А.С.ЗАЛЕСОВ, Т. А. МУХА МЕД И ЕВ, Е.А. ЧИСТЯ КОВ, д-ра техн. наук (НИИЖБ), Расчет прочности железобетонных конструкций при различных силовых воздействиях по новым нормативным документам
Расчет при действии крутящих моментов
Для расчета по прочности железобетонных элементов при действии крутящих моментов принята расчетная модель пространственных сечений, используемая в действующих отечественных нормативных документах. При этом в расчетную методику внесены некоторые коррективы.
При расчете по модели пространственных сечений рассматривают сечение, образованное наклонными отрезками прямых, следующими по трем растянутым граням элемента, и замыкаемое отрезком прямой на четвертой сжатой грани элемента.
В первую очередь производят расчет на действие крутящего момента (“чистое кручение”).
Расчет на действие крутящего момента производят по прочности элемента между пространственными сечениями и по прочности пространственных сечений.
Расчет по прочности элемента между пространственными сечениями производят с использованием
эмпирической зависимости, полученной из анализа сопротивления бетона между пространственными сечениями в условиях сложного напряженного состояния. Расчет производят из условия
Расчет по пространственному сечению производят на основе уравнений равновесия всех внутренних и внешних сил относительно оси, расположенной в центре сжатой зоны пространственного сечения элемента. Внутренние моменты включают момент, воспринимаемый продольной арматурой, и момент, воспринимаемый поперечной арматурой, расположенной в растянутой зоне у грани элемента, противоположной сжатой зоне пространственного сечения. При этом рассматривают все положения пространственного сечения, принимая сжатую зону пространственного сечения поочередно у нижней, боковой и верхней граней элемента.
Расчет по пространственному сечению на действие крутящего момента (рис.6) производят из условия сечении, определяемый от всех внешних сил, расположенных по одну сторону пространственного сечения;
Расчет на продавливание
Расчет на продавливание в общем случае необходимо производить на совместное действие сосредоточенных в месте приложения нагрузки усилий - нормальных сил и моментов.
За основу методики расчета в новых нормах принята расчетная модель, представленная в международных, а также в ряде зарубежных нормативных документах.
При расчете рассматривают поперечное сечение, нормальное к плоскости элемента и расположенное вокруг контура зоны передачи усилий на элемент на расстоянии А /2 от него.
Действующие по площади расчетного поперечного сечения касательные усилия от сосредоточенных нормальной силы и момента должны быть восприняты бетоном с сопротивлением растяжению Rb, и расположенной по обе стороны от расчетного поперечного сечения на рас-стоянии h0 /2 поперечной арматурой с сопротивлением растяжению R.
При действии сосредоточенной силы касательные усилия, воспринимаемые бетоном и поперечной арматурой, принимают равномерно распределенными по всей площади расчетного поперечного сечения. При действии момента касательные усилия, воспринимаемые бетоном и поперечной арматурой, принимают линейно изменяющимися по длине расчетного поперечного сечения в направлении действия момента с максимальными касательными усилиями противоположного знака у краев расчетного поперечного сечения в этом направлении.
Расчетный контур поперечного сечения принимают: при расположении площадки передачи нагрузки вдали от краев плоского элемента - замкнутым и расположенным вокруг площадки передачи нагрузки (рис.8а); при расположении площадки передачи нагрузки у края или угла плоского элемента - в двух вариантах: замкнутым, расположенным вокруг площадки передачи нагрузки, и незамкнутым, следующим от краев плоского элемента (рис.8 б, в). В этом случае учитывают наименьшую несущую способность, вычисленную для указанных вариантов расположения расчетного контура поперечного сечения.
При расположении поперечной арматуры не равномерно по контуру поперечного сечения, а сосредоточенно у осей площадки передачи нагрузки (крестообразное расположение поперечной арматуры) расчетный контур поперечного сечения принимают расположенным по диагональным линиям, следующим от края установленной поперечной арматуры (рис. 8 г).
Значения моментов сопротивления сечения поперечной арматуры определяют по тем же правилам, что и моменты сопротивления сечения бетона.
Бетон и железобетон, 2002 №4