6.2 Поперечная сила

6.2.1 Общий метод проверки

(1)Р Для проверки сопротивления поперечной силе приняты следующие обозначения:

V_Rd,c — расчетное значение сопротивления поперечной силе элемента без поперечной арматуры;

V_Rd,s — расчетное значение поперечной силы, которая может быть воспринята поперечной арматурой, достигшей текучести;

V_Rd,max — расчетное значение максимальной поперечной силы, которая может быть воспринята элементом, из условия раздавливания сжатых подкосов.

Для элементов конструкции с наклонными поясами определены следующие дополнительные обозначения (см. также рисунок 6.2):

V_ccd — расчетное значение поперечной составляющей усилия в сжатой зоне при наклонном сжатом поясе;

V_td — расчетное значение поперечной составляющей усилия в наклонном растянутом поясе.

Рисунок 6.2 — Поперечные составляющие усилий для элементов с наклонными поясами

(2) Сопротивление срезу элемента с поперечной арматурой

(6.1)

(3) В зонах элемента, где V_Ed  V_Rd,c, поперечная арматура по расчету не требуется. V_Ed — это расчетное значение поперечной силы в сечении, возникающей от внешней нагрузки и предварительного напряжения (со сцеплением или без него).

(4) Даже если на основе расчета поперечная арматура не требуется, необходимо предусмотреть минимальное поперечное армирование согласно 9.2.2. Минимальное поперечное армирование допускается не предусматривать в таких элементах, как плиты (сплошные, ребристые или многопустотные плиты), где возможно поперечное перераспределение нагрузок. Допускается также не предусматривать минимальное поперечное армирование в элементах второстепенного значения (например, для перемычек с пролетом, менее или равным 2 м), которые существенно не влияют на общую несущую способность и устойчивость конструкции.

(5) В зонах элемента, где V_Ed > V_Rd согласно формуле (6.2), необходимо предусмотреть поперечную арматуру, которая позволит выполнить условие V_Ed  V_Rd (см. формулу (6.1)).

(6) Сумма расчетной поперечной силы и вкладов поясов, V_Ed – V_ccd – V_td ни в каком сечении элемента конструкции не должна превышать V_Rd,max (см. 6.2.3).

(7) Продольная растянутая арматура, как правило, должна воспринимать дополнительное растягивающее усилие, вызванное поперечной силой (см. 6.2.3 (7)).

(8) Для элементов, подверженных действию преимущественно равномерно распределенной нагрузки, расчетное поперечное усилие требуется проверять на расстоянии меньшем d от грани опоры. Поперечную арматуру, устанавливаемую по расчету, необходимо доводить до опоры. Дополнительно необходимо проверить, что поперечное сила на опоре не превышает V_Rd,max (см. также 6.2.2 (6) и 6.2.3 (7)).

(9) Если усилие прилагается вблизи низа сечения дополнительно к поперечной арматуре, которая обеспечивает сопротивление поперечной силе, необходимо установить вертикальную арматуру, передающую это усилие к верху сечения.

6.2.2 Элементы, не требующие по расчету поперечной арматуры

(1) Расчетное значение сопротивления поперечной силе определяется по формуле

, но не менее (6.2а)

(6.2b)

где f_ck — в МПа;

где d — в мм;

здесь A_sl — площадь сечения растянутой арматуры, которая заведена не менее чем на (l_bd + d) за рассматриваемое сечение (рисунок 6.3));

b_w — наименьшая ширина поперечного сечения в пределах растянутой зоны, мм;

МПа;

здесь N_Ed — продольная сила в поперечном сечении от воздействия нагрузки или предварительного напряжения, Н, (N_Ed > 0 для сжатия). Влияние вынужденных деформаций на величину N_E допускается не учитывать;

A_c — площадь бетонного сечения, мм²;

V_Rd,c — в Н.

Примечание — Значения C_Rd,c, v_min и k₁ могут быть указаны в национальном приложении. Рекомендуемое значение C_Rd,c равно 0,18/_c, v_min — определяется по формуле (6.3N), k₁ — равно 0,15.

(6.3N)

Рисунок 6.3 — Определение A_sl в формуле (6.2)

(2) Для однопролетных предварительно напряженных элементов без поперечной арматуры сопротивление поперечной силе в зонах с трещинами от изгиба определяется по формуле (6.2а). В зонах, которые не имеют трещин вследствие изгиба (для тех, где растягивающие напряжения при изгибе менее чем f_ctk,0,05/_c), сопротивление поперечной силе необходимо ограничить пределом прочности бетона при растяжении. Для таких сечений сопротивление поперечной силе рассчитывается следующим образом:

, (6.4)

где I — момент инерции сечения;

b_w — ширина поперечного сечения в центре тяжести, определенном, при наличии каналов, по формулам (6.16) и (6.17).

S — статический момент площади сечения, расположенного над центральной осью, относительно этой оси;

— для преднапряженных элементов;

₁ = 1,0 — для других видов предварительного напряжения;

l_x — расстояние до рассматриваемого сечения от начала зоны передачи напряжений;

l_pt2 — верхнее предельное значение длины зоны передачи напряжений для предварительно напряженных элементов согласно формуле (8.18);

_cp — сжимающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести от продольной силы и/или предварительного напряжения (_cp = N_Ed/A_c, МПа, N_Ed > 0 при сжатии).

Для поперечных сечений, в которых ширина изменяется по высоте, максимальное главное напряжение может возникнуть на оси, не совпадающей с центральной. В данном случае необходимо определить минимальное значение сопротивления поперечной силе посредством расчета V_Rd,c при различных положениях оси в поперечном сечении.

(3) Расчет сопротивления поперечной силе по формуле (6.4) не требуется выполнять в сечениях, которые находятся вблизи опоры на расстоянии, меньшем, чем точка пересечения центральной оси сечения и линии, наклоненной под углом 45 от внутренней грани опоры.

(4) В общем случае для подвергающихся действию изгибающего момента и продольной силы элементов, для которых может быть показано, что трещины не образуются при изгибе в предельных состояниях по несущей способности, рекомендации приведены в 12.6.3.

(5) Для расчета продольной арматуры, в зонах, имеющих трещины при изгибе, линию эпюры M_Ed необходимо смещать на длину a_l = d в неблагоприятном направлении (см. 9.2.1.3 (2)).

(6) Для элементов конструкций, у которых нагрузка приложена к верхней грани сечения в пределах зоны 0,5d  a_v  2d от края опоры (или середины опоры, если используются деформируемые опоры), вклад данной нагрузки в поперечном усилии V_Ed учитывается умножением на коэффициент  = a_v/2d. Данное понижение может быть применено при определении V_Rd,c по формуле (6.2а). Это правило понижения действительно только в тех случаях, когда продольная арматура полностью надежно заанкерена на опоре. Для a_v  0,5d, как правило, необходимо использовать значение a_v = 0,5d.

Поперечное усилие V_Ed, рассчитанное без учета понижающего коэффициента , должно удов­летворять условию

(6.5)

При этом  является коэффициентом снижения прочности для бетона, с учетом образования наклонных трещин.

Примечание — Значение  может быть указано в национальном приложении. Рекомендуемое значение рассчитывается следующим образом:

(f_ck в МПа). (6.6N)

а) b)

Рисунок 6.4 — Нагрузки, близкие к опоре:

а — для балки с непосредственной опорой;

b — для консоли

(7) Балки с нагрузками, приложенными на консолях вблизи опор, альтернативно рассчитываются также при помощи моделей «распорка — тяж». Для этого рекомендации см. в 6.5.