Бетонні та залізобетонні конструкції з важкого бетону гіравила проектування

і

1. Вимоги, надані у цьому розділі, в основному сформульовані для випадку рівномірно розподіленого навантаження. В окремих випадках, таких як підошва фундаменту, навантаження в межах контрольного периметра сприяє опору конструктивної системи і може відніматись при визначенні розрахункового напруження зрізу при продавлюванні.

План

базовий контрольний переріз

Рисунок 4.15 - Розрахункова модель для перевірки зрізу при продавлюванні

В - основна контрольна площа 4cont

основний контрольний периметр Щ

D - площа навантаження A0ad

fcont - наступний контрольний периметр,

1. Розподіл навантаження і основний контрольний периметр

(4.71)

1. Основний контрольний периметр ід може прийматись на відстані 2,0d від площі навантаження і повинен конструюватись так, щоб його довжина була мінімальною (рисунок 4.16). Приведена висота плити вважається постійною і, як правило, приймається такою, що дорівнює:

d

eff ~~

де d і dz - фактична робоча висота перерізу у двох взаємно перпендикулярних напрямках.

■ ш

Рисунок 4.16-До визначення контрольних периметрів навколо найбільш поширених типів

площ навантаження

2d

2d

Ui

2d '

1. Контрольні периметри на відстані менше ніж 2d необхідно розглядати, якщо зосередженій силі протидіє високий тиск (наприклад, тиск ґрунту на підошву) або впливи навантаження, або реакція в межах відстані 2d від краю зони прикладання сили.
2. Для навантажених зон поблизу прорізів, якщо найкоротша відстань між периметром площі навантаження і краєм прорізу не перевищує 6d, частина контрольного периметра, що міститься між двома дотичними, проведеними до контуру прорізу від центра площі навантаження, вважається не працюючою (рисунок 4.17).

[А] - отвір

Рисунок 4.17 - Контрольний периметр біля прорізу

»

ї

1. Для площі навантаження, розташованої поблизу краю або кута, контрольний периметр повинен прийматись згідно з рисунком 4.18, якщо вона має периметр (за винятком не обпертих країв), менший ніж визначений вище за 4.8.2.1 і 4.8.2.2.
2. Для площ навантаження, розташованих поблизу краю або у куті, тобто на відстані меншій ніж завжди, необхідно передбачати спеціальне армування грані (8.3.1.6 - 8.3.1. 8).

2d

2d

Г-и і

Рисунок 4.18 - Основні контрольні периметри для площ навантаження на краю, поблизу

або у куті

1. Контрольний - це переріз, що розташований за контрольним периметром і продовжується через робочу товщину d. Для плит постійної товщини контрольний переріз перпендикулярний до серединної площини плити. Для плит і фундаментів змінної товщини, не враховуючи уступи фундаменту, за робочу товщину можна приймати товщину на периметрі площі навантаження, як показано на рисунку 4.19.
2. Інші периметри і/(- в межах і поза межами основної контрольної площі повинні мати таку саму форму, як і контрольний периметр.

Рисунок 4.19 - Товщина контрольного перерізу фундаменту змінної товщини

И _ площа навантаження

в > arctan (1/2)

1. Для плит із капітелями, для яких/н < 2hH (рисунок 4.20), перевірка напружень зрізу при продавлюванні згідно з 4.8.3 необхідна тільки для контрольного перерізу за межами капітелі. Відстань до цього перерізу від центра ваги колони rcont може визначатись, як:

(4.72)

1 соп t

2d + lj_j + 0, 5с ,

де Ін- відстань від грані колони докраю капітелі;

с- діаметр круглої колони.

н

0-

основним

контрольний

переріз

площа навантаження /4load

4.8.2.ЭДля плит при збільшених капітелях колон Ін < 2hH (рисунок 4.21) необхідно перевіряти обидва контрольних перерізи: в межах капітелі і у плиті.

1. Положення 4.8.2 і 4.8.3 також застосовуються для перевірки в межах капітелі при заміні d на dH згідно з рисунком 4.21.
2. Для круглих колон відстані від центра ваги до контрольних перерізів на рисунку 4.21 можуть визначатись, як:

rcont,ext =1н +2d +0.5с,(4.73)

rcont, int = № +hH) +0,5с.(4.74)

Рисунок 4.21 - Плита при збільшеній капітелі колони Ін <2hH

основні контрольні - перерізи для круглої колони

площа _ навантаження A|0ad

А

В

1. Розрахунок на зріз при продавлюванні
2. Згідно з 6.4.2 ДБН В 2.6-98 розрахунок на зріз при продавлюванні ґрунтується на перевірках вдовж грані колони та по основному контрольному периметру иv Якщо поперечне армування необхідне, то визначається наступний периметр uout ef (рисунок 6.2 ДБН В 2.6-98), на якому подальшого поперечного армування не вимагається. У контрольних перерізах визначаються наступні розрахункові напруження зрізу:

VRdc - розрахункова величина опору на зріз при продавлюванні плит без поперечного армування на зріз у контрольному перерізі, що розглядається;

VRd cs - розрахункова величина опору на зріз при продавлюванні плит із поперечним армуванням на зріз у контрольному перерізі, що розглядається;

VRd max - розрахункова величина максимального опору на зріз при продавлюванні у контрольному перерізі, що розглядається.

1. Необхідно виконувати наступні перевірки:

• по периметру колони або периметру площі навантаження; максимальні напруження зрізу при продавлюванні не повинні перевищувати:

^Ed,u -VRd,max-(4-75)

• поперечне армування на зріз не вимагається, якщо

(4-76)

• якщо VEd 0 більше ніж величина VRd с у контрольному перерізі, що розглядається, то поперечне армування на зріз повинно визначатись згіднб з 4.8.5.

1. Якщо опорна реакція з ексцентриситетом відносно контрольного периметра, максимальні напруження зрізу повинні визначатись за виразом:

W=l>^7.!'<4'77>

u j a

де d - середня робоча товщина плити, яку можна приймати як (dy +dz)l 2,

dy і dz - відповідно робочі товщини контрольного перерізу за напрямками х і у;

Uj -довжина контрольного периметра, що розглядається;

р - визначається як:

Р = 1+*7Г*"ПГ'(4-78>

VEd Щ

деt/1-довжина основного контрольного периметра;

к- коефіцієнт, що залежить від співвідношення сторін перерізу колони с1 і с2,

і є функцією відношення неврівноваженого моменту, що передається нерівномірним зсувом, згином і крутінням (таблиця 4.1);

І/Иі - відповідає розподілу зсуву, як показано на рисунку 4.22, і є функцією основного контрольного периметра щ:

“і

W^jedl,(4.79)

о

деdl- приріст довжини периметра;

е- відстань dl від осі, відносно якої діє момент MEd.

Для колони прямокутного перерізу:

Таблиця 4.1 - Величини к для прямокутної площі навантаження

2

ИЛ, = ^- + с1с2 +4c2cf+16d2 +2тіс(с1 ,,(4.80)

де с1- розмір перерізу колони паралельно ексцентриситету навантаження;

с2- розмір перерізу колони перпендикулярно до ексцентриситету навантаження.

Для внутрішніх круглих колон р визначається за виразом:

Р =1 + 0,671—(4.81) D + 4d

де D -діаметр круглої колони;

MEd

е - ексцентриситет прикладеного навантаження е = —— .

VEd

Рисунок 4.22 - Розподіл зсуву від неврівноваженого моменту у з’єднанні колони з плитою

Для внутрішніх прямокутних колон, якщо навантаження ексцентричне до обох осей, р може приблизно визначатись за виразом:

(4.82)

ЬУ

Р =1 + 1,8

де eyiez - ексцентриситети MEd / VBd вдовж осей у і z відповідно; bybz - розміри контрольного периметра (рисунок 4.16).

Примітка. ez виникає від моменту відносно осі z, а еу - від моменту відносно осі у.

2 /

1. Для граней колон у місцях з’єднання, де ексцентриситет перпендикулярний до грані плити (викликаний моментом відносно осі, паралельної грані плити), спрямований у середину і ексцентриситет паралельно грані відсутній, зусилля продавлювання може розглядатись як рівномірно розподілене вдовж контрольного периметра иг, як показано на рисунку 4.23а.

Якщо ексцентриситет наявний у обох ортогональних напрямках, р може визначатись за допомогою наступного виразу:

(4.83)

Р =

wQpar'

и 1 и 1

— +к 1

Uy

де u:

'par

• основний контрольний периметр (рисунок 4.16);

-зменшений основний контрольний периметр (рисунок4.23а);

• ексцентриситет паралельно грані плити від моменту відносно осі, перпендикулярної до грані плити;

-визначається за таблицею 4.1 із заміною відношення / с2 нас.,/2с2;

• визначається для основного контрольного периметра и1 (рисунок 4.16).

Для прямокутних колон, як показано на рисунку 4.23а,

2

(4.84)

W^ = — +c^c2+ 4c2d +8d2 + 2idc2 ■ 4

Якщо ексцентриситет, перпендикулярний до грані плити, спрямований не в середину, то застосовується вираз (4.78). При визначенні ексцентриситет е повинен відраховуватись від центральної осі контрольного периметра.

1. Для з’єднання кутової колони, якщо ексцентриситет спрямований у середину плити, приймається, що зусилля продавлювання рівномірно розподіляється вдовж зменшеного контрольного периметра иг , як показано на рисунку 4.236. Таким чином, значення р дорівнює:

«1

Р =

(4.85)

'1*

Якщо ексцентриситет спрямований назовні, то застосовується вираз (4.78).

< 1,5cf

с2

• 1,5с/
• 0,5^

б

а - крайня колона; б - кутова колона Рисунок 4.23 - Зменшений основний контрольний периметр іу1

<1,5 d < 0,5с2

2d

2d

1. Для конструкцій, у яких стійкість із площини не залежить від жорсткості взаємодії між плитами і колонами, і коли прилеглі прольоти не відрізняються більше ніж на 25 %, можна використовувати відповідне приблизне значення р. Рекомендованими величинами є наведені на рисунку 4.24.
2. Якщо зосереджене навантаження прикладене близько до обпирання плоскої плити на колону, неправомірно зменшувати зусилля зрізу відповідно з 4.6.2.7 і 4.6.3.9 відповідно.
3. Зусилля зрізу VEd при продавлюванні фундаментної плити можна зменшувати, зважаючи на сприятливу дію тиску грунту.
4. Вертикальна складова Vpd від дії похилої попередньо напруженої арматури, що перетинає контрольний переріз, у відповідних випадках може враховуватись як сприятлива дія.

1. Опір зрізу при продавлюванні основ плит і колон без поперечного армування
2. Опір зрізу при продавлюванні плити повинен оцінюватись для основного контрольного периметра згідно з 4.8.2. Розрахунковий опір зрізу при продавлюванні (МПа) визначається, як:

VRd,c =С*00р,Ь)П+/с1стср^(Цпіп+^1аф)>(4.86)

де fck, МПа;

/с=1 + ^2,0;*мм;

іІ

Р1 =д/р1 У 'P1Z 5 °'02'

де р1у і pt відносяться до зчепленої розтягнутої сталі відповідно у напрямках у і z.

Величини р1у і р^ повинні обчислюватись як середні величини з урахуванням ширини плити, що дорівнює ширині колони плюс 3d з кожної сторони.

°ср =(°су +acz)12 ’(4-87)

де осуі - нормальні напруження у бетоні контрольного перерізу в напрямках х і у (МПа, додатні при стиску):

_ NEd,y „ __NEd,z .

асу - А - acTcz “ д ncy"cz

де NEd , //Ed z - поздовжні зусилля у повному прольоті внутрішніх колон та поздовжня сила через контрольний переріз для крайніх колон. Зусилля можуть бути від дії навантаження або попереднього напруження;

Ас - площа бетону відповідно до визначення NEd.

Якщо немає більш точних даних, рекомендованими є величини: CRdc =0,18/ус, /тІп - визначається за 4.6.2.2, а к: =0,1.

1. Опір продавлюванню фундаменту колони повинен перевірятись на контрольному периметрі в межах 2d від контуру колони.

Для зосередженого навантаження результуюча прикладена сила становить:

VEd,red=VEd-WEd,(4.88)

де VEd - прикладена поперечна сила:

AVEd - результуюча, спрямована вгору сила в межах контрольного периметра, що розглядається, тобто тиск від грунту мінус власна вага фундаменту.

VEd-VEdredlud-(4.89)

VRd =C^tCk(W0Pifck)nr2dla>Vmm-2d/a,(4.90)

де а - відстань від контуру колони до контрольного периметра, що розглядається;

CRd с - визначається у (4.8.4.1);

/тіп - визначається у (4.8.4.1); к - визначається у (4.8.4.1).

,, VEdred

vEd

При навантаженні з ексцентриситетом

(4.91)

uk^M_w

VEd,red

ud

де к - визначається у 4.8.3.3 або 4.8.3.4 відповідно, а И/-те саме, що і І/У,, але для периметра и.

1. Опір зрізу при продавлюванні плит і фундаментів колон із поперечною арматурою
2. Якщо поперечна арматура необхідна, її розраховують згідно з виразом:

VRd,cs = °’75VRd,c +'i'5(d 1 sr)Aswfywd,ef (1/(UiC0)sina,(4.92)

де Asw- площа одного периметра поперечної арматури навколоколони, мм;

sr- радіальний крок периметрів поперечної арматури, мм;

fywd ef ~ фактичний розрахунковий опір поперечної арматури на продавлювання відповідно Д° fywd.ef =250 + 0,25d < f^, МПа; d- середина робочих товщин у ортогональних напрямках, мм;

a- кут між поперечною арматурою і площиною плити.

Якщо встановлюється один ряд відігнутих вниз стрижнів, то відношення d/sr у виразі (4.92) може дорівнювати 0,67.і

1. Вимоги до конструювання поперечної арматури на продавлювання наведено у 8.4.3.
2. Поряд із колоною опір зрізу при продавлюванні обмежуються максимальним значенням:

VEd,n =-VRd,max’(4-93)

uQd

де и0- для середньої колонии0= довжина контуру колони,мм;