Сжатые элементы со случайными эксцентриситетами.

Внецентренно сжатые элементы испытывают воздействие продольной сжимающей силы N, приложенной с эксцентриситетом относительно центра тяжести сечения, или воздействие силы N и изгибающего момента М. Одновременное действие силы N и момента М эквивалентно действию только одной силы N, приложенной с эксцентриситетом l₀=M/N относительно центра тяжести сечения. Существует класс конструкций, в которых в соответствии со статическим расчетом продольная сила действует по оси, проходящей через центр тяжести сечения.

Однако, фактически в этих конструкциях имеет место эксцентриситет, вызванный случайными причинами (неоднородность свойств материалов по сечению, начальная кривизна элемента и т.д.)

Поэтому при расчете прочности таких элементов должен учитываться случайный эксцентриситет; lo, принимаемый равным большему из значений:

lo = 1/600; lo=h/30 где; l - длина элемента, h -размер поперечного сечения.

К внецентренно сжатым элементам со случайными эксцентриситетами относятся верхние пояса ферм при узловой передаче нагрузки, сжатые элементы решетки ферм.

Конструктивные особенности сжатых элементов с гибкой продольной арматурой и хомутами. Поперечное сечение сжатых элементов принимают: при малых эксцентриситетах - квадратное, круглое, кольцевое, при больших -прямоугольное, двутавровое.

Размеры поперечного сечения определяют расчетом и, в целях унификации, принимают кратными 50мм, если размер сечения не превышает 500мм, и кратным 100мм - при больших размерах. Для колонн обычно применяют бетон классов В15...В30. В зависимости от особенностей армирования сжатые элементы различают:

1) по виду продольного армирования

а) с гибкой продольной арматурой и хомутами,

б) с жесткой (несущей) продольной арматурой,

2) по виду поперечного армирования:

а) с обычным поперечным армированием (хомутами),

б) с косвенной арматурой в виде спиралей, колец или сеток.

Насыщение поперечного сечения сжатых элементов продольной арматурой оценивают коэффициентом армирования m или процентом армирования m%. Оптимальный процент армирования по экономическим соображениям принимают 1...2%. Минимальный % - 0, 05...0, 25%; максимальный - 3%.

Для продольной арматуры целесообразно использовать горячекатные стали классов AII и АIII диаметром от 12 до 40мм.

В элементах со случайным эксцентриситетом продольную рабочую арматуру располагают по периметру стержня для того, чтобы колонна могла лучше воспринимать изгибающий момент от случайных боковых воздействий и расчетных боковых усилий

Максимально допустимое расстояние между осями стержней составляет 400мм. Если расстояние между осями продольных стержней составляет > 400мм, то следует предусмотреть установку между ними дополнительных стержней диаметром не < 12мм. Колонны сечением 400x400мм можно армировать 4-мя стержнями. Если плоские каркасы противоположных граней колонны имеют промежуточные продольные стержни, то последние через один и не реже, чем через 400мм связывают с помощью шпилек.

Поперечную арматуру в сжатых элементах устанавливают конструктивно.

Расстояние между поперечными стержнями назначают 20d — в сварных каркасах, 15d - в вязанных и не более 500мм.

Диаметры поперечных стержней dsw в сварных каркасах назначают по условиям свариваемости, а в вязаных - не менее 5мм и не менее 0, 25d. Для поперечной арматуры используют стали классов Al, Bpl, AIII.