Сжатые элементы в строительстве

    Fcr= n²π²EJ_x/l² . (г)

    Практическое  значение имеет наименьшая отличная от нуля величина силы Fcr, которая отвечает n = 1: 

    Fcr= π²EJ_x/l²                          (3) 

    Эта сила носит название критической силы. 
 

         2.2 Зависимость критического значения силы от условий закрепления стержня 

    Формула (3) выведена для стержня с шарнирными опорами на концах. Необходимо охватить и иные условия закрепления. Для каждой конкретной схемы задача о критическом значении сжимающей силы может быть решена аналогично описанному выше. В то же время критическую силу можно найти по механико-геометрической аналогии, минуя процедуру составления и решения дифференциального уравнения.

    Поступая  аналогично при других условиях закрепления  и обобщая формулы, запишем формулу критической силы в виде 

    Fcr= π²EJ_x/μl²                         (4) 

    μ – коэффициент приведения длины 

    На  рис. 4 показано несколько видов закрепления  стержней и даны соответствующие им коэффициенты приведения длины.

    

    Рис.4 

    Критическую силу (4) естественно следует классифицировать как предельную, определяющую несущую способность сжатого стержня. 

         2.3 Критическая сжимающая сила для железобетонных стержней 

    Формула (4) была выведена в курсе сопротивления  материалов, и она не применима  для железобетона. В железобетонном стержне совместно работают два  материала, что позволяет записать:

     

        

    Критическая сила бетонной части сечения равна

                                

    Для учёта физической нелинейности бетона, его ползучести и других факторов в формуле критической силы, принимается 

    

    где h – высота поперечного сечения железобетонной колонны 

    Заменяем отношение e₀/h коэффициентом  

      

    Тогда критическая сила бетонной части  сечения примет вид:

      
 

    Критическая сила арматурного каркаса равна 

      
 

    В этой формуле предложено заменить π² на 8

      

    Выражая значение критической силы, получаем

      

    Обозначая отношение модулей упругости стали и бетона

     , а также вынеся цифру 8 за  скобки и проводя некоторые  округления имеем

      

    Для учёта влияния ползучести в последнюю  формулу вводится коэффициент

    

    М – момент от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок.

    M_e – момент от постоянных и длительных нагрузок 

    Для учёта влияния предварительного напряжения арматуры вводится коэффициент φ_p, и в итоге имеем:

      
 
 
 
 
 
 

         2.4 Условие устойчивости сжатого стержня 

    Условие устойчивости сжатого стержня имеет  вид: 

    F/A ≤ R_cφ 

    Где F – сжимающая сила;

    А – площадь сечения;

    R_c – расчётное сопротивление материала на сжатие;

    φ – коэффициент уменьшения расчётного сопротивления 

    Величины  коэффициентов φ принимают такими, чтобы был обеспечен необходимый запас устойчивости. При этом учитываются разбросы диаграмм сжатия и физико-механических характеристик материала, наличие геометрических несовершенств в стержнях, эксцентриситетов прикладываемых сил, начальных напряжений, возникающих при изготовлении элементов конструкций, и т.п. Методика назначения величин коэффициентов φ достаточно сложна и рассматривается индивидуально в курсах устойчивости строительных конструкций. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

    Снижение  материалоемкости продукции, экономное  расходование сырья, топлива, энергии, металла, цемента и других материалов; снижение стоимости строительства зданий и сооружений; сокращение удельных капитальных вложений на единицу вводимой в действие мощности; повышение уровня индустриализации строительного производства и степени заводской готовности конструкций и деталей - таковы важнейшие задачи, поставленные перед капитальным строительством основными направлениями экономического и социального развития нашего государства.

    На  решение этих задач направлено современное  развитие и совершенствование теории железобетона и практики применения железобетонных конструкций.

    Бетон, как показывают испытания, хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению. Бетонная балка (без арматуры), лежащая на двух опорах и подверженная поперечному изгибу, в одной зоне испытывает растяжение, в другой сжатие, такая балка имеет малую несущую способность вследствие слабого сопротивления бетона растяжению.

    Та  же балка, снабженная арматурой, размещенной в растянутой зоне, обладает более высокой несущей способностью, которая значительно выше и может быть до 20 раз больше несущей способности бетонной балки без арматуры. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 
 

1. Байков  В.Н. Железобетонные конструкции. Общий  курс /  
   В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов. – М.: Стройиздат, 1984.

 

2. Бондаренко  В.М. Железобетонные и каменные конструкции. /  
   В.М. Бондаренко, Д.Г. Суворкин. – М.: Высшая школа, 1987.

 

3. Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: справочное пособие. / А.Б. Голышев. - Киев: Будiвельник, 1985.

 

4. Икрин В.А. Сопротивление материалов с элементами теории упругости и пластичности. / В.А. Икрин. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2005.

 

5. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. – М.: ФГУП ЦПП, 2004.

 

6. Улицкий И.И. Железобетонные конструкции (расчёт и  
   конструирование) / И.И. Улицкий – 3-е изд. – Киев: Будiвельник, 1972.