101. Что такое короткие консоли?

Это консоли, которые удовлетворяют условию l₁ 0,9h₀,где l₁ – расчетный вылет,h₀ – рабочая высота. Обычно они представляют собой боковые выступы у колонн, служащие опорами балок, ригелей и тому подобных конструкций.

102. Как рассчитывают короткие консоли?

Короткие консоли испытывают воздействие больших поперечных сил при относительно небольших изгибающих моментах, поэтому их разрушение всегда происходит не по нормальным, а по наклонным сечениям. Опыты показали, что короткие консоли работают по схеме, близкой к работе кронштейна. Роль подкоса выполняет наклонная сжатая полоса (призма) бетона, а роль растянутой связи – растянутая арматура S (рис.51). Условие прочности призмы выводится из ее геометрии:N N_bu, гдеN =Q/sin– продольное усилие в призме от внешней нагрузки,N_bu=0,8R_b bl_sup sin _w– несущая способность призмы. ОтсюдаQ  0,8R_bbl_supsin²_w. ЗдесьQ – нагрузка на консоль,b– ширина сечения призмы (колонны),l_supsin– высота сечения (l_sup– ширина площадки опирания балок или ригелей), 0,8 – коэффициент условий работы,_w  1– коэффициент, учитывающий влияние поперечной арматурыS_wна повышение призменной прочности бетона (подобно сеткам косвенного армирования – см. вопрос 8).

Рис. 51

Рис. 52

Усилие в арматуре Sможно определить из суммы проекций сил на горизонтальную ось, а можно – из суммы моментов сил относительно точки опирания подкоса (точкаОна рис. 51). Нормы рекомендуют второй способ, тогдаA_s = M/R_sh₀, гдеM = Ql₁(здесь плечоl₁умышленно взято несколько больше проектной величины с учетом возможной неравномерности опорного давления балок, неточного их монтажа и соответствующего смещения равнодействующей силыQ). АрматураSдолжна быть надежно заанкерена по обе стороны от зоны опасных сечений (длина этой зоны, практически, равнаl₁)

Если условие прочности бетонной призмы не выполняется, то повышать класс бетона не следует – это отразится на стоимости всей колонны. Увеличение поперечного армирования дает ограниченный эффект. Поэтому лучше всего увеличить высоту консоли, что позволит увеличить угол , т.е. уменьшить усилие в призме и увеличить площадь ее поперечного сечения. Если высота сечения консоли заведомо ограничена (архитектурными, технологическими или иными требованиями), применяют консоли с жесткой арматурой.

103. Как рассчитывают короткие консоли с жесткой арматурой?

Рассчитывают так же (рис. 52), как и с гибкой арматурой, только в роли подкоса используют наклонные стальные пластины П, соединенные на сварке с арматурными стержнями – растянутымиSи конструктивными (слабо сжатыми)S. Усилия в пластине и в арматуре находят из решения силового треугольника:N_п = Q/sin;N_s = N_пcos. Пластины рассчитывают без учета продольного изгиба, поскольку бетон препятствует потере устойчивости. Расчетными также являются сварные швы, соединяющие пластины с арматурой.

3.3. Изгибаемые элементы

104. Что такое эпюра материалов и для чего ее строят?

У изгибаемого элемента (например, у балки) с постоянными по длине размерами сечения и армированием несущая способность на изгиб, равная Мu = Nbzb + Nszs (ее и называют эпюрой материалов, а иногдаэпюрой арматуры), изображается в виде прямоугольника. Если на той же оси построить эпюру моментовМот внешней нагрузки (например, отq), то видно, что эпюрыМиМu сближаются в середине пролетаздесь находится опасное сечение, которому соответствует минимальное отношениеМu /М.Чем ближе к опорам, тем больше отношение Мu /M, тем больше запас прочности и тем менее эффективно используется продольная арматура (рис. 53,а). Отсюда напрашивается простое решение: доводить до опоры не всю арматуруS, а только ее частьS1, другую частьS2оборвать в пролете. Тогда несущая способность нормальных сечений с арматуройS1уменьшится до величиныМu1(рис. 53,б).

О

чевидно, что точки теоретического обрыва (ТТО) арматурыS₂располагаются на пересечении эпюрыМ с эпюройМ_u1, а расстояниеаот опоры до ТТО определяется из равенстваМ_u1=M,где для данной схемы нагруженияМ = 0,5qa(la). Фактически же арматураS₂должна быть заведена за ТТО на длину не менее(см. вопрос 105).

С

Рис. 53

ледует также помнить, что до опоры (точнее, за грань опоры) должно быть доведено не менее 2-х стержней арматурыS₁(при ширине элемента менее 150 мм допускается доводить один стержень).