Расчет на местное сжатие (смятие)

Тема 6. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

НА МЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ НАГРУЗОК

 

Расчет на местное сжатие (смятие)

 

Если нагрузка приложена к элементу на ограниченном участке, то бетон (см. § 1.1) работает в условиях стесненных деформаций и прочность его повышается. Повышение прочности зависит прежде всего от схемы приложения нагрузки (в средней части элемента или на краю и т. п.), вида бетона, наличия армирования и т. д. [20].

Воздействие местной нагрузки встречается в стыках колонн, при опирании стальной колонны на фундамент, при нагрузках, передаваемых балками на стену, под анкерными плитами и т. п. Нагрузка может передаваться на бетон непосредственно или через прокладки (рис. 6.1, а). Для усиления бетона при необходимости устраивают косвенное армирование (рис. 6.1, б).

При расчете на местное сжатие железобетонных элементов с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие

где N — сжимающая сила от местной нагрузки; ψ — коэффициент, учитывающий равномерность распределения местной нагрузки на площади смятия и способность бетона к перераспределению напряжений, при косвенном армировании ψ = 1; R*_b,loc—приведенная прочность бетона при местном сжатии; A_{loc 1} — фактическая площадь смятия.

где R_b — призменная прочность бетона; φ_b — коэффициент, учитывающий повышение несущей способности бетона при местном сжатии, зависящий от соотношения расчетной A_{loc 2} и фактической А_{lok 1} площади смятия; φ — коэффициент эффективности косвенного армирования; μ_ху — коэффициент косвенного армирования сетками;

Рис. 6.1. К расчету железобетонных элементов на местное действие нагрузок

 

 

R_s,xy — расчетное сопротивление растяжению арматуры сеток; φ_s — коэффициент. Далее даны формулы для коэффициентов:

где A_{loc 2} — расчетная площадь смятия, в A_{lос 2} помимо A_{loc 1} включается дополнительный участок поверхности сжимаемого элемента, вовлекаемый в работу и принимаемый в зависимости от схемы приложения нагрузки (рис. 6.1, в, г) [1]; n_х, A_sx, l_x — соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки в одном направлении; n_у, A_sy, l_y — то же, в другом направлении; s — расстояние между сетками; A_ef — площадь бетона, заключенного внутри контура сеток (считая в осях крайних стержней);

Выражения (6.1) и (6.2) справедливы и при расчете на местное сжатие элементов без косвенного армирования, т. е. когда μ_ху=0. В этом случае второй член правой части уравнения (6.2) будет отсутствовать. Значение R_b вводится в расчет с коэффициентом 0,9 (как для бетонных элементов). Кроме того, коэффициент φ_b ограничивается для тяжелого бетона 1,5 [1], а ψ в формуле (6.1) принимается при равномерно распределенной местной нагрузке на площади смятия — 1, при неравномерном ее распределении (под концами балок) — 0,75.