41 Расчет железобетонных конструкций по прочности на продавливание (местный срез)

В плитных конструкциях (перекрытиях, фундаментах под колонны, ростверках под свайные фундаменты) при действии сил по ограниченной поверхности загружаемой площади может произойти разрушение от продавливания бетона сжимающей силой.

При продавливании разрушение происходит по пов-ти пирамиды продавливания, верхним основанием которой явл. загружаемая площадь, а боковые грани наклонены под углом с соотношением катетов d:1,5d. Расчет прочности на продавливание производится по условию:

для плит без поперечного армирования

где : v_sd – погонная поперечная сила, действующая по периметру нижнего основания

V_sd - сила продавливания

U – длина критического периметра

- коэф-т, учитывающий влияние внецентренного сжатия приложения нагрузки

где d=0.5(d_x+d_y), мм

d_x , d_y – рабочие высоты плиты, соответственно в направлении x и y

где - коэф-ты продольного армирования соответственно в направлении x и y, рассчитанные для ширины плиты, равной ширине колонны +3d

, - нормальные напряжения в бетоне критического сечения по направлению осей x и y («-» при сжатии)

для плит с поперечным армированием:

где - усилие, воспринимаемое поперечной арматурой в направлении продавливающей силы и расположенной в пределах пирамиды продавливания

- угол наклона поперечной арматуры к плоскости плиты

42 Расчет железобетонных конструкций по прочности на отрыв (местное растяжение)

Расчет железобетонных элементов по прочности на отрыв от действия нагрузки, приложенной к нижней грани или в пределах высоты сечения (рисунок 1), следует производить из условия

,

где F — отрывающая сила;

d_s — расстояние от уровня передачи отрывающей силы на элемент до центра тяжести сечения продольной арматуры;

— сумма поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, установленными дополнительно по длине зоны отрыва, равной (a = 2d_s + b); где b — ширина площадки передачи отрывающей силы.

Рисунок 1 — Схема для расчета железобетонных элементов на отрыв

Значения d_s и b следует устанавливать в зависимости от характера и условий приложения отрывающей нагрузки на элемент (через консоли, примыкающие элементы и т. д).

43 Расчет железобетонных конструкций на выносливость

Проверка усталостной прочности основана на утверждении, что усталостные повреждения бетона и стали в рассчитываемых сечениях элемента, вызванные многократно повторяющимися нагрузками, не превышают допустимых значений.

Возможность исчерпания усталостной прочности материалов следует определять из условий:

• напряжения в бетоне и арматуре вычисляются как для упругого тела (по приведенным сечениям) от действия внешних сил и усилия предварительного обжатия P_d;

• неупругие деформации в сжатой зоне бетона учитываются снижением модуля упругости бетона, принимая коэффициенты приведения арматуры к бетону ' равными 25, 20, 15 и 10 для бетонов классов соответственно С¹²/₁₅; C²⁰/₂₅; C³⁰/₃₇; C³⁵/₄₅ и выше;

• в случае, если _с > f_ctd, площадь приведенного сечения определяется без учета растянутой зоны бетона;

максимальные нормальные напряжения в арматуре _s,max, определенные при условии линейного распределения напряжений по приведенному сечению, не должны превышать допустимых _sR, которые следует принимать:

для ненапрягаемой арматуры— ;

для напрягаемой арматуры— ;

значения коэффициентов _sR и _sRs следует принимать по таблицам;

максимальный интервал изменения напряжений в арматуре _s,max не должен превышать допустимого интервала напряжений _sR : _s,max  _sR ;

значения допустимого интервала напряжений _sR при числе циклов многократно повторяющихся нагрузок не превышающем 10⁶ следует принимать по таблице;

максимальные нормальные напряжения в бетоне _c,max, определенные при условии линейного распределения напряжений по приведенному сечению, не должны превышать допустимых _cR

_c,max  _cR ,

где ;

_cR — коэффициент, учитывающий условия работы бетона при многократно повторяющейся нагрузке, принимается по таблице.

В зоне, проверяемой по сжатому бетону, при действии многократно повторяющейся нагрузки следует избегать возникновения растягивающих напряжений. Сжатая арматура на выносливость не рассчитывается.

Расчет на выносливость сечений, наклонных к продольной оси элемента, должен производиться из условия, что равнодействующая главных растягивающих напряжений, действующих на уровне центра тяжести приведенного сечения по длине элемента, должна быть полностью воспринята поперечной арматурой при напряжениях в ней

_s,max  _sR ,

где .

Для элементов, в которых поперечная арматура не предусматривается, должно быть выполнено требование: главные растягивающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести приведенного сечения не должны превышать .

При достаточном научном обосновании допускается возможность проверки установленной прочности на основании анализа предельного количества циклов нагружения либо анализа допустимых нагружений.