24. Усилие концевых участков сжатых элементов – причины внимания к этому фактору. Особенности работы элемента без подобного усиления концевых участков.

Концевые участки сжатых соединяемых элементов (например, концы сборных колонн) усиливают поперечными сетками косвенного армирования. При соединении с обрывом продольной рабочей арматуры в зоне стыка усиление поперечными сетками производят по расчёту. Сетки устанавливают у торца элемента (не менее 4 шт.) на длине не менее 10d стержней периодического профиля и 20d гладкого профиля, при этом шаг сеток s должен быть не менее 60 мм, не более 7з размера меньшей стороны сечения и не более 150 мм (рис. Х.9). Размер ячеек сетки должен быть не менее 45 мм, не более меньшей стороны сечения и не более 100 мм.

Наибольшие усилия возникают именно на концах колонн.

На концевых участках сжатых элементов, передающих нагрузку через торцы без выпусков стержней продольной арматуры, следует устанавливать поперечные сварные сетки в количестве не менее четырех (в сваях - пять).

На концевых участках предварительно напряженных элементов в пределах длины зоны передачи напряжений с арматуры на бетон не допускается образование трещин при совместном действии всех нагрузок (кроме особых). Это требование вызвано тем, что преждевременное образование трещин в бетоне на концевых участках элементов может привести к выдергиванию арматуры из бетона под нагрузкой и внезапному разрушению конструкции.

У концевых участков сборных предварительно напряженных элементов необходимо предусматривать местное усиление против образования продольных раскалывающих трещин при отпуске натяжения арматуры. Для этого устанавливают дополнительную поперечную напрягаемую или ненапрягаемую арматуру. Дополнительную поперечную ненапрягаемую арматуру устанавливают на всю высоту элемента и приваривают к опорной закладной детали. Кроме того, у торцов предварительно напряженных Элементов устанавливают дополнительную косвенную арматуру с коэффициентом армирования =2% на длине не менее 0,61Р и не менее 20 см при продольной арматуре, не имеющей анкеров. В стыках и соединениях сборных железобетонных элементов стальные закладные детали часто проектируют в виде пластинок и приваренных к ним анкеров, испытывающих действие усилий М, N, Q. Чтобы усилить сопротивление сдвигу и отрыву, к пластинке приваривают нахлесточные анкеры и поперечные ребра.

25. Сжатые элементы с жесткой арматурой: применение и техническая граница обеспечения совместной работы бетона и арматуры. Понятия: жесткая арматура. После какого уровня насыщения сечения арматурой сечение нужно рассчитывать как металлическое, а не железобетонное?

Армирование сжатых элементов может осуществляться не только гибкой, но и жесткой арматурой в виде прокатных профилей – уголков, швеллеров и двутавров.

Жесткая арматура  это стальной сердечник сварного сечения или из прокатного двутавра. Вокруг сердечника по периметру сечения нужно обязательно устанавливать продольную гибкую арматуру с поперечной.

В настоящее время на строительстве промышленных зданий при больших нагрузках находят применение железобетонные конструкции с внешним уголковым армированием. Особенность таких конструкций заключается в том, что арматура находится снаружи и представляет собой уголки, расположенные по всем четырем углам сечения и соединенные между собой поперечными стержнями из круглой стали класса А-I, полностью обеспечивающие совместную работу уголков с бетоном. Поперечные стержни с высаженными головками по концам привариваются контактной сваркой к внутренним поверхностям полок уголков и поэтому имеют защитный слой бетона не менее 10 мм. Внешняя уголковая арматура используется для различных креплений, подвески коммуникаций, устройства стыков без закладных деталей, что придает железобетонному элементу свойство металлического.

Колонны с жесткой арматурой в виде прокатных профилей применяют при возведении монолитных каркасов многоэтажных зданий. В период возведения здания жесткий арматурный каркас воспринимает нагрузку от опалубки и свежеуложенного бетона. Когда бетон наберет заданную прочность, он вместе с жесткой арматурой воспринимает все нагрузки, приходящиеся на сооружение. Расчет конструкций с жесткой арматурой ведется по той же методике, что и для сжатых элементов с гибкой арматурой.

Во избежание отслоения бетона насыщение арматурой поперечного сечения не должно превышать 15 %. При большем проценте армирования считают, что бетон может выполнять только функции защитной неработающей оболочки, а сечение рассчитывают как металлическое. Класс бетона должен быть не ниже В15.

Экспериментальные исследования показали, что в правильно запроектированных конструкциях жесткая арматура может работать совместно с бетоном вплоть до разрушения, напряжение в ней достигает предела текучести; начальные напряжения, возникающие в несущей арматуре в процессе возведения, не снижают конечной прочности железобетонного элемента. При расчете внецентреино сжатых элементов с жесткой арматурой площадь сечения бетона сжатой зоны принимают за вычетом площади, занятой арматурой, что равносильно снижению расчетного сопротивления жесткой арматуры этой зоны до значения Rs—Rb.