9.5.3.1 Профнастили з ребрами, паралельними опорним балкам

9.5.3.1.1 Поперечні стрижні розташовані в межах зони бетону, що має форму вута (рисунок 9.11). Якщо профіль є нерозрізним поперек балки, то ширина b0 дорівнює ширині паза, як показано на рисунку 11.2. Якщо настил розрізний, то b0 визначається способом, який показано на рисунку 9.11. Висоту паза слід приймати як hр, загальна висота настилу мінус виступи.

Рисунок 9.11 - Балка з профільованим настилом, паралельним балці

9.5.3.1.2 Розрахунковий опір зсуву необхідно приймати, як опір у суцільній плиті, помножений на коефіцієнт kl що визначається за наступним виразом:

де hsc - загальна висота стрижня, але не більше ніж hp + .

9.5.3.1.3 Якщо настил розрізний поперек балки і не заанкерований до балки належним чином, то сторона паза і її армування повинні задовольняти 9.5.4.4.

9.5.3.2 Профнастили з ребрами, перпендикулярними до опорних балок

9.5.3.2.1 При виконанні умов, наведених у 9.5.3.2.2 і 9.5.3.2.3, розрахунковий опір зсуву повинен прийматись, як опір у суцільній плиті, обчислений, як наведено у 9.5.3.1 (за винятком умови, що fu повинна становити не більше ніж 450 Н/мм2), помножений на понижуючий коефіцієнт kt що визначається за наступним виразом:

де nr - кількість поперечних стрижнів у одному ребрі на перерізі балки, що не перевищує двох за розрахунком, а інші символи показані на рисунку 9.12.

Рисунок 9.12 - Балка з профільованим сталевим настилом з ребрами, перпендикулярними до опорних балок

9.5.3.2.2 Коефіцієнт kt не повинен прийматись більшим ніж відповідне значення kt,mах, яке наведене у таблиці 9.1.

9.5.3.2.3 Значення, наведені у 9.5.3.2.1 і 9.5.3.2.2, можуть застосовуватись при забезпеченні умов, що:

-  поперечні стрижні розміщені у ребрах висотою hр, не більшою ніж , і ширина b0 не менша ніж hр; ,

-  при зварюванні через настил діаметр стрижнів не перевищує ;

-  при влаштуванні отворів у профнастилі діаметр стрижнів не перевищує .

Таблиця 9.1 - Верхні межі kt,mах для коефіцієнта зниження kt

Кількість стрижневих поперечних з'єднань на ребро

Товщина г листа, мм

Стрижні діаметром не більше ніж , зварювані через сталевий профнастил

Профнастил з отворами та поперечними стрижнями діаметром або

nr = 1

≤1,0

0,85

0,75

 

>1,0

1,0

0,75

nr = 2

≤1,0

0,85

0,6

 

>1,0

0,8

0,6

9.5.3.3 Двовісне навантаження, що діє на зсувні з'єднання

Якщо зсувні з'єднання встановлюються для забезпечення спільної роботи балки і комбінованої плити, то сполучення сил, які діють на стрижень, повинно задовольняти наступну умову:

де Fl - розрахункова поздовжня сила, спричинена комбінованою дією у балці;

Ft - розрахункова поперечна сила, спричинена комбінованою дією у плиті;

Рl,Rd і Рt,Rd - відповідно розрахункові опори на зсув стрижня.

9.5.4 Конструювання зсувних з'єднань та вплив виконання

9.5.4.1 Опір відриву(розшаруванню)

Площина з'єднувального елемента, який сприймає зусилля відриву (наприклад, нижня сторона головки стрижня), повинна виступати не менше ніж на у чистоті над нижньою арматурою (рисунок 9.13).

9.5.4.2 Захисний шар та бетонування у будівлях

9.5.4.2.1 Конструювання зсувних з'єднань, які сприймають зусилля зсуву, повинно забезпечувати можливість належним чином ущільнювати бетон навколо основи з'єднання.

9.5.4.2.2 Якщо зверху з'єднання вимагається захисний шар, то він повинен бути:

a)  не менше ніж або

b) згідно з рекомендаціями ДБН В.2.6 -98 для сталевої арматури діаметром менше ніж , залежно від того, яка з величин більша.

9.5.4.2.3 Якщо захисний шар не вимагається, то верх з'єднання може збігатися з поверхнею бетону плити.

9.5.4.2.4 При виконанні ступінь та послідовність бетонування повинні бути такими, щоб дозріваючий бетон не пошкоджувався внаслідок обмеженої комбінованої роботи, що відбувається при деформації сталевих балок при послідовному виконанні бетонування. Де тільки можливо, деформації до зсувних з'єднань не повинні прикладатись до набуття бетоном міцності щонайменше 20 МПа.

9.5.4.3 Місцеве армування у плитах

9.5.4.3.1У місцях прилягання зсувного з'єднання до поздовжньої грані бетонної плити поперечна арматура, що встановлюється згідно з 9.5.5.3, повинна повністю заанкеровуватись між гранню плити та прилеглим рядом з'єднань.

9.5.4.3.2Для запобігання поздовжньому розтріскуванню бетону полиць, спричиненому зсувними з'єднаннями, коли відстань від грані бетонної полиці до осі найближчого ряду зсувних з'єднань становить менше ніж , необхідно застосовувати наступні додаткові рекомендації:

a)  поперечна арматура повинна доповнюватись U-подібними стрижнями, що встановлюються навколо зсувних з'єднань;

b)  якщо для зсувних з'єднань використовуються стрижні з головками, то відстань від грані бетонної полиці до осі найближчого стрижня повинна бути не менше ніж 6d, де d - номінальний діаметр стрижня, а U-подібні стрижні повинні мати діаметр не менше ніж 0,5d;

c)  U-подібні стрижні повинні розташовуватись якомога нижче до мінімально можливого захисного шару.

9.5.4.3.3 На опорній частині консолі необхідно забезпечувати відповідне армування для передачі зусиль від зсувних з'єднань на поздовжню арматуру.

9.5.4.4 Інші види вутів, окрім сформованих сталевими профнастилами

9.5.4.4.1 Якщо влаштовуються вути між сталевим профілем і нижньою поверхнею бетону плити, сторони вутів повинні пролягати за межами лінії, проведеної під кутом 45° від зовнішньої грані стрижня (рисунок 9.13).

9.5.4.4.2 Мінімальний захисний шар бетону від бокової грані вута до стрижня повинен бути не менше ніж .

9.5.4.4.3 Необхідні поперечні стрижні повинні встановлюватись у вутах нижче не менше ніж від поверхні з'єднань, що сприймають зусилля відриву.

Рисунок 9.13 - Конструювання вутів

9.5.4.5 Крок зсувних стрижнів

9.5.4.5.1 Якщо у розрахунку допускається, що стійкість сталевого або залізобетонного елемента забезпечується з'єднанням між ними, то крок зсувних з'єднань повинен бути таким, щоб ця умова виконувалась.

9.5.4.5.2 У будівлях максимальна відстань у поздовжньому напрямку зсувних з'єднань не повинна перевищувати більш ніж у 6 разів загальну товщину плити, або .

9.5.4.6 Розміри сталевої полиці

9.5.4.6.1 Товщина сталевої пластини або полиці, до якої приварений з'єднувальний стрижень, повинна бути достатньою для належного зварювання і відповідним чином передавати навантаження від стрижня на пластину без локального руйнування та надмірних деформацій.

9.5.5 Поздовжній зсув у залізобетонних плитах

9.5.5.1 Загальні положення

9.5.5.1.1 Поперечна арматура у плитах повинна розраховуватись за граничним станом так, щоб у період дозрівання бетону запобігати можливості руйнування від поздовжнього зсуву або поздовжнього розколювання.

9.5.5.1.2 Розрахункові напруження поздовжнього зсуву у будь-яких потенціальних площинах руйнування від поздовжнього зсуву в межах плити не повинні перевищувати розрахункового опору поздовжньому зсуву у площині, що розглядається.

9.5.5.1.3 Довжина площини зсуву b-b, що показана на рисунку 9.14, повинна прийматись 2hsc плюс діаметр головки при одному ряді стрижневих зсувних з'єднань або (2hsc+st) плюс діаметр головки при парному розташуванні стрижневих зсувних з'єднань, де hsc - висота стрижня, а st - поперечний крок між центрами стрижнів.

9.5.5.1.4Розрахунковий поздовжній зсув на одиницю довжини балки у площині зсуву необхідно визначати за 9.5.2 і розглядати спільно з розрахунком і конструюванням зсувних з'єднань. Можна враховувати зміну поздовжнього зсуву в межах ширини бетонної полиці.

Рисунок 9.14 - Типові потенціальні поверхні руйнування від зсуву

9.5.5.1.5 Для кожного типу розглянутої площини зсуву розрахункові напруження поздовжнього зсуву повинні визначатись за розрахунковим поздовжнім зсувом на одиницю довжини балки з урахуванням кількості площин зсуву і довжини площини зсуву.

9.5.5.2 Розрахунковий опір поздовжньому зсуву

9.5.5.2.1 Розрахункова міцність на зсув залізобетонної полиці (площина зсуву а-а, що показана на рисунку 9.15) повинна визначатись згідно з ДБН В.2.6-98.

9.5.5.2.2 За відсутності більш точних обчислень розрахункова міцність на зсув у будь-якій площині потенціального руйнування від зсуву полиці або вута може визначатись згідно з ДБН В.2.6-98. Для площини зсуву, що охоплює стрижні (наприклад, площина зсуву b-b на рисунку 9.15), величину hf необхідно приймати такою, що дорівнює висоті з'єднувального елемента.

9.5.5.2.3 Робоча поперечна арматура на одиницю довжини Аst/sf повинна прийматись, як показано на рисунку 9.15, на якому Аb і Аt - площі арматури на одиницю довжини балки, яка заанкерована згідно з ДБН В.2.6-98 для поздовжньої арматури.

9.5.5.3 Мінімальна поперечна арматура

Мінімальна площа арматури повинна визначатись згідно з ДБН В.2.6-98 із застосуванням виразів, що відповідають поперечній арматурі.

Рисунок 9.15 - Типові потенціальні поверхні руйнування від зсуву при застосуванні сталевого профнастилу

9.5.5.4 Поздовжній зсув і поперечна арматура у балках будівель

9.6.5.4.1Якщо використовуються сталеві профільовані настили і площина зсуву проходить по висоті плити (наприклад, площина зсуву а-а на рисунку 9.15), за розмір hf повинна прийматись товщина бетону вище настилу.

9.5.5.4.2  Якщо сталевий профнастил встановлюється поперек балки, а розрахунковий опір стрижня визначається з використанням коефіцієнта зниження kt згідно з 9.5.3.2, то площину зсуву типу b-b на рисунку 9.15 можна не розглядати.

9.5.5.4.3  Для поверхні типу с-с на рисунку 9.15 висота настилу не включається у hf за винятком випадків, коли така можливість підтверджена випробуваннями.

9.5.5.4.4  Якщо профнастил із механічним або на терті зчепленням та ребрами поперек балки є нерозрізним на верхній полиці сталевої балки, то можна враховувати їх внесок у поперечне армування на площині зсуву типу а-а за виразом:

де Аре - приведена площа перерізу сталевого профнастилу на одиницю довжини балки;

для настилів з отворами необхідно використовувати площу нетто;

fyp,d - розрахунковий опір текучості.

9.5.5.4.5 Якщо сталевий профнастил з ребрами поперек балки є нерозрізним в межах верху полиці сталевої балки, а стрижні зсувних з'єднань приварені до балки безпосередньо через сталевий профнастил, величину Asffyd у виразі (9.15) необхідно замінити на

де Ррb - розрахунковий опір стрижня з головкою, привареного через настил;

s - поздовжній крок між центрами стрижнів, які діють як анкери у настилах.

9.5.5.4.6 Для сталевих профнастилів вимоги стосовно мінімального армування пов'язані з площею бетону вище настилу.

9.6 Комбіновані колони та комбіновані стиснуті елементи

9.6.1 Загальні положення

9.6.1.1 Підрозділ 9.6 застосовується для проектування комбінованих колон і комбінованих стиснутих елементів із перерізами з монолітного бетону, частково забетонованих перерізів та заповнених бетоном квадратних і круглих труб (рисунок 9.16).

9.6.1.2 Цей пункт застосовується для колон і комбінованих стиснутих елементів зі сталі класів S235...S460 та звичайного бетону класів С25/30...С50/60.

9.6.1.3 Цей пункт застосовується для окремих колон і комбінованих стиснутих елементів у каркасних конструкціях та інших елементів, які є або комбінованими, або сталевими.

9.6.1.4 Коефіцієнт внеску сталі δ повинен задовольняти наступній умові:

Рисунок 9.16 - Типові перерізи комбінованих колон

Коефіцієнт визначається за формулою

9.6.1.5 Комбіновані колони або стиснуті елементи будь-якого поперечного перерізу повинні перевірятись на:

-   несучу здатність елемента;

-   місцеву втрату стійкості;

-   прикладання навантажень згідно з 9.6.3.1;

-   міцність на зсув між сталевими та бетонними складовими.

9.6.1.6 Для комбінованих стиснутих елементів, на які діють згинальні моменти і нормальні зусилля, спричинені незалежними діями, коефіцієнт безпеки для цих зовнішніх сил, який приводить до збільшення опору, повинен знижуватись на 20 %.

9.6.1.7 Вплив можливої локальної втрати стійкості сталевого профілю на опір повинен враховуватись у розрахунку.

9.6.1.8 Впливами можливої локальної втрати стійкості можна знехтувати для сталевого профілю, повністю заповненого бетоном, а для інших типів поперечних перерізів - при забезпеченні умови, що максимальні значення в таблиці 9.2 не перевищуються.

9.6.2 Загальний метод розрахунку

9.6.2.1 Розрахунок стійкості конструкції повинен враховувати впливи другого порядку, включно з початковими напруженнями, геометричними неточностями, місцевою втратою стійкості, тріщинами у бетоні, повзучістю і усадкою бетону і текучістю конструкційної сталі та арматури. Розрахунок повинен гарантувати, що втрата стійкості не буде мати місця при найбільш несприятливому сполучені впливів у граничному стані, і що не буде перевищена несуча здатність окремого поперечного перерізу при дії згину, поздовжньої сили і зсуву.

9.6.2.2 Впливи другого порядку повинні враховуватись у будь-якому напрямі, де можливе настання руйнування, якщо вони суттєво впливають на стійкість конструкції.

Таблиця 9.2 - Максимальні значення d/f, h/t і b/tf при Н/мм2

Кругла труба

Прямокутна труба

Частково обетонований двотавр

9.6.2.3 Внутрішні зусилля повинні визначатись із застосуванням нелінійного або пружно-пластичного розрахунку.

9.6.2.4 Припускається, що перерізи залишаються плоскими. Можна припускати повну спільну роботу до руйнування бетонних і сталевих складових елемента.

9.6.2.5 Міцністю бетону на розтяг слід нехтувати.