение гибкости сжатого элемента связано с установлением его расчетной длины l₀, которая в свою очередь зависит от фактической длины колонны (стойки) l_col и условий ее закреп­ления в верхних и нижних узлах.

Тогда расчетную дли­ну сжатого элемента можно записать:

l₀ =β₁ * l_col

36.Сжатые бетонные элементы.

37. Растянутые элементы. Расчет центрально и внецентренно растянутых элементов

38.Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси железобетонных конструкций по методу предельных усилий. Общие положения расчета. Характер работы нормальных сечений под нагрузкой.

Предельное усилие в бетоне сжатой зоны определяется напряжением, равным расчетному сопротивлению бетона на сжатие f_сd, умноженному на коэффициент α, учитывающий длительное действие нагрузки, неблагоприятный способ ее приложения

При этом, сжимающие напряжения считают равномерно распределенными по высоте условной сжатой зоны сечения (прямоугольная эпюра напряжений в сжатой зоне бетона).

Предельное усилие в арматуре растянутой зоны определяется напряжениями, равными рас­четному сопротивлению арматуры растяжению при высоте условной сжатой зоны сечения меньше граничной (x_eff < x_eff,lim). Предельное усилие в арматуре сжатой зоны определяется напряжением, равным расчетному сопротивлению арматуры при сжатии, которые принимают равными расчет­ным сопротивлениям арматуры растяжению, но не более напряжений, отвечающим предельным относительным деформациям бетона при осевом сжатии.

Прочность конструкции определяется предельными усилиями в сжатом бетоне, сжатой и растянутой арматуре при высоте условной сжатой зоны сечения меньше граничной и предельными усилиями в сжатом бетоне и сжатой арматуре при высоте условной сжатой зоны больше граничной

x_eff > x_eff,lim

При рас­чете конструкции по методу предельных усилий необходимо прежде всего выяснить случай, по которому происходит разрушение нормального сечения.

раз­рушение сечения может происходить по двум случаям: по растянутой арматуре или по сжатому бетону.

Поскольку характер разрушения предопределен поведением растянутой арматуры при на­ступлении предельного состояния в нормальном сечении, проанализируем напряженное состояние в арматуре.

относительные деформации, а, следовательно, и напряжения, в растянутой арматуре зависят от высоты сжатой зоны сечения х.

39, Граничное значение относительной высоты сжатой зоны.

40. Расчетная схема усилий в сечении, нормальных к продольной оси элемента.

41.Условие прочности.

42. Основные расчетные формулы.

43. Конструирование и расчет прочности изгибаемых элементов. Расчет сечений, нормальных к продольной оси элементов любой формы сечения, прямоугольного сечения с одиночной и двойной арматурой, таврового сечения.

44 Расчет и конструирование сжатых элементов. Величина случайного эксцентриситета. Случай больших и малых эксцентриситетов. Расчет внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения.

45 Расчет и конструирование растянутых элементов. Конструктивные особенности. Стадии напряженно-деформированного состояния центрально растянутых элементов. Расчет центрально и внецентренно растянутых элементов.

46 Прочность сечений, наклонных к продольной оси при действии поперечных сил. Формы разрушения наклонного сечения.

47Прочность наклонных сечений железобетонных элементов без поперечного армирования.

48 Упрощенный вариант общего метода расчета железобетонных конструкций при действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил.