5.3 Розрахунок міцності контактних швів

При визначенні напруження зсуву на контакті між збірним і монолітним бетоном (рисунок 7), укладеним у різний час, повинна задовольнятись умова:

5.3.1 У разі відсутності більш детальної інформації щодо поверхні вона може кваліфікуватись як дуже гладка, гладка (рисунок 7), шорстка або зазубрена (рисунок 8), наприклад:

Рисунок 7 – Приклади контактів

Рисунок 8 – Технологічний зазубрений шов

- дуже гладка – це поверхня при укладанні бетону на сталеву, пластикову або спеціально підготовлену дерев'яну опалубку: с = 0,25, μ =0,5;

• гладка – поверхні сформовані "ковзною" опалубкою або видавлюванням, а також після вібрації без подальшої обробки: с = 0,35, μ =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: с = 0,45, μ =0,7;

• зазубрена – поверхня із зубцями відповідно до вказаних на рисунку 8: с = 0,5, μ = 0,9.

2. Може використовуватись ступінчасте розміщення поперечної арматури (рисунок 9). Якщо з'єднання між двома різними шарами бетону забезпечується армуванням (балки фермового типу), внесок сталі може прийматись як результуюча зусиль від кожної із діагоналей при забезпеченні умови, що 45° ≤ α ≤ 135°.

3. Опір поздовжньому зсуву заповнених швів між плитами або елементами стін визначається згідно з (11). Однак, якщо у шві можуть утворюватись значні тріщини, то с необхідно приймати таким, що дорівнює нулю для гладких і шорстких швів, і 0,5 – для зазубрених швів. При дії втоми або динамічних навантажень величини с в рівнянні (11) необхідно зменшити у два рази.

4. Розрахунок збірно-монолітних конструкцій на втому проводять шляхом порівняння напружень у бетоні збірного елемента в монолітному бетоні і в арматурі з відповідними розрахунковими опорами, що приймаються для бетону і арматури за розрахунковими припущеннями ДБН В. 2.6-98, ДСТУ Б В.2.6-156.

Рисунок 9 – Епюра зсуву з необхідним армуванням на контакті

Напруження в бетоні і арматурі як до набуття монолітним бетоном заданої міцності, так і після обчислюють як для пружного тіла (за приведеними перерізами) від дії зовнішніх сил. Непружні деформації в стиснутій зоні конструкції після набуття монолітним бетоном заданої міцності враховуються зниженням модуля пружності бетону, приймаючи коефіцієнти приведення арматури до бетону α'_j згідно з ДСТУ Б В.2.6 ххх і монолітного бетону до бетону збірного елемента такими, що дорівнюють відношенню α'_зб/ α'_мон.

5.3.5 Розрахунок на втому перерізів, нормальних до поздовжньої осі елемента, проводять з умов [1]:

для стиснутого бетону:

Приведені характеристики перерізу A'_red; S'_red і I'_red визначають так:

- якщо в перерізі не утворюються нормальні тріщини, приведений переріз включає повний переріз бетонів (збірного і монолітного), а також площу перерізу всієї поздовжньої арматури, помноженої на коефіцієнт приведення α'_зб;

- якщо в перерізі утворюються нормальні тріщини, приведений переріз включає площу перерізу бетонів, розташованих у стиснутій зоні, а також площу перерізу всієї поздовжньої арматури, помноженої на коефіцієнт приведення α'_зб.

5.3.6 Коефіцієнти асиметрії циклу обчислюють за формулами: для бетонів:

У зоні, що перевіряється по стиснутому бетону, при дії багаторазового повторного навантаження слід уникати виникнення напруження розтягу. Стиснену арматуру на втому не розраховують.

5.3.7 Розрахунок на втому перерізів, похилих до поздовжньої осі, проводять з урахуванням положень ДБН В. 2.6-98 і ДСТУ Б В.2.6-156.

6 РОЗРАХУНОК ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ЗБІРНО-МОНОЛІТНИХ КОНСТРУКЦІЙ ЗА ГРАНИЧНИМИ СТАНАМИ ДРУГОЇ ГРУПИ

6.1 Розрахунок за утворенням тріщин

Збірно-монолітні конструкції залежно від вимог, що пред'являються до них щодо тріщиностійкості, розраховують за утворенням тріщин у збірних елементах, нормальних до поздовжньої осі конструкції, і похилих – в зоні дії найбільшого головного напруження розтягу.

6.1.1 Розрахунок за утворенням тріщин, нормальних до поздовжньої осі конструкції, і похилих-в зоні дії найбільшого головного напруження розтягу виконують відповідно до ДБН В.2.6-98 і ДСТУ Б В.2.6-156.

6.2 Розрахунок за розкриттям тріщин

Збірно-монолітні конструкції розраховують за розкриттям тріщин у збірних елементах, нормальних до поздовжньої осі конструкції, і похилих – в зоні дії найбільшого головного напруження розтягу.

1. Розрахунок за розкриттям тріщин, нормальних до поздовжньої осі конструкції, виконується відповідно до ДБН В.2.6-98 і ДСТУ Б В.2.6-156.

2. Розрахунок за розкриттям тріщин похилих до поздовжньої осі конструкції, проводять відповідно до ДБН В.2.6-98 і ДСТУ Б В.2.6-156 з урахуванням приведення (за модулем пружності) монолітного бетону до бетону збірного елемента.

6.3 Розрахунок за деформаціями

Розрахунок за деформаціями виконують відповідно до ДБН В.2.6-98 і ДСТУ Б В.2.6-156.

7 КОНСТРУКТИВНІ ВИМОГИ

1. При проектуванні збірно-монолітних залізобетонних конструкцій для забезпечення умов їх виготовлення, довговічності і спільної роботи арматури і бетону слід виконувати конструктивні вимоги ДБН В.2.6-98 і даного стандарту. Збірно-монолітні конструкції повинні мати клас вогнестійкості відповідно до нормативних значень, визначених у ДБН В.1.1-7 та інших нормативних документах. У цілях підвищення індустріалізації виготовлення і монтажу збірно-монолітних конструкцій доцільно застосовувати крупні збірні елементи і розташовувати в них основну частину робочої поздовжньої розтягнутої арматури.

2. У збірно-монолітних залізобетонних конструкціях слід забезпечувати зчеплення попередньо напружених елементів з бетоном, укладеним на місці використання конструкції (бетонування), а також анкерування їх кінцевих ділянок. Для забезпечення спільної роботи елементів у поперечному напрямі слід вжити відповідних заходів (установку поперечної арматури або попереднє напруження елементів у поперечному напрямку).

3. На поверхнях збірних елементів, дотичних із бетоном, слід влаштовувати шпонки, шорсткість поверхонь контакту, поздовжні виступи і пази, випуски арматури влаштовувати відповідно до розрахункових або конструктивних вимог. Шорсткість поверхні може бути досягнута природним (незагладжений бетон) і штучним шляхом (насічка, обдирання поверхневого шару, хімічний спосіб тощо).

Шпонки й інші види сполучень (рисунок 10) рекомендується влаштовувати по поверхні, де утруднено отримання природної шорсткості (наприклад, по поверхнях, дотичних з опалубкою) [2].

Випуски арматури, як правило, повинні бути продовженням хомутів, поперечних стрижнів, зварних каркасів, поздовжньої робочої арматури (рисунок 11). Щоб не ускладнювати виготовлення збірних елементів, рекомендується випускати арматуру, за можливості, з вільних від опалубки поверхонь. Стрижні, що випускаються, повинні мати надійне анкерування в бетоні замонолічування.

а – ригель із плитами; б – плити між собою; 1 – збірний елемент; 2 – монолітний бетон; 3 – поздовжній виступ або паз

Рисунок 10 – Шпонки та сполучення збірних елементів з бетоном

При розташуванні збірних елементів усередині бетону замонолічування замість випусків поперечної арматури зовні збірно-монолітних елементів дозволяється встановлювати зварні каркаси з поперечною арматурою по всій висоті збірно-монолітного елемента. Крім того, між окремими дошками, брусками рекомендується встановлювати додаткову арматуру у вигляді окремих стрижнів або зварних сіток.

7.4 При розташуванні арматури в бетоні замонолічування необхідно передбачати зазори між арматурою і поверхнею збірного елемента, які забезпечують заповнення швів бетоном або розчином і захист арматури від корозії.

7.5 У збірно-монолітних конструкціях (рисунки 12, 13), на опорах яких у результаті замонолічування стиків (зварювання випусків арматури; укладання в швах між елементами додаткової арматури, що перекриває стик; установка поверх стикованих конструкцій залізобетонних елементів, що перекривають стик, тощо) виникають негативні опорні моменти, рекомендується призначати площу перерізу надопорної арматури відповідно до чинних нормативних документів за розрахунком статично невизначених залізобетонних конструкцій з урахуванням перерозподілу зусиль.

Рисунок 11 – Випуски арматури із збірних елементів

1 – головна балка; 2 – другорядна балка; 3 – плита; 4 – випуски арматури

Рисунок 12 – Сполучення балок і плит

7.6 У нерозрізних збірно-монолітних перекриттях поздовжні виступи, шпонки або крупну шорсткість із боку верхньої розтягнутої зони (на приопорних ділянках) необхідно передбачати не тільки на ділянці з від'ємними опорними моментами, але і за нульовою точкою епюри моментів до місця обриву розрахункової поздовжньої арматури.

1 – ригель; 2 – монолітний бетон; 3 – надопорна арматура; 4 – випуски арматури з плит; 5 – плита

Рисунок 13 – Сполучення плит

Якщо згідно з розрахунком міцність контактних швів при гладкій поверхні забезпечується, додаткові конструктивні заходи щодо збільшення міцності контакту не потрібні.

7.7 Для анкерування збірних елементів на опорах необхідно передбачати випуски поперечної арматури, шпонки, приливи тощо (рисунок 14); крім того, довжина анкерування збірного елемента за віссю опори повинна бути не менш потрібною довжини зони передачі напружень l_р арматури.

а – у попередньо напружених брусках; б – у збірних елементах для нерозрізних балок; в – у збірних елементах для нерозрізних плит

Рисунок 14 – Конструкції опорних ділянок збірних елементів

Приклади можливих рішень збірно-монолітних конструкцій показані на рисунках 15-23.

1 – збірні попередньо напружені елементи; 2 – монолітний бетон; 3 – додаткова поперечна арматура; 4 – сітка

Рисунок 15 – Збірно-монолітні плити під великі навантаження (до 500 кН/м²)

1 – збірні попередньо напружені балки неповного перерізу; 2 – збірні плити плоскі і коробчастого профілю; 3 -монолітний бетон; 4 – монолітний бетон по підвісній опалубці

Рисунок 16 – Головні і другорядні балки

1 – збірний попередньо напружений елемент; 2 – збірні плити коробчастого профілю; 3 – монолітний бетон; 4 -монолітний бетон по підвісній опалубці

Рисунок 17 – Балки

1 – випуски арматури колон; 2 – металева консоль із двох кутників; 3 – колона; 4 – бетон замонолічування; 5 -збірна плита; 6 – збірний ригель

Рисунок 18 – Вузол сполучення ригеля з колоною

1 – випуски арматури колон; 2 – закладна деталь колони для кріплення плити-ригеля; 3 – збірна плита; 4 – плита-ригель; 5 – колона; 6 – бетон замонолічування; 7 – закладна деталь плити-ригеля; 8 – приопорні арматурні стрижні

Рисунок 19 – Вузол сполучення багатопорожнистої плити-ригеля з колоною

a – опорні зони; б – балки; в – вузлове з'єднання елементів каркаса; 1 – багатоповерхова колона SCOP; 2 – арматура колони; 3 – балка перекриття; 4 – фундаментна балка; 5 – арматура вузлового з'єднання

Рисунок 20 – Конструкція каркаса

1 – плита (опалубка, що залишається); 2 – монолітний бетон

Рисунок 23 – Перекриття з використанням попередньо напружених залізобетонних плит як опалубки, що залишається

Додаток А

(довідковий)

БІБЛІОГРАФІЯ

1. СНиП 2.03.01 "Бетонные и железобетонные конструкции".

2. Проектирование железобетонных сборно-монолитных конструкций / М.: Стройиздат. – 69 с.: ил. – (Справ, пособие к СНиП).

Код УКНД 91.010.30; 91.080.40

Ключові слова: конструкції бетонні та залізобетонні збірно-монолітні, залізобетон, арматура, бетон, розрахунок за граничним станом, згинальні елементи, позацентренно стиснуті елементи, позацентрово розтягнуті елементи, контактний шов, утворення тріщин.

*⁾На розляді

*⁾На розляді

3