Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов

3.69. Внецентренно сжатые железобетонные элементы с расчетным эксцентриситетом (см. п.3.55*) следует рассчитывать по устойчивости и прочности исходя из следующих условий:

а) расчет по устойчивости:

при наличии сцепления арматуры с бетоном

; (66)

при отсутствии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном

; (67)

б) расчет по прочности:

при наличии сцепления арматуры с бетоном

; (68)

при отсутствии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном

. (69)

В формулах (66) - (69):

продольное сжимающее усилие от расчетных нагрузок (без учета усилия предварительного напряжения);

коэффициент продольного изгиба, принимаемый по п.3.55*;

расчетное сопротивление бетона сжатию при расчете по прочности, принимаемое по табл.23;

полная площадь сечения элемента (если площадь сечения арматуры превышает 3%, тозаменяют на);

расчетные сопротивления арматуры сжатию, принимаемые по п.3.38;

учитываемое в расчете, согласно п.3.60*, напряжение в напрягаемой арматуре, расположенной в сжатой зоне;

установившееся предварительное напряжение в напрягаемой арматуресогласно п.3.60*, после проявления всех потерь;

;

;

площади сечения соответственно всей ненапрягаемой и напрягаемой арматуры;

отношение модулей упругости, принимаемое по п.3.48*.

3.70*. Расчет по прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов таврового, двутаврового и коробчатого поперечного сечений с плитой в сжатой зоне с эксцентриситетом прии(черт.3 и 5) следует производить, используя условие

(70)

и определять величину по формуле

, (71)

где продольная сила;

коэффициент, определяемый по п.3.54*;

расстояние от точки приложения силыдо равнодействующей усилий в растянутой арматуре;

начальный эксцентриситет продольной силыотносительно центра тяжести всего сечения (с учетом случайного эксцентриситета согласно п.3.52*);

сжимающее напряжение в напрягаемой арматуре, расположенной в зоне, сжатой от внешней нагрузки, согласно п.3.61*.

Для прямоугольных сечений в формуле (70) принимается .

Черт.5. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении,

нормальном к продольной оси внецентренно сжатого железобетонного

элемента, при расчете его по прочности

Высоту сжатой зоны бетона необходимо определять по формуле

. (72)

Знаки при усилиях в формуле (72) соответствуют расположению силы вне сечения.

При расчете двутавровых сечений с плитой в растянутой зоне свесы плиты не учитываются. Кроме расчета по прочности в плоскости действия изгибающего момента следует проводить расчет по устойчивости с изгибом из плоскости действия момента.

Учет работы сжатой ненапрягаемой арматуры следует производить по п.3.60*. Однако если без учета этой арматуры , а с ее учетом, то расчет по прочности допускается производить, используя условие

. (73)

Расчет на прочность внецентренно сжатых предварительно напряженных элементов при предварительном напряжении заменяется расчетом под нормативной нагрузкой по образованию продольных трещин под нормативной нагрузкой (п.3.100*) с ограничением сжимающих напряжений в бетоне значениями , соответствующими классу передаточной прочности бетона.

3.71*. Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов кольцевого сечения при отношении внутреннего и наружногорадиусомненапрягаемой арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее 6), производится в зависимости от относительной площади сжатой зоны бетона, равной:

. (74)*

В зависимости от значений в расчетах используются приведенные условия:

а) при 0,15 << 0,60 из условия

(75)*

б) при = 0,15 из условия

(76)*

где

(77)*

в) при 0,6 из условия

(78)*

где

(79)

В формулах (74) - (79)*:

площадь бетона кольцевого сечения;

площадь сечения всей продольной арматуры;

=,

радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней рассматриваемой арматуры

Эксцентриситет продольной силы определяется с учетом прогиба элемента согласно пп.3.52* - 3.54* и 3.70*.

При расчете элементов кольцевого сечения на совместное воздействие внецентренного сжатия и изгиба при соблюдении указанных выше требований к сечению при ненапрягаемой арматуре допускается использовать формулы (74)* - (79)*, рекомендованные для расчета кольцевых сечений на внецентренное сжатие, но с учетом измененного значения эксцентриситета , вызванного дополнительным влиянием суммарного изгибающего момента, принимаемого по результирующей эпюре моментов с учетом принятого расположения сил, вызывающих изгиб элемента. При этом суммарное значение эксцентриситета, входящего в формулы (75)*, (76)* и (78)*, для конкретных сечений определяется с учетом суммарных значений моментов и нормальных сил для этих сечений. При определении значения критической силы, входящей в формулу (44) для определения коэффициента, учитывающего влияние прогиба на прочность сечения, необходимо учитывать значение коэффициентапо формуле (47).

3.72*. Расчет элементов сплошного сечения с косвенным армированием и с ненапрягаемой продольной арматурой следует производить согласно требованиям пп.3.69б и 3.70*. В расчет следует вводить часть бетонного сечения, ограниченную крайними стержнями сеток поперечной арматуры или спиралью (считая по ее оси), и подставлять в расчетные формулы вместо приведенную призменную прочность. Гибкостьэлементов с косвенным армированием не должна превышать при армировании: сетками - 55, спиралью - 35 (где- радиус инерции вводимой в расчет части сечения).

Формулы (80) и (81) исключены.

Значения следует определять по формулам:

а) при армировании сварными поперечными сетками

, (82)

где расчетное сопротивление растяжению арматуры сеток;

(83)

В формулах (82) и (83):

соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержней сетки в одном направлении (считая в осях крайних стержней);

то же, в другом направлении;

площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток (считая по осям крайних стержней);

расстояние между сетками (считая по осям стержней), если устанавливается одна сетка, то величинапринимается равной 7 см;

коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле

(84)

при . (85)

В формуле (85) ипринимаются в МПа,.

Площади поперечного сечения стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлениях должны различаться не более чем в 1,5 раза;

б) при армировании спиральной или кольцевой арматурой

, (86)

где - расчетное сопротивление арматуры спирали;

эксцентриситет приложения продольной силы (без учета влияния прогиба);

коэффициент армирования, равный:

; (87)

площадь поперечного сечения спиральной арматуры;

диаметр части сечения внутри спирали;

шаг спирали.

При учете влияния прогиба на несущую способность элементов с косвенным армированием следует пользоваться указаниями п.3.54*, определяя момент инерции для части их сечения, ограниченной крайними стержнями сеток или заключенной внутри спирали. Значение , полученное по формуле (45), должно быть умножено на коэффициент(гдеравно высоте или диаметру учитываемой части бетонного сечения), а при определениивторой член правой части формулы (48) заменяется на(где). Косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что несущая способность элемента, определенная с учетоми, превышает его несущую способность, определенную по полному сечениюи с учетом(но без учета косвенной арматуры). Кроме этого, косвенное армирование должно соответствовать конструктивным требованиям п.3.153.

3.73*. При расчете элементов с косвенным армированием наряду с расчетом по прочности следует производить расчет, обеспечивающий трещиностойкость защитного слоя бетона. Этот расчет следует производить согласно указаниям пп.3.69и 3.70* под эксплуатационной нагрузкой (при), учитывая всю площадь сечения бетона и принимая вместоирасчетные сопротивленияидля предельных состояний второй группы, а также принимая расчетное сопротивление арматуры сжатию равным, но не более 400 МПа.