Общие указания. Расчет по прочности и устойчивости

Расчет по прочности и устойчивости

РАСЧЕТ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕФОРМАТИВНЫХ СВОЙСТВ АРМАТУРЫ И ОТНОШЕНИЕ МОДУЛЕЙ УПРУГОСТИ

РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

3.46. Для стальных изделий железобетонных мостов и труб, представляющих отдельные их конструктивные детали (опорные части, элементы шарниров и деформационных швов, упорные устройства и т.д.), и для стальных закладных изделий из листового и фасонного проката расчетные сопротивления следует принимать такими же, как для элементов стальных конструкций мостов (см. разд. 4).

Расчетные сопротивления для арматурных стержней, анкеруемых в бетоне, следует принимать в соответствии с указаниями, относящимися к арматуре.

3.47. Значения модуля упругости арматуры следует принимать по табл. 34.

Таблица 34

Класс (вид) арматурной стали	Модуль упругости, МПа (кгс/см^2), арматуры
ненапрягаемой Еs	напрягаемой Ер
А-I, A-II, Ac-II	2,06·10^5 (2,1·10^6)	-
А-III	1,96·10^5 (2,0·10^6)	-
А-IV, Ат-IV, А-V	-	1,86·10^5 (1,9·10^6)
Ат-V, Ат-VI	-	1,86·10^5 (1,9·10^6)
В-II, Вр-II	-	1,96·10^5 (2,0·10^6)
Пучки из параллельных проволок классов В-II и Вр-II	-	1,77·10^5 (1,8·10^6)
К-7	-	1,77·10^5 (1,8·10^6)
Пучки из арматурных канатов К-7	-	1,67·10^5 (1,7·10^6)
Стальные канаты:
спиральные и двойной свивки	-	1,67·10^5 (1,7·10^6)
закрытые	-	1,57·10^5 (1,6·10^6)

3.48*. Во всех расчетах элементов мостов, производимых по формулам упругого тела, кроме расчетов мостов с ненапрягаемой арматурой на выносливость и на трещиностойкость, следует использовать отношения модулей упругости n₁ (Е_s/Е_b или Е_p/Е_b), определяемые по значениям модулей, приведенным для арматуры в табл. 34 и для бетона в табл. 28.

При расчетах элементов мостов с ненапрягаемой арматурой на выносливость и на трещиностойкость, при определении напряжений и геометрических характеристик приведенных сечений площадь арматуры учитывается с коэффициентом отношения модулей упругости n, при котором учитывается виброползучесть бетона. Значения n следует принимать при бетоне классов:

В20 22,5

В22,5 и В25 20

В27,5 17

В30 и В35 15

В40 и выше 10

3.49. Расчет бетонных и железобетонных элементов мостов и труб следует производить, сопоставляя расчетные усилия от внешних нагрузок с предельными.

Применение изгибаемых, центрально- и внецентренно растянутых бетонных элементов в конструкциях не допускается.

3.50*. Расчетные усилия в статически неопределимых конструкциях должны учитывать перераспределение усилий от усадки и ползучести бетона, искусственного регулирования, трещинообразования и предварительного напряжения к общему усилию, найденному от нормативных значений перечисленных нагрузок и воздействий, которое вводится с коэффициентами надежности 1,1 или 0,9.

3.51. Предельные усилия в элементах конструкций следует определять в сечениях, нормальных и наклонных к продольной оси элемента.

3.52*. При расчете бетонных и железобетонных элементов на воздействие сжимающей продольной силы N за расчетное значение усилия необходимо принимать меньшее, полученное из расчетов по прочности и устойчивости. При расчете по прочности следует учитывать случайный эксцентриситет е_с.сл. = 1/400 l₀ (l₀ - геометрическая длина элемента или ее часть между точками закрепления элемента, принимаемая с учетом требований п. 3.16).

При расчете по трещиностойкости и деформациям случайный эксцентриситет учитывать не следует.

В элементах статически определимых конструкций эксцентриситет е_с (относительно центра тяжести приведенного сечения) находится как сумма эксцентриситетов - определяемого из статического расчета конструкции и случайного е_с.сл..

Для элементов статически неопределимых конструкций величина эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения принимается равной эксцентриситету, полученному из статического расчета, но не менее е_с.сл..

3.53*. Расчет по прочности и устойчивости сжатых, внецентренно сжатых бетонных и железобетонных элементов прямоугольного, таврового, двутаврового и коробчатого сечений в зависимости от величины эксцентриситета е_с = M/N производится в соответствии с табл. 35*.

Таблица 35*

Вид расчета	Конструкции
бетонные	железобетонные
Номера пунктов, в соответствии с которыми следует выполнять расчеты при эксцентриситетах
ес £ r	ес > r	ес £ r	ес > r
По прочности	3,68 3,54	3,68 3,54	3,69,б -	3,70 3,54
По устойчивости	3,66 3,55	- -	3,69,а 3,55	- -

Примечаниe. r - ядровое расстояние.

Сжатые элементы с расчетным начальным эксцентриситетом е_с > r следует рассчитывать на внецентренное сжатие.

Влияние прогиба на увеличение расчетного усилия внецентренно сжатого элемента при расчете по недеформируемой схеме следует учитывать путем умножения эксцентриситета е_с на коэффициент h, определяемый по п. 3.54*.

При расчете на устойчивость при е_с £ r коэффициент продольного изгиба j следует принимать в соответствии с п. 3.55*.

3.54*. Коэффициент h, учитывающий влияние прогиба по прочности, определяется по формуле

, (44)

где N_сr - условная критическая сила, определяемая по формулам:

для бетонных элементов

, (45)

для железобетонных элементов

, (46)

где I_b - момент инерции площади сечения бетона, определяется без учета трещин в бетоне;

I_s - момент инерции площади сечения ненапрягаемой и напрягаемой арматуры. Моменты инерции определяются относительно осей, проходящих через центр тяжести приведенного сечения.

В формулах (45) и (46) коэффициентами j_l и j_p учитывается соответственно влияние на прогиб длительного действия нагрузки, предварительного напряжения арматуры и относительной величины эксцентриситета.

Значение коэффициента j_l следует принимать равным:

, (47)

где М - момент, равный произведению нормальной силы N, от постоянной и временной нагрузок на расстояние от места расположения силы N до наиболее растянутого стержня (для бетонных элементов - до наиболее растянутой грани сечения) или до наименее сжатого стержня или грани (при целиком сжатом сечении).

Значение коэффициента d следует принимать равным e_c/h, но не менее определяемого по формуле

, (48)

где R_b - расчетное сопротивление бетона, МПа;

l₀ - расчетная длина элемента.

Если моменты (или эксцентриситеты) от полной нагрузки и от постоянной имеют разные знаки, то при абсолютном значении эксцентриситета полной нагрузки е_с ³ 0,1h следует принимать j_l = 1,0, а при е_c < 0,1h - j_l = 1,05.

Значение коэффициента j_p, учитывающего влияние предварительного натяжения арматуры на жесткость элемента, следует определять по формуле

, (49)

где s_bp - предварительное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести продольной арматуры с учетом всех потерь согласно обязательному приложению 11*;

для кольцевых и круглых сечений h = D.

В формуле (49) расчетные сопротивления R принимаются без учета коэффициентов условий работы бетона, а значения e_c/h не должны превышать 1,5.

Сжатые железобетонные элементы должны иметь характеристики, при которых обеспечивается условие N/N _cr £ 0,7.

При расчете элементов на внецентренное сжатие из плоскости изгиба, созданного внецентренным приложением нагрузки, необходимо учитывать значение случайного эксцентриситета (см. п. 3.52*). Для железобетонных элементов, имеющих несмещаемые опоры или опоры, одинаково перемещающиеся при вынужденных деформациях (например, при температурных удлинениях), значения коэффициента h следует принимать:

для сечений в средней трети длины элемента - по формуле (44);

то же, в пределах крайних третей длины элемента - по интерполяции между значениями, вычисленными для средней трети, и единицей, принимаемой для опорных сечений.

3.55*. Коэффициент продольного изгиба j при расчетах сжатых (е_c = 0) и внецентренно сжатых элементов, имеющих относительный эксцентриситет e_c/r £ 1, следует определять по формуле

, (50)

где j_m - коэффициент продольного изгиба, учитывающий воздействие временной нагрузки;

j_l - то же, постоянных нагрузок;

N_l - расчетное продольное усилие от постоянной нагрузки с учетом усилия d напрягаемой арматуре, не имеющей сцепления с бетоном;

N_m - расчетное продольное усилие от временной нагрузки;

N = N_l + N_m - полное расчетное продольное усилие.

Значения коэффициентов j_m и j_l, при вычислении которых учтены также значения случайных эксцентриситетов по п. 3.52*, следует принимать для железобетонных элементов по табл. 36, для бетонных элементов - по табл. 37*.

Таблица 36

Характеристики гибкости элемента	Коэффициенты продольного изгиба
jm при относительных эксцентриситетах ес/r	jl
l0/b	l0/d	l0/i		0,25	0,50	1,0
	3,5		1	0,9 0,9	0,81 0,81	0,69 0,69
	3,6		1	0,86 0,86	0,77 0,77	0,65 0,65	0,84
	10,4		0,95 0,95	0,83 0,83	0,74 0,74	0,62 0,62	0,79
	12,1	48,5	0,90 0,85	0,79 0,74	0,70 0,65	0,58 0,53	0,70
	13,8		0,86 0,78	0,75 0,67	0,66 0,58	0,55 0,47	0,65
	15,6	62,5	0,82 0,75	0,71 0,64	0,62 0,55	0,51 0,44	0,56
	17,3		0,78 0,7	0,67 0,59	0,57 0,48	0,48 0,4	0,47
	19,1		0,72 0,64	0,60 0,52	0,52 0,44	0,43 0,35	0,41
	20,8		0,67 0,59	0,55 0,47	0,47 0,39	0,38 0,3	0,32
	22,5		0,62 0,53	0,51 0,42	0,44 0,35	0,35 0,26	0,25
	24,3		0,58 0,5	0,49 0,41	0,43 0,35	0,34 0,26	0,20
			0,53 0,46	0,45 0,38	0,39 0,32	0,32 0,25	0,16
	27,7		0,48 0,42	0,41 0,35	0,36 0,3	0,31 0,25	0,14
			0,43 0,39	0,36 0,32	0,31 0,27	0,25 0,21	0,10
			0,38 0,33	0,32 0,28	0,28 0,24	0,24 0,2	0,08
	34,6		0,35 0,32	0,29 0,26	0,25 0,22	0,21 0,18	0,07
	37,5		0,33 0,3	0,28 0,25	0,24 0,21	0,21 0,18	0,06

Примечание. Над чертой приведены значения для железобетонных элементов при отсутствии на данной стадии их работы сцепления напрягаемой арматуры с бетоном, под чертой - для предварительно напряженных элементов при наличии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном.

Таблица 37*

Характеристики гибкости элемента	Коэффициенты продольного изгиба
jm при относительных эксцентриситетах ес/r	jl
l0/b	l0/i		0,25	0,50	1,0
			0,86	0,77	0,65
		0,98	0,84	0,75	0,63	0,94
		0,95	0,81	0,72	0,6	0,88
		0,92	0,78	0,69	0,57	0,8
		0,88	0,76	0,67	0,55	0,72
		0,85	0,74	0,65	0,58	0,62
		0,79	0,68	0,59	0,48	0,58
		0,74	0,63	0,54	0,43	0,43
		0,67	0,56	0,46	0,37	0,32
		0,63	0,51	0,43	0,34	0,26
		0,58	0,46	0,38	0,29	0,20
		0,49	0,38	0,31	0,22	0,16

В табл. 36 и 37* обозначено:

b - сторона прямоугольного сечения, нормальная к направлению перемещения элемента;

d - диаметр круглого сечения элемента;

l₀/i - гибкость элемента (i - наименьший радиус инерции поперечного сечения);

е_с/r - относительный эксцентриситет N;

е_с - эксцентриситет силы N относительно центра тяжести приведенного сечения;

- ядровое расстояние (W_red и A_red - момент сопротивления и площадь приведенного сечения).

Дата добавления: 2015-06-27