Железобетон

ЭЛЕМЕНТЫ, ПОДВЕРЖЕННЫЕ ИЗГИБУ С КРУЧЕНИЕМ

В железобетонных конструкциях кручение элементов в чистом виде почти не встречается, но в сочетании с из­гибом — весьма часто. В сравнении с изгибом сопротив­ление железобетонных элементов кручению существенно меньше. Поэтому в ряде конструкций, несмотря на от­носительно небольшие по абсолютному значению крутя­щие моменты, влияние их необходимо учитывать.

Примерами железобетонных элементов, испытываю­щих изгиб совместно с кручением, служат: мачта, нахо­дящаяся под воздействием поперечной внешней силы, приложенной на некотором расстоянии от оси элемента (рис. VI. 1, а), балка с односторонне загруженной пли­той (рис. VI.1, б) и др.

При кручении железобетонного элемента в нем воз­никают главные сжимающие и главные растягивающие напряжения, направленные под углом 45° к продольной оси. Появление трещин и их наклон обусловлены интен­сивностью и направлением главных растягивающих на­пряжений. В элементе, подверженном кручению, трещи­ны расположены по винтообразным линиям (рис. VI.2, А). Они появляются на ранних стадиях загружения. После образования трещин усилия в направлении главных рас­тягивающих напряжений воспринимает арматура, а уси­лия в направлении главных сжимающих напряжений — бетон. Разрушение элемента начинается, когда в растя­нутой арматуре появляются значительные неупругие удлинения (рис. VI.2, б).

Изгиб, сопровождаемый кручением, вызывает в же­лезобетонном элементе прямоугольного сечения разру­шение по одной из пространственных трещин (рис. VI.3). Противоположные концы пространственной трещины, проходящей по трем сторонам элемента, близко подхо­дят к сжатой зоне, расположенной у четвертой стороны.

Элементы, подверженные изгибу с кручением, ДОЛЖ­НЫ быть снабжены арматурой, воспринимающей усилия от действия изгибающего момента, поперечной силы и крутящего момента. На участках чистого кручения их можно армировать спиральной арматурой (рис. VI.4, А) Или поперечными и продольными стержнями (рис.

Б)

Ттг-

А

А-Я -т*г 1

І»

T-QllUS

Рис. VI.1. Железобетонные элементы, работающие на изгиб с кру­чением

А — мачта под воздействием горизонтальной силы F, приложенной с плечом а относительно продольной оси; б—балка с односторонней консольной плитой; М — эпюра изгибающего момента; Т — эпюра крутящего момента; T — равномерно распределенный крутящий мо­мент; Q — равномерно распределенная нагрузка

Рис. VI.2. Образец, испытан­ный на кручение о — после образования трещин (промежуточная стадия загру - жения); б—после испытания (конечная стадия загружения)

Рис. VI.3. Схема разрушения элемента прямоугольного сече­ния, работающего на изгиб с кручением

— пространственная трещнна;

— сжатая зона пространст­

VI.4, б). Спиральное армирование эффективнее, посколь­ку лучше согласуется с направлением главных растяги­вающих напряжений; однако оно целесообразно лишь при действии крутящих моментов одного знака. Армиро­вание продольными и поперечными стержнями удобнее спирального по производственным условиям.

Венного сечения

А — армирование продольными стержнями н спиралями; б~ армирование продольными стержнями н поперечными замкнутыми хомутами; в — Вязаный каркас; г — сварной каркас

А)

Г

Рис. VI. S. Армирование элемен­тов, работающих на изгиб с кручением

РР*

Рис. VI.4. Армирование элемен­тов прямоугольного сечения, работающих на изгиб с круче­нием

А — таврового сечения; б — двутаврового сечения; 1 — замкнутые хомуты ребра; 2 — замкнутые хомуты полки

Все продольные стержни, вводимые в расчет на кру­чение с полным расчетным сопротивлением, должны быть заведены для надежной анкеровки за грань опоры на длину не менее 1ап (см. § 1.3) или специально заан - керены.

Характер работы железобетонных элементов при кру­чении требует, чтобы в вязаных каркасах хомуты были замкнутыми с перепуском концов на длину 30d* (рис. VI.4, в), а в сварных каркасах все поперечные стержни вертикального и горизонтального направлений приваре­ны точечной сваркой к угловым продольным стержням для образования замкнутых контуров или же сварены между собой с помощью загнутых концов хомутов ду­говой сваркой с длиной шва не менее 10d* (рис. VI.4, Г).

В элементах сложного поперечного сечения (двутав­ровых, тавровых и др.), работающих на изгиб с круче­нием, все составляющие части сечения (ребра, полки) должны иметь замкнутое поперечное армирование в пределах каждой части (рис. VI.5).

Гоа