– розрахункова величина зусилля розтягу у поздовжній арматурі;
– розрахункова величина зусилля стиску бетону в напрямку поздовжньої осі елемента;
– мінімальна ширина між розтягнутим і стиснутим поясами;
z – плече внутрішньої пари для елемента з постійною висотою перерізу, яке відповідає згинальному моменту в елементі, що розглядається. При розрахунку на зсув залізобетонних елементів за відсутності осьової сили, зазвичай, можна приблизно приймати значення .
В елементах із похилою попередньо напруженою арматурою необхідно забезпечувати, щоб поздовжня арматура у розтягнутому поясі сприймала поздовжнє зусилля розтягу внаслідок зсуву, визначеного у (4.6.3.8).
Рисунок 4.8 – "Фермова" модель і познаки для елементів із поперечним армуванням
4.6.3.2 Величина кута повинна обмежуватись. Граничні величини рекомендується приймати в межах за виразом:
4.6.3.3 Для елементів із вертикальним поперечним армуванням за опір зсуву приймається менша із величин, підрахована за формулами (4.44) та (4.45):
Якщо застосовуються вирази (4.46), (4.47), то величину у виразі (4.44) потрібно зменшувати до :
Якщо розрахункові напруження у поперечній арматурі становлять менше ніж 80 % від характеристичних напружень текучості , то можна приймати:
4.6.3.4 Максимальна приведена площа перерізу поперечної арматури при визначається:
4.6.3.5 Для елементів із похилою поперечною арматурою за опір зсуву приймається менша із величин
Примітка. Максимальна приведена площа перерізу поперечної арматури при визначається з виразу:
4.6.3.6 На ділянках, де відсутні нерегулярності (наприклад, при рівнорозподіленому навантаженні), поперечна арматура будь-якого кроку по довжині може визначатись із використанням найменшого значення у кроці.
4.6.3.7 Якщо у стінці знаходяться заповнені металеві канали опір зсуву повинен визначатись на основі номінальної товщини стінки за виразом:
Для незаповнених каналів або заповнених пластичним матеріалом і для незчепленої напруженої арматури номінальна товщина стінки визначається за виразом:
Величина 1,2 у виразі (4.56) введена для врахування розколювання стиснутих умовних бетонних елементів внаслідок поперечного розтягу. Якщо забезпечено необхідне поперечне армування, цю величину можна зменшити до 1,0.
4.6.3.8 Додаткову силу розтягу у поздовжній арматурі внаслідок зсуву можна визначити за виразом:
Сума величин повинна прийматись не більше ніж максимальний момент вдовж балки.
4.6.3.9 Для елементів із навантаженнями, прикладеними зверху в межах відстані від грані опори, внесок цього навантаження і поперечну силу можна зменшити через .
Поперечна сила , обчислена у такий спосіб, повинна задовольняти умову:
Рисунок 4.9 – Поперечна арматура у коротких прольотах зсуву при безпосередній дії на умовний стиснутий елемент
4.6.4 Зсув між стінкою і полицями
Міцність полиць на зсув може визначатись шляхом врахування полиці як системи стиснутих умовних елементів, сполучених із розтягнутими у вигляді розтягнутої арматури.
Мінімальна кількість поздовжньої арматури повинна визначатись відповідно до 8.3.1.
Поздовжні напруження від зсуву у сполученні між однією стороною полиці і стінкою визначаються через зміну номінальної (поздовжньої) сили у частині полиці, яка розглядається:
Максимальне значення, яке можна припустити для , складає половину відстані між перерізом, де момент дорівнює нулю, і перерізом із максимальним моментом. У разі прикладання зосереджених сил довжина не повинна перевищувати відстані між зосередженими навантаженнями.
4.6.4.4 Поперечне армування на одиницю довжини можна визначити за наступним виразом:
Для запобігання роздавлюванню стиснутих умовних елементів бетону у полиці повинна задовольнятись наступна умова:
Допустимий діапазон зміни величин для розрахунків за відсутності більш точних даних рекомендується приймати:
при стиснутих полицях ( ),
при розтягнутих полицях ( ).
Рисунок 4.10 – Познаки для сполучення між полицею і стінкою
4.6.4.5 У випадку складного зсуву між полицею і стінкою і поперечному згині площа армування повинна бути більшою ніж за виразом (4.60) або дорівнювати половині площі за (4.61) плюс необхідна арматура для сприйняття поперечного згину.
Якщо менше або дорівнює , то додаткове армування, більше ніж для сприйняття згину, не потрібне.
Поздовжня розтягнута арматура у полиці повинна заанкеровуватись за межі стиснутого умовного елемента на величину, необхідну для передачі зусилля назад на стінку у перерізі, де ця арматура необхідна (переріз А-А на рисунку 4.10).
4.6.5 Зсув на контакті бетону, укладеного у різний час
4.6.5.1 На додаток до вимог 6.2.1 ДБН В.2.6.-98 та 4.6.1 – 4.6.4, напруження зсуву на контакті між бетоном (рисунок 4.11), укладеним у різний час, повинна задовольнятись наступна умова:
Рисунок 4.11 – Приклади контактів
Рисунок 4.12 – Технологічний зазубрений шов
4.6.5.2 У разі відсутності більш детальної інформації щодо поверхні вона може кваліфікуватись як дуже гладка, гладка, шорстка або зазубрена, наприклад:
дуже гладка – це поверхня при укладанні бетону на сталеву, пластикову або спеціально підготовлену дерев'яну опалубку: = 0,025 до 0,1, = 0,5;
гладка – поверхня, сформована ковзною опалубкою або видавлюванням (екструзією), а також після вібрації без подальшої обробки: = 0,2, = 0,6;
шорстка – поверхня з нерівностями, щонайменшим перепадом 3 мм і кроком близько 40 мм, яка досягається, згрібанням заповнювачів або іншими методами, які надають подібного характеру поверхні: = 0,4, = 0,7;
зазубрена – поверхня із зубцями, відповідно до вказаних на рисунку 4.12: = 0,5, = 0,9.
Може використовуватись ступінчасте розміщення поперечної арматури, як показано на рисунку 4.13. Якщо з'єднання між двома різними шарами бетону забезпечується армуванням (балки фермового типу), внесок сталі в опір контакту може прийматись як результуюча зусиль від кожної із діагоналей за умови, що 45° 135°.
Опір поздовжньому зсуву заповнених швів між плитами або елементами стін може визначатись згідно з 4.6.5.1. Однак, якщо у шві утворюються значні тріщини, то с необхідно приймати таким, що дорівнює нулю для гладких і шорстких швів і 0,5 – для зазубрених швів.
При дії циклічних або динамічних навантажень величину с у 4.6.5.1 необхідно зменшити вдвічі.
Рисунок 4.13 – Епюра зсуву, що показує необхідне армування на контакті
4.7.1 Загальні положення
4.7.1.1 У випадках, коли статична рівновага конструкції залежить від опору крутіння елементів конструкції, то необхідно виконувати повний розрахунок на крутіння, що охоплює граничні стани І і II груп.
Якщо у статично невизначеній конструкції крутіння виникає тільки як результат сумісності, а стійкість конструкції не залежить від опору крутінню, то нема потреби враховувати крутіння при перевірці граничного стану за несучою здатністю і стійкістю. У таких випадках необхідно передбачати мінімальне армування, наведене у розділах 5.3 і 8.2, у вигляді хомутів і поздовжніх стрижнів для запобігання надмірному тріщиноутворенню.
Опір перерізу крутінню можна визначити на основі замкнутого тонкостінного перерізу, у якому рівновага забезпечується замкненим розподілом зсуву. Суцільні перерізи можна моделювати еквівалентними тонкостінним перерізам. Поперечні перерізи складної форми, наприклад, Т-подібні, можуть розділятись на декілька складових перерізів, кожен із яких може моделюватись еквівалентним тонкостінним, а загальний опір крутінню приймається як сума опорів окремих елементів.
Розподіл діючих крутних моментів у окремих складових перерізах повинен здійснюватись пропорційно їх крутним жорсткостям без тріщин. Для несуцільних перерізів еквівалентна товщина стінки не повинна перевищувати фактичної товщини.
Кожен окремий складовий переріз може розраховуватись окремо.
4.7.2 Методика розрахунку
4.7.2.1 Напруження зсуву у стінці перерізу, на який діє чистий крутний момент, може визначатись за виразом:
Рисунок 4.14 – Познаки і визначення, використані у 4.7.2.1
4.7.2.2 Впливи крутіння і зсуву на порожнисті і суцільні елементи можуть накладатись у разі припущення однакової величини нахилу хомутів . Граничні значення для , надані у 4.6.3.2, застосовуються для випадку спільної дії зсуву і крутіння.
Максимальна несуча здатність елемента при дії навантаження зсуву і крутіння визначається із 4.6.3.5.
4.7.2.3 Необхідна площа поперечного перерізу поздовжньої арматури при крутінні визначається за виразом:
У стиснутих поясах кількість поздовжньої арматури можна зменшити пропорційно діючому зусиллю стиску. У розтягнутих поясах кількість поздовжньої арматури для сприйняття крутіння повинна додаватись до іншої арматури. Поздовжня арматура, як правило, повинна розподілятись на довжині сторони , але для малих перерізів вона може зосереджуватись на кінцях цієї довжини.
4.7.2.4 Максимальний розрахунковий опір елемента на дію крутіння і зсуву обмежується несучою здатністю стиснутих бетонних умовних елементів. Для того, щоб не перевищити цей опір, повинна задовольнятись наступна умова:
4.7.2.5 Для суцільних перерізів, близьких до прямокутних, необхідно передбачати тільки мінімальне армування (8.2.1.1) при забезпеченні виконання наступної умови:
Для замкнутих тонкостінних і суцільних поперечних перерізів зазвичай, деформацією крутіння можна знехтувати.
Для відкритих тонкостінних елементів слід враховувати деформацію крутіння. Для дуже гнучких поперечних перерізів необхідно здійснювати розрахунок на основі балочно-решіткових моделей, а для інших випадків – на основі "фермової моделі. У всіх випадках розрахунок необхідно виконувати згідно з правилами розрахунку при дії згину і поздовжньої нормальної сили та при зсуві.
4.8.1 Загальні положення
Розрахунки на зріз при продавлюванні виконуються згідно з положеннями, наведеними в 6.4 ДБН В 2.6-98, та вказівками цього нормативного документа.
Зріз при продавлюванні може виникати від зосередженого навантаження або реакції, що діє на відносно малу площу, яка називається площею навантаження плити або фундаменту. Відповідна розрахункова модель для перевірки руйнування від продавлювання за граничним станом І групи показана на рисунку 4.15.
Опір зрізу необхідно перевіряти вдовж грані колони й основного контрольного пери метра . Якщо поперечна арматура необхідна, то потрібно визначити наступний периметр, де поперечне армування вже не потрібне.
Вимоги, надані у цьому розділі, в основному сформульовані для випадку рівномірно розподіленого навантаження. В окремих випадках, таких як підошва фундаменту, навантаження в межах контрольного периметра сприяє опору конструктивної системи і може відніматись при визначенні розрахункового напруження зрізу при продавлюванні.
4.8.2 Розподіл навантаження і основний контрольний периметр
4.8.2.1 Основний контрольний периметр може прийматись на відстані від площі
навантаження і повинен конструюватись так, щоб його довжина була мінімальною (рисунок 4.16). Приведена висота плити вважається постійною і, як правило, приймається такою, що дорівнює:
Контрольні периметри на відстані менше ніж необхідно розглядати, якщо зосередженій силі протидіє високий тиск (наприклад, тиск ґрунту на підошву) або впливи навантаження, або реакція в межах відстані від краю зони прикладання сили.
Для навантажених зон поблизу прорізів, якщо найкоротша відстань між периметром площі навантаження і краєм прорізу не перевищує , частина контрольного периметра, що міститься між двома дотичними, проведеними до контуру прорізу від центра площі навантаження, вважається не працюючою (рисунок 4.17).
Рисунок 4.15 – Розрахункова модель для перевірки зрізу при продавлюванні
Рисунок 4.16 – До визначення контрольних периметрів навколо найбільш поширених типів площ навантаження
Рисунок 4.17 – Контрольний периметр біля прорізу
Для площі навантаження, розташованої поблизу краю або кута, контрольний периметр повинен прийматись згідно з рисунком 4.18, якщо вона має периметр (за винятком не обпертих країв), менший ніж визначений вище за 4.8.2.1 і 4.8.2.2.
Для площ навантаження, розташованих поблизу краю або у куті, тобто на відстані меншій ніж завжди, необхідно передбачати спеціальне армування грані (8.3.1.6 – 8.3.1. 8).
Рисунок 4.18 – Основні контрольні периметри для площ навантаження на краю, поблизу або у куті
Контрольний – це переріз, що розташований за контрольним периметром і продовжується через робочу товщину . Для плит постійної товщини контрольний переріз перпендикулярний до серединної площини плити. Для плит і фундаментів змінної товщини, не враховуючи уступи фундаменту, за робочу товщину можна приймати товщину на периметрі площі навантаження, як показано на рисунку 4.19.
Рисунок 4.19 – Товщина контрольного перерізу фундаменту змінної товщини
4.8.2.7 Інші периметри в межах і поза межами основної контрольної площі повинні мати таку саму форму, як і контрольний периметр.
4.8.2.8 Для плит із капітелями, для яких (рисунок 4.20), перевірка напружень зрізу при продавлюванні згідно з 4.8.3 необхідна тільки для контрольного перерізу за межами капітелі. Відстань до цього перерізу від центра ваги колони може визначатись, як:
