2.Расчет жбк на местное смятие. Косвенное армирование. Конструктивные требования к косвнному армированию.
При расчете на местное сжатие (смятие) элементов без косвенного армирования должно удовлетворяться условие
,
(106)
где N — продольная сжимающая сила от местной нагрузки;
jloc — коэффициент, принимаемый равным: при равномерном распределении местной нагрузки на площади смятия — 1,00, при неравномерном распределении — 0,75;
Aloc — площадь смятия;
Rb,loc — расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формулам:
;
(107)
.
(108)*
В формулах (107) и (108*):
Rbt — расчетное сопротивление бетона растяжению для бетонных конструкций;
Ad — расчетная площадь, симметричная по отношению к площади смятия в соответствии со схемами, приведенными на черт. 9.
3.90. При расчете на местное сжатие (смятие) элементов с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие
,
(109)
где Аloc — площадь смятия;
Rb,red — приведенная прочность бетона осевому сжатию, определяемая по формуле
.
(110)
В формуле (110):
Rb, Rs - в МПа;
;
j, m — соответственно коэффициент эффективности косвенного армирования и коэффициент армирования сечения сетками или спиралями [формулы (83), (84) и (87)] согласно п. 3.72*;
Черт. 9. Схемы расположения расчетных площадей Ad в зависимости
от положения площадей смятия Аloc
;
Aef — площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, при этом должно удовлетворяться условие Аloc < Аef £ Аd ;
Ad — расчетная площадь, симметричная по отношению к площади смятия Аloc и принимаемая не более указанной на черт. 9.
Остальные обозначения следует принимать согласно требованиям п. 3.89*.
Бетон конструкции в зоне передачи на него сосредоточенных усилий (см. черт. 9) должен быть рассчитан на местное сжатие (смятие), а также по трещиностойкости с учетом местных растягивающих напряжений согласно указаниям п. 3.111*.
косвенное армирование. Исследования показывают, что с уменьшением шага хомутов s несущая способность коротких сжатых элементов существенно увеличивается (lo/Def < 10 или lo/ief < 35, где Def, ief — диаметр ядра сечения элемента без учета защитного слоя и радиус инерции). В целях учета этого явления применяют косвенное армирование: часто поставленные кольца, а чаще всего спиральную арматуру . При этом соблюдают следующие условия:
• спирали в плане должны быть круглыми;
• расстояния между витками спирали в осях должны быть не менее 40 мм и не более 100 мм и 11$ диаметра сечения ядра колонны, охваченного спиралью;
• спирали должны охватывать всю рабочую продольную арматуру;
• диаметр навивки спирали D должен быть не менее 200 мм. Повышение несущей способности сжатых элементов с косвенной арматурой происходит за счет ограничения поперечных деформаций бетонного ядра колонны, потому что косвенная арматура, подобно металлической обойме, препятствует поперечному расширению бетона и сохраняет его несущую способность даже после появления продольных трещин. Это происходит до тех пор, пока напряжения в косвенной арматуре не достигнут предела текучести. Именно поэтому особенно выгодно в качестве косвенной использовать высокопрочную предварительно напряженную проволоку или канаты.
Бетон в условиях двух- или трехосного обжатия (спиралью и продольной силой) может претерпевать в 5... 10 раз больше продольные деформации без разрушения, чем бетон в условиях одноосного обжатия. Поэтому при испытании колонн со спиральной арматурой в момент, когда напряжения в сечении достигают предела прочности, защитный слой разрушается и отпадает в то время, когда признаков разрушения бетона внутри ядра сечения еще не наблюдается. Увеличение продольных деформаций бетона в условиях косвенного армирования обусловливает возможность применения продольной арматуры из сталей повышенной прочности: A-IV и A-V, вместо А-П и А-Ш.
а — в виде сварных сеток; б — в виде спиральной арматуры