4.6 Розрахунок несучої здатності залізобетонних перерізів, похилих до поздовжньої осі

4.6.1 Додаткові загальні положення

1. Загальні положення і вимоги щодо розрахунку залізобетонних елементів за несучою здатністю похилих перерізів (на зсув) наведені в розділі 6.2 ДБН В.2.6-98.

2. Сумарна розрахункова поперечна сила з урахуванням внеску полиць не повинна перевищувати максимально допустимого значення (4.6.3) у будь-якому перерізі елемента.

3. Поздовжня розтягнута арматура повинна сприйняти додаткове зусилля розтягу, спри чинене зсувом (4.6.3.8).

4. Для елементів, що зазнають дії переважно рівномірно розподіленого навантаження, не потрібно здійснювати перевірку за поперечною силою на відстані, меншій за d від грані опори. Будь-яка передбачена поперечна арматура повинна доводитись до опори. Окрім того, необхідно перевіряти умову, що поперечна сила на опорі не перевищує (4.6.3.3 і 4.6.3.5).

5. Якщо навантаження прикладається близько до низу перерізу, то додатково до будь-якого необхідного армування для сприйняття зусилля зсуву необхідно передбачати достатнє вертикальне армування для передачі навантаження на верхню частину перерізу.

4.6.2 Елементи, що не потребують розрахункового поперечного армування

4.6.2.1 Розрахункова величина опору зсуву визначається, як:

Рисунок 4.6 – До визначення у виразах (4.36), (4.37)

4.6.2.3 Для попередньо напружених однопрольотних елементів без поперечної арматури опір зсуву зон із тріщинами при згині може обчислюватись за виразом (4.39). У зонах без тріщин при згині (де напруження розтягу при згині менші ніж ) опір зсуву повинен обмежуватись опором бетону на розтяг. У таких зонах опір зсуву визначається:

Для перерізів змінної ширини вздовж висоти максимальні головні напруження можуть діяти не по центральній осі. У таких випадках мінімальна величина опору зсуву повинна визначатись через обчислення по різних осях поперечного перерізу.

4.6.2.4 Обчислення опору зсуву згідно з (4.39) не вимагається для перерізів, які ближче до опори ніж точка перетину пружної центральної осі і похилої лінії від внутрішньої грані опори під кутом 45°.

4.6.2.5 При визначенні поздовжньої арматури для ділянок з тріщинами при згині епюру потрібно змістити на відстань у несприятливому напрямку (8.2.3.2).

4.6.2.6 Для елементів з навантаженнями, прикладеними зверху в межах відстані від грані опори або центра точки обпирання при використанні рухомої опори (рисунок 4.7), внесок цього навантаження і поперечну силу можна помножити на . Це зниження може застосовуватись при перевірці за виразом, (4.36). Такий підхід правомірний тільки у разі забезпечення повного заанкерування поздовжньої арматури на опорах. При необхідно приймати значення .

4.6.2.7 Несуча здатність за поперечною силою, обчислена без зниження через , повинна завжди задовольняти умову:

а – балка із безпосереднім обпиранням; б – консоль

Рисунок 4.7 – Прикладення навантаження біля опор

4.6.3 Елементи, що потребують поперечної арматури за розрахунком

4.6.3.1 Для розрахунку елементів із поперечною арматурою разом із загальною деформаційною моделлю рекомендується використовувати "фермову" модель (рисунок 4.8). Граничну величину кута похилих стиснутих умовних елементів стінки наведено у 4.6.3.2.

На рисунку 4.8 використано наступні познаки:

– кут між поперечною арматурою і віссю балки, перпендикулярної до поперечної сили (позитивний напрям);

– кут між стиснутим бетонним умовним елементом і віссю балки, перпендикулярної до поперечної сили;

– розрахункова величина зусилля розтягу у поздовжній арматурі;

– розрахункова величина зусилля стиску бетону в напрямку поздовжньої осі елемента;

– мінімальна ширина між розтягнутим і стиснутим поясами;

z – плече внутрішньої пари для елемента з постійною висотою перерізу, яке відповідає згинальному моменту в елементі, що розглядається. При розрахунку на зсув залізобетонних елементів за відсутності осьової сили, зазвичай, можна приблизно приймати значення .

В елементах із похилою попередньо напруженою арматурою необхідно забезпечувати, щоб поздовжня арматура у розтягнутому поясі сприймала поздовжнє зусилля розтягу внаслідок зсуву, визначеного у (4.6.3.8).

Рисунок 4.8 – "Фермова" модель і познаки для елементів із поперечним армуванням

4.6.3.2 Величина кута повинна обмежуватись. Граничні величини рекомендується приймати в межах за виразом:

4.6.3.3 Для елементів із вертикальним поперечним армуванням за опір зсуву приймається менша із величин, підрахована за формулами (4.44) та (4.45):

Якщо застосовуються вирази (4.46), (4.47), то величину у виразі (4.44) потрібно зменшувати до :

Якщо розрахункові напруження у поперечній арматурі становлять менше ніж 80 % від характеристичних напружень текучості , то можна приймати:

4.6.3.4 Максимальна приведена площа перерізу поперечної арматури при визначається:

4.6.3.5 Для елементів із похилою поперечною арматурою за опір зсуву приймається менша із величин

Примітка. Максимальна приведена площа перерізу поперечної арматури при визначається з виразу:

4.6.3.6 На ділянках, де відсутні нерегулярності (наприклад, при рівнорозподіленому навантаженні), поперечна арматура будь-якого кроку по довжині може визначатись із використанням найменшого значення у кроці.

4.6.3.7 Якщо у стінці знаходяться заповнені металеві канали опір зсуву повинен визначатись на основі номінальної товщини стінки за виразом:

Для незаповнених каналів або заповнених пластичним матеріалом і для незчепленої напруженої арматури номінальна товщина стінки визначається за виразом:

Величина 1,2 у виразі (4.56) введена для врахування розколювання стиснутих умовних бетонних елементів внаслідок поперечного розтягу. Якщо забезпечено необхідне поперечне армування, цю величину можна зменшити до 1,0.

4.6.3.8 Додаткову силу розтягу у поздовжній арматурі внаслідок зсуву можна визначити за виразом:

Сума величин повинна прийматись не більше ніж максимальний момент вдовж балки.

4.6.3.9 Для елементів із навантаженнями, прикладеними зверху в межах відстані від грані опори, внесок цього навантаження і поперечну силу можна зменшити через .

Поперечна сила , обчислена у такий спосіб, повинна задовольняти умову:

Рисунок 4.9 – Поперечна арматура у коротких прольотах зсуву при безпосередній дії на умовний стиснутий елемент