Элементы без поперечной арматуры

Расчет элементов без поперечной арматуры на действие поперечной силы производится из условий

а) ; (3.64) где - максимальная поперечная сила у грани опоры;

б) , (3.65) где - поперечная сила в конце наклонного сечения, начинающегося от опоры; значение принимается не более .

При действии на элемент сосредоточенных сил значения принимаются равными расстояниям от опоры до точек приложения этих сил, но не более .

При расчете элемента на действие распределенных нагрузок, если выполняется условие ,(3.66), условие (3.65) принимает вид (3.67)(что соответствует ), а при невыполнении условия (3.66) - (что соответствует ).

Рис.19. Расположение невыгоднейших наклонных сечений в элементах без поперечной арматуры. 1 - наклонное сечение, проверяемое на действие поперечной силы ; 2 - то же, силы

Для упомянутых плоских плит с несвободными боковыми краями правая часть условия (3.66) делится на 0,64, а условие (3.67) принимает вид .(3.67a)

Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие момента (черт.3.18) производят из условия , (3.69) , где - момент в наклонном сечении с длиной проекции на продольную ось элемента, определяемый от всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения, относительно конца наклонного сечения (точка 0), противоположного концу, у которого располагается проверяемая продольная арматура, испытывающая растяжение от момента в наклонном сечении (черт. 3.19)

Рис. 20. Схема усилий в наклонном сечении при расчете его по изгибающему моменту

- момент, воспринимаемый продольной арматурой, пересекающей наклонное сечение, относительно противоположного конца наклонного сечения;

- момент, воспринимаемый поперечной арматурой, пересекающей наклонное сечение, относительно противоположного конца наклонного сечения (точка 0).

Момент определяют по формуле , (3.70)

где - усилие в продольной растянутой арматуре, принимаемое равным , а в зоне анкеровки определяемое согласно п.3.45;

- плечо внутренней пары сил, определяемое по формуле

(где - ширина сжатой грани); но при наличии сжатой арматуры принимаемое не менее ; допускается также принимать .

Момент при поперечной арматуре в виде хомутов, нормальных к продольной оси элемента, определяют по формуле ,

где определяют по формуле (3.48) п.3.31, а принимают не более .

Для свободно опертых балок невыгоднейшее наклонное сечение начинается от грани опоры и имеет проекцию , принимаемую не более и определяемую следующим образом:

а) если на элемент действуют сосредоточенные силы, значения принимаются равными расстояниям от опоры до точек приложения этих сил, а также равным , если это значение меньше расстояния до 1-го груза;

б) если на элемент действует равномерно распределенная нагрузка , значение определяется по формуле: , (3.76) здесь - см. формулу (3.48).

ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

При расчете железобетонных элементов на действие сжимающей продольной силы следует учитывать случайный эксцентриситет принимаемый не менее:

1/600 длины элемента или расстояния между его сечениями, закрепленными от смещения; 1/30 высоты сечения; 10 мм.

Для элементов статически неопределимых конструкций (в том числе для колонн каркасных зданий) значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения принимают равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее .

Расчет нормальных сечений внецентренно сжатых элементов производят в плоскости эксцентриситета продольной силы (в плоскости изгиба) и отдельно в нормальной к ней плоскости с эксцентриситетом , равным случайному (см. п.3.49).

РАСЧЕТ ПРИ ДЕЙСТВИИ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ

Расчет внецентренно сжатых элементов при действии поперечных сил производится аналогично расчету изгибаемых элементов и следующих указаний:

а) при >0,5 правая часть условия (3.43) умножается на коэффициент

, (3.83) где , но не менее ;

б) значение поперечной силы, воспринимаемой бетоном в наклонном сечении , а также правая часть условия (3.49) умножается на коэффициент ;

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ПРОГИБА ЭЛЕМЕНТОВ

Влияние прогиба элемента на момент продольной силы (или ее эксцентриситет ) учитывается, как правило, путем расчета конструкции по деформированной схеме, принимая во внимание неупругие деформации бетона и арматуры, а также наличие трещин. Допускается производить расчет конструкции по недеформированной схеме, а влияние прогиба элемента учитывать путем умножения момента на коэффициент

_{М =} (3.85) , где - момент от вертикальных нагрузок, не вызывающих заметных горизонтальных смещений концов; - коэффициент, принимаемый равным:

для сечений в концах элемента: при податливой заделке - 1,0; при жесткой заделке - по формуле (3.86); для сечений в средней трети длины элемента - по формуле (3.86); для прочих сечений - по линейной интерполяции; Значение коэффициента при расчете конструкции по недеформированной схеме определяется по формуле , (3.86), где - условная критическая сила, определяемая по формуле ; (3.87)

- жесткость железобетонного элемента в предельной стадии, определяемая по формулам: для элементов любой формы сечения ; (3.88)

для элементов прямоугольного сечения с арматурой, расположенной у наиболее сжатой и у растянутой грани элемента .

где: и - момент инерции соответственно бетонного сечения и сечения всей арматуры относительно центра тяжести бетонного сечения,

- коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента и равный (3.90) но не более 2;

и - моменты внешних сил относительно оси, нормальной плоскости изгиба и проходящей через центр наиболее растянутого или наименее сжатого (при целиком сжатом сечении) стержня арматуры, соответственно от действия всех нагрузок и от действия постоянных и длительных нагрузок; для элементов, рассчитываемых согласно пп.3.56-3.61, допускается и определять относительно оси, проходящей через центр тяжести всей арматуры ;

- коэффициент, принимаемый равным , но не менее 0,15 (для кольцевых и круглых сечений значение заменяется на ); .

При гибкости элемента (для прямоугольных сечений - при ) можно принимать . При следует увеличивать размеры сечения.

Расчетная длина принимается равной:

а) при вычислении коэффициента , а также при расчете элемента на действие продольной силы со случайным эксцентриситетом для элементов:

с шарнирным опиранием на двух концах - 1,0 ;

с шарнирным опиранием на одном конце, а на другом конце:

с жесткой заделкой - 0,7

с податливой заделкой - 0,9 ;

с заделкой на двух концах: жесткой - 0,5 ;

податливой - 0,8 ;

с податливой заделкой на одном конце и с жесткой заделкой на другом - 0,7 ;

Здесь - расстояние между концами элемента.

Для конкретных конструкций и сооружений можно принимать иные значения .

РАСЧЕТ НОРМАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ УСИЛИЯМ

Прямоугольные сечения с симметричной арматурой

Проверку прочности прямоугольных сечений с симметричной арматурой (когда ) производят из условия ,

где - момент относительно центра тяжести сечения, определяемый с учетом прогиба элементов согласно пп.3.53-3.55;

- высота сжатой зоны, принимаемая равной

а) при (черт.3.27) - ;

б) при - , где определяется по формуле (3.92) здесь - см. табл.3.2.

Требуемое количество симметричной арматуры определяется следующим образом в зависимости от относительной величины продольной силы :

а) при , (3.93)

б) при , (3.94)

где - относительная высота сжатой зоны, определяемая по формуле (3.92), где значение допускается принимать равным (3.95) , при , но не более 1,0.

В формулах (3.93-3.95): , ;

Если значение не превышает 0,15 , необходимое количество арматуры можно определять с помощью графика черт.3.28, используя формулу , (3.96)

где определяется по графику черт.3.28 в зависимости от значений

.

Рис. 21. Схема усилий в поперечном прямоугольном сечении внецентренно сжатого элемента

; ;

Расчет сжатых элементов из бетона классов В15-В35 на действие продольной силы, приложенной с эксцентриситетом, принятым согласно п.3.49, равным случайному эксцентриситету , при допускается производить из условия

, (3.97) где - коэффициент, определяемый по формуле

, (3.98) но принимаемый не более .

Здесь и - коэффициенты, принимаемые по табл.3.5 и 3.6.

Рис. 22.. Графики несущей способности внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения с симметричной арматурой

Таблица 3.5

	#G0Коэффициент при
	0,93	0,92	0,91	0,90	0,89	0,88	0,86	0,84
0,5	0,92	0,91	0,90	0,89	0,86	0,82	0,77	0,71
1,0	0,92	0,91	0,89	0,87	0,83	0,76	0,68	0,60

Таблица 3.6

	#G0Коэффициент при
А. При и при отсутствии промежуточных стержней (см. эскиз) или площади сечения этих стержней менее
	0,93	0,92	0,91	0,90	0,89	0,88	0,86	0,83
0,5	0,92	0,91	0,91	0,90	0,88	0,87	0,83	0,79
1,0	0,92	0,91	0,90	0,90	0,88	0,85	0,80	0,74
Б. При или при площади промежуточных стержней (см. эскиз), равной или более независимо от
	0,92	0,92	0,91	0,89	0,87	0,85	0,82	0,79
0,5	0,92	0,91	0,90	0,88	0,85	0,81	0,76	0,71
1,0	0,92	0,91	0,89	0,87	0,83	0,77	0,70	0,62
	Обозначения, принятые в табл.3.5 и 3.6:   - продольная сила от действия постоянных и длительных нагрузок.   - продольная сила от всех нагрузок.

; (3.99) - площадь сечения всей арматуры в сечении;

при можно, не пользуясь формулой (3.98), принимать .

КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Для обеспечения несущей способности, пригодности к нормальной эксплуатации и долговечности бетонных и железобетонных конструкций помимо требований, определяемых расчетом, следует выполнять конструктивные требования:

- по геометрическим размерам элементов конструкций;

- по армированию (содержанию и расположению арматуры, толщине защитного слоя бетона, анкеровке и соединениям арматуры);

- по защите конструкций от неблагоприятного влияния воздействий среды.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ

Минимальные геометрические размеры сечений конструкций следует назначать такими, чтобы обеспечивать:

- возможность надлежащего размещения арматуры (расстояния между стержнями, защитный слой бетона и т.д.), ее анкеровки и совместной работы с бетоном;

- достаточную жесткость конструкций;

- необходимую огнестойкость, водонепроницаемость конструкций, тепло- и звукоизоляцию, коррозионную стойкость, радиационную защиту и т.п.;

- возможность качественного изготовления при бетонировании конструкций.

Размеры сечений внецентренно сжатых элементов для обеспечения их жесткости рекомендуется принимать такими, чтобы их гибкость в любом направлении не превышала:

- для железобетонных элементов - 200 (для прямоугольных сечений при );

- для колонн, являющихся элементами зданий - 120 (при );

- для бетонных элементов - 90 (при ).

АРМИРОВАНИЕ