Страница 11: СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции (54054)

                                                                (19)

где Ncr - условная критическая сила, определяемая по формуле

                                                (20)

В формуле (20):

l - коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии, равный:

                                                              (21)

но не более 1 + ,

здесь  -   коэффициент, принимаемый в зависимости от вида бетона по табл. 30;

М -     момент относительно растянутой или наименее сжатой грани сечения от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;

Мl -    то же, от действия постоянных и длительных нагрузок;

l0 -      определяется по табл. 31;

e -     коэффициент, принимаемый равным e0/h, но не менее

                                                 (22)

здесь Rb - в МПа.

Таблица 30

Примечание. Группы мелкозернистого бетона приведены в п. 2.3.

Таблица 31

Обозначение, принятое в табл. 31: Н - высота столба (стены) в пределах этажа за вычетом толщины плиты перекрытия или высота свободно стоящей конструкции.

Если изгибающие моменты (или эксцентриситеты) от полной нагрузки и от суммы постоянных и длительных нагрузок имеют разные знаки, то при абсолютном значении эксцентриситета полной нагрузки е0, превышающем 0,1h, принимают ??l = 1,0; если это условие не удовлетворяется, значение l принимают равным  где ??l1 определяют по формуле (21), принимал М равным произведению продольной силы N от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок на расстояние от центра тяжести до растянутой или наименее сжатой от действия постоянных и длительных нагрузок грани сечения.

3.7. Расчет элементов бетонных конструкций на местное сжатие (смятие) должен производиться согласно указаниям пп. 3.39 и 3.40.

Изгибаемые элементы

3.8. Расчет изгибаемых бетонных элементов (см. черт. 3) должен производиться из условия

                                                               (23)

где ?? -    коэффициент, принимаемый согласно указаниям п. 3.5;

Wpl - определяется по формуле (16); для элементов прямоугольного сечения Wpl принимается равным:

                                                               (24)

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ

3.9. Расчет по прочности железобетонных элементов должен производиться для сечений, нормальных к их продольной оси, а также для наклонных к ней сечений наиболее опасного направления. При наличии крутящих моментов следует проверить прочность пространственных сечений, ограниченных в растянутой зоне спиральной трещиной наиболее опасного из возможных направлений. Кроме того, следуют производить расчет элементов на местное действие нагрузки (смятие, продавливание, отрыв).

Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента

3.10. Предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси элемента, следует определять исходя из следующих предпосылок:

сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;

сопротивление бетона сжатию представляется напряжениями, равными Rb и равномерно распределенными по сжатой зоне бетона;

деформации (напряжения) в арматуре определяются в зависимости от высоты сжатой зоны бетона с учетом деформаций (напряжений) от предварительного напряжения (см. п. 3.28*);

растягивающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопротивления растяжению Rs;

сжимающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопротивления сжатию Rsc.

3.11. Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных указанной плоскости граней элемента, следует производить а зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона ?? = x/h0, определяемой из соответствующих условий равновесия, и значением относительной высоты сжатой зоны бетона R (см. п. 3.12*), при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению Rs с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры, за исключением коэффициента s6 (см. п. 3.13*).

3.12*. Значение ??R определяется по формуле

                                                        (25)

где  - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая по формуле

                                                             (26)

здесь  - коэффициент, принимаемый равным для бетона:

тяжелого                                            0,85

мелкозернистого (см. п. 2.3)

групп:

А                                                    0,80

Б и В                                             0,75

легкого, ячеистого и

поризованного                                  0,80

Для тяжелого, легкого и поризованного бетонов, подвергнутых автоклавной обработке, коэффициент ?? снижается на 0,05;

Rb - в МПа;

sR - напряжение в арматуре, МПа, принимаемое для арматуры классов:

А-I, А-II, А-III, А-IIIв, Вр-I              sR = Rs - sp;

А-IV, А-V, А-VI и Ат-VII                sR = Rs + 400 - ssp - ??sp;

В-II, Вр-II, К-7 и К-19                      sR = Rs + 400 - ssp,

здесь Rs - расчетное сопротивление арматуры растяжению с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры si, за исключением ??s6 (см. п. 3.13*);

sp -     принимается при коэффициенте sp < 1,0.

??sp -     см. п. 3.28*;

ssc,u - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, принимаемое для конструкций из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов в зависимости от учитываемых в расчете нагрузок по табл. 15*: по поз. 2а - равным 500 МПа, по поз. 2б - равным 400 МПа. Для конструкций из ячеистого и поризованного бетонов во всех случаях значение принимается равным 400 МПа. При расчете элементов в стадии обжатия значение sc,u = 330 МПа.

Значения R, определяемые по формуле (25), для элементов из ячеистого бетона следует принимать не более 0,6.

3.13*. При расчете по прочности железобетонных элементов с высокопрочной арматурой классов А-IV, А-V, А-VI, Ат-VII, В-II, Вр-II, К-7 и К-19 при соблюдении условия ?? < R расчетное сопротивление арматуры Rs должно быть умножено на коэффициент s6 (см. поз. 6 табл. 24*), определяемый по формуле

                                                (27)

где  - коэффициент, принимаемый равным для арматуры классов:

А-IV                                                     1,20

A-V, В-II, Bр-II, К-7 и К-19               1,15

А-VI и Ат-VII                                      1,10

Для случая центрального растяжения, а также внецентренного растяжения продольной силой, расположенной между равнодействующими усилий в арматуре, значение ??s6 принимается равным .

При наличии сварных стыков в зоне элемента с изгибающими моментами, превышающими 0,9Mmax (где Mmax - максимальный расчетный момент), значение коэффициента s6 для арматуры классов А-IV и А-V принимается не более 1,10, а классов А-VI и Ат-VII - не более 1,05.

Коэффициент ??s6 не следует учитывать для элементов:

рассчитываемых на действие многократно повторяющейся нагрузки;

армированных высокопрочной проволокой, расположенной вплотную (без зазоров);

эксплуатируемых в агрессивной среде.

3.14. Для напрягаемой арматуры, расположенной в сжатой зоне при действии внешних сил или в стадии обжатия и имеющей сцепление с бетоном, расчетное сопротивление сжатию Rsc (см. пп. 3.15, 3.16, 3.20, 3.27) должно быть заменено напряжением sc, равным (??sc,u - sp), МПа, но не более Rsc, где ??sp определяется при коэффициенте ??sp > 1,0, ??sc,u - см. п. 3.12*.

Изгибаемые элементы прямоугольного, таврового, двутаврового и кольцевого сечений

3.15. Расчет прямоугольных сечений изгибаемых элементов, указанных в п. 3.11 (черт. 4), при  должен производиться из условия

                                       (28)

при этом высота сжатой зоны х определяется из формулы

                                                      (29)

Черт. 4. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого железобетонного элемента, при расчете его по прочности

3.16. Расчет сечений, имеющих полку в сжатой зоне, при ?? = х/h0  R должен производиться в зависимости от положения границы сжатой зоны:

а) если граница проходит в полке (черт. 5, а), т. е. соблюдается условие

                                                   (30)

расчет производится как для прямоугольного сечения шириной b¢f согласно указаниям п. 3.15;

б) если граница проходит в ребре (черт. 5, б), т. е. условие (30) не соблюдается, расчет производится из условия

             (31)

при этом высота сжатой зоны бетона х определяется из формулы

                                         (32)

Черт. 5. Положение границы сжатой зоны в сечении изгибаемого железобетонного элемента

а - в полке; б - в ребре

Значение b¢f вводимое в расчет, принимается из условия, что ширина свеса полки в каждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролета элемента и не более:

а) при наличии поперечных ребер или при h¢f ³ 0,1h - 1/2 расстояния в свету между продольными ребрами;

б) при отсутствии поперечных ребер или при расстояниях между ними больших, чем расстояния между продольными ребрами, h¢f < 0,1h - 6 hf;

в) при консольных свесах полки:

при h¢f ³ 0,1h                              6 h¢f;

« 0,05h ?? h¢f < 0,1h                   3 h¢f

« h¢f < 0,05h                              свесы не учитываются

3.17. При расчете по прочности изгибаемых элементов рекомендуется соблюдать условие х  ??Rh0. В случае, когда площадь сечения растянутой арматуры по конструктивным соображениям или из расчета по предельным состояниям второй группы принята большей, чем это требуется для соблюдения условия х ?? ??Rh0, расчет следует производить по формулам для общего случая (см. п. 3.28*).

Если полученное из расчета по формулам (29) или (32) значение х > ??Rh0, допускается производить расчет из условий (28) и (31), определяя высоту сжатой зоны соответственно из формул:

                                                      (33)

                                      (34)

где                                                                                 (35)

здесь  = х/h0 (x подсчитывается при значениях Rs с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры);

sp - определяется при коэффициенте ??sp > 1,0.

Для элементов из бетона класса B30 и ниже с ненапрягаемой арматурой классов А-I, А-II, А-III и Вр-I при x > Rh0 допускается также производить расчет из условий (28) и (31), подставляя в них значение х = Rh0.

3.18. Расчет изгибаемых элементов кольцевого сечения при соотношении внутреннего и наружного радиусов r1/r2 ?? 0,5 с арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее 6), должен производиться как для внецентренно сжатых элементов согласно указаниям п. 3.21*, принимая в формулах (41) и (42) значение продольной силы N = 0 и подставляя в формулу (40) вместо Ne0 значение изгибающего момента М.

Внецентренно сжатые элементы прямоугольного и кольцевого сечений

3.19. При расчете внецентренно сжатых железобетонных элементов необходимо учитывать случайный начальный эксцентриситет согласно указаниям п. 1.21, а также влияние прогиба на их несущую способность согласно указаниям п. 3.24.

3.20. Расчет прямоугольных сечений внецентренно сжатых элементов, указанных в п. 3.11, следует производить:

а) при  = x/h0 ?? ??R (черт. 6) из условия

                                         (36)

при этом высота сжатой зоны определяется из формулы

                                                    (37)

Черт. 6. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого железобетонного элемента, при расчете его по прочности

б) при  = x/h0 > R - также из условия (36), но при этом высота сжатой зоны определяется:

для элементов из бетона класса В30 и ниже с ненапрягаемой арматурой классов А-I, А-II, А-III - из формулы

                                                    (38)

где                                                                                                     (39)

для элементов из бетона класса выше В30, а также для элементов с арматурой класса выше А-III (ненапрягаемой и напрягаемой) - из формул (66) и (67) или (68).