СНиП 2.03.02-86 БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ИЗ ПЛОТНОГО СИЛИКАТНОГО БЕТОНА - Расчет железобетонных элементов по прочности

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ

3.4. Расчет железобетонных элементов по прочности следует производить согласно требованиям пп. 3.9-3.46 СНиП 2.03.01-84 с учетом указаний пп. 3,5—3,12 настоящих норм.

3.5. Расчетные характеристики материалов следует принимать согласно указаниям разд. 2 настоящих норм, а величину предварительного напряжения арматуры — согласно указаниям разд. 1 настоящих норм.

Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента

3.6. Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда внешняя сила действует в плоскости симметрии сечения и арматура сосредоточена у граней элемента, перпендикулярных к указанной плоскости, следует производить согласно пп. 3.10-3.27 СНиП 2.03.01-84 с учетом указаний пп. 3.7—3.9 настоящих норм.

Расчет нормальных сечений, не оговоренных в настоящем пункте, следует производить по формулам общего случая расчета нормальных сечений согласно указаниям п. 3.10 настоящих норм.

3.7. Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона x_R, при котором предельное состояние элементов наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R_s. следует определять по формуле

, (16)

где w — характеристика сжатой зоны бетона, определяемая согласно указаниям п. 3.8 настоящих норм;

s_sR — напряжение в арматуре, МПа, принимаемое согласно указаниям п.3.12 СНиП 2.03.01-84;

e_b,max — максимальна краевая относительная деформация в сжатой зоне бетона, принимаемая равной при учете:

всех нагрузок — 3,5×10^-3;

нагрузок, при действии которых учитывается коэффициент условий работы бетона g_b2 < 1,0 (см. поз.2а табл. 11) ¾ 4,5×10^-3

3.8. Характеристику сжатой зоны бетона w следует определять по формуле

w = 1 - 0,014R_b (17)

и принимать не более 0,85 (здесь R_b — в МПа).

В случае, если в расчете внецентренно сжатых элементов сплошного сечения учитывается косвенное армирование, величину w в формулах (16), (22), (23), (25) настоящих норм следует определять по формуле

w = 1 - 0,014R_b + d₂ (18)

и принимать не более 0,9,

где R_b ¾ в МПа;

d₂ — коэффициент, определяемый согласно указаниям п. 3.22 СНиП 2.03.01-84.

3.9. При определении коэффициента h для сжатых элементов, имеющих гибкость l/i > 14, значение условной критической силы следует определять по формуле

, (19)

где d_e и j_l — коэффициенты, определяемые согласно указаниям п. 3.3 настоящих норм;

j_p — коэффициент, учитывающий влияние предварительного напряжения на жесткость элемента, определяемый согласно п. 3.24 СНиП 2.03.01-84.

3.10. Расчет элементов по общему случаю (при любых сечениях, внешних усилиях и любом армировании) (черт. 1) следует производить из условия

M £ ± (R_bS_b - Ss_siS_si) (20)

при этом знак „плюс" перед скобкой принимается для внецентренного сжатия и изгиба, знак „минус" — для растяжения.

В формуле (20):

М — в изгибаемых элементах — проекция момента внешних сил на плоскость, перпендикулярную прямой, ограничивающей сжатую зону сечения;

во внецентренно сжатых и растянутых элементах — момент продольной силы N относительно оси, параллельной прямой, ограничивающей сжатую зону и проходящей:

во внецентренно сжатых элементах — через центр тяжести сечения наиболее растянутого или наименее сжатого стержня продольной арматуры;

во внецентренно растянутых элементах - через точку сжатой зоны, наиболее удаленную от указанной прямой;

S_b ¾ статический момент площади сечения сжатой зоны бетона относительно соответствующей из указанных осей, при этом в изгибаемых элементах положение оси принимается таким, как во внецентренно сжатых;

S_si — статический момент площади сечения i-го стержня продольной арматуры относительно соответствующей из указанных осей;

s_si — напряжения в i-м стержне продольной арматуры, определяемые согласно указаниям настоящего пункта.

Высота сжатой зоны х и напряжение s_si определяются из совместного решения уравнений:

; (21)

; (22)

при x £ wh или уравнения (21) и уравнения

, (23)

при wh £ x £ h.

В уравнении (21) знак „минус" перед N принимается для внецентренно сжатых элементов, знак „плюс" — для внецентренно растянутых.

При определении положения границы сжатой зоны при косом изгибе следует учитывать положения, приведенные в п. 3.28 СНиП 2.03.01-84.

Если значение s_si, полученное по формуле (22) для арматуры классов A-IV, A-V, A-VI, В-II, Вр-II, превышает bR_si то напряжение s_si следует определять по формуле

, (24)

В случае, когда найденное по формуле (24) напряжение в арматуре превышает R_si без учета коэффициента g_s6, в условия (20) и (21) подставляется значение s_si равное R_si с учетом соответствующих коэффициентов условий работы, в том числе g_s6 (см. п. 3.13 СНиП 2.03.01.84) .

Черт. 1. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси железобетонного элемента, при расчете его по прочности

I-I — плоскость, параллельная плоскости действия изгибающего момента, или плоскость, проходящая через точки приложения нормальной силы и равнодействующих внутренних сжимающих и растягивающих усилий;

1 — точка приложения равнодействующей усилий в сжатой арматуре и в бетоне сжатой зоны; 2 — точка приложения равнодействующей усилий в растянутой арматуре

Напряжение s_si вводится в расчетные формулы со своим знаком, получаемым при расчете по формулам (22) — (24). при этом необходимо соблюдать следующие условия:

во всех случаях R_si ³ s_si ³ -R_sci;

для предварительно напряженных элементов s_si ³ s_sci, здесь s_sci ¾ напряжение в арматуре, равное предварительному напряжению s’_spi, уменьшенному на величину s_sc,u (см. пп. 3.12 и 3.22 СНиП 2.03.01-84).

В формулах (21) - (24):

A_si — площадь сечения i-го стержня продольной арматуры;

s_spi — предварительное напряжение в i-м стержне продольной арматуры, принимаемое при коэффициенте g_sp, назначаемом в зависимости от расположения стержня;

e_b,max — относительная деформация, принимаемая в соответствии с п. 3.7 настоящих норм;

e_b,b — относительная деформация сжатия по всему сечению при х = h, принимаемая равной при учете:

всех нагрузок —2×10^-3;

нагрузок, при действии которых учитывается коэффициент условий работы бетона g_b2 < 1 (см. поз. 2а табл. 11 настоящих норм) ¾ 2,5×10^-3;

h_0i — расстояние от оси, проходящей через центр тяжести сечения рассматриваемого i-го стержня арматуры и параллельной прямой, ограничивающей сжатую зону, до наиболее удаленной точки сжатой зоны (см. черт. 1);

w — характеристика, определяемая согласно указаниям п. 3.8 настоящих норм;

x_i — относительная высота сжатой зоны бетона, равная ;

x_Ri, x_eli — относительная высота сжатой зоны, отвечающая достижению в рассматриваемом стержне напряжений, соответственно равных R_si и bR_si. Значения x_Ri, и x_eli определяются по формуле

, (25)

здесь s_Ri(eli) ¾ напряжения в арматуре, МПа, определяемые согласно указаниям п. 3.28 СНиП 2.03.01-84;

b — коэффициент, принимаемый по п. 3.28 СНиП 2.03.01-84.

В формулах (70) и (71) СНиП 2.03.01-84 величина s_spi принимается с учетом потерь, приведенных в поз. 3-5 табл. 2 настоящих норм.

Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента

3.11. При расчете сечений, наклонных к продольной оси элемента, следует принимать следующие значения коэффициентов, входящих в расчетные формулы пп. 3.30 - 3.35 СНиП 2.03.01-84:

b=0,01; j_b2=1,80; j_b3=0,55; j_b4=1,35;

кроме того, значение коэффициента 0,3 в формуле (72) СНиП 2.03.01-84 следует заменить на 0,25, а значение коэффициента 5 в формуле (73) на 2,5.

Формулы для определения всех других коэффициентов следует принимать по пп. 3.30 — 3.35 СНиП 2.03.01-84.

3.12. Расчет железобетонных коротких консолей колонн на действие поперечной силы следует производить согласно требованиям пп. 3.34 и 5.30 СНиП 2.03.01-84. При этом: в правой части условия (85) следует принимать коэффициент 0,5 вместо 0,8; в выражении, которое должно быть не более правой части условия (85), принимается коэффициент 2,5 вместо 3,5; в формуле (87) коэффициент при а принимается 2,5 вместо 5.

Расчет железобетонных элементов на местное действие нагрузки

3.13. Расчет железобетонных элементов на местное действие нагрузки следует производить согласно требованиям пп. 3.39 - 3.46 СНиП 2.03.01-84 как для конструкций из мелкозернистого бетона.

Расчет железобетонных элементов на выносливость

3.14. Расчет железобетонных элементов на выносливость следует производить согласно указаниям пп. 3.47 - 3.49 СНиП 2.03.01-84, принимая:

коэффициент условий работы бетона g_b1 - по табл. 12 настоящих норм;

коэффициенты условий работы арматуры g_s3 и g_s4 — соответственно по таблицам 25 и 26 СНиП 2.03.01-84 с учетом требований п. 2.18 настоящих норм;

коэффициент приведения арматуры к бетону а’ - равным 40, 33, 28, 25, 21, 19, 17 соответственно для классов бетона В15, В20, B25, В30, В35, В40, В45.