7. Расчет внецентренно сжатых элементов
любого симметричного профиля
Эти элементы испытывают совместное действие продольной сжимающей силы
и изгибающего момента
, которые можно заменить продольной силой
, действующей с начальным эксцентриситетом
. Внецентренно сжатые элементы имеют сечение, развитое в плоскости изгибающего момента, арматура сосредоточена у коротких, наиболее напряженных граней (рис. 28).
Кроме начального эксцентриситета в расчетах должен учитываться случайный
, который принимают не менее:
длины элемента,
высоты его поперечного сечения и 10 мм.
В стадии разрушения возможны 2 случая напряженного состояния: при
эпюра напряжений – двузначная, работа элемента приближается к изгибу, при
все сечение сжато или его часть слабо растянута, работа элемента приближается к центральному сжатию, растянутая (менее сжатая) арматура недонапряжена.
При действии
и
напряжения будут нормальными, расчет по прочности ведется по нормальным сечениям. Уравнения равновесия: сумма проекций всех сил на продольную ось
– при
, (13)
– при
; (14)
сумма моментов относительно центра тяжести растянутой (менее сжатой) арматуры
. (15)
8. Учет гибкости и длительности закружения
при внецентренном сжатии
Под действием нагрузки внецентренно сжатые элементы изгибаются и начальный эксцентриситет
увеличивается до
(рис. 29). Увеличение эксцентриситета также происходит из-за ползучести бетона. При этом возрастает и изгибающий момент а, следовательно, и напряжения.
В расчетах элементов начальной эксцентриситет
нужно домножать на коэффициент
, который учитывает влияние продольного изгиба элемента на его несущую способность:
;
; (16)
где
– жесткость элемента, которая определяется в зависимости от геометрических характеристик поперечного сечения элемента, модулей упругости бетона и арматуры, длительности действия нагрузки.
9. Расчет прочности внецентренно сжатых элементов
прямоугольного профиля
Для прямоугольного сечения
,
,
(рис. 28), расстояние от точки приложения усилия до центра тяжести растянутой арматуры
. (17)
Условие прочности на основе уравнения равновесия моментов внешних сил и внутренних усилий относительно центра тяжести растянутой (менее сжатой) арматуры
. (18)
Высоту сжатой зоны бетона определяют из уравнений равновесия проекций всех сил на продольную ось элемента:
при
; (19)
при
; (20)
10. Расчет и конструирование центрально растянутых элементов
В условиях центрального растяжения находятся нижние пояса и растянутые раскосы ферм, затяжки и подвески арок, стенки круглых резервуаров, силосов, бункеров, труб и другие конструкции.
Из-за образования трещин работу бетона не учитывают, он является только защитным материалом; размеры поперечного сечения элемента назначают по конструктивным требованиям из условия размещения арматуры.

Центрально растянутые элементы чаще всего выполняют предварительно напряженными, размещение арматуры по сечению – симметричное. Для восприятия напряжений от усадки бетона, не одинакового натяжения напрягаемой арматуры, случайных механических и других воздействий по контуру устанавливают ненапрягаемую арматуру (рис. 30), процент армирования – 0,2 %. Диаметр хомутов принимается по конструктивным требованиям (п.2), шаг – не более
и 500 мм. Условие прочности
, (21)
где
и
– расчетное сопротивление и площадь ненапрягаемой арматуры,
и
– тоже, напрягаемой.
11. Расчет прочности внецентренно растянутых элементов
Эти элементы испытывают совместные действия продольной растягивающей силы
и изгибающего момента
(или силы
, приложенной к сечению с эксцентриситетом
). Конструктивные особенности внеценренно растянутых элементов – те же, что и центрально растянутых, они могут быть с напрягаемой арматурой и без нее.