Бетонные и железобетонные конструкции

здесь a - 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 a снижается на 0,05;

R_b - в МПа;

s_sR - напряжение в арматуре, МПа, принимаемое для арматуры классов:

А-I, А-II, А-III, А-IIIв, Вр-I              s_sR = R_s - s_sp;

А-IV, А-V, А-VI и Ат-VII                s_sR = R_s + 400 - s_sp - Ds_sp;

В-II, Вр-II, К-7 и К-19                      s_sR = R_s + 400 - s_sp,

здесь R_s - расчетное сопротивление арматуры растяжению с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры g_si, за исключением g_s6 (см. п. 3.13*);

s_sp -     принимается при коэффициенте g_sp < 1,0.

Ds_sp -     см. п. 3.28*;

s_sc,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 s_sc,u = 330 МПа.

Значения x_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 x < x_R расчетное сопротивление арматуры R_s должно быть умножено на коэффициент g_s6 (см. поз. 6 табл. 24*), определяемый по формуле

                                                (27)

где h - 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 g_s6 принимается равным h.

При наличии сварных стыков в зоне элемента с изгибающими моментами, превышающими 0,9M_max (где M_max - максимальный расчетный момент), значение коэффициента g_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 g_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 R_sc (см. пп. 3.15, 3.16, 3.20, 3.27) должно быть заменено напряжением s_sc, равным (s_sc,u - s_sp), МПа, но не более R_sc, где s_sp определяется при коэффициенте g_sp > 1,0, s_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 x = х/h₀ £ x_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 £ x_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 £ x_Rh₀, расчет следует производить по формулам для общего случая (см. п. 3.28*).

Если полученное из расчета по формулам (29) или (32) значение х > x_Rh₀, допускается производить расчет из условий (28) и (31), определяя высоту сжатой зоны соответственно из формул:

                                                      (33)

                                      (34)

где                                                                                 (35)

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

s_sp - определяется при коэффициенте g_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 > x_Rh₀ допускается также производить расчет из условий (28) и (31), подставляя в них значение х = x_Rh₀.

3.18. Расчет изгибаемых элементов кольцевого сечения при соотношении внутреннего и наружного радиусов r₁/r₂ ³ 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 = x/h₀ £ x_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 = x/h₀ > x_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).

3.21*. Расчет внецентренно сжатых элементов кольцевого сечения при соотношении внутреннего и наружного радиусов r₁/r₂ ³ 0,5 с арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее 6), должен производиться из условия

                             (40)

при этом величина относительной площади сжатой зоны бетона определяется по формуле

                                            (41)

Если полученное из расчета по формуле (41) x_cir < 0,15, в условие (40) подставляется значение x_cir, определяемое по формуле

                                                (42)

при этом значения j_s и z_s определяются по формулам (43) и (44), принимая x_cir = 0,15.

В формулах (40) - (42):

r_m -    полусумма внутреннего и наружного радиусов;

r_s -     радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней арматуры;

A_s,tot - площадь сечения всей продольной арматуры;

j_s -    коэффициент, определяемый по формуле

                                                         (43)

z_s - расстояние от равнодействующей в арматуре растянутой зоны до центра тяжести сечения, определяемое по формуле

                                                        (44)

но принимаемое не более r_s;

s_sp - определяется при коэффициенте g_sp > 1,0;

w₁ - коэффициент, определяемый по формуле

                                                               (45)

здесь h_r - коэффициент, принимаемый равным для арматуры классов:

А-I, А-II, А-III                                   1,0

А-IV, А-V, А-VI, Ат-VII, B-II,

Вр-II, К-7 и К-19                              1,1

w₂ - коэффициент, определяемый по формуле

                                                                   (46)

где значение d принимается равным:

                                                           (47)

здесь R_s - в МПа.