Конструкції будинків і споруд. Бетонні та залізобетонні конструкції з важкого бетону. Правила проектування

Рисунок 4.20 – Плита на колоні з капітеллю при

4.8.2.9 Для плит при збільшених капітелях колон (рисунок 4.21) необхідно перевіряти обидва контрольних перерізи: в межах капітелі і у плиті.

4.8.2.10 Положення 4.8.2 і 4.8.3 також застосовуються для перевірки в межах капітелі при заміні на згідно з рисунком 4.21.

4.8.2.11 Для круглих колон відстані від центра ваги до контрольних перерізів на рисунку 4.21 можуть визначатись, як:

Рисунок 4.21 – Плита при збільшеній капітелі колони

4.8.3 Розрахунок на зріз при продавлюванні

4.8.3.1 Згідно з 6.4.2 ДБН В 2.6-98 розрахунок на зріз при продавлюванні ґрунтується на перевірках вдовж грані колони та по основному контрольному периметру . Якщо поперечне армування необхідне, то визначається наступний периметр (рисунок 6.2 ДБН В 2.6-98), на якому подальшого поперечного армування не вимагається. У контрольних перерізах визначаються наступні розрахункові напруження зрізу:

– розрахункова величина опору на зріз при продавлюванні плит без поперечного армування на зріз у контрольному перерізі, що розглядається;

– розрахункова величина опору на зріз при продавлюванні плит із поперечним армуванням на зріз у контрольному перерізі, що розглядається;

– розрахункова величина максимального опору на зріз при продавлюванні у контрольному перерізі, що розглядається.

4.8.3.2 Необхідно виконувати наступні перевірки:

- по периметру колони або периметру площі навантаження; максимальні напруження зрізу при продавлюванні не повинні перевищувати:

4.8.3.3 Якщо опорна реакція з ексцентриситетом відносно контрольного периметра, максимальні напруження зрізу повинні визначатись за виразом:

Таблиця 4.1 – Величини для прямокутної площі навантаження

Для колони прямокутного перерізу:

Рисунок 4.22 – Розподіл зсуву від неврівноваженого моменту у з'єднанні колони з плитою

Для внутрішніх прямокутних колон, якщо навантаження ексцентричне до обох осей, може приблизно визначатись за виразом:

4.8.3.4 Для граней колон у місцях з'єднання, де ексцентриситет перпендикулярний до грані плити (викликаний моментом відносно осі, паралельної грані плити), спрямований у середину і ексцентриситет паралельно грані відсутній, зусилля продавлювання може розглядатись як рівномірно розподілене вдовж контрольного периметра , як показано на рисунку 4.23а.

Якщо ексцентриситет наявний у обох ортогональних напрямках, може визначатись за допомогою наступного виразу:

Якщо ексцентриситет, перпендикулярний до грані плити, спрямований не в середину, то застосовується вираз (4.78). При визначенні ексцентриситет повинен відраховуватись від центральної осі контрольного периметра.

4.8.3.5 Для з'єднання кутової колони, якщо ексцентриситет спрямований у середину плити, приймається, що зусилля продавлювання рівномірно розподіляється вдовж зменшеного контрольного периметра , як показано на рисунку 4.23б. Таким чином, значення дорівнює:

Якщо ексцентриситет спрямований назовні, то застосовується вираз (4.78).

6. Для конструкцій, у яких стійкість із площини не залежить від жорсткості взаємодії між плитами і колонами, і коли прилеглі прольоти не відрізняються більше ніж на 25 %, можна використовувати відповідне приблизне значення . Рекомендованими величинами є наведені на рисунку 4.24.

а – крайня колона; б – кутова колона

Рисунок 4.23 – Зменшений основний контрольний периметр

Рисунок 4.24 – Рекомендовані величини

6. Якщо зосереджене навантаження прикладене близько до обпирання плоскої плити на колону, неправомірно зменшувати зусилля зрізу відповідно з 4.6.2.7 і 4.6.3.9 відповідно.

7. Зусилля зрізу при продавлюванні фундаментної плити можна зменшувати, зважаючи на сприятливу дію тиску ґрунту.

8. Вертикальна складова від дії похилої попередньо напруженої арматури, що перетинає контрольний переріз, у відповідних випадках може враховуватись як сприятлива дія.

4.8.4 Опір зрізу при продавлюванні основ плит і колон без поперечного армування

4.8.4.1 Опір зрізу при продавлюванні плити повинен оцінюватись для основного контрольного периметра згідно з 4.8.2. Розрахунковий опір зрізу при продавлюванні (МПа) визначається, як:

4.8.4.2 Опір продавлюванню фундаменту колони повинен перевірятись на контрольному периметрі в межах 2d від контуру колони.

Для зосередженого навантаження результуюча прикладена сила становить:

4.8.5 Опір зрізу при продавлюванні плит і фундаментів колон із поперечною арматурою

4.8.5.1 Якщо поперечна арматура необхідна, її розраховують згідно з виразом:

Якщо встановлюється один ряд відігнутих вниз стрижнів, то відношення у виразі (4.92) може дорівнювати 0,67.

2. Вимоги до конструювання поперечної арматури на продавлювання наведено у 8.4.3.

3. Поряд із колоною опір зрізу при продавлюванні обмежуються максимальним значенням:

4.8.5.5 Якщо застосовуються запатентовані вироби у якості поперечної арматури, необхідно визначати випробуваннями згідно з відповідними нормативними документами.

Рисунок 4.25 – Контрольні периметри навколо середніх колон. Рекомендованим значенням параметра є величина 1,5.

4.9 Розрахунок із використанням стиснуто-розтягнутих моделей

4.9.1 Стиснуті умовні елементи

4.9.1.1 Розрахунковий опір бетонного стиснутого умовного елемента у зоні з поперечними напруженнями стиску або без них може визначатись за виразом (рисунок 4.26):

У випадках наявності значного осьового стиску в окремих зонах можна допускати вищий розрахунковий опір.

Рисунок 4.26 – Розрахунковий опір бетонного стиснутого умовного елемента без поперечного розтягу

4.9.1.2 Розрахунковий опір бетонних стиснутих умовних елементів необхідно зменшувати за наявності тріщин у стиснутих зонах і, якщо не застосовуються більш точні підходи, можна визначати за виразом (рисунок 4.27).

Рисунок 4.27 – Розрахунковий опір бетонного стиснутого умовного елемента з поперечнимрозтягом

4.9.1.3 Для стиснутих умовних елементів між прямо навантаженими зонами, такими як консолі або короткі балки-стінки, у 4.9.2 і 4.9.3 наводяться альтернативні методи розрахунку.

4.9.2 Розтягнутий умовний елемент

1. Розрахунковий опір поперечних розтягнутих умовних елементів і арматури повинен обмежуватись у відповідності з 2.2 і 2.3 ДБН В.2.6-98.

2. Арматура повинна належним чином заанкеровуватись у вузлах.

3. Арматура, що необхідна для сприйняття зусиль у зосереджено навантажених вузлах, може бути розподіленою по довжині (рисунок 4.28а і 4.28б). Якщо арматура в зоні вузла проходить по значній довжині елемента, то її необхідно розподіляти на довжину, де траєкторії стиску скривляються (розтягнуті і стиснуті умовні елементи). Зусилля розтягу 7 можна отримати так:

а) для зон із частковим розподілом (рисунок 4.28а):

4.9.2.4 Вимоги щодо проектування вузлів наведені в 6.5.2 ДБН В 2.6-98.

a – часткова розривність; б – повна розривність

Рисунок 4.28 – Параметри для визначення поперечних зусиль розтягу у стиснутих полях із розподіленою арматурою

4.9.2.5 При визначенні несучої здатності вузлів із зосередженим навантаженням критичними є розміри і їх конструювання. Вузли із зосередженим навантаженням можуть виникати, наприклад, при зосереджених навантаженнях на опори, у зонах заанкерування з концентрацією звичайної і напруженої арматури, при відгинах арматурних стрижнів та у з'єднаннях і кутах елементів.

4.9.3 Вузли

4.9.3.1 Розрахункові величини напружень стиску у вузлах визначаються так:

а) у стиснутих вузлах, де не заанкеровані розтягнуті умовні елементи (рисунок 4.29)

Коефіцієнт визначається за виразом (4.97).

Примітка. За відсутності більш точних даних величину рекомендується приймати 1,0.

Рисунок 4.29 – Стиснутий вузол без розтягнутих умовних елементів

б) у стиснуто-розтягнутих вузлах із забезпеченням заанкерування розтягнутих умовних елементів у одному напрямі (рисунок 4.30)

Рисунок 4.30 – Стиснуто-розтягнутий вузол із арматурою в одному напрямку

в) у стиснуто-розтягнутих вузлах із забезпеченням заанкерування розтягнутих умовних елементів більш ніж у одному напрямі (рисунок 4.31)

Примітка. За відсутності більш точних даних величину рекомендовано приймати 0,75.

Рисунок 4.31 – Стиснуто-розтягнутий вузол із арматурою у двох напрямках

4.9.3.2 За нижченаведених умов величини розрахункових напружень стиску у 4.9.3.1 можуть збільшуватись до 10 %, якщо виконується хоча б одне положення:

• припускається тривісний стиск;

• всі кути між умовними стиснуто-розтягнутими елементами 55°;

• напруження на опорах або в місцях зосередженого навантаження є рівномірними і у вузлах наявні хомути;

• арматура розміщена багатьма шарами;

• вузли надійно утримуються улаштуванням опор або тертям.

4.9.3.3 Вузли, що зазнають тривісного стиску, можуть перевірятись при , якщо розподіл навантаження відомий для всіх трьох напрямків стиснутих умовних елементів.

Примітка. Величину рекомендується приймати 3,0.

4. Анкерування арматури у стиснуто-розтягнутих вузлах починається з початку вузла, наприклад, для опори анкерування починається від внутрішньої грані (рисунок 4.30). Довжина анкерування повинна простягатись за повну довжину вузла. У деяких випадках арматура може заанкеровуватись поза вузлом. Стосовно анкерування і загинання арматури див. 7.2.

5. Стиснуті у площині вузли при сполученні трьох розтягнутих умовних елементів можуть перевірятись відповідно до рисунка 4.29. Максимальні середні головні напруження у вузлі ( ) повинні перевірятись згідно з 4.9.3.1 а). Зазвичай, можна припустити наступне:

4.9.3.6 Вузли на згинах арматури можуть розраховуватись згідно з рисунком 4.31. Середні напруження у розтягнутих умовних елементах повинні перевірятись відповідно до 4.9.3.2. Діаметр каналів необхідно перевіряти згідно з 7.2.

4.10 Місцева дія навантаження

1. При розрахунку на місцеву дію навантаження (обмежена частина конструкції) повинно враховуватись місцеве тріщиноутворення та поперечні зусилля розтягу (4.9).

2. При рівномірно розподіленому навантаженні на певну площу (рисунок 4.32) зосереджене зусилля опору можна визначити так:

Рисунок 4.32 – Розрахунковий розподіл для частково навантажених зон

4.10.3 Розрахункова площа розподілу , яка необхідна для зусиль опору , повинна задовольняти наступні умови:

• висота для розподілу навантажень у напрямі прикладання навантаження повинна задовольняти умови, показані на рисунку 4.32;

• центр розрахункової площі розподілу повинен знаходитись на осі впливу, яка проходить через центр площі навантаження ;

• якщо у поперечному перерізі бетону діє більш ніж одна сила стиску, розрахункові площі розподілу не повинні накладатись.

Величина повинна зменшуватись, якщо навантаження нерівномірно розподілене на площі , або наявна висока інтенсивність зусиль зсуву.

4.10.4 Для сприйняття зусиль розтягу необхідно передбачати армування, яке залежить від впливу навантаження.

4.11 Втома

4.11.1 Загальні положення

1. Вимоги щодо перевірки опору конструкцій циклічним навантаженням наведено в 6.7 ДБН В.2.6-98.

2. При визначенні рівня напружень від впливів необхідно розділяти нециклічні і циклічні впливи, що викликають втому (певна кількість повторюваних впливів якогось навантаження).

1. Циклічні впливи повинні поєднуватись із несприятливим основним сполученням.

3. Основне сполучення нециклічних впливів те саме, що і при визначенні сполучення для II групи граничних станів.

4.11.2 Методика перевірки звичайної і попередньо напруженої арматури

4.11.2.1 Ушкодження від окремої амплітуди напруження може визначатись із застосуванням відповідних графіків (рисунок 4.33) для звичайної і попередньо напруженої арматури. Прикладене навантаження необхідно множити на коефіцієнт . Рівень напружень опору отриманий при циклах (таблиці 4.2 і 4.3), необхідно розділити на коефіцієнт безпеки .

Примітка 1. Якщо відсутні більш точні дані, величину коефіцієнта рекомендується приймати 1,0.

Примітка 2. Величини характеристик -залежностей для звичайної і попередньо напруженої арматури, за відсутності більш точних даних, рекомендується приймати згідно з даними, наведеними в таблицях 4.2 і 4.3.

Рисунок 4.33 – Форма графіка характеристичного опору втомі (S-N-залежність для звичайної і попередньо напруженої сталі)

Таблиця 4.2 – Характеристики S-N-залежностей для звичайної арматурної сталі