4.9 Розрахунок із використанням «стиснуто-розтягнутих» моделей

4.9.1 «Стиснуті» умовні елементи

4.9.1.1 Розрахунковий опір бетонного стиснутого умовного елемента у зоні з поперечними напруженнями стиску, або без них може визначатись за виразом (4.95) (див. рисунок 4.26).

_Rd,max = f_cd , (4.95)

У випадках наявності значного осьового стиску в окремих зонах можна припускати вищий розрахунковий опір.

4.9.1.2 Розрахунковий опір бетонних стиснутих умовних елементів необхідно зменшувати при наявності тріщин у стиснутих зонах і, якщо не застосовуються більш точні підходи, можна визначати за виразом (4.97) (див. рисунок 4.27).

Рисунок 4.26 - Розрахунковий опір бетонного стиснутого умовного

елемента без поперечного розтягу

Рисунок 4.27 - Розрахунковий опір бетонного стиснутого умовного елемента при наявності поперечного розтягу

_Rd,max = 0,6 f_cd, (4.97)

де

ν = 1 – f_ck / 250, (4.98)

4.9.1.3 Для стиснутих умовних елементів між прямо навантаженими зонами, такими як консолі або короткі балки-стінки, у 4.6.2 і 4.6.3 наводяться альтернативні методи розрахунку.

4.9.2 Розтягнутий умовний елемент

4.9.2.1 Розрахунковий опір поперечних розтягнутих умовних елементів і арматури повинен обмежуватись у відповідності до 2.2 і 2.3 ДБН В.2.6-98.

4.9.2.3 Арматура повинна належним чином заанкерюватись у вузлах.

4.9.2.4 Арматура, що необхідна для сприйняття зусиль у зосереджено навантажених вузлах може бути розподіленою по довжині (див. рисунок 4.28а і 4.28b). Якщо арматура в зоні вузла проходить по значній довжині елемента, то її необхідно розподіляти на довжину де траєкторії стиску скривляються (розтягнуті і стиснуті умовні елементи). Зусилля розтягу Т можна отримати наступним чином:

а) для зон з частковим розподілом , див. рисунок 4.28а:

, (4.99)

b) для зон з повним розподілом , див. рисунок 4.28b:

, (4.100)

4.9.2.5 Вимоги щодо проектування вузлів наведені в 6.5.2 ДБН В 2.6-98.

а) Часткова розривність b) Повна розривність

Рисунок 4.28 - Параметри для визначення поперечних зусиль розтягу у стиснутих полях із розподіленою арматурою

4.9.2.6 При визначенні несучої здатності вузлів із зосередженим навантаженням критичним є розміри і їх конструювання. Вузли із зосередженим навантаженням можуть виникати, наприклад, при зосереджених навантаженнях, на опорах, у зонах заанкерення з концентрацією звичайної і напруженої арматури, при відгинах арматурних стрижнів та у з'єднаннях і кутах елементів.

4.9.3 Вузли

4.9.3.1 Розрахункові величини напружень стиску у вузлах визначається наступним чином:

а) у стиснутих вузлах, де не заанкерені розтягнуті умовні елементи (див. рисунок 4.29)

_Rd,max = k₁ f_cd, (4.101)

де _Rd,max – максимальні напруження, які можуть прикладатись на краях вузла.

Коефіцієнт визначається за виразом ( 4.98).

Примітка: При відсутності більш точних даних величину k₁ рекомендується приймати: = 1,0.

b) у стиснуто-розтягнутих вузлах із забезпеченням заанкерення розтягнутих умовних елементів у одному напрямі. (див. рисунок 4.30)

_Rd,max = k₂ f_cd, (4.102)

де _Rd,max – максимум _Rd,1 і _Rd,2. Коефіцієнт визначається за виразом (4.98).

Примітка: При відсутності більш точних даних величину k₂ рекомендується приймати: = 0,85.

с) у стиснуто-розтягнутих вузлах із забезпеченням заанкерення розтягнутих умовних елементів більш ніж у одному напрямі. (див. рисунок 4.31)

_Rd,max = k₃ f_cd (4.103)

Примітка: При відсутності більш точних даних величину k₃ рекомендована приймати: = 0,75.

Рисунок 4.29 - Стиснутий вузол без розтягнутих умовних елементів

Рисунок 4.30 - Стиснуто-розтягнутий вузол із арматурою

у одному напрямі

Рисунок 4.31 - Стиснуто-розтягнутий вузол із арматурою у

двох напрямках

4.9.3.2 При нижченаведених умовах, величини розрахункових напружень стиску у 4.9.3.1 можуть збільшуватись до 10%, якщо виконується хоча б одне положення:

- припускається трьохосний стиск;

- всі кути між умовними стиснуто-розтягнутими елементами ≥ 55^о;

- напруження на опорах або в місцях зосередженого навантаження є рівномірними і у вузлах наявні хомути;

- арматура розміщена багатьма шарами;

- вузли надійно утримуються улаштуванням опор або тертям.

4.9.3.3 Вузли, що зазнають трьохосного стиску можуть перевірятись згідно з 3.1.8 ДБН В 2.6-98 при _Rd,max = k₄ v^’ f_cd, якщо розподіл навантаження відомий для всіх трьох напрямків стиснутих умовних елементів.

Примітка: Величину k₄ рекомендується приймати: = 3,0.

4.9.3.4 Анкерення арматури у стиснуто-розтягнутих вузлах починається з початку вузла, наприклад, для опори анкерення починається від внутрішньої грані (див. рисунок 4.30). Довжина анкерення повинна простягатись за повну довжину вузла. У деяких випадках арматура, до того ж, може заанкерюватись поза вузлом. Стосовно анкерення і загинання арматури, див. 7.2.

4.9.3.5 Стиснуті у площині вузли при сполученні трьох розтягнутих умовних елементів можуть перевірятись відповідно до рисунка 4.29. Максимальні середні головні напруження у вузлі (_c0, _c1, _c2, _c3) повинні перевірятись згідно з 4.9.3.3 а). Зазвичай, можна припустити наступне:

F_cd,1/a₁ = F_cd,2/a₂ = F_cd,3/a₃ дає у результаті _cd,1 = _cd,2 = _cd,3 = _cd,0.

4.9.3.6 Вузли на згинах арматури можуть розраховуватись згідно з рисунком 4.32. Середні напруження у розтягнутих умовних елементах повинні перевірятись відповідно до 4.9.3.2. Діаметр каналів необхідно перевіряти згідно з 7.2.