Розрахунок елементів армоцементних конструкцій на міцність виконують для перерізів, нормальних до поздовжньої осі, а також для похилих до неї перерізів найбільш небезпечного напрямку. Крім того, рекомендовано виконати розрахунок зазначених елементів на місцеву дію навантаження (зминання і продавлювання).
Розрахунок елементів армоцементних конструкцій на місцеву дію навантажень рекомендовано проводити відповідно до ДБН В.2.6-98 та ДСТУ Б В.2.6-156.
Сітки, а також ненапружену і напружену стрижневу або дротяну арматуру, якщо відстань між стрижнями арматури не перевищує 10/(де / -товщина розглянутого перерізу), при розрахунку за міцністю перерізів армоцементних конструкцій рекомендовано приймати рівномірно розподіленими по перерізу елемента, з коефіцієнтом приведеного армування, що визначають за формулами:
для розтягнутої зони:
. fyd , fydp
Mm1 ~ Mm + Ms , + Msp , ’
‘ydmc 'ydmc
для стиснутої зони: t r t fyd tfydcp
”Mm1 ~ Mm + Ms 7 *"Msp 7 *
’ydmc ’ydmc
ДЄ Mm’Mm |
- коефіцієнти сітчастого армування: А/п , Am Mm — > Mm > |
Ms-Ms |
- коефіцієнти армування стрижневою і дротяною арматурою: ^s1 , ^s1 " А ' Rs |
Msp ’ Msp |
- коефіцієнти армування попередньо напруженою арматурою: ^Sp1 r ^Sp1 . Msp - л ■ Msp А , |
A А' ™sm ’ ^sm |
- площі перерізу сіток на одиницю довжини відповідно в розтягнутій і стиснутій зонах; |
^s1> Aj1 |
- площі перерізу ненапруженої стрижневої арматури на даній ділянці поперечного перерізу елемента відповідно в розтягнутій і стиснутій зонах; |
fyd ’ fydp |
- розрахункові опори розтягу відповідно звичайної і попередньо напруженої арматури; |
AspV Asp1 fydc ’ fydcp |
|
A t |
|
На ділянках перерізу, де відстань між арматурними стрижнями понад 10f, зусилля в стрижневій і дротяній арматурі враховують для кожного стрижня окремо.
Розрахунок міцності перерізів, нормальних до поздовжньої осі елемента
Граничні зусилля в перерізі, нормальному до поздовжньої осі елемента, визначають виходячи з таких передумов (рисунок 2);
опір бетону розтягу приймають за нуль;
опір бетону стиску визначають напруженнями, що дорівнюють fcd, рівномірно розподіленими по стиснутій зоні бетону;
напруження в арматурі, розташованій в стиснутій зоні бетону, приймають постійними і не більше ніж fydmc, fydc;
напруження розтягу в арматурі приймають постійними по висоті розтягнутої зони перерізу і не більше ніж fydm, fyd, fydp.
1 - сітки; 2 - стрижнева або дротяна арматура, приведена до рівномірно розподіленої по перерізу елемента; З - зосереджена стрижнева або дротяна арматура
Рисунок 2 - Схема внутрішніх зусиль і епюра напружень у перерізі, нормальному
до поздовжньої осі елемента, при розрахунку за міцністю
Розрахунок перерізів, нормальних до поздовжньої осі елемента, коли зовнішня сила діє в площині осі симетрії, рекомендовано здійснювати в залежності від значення відносної висоти стиснутої зони бетону Є, = x/h, що визначають з умови рівноваги і граничного значення відносної висоти стиснутої зони бетону i;R, за якого граничний стан елемента настає одночасно з досягненням в розтягнутих сітках і в стрижневій або дротяній арматурі напружень, що дорівнюють розрахунковим опорам.
Значення визначають за формулою:
< ■ (2)
«4 О о і . CD І
1 + 1
*^SC,U 1 7
де «я - характеристика стиснутої зони бетону, що визначають для армоцементних конструкцій з дрібнозернистого бетону за формулою:
co =0,7- 0,008 fcd, (3)
де fcd - приймають в МПа;
os - напруження в арматурі, МПа, прийняте таким, що дорівнює: для сіток - fydm, для стрижневої і дротяної арматури класів: А240, А400, Вр-І ~(fyd-osp)', А600, А800, А1000, В-ІІ, Вр-ІІ, К-7 і K-19-(fyd + 400-osp-Aosp);
В-ІІ, Вр-ІІ, К-7, K-19-(fyd +400-osp);
fyd - розрахунковий опір розтягу стрижневої і дротяної арматури з урахуванням відповідних коефіцієнтів умов роботи арматури gsj, що приймають відповідно до ДБН В.2.6-98;
osp - визначають при коефіцієнті ур < 1 згідно з ДСТУ Б В.2.6-156.
Aosp і oscи - приймають відповідно до ДСТУ Б В.2.6-156.
7.1.4 Для напруженої арматури, яка має зчеплення з бетоном і розташована в зоні, стиснутій від дії зовнішніх зусиль, розрахунковий опір арматури стиску fydc має бути замінений напруженням згідно з ДСТУ Б В.2.6-156.
7.2 Елементи прямокутного, таврового, двотаврового і кільцевого згинальних перерізів
Розрахунок прямокутних перерізів з арматурою, приведеною до рівномірно розподіленої по перерізу елемента, коли зовнішня сила діє в площині осі симетрії перерізу (рисунок 3) при £, - x/h < cR, має здійснюватися за умови:
Уп ^Ed — fydm >
(4)
при цьому висоту стиснутої зони х визначають за формулою:
fydm M-m 1
^сс/1 +fydm Pm1
ДЄ
At= (h -x)b,
fcdl ~^cd +^ml^ydmc ' де pimi - приймають згідно з формулою (1).
(5)
(6)
б
а - при b > h; б - при b < h; 1 - сітки; 2 - стрижнева або дротяна арматура, приведена до рівномірно розподіленої по перерізу елемента
Рисунок 3 - Схема зусиль і епюра напружень в згинальних елементах прямокутного перерізу
7.2.2 Розрахунок прямокутних перерізів, в яких поряд з арматурою, приведеною до рівномірно розподіленої, є стрижнева і дротяна арматура, зосереджена у розтягнутій і стиснутій гранях перерізу (рисунок 4) при £ = x/h < має здійснюватися з умови:
( X і , [ /7 х
у
(7)
пMEd< fcd 1 Ас 1/7 — — I — fydcAs(h — з — з ) — fydm і Af І — — зА
ДЄ
= xb,п
(8)
ри цьому висоту стиснутої зони бетону визначають за формулою: _ fydm 1 ~ fyde +fyd(^cd1 +fydm И/пі)^
ДЄ ^ссИ =fed +fydmc Hm1 >
- приймають згідно з формулою (1).
1 - сітки; 2 - стрижнева або дротяна арматура, приведена до рівномірно розподіленої по перерізу елемента; З - зосереджена стрижнева або дротяна арматура
Рисунок 4 - Схема зусиль і епюра напружень в згинальних елементах прямокутного перерізу з зосередженою стрижневою і дротяною арматурою
7.2.3 Розрахунок двотаврових перерізів з арматурою, приведеною до рівномірно розподіленої, що мають полицю в стиснутій зоні, при £ =x/h < проводять в залежності від положення межі стиснутої зони бетону:
якщо межа стиснутої зони проходить в полиці (рисунок 5), тобто дотримується умова:
fcd^Afc — fydm + fydm ’ (®)
розрахунок проводять за формулою:
vnMEd (10)
якщо межа стиснутої зони проходить у ребрі (рисунок 6), тобто умова (9) не дотримується, розрахунок виконують за формулою:
ynMEd (11)
висоту стиснутої зони х визначають з умови:
+ ^cw1^wc =fydm №mf fydm P-mw1^mwt • (12)
У формулах (9) - (12):
fef 1 =fed +fydme 1 >
fcw1 ” fed +fydmc •
^fc -fy tf;
^fc =bftf;
A -th lw Hw »
^WC =(X~tf)tw >
=(^ —tf)tw ■
Коефіцієнти приведеного армування стінки pmvv1 , стиснутої полиці і розтягнутої полиці
цтМ приймають відповідно до формули (1).
1 - сітки; 2 - стрижнева або дротяна арматура, приведена до рівномірно розподіленої по перерізу
Рисунок 5 - Схема зусиль і епюра напружень в згинальних елементах двотаврового перерізу при х <t'f
bf
1 - тонкі сітки; 2 - стрижнева або дротяна арматура, приведена до рівномірно розподіленої по перерізу
Рисунок 6 - Схема зусиль і епюра напружень в згинальних елементах двотаврового перерізу
при X>t
f
7.2.4 Розрахунок таврових перерізів з полицею в стиснутій зоні або приведених до таврових перерізів, в яких поряд з арматурою, приведеною до рівномірно розподіленої, є стрижнева або дротяна арматура в розтягнутій зоні, при £, = x/h < рекомендовано виконувати в залежності від висоти стиснутої зони бетону:
якщо стиснута зона знаходиться в межах полиці (рисунок 7), тобто дотримується умова:
— fydm + fyd As>
міцність перерізу визначають з умови:
у пMEd< fydm Hmw 1 fyd As f ~ "2 & ’
1 - тонкі сітки; 2 - стрижнева або дротяна арматура, приведена до рівномірно розподіленої по перерізу елемента; 3 - зосереджена стрижнева або дротяна арматура
Рисунок 7 - Схема зусиль і епюра напружень в згинальних елементах таврового перерізу
З полицею В стиснутій ЗОНІ при X <tf
якщо межа стиснутої зони виходить за межі полиці (рисунок 8), тобто умова (13) не виконується, міцність перерізу визначають з умови;
Yn^Ed — ~ — fydm Pmwl^wt — 0$)
при цьому висоту стиснутої зони х визначають з умови:
+^cw1^wc “ fydm H/nw1^wt + fyd As- О®)
У формулах (13) -(16):
^cw1 ” fed +fydmc M-mw1 »
Afc =b'f tf;
A -1 h '
Awe =(% >
Awt ~ (h ~ .
Коефіцієнти приведеного армування Mmf1 * Hmw1 приймають згідно з формулою (1).
1 - тонкі сітки; 2 - стрижнева або дротяна арматура, приведена до рівномірно розподіленої по перерізу елемента; 3 - зосереджена стрижнева або дротяна арматура
Рисунок 8 - Схема зусиль і епюра напружень в згинальних елементах таврового перерізу
З полицею В стиснутій ЗОНІ при X>tf
Ширина стиснутої полиці bf таврових і двотаврових перерізів, що вводять в розрахунок відповідно до 7.2.3 і 7.2.4, приймають з умови, що ширина вільного звису в кожну сторону від ребра дорівнює 1/6 прогону елемента і не більше:
1/2 відстані у просвіті між поздовжніми ребрами за наявності поперечних ребер;
t'f- за відсутності поперечних ребер або при відстані між ними більшій, ніж відстань між поздовжніми ребрами, при^ = 0,1/7;
6t'f при tf і 0,1/?;
Зtf при 0,05tf<tf < 0,1/7.
Розрахунок кільцевих перерізів (рисунок 9) рекомендовано здійснювати;
а) при fydm > 0,38Гсг1 з умови:
ynMEd<Ar fcr1^^+fydmcMmr1x(1-1,35ar)1,6arrm; |
(17) |
^сг1 =?cd +fydmc > „ fydm М-Л7ГІ ДЄ a r = , fed +3,35fydmV-mrl |
(18) (19) |
гт - радіус серединної поверхні стінки кільцевого елемента, що дорівнює:
r_ri + re m2 |
(20) |
ге , г,- - радіуси відповідно зовнішньої і внутрішньої граней кільцевого перерізу;
Р/ПГІ ” коефіцієнт наведеного армування кільцевого перерізу, який визначають відповідно ДО (1).
б) при fydm цтг1 < 0,38fcr1 з умови.
ЛЛ . Л L S>n Л on A Г Yn^Ed — fcrA +0,234fycym Ц/77/-1 Гт, n |
(21) |
0,737,^ Ц/ПГІ ar=
fed +"2-fydm Hmrl
(22)
(23)
f
Рисунок 9 - Схема кільцевого перерізу, прийнята в розрахунку на міцність армоцементних елементів
ee 1 =fed +fydme Prnr 1 ■При розрахунку на міцність згинальних елементів армоцементних конструкцій рекомендовано дотримуватися умови х < t,Rh. У випадку, коли площа перерізу розтягнутої арматури з конструктивних міркувань або з розрахунку за граничним станом другої групи прийнята більшою ніж це потрібно для дотримання умови х <^Rh, розрахунок рекомендовано проводити за формулами (4), (7), (10), (11), (14), (15), беручи x = ^Rh.
7.3 Позацентрово стиснуті елементи прямокутного, таврового, двотаврового і кільцевого перерізів
При розрахунку позацентрово стиснутих елементів рекомендовано враховувати випадковий початковий ексцентриситет згідно з вказівками 7.2.7, а також вплив прогину на їх несучу здатність відповідно до вимог ДБН В.2.6-98.
Розрахунок позацентрово стиснутих елементів прямокутного перерізу з арматурою, приведеною до рівномірно розподіленої (рисунок 4), виконують: