- •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. 62. К примеру расчета 47
Из черт. 62,аимеемh0=800-50=750 мм.
Сначала проверим прочность пространственного сечения по 2-й схеме согласно п. 3.90. При этом,поскольку сосредоточенные силы,приложенные посередине высоты сечения,вызывают отрыв растянутой зоны балки,учтем,что часть вертикальных хомутов воспринимает отрывающую силу,равную согласно п. 3.97:
(где hs = 400 - 50 = 350 мм).
Усилие на единицу длины балки в вертикальных хомутах,расположенных у правой грани,от действия отрывающей силыFопределим,распределяя отрывающую силу на две ветви хомутов и принимая ширину площадки опирания силыF b = 300 мм,тогда
а= 2hs + b = 2·350 + 300 = 1000 мм = 1 м,
т.е.
Таким образом,учитываемая при расчете пространственного сечения величинаqsw2 приАsw2 = 154 мм2(1Æ14) иs2 = 100 мм (см. черт. 62,а) будет равна:
Согласно черт. 58,ви 62,а,принимаемbf,min = 200 мм,h= 800 мм,bov=0, As2 = 1071 мм2(1Æ32 + 1Æ12+1Æ14).
Тогда значение с2будет равно:
Пространственное сечение располагаем у опоры балки. Поскольку с2<1,94 м,т. е. пространственное сечение не выходит за пределы участка с ненулевыми значениямиТ,оставляемс2= 1,2 м.
Расчетные значения Q иTпринимаем на расстоянииот опоры,т.е.кН; Т = 40 кН·м.
Поскольку RsAs2 = 365·1071 = 391·103 Н<2qsw2h = 2·372·800=595·103 Н,оставляемRsAs2 = 391 кН.
Высоту сжатой зоны х2определяем как для прямоугольного сечения согласно п. 3.20,принимая для данной схемыh0 = b0 = 200-50=150 мм иb = h = 800мм (сжатый свес полки не учитывается).
Поскольку а'= 50 мм составляет значительную долю отh0= 150 мм,значениех2определяем без учета сжатой арматуры:
мм<а'= 50 мм.
Проверяем условие (187),принимаяbow = bo = 150 мм:
>
>Т+ 0,5 Qbf,min= 40 + 0,5 ×293,5×0,2 = 69,35 кН×м,
т. е. прочность по 2-й схеме обеспечена.
Проверяем прочность пространственного сечения по 1-й схеме согласно п. 3.89. Принимаем b'f = b = 200мм; bf=350мм;Аs1= 2526 мм2(3Æ32 + 1Æ12);А¢s1=308 мм2(2Æ14); Аsw1= 154 мм2(1Æ14); s1= 200 мм.
Определяем длину проекции c1:
c1 = 2h + 2bf + b'f ‑ 2b = 2 × 800 + 2 × 350 + 200 ‑ 2 × 200 = 2100 мм.
Пространственное сечение располагаем на участке между опорой и первым грузом у места приложения этого груза. Поскольку c1 >1,94 м, т.е. пространственное сечение выходит за пределы балки, принимаемc1= 1,94м. Расчетные значенияМиТ принимаем на расстоянии от опоры, т.е.кН×м;Т = 40 кН×м.
Высоту сжатой зоны определяем как для прямоугольного сечения:
,
при этом х1= 311 мм < xR ho =0,604×750 = 453 мм (где xR‑см. табл. 18);
.
Поскольку 2qsw1 bf+=2×223×350 × + = 636,2 × 103 H < Rs As1 = 365 × 2526 = 922 × 103 H, принимаем Rs As1 = 636,9×103 H.
Проверяем условие (185), приняв how= ho= 750 мм:
т. е. прочность сечения по 1-й схеме обеспечена.
Расчет железобетонных элементов на местное действие нагрузок
РАСЧЕТ НА МЕСТНОЕ СЖАТИЕ
3.93(3.39).При расчете на местное сжатие (смятие) элементов без поперечного армирования должно удовлетворяться условие
, (194)
где N —продольная сжимающая сила от местной нагрузки;
Aloc1 —площадь смятия (см. черт. 63);
y —коэффициент, принимаемый равным:
при равномерном распределении местной нагрузки на площади смятия — 1,0;
при неравномерном распределении местной нагрузки на площади смятия (под концами балок, прогонов, перемычек) — 0,75;
Rb, loc ¾расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле
Rb, loc = ajb Rb, (195)
здесь ajb ³1,0;
a=1,0 для бетона класса ниже В25;
a= 13,5 Rbt /Rbдля бетона класса В25 и выше;
jb= ,
но не более следующих значений:
при схеме приложения нагрузки по черт. 63, а, в,г,е, и для бетона:
тяжелого, мелкозернистого и легкого классов:
выше В7,5 ....................... 2,5
В3,5; В5; В7,5 ................. 1,5
легкого класса В2,5 ........ 1,2
при схеме приложения нагрузки по черт. 63, б, д, жнезависимо от вида и класса бетона¾1,0;
Rb, Rbt —принимаются как для бетонных конструкций (см. поз. 5 табл. 9);
Aloc2 —расчетная площадь смятия, определяемая в соответствии с п. 3.94.
Если условие (194) не удовлетворяется, рекомендуется применять косвенное армирование в виде сварных сеток и рассчитывать элемент в соответствии с п. 3.95.
3.94(3.40).В расчетную площадьAloc2включается участок, симметричный по отношению к площади смятия (черт. 63). При этом должны выполняться следующие правила:
при местной нагрузке по всей ширине элемента bв расчетную площадь включается участок длиной не болееbв каждую сторону от границы местной нагрузки (черт. 63,а);
при местной краевой нагрузке по всей ширине элемента расчетная площадь Aloc2равна площади смятия Aloc1(черт. 63,б);
при местной нагрузке в местах опирания концов прогонов и балок в расчетную площадь включается участок шириной, равной глубине заделки прогона или балки, и длиной не более расстояния между серединами пролетов, примыкающих к балке (черт. 63, в);
если расстояние между балками превышает двойную ширину элемента, длина расчетной площади определяется как сумма ширины балки и удвоенной ширины элемента (черт. 63, г);
при местной краевой нагрузке на угол элемента (черт. 63, д) расчетная площадьAloc2равна площади смятияAloc1;