Сообщение

Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами - Расположение усилий в поперечном прямоугольном сечении усиленного элемента

Содержание материала

4.1.15. Для сечения, симметричного относительно плоскости действия момента и дополнительном армировании композитными материалами, расположенном на грани элемента (рис. 4.1) расчетное условие прочности записывается в виде:

М < sfSf + RsSs + RscSsc (4.15)

4.1.16. Высоту сжатой зоны находят, используя уравнение равновесия:

clip_image026 (4.16)

4.1.17. Высота сжатой зоны x при разрушении усиленного сечения по арматуре и ФАП (x < xRf < xR) определяется из выражения:

clip_image028 (4.17)

тогда значение Mult может быть найдено следующим образом:

clip_image030 (4.18)

4.1.18. Высота сжатой зоны х при разрушении бетона сжатой зоны усиленного сечения и достижения в растянутой и сжатой стержневой арматуре напряжений, равных пределу текучести, определяется из выражения:

clip_image032 при xRf < x < xR (4.19)

тогда предельный изгибающий момент равен:

clip_image034 (4.20)

4.1.19. В случае, если напряжения в растянутой стержневой арматуре и в ФАП не достигли предельных, а прочность бетона сжатой зоны исчерпана и напряжения в сжатой стержневой арматуре достигли предела текучести, высота сжатой зоны определяется из выражения:

clip_image036 при xRf < xR < x (4.21)

clip_image037

Рис. 4.1. Расположение усилий в поперечном прямоугольном сечении усиленного элемента

тогда предельный изгибающий момент:

clip_image039 (4.22)

4.1.20. Напряжения в ФАП и стержневой арматуре могут быть найдены из выражений (4.23) и (4.24) соответственно:

clip_image041 (4.23)

clip_image043 (4.24)

где ebi определяется из выражения (4.10).

4.1.21. При расчете рекомендуется высоту сжатой зоны находить итерационно. На первом этапе принимается высота сжатой зоны, полученная из выражения (4.17). Затем вычисляются напряжения в стержневой арматуре и ФАП по выражениям (4.23) и (4.24) и проверяется равновесие внутренних сил. Если оно не выполняется, то высота сжатой зоны должна быть скорректирована. Расчет повторяется заново до тех пор, пока равновесие внутренних сил не будет выполнено.

Такой порядок рекомендуется и в тех случаях, когда из первого этапа расчетов получается, что сечение переармировано (x > xR). Введение в уравнение равновесия на втором этапе напряжения в композите, полученного по выражению (4.24), приведет к значительному уменьшению высоты сжатой зоны. На следующем этапе значение х следует принять как среднее арифметическое от первых двух и повторить расчет. Практика показывает, что уже на 4-й итерации можно добиться удовлетворительного результата (» 5%).

4.1.22. После подбора площади сечения арматуры ФАП необходимо проверить напряжения и деформации в ней, которые не должны превышать предельно допустимых величин Rfu или efu, определенных по п. 4.1.7. Это условие соблюдается, когда фактическая относительная высота сжатой зоны бетона x меньше граничной xRf, определенной из выражения (4.13).

4.1.23. По окончании расчетов усиленного нормального сечения необходимо провести проверку обеспечения несущей способности по наклонным сечениям.