Додаток G(обов’язковий)
Враховування повзучості, віброповзучості бетону та обтиснення поперечних швів у сталезалізобетонних конструкціях
1 При врахуванні повзучості бетону в статично визначених конструкціях необхідно визначити врівноважені в межах поперечного перерізу (далі – внутрішні) напруження і відповідні деформації.
Для конструкції, що складається зі сталевої балки із суцільною стінкою та об'єднаної з нею в рівні проїзду залізобетонної плити (див. рисунок), внутрішні напруження від повзучості бетону в загальному випадку слід визначати за такими формулами:
– на рівні центра тяжіння бетонної частини перерізу (розтягання)
;(1)
– у крайній фібрі нижнього пояса сталевої балки (розтягання або стиск)
;(2)
– у крайній фібрі верхнього пояса сталевої балки (стиск)
;(3)
– у стержнях крайнього ряду ненапружуваної арматури плити при (стиск)
; (4)
– втрати попереднього напруження напружуваної арматури (стиск)
;(5)
– у крайній фібрі бетону (розтягання)
(6)
Відносні деформації від повзучості бетону слід обчислювати за такими формулами:
– відносні деформації, що відповідають напруженням у сталевій частині перерізу
;(7)
– відносні деформації, що відповідають напруженням у бетонній частині перерізу
. (8)
У формулах (1) – (8):
- параметри, зв'язані з піддатливостю бетонної і сталевої частин перерізу й визначається з виразів
;
;
;
– гранична характеристика повзучості бетону;
– приймається за табл. 8.
– нормативна деформація повзучості бетону, яка визначається згідно з 3.15 і обов'язковим додатком Т, при уточненні – з урахуванням вказівок обов'язкового додатка Ф;
– початкове напруження стиску відповідно на рівні центра тяжіння перерізу й у крайній фібрі бетону від постійних навантажень і впливів;
– напруження в рівні крайньої фібри бетону, визначене з виразу
;
,- відповідно площа, момент інерції, моменти опору нижнього і верхнього поясів балки і крайнього ряду арматури брутто сталевої частини перерізу, включаючи арматуру;
– коефіцієнт приведення згідно з 5.16.
Інші позначення відповідають 5.5, 5.19 і рисунку.
2 Повзучість бетону допускається враховувати введенням у розрахунок умовного модуля пружності бетону , якщо в статично визначеній конструкції всі постійні навантаження, що викликають напруження в бетоні, прикладаються в одній стадії і при одній і тій же схемі роботи. Модуль треба визначати за формулою
,(9)
де – див. п. 1.
Епюри відносних деформацій і внутрішніх напружень від повзучості бетону
Внутрішні напруження від повзучості бетону для і-ої фібри перерізу слід обчислювати за формулою
,(10)
де – напруження від постійних навантажень, отримані при модулі пружності бетону відповідно і .
3 При врахуванні повзучості бетону в статично невизначуваних конструкціях необхідно визначити внутрішні напруження і зовнішні силові фактори (опорні реакції, згинальні моменти та ін.), а також відповідні деформації.
Внутрішні напруження і зовнішні силові фактори допускається обчислювати методом послідовних наближень, приймаючи зусилля в центрі тяжіння бетонної частини перерізу за навантаження (тут і , приймаються згідно з 1).
При цьому, виконуючи розрахунок методом сил, бетонну частину перерізу слід враховувати в такий спосіб: з модулем (див. 2) – при визначенні основних і побічних переміщень; з модулем – при визначенні напружень у центрі тяжіння бетону від зовнішніх силових факторів, викликаних повзучістю. Значення граничної характеристики повзучості, що виражена через φ, використані для визначення і послідовних наближень, наведено в таблиці 1.
Таблиця 1
|
Номер наближення |
Величина граничної характеристики повзучості бетону при обчисленні |
|
|
|
напруження від повзучості бетону на рівні центра тяжіння бетонної частини перерізу |
основних та побічних переміщень |
|
1 |
|
0,5 |
|
2 |
0,5 |
0,38 |
|
3 |
0,38 |
0,32 |
4 Прогини конструкції від повзучості бетону слід визначати, розглядаючи сталеву частину перерізу під дією сил , прикладених у рівні центра тяжіння перерізу бетону. Для статично визначуваних конструкцій має місце рівняння . Для статично невизначуваних систем дорівнює сумі внутрішніх напружень і напружень від зовнішніх силових факторів, викликаних повзучістю.
5 Деформації обтиснення замоноліченних бетоном поперечних швів збірної залізобетонної плити необхідно враховувати в розрахунках, якщо поздовжня арматура плити не зістикована у швах і при цьому плита не має попереднього напруження в поздовжньому напрямку.
Деформації обтиснення поперечних швів слід враховувати введенням у вираз для (див. 1 і 2) узагальненої характеристики повзучості бетону й обтиснення поперечних швів , визначеної за формулою
,(11)
де – довжина стиснутої постійними навантаженнями і впливами залізобетонної плити;
– сумарна деформація обтиснення поперечних швів, розташованих на довжині ;
– приймається згідно з 1;
– приймаються згідно з 3.24 та 3.32.
За відсутності дослідних даних величину напружень , см, допускається обчислювати за формулою
,(12)
де – ширина шва (зазор між торцями збірних плит).
6 Врахування віброповзучості бетону треба виконувати введенням у розрахунок умовного модуля пружності бетону , що обчислюється згідно з 2 із заміною на , що визначається за формулою
(13)
де – характеристика циклу початкових напружень у бетоні, визначених без врахування віброповзучості і повзучості;
– приймаються згідно з 1.
Додаток L(обов'язковий)
Визначення напружень у сталевозалізобетонних балках від усадки бетону і температурних впливів
1 Напруження в сталі і бетоні для статично визначуванної конструкції, що складається зі сталевої балки із суцільною стінкою й об'єднаної з нею в рівні проїзду залізобетонної плити, слід визначати за формулами:
а) від усадки бетону
(1)
де Astb,shr, Istb.shr.- приведені до сталі площа і момент інерції брутто поперечного перерізу сталезалізобетонної балки при модулі пружності бетону Eef,shr, який визначається згідно з 5.9;
Ast – площа сталевої частини перерізу, включаючи арматуру залізобетонної плити;
Sshr=AstZst,stb;
Zst,stb – відстань від центра тяжіння Astb,shr до центра тяжіння Ast;
Z – відстань від центра тяжіння Astb,shr до фібри, де визначається ??sfr (додатній напрямок осі Z прийнято вниз);
vshr = 0, vshr = 1 при визначенні напружень відповідно в бетоні й у сталі;
Е – слід приймати рівним при визначенні напружень:
εshr – гранична відносна деформація усадки бетону, приймається згідно з 5.9;
б) від температурних впливів
(2)
де ?? =1??10-5 град –1- коефіцієнт лінійного розширення сталі і бетону;
tтах = ??f tn,max
??f – приймається відповідно до табл. 17;
tn,max – приймається згідно з 5.10;
Е – дорівнює Еb, Еst, Еrs, Еrp при визначенні напружень відповідно в бетоні, сталевій балці, ненапружуваній арматурі і арматурі, що напружується;
Astb,t, Istb,t – приведені до сталі площа і момент інерції брутто поперечного перерізу сталезалізобетоної балки;
Z – відстань від центра тяжіння Astb,t, до фібри, де визначається ??t .
У випадках підвищення або зниження температури сталевої частини конструкції у формулі (2) слід приймати:
(3)
St=(0,4hw-0,8Zb1,stb)Awt+0,3As1,tZs1,stb; (4)
??=??ti,
деАwt – площа сталевих вертикальних елементів (стінки, вертикальних полиць поясних кутників, ламелей) ;
As1,t – площа сталевих горизонтальних елементів нижнього пояса.
У випадку підвищення температури залізобетонної плити у формулі (2) слід приймати:
(5)
(6)
??=????ti ,
де bsl,tsl, см, приймаються за п. 5.15.
Величини ??ti і ????ti, що відносяться до i-ої точки перерізу, в якій визначаються напруження, слід приймати згідно з 5.10.
Інші позначення, прийняті у формулах (3) – (6), відповідають 5.5 і рис. 5.1.
2 При розрахунку статично невизначуваних систем на температурні впливи й усадку бетону геометричні характеристики перерізу необхідно приймати згідно з 1.
Додаток N(обов'язковий)
Розподіл зсувних зусиль по шву об'єднання залізобетонної плити і сталевої конструкції вскладних випадках впливів
1 Розподіл кінцевого зсувного зусилля SeN слід приймати за несиметричною трикутною епюрою з довжиною основи aе (див. рис.).
При цьому:
(1)
де s??1N, s1N – інтенсивність погонних зсувних зусиль відповідно до рис.;
SeN, ae – приймаються згідно з 5.28 і 5.29.
2 При розподілі біля опорного зсувного зусилля від поперечних сил SpQ слід вважати, що інтенсивність відповідних погонних зсувних сил змінюється в обидва боки по прямолінійної епюрі від середини довжини приопорної ділянки (див.рис.); при цьому ордината в середині приопорної ділянки дорівнює
. (2)
3 Розподіл місцевих зосереджених зсувних зусиль (від заанкерованої високоміцної арматури, примикання ванти або розкосу і т.д.) ScN у вилучених від кінця плити зонах слід приймати за симетричною трикутною епюрою з довжиною основи 2 ае (див. рис.).
4. При визначенні зсувних зусиль довжини розрахункових ділянок слід приймати (див. рис.): I=0,18(H+bsl); II=0,36(H+bsl) – для кінцевих ділянок і в місцях прикладення зосереджених сил, а також у місцях, що примикають до зазначеної ділянки; ІІІ??0,8(H+bsl); IV??1,6(H+bsl) – на решті довжини прогонової будови відповідно в крайній і середній чвертях прогону.
Рисунок – Епюри погоних зсувних сил між залізобетонною та стальною частинамиІ, ІІ, ІІІ, ІV – розрахункова довжина ділянок
Додаток Q(обов'язковий)
Розрахунки міцності об'єднання залізобетонуі сталі гнучкими упорами й анкерами
1 Зсувне зусилля Sh , що припадає на один гнучкий упор, має відповідати наступним умовам міцності:
(1)
(2)
(3)
Для гнучких упорів у вигляді круглих стержнів має бути, крім того, виконана умова
(4)
У формулах (1)-(4):
tfr – сума радіуса заокруглення і найбільшої товщини полиці прокатного профілю, см;
tw – товщина стінки прокатного профілю,
l – довжина круглого стержня гнучкого упора, см;
d – діаметр стержня гнучкого упора або анкера, см;
bdr – ширина площі зминання бетону упором, см;
Rb,Ry,m – приймаються згідно з 5.19.
2 Зсувне зусилля Sh, що припадає на один похилий анкер з арматурної сталі круглого перерізу (гладкого або періодичного профілю) або на одну вітку петельного анкера, має відповідати таким умовам:
(5)
(6)
де Ааn – площа поперечного перерізу стержня анкера або вітки анкера, см2;
?? –кут нахилу анкера до поверхні сталевої конструкції.
Для анкерів, розведених у плані, у формули (5) і (6) замість cos ?? слід підставляти добуток cos??cos?? , де ?? – кут між горизонтальною проекцією анкера і напрямком дії зсувної сили.
Зсувне зусилля, що сприймається стиснутими похилими анкерами, не повинне перевищувати 25 % повного зсувного зусилля, що діє на обчислюваній ділянці.
3 При об'єднанні залізобетонної частини зі сталевою за допомогою похилих анкерів зі смугової сталі товщиною tan від 8 до і шириною від 20 до зсувне зусилля Sh, що припадає на один анкер або на одну вітку петельного анкера, слід перевіряти згідно з формулою (5), заміняючи d2 виразом tan ??Aan (де tan – у см), і згідно з формулою 6.
4 Якщо похилі або вертикальні анкери знаходяться у високому залізобетонному ребрі і використовуються для сприйняття в ньому головних розтягувальних напружень, розтягувальні зусилля в похилих анкерах слід визначати як в арматурних відгинах звичайного залізобетону, а у вертикальних анкерах – аналогічно зусиллям у хомутах звичайного залізобетону. Допускається достатність перерізу анкера для сприйняття цього розтягувального зусилля і зсувної сили між залізобетоном і сталлю перевіряти незалежно і зусилля не підсумовувати.
Додаток R(обов'язковий)
Розрахунки міцності об'єднання залізобетону і сталі високоміцними болтами, щообтискають залізобетон
1 Зусилля натягу високоміцного болта належить визначати за формулою
Nhb=Nhb,n-??N, (1)
де Nhb,n – контрольоване зусилля натягу болта;
?? N - втрати зусиль натягу від усадки і повзучості бетону плити і шару розчину під плитою.
При конструкції болтового об'єднання за кресленням втрати припускається вираховувати за формулою
??N=Nhb,n (0.23 –0.0025t), (2)
де t ?? 50 см – сумарна товщина плити і шару розчину по осі отвору.
2 У фрикційному з'єднанні залізобетонної плити зі сталевим поясом (через шар цементно-піщаного розчину або при безпосередньому контакті) за умови очищення пояса зсувне зусилля, що припадає на один високоміцний болт, має відповідати умові
(3)
Nh,b – зусилля натягу високоміцного болта, приймається згідно з п. 1; k = 1,3 – коефіцієнт безпеки;
f - коефіцієнт тертя, що приймається:
0,60 – при омонолічуванні шва цементно-піщаним розчином або при плиті з монолітного залізобетону;
0,45 – при безпосередньому контакті збірного залізобетону зі сталлю.
Рисунок – Конструкція болтового з’єднання
1 - високоміцний болт діаметром 22 або ; 2 - отвір в бетоні діаметром ;
3 - арматурний каркас зі стержнів періодичного профілю діаметром ;
4 - розподільна прокладка розмірами 100х100х16 для болтів та 100х100х20 для болтів
