сп 63. СП 63.13330.2018. Сведения о своде правил
 Скачать 4.99 Mb.
|
|
СП 63.13330.2018 35 Т а б л и ц а 7.1 l 0 /h 6 10 15 20 0,92 0,9 0,8 0,6 Внецентренно сжатые бетонные элементы, в которых появление трещин не допускается по условиям эксплуатации, независимо от расчета из условия (7.1) должны быть проверены с учетом сопротивления бетона растянутой зоны из условия (7.4) Для элементов прямоугольного сечения условие (7.4) имеет вид (7.5) В формулах (7.4) и (7.5): А – площадь поперечного сечения бетонного элемента; I – момент инерции сечения бетонного элемента относительно его центра тяжести; у t – расстояние от центра тяжести сечения элемента до наиболее растянутого волокна; – коэффициент, определяемый согласно 7.1.11. 7.1.10 Расчет внецентренно сжатых бетонных элементов при расположении продольной сжимающей силы за пределами поперечного сечения элемента производят из условий (7.4) и (7.5). 7.1.11 Значение коэффициента , учитывающего влияние прогиба на значение эксцентриситета продольной силы е 0 , определяют по формуле , (7.6) где N cr – условная критическая сила, определяемая по формуле , (7.7) где D – жесткость элемента в предельной по прочности стадии, определяемая как для железобетонных элементов, но без учета арматуры, согласно 8.1.15. Расчет изгибаемых бетонных элементов по предельным усилиям 7.1.12 Расчет изгибаемых бетонных элементов следует производить из условия М М ult , (7.8) где М – изгибающий момент от внешней нагрузки; М ult – предельный изгибающий момент, который может быть воспринят сечением элемента. Значение М ult определяют по формуле , (7.9) где W – момент сопротивления сечения элемента для крайнего растянутого волокна. Для элементов прямоугольного сечения 0 1 bt t R A N A e y I 0 6 1 bt R b h N e h 1 1 cr N N 2 2 0 cr D N l ult bt M R W СП 63.13330.2018 36 (7.10) 8 Железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры 8.1 Расчет элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы Расчет железобетонных элементов по прочности Железобетонные элементы рассчитывают по прочности на действие изгибающих моментов, продольных сил, поперечных сил, крутящих моментов и на местное действие нагрузки (местное сжатие, продавливание). Расчет по прочности железобетонных элементов на действие изгибающих моментов и продольных сил Общие положения 8.1.1 Расчет по прочности железобетонных элементов при действии изгибающих моментов и продольных сил (внецентренное сжатие или растяжение) следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси. Расчет по прочности нормальных сечений железобетонных элементов следует производить на основе нелинейной деформационной модели согласно 8.1.20–8.1.30, а также на основе предельных усилий: - железобетонных элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечений с арматурой, расположенной у перпендикулярных к плоскости изгиба граней элемента, при действии усилий в плоскости симметрии нормальных сечений согласно 8.1.4–8.1.16; - внецентренно сжатых элементов круглого и кольцевого поперечных сечений – по приложению Д. 8.1.2 При расчете внецентренно сжатых элементов следует учитывать влияние прогиба на их несущую способность путем расчета конструкций по деформированной схеме. Допускается производить расчет конструкций по недеформированной схеме, учитывая при гибкости > 14 влияние прогиба элемента на его прочность путем умножения начального эксцентриситета е 0 на коэффициент , определяемый согласно 8.1.15. 8.1.3 Для железобетонных элементов, у которых предельное усилие по прочности оказывается меньше предельного усилия по образованию трещин (8.2.8–8.2.14.), площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по сравнению с требуемой из расчета по прочности не менее чем на 15 %, или определена из расчета по прочности на действие предельного усилия по образованию трещин. Расчет по прочности нормальных сечений по предельным усилиям 8.1.4 Предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси элемента, следует определять исходя из следующих предпосылок: - сопротивление бетона растяжению принимают равным нулю; - сопротивление бетона сжатию представляется напряжениями, равными R b и равномерно распределенными по сжатой зоне бетона; - деформации (напряжения) в арматуре определяют в зависимости от высоты сжатой зоны бетона; - растягивающие напряжения в арматуре принимают не более расчетного сопротивления растяжению R s ; - сжимающие напряжения в арматуре принимают не более расчетного сопротивления сжатию R sc 2 6 b h W 0 l i СП 63.13330.2018 37 8.1.5 Расчет по прочности нормальных сечений следует производить в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона определяемым из соответствующих условий равновесия, и значением граничной относительной высоты сжатой зоны ξ R , при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R s 8.1.6 Значение ξ R определяют по формуле , (8.1) где s,el – относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных R s , определяемая по формуле ; (8.2) b2 – относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных R b , принимаемая в соответствии с 6.1.20 при непродолжительном действии нагрузки. Для тяжелого бетона классов В70 – В100 и для мелкозернистого бетона в числителе формулы (8.1) вместо 0,8 следует принимать 0,7. 8.1.7 При расчете внецентренно сжатых железобетонных элементов в начальном эксцентриситете приложения продольной силы е 0 следует учитывать случайный эксцентриситет е а , принимаемый не менее: 1/600 длины элемента или расстояния между его сечениями, закрепленными от смещения; 1/30 высоты сечения; 10 мм. Для элементов статически неопределимых конструкций значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения е 0 принимают равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее е а Для элементов статически определимых конструкций эксцентриситет е 0 принимают равным сумме эксцентриситетов из статического расчета конструкций и случайного. Расчет изгибаемых элементов 8.1.8 Расчет по прочности сечений изгибаемых элементов производят из условия М М ult , (8.3) где М – изгибающий момент от внешней нагрузки; М ult – предельный изгибающий момент, который может быть воспринят сечением элемента. 8.1.9 Значение М ult для изгибаемых элементов прямоугольного сечения (рисунок 8.1) при определяют по формуле , (8.4) при этом высоту сжатой зоны х определяют по формуле (8.5) 0 , x h , 0 2 0,8 1 R R s el b x h , s s el s R E 0 R x h 0 0 ( 0,5 ) ( ) ult b sc s М R b x h x R A h a s s sc s b R A R A x R b СП 63.13330.2018 38 Рисунок 8.1 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого железобетонного элемента, при его расчете по прочности 8.1.10 Значение М ult для изгибаемых элементов, с полкой в сжатой зоне (тавровые и двутавровые сечения), при определяют в зависимости от положения границы сжатой зоны: а) если граница проходит в полке (рисунок 8.2, а), т. е. соблюдается условие , (8.6) значение М ult определяют по 8.1.9 как для прямоугольного сечения шириной ; б) если граница проходит в ребре (рисунок 8.2, б), т. е. условие (8.6) не соблюдается, значение М ult определяют по формуле , (8.7) при этом высоту сжатой зоны бетона х определяют по формуле (8.8) Рисунок 8.2 – Положение границы сжатой зоны в сечении изгибаемого железобетонного элемента 0 R x h s s b f f sc s R A R b h R A f b 0 0 0 0,5 0,5 ult b b f f f sc s M R b x h x R b b h h h R A h a ( ) s s sc s b f f b R A R A R b b h x R b СП 63.13330.2018 39 8.1.11 Значение , вводимое в расчет, принимают из условия, что ширина свеса полки в каждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролета элемента и не более: а) при наличии поперечных ребер или при – 1/2 расстояния в свету между продольными ребрами; б) при отсутствии поперечных ребер (или при расстояниях между ними больших, чем расстояния между продольными ребрами) и – 6 ; в) при консольных свесах полки: при . . . . . . . 6 ; при ; при – свесы не учитывают. 8.1.12 при расчете по прочности изгибаемых элементов рекомендуется соблюдать условие В случае, когда по конструктивным соображениям или из расчета по предельным состояниям второй группы площадь растянутой арматуры принята большей, чем это требуется для соблюдения условия допускается предельный изгибающий момент М ult определять по формулам (8.4) или (8.7), подставляя в них значения высоты сжатой зоны 8.1.13 При симметричном армировании, когда значение М ult определяют по формуле (8.9) Если вычисленная без учета сжатой арматуры ( ) высота сжатой зоны x<2a´, в формулу (8.9) подставляют вместо а´ значение Расчет внецентренно сжатых элементов 8.1.14 Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно сжатых элементов производят из условия (8.10) где N – продольная сила от внешней нагрузки; е – расстояние от точки приложения продольной силы N до центра тяжести сечения растянутой или наименее сжатой (при полностью сжатом сечении элемента) арматуры, равное ; (8.11) Здесь – коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба (прогиба) элемента на его несущую способность и определяемый согласно 8.1.15; е 0 – по 8.1.7. Высоту сжатой зоны х определяют: а) при (рисунок 8.3) по формуле f b 0,1 f h h 0,1 6 f f h h h f h 0,1 f h h f h 0, 05 0,1 f h h h 3 f h 0, 05 f h h 0 R x h 0 , R x h 0 R x h , s sc s R A R A 0 ( ). ult s s М R A h a 0 s А 2 x 0 0 ( 0, 5 ) ( ), b sc s N e R b x h x R A h a 0 0 2 h a e e 0 R x h СП 63.13330.2018 40 ; (8.12) б) при по формуле (8.13) Рисунок 8.3 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого железобетонного элемента, при расчете его по прочности 8.1.15 Значение коэффициента при расчете конструкций по недеформированной схеме определяют по формуле , (8.14) где N – продольная сила от внешней нагрузки; N cr – условная критическая сила, определяемая по формуле , (8.15) здесь D – жесткость железобетонного элемента в предельной по прочности стадии; l 0 – расчетная длина элемента, определяемая согласно 8.1.17. Допускается значение D определять по формуле , где E b , E s – модули упругости бетона и арматуры соответственно; s s sc s b N R A R A x R b 0 R x h 0 1 1 2 (1 ) R s s sc s R s s b R N R A R A x R A R b h 1 1 cr N N 2 2 0 cr D N l b b s s s D k E I k E I СП 63.13330.2018 41 I, I s – моменты инерции площадей сечения бетона и всей продольной арматуры соответственно относительно оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения элемента; ; k s = 0,7; l – коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки , но не более 2; здесь M 1 , M l1 – моменты относительно центра наиболее растянутого или наименее сжатого (при целиком сжатом сечении) стержня соответственно от действия полной нагрузки и от действия постоянных и длительных нагрузок; е – относительное значение эксцентриситета продольной силы , принимаемое не менее 0,15 и не более 1,5. Допускается уменьшать значение коэффициента с учетом распределения изгибающих моментов по длине элемента, характера его деформирования и влияния прогибов на значение изгибающего момента в расчетном сечении путем расчета конструкции как упругой системы. 8.1.16 Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно сжатых элементов с арматурой, расположенной у противоположных в плоскости изгиба сторон сечения, при эксцентриситете продольной силы и гибкости допускается производить из условия , (8.16) где N ult – предельное значение продольной силы, которую может воспринять элемент, определяемое по формуле , (8.17) здесь А – площадь бетонного сечения; А s,tot – площадь всей продольной арматуры в сечении элемента; – коэффициент, принимаемый при длительном действии нагрузки по таблице 8.1 в зависимости от гибкости элемента; при кратковременном действии нагрузки значения определяют по линейному закону, принимая =0,9 при и =0,85 при Т а б л и ц а 8.1 Класс бетона при l 0 /h, равном 6 10 15 20 В20 – В55 0,92 0,9 0,83 0,7 В60 0,91 0,89 0,80 0,65 В80 0,90 0,88 0,79 0,64 8.1.17 Расчетную длину l 0 внецентренно сжатого элемента определяют как для элементов рамной конструкции с учетом ее деформированного состояния при наиболее невыгодном для данного элемента расположении нагрузки, принимая во внимание неупругие деформации материалов и наличие трещин. 0,15 (0,3 ) b l e k 1 1 1 l l M M 0 e h 0 30 h e 0 20 l h ult N N , ult b sc s tot N R A R A 0 10 l h 0 20 l h СП 63.13330.2018 42 Допускается расчетную длину l 0 элементов постоянного поперечного сечения по длине l при действии продольной силы принимать равной: а) для элементов с шарнирным опиранием на двух концах – 1,0l; б) для элементов с жесткой заделкой (исключающей поворот опорного сечения) на одном конце и незакрепленным другим концом (консоль) – 2,0l; в) для элементов с шарнирным несмещаемым опиранием на одном конце, а на другом конце: с жесткой (без поворота) заделкой – 0,7l; с податливой (допускающей ограниченный поворот) заделкой – 0,9l; г) для элементов с податливым шарнирным опиранием (допускающем ограниченное смещение опоры) на одном конце, а на другом конце: с жесткой (без поворота) заделкой – 1,5l; с податливой (с ограниченным поворотом) заделкой – 2,0l; д) для элементов с несмещаемыми заделками на двух концах: жесткими (без поворота) – 0,5l; податливыми (с ограниченным поворотом) – 0,8l; е) для элементов с ограниченно смещаемыми заделками на двух концах: жесткими (без поворота) – 0,8l; податливыми (с ограниченным поворотом) – 1,2l. Расчет центрально-растянутых элементов 8.1.18 Расчет по прочности сечений центрально-растянутых элементов следует производить из условия (8.18) где N – продольная растягивающая сила от внешних нагрузок; N ult – предельное значение продольной силы, которое может быть воспринято элементом, определяемой по формуле , (8.19) где А s,tot – площадь сечения всей продольной арматуры. Расчет внецентренно растянутых элементов 8.1.19 Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно растянутых элементов следует производить в зависимости от положения продольной силы N: а) если продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре S и S´ (рисунок 8.4, а) – из условий ; (8.20) (8.21) где N e и N e' – усилия от внешних нагрузок; и – предельные усилия, которые может воспринять сечение. Усилия и определяют по формулам ; (8.22) ; (8.23) , ult N N , ult s s tot N R A ult N e M , ult N e M ult M ult M ult M ult M 0 ( ) ult s s M R A h a 0 ( ) ult s s M R A h a |