6.7.2 Общий метод расчета

(1)Р При расчете на общую устойчивость следует учитывать эффекты второго порядка, такие как остаточные напряжения, геометрические несовершенства, потеря местной устойчивости, трещино­образование в бетоне, ползучесть и усадка бетона, а также текучесть конструкционной стали и арматуры. Расчетом должно быть подтверждено устойчивое состояние при наиболее неблагоприятном сочетании воздействий в предельном состоянии и отсутствие превышения несущей способности отдельных поперечных сечений, подверженных изгибу, продольной силе и сдвигу.

(2)Р Эффекты второго порядка должны быть рассмотрены во всех направлениях, в которых может возникнуть разрушение, если они оказывают значительное влияние на устойчивость конструкции.

(3)Р Внутренние силы следует определять с помощью упруго-пластического расчета.

(4) Предполагается, что поперечные сечения остаются плоскими и совместная работа стальных и бетонных компонентов элемента обеспечена вплоть до его разрушения.

(5)Р Прочность бетона при растяжении не учитывают. При расчете может быть учтено влияние жесткости растянутого бетона между трещинами на увеличение изгибной жесткости.

(6)Р Эффекты усадки и ползучести следует учитывать, если они могут существенно снизить устойчивость конструкции.

(7) В целях упрощения расчета, эффекты ползучести и усадки можно не учитывать, если увеличение изгибающих моментов, обусловленное деформациями ползучести и продольными силами от постоянных нагрузок, не превышает 10 %.

(8) В нелинейном расчете необходимо использовать следующие зависимости между напряжениями и деформациями:

— для сжатого бетона — по EN 1992-1-1, 3.1.5;

— для арматурной стали — по EN 1992-1-1, 3.2.7;

— для конструкционной стали — по EN 1993-1-1, 5.4.3(4).

(9) В целях упрощения расчета, остаточные напряжения и геометрические несовершенства могут быть заменены эквивалентными начальными изгибными отклонениями (несовершенствами элементов) в соответствии с таблицей 6.5.

6.7.3 Упрощенный метод расчета

6.7.3.1 Общие положения и область применения

(1) Область применения настоящего упрощенного метода ограничена элементами, имеющими прокатное холодноформованное или сварное стальное сечение с двумя осями симметрии и постоянное по длине. Упрощенный метод не применим для стальных элементов, состоящих из двух или более несвязанных сечений. Условная гибкость , установленная в 6.7.3.3, должна удовлетворять следующему условию:

 2,0. (6.28)

(2) Для стальных сечений с полным обетонированием, см. рисунок 6.17а, граничные значения максимальной толщины периферийного слоя бетона, которые могут быть приняты в расчете, составляют

max c_z = 0,3h и max c_y = 0,4b. (6.29)

(3) Продольное армирование, которое может быть принято в расчете, не должно превышать 6 % площади бетона.

(4) Отношение высоты к ширине сталежелезобетонного сечения должно находиться в пределах от 0,2 до 5,0.

6.7.3.2 Несущая способность поперечных сечений

(1) Несущую способность сталежелезобетонного поперечного сечения на сжатие в пластической стадии N_pl,Rd следует определять суммированием несущих способностей в пластической стадии его компонентов:

N_pl,Rd = A_af_yd + 0,85A_cf_cd + A_sf_sd. (6.30)

Выражение (6.30) применяют к полностью или частично обетонированным стальным сечениям. Для замкнутых сечений, заполненных бетоном, коэффициент 0,85 в формуле 6.30 может быть заменен на 1,0.

(2) Несущую способность поперечного сечения на совместное действие сжатия с изгибом и соответствующую кривую взаимодействия можно определить, принимая прямоугольные эпюры напряжений, как показано на рисунке 6.18, с учетом расчетной сдвигающей силы V_Ed в соответствии с (3). Прочность бетона при растяжении не учитывают.

(3) При определении кривой взаимодействия следует рассмотреть влияние поперечных сдвигающих сил на несущую способность по моменту и осевой силе, если поперечная сила V_а,Еd, дей­ствующая на стальное сечение, превышает 50 % расчетной несущей способности стального сечения на сдвиг V_pl,a,Rd, см. 6.2.2.2.

При V_а,Еd > 0,5V_pl,a,Rd влияние поперечной силы на несущую способность при совместном дей­ствии сжатия и плоского изгиба следует учитывать путем уменьшения расчетного сопротивления стали (1 – ) · f_yd для площади сдвига A_v в соответствии с 6.2.2.4(2) и рисунком 6.18.

Поперечная сила V_а,Еd не должна превышать несущей способности стального сечения на сдвиг, определяемой в соответствии с 6.2.2. Несущую способность железобетонной части на сдвиг V_с,Еd поверяют в соответствии с EN 1992-1-1, 6.2.

Рисунок 6.18 — Кривая взаимодействия при совместном действии сжатия и плоского изгиба

(4) Если не используется более точный метод, то поперечная сила V_Еd может быть разделена на силу V_а,Еd, действующую на стальное сечение, и силу V_с,Еd, действующую на железобетонное сечение:

, (6.31)

, (6.32)

где M_pl,a,Rd — несущая способность стального сечения по изгибающему моменту в пластической стадии;

M_pl,Rd — несущая способность сталежелезобетонного сечения по изгибающему моменту в пластической стадии.

В целях упрощения можно считать, что V_Еd действует только на стальное сечение.

(5) В целях упрощения, кривую взаимодействия можно заменить полигональной диаграммой (пунктирная линия на рисунке 6.19). На рисунке 6.19 рассмотрен пример распределения напряжений в пластической стадии для полностью обетонированного поперечного сечения в точках A-D. Значение N_pm,Rd сле­дует принимать равным 0,85f_cdA_c — для полностью или частично обетонированных сечений, см. рисунки 6.17 а) – с), и равным f_cdA_c — для сечений, заполненных бетоном, см. рисунки 6.17 d) – f).

(6) При расчете заполненных бетоном труб круглого сечения может быть учтено упрочнение бетона вследствие его обжатия стальной трубой, при условии, что условная гибкость , установленная в 6.7.3.3, не превышает 0,5 и e/d < 0,1, где е — эксцентриситет приложения нагрузки, определяемый из отношения M_Ed/N_Ed, а d — наружный диаметр колонны. Несущую способность на сжатие в пластической стадии можно определить по следующей формуле:

(6.33)

где t — толщина стенки стальной трубы.

При отсутствии эксцентриситета значения (е = 0) _a = _ao и _c = _co следует определять по формулам:

(но 1,0); (6.34)

(но 0). (6.35)

При совместном действии сжатия с изгибом при 0 < e/d  0,1 значения _a и _c следует определять по (6.36) и (6.37), где _ao и _co определяются по (6.34) и (6.35).

(6.36)

(6.37)

При e/d > 0,1, _а = 1,0 и _с = 0.

Рисунок 6.19 — Упрощенная кривая взаимодействия

и соответствующие распределения напряжений