- •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
- •I граница сжатой зоны в первом приближении; II окончательная 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, 2 Расчетные 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 nan 0
- •1 Точка приложения нормальной силы n; 2 поверхность 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 Точка приложения нормальной силы n; 2 поверхность выкалывания; 3 проекция 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 Центрирующая прокладка; 2 распределительный лист; 3 ванная 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
- •1 Бетон колонны; 2 бетон замоноличивания; 3 сетки косвенного армирования
- •Черт. 81. К примеру расчета 52
- •1 Арматурные выпуски; 2 — распределительный лист; 3 центрирующая прокладка
- •Черт. 82. Схема для расчета шпонок, передающих сдвигающие усилия от сборного элемента монолитному бетону
- •1 Сборный элемент; 2 монолитный 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 loc
- •Черт. 85. Расчетные схемы для определения коэффициента loc
- •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
- •Усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении элемента
- •Характеристики материалов
- •Характеристика положения продольной арматуры в поперечном сечении элемента
- •Геометрические характеристики
Черт. 83. Схемы усилий и эпюры напряжений в поперечном сечении элемента при расчете его по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента
а при изгибе; б при внецентренном сжатии; в при центральном и внецентренном растяжении; 1 ядровая точка; 2 центр тяжести приведенного сечения
Значение Wpl допускается определять по формуле
Wpl = [0,292 + 0,75 (1 + 21) + 0,075(1 + 21)] bh2; (246)
где ![]()
![]()
При известном значении Wred (см. п. 4.2) величину Wpl можно также определить по формуле
Wpl = Wred, (247)
где см. табл. 29.
Таблица 29
|
Сечение |
Коэффициент |
Форма поперечного сечения |
|
1. Прямоугольное |
1,75 |
|
|
2. Тавровое с полкой, расположенной в сжатой зоне |
1,75 |
|
|
3. Тавровое с полкой (уширением), расположенной, в растянутой зоне: а) при bf/b 2 независимо от отношения hf/h б) bf/b > 2 и hf/h 0,2 в) bf/b > 2 и hf/h < 0,2 |
1,75
1,75 1,50 |
|
|
4. Двутавровое симметричное (коробчатое): а) при bf/b = bf/b 2 независимо от отношений hf/h = hf/h б) при 2 < bf/b = bf/b 6 независимо от отношений hf/h = hf/h в) при b'f/b = bf/b > 6 и hf/h = hf/h > 0,2 г) при 6 < bf/b = bf/b 15 è hf/h = hf/h < 0,2 д) при bf/b = bf/b > 15 и hf/h = hf/h < 0,2 |
1,75
1,50
1,50
1,25
1,10 |
|
|
Двутавровое несимметричное, удовлетворяющее условию bf/b 3: а) при bf/b 2 независимо от отношения hf/h б) при 2 < bf/b 6 независимо от отношения hf/h в) при bf/b > 6 и hf/h > 0,1 |
1,75
1,50
1,50 |
|
|
6. Двутавровое несимметричное, удовлетворяющее условию 3 < bf/b < 8: а) при bf/b 4 независимо от отношения hf/h б) при bf/b > 4 и hf/h 0,2 в) при bf/b > 4 и hf/h < 0,2 |
1,50
1,50 1,25 |
|
|
7. Двутавровое несимметричное, удовлетворяющее условию bf/b 8: а) при hf/h > 0,3 б) при hf/h 0,3 |
1,50 1,25 |
|
|
8. Кольцевое и круглое |
2-0,4D1/D |
|
|
9. Крестовое: а) при bf/b 2 и 0,9 hf/h > 0,2 б) в остальных случаях |
2,00
1,75 |
|
Примечания: 1. В табл. 29 обозначения bf и hf соответствуют размерам полки, которая при расчете по образованию трещин растянута, a bf и hf — размерам полки, которая для этого случая расчета сжата.
2. Wpl = Wred, где Wred момент сопротивления для растянутой грани приведенного сечения, определяемый по правилам сопротивления упругих материалов.
4.4. Участки по длине элемента, на которых отсутствуют наклонные трещины, определяются из условия
Q b3 Rbt.serbho, (248)
где b3 — см. табл. 21.
РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН
(4.13). Железобетонные элементы рассчитываются по раскрытию трещин:
нормальных к продольной оси элемента;
наклонных к продольной оси элемента.
Проверка ширины раскрытия трещин не требуется, если, согласно расчету по пп. 4.14.4, они не образуются от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, вводимых в расчет с коэффициентом надежности по нагрузке f = 1,0.
Для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов статически определимых систем при однорядном армировании, указанных в табл. 1, поз. 4, проверка ширины раскрытия нормальных трещин не требуется в следующих случаях:
а) для арматуры классов А-I и А-II:
при любых коэффициентах армирования , если диаметр d 20 мм;
при 0,01, если диаметр d = 22 40 мм;
б) для арматуры класса А-III:
при любых коэффициентах армирования , если диаметр d 8 мм;
при 0,01, если диаметр d = 10 — 25 мм;
при 0,015, если диаметр d = 28 40 мм;
в) для арматуры класса Вр-1 при 0,006 при любых диаметрах.
При расчете по ракрытию трещин усилие от усадки бетона Nshr принимается равным нулю.
4.6. В общем случае расчет по раскрытию трещин производится два раза: на непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин (см. п. 1.15).
Для элементов, указанных в табл. 1, поз. 4 и выполняемых из тяжелого и легкого бетонов, при проверке раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, допускается расчет производить только один раз:
если
,
проверяется продолжительное
раскрытие трещин;
если
,
проверяется непродолжительное
раскрытие трещин,
здесь Mrl, Mr — момент Mr (см. п. 4.2) соответственно от суммы постоянных и длительных нагрузок и от всех нагрузок.
Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента
4.7(4.14). Ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, acrc, мм, следует определять по формуле
(249)
где коэффициент, принимаемый равным для элементов:
изгибаемых и внецентренно сжатых..... 1,0
растянутых ............................................ 1,2
l — коэффициент, принимаемый равным при учете:
кратковременных нагрузок и непродолжительного
действия постоянных и длительных нагрузок............... 1,00
продолжительного действия постоянных и
длительных нагрузок для конструкций из бетона:
тяжелого:
естественной влажности......................![]()
в водонасыщенном состоянии (элементы,
воспринимающие давление жидкостей, а
также эксплуатируемые в грунте ниже
уровня грунтовых вод) ...............................................1,20
при попеременном водонасыщении и высушивании 1,75
мелкозернистого групп:
А .................................................................................1,75
Б ................................................................................. 2,00
В ................................................................................. 1,50
легкого класса В12,5 и выше ..................................... 1,50
поризованного ............................................................ 2,00
значения l для мелкозернистого, легкого и поризованного бетонов в водонасыщенном состоянии умножаются на коэффициент 0,8, а при попеременном водонасыщении и высушивании на коэффициент 1,2;
— коэффициент, принимаемый равным для арматуры классов: А-II и А-III 1,0; А-I — 1,3; Вр-1 1,2;
s напряжение в стержнях крайнего ряда арматуры S, определяемое согласно п. 4.9;
коэффициент армирования сечения,
принимаемый равным отношению площади
сечения арматуры S к площади сечения
бетона (при рабочей высоте
ho
и без учета сжатых свесов полок), но не
более 0,02, при этом для двутавровых,
прямоугольных и тавровых сечений
(250)
если hf
< а, растянутые свесы при вычислении
не учитываются;
если во внецентренно растянутых элементах
сила N расположена
между центрами тяжести арматуры S
и S, при
определении
рабочая высота ho
принимается от точки приложения
силы N
до менее растянутой грани, при этом для
центрального растяжения
,
где As,tot
— площадь всей продольной
арматуры;
d — диаметр растянутой арматуры, мм; при различных диаметрах стержней значение d принимается равным:
(251)
здесь d1, ..., dk диаметр стержней растянутой арматуры;
п1, ..., nk число стержней диаметрами соответственно d1, ..., dk..
Кроме того, следует учитывать указания п. 4.8.
4.8 (4.14). Ширина раскрытия трещин асrc, определенная согласно п. 4.7, корректируется в следующих случаях:
а) если центр тяжести сечения стержней крайнего ряда арматуры S изгибаемых, внецентренно сжатых, внецентренно растянутых при eо 0,8ho элементов отстоит от наиболее растянутого волокна бетона на расстоянии a2 > 0,2h, значение acrc должно быть увеличено умножением на коэффициент a, равный:
(252)
и принимаемый не более 3;
б) для слабоармированных изгибаемых и
внецентренно сжатых элементов из
тяжелого и легкого бетонов (например,
фундаментов) при
(
см. п. 4.7) величину асrc,
вычисленную по формуле (249), при
необходимости допускается уменьшать
умножением на коэффициент
b,
учитывающий работу растянутого бетона
над трещинами и определяемый по формуле
b = f1 l1, (253)
но не более 1,0,
где f1 — коэффициент, учитывающий уровень нагружения и равный:
(254)
l1 — коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки и равный при учете:
кратковременных нагрузок и непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок 1,0;
продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок
(255)
но не менее 1,0;
Мo момент, при котором растянутый бетон над трещинами практически выключается из работы, равный:
Мо = Мсrс + bh2Rbt,ser, (256)
где
,
но не более 0,6;
если Mо < Mr, коэффициент b не вычисляется;
Mr момент, определяемый, согласно п. 4.2, от полной нагрузки, включающей постоянную, длительную и кратковременную нагрузки;
Mcrc см. п. 4.2;
см. п. 4.7.
При использовании коэффициента b
и при
не следует пользоваться рекомендациями
п. 4.6;
в) для статически неопределимых систем, а также для свободно опертых балок при l/h < 7, вблизи мест приложения сосредоточенных сил и опорных реакций при 0,02 ширину раскрытия трещин acrc, вычисленную по формуле (249), допускается уменьшать умножением на коэффициент loc, учитывающий местные особенности напряженного состояния в железобетонных конструкциях и определяемый по формуле
,
(257)
но не менее 0,8 и не более 1,0,
где F — абсолютное значение сосредоточенной силы или опорной реакции;
М — абсолютное значение изгибающего момента в нормальном сечении, проходящем через точку приложения сосредоточенной силы или опорной реакции (черт. 84);
а — расстояние от точки приложения сосредоточенной силы или опорной реакции до рассматриваемого сечения, принимаемое в соответствии с черт. 84, но не более 0,3h;
h — расстояние от грани элемента, к которой приложена сила F, до растянутой грани;
ho — то же, до растянутой арматуры (черт. 85);
г) для элементов из легкого бетона класса В7,5 и ниже величина acrc должна быть увеличена на 20 %.










