Если прочность не обеспечивается, то в зоне действия напряжений смятия устанавливают сетки косвенного армирования (не менее двух), шаг которых и размеры ячеек зависят от размеров меньшей стороны сечения элемента. Первую сетку ставят не далее 15…20 мм от поверхности смятия. Условие прочности имеет вид: N ≤ Rb,redAloc1, где Rb,red – приведенное расчетное сопротивление бетона смятию, зависящее от Rb,loc и от интенсивности косвенного армирования (Rb,red > Rb, loc).

141. Как рассчитывают прочность растянутых элементов?

Здесь также различают два случая: первый (рис. 72,а) - растягивающая сила N расположена между крайними рядами арматуры, внутри сечения (тогда все сечение растянуто); второй (рис. 72,б) - сила N расположена за пределами сечения (тогда часть сечения сжата). Понять разницу между случаями легко, представив себе однопролетную балку: если сосредоточенная сила приложена между опорами, то опорные реакции направлены в одну сторону (1-й случай), если к консоли, то в противоположные (2-й случай, рис. 72,в).

В 1-ом случае прочность проверяют из условий: Ne´ ≤ RsAs (ho - a´), Ne ≤ RsA´s (ho - a´). Отсюда легко подобрать и арматуру:

Аs³ Ne´ /(Rs(ho - a´)); A´s³ Ne/(Rs(ho - a´)). Очевидно, что при Аs = A´s в арматуре S´ напряжения ss < Rs, поэтому симметричное армирование эффективно только при центральном растяжении или при знакопеременности эксцентриситета ео.

Рис. 72

Во 2-ом случае прочность проверяют из того же условия, что и при внецентренном сжатии: Ne ≤ Nbzb + N´s zs = Rbbx(ho- 0,5x) +RscA´s(ho- a´ ), где х = (RsAs - RscA´s- N)/(Rbb). Если х > xRho, то принимают х = xRho, иначе получается абсурдная ситуация: в арматуре S напряжения ss < Rs (как в переармированном сечении). Подобрать арматуру во 2-м случае несколько сложнее, так как при двух уравнениях имеется три неизвестных: Аs, A´s и х. Обычно делают это методом последовательных приближений, задаваясь Аs, или с помощью табличных коэффициентов. Если по расчету оказалось х < 0(что также противоречит здравому смыслу), то прочность проверяют из условия Ne ≤ RsA´s(ho - a´ ).

142. Какой смысл применять растянутые элементы из железобетона?

Конечно, смысла нет - ведь в таких сечениях работает почти одна арматура. Поэтому их стараются делать преднапряженными (стенки цилиндрических резервуаров, напорные трубы, нижние пояса ферм и т.п.) с целью, если не полностью, то хотя бы частично погасить растягивающую силу N силой обжатия Р. Однако есть элементы, где преднапряжение (а оно связано с существенными технологическими затратами) не всегда оправдано: например, раскосы и стойки ферм. Но в таких элементах расход растянутой арматуры определяет, как правило, не расчет по прочности, а расчет по раскрытию трещин (см. главу 5).

143. Нужно ли ставить поперечную арматуру в растянутых элементах?         

Обязательно нужно, хотя ее роль здесь совсем не та, что в изгибаемых или во внецентренно сжатых элементах. Во-первых, вдоль растянутой арматуры могут появиться усадочные трещины, иногда и не очень заметные для глаза. Во-вторых, продольные трещины могут появиться в результате обжатия бетона, если арматура преднапряженная. Поэтому роль поперечной арматуры - сдержать развитие продольных трещин. Ставят ее снаружи продольной арматуры, а шаг хомутов назначают не более 600 мм и не более удвоенного наименьшего размера сечения элемента.

144. Как рассчитывают на продавливание?

Продавливание бетона может возникнуть в плитных конструкциях, когда к ним приложена нагрузка F1 на ограниченной площади (местная нагрузка). Продавливание происходит по поверхности пирамиды, грани которой наклонены под углом 45о (рис. 73,а). Продавливанию сопротивляется бетон, работающий на срез с расчетным сопротивлением, равным Rbt. Очевидно, что чем выше класс бетона и чем больше площадь боковой поверхности пирамиды, тем выше сопротивление продавливанию.

Площадь боковой поверхности допускается определять упрощенно: Ab= umho, где um - среднеарифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований. Когда к большему основанию пирамиды приложена нагрузка F2, то продавливливающая сила F = F1 - F2. Условие прочности: F ≤ Fb = aRbt Ab, где a = (0,8...1,0) - коэффициент, зависящий от вида бетона. Если условие прочности не соблюдается, а увеличить Rbt или ho нет возможности, то устанавливают хомуты, пересекающие боковые поверхности пирамиды. Тогда условие прочности: F ≤ Fb + 0,8∑RswAsw, где независимо от класса стали Rsw = 175 МПа (как для арматуры А-I).

Рис. 73

145. Влияет ли схема опирания на величину продавливающей силы?

Для уяснения сути вопроса рассмотрим два крайних примера (рис.73,б,в).

1. Если плиту перекрытия загрузить местной нагрузкой F1, то к ее нижней поверхности будут приложены только опорные реакции, расположенные за пределами основания пирамиды продавливания, т.е. F2 = 0. Поэтому продавливающая сила F  = F1.

2. Если подошва фундамента не выходит за пределы нижнего основания пирамиды продавливания, то F2 = F1, а F = 0, т.е. продавливания не будет. Очевидно, что при расчете на продавливание всегда следует учитывать особенности опирания конструкции.