ПОСОБИЕ по проектированию жилых зданий Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85) - Расчет прочности вертикальных стыков

Расчет прочности вертикальных стыков

5.35. Расчет прочности вертикальных стыков сборных элементов и вертикальных технологических швов монолитных стен разрешается выполнять с использованием следующих допущений:

прочность соединений при действии сдвигающих и нормальных сил проверяется независимо;

при расчете соединения на усилия сдвига, вызванные общим изгибом стены в собственной плоскости, сдвигающие силы считаются равномерно распределенными между однотипными шпонками (связями), расположенными в пределах высоты одного этажа;

при наличии разнотипных шпонок (связей) в пределах высоты одного этажа усилия между ними распределяются обратно пропорционально их податливости при сдвиге;

при расчете соединения на усилия сдвига, вызванные местными усилиями, например, вследствие перепада температур по толщине стены, учитывается неравномерность распределения усилий между шпонками или связями;

при учете сопротивления сдвигу перекрытий или монолитных поясов в уровне перекрытий усилия сдвига, приходящиеся на одну шпонку (связь) V_k и на перекрытие (монолитный пояс) V_p, определяются по формулам

V_k = (1/l_k)/(1/l_р + т_k /l_k);                                (122)

V_p = (1/l_p)/(1/l_р + т_k /l_k);                               (123)

где l_k - коэффициент податливости при сдвиге одной шпонки (связи); l_p -то же, плиты перекрытия или монолитного пояса в уровне перекрытия.

Коэффициенты податливости l_k и l_p определяются по прил. 4.

5.36. Для бесшпоночных соединений расчетная прочность при сдвиге принимается равной меньшей из двух значений усилий V_st и V_crc, вызывающих разрушение стыка соответственно от взаимного проскальзывания соединяемых частей стены и от образования в зоне стыка наклонных трещин

усилия V_st и V_crc вычисляются по формулам

V_st = h R_{s, tr} A_s,tr;                                      (124)

V_crc = R_crcA_v,                                               (125)

где h - коэффициент трения, принимаемый для вертикальных стыков равным: для стыков сборных элементов - 0,6; для технологических швов монолитных стен - 0,8, для вертикальных узлов сопряжения стен из бетонов разных видов через разделительную сетку (см. рис. 15, ж) - 1,4; R_{s, tr} - расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры, пересекающей стык (шов бетонирования); А_{s, tr} - суммарная площадь сечения поперечной арматуры пересекающей стык (шов бетонирования); R_crс - сопротивление стыка образованию наклонных трещин

,                                          (126)

но не более 2 R_bt, R_bt - расчетное сопротивление растяжению бетона замоноличивания стыка (монолитной стены);

s_s = R_s A_s,tr /A_v.                                        (127)

A_s,tr - площадь вертикального сечения стыка (вдоль плоскости действия сдвигающих усилий).

5.37. Для шпоночных стыков следует различать бетонные и железобетонные соединения.

Сопротивление сдвигу бетонного шпоночного соединения вычисляется без учета сопротивления арматурных связей, сечение которых назначается по конструктивным соображениям. Для вертикальных стыков наружных и внутренних стен следует предусматривать связи для восприятия усилий распора, равных не менее чем 0,2 сдвигающей силы в стыке. Для бетонных шпоночных соединений не допускается образование трещин.

В железобетонном шпоночном соединении площадь сечения поперечных связей A_s,tr должна удовлетворять условию

A_s,tr ³ h_a V/R_s,tr,                                        (128)

где h_a - коэффициент, равный отношению силы распора в шпоночном соединении к сдвигающей силе, воспринимающей шпонки,

h_a = (tga ‑ h)/(1 + h tga),                                   (129)

но не менее 0,2; a - угол наклона площадки смятия к направлению, перпендикулярному плоскости сдвига; V - сдвигающая сила в стыке; R_s,tr - расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры стыка; при расположении поперечной арматуры только в уровнях верха и низа этажа или в уровне перекрытия сопротивления R_s,tr принимается с коэффициентом 0,8.

5.38. Расчетная прочность при сдвиге V_kb одной шпонки бетонного шпоночного соединения принимается равной меньшему из значений усилий V_sh,b, V_c.b, V_crc,b, соответствующих разрушению бетонной шпонки соответственно от среза, смятия и образования наклонных трещин

V_sh,b = 1,5 R_b,t A_sh;                                   (130)

V_c,b = R_loc A_c;                                             (131)

V_crc,b = 0,7 R_at A_j;                                     (132)

где A_sh - площадь среза шпонки; А_c - площадь смятия шпонки; А_j - площадь продольного сечения стыка, приходящаяся на одну шпонку

А_j = s_k b_mon,                                                               (133)

s_k - шаг шпонки; b_топ - размер по толщине стены полости замоноличивания стыка; R_loc - сопротивление шпонки местному смятию, принимаемое равным: для одиночных шпонок - 1,5R_b; а для многошпоночных соединений - R_b, (R_b - расчетная призменная прочность бетона).

При сопряжении перпендикулярно расположенных монолитных стен с помощью сквозных шпонок (см. рис. 15, д) в формуле (130) вместо коэффициента 1,5 принимается 1,8.

5.39. Для железобетонных шпоночных соединений следует различать две стадии работы при сдвиге: до и после образования трещин.

До образования трещин от сдвигающих усилий соединение рассчитывается как бетонное, без учета сопротивления арматуры. Усилие сдвига, вызывающее образование трещин, допускается принимать равным несущей способности при сдвиге бетонного шпоночного соединения.

После образования трещин расчетная прочность при сдвиге железобетонной шпонки принимается равной меньшему из следующих значений усилий V_sh,s, V_ch,s, V_crc,s, вызывающих разрушение железобетонного шпоночного соединения соответственно от среза, смятия и сжатия вдоль наклонных трещин

V_sh,s = (1 ‑ hh_a) V_sh,b + h R_s,tr A_tr;                 (134)

V_ch,s = (1 ‑ hh_a) V_c,b + h R_s,tr A_tr;                   (135)

V_crc,s = A_tr R_s,tr s_k /(t_k ‑ t_j);                                    (136)

но не менее 1,5 A_tr R_s,tr;

где V_sh,b, V_c,b - сопротивления сдвигу бетонных шпонок вычисляемые соответственно по формулам (130), (131); R_s,tr - сопротивление растяжению поперечной арматуры стыка, принимаемое не более величины = 2,5 R_bt A_sh / A_tr - площадь сечения поперечной арматуры стыка; t_k - глубина шпонки; t_j - расстояние между стыкуемыми поверхностями стены.

Для зданий с монолитными и сборно-монолитными перекрытиями, имеющими монолитные железобетонные пояса вдоль стен, а также со сборными плитами перекрытий при платформенном стыке со стенами разрешается при расчете на сдвиг вертикальных стыков стен учитывать сопротивление перекрытия.

Для узлов монолитных стен тавровой и крестообразной формы в плане условие (136) не проверяется.

5.40. Прочность перекрытия при сдвиге вдоль вертикального стыка стен определяется по формуле

V_p = 2 R_bt,p t_p (t + b_ef),                                            (137)

где R_bt,p - расчетная прочность при растяжении бетона перекрытия (для сборно-монолитного перекрытия - бетона монолитного железобетонного пояса, расположенного вдоль стен); t_p - толщина плиты перекрытия (пояса); t - толщина стены; b_ef - эффективная ширина, учитывающая сопротивление срезу плиты за пределами толщин стены и принимаемая равной: 6 t_p - для монолитных и сборно-монолитных перекрытий, 2 t_p - для сборных перекрытий (при одностороннем опирании перекрытий величина уменьшается вдвое).

5.41. Расчет прочности вертикальных соединений на действие сжимающих сил выполняется аналогично расчету горизонтальных стыков. Для монолитных и сборно-монолитных стен вертикальные соединения проверять на сжатие не требуется.

5.42. Растягивающие усилия, возникающие в вертикальных стыках сборных стен и швах бетонирования монолитных стен, следует воспринимать арматурными связями.