Мосты и трубы

где                       М - момент относительно оси, проходящей через центр сжатой зоны наклонного сечения, от расчетных нагрузок, расположенных по одну сторону от сжатого конца сечения;

z_sw, z_s, z_si; z_pw, z_p, z_pi - расстояния от усилий в ненапрягаемой и напрягаемой арматуре до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне бетона в сечении, для которого определяется момент; остальные обозначения приведены в п. 3.78*.

Продольная арматура стенок в расчете не учитывается.

Положение невыгоднейшего наклонного сечения следует определять путем сравнительных расчетов, проводимых, как правило, в местах обрыва или отгибов арматуры и в местах резкого изменения сечения.

Черт. 8. Схема усилий в сечении, наклонном к продольной оси железобетонного элемента, при расчете его по прочности на действие изгибающего момента

а - с ненапрягаемой арматурой; б - с напрягаемой арматурой

3.84*. Для наклонных сечений, пересекающих растянутую грань элемента на участках, обеспеченных от образования нормальных трещин от нормативной нагрузки (при s_bt < R_bt) расчет на действие момента допускается не производить.

3.85*. При расчете по прочности на действие момента напрягаемую поперечную арматуру, не имеющую сцепления с бетоном, следует учитывать так же, как при расчете на поперечную cилу по п. 3.78*.

Расчет стыков на сдвиг 3.86*. Клееные или бетонируемые стыки (плоские или с уступом) в изгибаемых составных по длине конструкциях следует рассчитывать на прочность по сдвигу по формуле

Q £ 0,45 m_sh N_a,                                                       (105)

где Q -   максимальное сдвигающее усилие от внешних нагрузок и предварительного напряжения в наклонной арматуре, взятых с коэффициентами надежности, соответствующими расчетам по первой группе предельных состояний;

0,45 - расчетное значение коэффициента трения бетона по бетону;

m_sh - коэффициент условий работы стыкового шва при сдвиге, определяемый для разных видов стыков по п. 3.87*;

N_a - усилие, воспринимаемое площадью рабочего сечения стыка соответствующей сжатой части эпюры нормальных напряжений.

При этом коэффициенты надежности к усилиям, возникающим в напрягаемой арматуре (вместо указанных в табл. 8* и п. 2.5), принимают равными:

g =1 ± 0,1 - при числе напрягаемых пучков (стержней)

n £ 10 и g_f = 1 + при n > 10.

В рабочее сечение стыка входит сечение стенки (ребра) и продолжение ее в верхней и нижней плитах.

При условии пересечения стыка в пределах стенки наклонными пучками, расположенными в закрытых заинъецированных каналах, в рабочее сечение стыка могут включаться также прилегающие к стенке участки вутов и плиты протяженностью с каждой стороны не более двух толщин плиты (без вутов) или стенки, если она тоньше плиты.

При учете совместной работы на сдвиг клееного стыка и жестких элементов (уступов, шпонок и т.п. ), воспринимающих поперечную силу, несущую способность жестких элементов следует принимать с коэффициентом сочетания, равным 0,7. При этом усилие, воспринимаемое жестким элементом, не должно превышать половины величины поперечной силы, действующей на стык.

3.87*. Коэффициенты условий работы m_sh в формуле (105) следует принимать равными:

для клееного плотного тонкого стыка с отверждением клеем - 1,2;

для бетонируемого стыка без выпусков арматуры - 1,0;

для клееного стыка с неотвержденным клеем с гладкой поверхностью торцов блоков - 0,25;

то же, с рифленой поверхностью торцов блоков - 0,45.

3.88*. В стыках составных по длине пролетных строений не допускаются растягивающие напряжения от расчетных постоянных нагрузок, учитываемых при выполнении расчетов по первой группе предельных состояний.

Расчет на местное сжатие (смятие) 3.89*. При расчете на местное сжатие (смятие) элементов без косвенного армирования должно удовлетворяться условие

N £ j_loc R_b,loc A_loc,                                                         (106)

где N - продольная сжимающая сила от местной нагрузки;

j_loc - коэффициент, принимаемый равным: при равномерном распределении местной нагрузки на площади смятия - 1,00, при неравномерном распределении - 0,75;

A_loc - площадь смятия;

R_b,loc - расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формулам:

R_b,loc = 13,5 j_loc1 R_bt;                                                       (107)

j_loc1 =  £ 2.                                                        (108)*

В формулах (107) и (108*):

R_bt - расчетное сопротивление бетона растяжению для бетонных конструкций;

A_d - расчетная площадь, симметричная по отношению к площади смятия в соответствии со схемами, приведенными на черт. 9.

3.90. При расчете на местное сжатие (смятие) элементов с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие

N £ R_b,red A_loc,                                                               (109)

где А_loc - площадь смятия;

R_b,red - приведенная прочность бетона осевому сжатию, определяемая по формуле

R_b,red = R_b j_loc,b + j R_s j_loc,s.                                                 (110)

В формуле (110):

R_b, R_s - в МПа;

j_loc,b =  £ 3;

j, m - соответственно коэффициент эффективности косвенного армирования и коэффициент армирования сечения сетками или спиралями [формулы (83), (84) и (87)] согласно п. 3.72*;

Черт. 9. Схемы расположения расчетных площадей A_d в зависимости от положения площадей смятия А_loc

j_loc,s = 4,5 - 3,5 ;

A_ef - площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, при этом должно удовлетворяться условие А_loc < А_ef £ А_d;

A_d - расчетная площадь, симметричная по отношению к площади смятия А_loc и принимаемая не более указанной на черт. 9.

Остальные обозначения следует принимать согласно требованиям п. 3.89*.

Бетон конструкции в зоне передачи на него сосредоточенных усилий (см. черт. 9) должен быть рассчитан на местное сжатие (смятие), а также по трещиностойкости с учетом местных растягивающих напряжений согласно указаниям п. 3.111*.

Расчет на выносливость 3.91*. Расчету на выносливость подлежат элементы железнодорожных мостов, мостов под пути метрополитена, совмещенных мостов и плиты проезжей части автодорожных и городских мостов; при толщине засыпки менее 1 м - ригели рам и перекрытия прямоугольных железобетонных труб, включая места их сопряжения со стенками.

На выносливость не рассчитывают:

бетонные опоры;

фундаменты всех видов;

звенья круглых труб:

прямоугольные трубы и их перекрытия при толщине засыпки 1 м и более;

стенки балок пролетных строений;

бетон растянутой зоны;

арматуру, работающую только на сжатие;

железобетонные опоры, в которых коэффициенты асимметрии цикла напряжений превышают в бетоне 0,6, в арматуре - 0,7.

Если при расчете на выносливость железобетонных опор и перекрытий труб напряжения в арматуре не превышают 75 % установленных расчетных сопротивлений (с учетом коэффициентов условий работы по пп. 3.26* и 3.39*), то дополнительные ограничения по классам арматуры и маркам стали, указанные в п. 3.33* для арматуры, рассчитываемой на выносливость при средней температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С, могут не выполняться.

3.92*. Расчет на выносливость элементов (или их частей) предварительно напряженных железобетонных конструкций, отнесенных к категориям требований по трещиностойкости 2а или 2б (см. п. 3.95*), по сечениям, нормальным к продольной оси, следует производить по приведенным ниже формулам, подставляя абсолютные значения напряжений и принимая сечения элементов без трещин:

а) при расчете арматуры растянутой зоны:

s_p.max = (s_pl - s_el,c) + s_pg + s_pv £ m_apl R_p;                                       (111)

s_p.min = (s_pl - s_el,c) + s_pg;                                                      (112)

б) при расчете бетона сжатой зоны изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов:

s_bc.max = s_bcl + s_bcg + s_bcv £ m_bl R_b;                                             (113)

s_bc.min = s_bcl + s_bcg                                                          (114)

(знак напряжений при расчете статически неопределимых конструкций может изменяться на противоположный).

В формулах (111) - (114):

s_p.max, s_p.min - напряжения в напрягаемой арматуре соответственно максимальные и минимальные;

s_pl - установившиеся (за вычетом потерь) предварительные напряжения в напрягаемой арматуре растянутой зоны;

s_el,c - снижение напряжения в напрягаемой арматуре растянутой зоны от упругого обжатия бетона согласно п. 3.93;

s_pg = n_l s_btg - напряжения в арматуре от постоянной нагрузки;

s_pv = n_l s_brv - напряжения в арматуре от временной нагрузки;

где                 n_l - отношение модулей упругости согласно п. 3.48*:

m_apl - коэффициент условий работы арматуры, учитывающий влияние многократно повторяющейся нагрузки согласно п. 3.39*;

R_p - расчетное сопротивление напрягаемой арматуры согласно п. 3.37*;

s_bc.max, s_bc.min - сжимающие напряжения в бетоне соответственно максимальные и минимальные;

s_bcl - установившиеся (за вычетом потерь) предварительные напряжения в бетоне сжатой зоны;

s_brg, s_bcv - напряжения в бетоне от постоянной нагрузки соответственно растянутой и сжатой зон;

s_bn, s_bcg - напряжения в бетоне от временной нагрузки соответственно растянутой и сжатой зон;

m_bl -   коэффициент условий работы бетона, учитывающий влияние многократно повторяющейся нагрузки согласно п. 3.26*;

R_b - расчетное сопротивление бетона сжатию согласно п. 3.24*.

Примечание. При расчете как на выносливость, так и на трещиностойкость, при oпределении напряжений в бетоне с учетом приведенного сечения, в формулах напряжения в арматуре, напрягаемой на упоры, принимают без их снижения от упругого обжатия бетона (пои условии, если при расчете всю арматуру, имеющую сцепление с бетоном, включают в приведенные характеристики сечения).

3.93. Напряжения в напрягаемой арматуре следует вычислять с учетом снижения от упругого обжатия бетона s_el,c, которое при одновременном обжатии бетона всей напрягаемой на упоры арматурой необходимо определять по формуле

s_el,c = n_l s_bp.                                                             (115)

При натяжении арматуры на бетон в несколько этапов снижение предварительного напряжения в арматуре, натянутой ранее, следует определять по формуле

s_el,c = n_l Ds_b m_l.                                                           (116)

В формулах (115) и (116):

n_l - отношение модулей упругости согласно п. 3.48*;

s_bp -     предварительное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры, вызываемое обжатием сечения всей арматуры;

Ds_b -     напряжение в бетоне на уровне центра тяжести арматуры, вызываемое натяжением одного пучка или стержня с учетом потерь, соответствующих данной стадии работы;

m_l - число одинаковых пучков (стержней), натянутых после того пучка (стержня), для которого определяют потери напряжения.

3.94*. Расчет на выносливость элементов железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой производится по формулам сопротивления материалов без учета работы бетона растянутой зоны. Этот расчет допускается производить по формулам, указанным в табл. 38*.

Формулы табл. 38* могут использоваться для определения по их левым частям значений s_min и s_max при вычислении коэффициентов r, приведенных в табл. 26, 32* и 33*.

При расчете по формуле (121) следует учитывать указания п. 3.91* о расчете на выносливость также и преимущественно сжатой арматуры при знакопеременных напряжениях.

Аналогичным образом следует выполнять расчет внецентренно растянутых элементов. При расчете центрально-растянутых элементов все растягивающее усилие передается на арматуру.

Кроме расчета на выносливость сечения должны быть рассчитаны по прочности.

Таблица 38*

Характер работы элемента

Расчетные формулы

Изгиб в одной из главных плоскостей:

проверка по бетону

(117)

проверка по арматуре

(118)

Осевое сжатие в бетоне

(119)

Внецентренное сжатие:

проверка по бетону

s_p £ m_bl R_b

(120)*

проверка по арматуре

s_p £ m_asl R_s

(121)*

В формулах (117) - (121)*:

M и N - момент и нормальная сила;

I_red - момент инерции приведенного сечения относительно нейтральной оси без учета растянутой зоны бетона с введением отношения n к площади всей арматуры согласно п. 3.48*;