
- •Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к сНиП 2.03.01-84)
- •Предисловие
- •1. Общие рекомендации основные положения
- •Основные расчетные требования
- •2. Материалы для бетонных и железобетонных конструкций бетон
- •Арматура
- •Нормативные и расчетные характеристики арматуры
- •3. Расчет бетонных и железобетонных элементов по предельным состояниям первой группы
- •Расчет бетонных элементов по прочности
- •Внецентренно сжатые элементы
- •Черт. 1. Схема усилий к эпюра напряжении в поперечном сечении внецентренно сжатого бетонного элемента без учета сопротивления бетона растянутой зоны
- •Черт. 2. К определению Ab1
- •Черт. 3. График несущей способности внецентренно сжатых бетонных элементов Изгибаемые элементы
- •Примеры расчета
- •Расчет железобетонных элементов по прочности
- •Изгибаемые элементы
- •Примеры расчета
- •Элементы, работающие на косой изгиб
- •Черт. 33. Сжатые элементы с косвенным армированием
- •Черт. 34. Схема усилий в поперечном прямоугольном сечении внецентренно сжатого элемента
- •Черт. 35. Графики несущей способности внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения с симметричной арматурой
- •Черт. 36. Схема, принимаемая при расчете внецентренно сжатого элемента прямоугольного сечения с арматурой, расположенной по высоте сечения
- •Прямоугольные сечения с несимметричной арматурой
- •Черт. 46. К примеру расчета 28
- •Черт. 47. К примеру расчета 29
- •Черт. 48. К примеру расчета 32
- •Черт. 49. К примерам расчета 33, 34 и 39
- •Черт. 50. К примерам расчета 38 и 40
- •I¾граница сжатой зоны в первом приближении;II¾окончательная граница сжатой зоны
- •Черт. 51. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно растянутого железобетонного элемента, при расчете его по прочности
- •Черт. 52. Схема усилий в пространственном сечении
- •Черт. 53. Схема усилий в пространственном сечении
- •Черт. 54. Определение изгибающего и крутящего моментов поперечной силы, действующих в пространственном сечении
- •Черт. 55. Расположение расчетных пространственных сечений
- •1, 2¾Расчетные пространственные сечения;
- •Черт. 56. Разделение на прямоугольники сечений, имеющих входящие углы, при расчете на кручение с изгибом
- •Черт. 57. Схемы расположения сжатой зоны в пространственном сечении 1-й схемы железобетонного элемента двутаврового и таврового сечений, работающего на кручение с изгибом
- •Черт. 58. Схемы расположения сжатой зоны в пространственном сечении 2-й схемы железобетонного элемента двутаврового, таврового и г-образного сечений, работающего на кручение с изгибом
- •Черт. 59 Пространственное сечение железобетонного элемента кольцевого поперечного сечения, работающего на кручение с изгибом
- •Черт. 60. График для определения коэффициента при расчете элементов кольцевого поперечного сечения на кручение с изгибом
- •Черт. 61. К примеру расчета 46
- •Черт. 62. К примеру расчета 47
- •Черт. 63. Определение расчетной площади Aloc2 при расчете на местное сжатие при местной нагрузке
- •Черт. 64. К примеру расчета 48
- •Черт. 65. Схема пирамиды продавливания при угле наклона ее боковых граней к горизонтали
- •Черт. 66. Схема для определения длины зоны отрыва
- •Черт. 67. Армирование входящего угла, расположенного в растянутой зоне железобетонного элемента
- •Черт. 68. Расчетная схема для короткой консоли при действии поперечной силы
- •Черт. 69. Расчетная схема для короткой консоли при шарнирном опирании сборной балки, идущей вдоль вылета консоли
- •Черт. 70. К примеру расчета 49
- •Черт. 71. Схема усилий, действующих на закладную деталь
- •Черт. 72. Схема выкалывания бетона анкерами закладной детали с усилениями на концах при n¢an £ 0
- •1 ¾Точка приложения нормальной силыN; 2 ¾поверхность выкалывания;3 —проекция поверхности выкалывания на плоскость, нормальную к анкерам
- •Черт. 73. Схема выкалывания бетона анкерами закладной детали без усилений на концах при n'an £ 0
- •1 ¾Точка приложения нормальной силы n; 2 ¾поверхность выкалывания;3¾проекция поверхности выкалывания на плоскость, нормальную к анкерам
- •Черт. 75. Конструкция закладной детали, не требующей расчета на выкалывание
- •Черт. 76. Схема для расчета на откалывание бетона нормальными анкерами закладной детали
- •Черт. 77. К примеру расчета 50
- •Черт. 78. К примеру расчета 51
- •Черт. 79. Незамоноличенный стык колонны
- •1 ¾Центрирующая прокладка;2 ¾распределительный лист;3 ¾ванная сварка арматурных выпусков;4 —сетки косвенного армирования торца колонны
- •Черт. 80. Расчетное сечение замоноличенного стыка колонны с сетками косвенного армирования в бетоне колонны и в бетоне замоноличивания
- •1¾Бетон колонны;2 ¾ бетон замоноличивания;3 ¾ сетки косвенного армирования
- •Черт. 81. К примеру расчета 52
- •1 ¾Арматурные выпуски;2— распределительный лист;3 ¾центрирующая прокладка
- •Черт. 82. Схема для расчета шпонок, передающих сдвигающие усилия от сборного элемента монолитному бетону
- •1 ¾Сборный элемент; 2¾монолитный бетон
- •Черт. 83. Схемы усилий и эпюры напряжений в поперечном сечении элемента при расчете его по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •Черт. 84. Положение опорных реакций в жестких узлах, принимаемое для определения коэффициента jloc
- •Черт. 85. Расчетные схемы для определения коэффициента jloc
- •Черт. 86. К примеру расчета 53
- •Черт. 87. Эпюра кривизны в железобетонном элементе с переменным по длине сечением
- •Черт. 88. Эпюры изгибающих моментов и кривизны в железобетонном элементе постоянного сечения
- •Черт. 89. К примеру расчета 59
- •Черт. 130. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие требуемую толщину s защитного слоя бетона
- •Черт. 131. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие требуемое расстояние
- •Черт. 132. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие одновременно требуемые толщину защитного слоя бетона и расстояние между отдельными арматурными элементами
- •Черт. 1. Графики для элементов из тяжелого бетона
- •Черт. 1. Графики для элементов из тяжелого бетона (окончание)
- •Черт. 2. Графики для элементов из легкого бетона при марке по средней плотности не ниже d 1800
- •Черт. 2. Графики для элементов из легкого бетона при марке по средней плотности не менее d1800 (окончание)
- •Усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении элемента
- •Характеристики материалов
- •Характеристика положения продольной арматуры в поперечном сечении элемента
- •Геометрические характеристики
Черт. 84. Положение опорных реакций в жестких узлах, принимаемое для определения коэффициента jloc
а-г¾стыки сборных элементов;д- и¾монолитные сопряжения
Черт. 85. Расчетные схемы для определения коэффициента jloc
а¾при приложении силы к сжатой грани элемента;б¾то же, к уширениям (полкам) элемента;в¾то же, по длине статически неопределимой балки
4.9 (4.15).Напряжения в растянутой арматуреss(определяются по формулам для элементов:
центрально-растянутых
(258)
изгибаемых
;
(259)
внецентренно сжатых и внецентренно растянутых
.
(260)
В формуле (260) знак «плюс» принимается при внецентренном растяжении, знак «минус» ¾при внецентренном сжатии. При расположении растягивающей продольной силы Nмежду центрами тяжести арматуры Sи S¢значениееsпринимается со знаком «минус».
В формулах (259) и (260) :
z— расстояние от центра тяжести площади сечения арматурыSдо точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения над трещиной, определяемое согласно п. 4.16, при этом для внецентренно растянутых элементов приео< 0,8hozпринимается равнымzs—расстоянию между центрами тяжести арматурыSиS¢, коэффициент vв формуле (277) принимается всегда равным vsh= 0,45 (как при непродолжительном действии нагрузки); допускаетсяzпринимать таким же, как при расчете по деформациям на те же нагрузки, если
В случае, когда Mr< Mcrc(см. п. 4.2), значениеss,определяется по формуле
(261)
где ss,crc¾напряжение в арматуре при действии нагрузки, соответствующей образованию трещин, определяемое по формулам (259) и (260) с заменойМна
Mcrc
и Nна
При определении Ncrcмоменты McrcиMrдопускается вычислять при r= 0,8Wred /Ared.
При расположении растянутой арматуры в несколько рядов по высоте сечения в изгибаемых, внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых элементах при eo> 0,8hoнапряженияssнеобходимо умножать на коэффициентdn, равный:
(262)
где х= xho; значениеxопределяется по формуле (274); для изгибаемых элементов допускается принимать значениехтаким же, как и при расчете по прочности;
а1, a2—расстояния от центра тяжести площади сечения соответственно всей арматурыSи крайнего ряда стержней до наиболее растянутого волокна бетона.
Значение напряжения ssот действия полной нагрузки, определенное с учетом коэффициентаdn, не должно превышать Rs,ser.Это условие допускается не проверять для статически определимых конструкций с арматурой одного класса при ее однорядном расположении.
Упрощенные способы определенияss.Для изгибаемых элементов допускается определятьssпо формуле
(263)
где Ми— предельный момент по прочности, равный:
при проверке прочности сечений ¾правой части неравенств (17) — (21), (28), (30)
при подборе сечения арматуры
здесь Mtot,d—момент от действия полной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузкеgf>1,0;
Аs,fact— фактическая площадь принятой арматуры;
Asd—площадь арматуры, требуемая по расчету прочности.
При применении арматуры разных классов в формулу (263) вводится расчетное сопротивление арматуры для предельных состояний первой группы Rsпо более прочной арматуре.
Для внецентренно сжатых элементов из тяжелого и легкого бетонов при Mr³ Mcrcдопускается вычислятьssпо формуле
4)
где jcrc —коэффициент, определяемый по табл. 30.
Таблица30
jf |
|
Коэффициенты jcrcпри значенияхma,равных | |||||||||||
|
|
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,05 |
0,07 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
0,40 |
0,50 |
0 |
£0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 3,0 4,0 |
0,04 0,18 0,31 0,44 0,59 0,74 0,81 |
0,07 0,22 0,34 0,48 0,62 0,77 0,84 |
0,10 0,25 0,37 0,50 0,64 0,79 0,86 |
0,15 0,29 0,40 0,53 0,67 0,82 0,89 |
0,18 0,31 0,43 0,56 0,70 0,84 0,91 |
0,22 0,34 0,46 0,58 0,72 0,86 0,94 |
0,26 0,38 0,49 0,62 0,75 0,89 0,97 |
0,31 0,42 0,55 0,65 0,78 0,92 1,00 |
0,34 0,45 0,55 0,67 0,81 0,95 1,02 |
0,37 0,47 0,57 0,69 0,82 0,96 1,03 |
0,41 0,50 0,60 0,72 0,85 0,99 1,06 |
0,45 0,52 0,62 0,74 0,87 1,01 1,08 |
0,05 |
£0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 3,0 4,0 |
0,04 0,17 0,30 0,44 0,59 0,74 0,82 |
0,04 0,20 0,33 0,46 0,61 0,76 0,84 |
0,07 0,22 0,35 0,48 0,63 0,78 0,85 |
0,11 0,26 0,38 0,51 0,65 0,80 0,86 |
0,14 0,28 0,40 0,53 0,67 0,82 0,90 |
0,18 0,31 0,43 0,56 0,70 0,84 0,92 |
0,22 0,34 0,46 0,59 0,72 0,87 0,94 |
0,26 0,38 0,49 0,61 0,75 0,89 0,97 |
0,29 0,40 0,51 0,64 0,77 0,91 0,99 |
0,32 0,42 0,53 0,66 0,79 0,93 1,00 |
0,36 0,46 0,56 0,68 0,82 0,95 1,03 |
0,38 0,48 0,58 0,70 0,83 0,97 1,04 |
0,10 |
£0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 3,0 4,0 |
0,03 0,16 0,30 0,44 0,59 0,75 0,83 |
0,04 0,19 0,32 0,46 0,61 0,76 0,84 |
0,05 0,21 0,33 0,47 0,62 0,77 0,85 |
0,09 0,24 0,36 0,50 0,64 0,79 0,87 |
0,11 0,26 0,38 0,52 0,66 0,81 0,88 |
0,14 0,28 0,40 0,54 0,68 0,83 0,90 |
0,16 0,31 0,43 0,56 0,70 0,85 0,92 |
0,22 0,34 0,46 0,59 0,73 0,87 0,94 |
0,25 0,37 0,48 0,61 0,75 0,89 0,96 |
0,28 0,39 0,50 0,63 0,76 0,90 0,98 |
0,31 0,42 0,53 0,65 0,79 0,93 1,00 |
0,34 0,44 0,55 0,67 0,80 0,94 1,02 |
0,20 |
£0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 3,0 4,0 |
0,03 0,15 0,29 0,44 0,59 0,75 0,83 |
0,04 0,17 0,31 0,45 0,60 0,76 0,84 |
0,05 0,19 0,32 0,46 0,61 0,77 0,85 |
0,06 0,21 0,34 0,48 0,63 0,78 0,86 |
0,07 0,23 0,35 0,49 0,64 0,79 0,87 |
0,10 0,25 0,37 0,51 0,65 0,81 0,88 |
0,13 0,27 0,40 0,53 0,67 0,82 0,90 |
0,16 0,30 0,42 0,55 0,69 0,84 0,91 |
0,19 0,32 0,44 0,57 0,71 0,85 0,93 |
0,21 0,34 0,45 0,58 0,72 0,87 0,94 |
0,25 0,37 0,48 0,61 0,75 0,89 0,96 |
0,28 0,39 0,50 0,63 0,76 0,90 0,98 |
0,30 |
£0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 3,0 4,0 |
0,03 0,15 0,29 0,44 0,59 0,75 0,84 |
0,04 0,16 0,30 0,45 0,60 0,76 0,85 |
0,05 0,17 0,31 0,46 0,61 0,77 0,85 |
0,05 0,19 0,33 0,47 0,62 0,78 0,86 |
0,06 0,21 0,34 0,48 0,63 0,78 0,86 |
0,07 0,23 0,35 0,49 0,64 0,79 0,87 |
0,10 0,25 0,37 0,51 0,66 0,81 0,89 |
0,12 0,27 0,39 0,53 0,67 0,82 0,90 |
0,15 0,29 0,41 0,54 0,68 0,83 0,91 |
0,17 0,30 0,42 0,55 0,70 0,84 0,92 |
0,20 0,33 0,45 0,58 0,72 0,86 0,94 |
0,23 0,35 0,46 0,59 0,73 0,88 0,95 |
0,50 |
£0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 3,0 4,0 |
0,04 0,15 0,29 0,44 0,60 0,77 0,85 |
0,04 0,16 0,30 0,45 0,61 0,77 0,85 |
0,04 0,16 0,30 0,45 0,61 0,77 0,85 |
0,04 0,18 0,31 0,46 0,62 0,77 0,86 |
0,04 0,19 0,32 0,47 0,62 0,78 0,86 |
0,04 0,20 0,33 0,48 0,63 0,79 0,87 |
0,06 0,22 0,35 0,49 0,64 0,79 0,87 |
0,08 0,23 0,36 0,50 0,65 0,80 0,88 |
0,10 0,24 0,37 0,51 0,66 0,81 0,89 |
0,12 0,26 0,38 0,52 0,67 0,82 0,89 |
0,15 0,28 0,40 0,54 0,68 0,83 0,91 |
0,17 0,30 0,42 0,55 0,69 0,84 0,92 |
0,70 |
£0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 3,0 4,0 |
0,04 0,15 0,29 0,45 0,61 0,77 0,85 |
0,04 0,15 0,30 0,45 0,61 0,77 0,85 |
0,04 0,16 0,30 0,45 0,61 0,77 0,85 |
0,04 0,17 0,31 0,46 0,61 0,77 0,86 |
0,04 0,18 0,32 0,46 0,62 0,78 0,86 |
0,04 0,19 0,32 0,47 0,62 0,78 0,86 |
0,04 0,20 0,34 0,48 0,63 0,79 0,87 |
0,06 0,21 0,34 0,49 0,64 0,79 0,87 |
0,07 0,22 0,35 0,49 0,64 0,80 0,88 |
0,08 0,23 0,36 0,50 0,65 0,80 0,88 |
0,11 0,25 0,38 0,52 0,66 0,81 0,89 |
0,13 0,27 0,39 0,53 0,67 0,82 0,90 |
Найденные по формулам (263) и (264) значения ssв случае расположения арматуры в несколько рядов по высоте сечения умножаются на коэффициент dn.
4.10 (4.14).Ширина непродолжительного раскрытия трещин от действия всех нагрузок определяется как сумма ширины продолжительного раскрытия от действия постоянных и длительных нагрузок (приjl >1,0) и приращения ширины раскрытия от действия кратковременных нагрузок (приjl= 1,0). Этому соответствует определение ширины непродолжительного раскрытия трещин по формуле
(265)
где acrс,l —ширина продолжительного раскрытия трещин от действия постоянных и длительных нагрузок;
jl> 1,0— см. п. 4.7; если величина acrс,lопределена с учетом формулы (253), то коэффициент jlв формуле (265) заменяется произведением jl jl1(гдеjl1 ¾см. п. 4.8б);
ssl,ss — определяются согласно п. 4.9 соответственно от суммы постоянных и длительных нагрузок и от всех нагрузок.
Расчет по раскрытию трещин, наклонных к продольной оси элемента
4.11(4.17).Ширина раскрытия трещин, наклонных к продольной оси элемента, при армировании хомутами, нормальными к продольной оси, должна определяться по формуле
(266)
где jl¾коэффициент, принимаемый равным при учете:
кратковременных нагрузок и непродолжительного
действия постоянных и длительных нагрузок................. 1,00
продолжительного действия постоянных и длительных
нагрузок для конструкций из бетонов:
тяжелого:
естественной влажности............................................... 1,50
в водонасыщенном состоянии...................................... 1,20
при попеременном водонасыщении и высушивании... 1,75
мелкозернистого и легкого ¾то же, что в формуле (249);
h¾то же, что в формуле (249);
dw ¾-диаметр хомутов;
ssw —напряжение в хомутах, определяемое по формуле
;
(267)
значение напряжения sswне должно превышать Rs,ser;
Qb1¾ правая часть условия (72) с коэффициентом jb4,умноженным на 0,8, при этом,Rbt заменяется на значение Rbt,ser, принимаемое не более значения, соответствующего бетону класса В30;
Q —поперечная сила в конце наклонного сечения с проекцией длинойс.
Значение спринимается не более 2hо. Если при расчете элемента на действие равномерно распределенной нагрузки выполняется условие
(268)
(где q1 ¾см. п. 3.32), значениесможно принимать равным только 2hо.
Для элементов из легкого бетона класса В7,5 и ниже значение acrc,вычисленное по формуле (266), должно быть увеличено на 30 %.
При определении ширины непродолжительного раскрытия наклонных трещин от действия всех нагрузок должны учитываться указания п. 4.10. При этом в формуле (265) коэффициент jlназначается согласно настоящему пункту, а отношениеssl/ssзаменяется на отношение напряжений sswl/ssw,определяемых по формуле (267) соответственно от суммы постоянных и длительных нагрузок и от всех нагрузок.
Допускается уменьшать величину асrcв 1,5 раза по сравнению с определенной по формуле (266), если элемент армирован продольными стержнями того же диаметра, что и хомуты, и с расстояниями по высоте сечения, равными шагу хомутов s.
Примеры расчета
Пример53.Дано:железобетонная плита перекрытия с размерами поперечного сечения (для половины сечения плиты) по черт. 86: b=85 мм, h= 400 мм, b¢f =725 мм,h¢f=50 мм; бетон тяжелый класса В25; рабочая арматура класса A-III (Rs= 365 МПа;Еs= 2×105МПа), расположенная в два ряда (a1= 58 мм; a2= 33 мм); площадь ее сеченияАs= 760 мм2(2Æ22) ; полный момент в середине пролетаМtot= 69 кН×м; все нагрузки постоянные и длительные; из расчета по прочности известно, чтоМи =92,3 кН×м их= 30 мм.
Требуетсяпроизвести расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента.