Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур (к СНиП 2.03.01 - файл n1.doc

Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур (к СНиП 2.03.01
Скачать все файлы (2145.5 kb.)

Доступные файлы (2):
n1.doc3423kb.11.08.2005 13:23скачать
n2.docскачать

n1.doc

1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   25

РАСЧЕТ ТАВРОВЫХ СЕЧЕНИЙ

3.49. Расчет тавровых сечений внецентренно растянутых элементов, указанных в п.3.12, должен производиться в зависимости от положения продольной силы :
а) если продольная сила приложена между равнодействующими усилий в арматуре и - из условий (171) и (172);
б) если продольная сила приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре и , т.е. , и наиболее нагретая грань сечения совпадает со сжатой полкой - из условия (154); при этом высота сжатой зоны определяется из формулы
; (186)
в) если продольная сила приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре и , т.е. , и наиболее нагретая грань сечения совпадает с растянутой полкой - из условий (173), (174) как для прямоугольного сечения.
Значения и принимаются по указаниям п.3.11.


Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента

3.50. Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям должен производиться для обеспечения прочности:
на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами (п.3.51);
на действие поперечной силы по наклонной трещине (п.3.52);
на действие изгибающего момента по наклонной трещине (п.3.61);
на действие поперечной силы по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой для коротких консолей колонн (п.3.60).
3.51. Расчет железобетонных элементов на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами должен производиться из условия
. (187)
Коэффициент , учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента, определяется по формуле
, (188)
но не более 1,3,

где , (189)
. (190)
Коэффициенты и принимаются по табл.16 и 35 в зависимости от максимальной температуры нагрева хомутов.
Коэффициент определяется по формуле
, (191)
где - коэффициент, принимаемый равным для бетона составов (см. табл.11):


#G0N 1-3, 6, 7, 10-15,19-21


0,01

N 4-5, 8, 9, 16-18, 23, 24, 29 и 30

0,02


- в МПа;
- коэффициент условий работы бетона, принимаемый по табл.16 в зависимости от температуры бетона в центре тяжести сечения.
3.52. Расчет железобетонных элементов с поперечной арматурой (черт.17) на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по наиболее опасному наклонному сечению из условия
. (192)



Черт.17. Схема усилий в сечении, наклонном к продольной оси железобетонного элемента при расчете его по прочности на действие поперечной силы

Поперечная сила определяется от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения. При расположении нагрузки по высоте сечения следует рассматривать наиболее опасное положение наклонного сечения, проходящего под местом приложения этой нагрузки.
Поперечные усилия и определяются как сумма проекций на нормаль к продольной оси элемента предельных усилий, соответственно в хомутах и отгибах, пересекающих наклонную трещину.
Значение для хомутов, нормальных к продольной оси элемента, вычисляется по формулам:
(193)
или

, (194)
где - усилие в хомутах на единицу длины элемента, определяемое по формуле
. (195)
Длина проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента определяется из минимума правой части уравнения (192), где в значение , вычисляемое по формуле (198), вместо подставляется . Полученное значение принимается не более и не более значения , а также не менее , если больше .
В формулах (193), (194) и (195) коэффициент условий работы арматуры принимается по табл.35 в зависимости от наибольшей температуры поперечной арматуры (хомутов) в рассматриваемом сечении.
Значение для отгибов вычисляется по формуле
, (196)
где - угол наклона отгибов к продольной оси элемента;
- коэффициент условий работы арматуры, принимаемый по табл.35 в зависимости от наибольшей температуры отгибов в рассматриваемом сечении.
Кроме того, должна быть обеспечена прочность по наклонному сечению в пределах участков между хомутами , между опорой и отгибом и между отгибами .
Усилия в хомутах и отгибах учитываются по длине не более и не более значения , соответствующего условию
. (197)
Поперечное усилие , воспринимаемое бетоном, определяется по формуле
, (198)
где - коэффициент условий работы бетона, принимаемый по табл.16 в зависимости от средней температуры бетона сжатой зоны. Среднюю температуру бетона сжатой зоны прямоугольного сечения допускается принимать по температуре бетона, расположенного на расстоянии от сжатой грани сечения;
- коэффициент, принимаемый равным для бетона составов (см. табл.11):


#G0N 1-3, 6, 7, 10-15, 19-21 при средней температуре бетона сжатой зоны сечения:




50-200 °С


2,0

800 °С и выше


5,0

N 4, 5, 8, 9, 16-18, 23, 24, 29 и 30 при средней температуре бетона сжатой зоны сечения:




50-200 °С


1,5

800 °С и выше

4,5


Для температур между 200 и 800 °С коэффициент принимается по интерполяции;
- длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента;
и - принимаются в пределах наклонного сечения.
Коэффициент , учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых элементах, определяется по формуле
, (199)
но принимается не более 0,5.
При этом значение принимается не более . При учете свесов полки поперечная арматура должна быть надежно заанкерена в полке .
Коэффициент , учитывающий влияние продольных сил, определяется по формулам:
при действии продольных сжимающих сил в продольной арматуре, расположенной в растянутой зоне сечения
, (200)
но принимается не более 0,5.
Для предварительно напряженных элементов в формулу (200) вместо подставляется усилие предварительного обжатия . Положительное влияние продольных сил не учитывается, если они создают изгибающие моменты, одинаковые по знаку с моментами от действия поперечной нагрузки;
при действии продольных растягивающих сил
, (201)
но не более 0,8 по абсолютной величине. Значение принимается во всех случаях не более 1,5.
В формулах (200) и (201) коэффициент условий работы бетона принимается таким же, как и в формуле (198).
Сила в формуле (198) принимается не менее , где коэффициент принимается по указаниям п.3.57, а коэффициент таким же, как в формуле (198).
При расчете железобетонных элементов с поперечной арматурой должна быть обеспечена прочность по наклонному сечению в пределах между хомутами, между опорой и отгибом и между отгибами из условия (210), в котором - длина проверяемого участка.
3.53. Для элементов с поперечной арматурой в виде хомутов, нормальных к продольной оси элемента и имеющих постоянный шаг, в пределах рассматриваемого наклонного сечения значение , соответствующее минимуму из выражения , определяется по формуле
. (202)
При воздействии температуры, не превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры, устанавливаемой по расчету (см. табл.24), величина поперечной силы , воспринимаемой хомутами и бетоном в наклонном сечении с длиной проекции , определяется по формуле
, (203)
где - коэффициент, принимаемый согласно указаниям п.3.52;
- коэффициент, принимаемый таким же, как в формуле (198);
- усилие в хомутах на единицу длины элемента, определяется по формуле (195).
В этом случае хомуты ставятся по всей высоте сечения и наклонная трещина пересекает все хомуты, определенные расчетом по формуле (195) (черт.18).



Черт.18. Схемы расположения поперечной арматуры при воздействии температуры
- не превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры;

- превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры;

- проекция расчетного наклонного сечения элемента высотой ;

- проекция расчетного наклонного сечения элемента с условно укороченной высотой


При воздействии температуры, превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры, установленной по расчету (см. табл.24), допускается принимать поперечную арматуру, укороченную по высоте сечения элемента. Минимально допустимая длина хомутов устанавливается не менее (см. черт.18).
Величина поперечной силы, воспринимаемая укороченными хомутами и бетоном в наклонном сечении, определяется по формуле
, (204)

где - определяется по формуле (202), но не более .
Сечение элемента с укороченной поперечной арматурой необходимо проверить по формуле (203), в которой вместо принимается условная рабочая высота сечения изгибаемого элемента , равная длине хомутов и толщине защитного слоя бетона у менее нагретой грани
(см. черт.18, б). (205)
Коэффициент условий работы бетона принимается по табл.16 в зависимости от средней температуры бетона условно сжатой зоны сечения элемента укороченной высоты, а температура бетона сжатой зоны определяется из теплотехнического расчета элемента действительной высоты. За расчетную поперечную силу принимается наименьшая величина, полученная из расчета по формуле (203) или (204).
3.54. Для хомутов, устанавливаемых по расчету в соответствии с указаниями пп.3.52 и 3.53, должно удовлетворяться условие
. (206)
Расстояние между хомутами , между опорой и концом отгиба, ближайшего к опоре (черт.19), а также между концом предыдущего и началом последующего отгиба должно быть не более величины
, (207)
где - коэффициент, принимаемый согласно указаниям п.3.52;
- то же, что в формуле (198).



Черт.19. Расстояния между хомутами и отогнутыми стержнями


Кроме того, поперечное армирование элемента, независимо от результатов расчета, должно удовлетворять конструктивным требованиям, приведенным в п.5.26.
При воздействии температуры, не превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры, устанавливаемой по расчету (см. табл.24), определение усилий в хомутах на единицу длины элемента производится по формуле
, (208)
где - поперечная сила и коэффициенты и - принимаются согласно указаниям п.3.52.
3.55. Проверку прочности по поперечной силе наклонных сечений, начинающихся у опоры и у начала отгиба, допускается проводить из условия
, (209)
где - поперечная сила у начала рассматриваемого наклонного сечения (у опоры или у начала отгиба);
- поперечная сила, воспринимаемая хомутами и бетоном, определяется по формуле (203);
- площадь сечения отогнутых стержней в ближайшей за началом рассматриваемого наклонного сечения плоскости отгиба, расположенных согласно требованиям п.3.56;
- коэффициент, принимаемый по указаниям п.3.52;
- угол наклона отогнутых стержней к продольной оси элемента в наклонном сечении.
3.56. Необходимое сечение отогнутых стержней , расположенных в одной плоскости, определяется из формулы (209). При этом поперечная сила принимается:
а) при расчете отогнутых стержней первой (от опоры) плоскости - равной поперечной силе у опоры;
б) при расчете отогнутых стержней в каждой из последующих плоскостей - равной поперечной силе у начала предыдущей (по отношению к опоре) плоскости отгибов (см. черт.19).
Нижний конец наиболее удаленных от опоры отогнутых стержней должен располагаться не ближе, чем то сечение, в котором поперечная сила становится больше усилия, воспринимаемого бетоном и хомутами .
Кроме того, расположение отгибов должно удовлетворять требованиям п.5.26.
В элементах с поперечным армированием только из отогнутых стержней расчет по поперечной силе производится из условия (192) при =0. При этом рассчитываются наклонные сечения, начинающиеся в растянутой зоне у опоры и у начала отгибаемых стержней и заканчивающиеся в сжатой зоне в конце отгибаемых стержней каждой плоскости, а также в местах приложения сосредоточенных сил (черт.20).



Черт.20. Расчетная схема опасных наклонных сечений при расчете по прочности на действие поперечной силы

3.57. Расчет железобетонных элементов без поперечной арматуры на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по наиболее опасному наклонному сечению из условия
, (210)
где правая часть условия принимается не более 2,5 и не менее .
Коэффициент определяется по указаниям п.3.52.
Коэффициенты , принимаются по таблице:



#G0Коэффициент


Средняя температура бетона сжатой зоны сечения

Состав бетона по табл.11









0,6

1,3


1,5

3,3

50-200 °С

800 °С и выше




N 1, 3, 6, 7, 10-15,19-21

0,4

0,9


1,0

2,2


50-200 °С

800 °С и выше



N 4, 5, 8, 9, 16-18, 23, 24,

29, 30



Для температур между 200 и 800 °С коэффициенты и принимаются по интерполяции.
В расчете рассматриваются наклонные сечения, проходящие через опору и направленные к точкам приложения сосредоточенных сил, а расчетные значения поперечных сил принимаются в конце рассматриваемого наклонного сечения (черт.21).



Черт.21. Расчетная схема опасных наклонных сечений при расчете по прочности на действие поперечной силы
1, 2 - наклонные сечения


3.58. При отсутствии нормальных трещин, т.е. если выполняется условие (247) с заменой на в рассматриваемой зоне действия поперечных сил, следует учитывать повышение прочности элемента по сравнению с формулой (210) исходя из условия
, (211)
где и - нормальные напряжения в бетоне на площадке, соответственно перпендикулярной и параллельной продольной оси элемента, на уровне центра тяжести сечения от внешней нагрузки, температуры и усилия предварительного обжатия;
и - соответственно момент инерции сечения относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения, и статический момент части сечения, расположенного по одну сторону от оси, проходящей через центр тяжести сечения.
Значения , , и определяются из расчета элемента как сплошного упругого тела.
3.59. Расчет железобетонных элементов с наклонными сжатыми гранями на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине производится по указаниям пп.3.52 и 3.53, при этом в качестве рабочей высоты в пределах рассматриваемого наклонного сечения в расчет вводятся: для элементов с поперечной арматурой - наибольшее значение ; для элементов без поперечной арматуры - среднее значение .
3.60. Расчет железобетонных коротких консолей колонн (, черт.22) на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой должен производиться из условия
, (212)
где правая часть условия принимается не более 3,5 и не менее правой части уравнения (210):
- угол наклона расчетной сжатой полосы к горизонтали;
- ширина наклонной сжатой полосы, определяется по формуле
, (213)
здесь - длина площадки передачи нагрузки вдоль вылета консоли;
- коэффициент, учитывающий влияние поперечной арматуры, определяется по формуле
, (214)
здесь и - см. п.3.51;
- принимается как в формуле (187).



Черт.22. Схема для расчета коротких консолей

При расчете учитываются хомуты горизонтальные и наклонные под углом 45° к горизонтали. Поперечное армирование консолей, поддерживающих балки, фермы и т.п., независимо от результатов расчета должно удовлетворять требованиям п.5.29.
3.61. Расчет железобетонных элементов на действие изгибающего момента для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по опасному наклонному сечению из условия (черт.23)
. (215)



Черт.23. Схема усилий в сечении, наклонном к продольной оси железобетонного элемента, при расчете его по

прочности на действие изгибающего момента

Величина определяется от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения относительно оси, перпендикулярной плоскости действия момента, и проходящей через точку приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне.
Величины , и определяются как сумма моментов относительно той же оси от усилий в продольной арматуре, в хомутах и отогнутых стержнях, пересекающих растянутую зону наклонного сечения, и вычисляются по формулам:
; (216)
; (217)
, (218)
где , , - расстояния от плоскостей расположения соответственно продольной арматуры хомутов и отогнутых стержней до указанной выше оси;
- коэффициент условий работы арматуры, определяемый по табл.35 в зависимости от наибольшей температуры продольной арматуры отогнутых стержней и хомутов;
и - определяются по формулам (202) и (195).
Высота сжатой зоны наклонного сечения (измеренная по нормали к сжатой грани элемента) определяется из условия равновесия проекций усилий в бетоне сжатой зоны и в арматуре, пересекающей растянутую зону наклонного сечения, на нормаль к продольной оси элемента.
Расчет наклонных сечений на действие момента производится в местах обрыва и отгиба продольной арматуры в пролете, а также в приопорной зоне балок у свободного края консолей. При отсутствии у арматурных стержней анкеров расчетное сопротивление арматуры растяжению в месте ее пересечения рассматриваемым наклонным сечением принимается сниженным согласно требованиям поз.3 табл.32. Кроме того, расчет наклонных сечений на действие момента производится в местах резкого изменения конфигурации элементов (подрезки, узлы и т.п.).
Проверка на действие изгибающего момента не производится для наклонных сечений, пересекающих растянутую грань элемента на участках, обеспеченных от образования нормальных трещин, т.е. там, где момент от внешней нагрузки и воздействия температуры, на которую ведется расчет по прочности, меньше или равен моменту трещинообразования , определяемому по формуле (256), принимая в ней значения вместо .
На приопорных участках элементов момент , воспринимаемый продольной арматурой, пересекающей растянутую зону наклонного сечения, определяется по формуле (216).
3.62. Для обеспечения прочности наклонных сечений на действие изгибающего момента в элементах постоянной высоты продольные растянутые стержни, обрываемые в пролете, должны заводиться за точку теоретического обрыва (т.е. за нормальное сечение, в котором эти стержни перестают требоваться по расчету) на длину не менее и не менее величины , определяемой по формуле
, (219)
где - поперечная сила в нормальном сечении, проходящем через точку теоретического отрыва стержня;
- то же, что в п.3.55;
- усилие в хомутах на единицу длины элемента на рассматриваемом участке длиной , определяемое по формуле (195), в которой расчетное сопротивление арматуры заменяется ;
- диаметр обрываемого стержня;
- коэффициент условия работы арматуры принимается согласно указаниям п.3.52.

1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   25
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации