Расчет на местное сжатие Местное сжатие смятие

Расчет на местное сжатие

Местное сжатие (смятие). При местном сжатии нагрузка приложена к элементу на ограниченном участке, бетон работает в условиях стесненных деформаций и прочность его повышается. Создается эффект обоймы за счет удерживающего влияния соседних ненагруженных участков бетона. Эффект обоймы не создается при отсутствии соседнего участка с двух или одной стороны: Угол пирамиды продавливания 45º

Случаи местного сжатия - в стыке колонн с центрирующей прокладкой; - при опирании балок на стены; - при опирании колонн или других элементов на опорные плиты (плиты перекрытия, фундаментные плиты).

Схемы для расчета элементов на местное сжатие в зависимости от расположения местной нагрузки 1 — элемент, на который действует местная нагрузка; 2 —площадь смятия Аb, loc; 3 — максимальная расчетная площадь Аb, max, 4 — центр тяжести площадей Аb, loc и Ab, max;

Схемы местного сжатия, при которых не учитывается повышение прочности бетона у одного края элемента на углу элемента; 5 — минимальная зона армирования сетками, при которой косвенное армирование учитывается в расчете

Расчет прочности элементов на местное сжатие (смятие): Условие прочности: где ψ – коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки; при равномерно распределенной нагрузке ψ =1, при неравномерном (под концами балок, прогонов, перемычек) ψ = 0, 75;

Rb, loc – расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле: 1 ≤ φb ≤ 2, 5 Ab, loc – площадь смятия, Ab, max – расчетная площадь смятия, включает участок, симметричный по отношению к площади смятия.

Сжатые элементы с косвенной арматурой

Площадь сечения центрирующей прокладки Ab, loc намного меньше площади сечения колонны A (приблизительно в 9 раз) • Соответственно напряжения, передаваемые на торец колонны от центрирующей прокладки σloc будут намного больше (приблизительно 9 раз), чем напряжения в основном сечении колонны σ.

Схема работы концевого участка колонны в стыке колонн Развитие трещин в торцевых зонах бетонных (а) и железобетонных (б) элементов при местном сжатии

СУЩНОСТЬ Если в коротком сжатом элементе установить поперечную арматуру, способную эффективно сдерживать поперечные деформации, этим можно существенно увеличить его несущую способность. Такое армирование называется косвенным. Косвенное армирование применяют вблизи стыков сборных колонн, под анкерами и в зоне анкеровки предварительно напряженной арматуры для местного усиления.

Виды косвенной арматуры Спирали, кольца, сетки подобно обойме сдерживают поперечные деформации бетона, возникающие при продольном сжатии. Спирали Для круглых и многоугольных поперечных сечений Сварные сетки Для прямоугольных сечений.

Расчет на местное сжатие элементов с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток: Условие прочности: Rbs, loc – приведенное с учетом косвенной арматуры расчетное сопротивление бетона местному сжатию, определяемое по формуле: Rs, xy – расчетное сопротивление арматуры сеток. φs, xy – коэффициент, эффективности косвенной арматуры, определяемый по формуле:

коэффициент косвенного армирования сетками; где - соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки в одном направлении; - то же, в другом направлении; – площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток; s – расстояние между сетками;

При расчете учитывают лишь часть бетонного сечения Ab, loc, ef, ограниченную крайними стержнями сеток, кольцами или спиральной арматурой. Значение местной силы, воспринимаемой элементом с косвенным армированием, принимают не более удвоенного значения силы, воспринимаемой без косвенной арматуры.

ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУИРОВАНИЮ КОСВЕННОЙ АРМАТУРЫ В ВИДЕ ПАКЕТА ПОПЕРЕЧНЫХ СВАРНЫХ СЕТОК Сетки косвенного армирования располагают в пределах расчетной площади Ab, max. По глубине сетки располагают: при толщине более удвоенного большего размера грузовой площади – в пределах удвоенного размера грузовой площади, при толщине менее удвоенного размера г. п. – в пределах толщины элемента

Расчет на продавливание

Продавливание (местный срез) является результатом действия сосредоточенных сил на ограниченный участок в плитных конструкциях. Участок продавливания представляет собой усеченную пирамиду малым основанием которой является участок приложения местной нагрузки, образующие наклонены к горизонтали под углом 45 0.

Расчет на продавливание производят для следующих конструкций: плиты при локальном приложении нагрузки; фундаменты под колонны; свайные ростверки.

Расчет на продавливание сосредоточенной силы Условие прочности: при действии где F – сосредоточенная сила от внешней нагрузки; Fb, ult - предельное усилие, воспринимаемое бетоном, Fsw, ult – предельное усилие, воспринимаемое поперечной арматурой Аb – площадь расчетного сечения, расположенного на расстоянии 0, 5 h 0 от границы приложения нагрузки

u – периметр контура расчетного поперечного сечения qsw – усилие в поперечной арматуре на единицу длины контура расчетного поперечного сечения Аb – площадь сечения поперечной арматуры с шагом sw, расположенная в пределах расстояния 0, 5 h 0 по обе стороны от контура расчетного сечения по периметру

Несущая способность арматуры принимается не более несущей способности бетона Поперечная арматура учитывается в расчете при.

Поперечную арматуру в плитах в зоне продавливания в направлении, перпендикулярном сторонам расчетного контура, устанавливают с шагом не более 1/3 h 0 и не более 300 мм. Стержни, ближайшие к контуру грузовой площади, располагают не ближе 1/3 h 0 и не далее 1/2 h 0 от этого контура. . Расстояния между стержнями поперечной арматуры в направлении, параллельном сторонам расчетного контура, принимают не более 1/4 длины соответствующей стороны расчетного контура.

Расчет железобетонных элементов на отрыв

При действии нагрузки , приложенной в пределах высоты сечения элемента (например, в месте примыкания второстепенной балки к главной), может произойти отрыв растянутой зоны бетона. Схема отрыва бетона в балках

Расчет на отрыв производится из условия, что отрывающая сила F, умноженная на коэффициент (1 hs/h 0), должна быть воспринята специально поставленной для этого в зоне отрыва поперечной арматурой: где F – отрывающее усилие; hs – расстояние от уровня передачи нагрузки до центра тяжести сечения продольной арматуры; ΣRsw. Asw – сумма поперечных усилий, воспринимаемых хомутами. Длина зоны отрыва а, принимается: b – ширина приложения нагрузки

• • • Конструктивные требования: Число сварных сеток или подвесок должно быть не менее 2; Вертикальных стержней в каждой сварной сетке должно быть 4 диаметра 6; Подвески должны иметь диаметр не менее 10 мм.