Проверка прочности наклонного сечения

В соответствии с требованиями норм расчет прочности железобетонных элементов при действии поперечных сил (рис. 13.3) следует производить из условия:

(13.5)

где V_Sd – расчетная поперечная сила, вызванная действием нагрузки;

V_Rd,sw – расчетная поперечная сила, воспринимаемая сечением.

Рис.13.3. К расчету прочности железобетонных элементов при действии поперечной силы по методу ферменной аналогии согласно норм

Расчет при отсутствии продольных сил, действующих на сечение

Расчетную поперечную силу, воспринимаемую элементом с поперечным армированием следует определять по формуле:

(13.6)

при

(13.7)

и

(13.8)

– для тяжелых и мелкозернистых бетонов

(13.9)

– для легких бетонов.

При этом предельная поперечная сила, воспринимаемая сечением, не должна превышать максимальной поперечной силы V_Rd,max, определяющей прочность сжатого бетонного подкоса и рассчитываемой по формуле:

(13.10)

Вопросы для самоконтроля

1. Как проверить прочность элементов с поперечной арматурой по опасному наклонному сечению на действие изгибающего момента?

2. В чем сущность метода ферменной аналогии (стержневой модели) расчета прочности наклонных сечений железобетонных элементов?

3. Как записать условие прочности наклонного сечения с поперечным армированием элементов при действии поперечной силы по методу ферменной аналогии?

Лекция 14. прочность железобетонных эллементов при местном действии нагрузок

Расчет бетонных элементов по прочности на смятие

При расчете по прочности бетонных и железобетонных элементов, подвергнутых действию местных сжимающих нагрузок, в качестве прочностной характеристики бетона следует принимать расчетное сопротивление бетона смятию f_cud , которое зависит от расчетного сопротивления бетона сжатию и отношения площади смятия (площади, на которую приложена местная нагрузка), к площади распределения этой нагрузки.

Расчетное сопротивление бетона смятию следует определять по формуле:

(14.1)

где f_cd – расчетное сопротивление бетона сжатию;

a – коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки, принимаемый согласно указаниям главы 4 СНБ 5.03.01-02;

w_u – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии, который следует определять по формуле:

(14.2)

здесь k_u – коэффициент эффективности бокового обжатия при смятии, принимаемый

для тяжелого бетона по формуле:

(14.3)

для мелкозернистого k_u = 12,5;

k_f – принимается в зависимости от схемы приложения нагрузки;

w_u,max – предельное значение коэффициента повышения прочности бетона при смятии, принимаемое по СНБ 5.03.01;

A_c0 – площадь смятия;

A_c1 – площадь распределения, симметричная относительно центра площади смятия.

При действии на плоскость элемента более одной местной нагрузки следует определять для каждой из них площади распределения отдельно. Если в этом случае площади распределения накладываются, следует вводимые в расчет площади распределения ограничить так, чтобы они взаимно не накладывались.

Прочность бетонного элемента, подвергнутого действию местной сжимающей нагрузки, следует проверять из условия:

, (14.4)

где N_sd – равнодействующая расчетных усилий, действующих на площадь смятия A_c0;

f_cud – расчетное сопротивление бетона смятию, определенное при расчетных сопротивлениях бетона сжатию f_cd и растяжению f_ctd , определенных при коэффициенте безопасности по бетону g_c =1.8;

a_u – коэффициент, зависящий от распределения напряжений по площади смятия, равный:

(14.5)

здесь s_u,min, s_u,max – соответственно минимальные и максимальные напряжения сжатия.

Расчет прочности на смятие элементов

С косвенным армированием

При косвенном армировании элементов из тяжелого бетона сварными поперечными сетками прочность сечения, подвергнутого действию местной нагрузки, следует проверять по формуле:

, (14.6)

где N_Sd – равнодействующая расчетных усилий, действующих на поверхность смятия A_c0;

f_cud,ef – приведенное расчетное сопротивление бетона при местном сжатии, определяемое по формуле:

f_cud,eff = f_cud + j₀×r_xy×f_yd,xy× j_s, (14.7)

здесь f_cud – расчетное сопротивление армированного элемента местному смятию;

r_xy – коэффициент армирования, определяемый по формуле:

(14.8)

n_x, A_sx, l_x – соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки (считая в крайних осях стержней) в одном направлении;

n_y, A_sy, l_y – то же в другом направлении;

A_eff – площадь бетона, заключенного внутри контура сеток;

s_n – расстояние между сетками;

j₀ – коэффициент косвенного армирования, определяемый по формуле:

(14.9)

j_s – коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия определяемый по формуле:

(14.10)

A_ef – площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, и расположенного в пределах площади распределения A_c0.

Расчет на отрыв

Расчет железобетонных элементов по прочности на отрыв от действия нагрузки, приложенной к нижней грани или в пределах высоты сечения следует производить из условия (рис 14.1):

(14.11)

где F – отрывающая сила;

d_s – расстояние от уровня передачи отрывающей силы на элемент до центра тяжести сечения продольной арматуры;

Sf_yd×A_sw – сумма поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, установленными дополнительно по длине зоны отрыва, равной
a = 2d_s + b; где b – ширина площадки передачи отрывающей силы.

Значения d_s и b следует устанавливать в зависимости от характера и условий приложения отрывающей нагрузки на элемент (через консоли, примыкающие элементы и т.д).