6.10 Неболтові з'єднувальні елементи
Висота жорсткого елемента прямокутного перерізу відповідно до рисунка 5.3 не повинна перевищувати його товщину більше ніж у 4 рази.
Тавровий жорсткий елемент відповідно до рисунка 6.4 повинен виготовлятися з фасонного прокату і мати відношення ширини до товщини полиці не більше 10.
Швеллерний жорсткий елемент відповідно до рисунка 6.4 повинен виготовлятися з фасонного прокату і мати відношення висоти до товщини стінки не більше 25. Висота швеллерного жорсткого елемента не повинна перевищувати 150 мм, а її відношення до товщини - 15.
U-подібний жорсткий елемент відповідно до рисунка 6.4 повинен мати висоту не більше 150 та її відношення до товщини не більше 20 разів.
Рисунок 6.4 - З'єднувальні елементи з жорсткими компонентами
Довжина анкерування і захисний шар петель та похилих анкерів повинні відповідати вимогам ДСТУ Б.В.2.6-156.
Петля може вважатися такою, що має достатнє анкерування при виконанні наступних вимог: r > 7,5d, І > 4г і захисний шар більше 3d , де позначення відповідають рисунку 6.5.
напрямок зсуву
Рисунок 6.5 - До конструювання петель
Петлі і похилі анкери повинні орієнтуватись у напрямку зсуву. У місцях з можливою зміною напрямку зусиль поздовжнього зсуву похилі анкери і петлі повинні передбачатись в обох напрямках.
До несучої здатності з'єднань рекомендується використовувати додатковий коефіцієнт kmod, який визначається за таблицею 6.2.
Таблиця 6.2 - Значення коефіцієнта kmod для упорних анкерів болтового типу у плитах по профнастилу із орієнтуванням гофрів поперек осі балки
|
Кількість рядів анкерів Положення арматурної сітки відносно головок у гофрі анкерів болтового типу |
^mod |
|
1 Вище головок |
1,0 |
|
1 Як мінімум на 10 мм нижче головок |
1,0 |
|
2 Вище головок |
0,7 |
|
2 Як мінімум на 10 мм нижче головок |
0,8 |
Висота виступаної полиці з'єднувального елемента з кутика не повинна перевищувати 150 мм, а її відношення до товщини - 10 разів.
Довжина b з'єднувального елемента з кутика не повинна перевищувати 300 мм, якщо відсутні відповідні спеціальні випробування.
7 ЗСУВНІ З'ЄДНАННЯ В КОЛОНАХ ТА СТИСНУТИХ ЕЛЕМЕНТАХ
З'єднання на зсув та прикладання навантаження
У колонах та стиснутих елементах у якості зсувних з'єднань можуть використовуватися виключно стад-болти і елемени армування, приварені або пропущені крізь сталевий профіль. Розрахунок поздовжнього зсуву в колонах і стиснутих елементах допускає врахування природного зчеплення і тертя по контакту бетону і сталі, а зусилля в місцях прикладання навантажень додатково можуть перерозподілятися конструктивними заходами, наприклад, торцевими пластинами або ребрами, пропущеними крізь тіло бетону.
У зонах прикладання навантаження повинні передбачатись відповідні заходи для перерозподілу внутрішніх сил і моментів, ЩО'виникають від елементів, приєднаних в опорних точках, та навантажень в межах довжини елемента, які повинні розподілятись між сталевою і залізобетонною складовими, враховуючи несучу здатність на зсув по контакту сталі та бетону. Щоб уникнути значних деформацій зсуву по цьому контакту, які призведуть до невідповідності розрахунковим припущенням, слід чітко визначити траєкторію передачі зусиль.
Якщо сталезалізобетонні колони і стиснуті елементи зазнають значного поперечного зсуву, наприклад, від дії локальних поперечних навантажень та опорних моментів, повинні передбачатись відповідні заходи для передачі поздовжніх дотичних напружень по контакту сталі та бетону.
Для центрально навантажених колон і стиснутих елементів поздовжній зсув за межами зони прикладання навантаження можна не розглядати.
Прикладання навантаження
Якщо в місцях прикладання навантаження або зміни поперечного перерізу перевищується розрахунковий опір зсуву iRd по контакту сталі і бетону відповідно до 6.3, в цих зонах необхідно передбачати встановлення з'єднувальних елементів. Зусилля зсуву повинні визначатись за зміною зусиль у перерізі сталевого або бетонного поперечного перерізу на довжині, що розглядається. Якщо навантаження прикладаються тільки до бетонного поперечного перерізу, то розрахунок повинен базуватися на значеннях, отриманих за розрахунком у пружній стадії з ураху- ваням повзучості та усадки. В іншому випадку зусилля по контакту бетону і сталі повинні прийматись за більш несприятливим випадком згідно з розрахунком в пружній і пластичній стадіях.
За відсутності більш точного методу довжина зони прикладання навантаження не повинна перевищувати 2d або L/3, де d- мінімальний поперечний розмір колони, a L- довжина колони.
Для сталезалізобетонних колонн і стиснутих елементів при передачі навантажень через торцеві пластини з'єднання на зсув в цих місцях не вимагається, якщо з урахуванням повзучості та усадки по всій площі контакту між бетоном та торцевою пластиною забезпечено достатню передачу зусиль стиску. В іншому випадку переріз бетону повинен перевірятись як частково навантажений. Для заповнених бетоном труб круглого перерізу можна враховувати ефект обтиску бетону, якщо задовольняються відповідні умови діючих нормативних документів.
Якщо стад-болти приєднуються до стінки частково або повністю обетонованого сталевого профілю двотаврового або подібного перерізу, допускається враховувати сили тертя, що розвиваються при стримуванні прилеглими сталевими полицями поперечного розширення бетону. Ці додаткові сили можна додавати до обчисленого опору з'єднувальних елементів. Додаткова несуча здатність може прийматися y.PRd/2 для кожної полиці і для кожного горизонтального ряду стад- болтів, як показано на рисунку 7.1, де ц - відповідний коефіцієнт тертя, a PRd- опір одиночного стад-болта згідно з 4.5.1. Для сталевих нефарбованих поверхонь коефіцієнт ц можна приймати 0,5. За відсутності точнішої інформації за результатами випробувань відстань у чистоті між полицями не повинна перевищувати значень, наведених на рисунку 7.1.
Рисунок 7.1 - Додаткові сили тертя у сталезалізобетонних колонах із стад-болтами на стінках перерізу
6.2.5 Поперечне армування має відповідати ДСТУ Б.В.2.6-156. У випадку частково обетоно- ваних сталевих перерізів бетон омонолічування слід закріплювати за допомогою поперечного армування відповідно до рисунка 7.2.
1- замкнуті хомути; 2 - хомути, приварені до стінки; 3-хомути, пропущені крізь стінку
Рисунок 7.2 - Методи поперечного армування колон з частковим обетонуванням
7.2.6 Якщо навантаження прикладене тільки до сталевого або бетонного перерізу, то для повністю обетонованих сталевих перерізів поперечне армування повинно розраховуватись на поздовжній зсув, що виникає в результаті передачі поздовжнього зусилля (Л/с1 на рисунку 7.3) від частин, безпосередньо закріплених з'єднувальними елементами, на частини бетонного перерізу без такого закріплення (див. рисунок 7.3, переріз А-А; тоновані ділянки за межами полиць на рисунку 7.3 слід розглядати як такі, що не мають безпосереднього закріплення). Для розрахунку і конструювання поперечного армування слід приймати ферменну модель, що передбачає кут 45° між умовними стиснутими бетонними розкосами і віссю елемента.
1 - безпосередньо не закріплені частини бетону; 2 - безпосередньо закріплені частини бетону
Рисунок 7.3 - Безпосередньо закріплені і не закріплені частини бетонного перерізу
при розрахунку поперечного армування
7.3 Поздовжній зсув за межами зони прикладання навантаження
Поздовжній зсув за межами зони прикладання навантаження по контакту бетону і сталі необхідно перевіряти, якщо він спричинений поперечними навантаженнями і/або кінцевими моментами. З'єднувальні елементи слід розташовувати, виходячи з розподілу розрахункової величини поздовжнього зсуву, якщо він перевищує розрахунковий опір зсуву XRd.
За відсутності більш точного методу для визначення поздовжнього зсуву у місці з'єднання допускається застосовувати розрахунок у пружній стадії з урахуванням довготривалих дій і утворення тріщин у бетоні.
При забезпеченні умов щодо відсутності на контактній поверхні сталевого профілю фарби, олії, жирів та рихлої окалини або іржі значення iRd можна приймати відповідно до таблиці 7.1.
Таблиця 7.1 - Розрахунковий опір зсуву zRd
|
Тип поперечного перерізу |
xRd, Н/мм2 |
|
Повністю обетоновані сталеві профілі |
0,30 |
|
Заповнені бетоном круглі труби |
0,55 |
|
Заповнені бетоном прямокутні труби |
0,40 |
|
Полиці частково обетонованих профілів |
0,20 |
|
Стінки частково обетонованих профілів |
0,00 |
Значення xRd, наведене у таблиці 7.1, для повністю обетонованих сталевих профілів застосовується, якщо захисний шар бетону становить не менше 40 мм, а поперечна і поздовжня арматура відповідає вимогам ДСТУ Б.В.2.6-156. При більшому захисному шарі і відповідному армуванні можна застосовувати вищі значення xRd. Якщо інше не визначено за результатами випробувань, для повністю обетонованих сталевих профілів може застосовуватись підвищене значення рсxRd, де рс визначається за виразом:
( с . А
Рс = 1 + 0,02cz 1-^!1 <2,5, (7.1)
І CZ ,
де cz - номінальне значення захисного шару бетону полиці профілю, мм;
cz min = 40 мм - мінімальний захисний шар бетону полиці профілю
.Для частково обетонованих двотаврових профілів при дії поперечного зсуву у площині меншої жорсткості, перпендикулярної до полиць, внаслідок поперечного навантаження або кінцевих моментів завжди повинно передбачатися встановлення з'єднувальних елементів. Якщо несуча здатність перерізу на зсув приймається такою, що дорівнює не тільки несучій здатності сталевого перерізу, то необхідну для сприйняття зусиль зсуву поперечну арматуру слід приварювати до стінки сталевого профілю або пропускати крізь неї, як показано на рисунку 7.2.
ДОДАТОК А
(довідковий)
СТАНДАРТНІ ВИПРОБУВАННЯ З'ЄДНУВАЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ
А.1 Загальні положення
А.1.1 Якщо з'єднувальні елементи не відповідають правилам розрахунку цього ДОТУ, то розрахунок має базуватися на випробуваннях, результатом яких є інформація відносно характеристик зсувного з'єднання, необхідна для проектування згідно з цим ДОТУ.
А.1.2 Значення результатів випробувань мають включати геометричні параметри і механічні властивості бетонних плит, з'єднувальних елементів і арматури.
А.1.3 Несучу здатність при дії навантажень, окрім динамічних, можна визначити на підставі випробувань на зсув згідно з цим додатком.
А.1.4 Несучу здатність при дії навантажень, окрім втомних, можна визначити на підставі випробувань на зсув згідно з цим додатком.
А.1.5 Для випробувань на втому зразок також необхідно виготовляти згідно з вказівками цього додатка.
А.2 Підготовка випробувань
А.2.1 Якщо з'єднувальні елементи застосовуються в таврових балках з плитою рівної товщини або з вутами відповідно до розділу 5, можуть виконуватися стандартні випробування згідно з положеннями цього додатка. В інших випадках слід застосовувати спеціальні випробування.
А.2.2 Для стандартних випробувань на зсув розміри зразка, сталевого перерізу і армування мають відповідати розмірам згідно з рисунком А.1. Зазор у бетонних плитах є необов'язковим.
1 - захисний шар бетону товщиною 15 мм; 2 - шар цементного розчину або гіпсу; 3 - зазор; 4 - армування: арматура періодичного профілю 010 мм з границею текучості 450 < fsk< 550 Н/мм2; сталевий переріз еквівалентний НЕ 260 В або 254 х 254 х 89 UC
Рисунок А.1 - Зразок для стандартних випробувань на зсув
А.2.3 Спеціальні випробування на зсув слід виконувати так, щоб плити і армування відповідали за розмірами балкам, для яких виконуються випробування, зокрема:
довжина І кожної плити повинна співвідноситись із поздовжнім кроком з’єднань у стале- залізобетонній конструкції;
ширина b кожної плити не повинна перевищувати ефективну ширину плити балки;
товщина h кожної плити не повинна перевищувати мінімальну товщину плити балки;
якщо вут у балці не відповідає вимогам розділу 5, то плити зразка повинні мати такі самі вути і армування, як і балка.
А.З Виготовлення зразків
А.3.1 Кожна з двох бетонних плит повинна виготовлятись у горизонтальному положенні, тобто як фактично це виконується для сталезалізобетонних балок на будівельному майданчику.
А.3.2 Зчеплення на контакті між сталевою балкою і бетоном виключається шляхом нанесення мастила на полиці або іншим застосовним способом.
А.3.3 Зразок повинен витримуватись (висихати) за природних умов.
А.3.4 При виготовленні зразків для випробувань на зсув з кожного замісу слід виготовляти мінімум чотири зразки (циліндрів або кубів) для визначення циліндричної міцності бетону. Ці зразки мають тужавіти у тих же умовах, що і зразки випробувань. Міцність бетону fcm приймають за середнім значенням.
