Расчет железобетонных элементов на местное действие нагрузок

Расчет на местное сжатие

3.39. При расчете на местное сжатие (смятие) элементов без поперечного армирования должно удовлетворяться условие

(101)

где N - продольная сжимающая сила от местной нагрузки;

A_{loc 1} - площадь смятия (черт. 15);

y - коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия и принимаемый равным:

при равномерном распределении

нагрузки 1,0

при неравномерном распределении

нагрузки (под концами балок, прогонов,

перемычек):

для тяжелого, мелкозернистого

и легкого бетонов 0,75

для ячеистого бетона 0,50

R_b,loc - расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле

(102)

здесь a j_b ³ 1,0;

a = 1,0 для бетона класса ниже В25;

для бетона классов В25 и выше;

но не более следующих значений:

при схеме приложения нагрузки по черт. 15, а, в, г, е, и для бетона:

тяжелого, мелкозернистого и легкого классов:

выше В7,5 2,5

В3,5; В5; В7,5 1,5

ячеистого и легкого классов

В2,5 и ниже 1,2

при схеме приложения нагрузки по

черт. 15, б, д, ж независимо от вида

и класса бетона 1,0

R_b, R_bt - принимаются как для бетонных конструкций (см. поз. 9 табл. 15);

A_{loc 2} - расчетная площадь смятия, определяемая согласно указаниям п. 3.40.

3.40. В расчетную площадь A_{loc 2} включается участок, симметричный по отношению к площади смятия (см. черт. 15).

При этом должны выполняться следующие правила:

при местной нагрузке по всей ширине элемента b в расчетную площадь включается участок длиной не более b в каждую сторону от границы местной нагрузки (см. черт. 15, а);

Черт. 15. Схемы для расчета железобетонных элементов на местное сжатие

а - при местной нагрузке по всей ширине элемента; б - при местной краевой нагрузке по всей ширине элемента; в, г - при местной нагрузке в местах опирания концов прогонов и балок; д - при местной краевой нагрузке на угол элемента; е - при местной нагрузке, приложенной на части длины и ширины элемента; при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены или простенка; ж - при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены (пилястры); и - сечений сложной формы; 1 - площадь смятия; 2 - расчетная площадь смятия; 3 - минимальная зона армирования сетками, при которой косвенное армирование учитывается в расчете по формуле (104)

при местной краевой нагрузке по всей ширине элемента расчетная площадь A_{loc 2} равна площади смятия A_{loc 1} (см. черт. 15, б);

при местной нагрузке в местах опирания концов прогонов и балок в расчетную площадь включается участок шириной, равной глубине заделки прогона или балки, и длиной не более расстояния между серединами пролетов, примыкающих к балке (см. черт. 15, в);

если расстояние между балками превышает двойную ширину элемента, длина расчетной площади определяется как сумма ширины балки и удвоенной ширины элемента (см. черт. 15, г);

при местной краевой нагрузке на утоп элемента (см. черт. 15, д) расчетная площадь A_{loc 2} равна площади смятия A_{loc 1};

при местной нагрузке, приложенной на части длины и ширины элемента, расчетная площадь принимается согласно черт. 15, е. При наличии нескольких нагрузок указанного типа расчетные площади ограничиваются линиями, проходящими через середину расстояний между точками приложений двух соседних нагрузок;

при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены (пилястры) или простенка таврового сечения, расчетная площадь A_{loc 2} равна площади смятия A_{loc 1} (см. черт. 15, ж);

при определении расчетной площади для сечений сложной формы не должны учитываться участки, связь которых с загруженным участком не обеспечена с необходимой надежностью (см. черт. 15, и).

Примечание. При местной нагрузке от балок, прогонов, перемычек и других элементов, работающих на изгиб, учитываемая в расчете глубина опоры при определении A_{loc 1} и A_{loc 2} принимается не более 20 см.

3.41. При расчете на местное сжатие элементов из тяжелого бетона с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие

(103)

где A_{loc 1} - площадь смятия;

R_b,red - приведенная призменная прочность бетона при расчете на местное сжатие, определяемая по формуле

(104)

здесь R_s,xy, j, m_xy - обозначения те же, что и в п. 3.22*;

(105)

но не более 3,5;

j_s - коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия; для схем черт. 15, б, д, ж принимается j_s = 1,0, при этом косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что поперечные сетки установлены на площади не менее ограниченной пунктирными линиями на соответствующих схемах черт. 15; для схем черт. 15, а, в, г, е, и коэффициент j_s определяется по формуле

(106)

здесь A_ef - площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, для которой должно удовлетворяться условие A_{loc 1} < А_ef £ A_{loc 2}.

Расчет на продавливание

3.42. Расчет на продавливание плитных конструкций (без поперечной арматуры) от действия сил, равномерно распределенных на ограниченной площади, должен производиться из условия

(107)

где F - продавливающая сила;

a - коэффициент, принимаемый равным для бетона:

тяжелого 1,00

мелкозернистого 0,85

легкого 0,80

u_m - среднеарифметическое значений периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты сечения.

При определении u_m и F предполагается, что продавливание происходя по боковой поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы, а боковые грани наклонены под углом 45° к горизонтали (черт. 16, а).

Продавливающая сила F принимается равной силе, действующей на пирамиду продавливания, за вычетом нагрузок, приложенных к большему основанию пирамиды продавливания (считая по плоскости расположения растянутой арматуры) и сопротивляющихся продавливанию.

Если схема опирания такова, что продавливание может происходить только по поверхности пирамиды с углом наклона боковых граней более 45° (например, в свайных ростверках, черт. 16, б), правая часть условия (107) определяется для фактической пирамиды продавливания с умножением на h ₀/ с. При этом значение несущей способности принимается не более значения, соответствующего пирамиде при с = 0,4 h ₀, где с - длина горизонтальной проекции боковой грани пирамиды продавливания.

Черт. 16. Схемы для расчета железобетонных элементов на продавливание

а - при наклоне боковых граней пирамиды продавливания под углом 45°; б - то же, более 45°

При установке в пределах пирамиды продавливания хомутов, нормальных к плоскости плиты, расчет должен производиться из условия

(108)

но не более 2 F_b. Усилие F_b принимается равным правой части неравенства (107), а F_sw определяется как сумма всех поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, пересекающими боковые грани расчетной пирамиды продавливания, по формуле

(109)

где R_sw не должно превышать значения, соответствующего арматуре класса А-I.

При учете поперечной арматуры значение F_sw должно быть не менее 0,5 F_b.

При расположении хомутов на ограниченном участке вблизи сосредоточенного груза производится дополнительный расчет на продавливание пирамиды с верхним основанием, расположенным по контуру участка с поперечной арматурой, из условия (107).

Поперечная арматура должна удовлетворять требованиям п. 5.29.

Расчет на отрыв

3.43. Расчет железобетонных элементов на отрыв от действия нагрузки, приложенной к его нижней грани или в пределах высоты его сечения (черт. 17), должен производиться из условия

Черт. 17. Схема для расчета железобетонных элементов на отрыв

где F - отрывающая сила;

h_s - расстояние от уровня передачи отрывающей силы на элемент до центра тяжести сечения продольной арматуры;

å R_swA_sw - сумма поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, устанавливаемыми дополнительно по длине зоны отрыва, равной:

(111)

здесь b - ширина площадки передачи отрывающей силы.

Значения h_s и b устанавливаются в зависимости от характера и условий приложения отрывающей нагрузки на элемент (через консоли, примыкающие элементы и др.).