Сжатые железобетонные элементы

К сжатым железобетонным элементам относятся: колонны (рис. 3.4), стойки, верхние пояса арок, ферм и т. п.

Рис.3.4. Колонна:

а – закрепление концов колонны и её расчётная схема;

б) поперечное сечение колонны и расположение рабочей арматуры;

A_s,tot  - площадь сечения всей продольной рабочей арматуры, находящейся в сечении элемента; l₀ – расчётная длина колонны;  b – больший размер сечения (в случае прямоугольного сечения); h – меньший размер сечения

Из-за многих технологических особенностей изготовления, сжатые железобетонные элементы всегда оказываются внецентренно сжатыми. То есть в железобетонных элементах не удается сжимающую силу приложить точно к центрам тяжести их сечений. Вместе с тем, если продольная сила приложена со случайным эксцентриситетом и выполняется ряд условий, элемент можно рассматривать как центрально сжатый.

При расчете железобетонных колонн, как и колонн из других материалов, их фактические конструкции заменяют расчетными схемами (табл. 2.4 Приложение 2) и определяют расчетные длины l ₀ (l_ef) по формуле (2.8).

Случайный эксцентриситет приложения силы e _0,сл определяют как большее из значений: e ₀ ≥ l ₀/600; e ₀ ≥ 1 см. При эксцентриситете продольной силы e _0,сл ≤ h /30 и гибкости λ = l ₀/ h ≤ 20 (где h меньший размер поперечного сечения), в элементах имеющих симметричное армирование (рис. 3.4, б), разрешается проводить расчет по формуле (3.1). Ниже рассматривается расчет колонн со случайным эксцентриситетом приложения нагрузки.

Расчет сжатых элементов со случайным эксцентриситетом выполняют по формуле

                         N ≤ φ(R_bА + R_sc A_{s , tot} ),                                          (3.1)

где N – полное расчетное значение нагрузки на колонну с учетом ее веса;

R_b – призменная прочность бетона; А – площадь сечения колонны, А = bh;

R_sc – расчетное сопротивление сжатой арматуры; A_{s , tot} – площадь сечения всей продольной арматуры колонны;

φ – коэффициент, определяемый по формуле

                     φ = φ _b + 2(φ _sb – φ _b)α _s ≤ φ _sb,                                       (3.2)

где φ _b, φ _sb коэффициенты, определяемые по табл. 3.6 Приложения 3 в зависимости от отношений: N_l / N и l ₀/ h; здесь N_l – длительная часть всей расчетной нагрузки действующей на колонну; α _s – коэффициент, определяемый по формуле

                    α _s = R_sc μ/ R_b,                                                               (3.3)

где μ – коэффициент армирования, определяется по формуле

                                                                                 (3.4)

Минимальные значения коэффициентов армирования μ_min приведены в табл. 3.5 Приложения 3.