(106)
здесь Aef —площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, для которой должно удовлетворяться условие Aloc1 < Аef Aloc2.
Расчет на продавливание
3.42. Расчет на продавливание плитных конструкций (без поперечной арматуры) от действия сил, равномерно распределенных на ограниченной площади, должен производиться из условия
(107)
где F — продавливающая сила;
— коэффициент, принимаемый равным для бетона:
тяжелого ....................... 1,00
мелкозернистого .......... 0,85
легкого .......................... 0,80
um — среднеарифметическое значений периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты сечения.
При определении um и F предполагается, что продавливание происходя по боковой поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы, а боковые грани наклонены под углом 45° к горизонтали (черт. 16, а).
Продавливающая сила F принимается равной силе, действующей на пирамиду продавливания. за вычетом нагрузок, приложенных к большему основанию пирамиды продавливания (считая по плоскости расположения растянутой арматуры) и сопротивляющихся продавливанию.
Если схема опирания такова, что продавливание может происходить только по поверхности пирамиды с углом наклона боковых граней более 45° (например, в свайных ростверках, черт. 16, б), правая часть условия (107) определяется для фактической пирамиды продавливания с умножением на h0/с. При этом значение несущей способности принимается не более значения, соответствующего пирамиде при с = 0,4 h0, где с — длина горизонтальной проекции боковой грани пирамиды продавливания.
Черт. 16. Схемы для расчета железобетонных элементов на продавливание
а — при наклоне боковых граней пирамиды продавливания под углом 45°;
б то же, более 45°
При установке в пределах пирамиды продавливания хомутов, нормальных к плоскости плиты, расчет должен производиться из условия
(108)
но не более 2 Fb. Усилие Fb принимается равным правой части неравенства (107), а Fsw определяется как сумма всех поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, пересекающими боковые грани расчетной пирамиды продавливания, по формуле
(109)
где Rsw не должно превышать значения, соответствующего арматуре класса А-I.
При учете поперечной арматуры значение Fsw должно быть не менее 0,5 Fb.
При расположении хомутов на ограниченном участке вблизи сосредоточенного груза производится дополнительный расчет на продавливание пирамиды с верхним основанием, расположенным по контуру участка с поперечной арматурой, из условия (107).
Поперечная арматура должна удовлетворять требованиям п. 5.29.
Расчет на отрыв
3.43. Расчет железобетонных элементов на отрыв от действия нагрузки, приложенной к его нижней грани или в пределах высоты его сечения (черт. 17), должен производиться из условия
Черт. 17. Схема для расчета железобетонных элементов на отрыв
где F — отрывающая сила;
hs — расстояние от уровня передачи отрывающей силы на элемент до центра тяжести сечения продольной арматуры;
RswAsw сумма поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, устанавливаемыми дополнительно по длине зоны отрыва, равной:
(111)
здесь b — ширина площадки передачи отрывающей силы.
Значения hs и b устанавливаются в зависимости от характера и условий приложения отрывающей нагрузки на элемент (через консоли, примыкающие элементы и др.).
Расчет закладных деталей
3.44. Расчет анкеров, приваренных втавр к плоским элементам стальных закладных деталей, на действие изгибающих моментов, нормальных и сдвигающих сил от статической нагрузки, расположенных в одной плоскости симметрии закладной детали (черт. 18), должен производиться по формуле
(112)
Черт. 18. Схема усилий, действующих на закладную деталь
где Aan суммарная площадь поперечного сечения анкеров наиболее напряженного ряда;
Nan наибольшее растягивающее усилие в одном ряду анкеров, равное:
(113)
Qan — сдвигающее усилие, приходящееся на один ряд анкеров, равное:
(114)
N’an — наибольшее сжимающее усилив в одном ряду анкеров, определяемое по формуле
(115)
В форму лак (112) (115):
М, N, Q соответственно момент, нормальная и сдвигающая силы, действующие на закладную деталь; момент определяется относительно оси, расположенной в плоскости наружной грани пластины и проходящей через центр тяжести всех анкеров;
nan — число рядов анкеров вдоль направления сдвигающей силы; если не обеспечивается равномерная передача сдвигающей силы Q на все ряды анкеров, то при определении сдвигающего усилия Qan учитывается не более четырех рядов;
z — расстояние между крайними рядами анкеров;
— коэффициент, определяемый при анкерных стержнях диаметром 8—25 мм для тяжелого и мелкозернистого бетонов классов В12,5 В50 и легкого бетона классов В12,5 — В30 по формуле
(116)
но принимаемый не более 0,7; для тяжелого и мелкозернистого бетонов классов выше В50 коэффициент принимается как для класса В50, а для легкого бетона классов выше В30 — как для класса В30;
здесь Rb, Rs в МПа;
Aan1 — площадь анкерного стержня наиболее напряженного ряда, см2;
— коэффициент, принимаемый равным для бетона:
тяжелого ................................ 1,0
мелкозернистого групп:
А ....................................... 0,8
Б и В.................................. 0,7
легкого .......................... m/2300
(m — средняя плотность бетона, кг/м3);
коэффициент, определяемый по формуле
(117)
но принимаемый не менее 0,15;
здесь (имеется прижатие);
(нет прижатия); если в анкерах отсутствуют растягивающие усилия, коэффициент принимается равным единице.
Площадь сечения анкеров остальных рядов должна приниматься рваной площади сечения анкеров наиболее напряженного ряда.
В формулах (113) и (115) нормальная сила N считается положительной, если направлена от закладной детали (см. черт. 18), и отрицательной — если направлена к ней. В случаях, когда нормальные усилия Nan и N’an, а также сдвигающее усилие Qan при вычислении по формулам (113) — (115) получают отрицательные значения, в формулах (112) — (114) и (117) их принимают равными нулю. Кроме того, если Nan получает отрицательное значение, то в формуле (114) принимается N’an = N.
При расположении закладной детали на верхней (при бетонировании) поверхности изделия коэффициент уменьшается на 20 %, а значение N’an принимается равным нулю.
3.45. В закладной детали с анкерами, приваренными внахлестку под углом от 15 до 30°, наклонные анкера рассчитываются на действие сдвигающей силы (при Q N, где N — отрывающая сила) по формуле
(118)
где Aan,inc — суммарная площадь поперечного сечения наклонных анкеров;
N’an см. п. 3.44.
При этом должны устанавливаться нормальные анкера, рассчитываемые по формуле (112) при = 1,0 и при значениях Qan, равных 0,1 сдвигающего усилия, определяемого по формуле (114).
3.46. Конструкция сырных закладных деталей с приваренными к ним элементами, передающими нагрузку на закладные детали, должна обеспечивать включение в работу анкерных стержней в соответствии с принятой расчетной схемой. Внешние элементы закладных деталей и их сварные соединения рассчитываются согласно СНиП II-23-81*. При расчете пластин и фасонного проката на отрывающую силу принимается, что они шарнирно соединены с нормальными анкерными стержнями. Кроме того, толщина пластины t расчетной закладной детали, к которой привариваются в тавр анкера, должна проверяться из условия
(119)
где dan диаметр анкерного стержня, требуемый по расчету;
Rsq расчетное сопротивление стали на срез, принимаемое согласно СНиП II-23-81*.
При применении типов сварных соединений, обеспечивающих большую зону включения пластины в работу при вырывании из нее анкерного стержня, и соответствующем обосновании возможна корректировка условия (119) для этих сварных соединений.
Толщина пластины должна также удовлетворять технологическим требованиям по сварке.
РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
НА ВЫНОСЛИВОСТЬ
3.47. Расчет железобетонных элементов на выносливость производится путем сравнения напряжений в бетоне и арматуре с соответствующими расчетными сопротивлениями, умноженными на коэффициенты условий работы b1 и s3, принимаемые соответственно по табл. 16 и 25*, а при наличии свиных соединений арматуры — также на коэффициент условий работы s4 (см. табл. 26*).
Напряжения в бетоне и арматуре вычисляются как для упругого тела (по приведенным сечениям) от действия внешних сил и усилия предварительного обжатия Р.
Неупругие деформации в сжатой зоне бетона учитываются снижением модуля упругости бетона, принимая коэффициенты приведения арматуры к бетону ’ равными 25, 20, 15 и 10 для бетона классов соответственно В15, B25, В30, B40 и выше.
В случае, если не соблюдается условие (140) при замене в нем значения Rbt,ser на Rbt, площадь приведенного сечения определяется без учета растянутой зоны бетона.
3.48. Расчет на выносливость сечений, нормальных к продольной оси элемента, должен производиться из условий:
для сжатого бетона
(120)
для растянутой арматуры
(121)
где b,max, s,max максимальные нормальные напряжения соответственно в сжатом бетоне и в растянутой арматуре.
В зоне, проверяемой по сжатому бетону, при действии многократно повторяющейся нагрузки следует избегать возникновения растягивающих напряжений. Сжатая арматура на выносливость не рассчитывается.
3.49. Расчет на выносливость сечений, наклонных к продольной оси элемента, должен производиться из условия, что равнодействующая главных растягивающих напряжений, действующих на уровне центра тяжести приведенного сечения, по длине элемента, должна быть полностью воспринята поперечной арматурой при напряжениях в ней, равных сопротивлению Rs, умноженному на коэффициенты условий работы s3 и s4 (см. табл. 25* и 26*).
Для элементов, в которых поперечная арматура не предусматривается, должны быть выполнены требования п. 4.11 при замене в условиях (141) и (142) расчетных сопротивлений бетона Rb,ser и Rbt,ser соответственно расчетными сопротивлениями Rb и Rbt, умноженными на коэффициент условий работы b1 (см. табл. 16).
4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ВТОРОЙ ГРУППЫ
РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН
4.1. Железобетонные элементы рассчитываются по образованию трещин:
нормальных к продольной оси элемента;
наклонных к продольной оси элемента.
Расчет по образованию трещин,
нормальных к продольной оси элемента
4.2. Для изгибаемых, растянутых и внецентренно сжатых железобетонных элементов усилия, воспринимаемые нормальными к продольной оси сечениями при образовании трещин, определяются исходя из следующих положений:
сечения после деформации остаются плоскими;
наибольшее относительное удлинение крайнего растянутого волокна бетона равно 2 Rbt,ser/Eb;
напряжения в бетоне сжатой зоны (если она имеется) определяются с учетом упругих или неупругих деформаций бетона, при этом наличие неупругих деформаций учитывается уменьшением ядрового расстояния r (см. п. 4.5);
напряжения в бетоне растянутой зоны распределены равномерно и равны по величине Rbt,ser;
напряжения в ненапрягаемой арматуре равны алгебраической сумме напряжений, отвечающих приращению деформаций окружающего бетона, и напряжений, вызванных усадкой и ползучестью бетона;
напряжения в напрягаемой арматуре равны алгебраической сумме ее предварительного напряжения (с учетом всех потерь) и напряжения, отвечающего приращению деформаций окружающего бетона.
Указания данного пункта не распространяются на элементы, рассчитываемые на воздействие многократно повторяющейся нагрузки (см. п. 4.10).
4.3. При определении усилий, воспринимаемых сечениями элементов с предварительно напряженной арматурой без анкеров, на длине зоны передачи напряжения Ip (см. п. 2.29) при расчете по образованию трещин должно учитываться снижение предварительного напряжения в арматуре sp и ’sp путем умножения на коэффициент s5 согласно поз. 5 табл. 24*.
4.4. Расчет предварительно напряженных центрально-обжатых железобетонных элементов при центральном растяжении силой N должен производиться из условия
(122)
где Ncrc усилие, воспринимаемое сечением, нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин и определяемое по формуле
(123)
4.5. Расчет изгибаемых, внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых элементов по образованию трещин производится из условия
(124)
где Мr момент внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения, относительно оси, параллельной нулевой линии и проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется;
Мcrc момент, воспринимаемый сечением. нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин и определяемый по формуле
(125)
здесь Мrp — момент усилия Р относительно той же оси, что и для определения Мr; знак момента определяется направлением вращения („плюс" — когда направления вращения моментов Mrp и Мr противоположны; „минус" — когда направления совпадают).
Усилие Р рассматривают:
для предварительно напряженных элементов — как внешнюю сжимающую силу;
для элементов, выполняемых без предварительного напряжения, — как внешнюю растягивающую силу, определяемую по формуле (8), принимая напряжения s и ’s в ненапрягаемой арматуре численно равными значениям потерь от усадки бетона по поз. 8 табл. 5 (как для арматуры, натягиваемой на упоры).
