Прочность бетонного элемента при действии местной сжимающей нагрузки

При расчете по прочности бетонных и железобетонных элементов, подвергнутых действию местных сжимающих нагрузок, в качестве прочностной характеристики бетона следует принимать расчетное сопротивление бетона смятию f_cud, которое зависит от расчетного сопротивления бетона сжатию и отношения площади смятия (площади, на которую приложена местная нагрузка), к площади распределения этой нагрузки.

Расчетное сопротивление бетона смятию следует определять по формуле:

(14.1)

где f_cd – расчетное сопротивление бетона сжатию;

a – коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки, принимаемый согласно указаниям главы 4 СНБ 5.03.01-02;

w_u – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии, который следует определять по формуле:

(14.2)

здесь k_u – коэффициент эффективности бокового обжатия при смятии, принимаемый

для тяжелого бетона по формуле:

(14.3)

для мелкозернистого k_u = 12,5;

k_f – принимается в зависимости от схемы приложения нагрузки;

w _u,max – предельное значение коэффициента повышения прочности бетона при смятии, принимаемое по СНБ 5.03.01;

A_c0 – площадь смятия;

A_c1 – площадь распределения, симметричная относительно центра площади смятия.

При действии на плоскость элемента более одной местной нагрузки следует определять для каждой из них площади распределения отдельно. Если в этом случае площади распределения накладываются, следует вводимые в расчет площади распределения ограничить так, чтобы они взаимно не накладывались.

Прочность бетонного элемента, подвергнутого действию местной сжимающей нагрузки, следует проверять из условия:

, (14.4)

где N_sd – равнодействующая расчетных усилий, действующих на площадь смятия A_c0;

f_cud – расчетное сопротивление бетона смятию, определенное при расчетных сопротивлениях бетона сжатию f_cd и растяжению f_ctd, определенных при коэффициенте безопасности по бетону g_c =1.8;

a _u – коэффициент, зависящий от распределения напряжений по площади смятия, равный:

(14.5)

здесь s _u,min, s _u,max – соответственно минимальные и максимальные напряжения сжатия.

При косвенном армировании элементов из тяжелого бетона сварными поперечными сетками прочность сечения, подвергнутого действию местной нагрузки, следует проверять по формуле:

, (14.6)

где N_Sd – равнодействующая расчетных усилий, действующих на поверхность смятия A_c0;

f_cud,ef – приведенное расчетное сопротивление бетона при местном сжатии, определяемое по формуле:

f_cud,eff = f_cud + j ₀× r _xy×f_yd,xy× j _s, (14.7)

здесь f_cud – расчетное сопротивление армированного элемента местному смятию;

r _xy – коэффициент армирования, определяемый по формуле:

(14.8)

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

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

A_eff – площадь бетона, заключенного внутри контура сеток;

s_n – расстояние между сетками;

j₀ – коэффициент косвенного армирования, определяемый по формуле:

1. (14.9)

j_s – коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия определяемый по формуле:

(14.10)

A_ef – площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, и расположенного в пределах площади распределения A_c0.

Условие прочности на отрыв от действия нагрузки, приложенной к нижней грани или в пределах высоты сечения железобетонного элемента

Расчет железобетонных элементов по прочности на отрыв от действия нагрузки, приложенной к нижней грани или в пределах высоты сечения следует производить из условия (рис 14.1):

(14.11)

где F – отрывающая сила;

d_s – расстояние от уровня передачи отрывающей силы на элемент до центра тяжести сечения продольной арматуры;

S f_yd×A_sw – сумма поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, установленными дополнительно по длине зоны отрыва, равной
a = 2d_s + b; где b – ширина площадки передачи отрывающей силы.

Значения d_s и b следует устанавливать в зависимости от характера и условий приложения отрывающей нагрузки на элемент (через консоли, примыкающие элементы и т.д).

Рис. 14.1. Схема для расчета железобетонных элементов на отрыв