СНиП 2.06.08-87 (556931), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Допускается усилия (напряжения) в сечениях элементов определять в предположении упругой работы конструкции в тех случаях, когда методика расчета конструкций с учетом их неупругого поведения не разработана или расчет выполняется на промежуточной стадии проектирования сооружения.
4.10. При расчете статически определимых стержневых конструкций, у которых h/l< 1/3 (h — максимальная высота поперечного сечения, l — пролет в свету), по предельным состояниям первой и второй групп внутренние усилия (нормальные и перерезывающие силы, изгибающие и крутящие моменты), а также перемещения и углы поворота следует определять методами сопротивления материалов. При определении линейных перемещений и углов поворота необходимо учитывать изменение жесткости сечений в результате трещинообразования в бетоне. Условия трещинообразования следует принимать в соответствии с п. 6.2.
4.11. В статически неопределимых стержневых конструкциях внутренние усилия и перемещения следует определять методами строительной механики стержневых систем, как правило, с учетом неупругой работы, обусловленной изменением жесткости сечений в результате трещинообразования в бетоне.
4.12. При расчете элементов бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений необходимо учитывать дополнительные связи строительного периода, носящие постоянный характер (эстакады, пазовые конструкции, балки подкрановых путей, дополнительная арматура для производства работ и т. п.).
4.13. Расчеты, которые не регламентированы настоящими нормами (расчеты предварительно напряженных конструкций, расчет сечений в общем случае, в том числе расчет на косое внецентренное сжатие и косой изгиб, расчет коротких консолей, расчет на продавливание и отрыв, расчет закладных деталей и др.), следует выполнять по указаниям СНиП 2.03.01-84, а при проектировании портовых и транспортных сооружений также СНиП 2.05.03-84. При этом необходимо учитывать коэффициенты, принятые в настоящих нормах.
5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРОЧНОСТЬ И ВЫНОСЛИВОСТЬ
РАСЧЕТ БЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОЧНОСТЬ
5.1. Расчет на прочность бетонных элементов следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси. Расчет на прочность элементов, в которых условия наступления предельного состояния не могут быть выражены через усилия в сечениях, следует выполнять для площадок действия главных напряжений.
Внецентренно сжатые моменты, в которых по условиям эксплуатации допускается образование трещин, рассчитывают без учета сопротивления бетона растянутой зоны сечения.
Все изгибаемые элементы, а также внецентренно сжатые элементы, в которых по условиям эксплуатации не допускается образование трещин, рассчитывают с учетом сопротивления бетона растяжению.
5.2. Бетонные конструкции, прочность которых определяется прочностью бетона растянутой зоны сечения, допускается применять в том случав, если образование трещин в них не приводит к разрушению, к недопустимым деформациям или к нарушению водонепроницаемости конструкции. При этом должна быть проведена проверка трещиностойкости элементов таких конструкций с учетом темпера-турно-влажностных вoздейcтвий в соответствии с требованиями разд. 7.
Изгибаемые элементы
5.3. Расчет бетонных изгибаемых элементов симметричных относительно плоскости действия нагрузки необходимо производить по формуле
(7)
где — коэффициенты, принимаемые по СНиП 2.06.01-86;
— коэффициент условий работы сооружения, принимаемый по строительным нормам и правилам на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений;
— коэффициент, учитывающий влияние на прочность изгибаемого элемента градиента деформаций по сечению и зависящий от класса бетона и высоты растянутой зоны сечения;
— коэффициент, принимаемый по табл. 4;
— коэффициент, учитывающий влияние на прочность изгибаемого элемента формы его поперечного сечения и зависящий от соотношения размеров сечения;
Wt — момент сопротивления для растянутой грани сечения, определяемый в предположении упругой paботы бетона.
Коэффициент следует определять на основании экспериментальных исследований Для сооружений I и II классов на предварительной стадии проектирования, а для сооружений III и IV классов во всех случаях
допускается определять по формуле
где с - параметр, определяемый по табл. 14, при c>ht следует принимать с=ht;
ht — высота растянутой зоны сечения, см, определяемая в предположении линейно упругой работы бетона.
Коэффициент для прямоугольных, круговых, крестовых сечений, а также для тавровых с полкой в сжатой зоне принимается равным 1. Для тавровых сечений с полкой в растянутой зоне, для коробчатых, двутавровых сечений, а также для кольцевых сечений коэффициент
следует определять по формуле
где k — коэффициент, зависящий от соотношения размеров сечения;
— коэффициент, определяемый по формуле (8).
Для кольцевых сечений коэффициент k равен oтношению внутреннего и наружного диаметров.Для тавровых сечений с полкой в растянутой зоне, для коробчатых и двутавровых сечений коэффициент k следует определять:
где bf и hf — ширина и высота сечения растянутой полки;
при - по номограмме обязательного приложения 3.
Внецентренно сжатые элементы
5.4. Внецентренно сжатые элементы бетонных конструкций, симметричные относительно плоскости действия нагрузки, следует рассчитывать в предположении упругой работы бетона (черт. 1), из условия ограничения величин краевых сжимающих и растягивающих напряжений по следующим формулам.
Черт. 1. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого бетонного элемента
а — без учета сопротивления бетона растянутой зоны;
б — с учетом сопротивления бетона растянутой зоны
Таблица 14
Класс бетона по прочности на сжатие | В5 | В7,5 | В10 | В12,5 | В15 | B20 | B25 | B30 | B35 | B40 |
с, см | 8,0 | 7,9 | 7,7 | 7,5 | 7,3 | 6,7 | 6,1 | 5,5 | 4,9 | 4,4 |
При расчете без учета сопротивления растянутой зоны сечения
(11)
где — краевое сжимающее напряжение;
— коэффициент, учитывающий влияние гибкости элемента и принимаемый по табл. 15.
Прямоугольные сечения рассчитываются по формуле
(12)
где А=bh — площадь поперечного сечения элемента;
— относительный эксцентриситет приложения нагрузки.
При расчете с учетом сопротивления растянутой зоны сечения
(13)
(14)
где Wt=I/yt — моменты сопротивления сечения;
Wc=I/yc
— коэффициенты, определяемые согласно п. 5.3.
По формуле (13) следует рассчитывать также внецентренно сжатые бетонные конструкции с однозначной эпюрой напряжений при .
Таблица 15
l0/b для сечения прямоугольной формы | 10/r для сечения произвольной симметричной формы | Коэффициент |
До 4 | До 14 | 1,00 |
4 | 14 | 0,98 |
6 | 21 | 0,96 |
8 | 28 | 0,91 |
10 | 35 | 0,86 |
Обозначения, принятые в табл. 15:
l0 — расчетная длина элемента;
b — наименьший размер прямоугольного сечения;
r — наименьший радиус инерции сечения.
5.5. При расчете гибких бетонных элементов при l0/b>12 или 10/r >35 следует учитывать влияние длительного действия нагрузки на несущую способность конструкции в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84 с введением расчетных коэффициентов, принятых в настоящих нормах.
5.6. В элементах, рассчитываемых по формулам (11) и (12), величина эксцентриситета расчетного усилия относительно центра тяжести сечения не должна превышать 0,6y при основном сочетании нагрузок и 0,65y— при особом сочетании нагрузок, включающем сейсмические воздействия, где у — расстояние от центра тяжести сечения до его наиболее напряженной грани.
РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОЧНОСТЬ
5.7. Расчет на прочность железобетонных элементов надлежит производить для сечений, нормальных к их продольной оси, а также для наклонных к оси сечений наиболее опасного направления. При наличии крутящих моментов следует проверить прочность пространственных сечений, ограниченных в растянутой зоне спиральной трещиной наиболее опасного из возможных направлений. Кроме того, следует производить расчет элементов на местное действие нагрузки (смятие, продавливание, отрыв).
5.8. При установке в сечении элемента арматуры разных видов и классов ее вводят в расчет прочности с соответствующими расчетными сопротивлениями.
Расчет на прочность сечений, нормальных к продольной оси элемента
5.9. Предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси элемента, следует определять исходя из следующих предпосылок:
сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;
сопротивление бетона сжатию представляется напряжениями, равными Rb, распределенными равномерно по сжатой зоне бетона;
растягивающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопротивления растяжению Rs;
сжимающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопротивления сжатию Rsc.
5.10. Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных к указанной плоскости граней элемента, необходимо производить в зависимости от соотношения между относительной высотой сжатой зоны бетона =x/h0 и относительной высотой сжатой зоны бетона
, при которой предельное состояние наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению RS, с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры. Относительная высота сжатой зоны определяется из соответствующих условий равновесия элемента под действием системы внешних и внутренних сил.
Изгибаемые и внецентренно растянутые с большими эксцентриситетами железобетонные элементы, как правило, должны удовлетворять условию . Для элементов, симметричных относительно плоскости действия момента и нормальной силы, армированных ненапрягаемой арматурой. Граничные значения надлежит принимать по табл.16, а армированных напрягаемой арматурой — по СНиП 2.03.01-84.