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.