21.2. Прочность наклонных сечений при продавливании

Необходимость поперечного армирования очевидно должна быть проверена расчётом прочности по наклонным сечениям из условия

ла, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении, принимает минимальное значение

кает вопрос о расчётной ширине плиты b, параметр которой фигурирует в формулах (21.2) и (21.3).

Для ответа на этот вопрос обратимся к схеме расчётного сечения

Рис. 2С1.1. Расчётное поперечное сечение плиты у колонны квадратного сечения с шириной грани bк

При расчёте на продавливание рассматривают расчётное поперечное сечение, расположенное вокруг зоны передачи усилия F на расстоянии h0/2 от граней колонны шириной bк (при квадратном сечении колонны), т.е. каждая сторона расчётного контура продавливания с периметром u равна b = bк + h0, а условие (21.1) можно записать в виде

117

Логично, что при расчёте по наклонным сечениям можно принять b = bк + c. Тогда из (21.3) следует

ную прочность по наклонным сечениям и прочность плиты на продавливание путём деления (21.5) на (21.4). Сравнительную оценку получим в виде коэффициента k:

Как видно из формулы (2 1.6), отношение прочности плиты на продавливание к прочности по наклонным сечениям зависит от отно-

ность плиты на продавливание равна прочности по наклонным сечениям на действие поперечной силы только при толщине плиты, равной ширине колонны, т.е. при ω = 1. В остальных случаях прочность плиты, определённая разными методами, может значительно различаться. Чем тоньше плита (при больших значениях ω), тем больше формула (21.1) завышает прочность плиты на продавливание.

Для тяжёлого бетона принимали k = 1, для других видов бетона k < 1. Но до 1975 г. и для тяжёлого бетона на основании американских опытов учитывали понижающий коэффициент k = 0,75 [18]. На основании испытаний фрагментов перекрытий предлагалось даже принимать k = 0,6 [6]. Переход к k = 1 был выполнен на основании экспериментальных данных с ростверками свайных фундаментов [21]. Так как толщина ростверков, как правило, больше размеров свай и при этом ω < 1, то понятно, почему в процессе испытаний получались повышенные значения k.

118

Для конструкций перекрытий характерны значения ω = 2… 3, поэтому при расчёте их на продавливание следует принимать k = 0,75 или решать вопрос о применении поперечной арматуры на основании расчёта прочности по наклонным сечениям на действие поперечной силы.

В настоящее время при расчёте на продавливание рекомендуется учитывать также влияние изгибающих моментов, сохраняя в то же время в силе выражение (21.1) как условие чистого продавливания. Но легко показать, что даже при чистом продавливании расчётное поперечное сечение плиты на расстоянии h0/2 от колонны должно испытывать влияние момента М = Qh0 / 2 = Fh0 / 8 . Учитывая, что на-

пряжения от момента σ = M /W и W = bh2 / 6, при отсутствии про-

Упрощая выражение (21.8), получим условие прочности на продавливание для бетонной плиты, подтверждающее справедливость

21.3. Результаты экспериментальных исследований

Для проверки изложенных положений было испытано 6 железо-

бетонных плит с размерами в плане 1000×1000 мм, толщиной 100 мм. Плиты были изготовлены по заводской технологии из бетона одного замеса. Наибольшая крупность заполнителя не превышала 10 мм. Для контроля прочности бетона были изготовлены в стандартных формах кубы с размерами сторон 100 мм. Твердение бетона плит и кубов происходило в условиях цеха, где они изготавливались. Кубы испытывали на прессе в день испытаний плит.

Плиты армированы сетками из стержневой арматуры класса А400 диаметром 10 мм. Шаг стержней в обоих направлениях 100 мм. В каждой плите сетка располагалась на расстоянии 20 мм от растяну-

119

той грани. Армирование опытных плит было принято из условия минимизации вероятности разрушения от изгибающих моментов. Значения изгибающих моментов определяли из статического расчёта плит, свободно опёртых по контуру и загруженных на ограниченных площадках в центре.

Плиты попарно испытывали до разрушения на продавливание приложением продавливающей силы через стальные пластины

100×100 мм (плиты 1 и 2), 200 ×200 мм (плиты 3 и 4) и 300 ×300 мм

(плиты 5 и 6). Гидравлическим домкратом нагрузка ступенями пере-

давалась на плиты через контурную раму из уголка 70×5 и систему траверс.

В результате испытаний кубов определили среднее значение кубиковой прочности бетона R = 408 кгс/см2 (с учётом масштабного коэффициента 0,95). По таблицам определили среднее значение прочно-

правленные от углов пластин по диагоналям плит. Постепенно сектора плит, образованные диагональными трещинами, также покрывались сетью беспорядочно направленных трещин. В целом характер трещинообразования и разрушения опытных плит отличался от того,

* Испытания не завершены по техническим причинам.

Так как опытные плиты разрушились при значениях изгибающих моментов меньше несущей способности на 15 – 38 %, поэтому сделан вывод, что причиной разрушения явилось исчерпание прочно-

120