ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВ СДВИГА ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ЭЛЕМЕНТА

4.28. Угол деформации сдвига определяется по формуле

, (4.51)

где - поперечная сила в сечении от действия внешней нагрузки;

- коэффициент, учитывающий влияние ползучести бетона и принимаемый равным: при продолжительном действии нагрузок где - см. табл.4.4; при непродолжительном действии нагрузок =1,0;

- коэффициент, учитывающий влияние трещин на деформации сдвига и принимаемый равным:

- на участках по длине элемента, где отсутствуют нормальные и наклонные к продольной оси элемента трещины, =1,0;

- на участках, где имеются только наклонные трещины, - =4,0;

- на участках, где имеются только нормальные или нормальные и наклонные трещины, коэффициент определяется по формуле

, (4.52)

где и - соответственно момент и кривизна от внешней нагрузки при непродолжительном ее действии;

- момент инерции полного приведенного сечения при коэффициенте приведения арматуры к бетону .

Образование наклонных трещин соответствует выполнению условия

. (4.53)

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример 45. Дано: железобетонная плита перекрытия гражданского здания прямоугольного сечения размерами =200 мм, =1000 мм; =173 мм; пролет =5,6 м; бетон класса В15 ( =24000 МПа; =11 МПа, =1,1 МПа); растянутая арматура класса А400 ( =2·10 МПа) с площадью поперечного сечения =769 мм (5 14); полная равномерно распределенная нагрузка =7,0 кН/м, в том числе ее часть от постоянных и длительных нагрузок =6,5 кН/м; прогиб ограничивается эстетическими требованиями.

Требуется рассчитать плиту по деформациям.

Расчет. Определим кривизну в середине пролета от действия постоянных и длительных нагрузок, так как прогиб ограничивается эстетическими требованиями.

Момент в середине пролета равен

кН·м Н·мм.

Принимаем без расчета, что плита имеет трещины в растянутой зоне, в связи с чем кривизну определим по формуле (4.45). Коэффициент армирования равен

.

При продолжительном действии нагрузки коэффициент приведения арматуры равен . Из табл.4.5 при и находим =0,43, а из табл.4.6 при и находим соответствующий продолжительному действию нагрузки коэффициент =0,13.

Тогда .

Прогиб определим по формуле (4.33), принимая согласно табл.4.3 :

мм.

Согласно СНиП 2.01.07-85* табл.19, поз.5 определим предельно допустимый прогиб по эстетическим требованиям для пролета 5,6 м путем линейной интерполяции

мм, т.е. условие (4.30) не выполняется.

Уточним прогиб плиты за счет учета переменной жесткости на участке с трещинами путем определения его по формуле (4.34). Для этого определяем момент трещинообразования согласно пп.4.5 и 4.8.

Вычисляем геометрические характеристики приведенного сечения при коэффициенте приведения :

мм ;

мм;

мм ;

мм .

Заменяя в формуле (4.4) значение на , где согласно табл.4.1 =1,3, определим значение

Н·мм.

Момент в середине пролета от полной нагрузки равен

кН·м.

Тогда при вычисляем

, .

Определим кривизну при без учета трещин при продолжительном действии нагрузки, принимая из табл.4.4 для класса бетона В15 =3,4 и следовательно, МПа.

Поскольку влияние значения на прогиб незначительно, определяем эту кривизну по формуле (4.38), не пересчитывая значение :

.

Тогда

=

мм мм,

т.е. уточненный прогиб также превышает допустимое значение.

Пример 46. Дано: железобетонная плита покрытия с расчетным пролетом 5,7 м; размеры сечения (для половины сечения плиты) по черт.4.9; бетон класса В25 ( =30000 МПа, =18,5 МПа, =1,55 МПа); рабочая арматура класса А400 с площадью сечения =380 мм (1 22); постоянная и длительная равномерно распределенная нагрузка =11 кН/м; прогиб плиты ограничивается эстетическими требованиями; влажность окружающего воздуха пониженная ( <40%).

Черт.4.9. К примеру расчета 46

Требуется рассчитать плиту по деформациям.

Расчет. Поскольку приближенная формула для кривизны (4.45) не распространяется на конструкции, эксплуатируемые при влажности воздуха менее 40%, кривизну определяем по общей формуле (4.42) как для элементов с трещинами в растянутой зоне.

Момент в середине плиты от постоянных и длительных нагрузок для половины сечения плиты равен:

кН·м.

Предварительно определяем момент трещинообразования согласно пп.4.5 и 4.8. Определим геометрические характеристики приведенного сечения при коэффициенте приведения :

мм ;

мм;

мм .

Упругий момент сопротивления мм .

Заменяя в формуле (4.9) значение на , где =1,3 (см. табл.4.1), определяем значение :

Н·мм Н·мм.

По формуле (4.26) определим коэффициент

.

Приведенный модуль деформации при продолжительном действии нагрузки и при <40% равен

МПа,

и тогда .

Определяем высоту сжатой зоны по формуле (4.44), принимая усредненную ширину ребра 85 мм и площадь сжатых свесов равную мм , и рабочую высоту мм:

;

; ;

;

мм.

Из формулы (4.42) имеем

.

Прогиб определяем по формуле (4.33), принимая согласно табл.4.3 :

мм.

Согласно СНиП 2.01.07-85* табл.19, поз.3 предельно допустимый прогиб по эстетическим требованиям для пролета 5,7 м равен =29 мм > =22,3 мм, т.е. условие (4.30) выполняется.

5. КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

5.1. Для обеспечения несущей способности, пригодности к нормальной эксплуатации и долговечности бетонных и железобетонных конструкций помимо требований, определяемых расчетом, следует выполнять конструктивные требования:

- по геометрическим размерам элементов конструкций;

- по армированию (содержанию и расположению арматуры, толщине защитного слоя бетона, анкеровке и соединениям арматуры);

- по защите конструкций от неблагоприятного влияния воздействий среды.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ

5.2. Минимальные геометрические размеры сечений конструкций следует назначать такими, чтобы обеспечивать:

- возможность надлежащего размещения арматуры (расстояния между стержнями, защитный слой бетона и т.д.), ее анкеровки и совместной работы с бетоном;

- достаточную жесткость конструкций;

- необходимую огнестойкость, водонепроницаемость конструкций, тепло- и звукоизоляцию, коррозионную стойкость, радиационную защиту и т.п.;

- возможность качественного изготовления при бетонировании конструкций.

5.3. Размеры сечений внецентренно сжатых элементов для обеспечения их жесткости рекомендуется принимать такими, чтобы их гибкость в любом направлении не превышала:

- для железобетонных элементов - 200 (для прямоугольных сечений при );

- для колонн, являющихся элементами зданий - 120 (при );

- для бетонных элементов - 90 (при ).

5.4. Толщина* полок монолитных ребристых перекрытий должна приниматься, мм, не менее:

_________________

* Здесь и далее по тексту величины размеров сечений, толщины защитного слоя бетона и др., приведенные в настоящем Пособии, относятся к номинальным значениям при проектировании и указываемым в чертежах. От этих номинальных значений возможны отклонения в натуре, не превышающие величин, указанных в соответствующих государственных стандартах, технических условиях и др.

5.5. В конструкциях зданий и сооружений следует предусматривать их разрезку постоянными и временными температурно-усадочными швами, расстояния между которыми назначают в зависимости от климатических условий, конструктивных особенностей сооружения, последовательности производства работ и т.п.

При возможности неравномерной осадки фундаментов следует предусматривать разделение конструкций осадочными швами.

АРМИРОВАНИЕ