- •Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к сНиП 2.03.01-84)
- •Предисловие
- •1. Общие рекомендации основные положения
- •Основные расчетные требования
- •2. Материалы для бетонных и железобетонных конструкций бетон
- •Арматура
- •Нормативные и расчетные характеристики арматуры
- •3. Расчет бетонных и железобетонных элементов по предельным состояниям первой группы
- •Расчет бетонных элементов по прочности
- •Внецентренно сжатые элементы
- •Черт. 1. Схема усилий к эпюра напряжении в поперечном сечении внецентренно сжатого бетонного элемента без учета сопротивления бетона растянутой зоны
- •Черт. 2. К определению Ab1
- •Черт. 3. График несущей способности внецентренно сжатых бетонных элементов Изгибаемые элементы
- •Примеры расчета
- •Расчет железобетонных элементов по прочности
- •Изгибаемые элементы
- •Примеры расчета
- •Элементы, работающие на косой изгиб
- •Черт. 33. Сжатые элементы с косвенным армированием
- •Черт. 34. Схема усилий в поперечном прямоугольном сечении внецентренно сжатого элемента
- •Черт. 35. Графики несущей способности внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения с симметричной арматурой
- •Черт. 36. Схема, принимаемая при расчете внецентренно сжатого элемента прямоугольного сечения с арматурой, расположенной по высоте сечения
- •Прямоугольные сечения с несимметричной арматурой
- •Черт. 46. К примеру расчета 28
- •Черт. 47. К примеру расчета 29
- •Черт. 48. К примеру расчета 32
- •Черт. 49. К примерам расчета 33, 34 и 39
- •Черт. 50. К примерам расчета 38 и 40
- •I¾граница сжатой зоны в первом приближении;II¾окончательная граница сжатой зоны
- •Черт. 51. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно растянутого железобетонного элемента, при расчете его по прочности
- •Черт. 52. Схема усилий в пространственном сечении
- •Черт. 53. Схема усилий в пространственном сечении
- •Черт. 54. Определение изгибающего и крутящего моментов поперечной силы, действующих в пространственном сечении
- •Черт. 55. Расположение расчетных пространственных сечений
- •1, 2¾Расчетные пространственные сечения;
- •Черт. 56. Разделение на прямоугольники сечений, имеющих входящие углы, при расчете на кручение с изгибом
- •Черт. 57. Схемы расположения сжатой зоны в пространственном сечении 1-й схемы железобетонного элемента двутаврового и таврового сечений, работающего на кручение с изгибом
- •Черт. 58. Схемы расположения сжатой зоны в пространственном сечении 2-й схемы железобетонного элемента двутаврового, таврового и г-образного сечений, работающего на кручение с изгибом
- •Черт. 59 Пространственное сечение железобетонного элемента кольцевого поперечного сечения, работающего на кручение с изгибом
- •Черт. 60. График для определения коэффициента при расчете элементов кольцевого поперечного сечения на кручение с изгибом
- •Черт. 61. К примеру расчета 46
- •Черт. 62. К примеру расчета 47
- •Черт. 63. Определение расчетной площади Aloc2 при расчете на местное сжатие при местной нагрузке
- •Черт. 64. К примеру расчета 48
- •Черт. 65. Схема пирамиды продавливания при угле наклона ее боковых граней к горизонтали
- •Черт. 66. Схема для определения длины зоны отрыва
- •Черт. 67. Армирование входящего угла, расположенного в растянутой зоне железобетонного элемента
- •Черт. 68. Расчетная схема для короткой консоли при действии поперечной силы
- •Черт. 69. Расчетная схема для короткой консоли при шарнирном опирании сборной балки, идущей вдоль вылета консоли
- •Черт. 70. К примеру расчета 49
- •Черт. 71. Схема усилий, действующих на закладную деталь
- •Черт. 72. Схема выкалывания бетона анкерами закладной детали с усилениями на концах при n¢an £ 0
- •1 ¾Точка приложения нормальной силыN; 2 ¾поверхность выкалывания;3 —проекция поверхности выкалывания на плоскость, нормальную к анкерам
- •Черт. 73. Схема выкалывания бетона анкерами закладной детали без усилений на концах при n'an £ 0
- •1 ¾Точка приложения нормальной силы n; 2 ¾поверхность выкалывания;3¾проекция поверхности выкалывания на плоскость, нормальную к анкерам
- •Черт. 75. Конструкция закладной детали, не требующей расчета на выкалывание
- •Черт. 76. Схема для расчета на откалывание бетона нормальными анкерами закладной детали
- •Черт. 77. К примеру расчета 50
- •Черт. 78. К примеру расчета 51
- •Черт. 79. Незамоноличенный стык колонны
- •1 ¾Центрирующая прокладка;2 ¾распределительный лист;3 ¾ванная сварка арматурных выпусков;4 —сетки косвенного армирования торца колонны
- •Черт. 80. Расчетное сечение замоноличенного стыка колонны с сетками косвенного армирования в бетоне колонны и в бетоне замоноличивания
- •1¾Бетон колонны;2 ¾ бетон замоноличивания;3 ¾ сетки косвенного армирования
- •Черт. 81. К примеру расчета 52
- •1 ¾Арматурные выпуски;2— распределительный лист;3 ¾центрирующая прокладка
- •Черт. 82. Схема для расчета шпонок, передающих сдвигающие усилия от сборного элемента монолитному бетону
- •1 ¾Сборный элемент; 2¾монолитный бетон
- •Черт. 83. Схемы усилий и эпюры напряжений в поперечном сечении элемента при расчете его по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •Черт. 84. Положение опорных реакций в жестких узлах, принимаемое для определения коэффициента jloc
- •Черт. 85. Расчетные схемы для определения коэффициента jloc
- •Черт. 86. К примеру расчета 53
- •Черт. 87. Эпюра кривизны в железобетонном элементе с переменным по длине сечением
- •Черт. 88. Эпюры изгибающих моментов и кривизны в железобетонном элементе постоянного сечения
- •Черт. 89. К примеру расчета 59
- •Черт. 130. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие требуемую толщину s защитного слоя бетона
- •Черт. 131. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие требуемое расстояние
- •Черт. 132. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие одновременно требуемые толщину защитного слоя бетона и расстояние между отдельными арматурными элементами
- •Черт. 1. Графики для элементов из тяжелого бетона
- •Черт. 1. Графики для элементов из тяжелого бетона (окончание)
- •Черт. 2. Графики для элементов из легкого бетона при марке по средней плотности не ниже d 1800
- •Черт. 2. Графики для элементов из легкого бетона при марке по средней плотности не менее d1800 (окончание)
- •Усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении элемента
- •Характеристики материалов
- •Характеристика положения продольной арматуры в поперечном сечении элемента
- •Геометрические характеристики
Черт. 33. Сжатые элементы с косвенным армированием
а —в виде сварных сеток;б —в виде спиральной арматуры
Влияние прогиба элемента с косвенным армированием на эксцентриситет продольной силы учитывается согласно п. 3.58.
Гибкость l0/iefэлементов с косвенным армированием не должна превышать:
при косвенном армировании сетками — 55(для прямоугольных сечений — l0/hef £ 16);
при косвенном армировании спиралью — 35(для круглых сечений — l0/def £ 9),где ief, hef, def —соответственно радиус инерции, высота и диаметр вводимой в расчет части сечения.
Значения Rb,redопределяются по формулам:
а) при армировании сварными поперечными сетками
(98)
где Rs,xy —расчетное сопротивление арматуры сеток;
(99)
здесь пx, Asx, lx —соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки (считая в осях крайних стержней) в одном направлении;
ny, Аsy, ly —то же, в другом направлении;
Aef— площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток;
s —расстояние между сетками;
j —коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле
(100)
(101)
Rs,xy, Rb — в МПа.
Для элементов из мелкозернистого бетона значение коэффициента jследует принимать не более единицы;
б) при армировании спиральной или кольцевой арматурой
(102)
где Rs,cir —расчетное сопротивление арматуры спирали;
mcir —коэффициент армирования, равный:
(103)
здесь Аs,cir— площадь поперечного сечения спиральной арматуры;
def —диаметр сечения внутри спирали;
s —шаг спирали;
e0 —эксцентриситет приложения продольной силы (без учета влияния прогиба).
Значения коэффициентов армирования, определяемые по формулам (99)и (103),для элементов из мелкозернистого бетона следует принимать не более 0,04.
При определении граничного значения относительной высоты сжатой зоны для сечений с косвенным армированием в формулу (14)вводится
(104)
где a —коэффициент, принимаемый согласно указаниям п. 3.14;
d2 —коэффициент, равный 10m,но принимаемый не более 0,15 [здесьm —коэффициент армированияmxyили mcir,определяемый по формулам (99)и (103)соответственно для сеток и спиралей].
Косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что несущая способность элемента, определенная согласно указаниям настоящего пункта (вводя в расчет Aefи Rb,red), превышает его несущую способность, определенную по полному сечениюАи значению расчетного сопротивления бетона Rbбез учета косвенной арматуры. Кроме того, косвенное армирование должно удовлетворять конструктивным требованиям пп. 5.78—5.80.
3.58 (3.22).При расчете элементов с косвенным армированием по недеформированной схеме влияние прогиба элемента на эксцентриситет продольной силы учитывается согласно пп. 3.54—3.56.При этом значение Ncr,полученное по формуле (92)или (93), умножается на коэффициент j1 = 0,25 + 0,05l0/cef £ 1,0,а значение de,minвычисляется по формулеde,min = 0,5 + 0,01l0/cef(1,0 – 0,1 l0/cef) — 0,01 Rb, где cef —высота или диаметр учитываемой части сечения.
Кроме того, при вычислении Ncrразмеры сечения принимаются по учитываемой части сечения.
3.59 (3.22). В элементах из тяжелого бетона с косвенным армированием в виде сеток рекомендуется применять продольную высокопрочную арматуру классов A-Vи A-VI,используя ее повышенное (приведенное) расчетное сопротивление сжатию, равное:
(105)
где l1, l2, Rsc, Rs —см. табл. 25;
здесь (106)
но не менее 1,0и не более 1,6;
y, Aef —см. п. 3.57;
As,tot —площадь сечения всей продольной высокопрочной арматуры;
Rb —в МПа.
Таблица 25
Класс |
l1,l2иRsc, МПа, при коэффициентеgb2 (см. п. 3.1), равном |
Rs, МПа |
Rs,ser, МПа | ||||||||
арматуры |
0,9 |
1,0 или 1,1 |
|
| |||||||
|
l1 |
l2 |
Rsc |
l1 |
l2 |
Rsc |
|
| |||
A-V |
1,25 |
0,53 |
500 |
2,78 |
1,03 |
400 |
680 |
785 | |||
A-VI |
2,04 |
0,77 |
500 |
3,88 |
1,25 |
400 |
815 |
980 |
Значение ssc,uв формулах (14)и (155)принимается равным ssc,u = 380 + 1000d3,но не более1200МПа.
Указанные элементы прямоугольного сечения с арматурой, сосредоточенной у наиболее и наименее сжатых граней, рассчитываются согласно пп. 3.65 и 3.61,если высота сжатой зоных,определенная по формуле (107а) или (110а), превышает граничное значение xRh0при замене в расчетных формулах Rsна 0,8Rs.В противном случае расчет производится согласно п. 3.41„Пособия по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов", принимаяssp = 0.В этом случае пpимeнeниe косвенного армирования и высокопрочной сжатой арматуры малоэффективно.
3.60 (3.23).При расчете внецентренно сжатых элементов с косвенным армированием наряду с расчетом по прочности согласно указаниям п. 3.57 следует производить расчет, обеспечивающий трещиностойкость защитного слоя бетона.
Расчет производится согласно указаниям пп. 3.61—3.68, 3.71—3.76по эксплуатационным значениям расчетных нагрузок (gf = 1,0),учитывая всю площадь сечения бетона и принимая расчетные сопротивления Rb,serи Rs,serдля предельных состояний второй группы и расчетное сопротивление арматуры сжатию равным значению Rs,ser, но не более 400МПа.
При определении значения xRв формулах (14) и (155)принимаютssc,u = 400МПа, а в формуле (15)коэффициент 0,008заменяют на 0,006.
При учете влияния гибкости следует пользоваться указаниями п. 3.54,определяя значенияde,minпо формуле (95)с заменой 0,010Rbна0,008Rb,ser.
РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СИММЕТРИЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПРИ РАСПОЛОЖЕНИИ ПРОДОЛЬНОЙ СИЛЫ В ПЛОСКОСТИ СИММЕТРИИ
ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ СЕЧЕНИЯ С СИММЕТРИЧНОЙ АРМАТУРОЙ
3.61.Проверка прочности прямоугольных сечений с симметричной арматурой, сосредоточенной у наиболее сжатой и у растянутой (наименее сжатой) граней элемента, производится следующим образом в зависимости от высоты сжатой зоных:
(107)
а) при х £ xRh0(черт. 34)— из условия
(108)