3.33. Расчет железобетонных элементов с наклонными сжатыми гранями (черт. 10) на действие поперечной силы для обеспечения прочности на наклонной трещине производится согласно указаниям пп. 3.31* и 3.32. При этом в качестве рабочей высоты в пределах рассматриваемого наклонного сечения в расчет вводятся: для элементов с поперечной арматурой — наибольшее значение h0, для элементов без поперечной арматуры — среднее значение h0.
Черт. 10. Схема для расчета железобетонных балок с наклонными
сжатыми гранями
3.34. Расчет железобетонных коротких консолей колонн (l 0,9 h0; черт. 11) на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой должен производиться из условия
(85)
где правая часть условия (85) принимается не более 3,5Rbtbh0 и не менее правой части условия (84); — угол наклона расчетной сжатой полосы к горизонтали.
Черт. 11. Схема для расчета коротких консолей
Ширина наклонной сжатой полосы lb определяется по формуле
(86)
где lsup — длина площадки передачи нагрузки вдоль вылета консоли.
При определении длины lsup следует учитывать особенности передачи нагрузки при различных схемах опирания конструкций на консоли (свободно опертые или защемленные балки, расположенные вдоль вылета консоли; балки, расположенные поперек вылета консоли, и т. д.).
Коэффициент b2, учитывающий влияние хомутов, расположенных по высоте консоли, определяется по формуле
(87)
где
Asw площадь сечения хомутов в одной плоскости;
sw — расстояние между хомутами, измеренное по нормали к ним.
При этом учитываются хомуты горизонтальные и наклонные под углом не более 45° к горизонтали.
Поперечное армирование коротких консолей колонн должно удовлетворять требованиям п. 5.30.
3.35. Расчет железобетонных элементов на действие изгибающего момента (черт. 12) для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по опасному наклонному сечению из условия
(88)
Момент М в условии (88) определяется от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения, относительно оси, перпендикулярной плоскости действия момента и проходящей через точку приложения равнодействующей усилий Nb в сжатой зоне.
Черт. 12. Схема усилий в сечении, наклонном к продольной оси железобетонного элемента, при расчете его по прочности
на действие изгибающего момента
Моменты Мs, Мsw и Мs,inc определяются как сумма моментов относительно той же оси от усилий соответственно в продольной арматуре, хомутах и отгибах, пересекающих растянутую зону наклонного сечения.
При определении усилий в арматуре, пересекающей наклонное сечение, следует учитывать ее анкеровку за наклонным сечением.
Высота сжатой зоны наклонного сечения определяется из условия равновесия проекций усилий в бетоне сжатой зоны и в арматуре, пересекающей растянутую зону наклонного сечения, на продольную ось элемента.
Расчет наклонных сечений на действие момента производится в местах обрыва или отгиба продольной арматуры, а также в приопорной зоне балок и у свободного края консолей. Кроме того, расчет наклонных сечений на действие момента производится в местах резкого изменения конфигурации элемента (подрезки и т. п.).
На приопорных участках элементов момент Мs, воспринимаемый продольной арматурой, пересекающей растянутую зону наклонного сечения, определяется по формуле
(89)
где Аs — площадь сечения продольной арматуры, пересекающей наклонное сечение;
zs — расстояние от равнодействующей усилий в продольной арматуре до равнодействующей усилий в сжатой зоне.
При отсутствии у продольной арматуры анкеровки расчетные сопротивления арматуры растяжению Rs в месте пересечении ею наклонного сечения принимаются сниженными согласно поз. 5 табл. 24*.
Для конструкций из ячеистого бетона усилия в продольной арматуре должны определяться по расчету только с учетом работы поперечных анкеров на приопорных участках.
Момент Мsw, воспринимаемый хомутами, нормальными к продольной оси элемента, с равномерным шагом в пределах растянутой зоны рассматриваемого наклонного сечения, определяется по формуле
(90)
где qsw — усилие в хомутах на единицу длины элемента, определяемое по формуле (81);
с — длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента.
Расчет по прочности пространственных сечений
(элементов, работающих на кручение с изгибом)
3.36. При расчете пространственных сечений усилия определяются исходя из следующих предпосылок:
сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;
сжатая зона пространственного сечения условно представляется плоскостью, расположенной под углом к продольной оси элемента, а сопротивление бетона сжатию — напряжениями Rbsin2 , равномерно распределенными по сжатой зоне;
растягивающие напряжения в продольной и поперечной арматуре, пересекающей растянутую зону рассматриваемого пространственного сечения, принимаются равными расчетным сопротивлениям соответственно Rs и Rsw;
напряжение в арматуре, расположенной в сжатой зоне, принимается для ненапрягаемой арматуры — равным Rsc, для напрягаемой — согласно указаниям п. 3.14 .
Элементы прямоугольного сечения
3.37. При расчете элементов на кручение с изгибом должно соблюдаться условие
(91)
где b, h — соответственно меньший и больший размеры граней элемента.
При этом значение Rb для бетона классов выше В30 принимается как для бетона класса В30.
3.38. Расчет по прочности пространственных сечений (черт. 13) должен производиться из условия
(92)
Черт. 13. Схема усилий в пространственном сечении железобетонного элемента, работающего на изгиб с кручением, при расчете его по прочности
Высота сжатой зоны х определяется из условия
(93)
Расчет должен производиться для трех расчетных схем расположения сжатой зоны пространственного сечения:
1-я схема — у сжатой от изгиба грани элемента (черт. 14, а);
2-я схема — у грани элемента, параллельной плоскости действия изгибающего момента (черт. 14, б);
3-я схема у растянутой от изгиба граня элемента (черт. 14, в).
Черт. 14. Схемы расположения сжатой зоны пространственного сечения
а у сжатой от изгиба грани элемента; б — у грани элемента,
параллельной плоскости действия изгибающего момента;
в — у растянутой от изгиба грани элемента
В формулах (92) и (93):
As, A’s — площади поперечного сечения продольной арматуры, расположенной при данной расчетной схеме соответственно в растянутой и сжатой зонах;
b, h размеры граней элемента, соответственно параллельных и перпендикулярных линии, ограничивающей сжатую зону;
(94)
(95)
здесь с — длина проекции линии, ограничивающей сжатую зону, на продольную ось элемента; расчет производится для наиболее опасного значения с, определяемого последовательным приближением и принимаемого не более 2h + b.
В формуле (92) значения и q, характеризующие соотношение между действующими усилиями Т, М и Q, принимаются:
при отсутствии изгибающего = 0q = 1;
момента
при расчете по 1-й схемеq =1;
„ „ „ 2-й „ = 0
„ „ „ 3-й „q =1.
Крутящий момент Т, изгибающий момент М и поперечная сила Q принимаются в сечении, нормальном к продольной оси элемента и проходящем через центр тяжести сжатой зоны пространственного сечения.
Значения коэффициента w, характеризующего соотношение между поперечной и продольной арматурой, определяются по формуле
(96)
где Аsw — площадь сечения одного стержни хомута, расположенного у грани, являющейся для рассматриваемой расчетной схемы растянутой;
s — расстояние между указанными выше хомутами.
При этом значения w принимаются:
не менее
(97)
и не более
(98)
где М — изгибающий момент, принимаемый для 2-й схемы равным нулю, для 3-й схемы — со знаком „минус";
Mu предельный изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением элемента.
Если значение w подсчитанное по формуле (96), меньше w,min, то значение усилия RsAs, вводимое в формулы (92) и (93), унижается на отношение w/w,min.
В случае, когда удовлетворяется условие
(99)
вместо расчета по 2-й схеме производится расчет из условия
(100)
В формулах (99) и (100):
b — ширина грани сечения, перпендикулярной плоскости изгиба;
Qsw, Qb определяются согласно указаниям п. 3.31*.
Расчет железобетонных элементов
на местное действие нагрузок
Расчет на местное сжатие
3.39. При расчете на местное сжатие (смятие) элементов без поперечного армирования должно удовлетворяться условие
(101)
где N — продольная сжимающая сила от местной нагрузки;
Aloc1 — площадь смятия (черт. 15);
— коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия и принимаемый равным:
при равномерном распределении
нагрузки ........................................................... 1,0
при неравномерном распределении
нагрузки (под концами балок, прогонов,
перемычек):
для тяжелого, мелкозернистого
и легкого бетонов.................................. 0,75
для ячеистого бетона ........................... 0,50
Rb,loc — расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле
(102)
здесь b 1,0;
= 1,0 для бетона класса ниже В25;
для бетона классов В25 и выше;
но не более следующих значений:
при схеме приложения нагрузки по черт. 15, а,
в, г, е, и для бетона:
тяжелого, мелкозернистого и легкого
классов:
выше В7,5 ................................................... 2,5
В3,5; В5; В7,5 ............................................. 1,5
ячеистого и легкого классов
В2,5 и ниже .......................................................... 1,2
при схеме приложения нагрузки по
черт. 15, б, д, ж независимо от вида
и класса бетона ............................................................. 1,0
Rb, Rbt — принимаются как для бетонных конструкций (см. поз. 9 табл. 15);
Aloc2 расчетная площадь смятия, определяемая согласно указаниям п. 3.40.
3.40. В расчетную площадь Aloc2 включается участок, симметричный по отношению к площади смятия (см. черт. 15).
При этом должны выполняться следующие правила:
при местной нагрузке по всей ширине элемента b в расчетную площадь включается участок длиной не более b в каждую сторону от границы местной нагрузки (см. черт. 15, а);
Черт. 15. Схемы для расчета железобетонных элементов на местное сжатие
а — при местной нагрузке по всей ширине элемента; б — при местной краевой нагрузке по всей ширине элемента; в, г — при местной нагрузке в местах опирания концов прогонов и балок; д — при местной краевой нагрузке на угол элемента; е при местной нагрузке, приложенной на части длины и ширины элемента; при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены или простенка; ж при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены (пилястры); и — сечений сложной формы; 1 — площадь смятия; 2 — расчетная площадь смятия; 3 — минимальная зона армирования сетками, при которой косвенное армирование учитывается в расчете
по формуле (104)
при местной краевой нагрузке по всей ширине элемента расчетная площадь Aloc2 равна площади смятия Aloc1 (см. черт. 15, б);
при местной нагрузке в местах опирания концов прогонов и балок в расчетную площадь включается участок шириной, равной глубине заделки прогона или балки, и длиной не более расстояния между серединами пролетов, примыкающих к балке (см. черт. 15, в);
если расстояние между балками превышает двойную ширину элемента, длина расчетной площади определяется как сумма ширины балки и удвоенной ширины элемента (см. черт. 15, г);
при местной краевой нагрузке на утоп элемента (см. черт. 15, д) расчетная площадь Aloc2 равна площади смятия Aloc1;
при местной нагрузке, приложенной на части длины и ширины элемента, расчетная площадь принимается согласно черт. 15, е. При наличии нескольких нагрузок указанного типа расчетные площади ограничиваются линиями, проходящими через середину расстояний между точками приложений двух соседних нагрузок;
при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены (пилястры) или простенка таврового сечения, расчетная площадь Aloc2 равна площади смятия Aloc1 (см. черт. 15, ж);
при определении расчетной площади для сечений сложной формы не должны учитываться участки, связь которых с загруженным участком не обеспечена с необходимой надежностью (см. черт. 15, и).
Примечание. При местной нагрузке от балок, прогонов, перемычек и других элементов, работающих на изгиб, учитываемая в расчете глубина опоры при определении Aloc1 и Aloc2 принимается не более 20 см.
3.41 . При расчете на местное сжатие элементов из тяжелого бетона с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие
(103)
где Aloc1 — площадь смятия;
Rb,red — приведенная призменная прочность бетона при расчете на местное сжатие, определяемая по формуле
(104)
здесь Rs,xy, , xy обозначения те же, что и в п. 3.22*;
(105)
но не более 3,5;
s — коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия; для схем черт. 15, б, д, ж принимается s = 1,0, при этом косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что поперечные сетки установлены на площади не менее ограниченной пунктирными линиями на соответствующих схемах черт. 15; для схем черт. 15, а, в, г, е, и коэффициент s определяется по формуле
