9.4 Расчет бетонных и железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы

9.4.1 В общем случае предельные усилия, которые может воспринять железобетонная конструкция в сечении, нормальном к продольной оси элемента, следует определять из решения общей системы уравнений деформационной расчетной модели согласно СНБ 5.03.01.

9.4.2 Расчет железобетонных конструкций по прочности сечений, нормальных к продольной оси, имеющих простую симметричную форму (прямоугольную, тавровую или двутавровую), с арматурой, сосредоточенной у наиболее растянутой и наиболее сжатой граней, и усилиями, действующими в плоскости симметрии сечения элементов конструкций, выполненных из бетона класса не выше В60 (С⁵⁰/₆₀), допускается производить по предельным усилиям, с использованием уравнений равновесия моментов относительно выбранных осей при расчетных сопротивлениях материалов согласно требованиям настоящего технического кодекса.

9.4.3 Предельные усилия в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, следует определять исходя из следующих предпосылок:

— сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;

— сопротивление бетона сжатию ограничивается напряжениями, равными R_b и равномерно распределенными в пределах условной сжатой зоны бетона;

— растягивающие напряжения в арматуре ограничиваются расчетными сопротивлениями растяжению в ненапрягаемой R_s и напрягаемой R_p арматуре;

— сжимающие напряжения в ненапрягаемой арматуре ограничиваются расчетными сопротивлениями сжатию R_sc, а в напрягаемой — наибольшими сжимающими напряжениями R_pc согласно 9.2.11;

— при расчете сечения на общий случай, деформации (напряжения) в арматуре определяют в зависимости от высоты сжатой зоны бетона с учетом деформаций (напряжений) от предварительного напряжения.

9.4.4 Если в сжатой зоне расчетного сечения имеются бетоны разных классов, то их площади приводятся пропорционально расчетным сопротивлениям к бетону одного расчетного сопротивления.

9.4.5 При расчете балок с плитой в сжатой зоне длина свесов плиты, вводимая в расчет, не должна превышать шестикратной ее толщины , считая от начала свеса, и не должна превышать половину расстояния в свету между балками.

Начало свеса принимается от ребра балки или от конца вута, если он имеет уклон 1:3 и более.

При переменной толщине плиты, а также при вутах с уклоном менее 1:3 длина свесов определяется по приведенной толщине плиты, которая определяется с учетом площади плиты и вутов.

Площадь свесов растянутых поясов двутавровых сечений в расчете не учитывается.

9.4.6 Если количество растянутой арматуры по конструктивным соображениям или по расчету по трещиностойкости превышает требуемое по расчету по прочности, то в расчете допускается учитывать не всю арматуру, а только требуемую для данного расчета.

9.4.7 Напрягаемую арматуру, расположенную в сжатой зоне и имеющую сцепление с бетоном, следует вводить в расчет с напряжением

_pc = R_pc – _pc1, (55)

где  R_pc — учитываемое расчетом наибольшее сжимающее напряжение в напрягаемой арматуре согласно 9.2.11;

_pc1 — расчетное напряжение в напрягаемой арматуре (за вычетом всех потерь) при коэффициенте надежности по нагрузке _g, равном 1,1; при _pc1  R_pc принимается _pc1 = 0.

Площадь поперечного сечения сжатой арматуры вводится в расчет в зависимости от соотношения расчетной высоты сжатой зоны бетона x и расстояния этой арматуры до сжатой грани сечения.

При расчете изгибаемых элементов площадь учитывается полностью, если , где x₂ — высота сжатой зоны, определенная с учетом сжатой арматуры .

Если без учета сжатой арматуры высота сжатой зоны сечения отвечает условию x₁  , а при учете сжатой арматуры , то расчет на прочность допускается производить, используя условие

. (56)

При x₁ < не учитывается. Обозначения — в соответствии с приложением П.

9.4.8 Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных указанной плоскости граней элемента, должен производиться в зависимости от значения относительной высоты сжатой зоны , определяемой из соответствующих условий равновесия. Значение  при расчете конструкций, как правило, не должно превышать относительной высоты сжатой зоны бетона _y, при которой предельное состояние бетона сжатой зоны наступает не ранее достижения в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R_s или R_p, с учетом соответствующих коэффициентов условий работы для арматуры.

Значение _y определяют по формуле

, (57)

где   = 0,85 – 0,008R_b — для элементов с обычным армированием;

 = 0,85 – 0,008R_b +   0,9 — для элементов с косвенным армированием,

при этом значение  = 10 , но не более 0,15 (где  — коэффициент армирования).

Напряжения в арматуре ₁, МПа, следует принимать равными:

R_s — для ненапрягаемой арматуры;

R_p + 500 – _p — для напрягаемой арматуры.

Расчетное сопротивление напрягаемой арматуры растяжению R_p следует принимать с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры, а величину предварительного напряжения в арматуре _p — с учетом первых и вторых потерь в соответствии с приложением С. При наличии напрягаемой и ненапрягаемой арматуры напряжение ₁ принимается по напрягаемой арматуре.

Напряжение ₂ является предельным напряжением в арматуре сжатой зоны и должно приниматься равным 500 МПа.

Во всех расчетах для бетона и арматуры следует принимать расчетные сопротивления согласно настоящему техническому кодексу.

9.4.9 Расчет железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы осуществляют по методике согласно приложению П.