Мосты и трубы

В формуле (85) R_s и R_b принимаются в МПа, m = m_s,xy.

Площади поперечного сечения стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлениях должны различаться не более чем в 1,5 раза;

б) при армировании спиральной или кольцевой арматурой

,                                              (86)

где R_s - расчетное сопротивление арматуры спирали;

e_c - эксцентриситет приложения продольной силы (без учета влияния прогиба);

m - коэффициент армирования, равный:

;                                                                (87)

А_s.cir - площадь поперечного сечения спиральной арматуры;

d_ef - диаметр части сечения внутри спирали;

s - шаг спирали.

При учете влияния прогиба на несущую способность элементов с косвенным армированием следует пользоваться указаниями п. 3.54*, определяя момент инерции для части их сечения, ограниченной крайними стержнями сеток или заключенной внутри спирали. Значение N_cr, полученное по формуле (45), должно быть умножено на коэффициент j₁ = 0,25 + 0,05 £ 1 (где с_ef равно высоте или диаметру учитываемой части бетонного сечения), а при определении d второй член правой части формулы (48) заменяется на 0,01 j₂ (где j₂ = 0,1 - 1 £ 1). Косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что несущая способность элемента, определенная с учетом А_ef и R_b,red, превышает его несущую способность, определенную по полному сечению A_b и с учетом R_b (но без учета косвенной арматуры). Кроме этого, косвенное армирование должно соответствовать конструктивным требованиям п. 3.153.

3.73*. При расчете элементов с косвенным армированием наряду с расчетом по прочности следует производить расчет, обеспечивающий трещиностойкость защитного слоя бетона. Этот расчет следует производить согласно указаниям пп. 3.69,б и 3.70* под эксплуатационной нагрузкой (при g_f = 1), учитывая всю площадь сечения бетона и принимая вместо R_b и R_s расчетные сопротивления R_bn и R_sn для предельных состояний второй группы, а также принимая расчетное сопротивление арматуры сжатию равным R_sc,ser, но не более 400 МПа.

Расчет центрально-растянутых элементов 3.74. При расчете сечений центрально-растянутых железобетонных элементов все расчетное усилие должно полностью восприниматься арматурой, при этом требуется соблюдение условия

N £ R_s A_s + R_p A_p,                                                         (88)

где N - продольное растягивающее усилие, приложенное центрально.

Расчет внецентренно растянутых элементов 3.75. Расчет сечений внецентренно растянутых железобетонных элементов следует производить в зависимости от положения продольной силы N исходя из следующих условий:

а) если продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в соответствующей арматуре (черт. 6, а), причем все сечение растянуто, то в этом случае вся расчетная сила должна быть полностью воспринята арматурой и расчет следует производить, используя условия:

Ne £ R_s A¢_s (h₀₁ - a¢_s) + R_p A¢_p (h₀ - a¢_p);                                      (89)

Ne¢ £ R_s A¢_s (h - a_s - a¢_s) + R_p A¢_p (h - a_p - a¢_p);                                 (90)

б) если продольная сила N приложена за пределами расстояний между равнодействующими усилий в соответствующей арматуре (черт. 6, б) с расположением нейтральной оси в пределах ребра, то прочность сечения следует устанавливать из условия

Ne £ R_b bx (h₀ - 0,5x) + R_b (b¢_f - b) h¢_f (h₀ - 0,5h¢_f) +

+ R_sc A¢_s (h₀₁ - a¢_s) + s_pc A¢_p (h₀ - a¢_p).                                      (91)

Высоту сжатой зоны бетона х следует определять по формуле

R_p A_p + R_s A_s - R_sc A¢_s - s_pc A¢_p - N = R_b bx + R_b (b¢_f - b) h¢_f.                     (92)

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

а - продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре; б - то же, за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре

Если полученное из расчета по формуле (92) значение х > x_y h₀, то в условие (91) подставляется х = x_y h₀ , где x_y определяется согласно указаниям п. 3.61*.

Учет работы сжатой арматуры следует производить согласно п. 3.60*. Однако, если без учета этой арматуры величина х > 2а_s, а с учетом ее х < 2a¢_s, тo расчет по прочности следует производить из условия

Ne £ (R_p A_p + R_s A_s - N)(h₀ - a¢_s).                                        (93)

Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента 3.76*. Расчет по прочности наклонных сечений должен производиться с учетом переменности сечения:

на действие поперечной силы между наклонными трещинами (см. п. 3.77*) и по наклонной трещине (см. п. 3.78*);

на действие изгибающего момента по наклонной трещине для элементов с поперечной арматурой (см. п. 3.83*).

Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы 3.77*. Для железобетонных элементов с поперечной арматурой должно быть соблюдено условие, обеспечивающее прочность по сжатому бетону между наклонными трещинами:

Q £ 0,3 j_wl j_bl R_b bh₀.                                                     (94)

В формуле (94):

Q - поперечная сила на расстоянии не ближе h₀ от оси опоры;

j_wl = 1 - hn₁m_w, при расположении хомутов нормально к продольной оси j_wl £ 1,3,

где h = 5 - при хомутах, нормальных к продольной оси элемента;

h = 10 - то же, наклонных под углом 45°;

n₁ - отношение модулей упругости арматуры и бетона, определяемое согласно п. 3.48*;

;

A_sw - площадь сечения ветвей хомутов, расположенных в одной плоскости;

S_w - расстояние между хомутами по нормали к ним;

b - толщина стенки (ребра);

h₀ - рабочая высота сечения.

Коэффициент j_bl определяется по формуле

j_bl = 1 - 0,01 R_b,

в которой расчетное сопротивление R_b принимается в МПа.

3.78*. Расчет наклонных сечений элементов с поперечной арматурой на действие поперечной силы (черт. 7) следует производить из условий:

для элементов с ненапрягаемой арматурой

Q £ S R_sw A_si sin a + S R_sw A_sw + Q_b + Q^r_w;                                 (95)*

для элементов с напрягаемой арматурой при наличии ненапрягаемых хомутов

Q £ S R_pw A_pi sin a + S R_sw A_sw + S R_pw A_pw + Q_b + Q^r_w;                           (96)*

Черт. 7. Схема усилий в сечении, наклонном к продольной оси железобетонного элемента, при расчете его по прочности на действие поперечной силы

a - с ненапрягаемой арматурой; б - с напрягаемой арматурой

В формулах (95)* и (96)*:

Q -    максимальное значение поперечной силы от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения;

SR_swA_sisina, SR_swA_sw -   суммы проекций усилий всей пересекаемой ненапрягаемой (наклонной и нормальной к продольной оси элемента) арматуры при длине проекции сечения с, не превышающей 2h₀;

SR_pwA_pisina, SR_pwA_pw - то же, в напрягаемой арматуре, имеющей сцепление с бетоном (если напрягаемая арматура не имеет сцепления с бетоном, то значение расчетного сопротивления R_pw следует принять равным установившемуся предварительному напряжению s_pwl в напрягаемой арматуре);

R_sw, R_pw - расчетные сопротивления ненапрягаемой и напрягаемой арматуры с учетом коэффициентов m_a4 или m_p4, определяемых по п. 3.40;

a - угол наклона стержней (пучков) к продольной оси элемента в месте пересечения наклонного сечения;

Q_b - поперечное усилие, передаваемое в расчете на бетон сжатой зоны над концом наклонного сечения и определяемое по формуле

,                                            (97)*

где b, h₀ - толщина стенки (ребра) или ширина сплошной плиты и расчетная высота сечения, пересекающего центр сжатой зоны наклонного сечения;

с - длина проекции невыгоднейшего наклонного сечения на продольную ось элемента, определяемая сравнительными расчетами согласно требованиям п. 3.79*.

m - коэффициент условий работы, равный

,                                                 (98)*

но не менее 1,3 и не более 2,5,

где R_b,sh - расчетное сопротивление на скалывание при изгибе (табл. 23*);

t_q - наибольшее скалывающее напряжение от нормативной нагрузки;

при t_q £ 0,25 R_b,sh - проверку на прочность по наклонным сечениям допускается не производить, а при t_q > 0,25 R_b,sh - сечение должно быть перепроектировано;

Q_w^r - усилие, воспринимаемое горизонтальной арматурой, кгс:

Q_w^r = 1000 A_w^r K,                                                        (99)*

где A_w^r - площадь горизонтальной напрягаемой и ненапрягаемой арматуры, см², пересeкаемой наклонным сечением под углом b, град.

Значение коэффициента К определяется условием

.                                                     (100)*

В сечениях, расположенных между хомутами, при b = 90°

Q_w^r = 1000 A_w^r.

3.79*. Невыгоднейшее наклонное сечение и соответствующую ему проекцию на продольную ось элемента следует определять посредством сравнительных расчетов из условия минимума поперечной силы, воспринимаемой бетоном и арматурой. При этом на участках длиной 2h₀ от опорного сечения следует выполнять проверку наклонных сечений с углом наклона к опорному (вертикальному) сечению 45° для конструкций с ненапрягаемой арматурой и 60° - с напрягаемой. При сосредоточенном действии нагрузки вблизи опоры наиболее опасное наклонное сечение имеет направление от нагрузки к опоре.

3.80*. При наличии напрягаемых хомутов угол к продольной оси элемента при дополнительной проверке по наклонным сечениям следует определять по формуле

a = arctg ,

где s_mt - значение главного растягивающего напряжения;

t_b - значение касательного напряжения.

3.81*. Для железобетонных элементов без поперечной арматуры должно соблюдаться условие

Q £ Q + Q_w^r,                                                        (101)*

ограничивающее развитие наклонных трещин.

3.82. При расчете растянутых и внецентренно растянутых элементов при отсутствии в них сжатой зоны вся поперечная сила Q должна восприниматься поперечной арматурой.

При расчете внецентренно растянутых элементов при наличии сжатой зоны значение Q_b, вычисленное по формуле (97*), следует умножить на коэффициент k_t, равный:

k_t = 1 - 0,2 ,                                                         (102)

но не менее 0,2 (N - продольная растягивающая сила).

Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие изгибающих моментов 3.83*. Расчет наклонных сечений по изгибающему моменту (черт. 8) следует производить, используя условия:

для элементов с ненапрягаемой арматурой

М £ R_s A_s z_s + S R_s A_sw z_sw + S R_s A_si z_si;                                      (103)

для элементов с напрягаемой арматурой при наличии ненапрягаемых хомутов

М £ R_p A_p z_p + S R_p A_pw z_pw + S R_s A_sw z_sw + S R_p A_pi z_pi,                      (104)