Предельные состояния по несущей способности

Балки

Балки зданий

(1)Р Определение сталежелезобетонным балкам дано в 1.5.2. Основные типы поперечных сечений балок показаны на рисунке 6.1 со сплошной железобетонной плитой или сталежелезобетонной плитой с применением стального профилированного листа. Балками с частичным обетонированием являются балки, в которых обетонирована только стенка стального сечения, а между бетоном и сталью предусмотрено сдвиговое соединение.

Рисунок 6.1 — Типичные поперечные сечения сталежелезобетонных балок

(2) Расчетные значения несущей способности сталежелезобетонных поперечных сечений по изгибающему моменту или/и по вертикальной поперечной силе следует определять в соответствии
с 6.2 — для сталежелезобетонных балок со стальным сечением и 6.3 — для сталежелезобетонных балок с частичным обетонированием.

(3)Р В сталежелезобетонных балках следует проверять:

— прочность критических поперечных сечений (6.2 и 6.3);

— устойчивость плоской формы изгиба (6.4);

— устойчивость при сдвиге (6.2.2.3) и прочность стенки на действие поперечных сил (6.5);

— прочность на продольный сдвиг (6.6).

(4)Р Критические поперечные сечения включают:

— сечения с максимальным изгибающим моментом;

— опоры;

— сечения, подверженные сосредоточенным нагрузкам или реакциям;

— места резкого изменения поперечного сечения, кроме изменения, обусловленного трещино­образованием в бетоне.

(5) Поперечное сечение с резким изменением рассматривают как критическое поперечное сечение, если отношение большего значения несущей способности по изгибающему моменту к меньшему превышает 1,2.

(6) Критическая длина, используемая при проверке несущей способности на продольный сдвиг, равна расстоянию между двумя критическими поперечными сечениями. В данной проверке в критические поперечные сечения также включают:

— свободные концы консолей;

— в элементах переменного сечения; сечения выбирают таким образом, чтобы отношение большего значения несущей способности по изгибающему моменту в пластической стадии к меньшему (при плоском изгибе в одном направлении) для любой пары смежных поперечных сечений не пре­вышало 1,5.

(7)Р Концепции «полного объединения» и «частичного объединения» применимы только для балок, несущая способность критических поперечных сечений которых определяется с учетом пластических деформаций. Объединение является полным, если увеличение количества объединительных деталей не приводит к увеличению расчетной несущей способности элемента по изгибающему моменту. В противном случае объединение является частичным.

Примечание — Ограничения по применению частичного объединения приведены в 6.6.1.2.

Эффективная ширина для поверки поперечных сечений

(1) Эффективную ширину бетонной полки, используемую при проверке поперечных сечений, следует определять в соответствии с 5.4.1.2, с учетом распределения эффективной ширины по длине пролета.

(2) В целях упрощения, для элементов зданий эффективную ширину можно принять постоянной по всей длине зоны положительного изгибающего момента каждого пролета. Эту величину можно принять равной b_eff,1 в середине пролета. Аналогичное предположение применяют по всей длине зоны отрицательного изгибающего момента в обе стороны от промежуточной опоры. Эту величину можно принять равной b_eff,2 на соответствующей опоре.

Несущая способность поперечных сечений балок

Несущая способность по изгибающему моменту

Общие положения

(1)Р Расчетную несущую способность по изгибающему моменту следует определять с учетом жестко-плас­ти­ческих деформаций только в том случае, если эффективное сталежелезобетонное поперечное сечение относится к классу 1 или 2 и если не применяют предварительное напряжение с помощью напрягающих элементов.

(2) Несущую способность по изгибающему моменту поперечных сечений любого класса можно определять в упругой стадии или с учетом нелинейных свойств материалов.

(3) При расчете в упругой стадии и с учетом нелинейных свойств материалов можно считать, что сталежелезобетонное поперечное сечение остается плоским в том случае, если сдвиговое соединение и поперечное армирование запроектированы в соответствии с 6.6 с учетом соответствующего распределения расчетного продольного усилия сдвига.

(4)Р Сопротивление бетона растяжению не учитывается.

(5) Если стальная часть сталежелезобетонного элемента искривлена в плане, то следует учитывать влияние этой кривизны.

6.2.1.2 Несущая способность по изгибающему моменту в пластической стадии M_pl,Rd сталежелезобетонного поперечного сечения

(1) При вычислении M_pl,Rd следует принять следующие допущения:

а) между конструкционной сталью, арматурой и бетоном обеспечивается полное взаимодействие;

б) напряжения в эффективном поперечном сечении стального элемента достигают своего расчетного значения предела текучести f_yd при растяжении или сжатии;

в) напряжения в эффективном поперечном сечении продольной арматуры достигают своего расчетного значения предела текучести f_sd при растяжении или сжатии. В качестве альтернативы сжатую арматуру в бетонной плите можно не учитывать;

г) напряжения в эффективном поперечном сечении сжатого бетона достигают значения 0,85f_сd
и принимаются постоянными по всей высоте между нейтральной осью в пластической стадии и наиболее сжатыми волокнами бетона, где f_сd — расчетное значение цилиндрической прочности бетона на сжатие.

Типичные примеры распределения напряжений в пластической стадии показаны на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 — Примеры распределения напряжений в пластической стадии

в сечении сталежелезобетонной балки с плитой
сплошного сечения и полным объединением при действии
положительного и отрицательного изгибающих моментов

Для сталежелезобетонных поперечных сечений из конструкционной стали марок S420 и S460, если расстояние x_pl между нейтральной осью сечения в пластической стадии и крайним волокном сжатой бетонной плиты превышает 15 % общей высоты h сечения элемента, расчетную несущую способность по изгибающему моменту M_Rd следует принимать равной bM_Pl,Rd, где b — понижающий коэффициент, определяемый по графику, приведенному на рисунке 6.3. Для значений x_pl/h, превышающих 0,4, несущую способность по изгибающему моменту следует определять по 6.2.1.4 или 6.2.1.5.

(3) При расчете в пластической стадии площадь растянутой арматуры следует определять в соответствии с 5.5.1(5).

(4)Р При расчете элементов зданий сжатые стальные профилированные листы не учитывают.

(5) При расчете элементов зданий следует считать, что напряжения в растянутых стальных профилированных листах, включенных в состав эффективного сечения, достигают своего расчетного значения предела текучести f_yp,d.

Рисунок 6.3 — Коэффициент приведения β для M_Pl,Rd