Рисунок П. 8 — Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого железобетонного элемента, при расчете его по прочности

 

Высоту сжатой зоны бетона x следует определять по формуле

                        (П.27)

Знаки при усилиях в формуле (П.27) соответствуют расположению силы N вне сечения.

При расчете двутавровых сечений с плитой в растянутой зоне свесы плиты не учитываются. Кроме расчета по прочности в плоскости действия изгибающего момента следует производить расчет по устойчивости с изгибом из плоскости действия момента.

Учет работы сжатой ненапрягаемой арматуры следует производить по 9.4.7. Однако если без учета этой арматуры  а с ее учетом  то расчет по прочности допускается производить, используя условие

                                       (П.28)

Расчет на прочность внецентренно сжатых предварительно напряженных элементов при предварительном напряжении заменяется расчетом на нормативную нагрузку по образованию продольных трещин под нормативной нагрузкой (П.2.1.2) с ограничением сжимающих напряжений в бетоне значениями R_b;mc1, соответствующими классу передаточной прочности бетона.

П.1.4.3 Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов кольцевого сечения при отношении внутреннего r₁ и наружного r₂ радиусов r₁/r₂ ³ 0,5 с ненапрягаемой арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при количестве продольных стержней не менее шести), производится в зависимости от относительной площади сжатой зоны бетона, определяемой по формуле

                                                     (П.29)

В зависимости от значений ξ_cir в расчетах используются приведенные условия:

а) при 0,15 < x < 0,60

            (П.30)

б) при ξ_cir = 0,15

             (П.31)

где                                                                                                   (П.32)

в) при ξ_cir ³ 0,6

Ne₀                                       (П.33)

где                                                                                                    (П.34)

В формулах (П.29) – (П.34):

A_b — площадь бетона кольцевого сечения, м²;

A_s,tot — площадь сечения всей продольной арматуры, м²;

r_s  — радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней рассматриваемой арматуры, м;

Эксцентриситет продольной силы e₀ определяется с учетом прогиба элемента согласно 9.3.21 – 9.3.23 и П.1.4.2.

При расчете элементов кольцевого сечения на совместное воздействие внецентренного сжатия
и изгиба при соблюдении указанных выше требований к сечению при ненапрягаемой арматуре допускается использовать формулы (П.29) – (П.34), рекомендованные для расчета кольцевых сечений на внецентренное сжатие, но с учетом измененного значения эксцентриситета e₀, вызванного дополнительным влиянием суммарного изгибающего момента M, принимаемого по результирующей эпюре моментов с учетом принятого расположения сил, вызывающих изгиб элемента. При этом суммарное значение эксцентриситета e₀, входящего в формулы (П.30), (П.31) и (П.33), для конкретных сечений определяется с учетом суммарных значений моментов и нормальных сил для этих сечений. При определении значения критической силы N_cr, входящей в формулу (48) для определения коэффициента η, учитывающего влияние прогиба на прочность сечения, необходимо учитывать значение коэффициента φ_i по формуле (51).

П.1.4.4 Расчет элементов сплошного сечения с косвенным армированием и с ненапрягаемой продольной арматурой следует производить согласно требованиям П.1.4.1 Б) и П.1.4.2. В расчет следует вводить часть бетонного сечения, ограниченную крайними стержнями сеток поперечной арматуры или спиралью (считая по ее оси), и подставлять в расчетные формулы вместо R_b приведенную призменную прочность R_b,red. Гибкость  элементов с косвенным армированием не должна превышать при армировании: сетками — 55, спиралью — 35 (где i_ef — радиус инерции вводимой
в расчет части сечения).

Значения R_b,red следует определять по формулам:

а) при армировании сварными поперечными сетками

R_b,red = R_b + φμ_s,xyR_s,                                                            (П.35)

                                                     (П.36)

В формулах (П.35) и (П.36):

R_s       — расчетное сопротивление растяжению арматуры сеток;

n_x, A_sx, l_x — соответственно количество стержней, площадь поперечного сечения и длина стержней сетки в одном направлении (считая в осях крайних стержней);

n_y, A_sy, l_y — то же, в другом направлении;

A_ef       — площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток (считая по осям крайних стержней), м²;

S        — расстояние между сетками (считая по осям стержней), если устанавливается одна сетка, то значение s принимается равным 0,07 м;

j        — коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле

                                                                      (П.37)

при                                                                (П.38)

В формуле (П.38) R_s и R_b принимаются в мегапаскалях, μ = μ_s,xy.

Площади поперечного сечения стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлениях должны различаться не более чем в 1,5 раза;

б) при армировании спиральной или кольцевой арматурой   

                                            (П.39)

где R_s — расчетное сопротивление арматуры спирали;

e_c — эксцентриситет приложения продольной силы (без учета влияния прогиба);

μ  — коэффициент армирования, определяемый по формуле

                                                                         (П.40)

здесь A_s,cir — площадь поперечного сечения спиральной арматуры, м²;

d_ef — диаметр части сечения внутри спирали, м;

s  — шаг спирали, м.

При учете влияния прогиба на несущую способность элементов с косвенным армированием следует пользоваться требованиями 9.3.23, определяя момент инерции для части их сечения, ограниченной крайними стержнями сеток или заключенной внутри спирали. Значение N_cr, определенное по формуле (49), необходимо умножить на коэффициент  (где c_ef  равно высоте или диаметру учитываемой части бетонного сечения), а при определении δ выражение  в формуле (52) следует заменить на  (где  Косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что несущая способность элемента, определенная с учетом A_ef и R_b,red, превышает его несущую способность, определенную по полному сечению A_b и с учетом R_b (но без учета косвенной арматуры). Кроме этого, косвенное армирование должно соответствовать конструктивным требованиям 9.6.8.17.

П.1.4.5 При расчете элементов с косвенным армированием наряду с расчетом по прочности следует производить расчет, обеспечивающий трещиностойкость защитного слоя бетона. Этот расчет следует производить согласно требованиям П.1.4.1 Б) и П.1.4.2 под эксплуатационной нагрузкой (при γ_f = 1), учитывая всю площадь сечения бетона и принимая вместо R_b и R_s расчетные сопротивления R_bn и R_sn для предельных состояний второй группы, а также принимая расчетное сопротивление арматуры сжатию равным R_sc,ser, но не более 400 МПа.

П.1.5 Расчет центрально растянутых элементов

При расчете сечений центрально растянутых железобетонных элементов все расчетное усилие должно полностью восприниматься арматурой, при этом требуется соблюдение условия

N £ R_sA_s + R_pA_p,                                                                  (П.41)

где  N  — продольное растягивающее усилие, приложенное центрально, кН.

П.1.6 Расчет внецентренно растянутых элементов

Расчет сечений внецентренно растянутых железобетонных элементов следует производить в зависимости от положения продольной силы N исходя из следующих условий:

а) если продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в соответствующей арматуре (рисунок П.9 а)), причем все сечение растянуто, то в этом случае вся расчетная сила должна быть полностью воспринята арматурой и расчет следует производить, используя условия:    

                                 (П.42)

                      (П.43)

б) если продольная сила N приложена за пределами расстояний между равнодействующими усилий в соответствующей арматуре (рисунок П.9 б)) с расположением нейтральной оси в пределах ребра, то прочность сечения следует устанавливать из условия    

   (П.44)

Высоту сжатой зоны бетона x следует определять по формуле  

                        (П.45)

Если полученное из расчета по формуле (П.45) значение x > ξ_yh₀, то в условие (П.44) подставляют x > ξ_yh₀, где ξ_y определяется согласно 9.4.8.

Учет работы сжатой арматуры следует производить согласно 9.4.7. Однако если без учета этой арматуры величина  а с учетом ее  то расчет по прочности следует производить
из условия

                                        (П.46)