Раздел 4-5. Расчет по предельному состоянию II группы. Конструктивные требования

где d - коэффициент, принимаемый равным для элементов: изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых при P ³ N - 1,0; центрально и внецентренно растянутых при P < N - 1,2;

j_l - коэффициент, принимаемый равным при учете:

кратковременных нагрузок и непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок - 1,0;

многократно повторяющейся нагрузки, а также продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок для конструкций из бетона:

тяжелого:

естественной влажности.......................................................... j_l = 1,6 - 15 , но не менее 1,3

в водонасыщенном состоянии.......................................................... 1,2

при попеременном водонасыщении

и высушивании..................................................................................... 1,75

мелкозернистого, групп:

А............................................................................................................. 1,75

Б............................................................................................................. 2,0

В............................................................................................................. 1,5

легкого........................................................................................................ 1,5

значения j_l для мелкозернистого и легкого бетонов в водонасыщенном состоянии умножают на 0,8, а при попеременном водонасыщении и высушивании - на 1,2;

h - коэффициент, принимаемый равным для арматуры классов: А-III, A-IV, A-V, A-VI - 1,0; Bp-II, K-7, K-19 - 1,2; B-II - 1,4;

s_s - приращение напряжений в стержнях крайнего ряда арматуры от действия внешней нагрузки, определяемое согласно указаниям п. 4.17;

 - коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечения арматуры S к площади сечения бетона при рабочей высоте h₀ и без учета сжатых свесов полок, но не более 0,02; для прямоугольных, тавровых и двутавровых сечений

;                                       (195)

h_f - a - принимается не менее нуля;

если во внецентренно растянутых элементах растягивающая сила N_tot = N - P расположена между центрами тяжести арматуры S и S¢, то при определении  рабочая высота h₀ принимается от точки приложения силы N_tot до менее растянутой грани; при центральном растяжении , где A_sp,tot + A_s,tot - площадь всей продольной арматуры в сечении;

d - диаметр растянутой арматуры, мм; при различных диаметрах стержней значение d принимается равным:

,                                                    (196)

d₁, ..., d_k - диаметры стержней растянутой арматуры;

n₁, ..., n_k - число стержней с диаметром соответственно d₁, ..., d_k.

В случае применения попарно расположенных стержней при назначении диаметра d следует учитывать указания п. 5.22. Кроме того, следует учитывать указания п. 4.16.

4.16 (4.14). Ширина раскрытия трещин, определенная согласно п. 4.15, корректируется в следующих случаях:

а) если центр тяжести сечения стержней крайнего ряда арматуры S изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых при e_0,tot ³ 0,8h₀ элементов отстоит от наиболее растянутого волокна на расстоянии а₂ > 0,2h, значение a_crc должно быть увеличено путем умножения на коэффициент d_а, равный:

                                                                                                (197)

и принимаемый не более 3.

Для элементов, армированных стержневой арматурой периодического профиля, диаметр которого не менее 10 мм, при толщине бокового защитного слоя бетона 15 мм и менее значение a_crc, определенное по формуле (194), уменьшается на 20 %;

б) для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов из тяжелого и легкого бетонов при  £ 0,008 величину a_crc, вычисленную по формуле (194), при необходимости допускается уменьшать путем умножения на коэффициент j_b, учитывающий работу растянутого бетона над трещиной, определяемый по формуле

j_b = j_f j_l1                                                              (198)

и принимаемый не более единицы,

где j_f - коэффициент, учитывающий уровень нагружения и равный:

;                                             (199)

j_l1 - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки и принимаемый равным при учете:

кратковременных нагрузок и непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок - 1,0;

продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок

,                                                            (200)

но не менее единицы;

М₀ - момент, при котором растянутый бетон над трещинами практически выключается из работы, равный:

М₀ = М_crc + ybh² R_bt,ser,                                                  (201)

, но не более 0,6.

Если M_r > M₀, коэффициент j_b не вычисляется.

В формулах (199) - (201):

M_r - момент, определяемый согласно п. 4.2, от полной нагрузки, включающей постоянную, длительную и кратковременную нагрузки;

M_crc, M_rp - см. п. 4.2;

, h - см. п. 4.15;

в) для элементов статически неопределимых конструкций, а также для свободно опертых балок при l/h £ 7 и m £ 0,02 вблизи мест приложения сосредоточенных сил и опорных реакций ширину раскрытия трещин a_crc, вычисленную по формуле (194), допускается уменьшать путем умножения на коэффициент j_loc, учитывающий местные особенности напряженного состояния в железобетонных изгибаемых конструкциях и определяемый по формуле

,                                         (202)

но не менее 0,8 и не более 1,0.

В формуле (202):

F - сосредоточенная сила или опорная реакция;

М - изгибающий момент в нормальном сечении, проходящем через точку приложения силы F;

а - расстояние от точки приложения силы F до рассматриваемого сечения, принимаемое в соответствии с черт. 45, но не более 0,3h;

h, h₀ - расстояние от грани элемента, к которой приложена сила, соответственно до растянутой грани и до растянутой арматуры;

г) для элементов из легкого бетона класса В7,5 значение a_crc должно быть увеличено на 20 %.

Черт. 45. Расположение расчетных сечений вблизи опорных реакций в жестких узлах и сосредоточенных сил при расчете по раскрытию трещин

I - I - расчетные сечения; а - г - расчетные сечения у жестких узлов; д - расчетные сечения у сосредоточенной силы, приложенной к сжатой грани; е - то же, приложенной к уширениям (полкам) элемента

4.17 (4.15). Приращение напряжений в растянутой арматуре s_s от действия внешней нагрузки в стадии эксплуатации (включая стадии транспортирования и возведения) определяется из условия равенства нулю суммы моментов внешних и внутренних усилий относительно оси, проходящей через точку приложения равнодействующих усилий в сжатой или менее растянутой зоне сечения. Значения s_s вычисляются по формулам для элементов:

изгибаемых (черт. 46, а)

;                                                  (203)

внецентренно сжатых (черт. 46, б)

;                                               (204)

внецентренно растянутых (черт. 46, в)

если e_0,tot = ;                                          (205)

или если N < P₂,

;                                               (206)

для внецентренно растянутых элементов при 0 £ e_0,tot £ 0,8h₀ (черт. 46, г)

,                                           (207)

где z_s = h₀ - а¢ - расстояние между центрами тяжести арматуры S и S¢.

В формулах (206) и (207) знак «плюс» принимается при расположении силы N за пределами расстояния между арматурой S и S¢, знак «минус» - при расположении силы N между центрами тяжести арматуры S и S¢.

Для центрально-растянутых элементов, т.е. при e_0,tot = 0; формула (207) приобретает вид

,                                               (207а)

где A_sp,tot, A_s,tot - площади сечения всей напрягаемой и ненапрягаемой арматуры.