Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производят из условия

F ≤ R_btuuh_o, (3.177)

где F - сосредоточенная сила от внешней нагрузки; и - периметр контура расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии 0, 5 h_o от границы площадки опирания сосредоточенной силы F (черт.3.47); h_o - рабочая высота элемента, равная среднеарифметическому значению рабочим высотам для продольной арматуры в направлениях осей х и у. При размерах прямоугольной площадки опирания a x b u = 2(a+b+ 2 h_o).

Черт. 3.47. Схема для расчета железобетонных элементов без поперечной арматуры на продавливание / - расчетное поперечны, сечение; 2 - контур расчетного поперечного сечения; 3 - контур площадки приложения нагрузки, Расчет элементов с поперечной арматурой на продавливание при действии сосредоточенной силы (черт.3.48) производят из условия F ≤ F_{b, ult} + F_{sw, ult}, (3.184) где F_{b, ult} - правая часть условия (3.177);

F_{sw, ult} - предельное усилие, воспринимаемое поперечной арматурой при продавливании и равное F_{sw, ult} = 0, 8 q_swu, (3.185) но принимаемое не более F_{b, ult}, где q_sw - усилие в поперечной арматуре на единицу длины контура расчетного поперечного сечения, равное при равномерном распределении поперечной арматуры

(3.186) A_sw - площадь сечения поперечной арматуры с шагом s_w, расположенная в пределах расстояния 0, 5 h_o по обе стороны от контура расчетного поперечного сечения (см. черт.3.48)

s_w - шаг поперечных стержней в направлении контура поперечного сечения При равномерном расположении поперечной арматуры вдоль контура расчетного поперечного сечения значение и принимается как для бетонного расчетного поперечного сечения согласно п.1.

Черт. 3.48 Схема для расчета железобетонных плит с вертикальной равномерно распределенной поперечной арматурой на продавливание 1 - расчетное поперечное сечение;

46. Косвенное армирование

При расчете на местное сжатие (смятие) элементов без косвенного армирования должно удовлетворяться условие

, (106)

где N — продольная сжимающая сила от местной нагрузки;

j_loc — коэффициент, принимаемый равным: при равномерном распределении местной нагрузки на площади смятия — 1, 00, при неравномерном распределении — 0, 75;

A_loc — площадь смятия;

R_{b, loc} — расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формулам:

; (107)

. (108)*

В формулах (107) и (108*):

R_bt — расчетное сопротивление бетона растяжению для бетонных конструкций;

A_d — расчетная площадь, симметричная по отношению к площади смятия в соответствии со схемами, приведенными на черт. 9.

3.90. При расчете на местное сжатие (смятие) элементов с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие

, (109)

где А_loc — площадь смятия;

R_{b, red} — приведенная прочность бетона осевому сжатию, определяемая по формуле

. (110)

В формуле (110):

R_b, R_s - в МПа;

;

j, m — соответственно коэффициент эффективности косвенного армирования и коэффициент армирования сечения сетками или спиралями [формулы (83), (84) и (87)] согласно п. 3.72*;

Черт. 9. Схемы расположения расчетных площадей A_d в зависимости

от положения площадей смятия А_loc

;

A_ef — площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, при этом должно удовлетворяться условие А_loc < А_ef £ А_d;

A_d — расчетная площадь, симметричная по отношению к площади смятия А_loc и принимаемая не более указанной на черт. 9.

Остальные обозначения следует принимать согласно требованиям п. 3.89*.

Бетон конструкции в зоне передачи на него сосредоточенных усилий (см. черт. 9) должен быть рассчитан на местное сжатие (смятие), а также по трещиностойкости с учетом местных растягивающих напряжений согласно указаниям п. 3.111*.

косвенное армирование. Исследования показывают, что с уменьшением шага хо­мутов s несущая способность коротких сжатых элементов сущест­венно увеличивается (lo/Def < 10 или lo/ief < 35, где D_ef, ief — диаметр ядра сечения элемента без учета защитного слоя и радиус инерции). В целях учета этого явления применяют косвенное армирование: часто постав­ленные кольца, а чаще всего спиральную арматуру. При этом соблюдают следующие условия:

• спирали в плане должны быть круглыми;

• расстояния между витками спирали в осях должны быть не менее 40 мм и не более 100 мм и ¹1$ диаметра сечения ядра колонны, охвачен­ного спиралью;

• спирали должны охватывать всю рабочую продольную арматуру;

• диаметр навивки спирали D должен быть не менее 200 мм. Повышение несущей способности сжатых элементов с косвенной ар­матурой происходит за счет ограничения поперечных деформаций бетон­ного ядра колонны, потому что косвенная арматура, подобно металличе­ской обойме, препятствует поперечному расширению бетона и сохраняет его несущую способность даже после появления продольных трещин. Это происходит до тех пор, пока напряжения в косвенной арматуре не достигнут предела текучести. Именно поэтому особенно выгодно в каче­стве косвенной использовать высокопрочную предварительно напряжен­ную проволоку или канаты.

Бетон в условиях двух- или трехосного обжатия (спиралью и про­дольной силой) может претерпевать в 5... 10 раз больше продольные де­формации без разрушения, чем бетон в условиях одноосного обжатия. Поэтому при испытании колонн со спиральной арматурой в момент, ко­гда напряжения в сечении достигают предела прочности, защитный слой разрушается и отпадает в то время, когда признаков разрушения бетона внутри ядра сечения еще не наблюдается. Увеличение продольных деформаций бетона в условиях косвенного армирования обусловливает возможность применения продольной ар­матуры из сталей повышенной прочности: A-IV и A-V, вместо А-П и А-Ш.

а — в виде сварных сеток; б — в виде спиральной арматуры