в.в. габрусенко, Общество железобетонщиков Сибири и Урала, Новосибирск НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО НОВЫМ НОРМАМ* В ПОМОЩЬ ПРОЕКТИРОВЩИКУ 6. Расчет пРочности пРи

местном рис. 6.11 [2] и черт. 15 [3]). Серьезные изменения действии нагРузки коснулись и самого расчета (см. табл. 9 и 11).

Как видно из сравнения, изменились не только Новые Нормы [1] предусматривают только рас обозначения и названия некоторых величин, но и чет на смятие (местное сжатие) и на продавливание.

расчетные формулы. Проще стало вычисление рас Расчет на отрыв, который присутствовал в старых четного сопротивления бетона смятию Rb, loc (за счет Нормах [3], оказался исключенным. Объяснение это отказа от коэффициента a), а для вычисления коэф му найти трудно Ч на отрыв работает нижняя зона фициента jb, учитывающего эффект обоймы, теперь главных балок при опирании на них второстепенных требуется извлекать квадратный, а не кубический балок в монолитных ребристых перекрытиях. Хотя корень. Пока нет сведений, насколько эти изменения подобные перекрытия в настоящее время возводят подкреплены экспериментальными исследованиями, не так часто, но при проверке несущей способ известно только, что старая формула определения ности старых конструкций такой расчет приходится jb, заимствованная из расчета каменной кладки и выполнять. Кроме того, на отрыв работают стенки предложенная еще Баушингером, за семь с лишним балок и ребра сборных ребристых плит, когда к ним десятилетий успешно подтвердила свою правомоч подвешивают грузы (оборудование, трубопроводы и ность.

т.п.). Теперь, в случае необходимости такого расче Для сравнения был выполнен расчет, результаты та, проектировщику придется обращаться к старым которого приведены в табл. 10. В качестве приме Нормам.

ра рассмотрена стена толщиной 500 мм из бетона 6.1. Расчет на смятие класса В10 (Rb = 6 x 0,9 = 5,4 МПа). На нее уложена Расчетная модель в СП [2], как и прежде, осно балка с шириной нижней (опорной) грани 120 мм и вана на объемном напряженном состоянии бетона, глубиной опирания 250 мм, создающая напряжения т.е. с учетом эффекта обоймы, которую создает окру смятия в бетоне стены. Из таблицы видно, что рас жающий бетон. Однако детали расчета подверглись четная несущая способность, определенная по СП, заметным изменениям.

оказалась на 13% ниже определенной по старым В первую очередь, это относится к расчетным Нормам.

схемам смятия. Из их перечня исключены одни и до Есть также ряд изменений в расчете на смятие с бавлены другие, а у сохранившихся схем изменены учетом косвенного армирования в виде сварных сеток, габариты расчетных площадей, т.е. площадей, вклю располагаемых поперек оси силы смятия N (табл. 11).

чающих площадь смятия и площадь обоймы (сравнить Таблица Формулы расчета прочности на смятие (без косвенного армирования) по снип 2.03.01-84* по сп 52-01- Условие прочности: Условие прочности:

N yRb, loc Aloc1, где N yRb, loc Ab, loc, где y = 1 при равномерном давлении, y = 1 при равномерном давлении, y = 0,75 при неравномерном давлении, y = 0,75 при неравномерном давлении, Aloc1 Ч площадь смятия, Ab, loc Ч площадь смятия, Rb, loc = ajb Rb Ч расчетное сопротивление Rb, loc = jb Rb Ч расчетное сопротивление бетона бетона смятию, смятию, a = 1 для бетона классов ниже В25, a = 13,5Rbt/Rb для бетона классов В25 и выше, jb = 0,8Ab, max /Ab, loc 2,5, Ab, max Ч максимальная расчетная площадь (опре jb = 3Aloc2 /Aloc1 2,5, деляется по схемам на рис. 6.11) Aloc2 Ч расчетная площадь смятия (определяется по схемам на черт. 15) * Продолжение. Начало в 4 и 6, 2006.

Габрусенко В.В.

2 (38), ПРОЕКТИРОВАНИЕ и СТРОИТЕЛЬСТВО в Сибири конструкции зданий Таблица Результаты расчета на смятие (без косвенного армирования) по снип 2.03.01-84* по сп 52-01- Расчетная схема смятия (черт. 15,г): Расчетная схема смятия (рис. 6.11,д):

Aloc 1 =120 x 250 = 30 000 мм2, Ab, loc =120 х 250 = 30 000 мм2, Aloc 2 = 1120 x 250 = 280 000 мм2, Ab, max = 620 х 250 = 155 000 мм2, jb = 3280/30 = 2,1 < 2,5, jb = 0,8155/30 = 1,82 < 2,5, a = 1, Rb, loc = 2,1 x 5,4 = 11,34 МПа, Rb, loc = 1,82 x 5,4 = 9,83 МПа, y = 0,75, y = 0,75, Несущая способность: Несущая способность:

Nu = 0,75 x 11,34 x 30103 = 255,15 кН Nu = 0,75 x 9,83 x 30103 = 221,18 кН В результате изменений расчет стал несколько про- армирована горизонтальными сетками с ячейками ще. К числу новшеств следует, в частности, отнес- 100 x 100 мм из проволоки 5 Вр-I (Asx = Asy = 19,6 мм2), ти введение в условие прочности коэффициента y, шаг сеток по высоте s = 100 мм, размеры сеток по который учитывает неравномерность приложения крайним стержням 800 x 400 мм.

нагрузки (опорного давления) и который в старом Из сравнения результатов видно, что при одинако расчете отсутствовал. вых параметрах расчетной схемы, когда Ab, max = Aloc 2, Судить о том, как приведенные изменения коли- расчетные сопротивления смятию неармированного чественно отражаются на результатах расчета, вряд бетона Rb, loc близки. Однако расчетное сопротивле ли возможно, поскольку многое зависит от расчетной ние армированного бетона Rbs, loc, подсчитанное по схемы смятия (т.е. от того, насколько различаются новым формулам, оказалось в полтора раза ниже, между собой параметры схем по старым и новым чем Rb, red. Вызвано это намного более низкой (почти нормам). В примере, приведенном в табл. 10, разни- в 2,5 раза) оценкой положительного влияния косвен ца в результатах вызвана, в первую очередь, именно ного армирования, что, вполне естественно, приводит этой причиной. Для ниже приведенного примера была либо к увеличению расхода арматуры, либо к повы взята расчетная схема (рис. в табл. 12), параметры шению класса бетона, либо к увеличению площади которой (Ab, max и Aloc 2) полностью совпадают. смятия, т.е. к устройству распределительных плит и Исходные данные: на стену толщиной 400 мм т.п. конструктивным мерам.

из бетона класса В15 (Rb = 8,5x0,9 = 7,65 МПа) пе- Как известно, положительная роль косвенного редается нагрузка от колонны с размерами опор- армирования при смятии заключается в ограничении ной площадки 400 x 400 мм. Стена под колонной поперечных деформаций бетона, сдерживании тре Таблица Формулы расчета прочности на смятие (с учетом косвенного армирования) по снип 2.03.01-84* по сп 52-01- Условие прочности: Условие прочности:

N Rb, red Aloc1, где N yRbs, loc Ab, loc, где Aloc 1 Ч площадь смятия, Ab, loc Ч площадь смятия, Rb, red = Rb, loc + jmxy Rs, xy js y Ч см. выше, табл. Ч приведенное расчетное сопротивление Rbs, loc = Rb, loc + 2js, xy mxy Rs, xy 2Rb, loc армированного бетона смятию, Ч приведенное расчетное сопротивление армированного бетона смятию, Rb, loc Ч расчетное сопротивление неармированно- Rb, loc Ч расчетное сопротивление неармированно го бетона смятию (см. выше, табл. 9), го бетона смятию (см. выше, табл. 9), j = 1/(0,23 + y) = 1, js = 4,5 Ч 3,5 Aloc 1 /Aef, js, xy = Ab, loc, ef /Ab, loc y = mxy Rs, xy / (Rs, xy + 10), mxy = (nx Asx lx + ny Asy ly)/(Aef s) Ч объемный mxy = (nx Asx lx + ny Asy ly)/(Ab, loc, ef s) Ч объемный коэффициент армирования, коэффициент армирования, nx, Asx, lx Ч число стержней, площадь сечения nx, Asx, lx Ч число стержней, площадь сечения и длина стержня одного направления, и длина стержня одного направления, ny, Asy, ly Ч то же, другого направления, ny, Asy, ly Ч то же, другого направления, Aef Ч площадь бетона, заключенного внутри Ab, loc, ef Ч площадь бетона, заключенного внутри контура сеток (принимается не более Aloc 2 контура сеток (принимается не более Ab, max), и не менее Aloc 1), s Ч шаг сеток s Ч шаг сеток 2 (38), 16 ПРОЕКТИРОВАНИЕ и СТРОИТЕЛЬСТВО в Сибири конструкции зданий Таблица Результаты расчета на смятие (с учетом косвенного армирования) по снип 2.03.01-84* сп 52-01- Расчетная схема смятия (черт. 15,а): Расчетная схема смятия (рис. 6.11, б):

* границы армирования Aloc 1 = 400x400 = 160103 мм2 Ab, loc = 400x400 = 160103 мм Aloc 2 = 1200x400 = 480103 мм2 Ab, max = 1200x400 = 480103 мм Aef = 800x400 = 320103 мм2 Ab, loc, ef = 800x400 = 320103 мм Rs, xy = 360 МПа Rs, xy = 415 МПа jb = 3480/160 = 1,44 jb = 0,8480/160 = 1, Rb, loc = 7,65x1,44 = 11,02 МПа Rb, loc = 7,65x1,39 = 10,6 МПа nx = 5, lx = 800 мм nx = 5, lx = 800 мм ny = 9, ly = 400 мм ny = 9, ly = 400 мм mxy = (5x19,6x800+9x19,6x400):(320x103100) = 0,0047 ms, xy = (5x19,6x800+9x19,6x400):(320x103100) = 0, y = 0,0047x360 / (7,65 + 10) = 0, j = 1/(0,23 + 0,096) = 3, js = 4,5 Ч 3,5x160103/ 320103 = 2,75 js, xy = 320/160 = 1, Rb, red = 11,02 + 3,07x0,0047x360x2,75 =25,3 МПа Rbs, loc = 10,6 + 2x1,41x0,0047x415 = 16,1 МПа Несущая способность: Несущая способность:

Nu = 25,3x160103 = 4048 кН Nu = 16,1x160103 = 2576 кН щин и, в конечном итоге, в создании обоймы Ч более старые конструктивные требования при смятии, тем эффективной, чем неармированный бетон. Из этого более что они не исключают друг друга.

следует, что наибольшая нагрузка (наибольшие рас- таким образом, новый расчет на смятие имеет тягивающие усилия в стержнях) приходится на сетку, следующие отличительные особенности.

ближайшую к контактной поверхности. Причем, чем 1. Без видимой надобности изменены индексы в обоз ближе к этой поверхности находится первая сетка, начениях одних и тех же величин.

тем эффективнее работает армирование. 2. Несколько сократилось количество вычислительных Это обстоятельство было учтено в старых Нор- операций.

мах (точнее сказать, в УПособии по проектирова- 3. Видоизменились многие расчетные схемы смятия.

нию бетонных и железобетонных конструкцийЕФ, М., 4. У большинства сохранившихся схем уменьшилась 1989). Там было записано, что первая сетка должна расчетная площадь Ab, max (Aloc 2 по старым Нор располагаться на расстоянии 15-20 мм от нагружен- мам), что привело к снижению расчетной несущей ной (контактной) поверхности, а шаг сеток должен способности неармированного бетона.

быть не менее 60 мм, не более 150 мм и не более 5. Резко снизилось расчетное влияние косвенного ар 1/3 меньшей стороны сечения. Размеры ячеек сеток мирования на прочность, что привело к снижению допускались не менее 45 мм, не более 100 мм и не расчетной несущей способности армированного более 1/4 меньшей стороны сечения элемента. бетона.

В Своде правил конструктивные требования на- 6. Почти отсутствуют правила конструирования ар много короче (п. 8.3.16 [2]). Единственная запись там мированных элементов, работающих на смятие.

посвящена только глубине размещения сеток: если БиБлиогРафический список:

толщина элемента Ч более удвоенного большего размера грузовой площади, то глубина лежит в пре- 1.СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные делах удвоенного размера грузовой площади, если конструкции. Основные положения.

менее Ч то в пределах толщины элемента. 2.СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конс Уместно заметить, что термин Угрузовая площадьФ трукции без предварительного напряжения арма в тексте расчета на смятие отсутствует, поэтому туры.

приходится предполагать, что в виду имеется пло- 3.СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные щадь смятия Ab, loc. (Впрочем, авторы СП настолько конструкции (с изменениями 1988 г.).

вольно обращаются со словами и терминами, что читатели постоянно вынуждены строить догадки и (Продолжение в одном из ближайших номе предположения.) ров) Что делать конструкторам, пользующимся СП?

На наш взгляд, следует учитывать как новые, так и 2 (38), ПРОЕКТИРОВАНИЕ и СТРОИТЕЛЬСТВО в Сибири конструкции зданий    Книги, научные публикации