Расчет арматуры на срез между двумя бетонными поверхностями
Не знаю насчет СП, а по старым СНиПам такой методики не было. Хотя понятно, что арматура работает как нагели на сдвиг.
Раньше старались конструктивно избегать такого или вводить поперечную арматуру – для нее есть методика расчета по СНиП.
Границу бетонирования очистить, сделать насечки – и практически исключить ослабление за счет шва бетонирования.
По-сути, при достижении предельного состояния по несущей способности разрушается бетон в области контакта с боковой поверхностью арматуры в месте плоскости среза, срезается арматура и разрушается граница старого и нового бетона по плоскости среза. Что происходит раньше, или позже, или одновременно?
Надо иметь нормы, регламентирующие именно этот случай. Или проверять экспериментально – если норм таких нет.
Обычно, при расчете балки на поперечную силу, нагельный эффект продольной арматуры в явном виде не учитывается. Но нагельный эффект есть, а еще продольная арматура мешает расхождению берегов трещины и помогает их взаимному зацеплению.
То есть без продольной арматуры несущая способность ниже. Насколько? СнИп не дает ответа на этот вопрос. Очевидно есть исследования и, возможно, их отражение в нормах других стран.
Проектирование зданий и частей зданий
Вопрос давний, периодически возникающий, но так и не решенный в наших нормах.
Крепление тех же наружных стен из мелкоштучки (пусть блоки БГМ) арматурными стержнями (штырями) к несущим жб конструкциям.
В случае с БГМ определяется работой на смятие материала блоков.
У тяжелого бетона тоже смятие не лишним будет посмотреть, прежде чем за срез самой арматуры заморачиваться, как правильно заметил engineer_a.
В свое время приходилось подсматривать предельное “усилие на срез” (на сдвигающую силу) конкретного соединения в разных системах крепежа.
Допустим установка анкеров (в том числе арматурных стержней) на клей по системе Hilti и пр.
Некоторым образом вопрос раскрыт в статье “Не сдует ли ветер стены с высоток?”, авторы из УралИИПроект РААСН (см. вложение).
PS: “Рекомендации по проектированию стальных закладных деталей для железобетонных конструкций” тоже приходится посматривать в данных случаях.
спасибо за ответы!
я сейчас заглянул в расчет закладных деталей по новому СП. Так там сейчас изменения. По старым рекомендациям для расчета закладных деталей коеффициенты всякие были, которые и диаметр арматуры учитывали. А сейчас в ф-ле на поперечную силу стоит постоянный коеф. 1,65 и корень произведения прочности бетона на прочность стали(ну и все помножено на площадь арматуры). К примеру если считать сопротивление сдвигу по этой ф-ле, при заданной площади арматуры, для стерженй стали А400 и бетона Б30, получим: несущая способность на срез – 1,65х(корень(17х400/1,15)х площадь_арматуры=126,9х площадь_арматуры.
По еврокоду при гладкой поверхности бетона(без учета работы бетона, одной только арматуры) имеем:
несущая способность на срез – 0,5х400/1,15х площадь_арматуры=173,9х площадь_арматуры.
По сравению с еврокодом, СП дает запас 173,9/126,9 порядка 40проц.
Проектирование зданий и частей зданий
Несущая способность нагеля на сдвиг определяется в соответствии с [12] и по формуле:
Du = 1,3d3 √RbRs ,
где d – диаметр нагеля, мм,
Rb – расчетное сопротивление бетона на сжатие, МПа,
Rs – расчетное сопротивление бетона на растяжение, МПа.
Формула записана в пособии криво (с опечаткой).
По наводке из книги [12] – это формула Расмуссена
можно по ссылке посмотреть или в самой книге.
Проектирование зданий и частей зданий
На сколько понимаю, речь о
СТО-36554501-023-2010 Устройство арматурных выпусков, установленных в бетон по технологии «HILTI REBAR»
У “фишера” есть подобное “хилти” СТО.
СТО 36554501-041-2015 Устройство арматурных выпусков в бетоне с применением инъекционных составов «FISCHER»
Возможно в нём есть информация по расчету арматурного стержня на сдвиг, не вчитывался ещё.
Добавлено 1.
Лучше смотреть первоисточник. На сколько помню, базой для расчетов вышеперечисленных систем анкерного крепежа является
ETAG 001 Metal anchors for use in concrete (Annex C: Design methods for anchorages).
СТО СРО-П 60542948 00036-2015 является копией сырого документа АО “НИЦ “Строительство” (СТО 36554501-039-2014), который в настоящее время актуализирован – СТО 36554501-048-2016
что касается анкеров, установленных в готовое основание, и вклееной арматуры, то это эти технологии хотя имеют схожие технические приемы, но отличаются в расчетных требованиях.
1. Анкеры – рассчитывают в Европе по ETAG Annex C
2. Вклейку – рассчитывают по Eurocod 2
Что касается расчете на сдвиг анкерных креплений, положения расчета можно посмотреть в СТО АО “НИЦ “Строительство”, расчет выполняется по стали анкера, с учетом наличия либо отсутствия “плеча” сдвигающей силы.
Расчет вклеенной арматуры следует выполнять по аналогии с традиционным армированием, по Пособию к СНиП 2.03.01-84* по расчету сборно-монолитных конструкций. В 2016г -2017 НИИЖБ был разработан проект свода правил по проектированию сборно-монолитных конструкций, который также включает положения по расчету швов, в том числе с поперечным армированием.
Расчет арматуры на срез между двумя бетонными поверхностями
Расчет арматуры на срез между двумя бетонными поверхностями Железобетонные конструкции
Источник: forum.dwg.ru
Обучение и техническая поддержка для проектировщика
расчет стального круга (прутка)
Расчет стального прутка (статья дана для сведения):
Стальной круг – это прут, изготовленный горячекатаным способом и имеющий круглое поперечное сечение без полой области внутри.
Стальные круги изготавливаются из стали высокого качества, поэтому они устойчивы к коррозии, влиянию агрессивных веществ, неблагоприятных погодных условий и имеют большой срок эксплуатации.
Его применяют в строительстве для армирования материалов, возведения ограждений, в автомобилестроении для деталей и узлов автомобилей, в космической промышленности, а также для производства труб и технических изделий: шпилек, болтов, мелких шаров.
Материал прутка Ст3. Диаметр возьмем например 10 мм. Нагрузка 790 кг.
Сталь марки Ст3 предназначена для изготовления горячекатаного проката –сортового, фасонного, толстолистового, тонколистового, а также труб, поковок и штамповок, лент, проволки, метизов.
ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества.
Буквы “Ст” обозначают сталь, цифры – условный номер марки стали в зависимости от химического состава (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 всего семь), буква Г (если она присутствует в маркировке) – марганец при его массовой доле в стали 0,8% и более, буквы кп, пс, сп – степень раскисления стали, кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная.
Раскисление стали – процесс удаления из жидкой стали, находящегося в ней кислорода.
ГОСТ 380-2005 не предусматривает обозначение стали Ст3 в виде «Ст3» – без букв «кп», «пс» и «сп». Этот стандарт определяет марки стали Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, а также их модификации с повышенным содержанием марганца – Ст3Гсп и Ст3Гпс.
Согласно ГОСТ 535-2005 “Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия (данные взял из таблицы 2), смотри таблицу 1 ниже
Таблица 1 – марка стали и предел текучести
Сталь Ст3кп применяют в основном для второстепенных и малонагруженных элементов сварных элементов и не сварных конструкций, работающих в интервале температур от минус 10 до 40 °С.
Стали Ст3пс и Ст3сп применяют в более ответственных случаях, например, для несущих и ненесущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах.
Из сталей Ст3Гпс и Ст3Гсп изготавливают фасонный и листовой прокат толщиной до 36 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до + 45 °С, а также для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температуре от -40 до +45 °С.
[τср] – допустимое напряжение на срез = (0,4-0,6)*Gт,по литературе Биргер И.А., Шарр Б.Ф. “Расчет на прочность деталей”.
1) [τср] = (0,4-0,6)*Gт = 0,4*245 (для стали Ст3сп) =98МПа/9,8=10 кгc/мм2. (худший вариант)
2) [τср] = (0,4-0,6)*Gт = 0,5*245 (для стали Ст3сп) =122,5МПа/9,8=12,5 кгc/мм2.
ВЫВОД: 790 кг. это максимальная нагрузка на стальной пруток 10мм. на срез при варианте 1
и 980 кг. при варианте 2.
Рассмотрим вариант сделанный в расчетной программе
Согласно отраслевого стандарта “Металлы. Методы испытания на срез. ОСТ 1.90148-74”
Сопротивление срезу (tср (тау среза) определяют с точностью до 0,1 кгс/мм2 по формулам:
Данный отраслевой стандарт будет использовать для расчета в программе.
Формулы для определения сопротивления среза
Минимальная длина отрезков проволоки, заклепок, болтов и специальных образцов, предназначенных для испытания на двойной срез, должна соответствовать длине, указанной в таблице 2, а предназначенных для испытания на одинарный срез – в таблице 3.
Берем данные по таблице 3 для одинарного среза, получаем:
диаметр до 12 (у нас 10мм.), минимальная длина отрезка 16 мм., толщина ножа 8мм.
Результат для первого варианта:
Рисунок 2 Рисунок 3
Нагрузка 790 кг, напряжение 253 МПа, смещение 0,004 мм.
Обучение и техническая поддержка для проектировщика
Стальной круг (пруток), выбор и подбор. Сайт Проф-иль.
Источник: prof-il.ru
Особенности применения и расчёт арматуры для фундамента
Ленточный фундамент как основание строения применяют в индивидуальном строительстве потому, что его можно построить собственными руками. Поскольку бетон достаточно хорошо выдерживает силы сжатия, то размеры подошвы основания в зависят от несущей способности грунта.
Изображение 1. Схема последовательности вязки арматуры.
Однако какой бы запас прочности ни был заложен, нет уверенности в том, что под действием изгибающих усилий хрупкий бетон не треснет. Для того чтобы он мог сопротивляться изгибающим моментам, его армируют ребристыми металлическими стержнями. Поэтому необходимо выполнить расчет арматуры для фундамента. Стержни делают ребристыми, чтобы обеспечить надежное сцепление бетона с металлом. Как рассчитать арматуру?
Расчет размеров фундамента
В нормативной документации на строительство фундаментов имеется требование, обоснованное соответствующими расчетами, по которому можно определить, сколько для него необходимо металла, его количество.
Площадь продольных металлических стержней Scn должна быть не меньше, чем 0,1% площади сечения Sф. Такое соотношение обосновано расчетами, выполненными специалистами.
Прежде чем рассчитать арматуру на фундамент, необходимо вначале определение его параметров. Ширина верхней части (среза) должна быть на 10 см шире толщины стены. Остается определить его высоту и ширину подошвы.
Изображение 2. Схема соединения арматуры в местах пересечения стен.
Высоту обычно определяют по глубине промерзания грунта. Подошва должна быть примерно на 20 см ниже глубины промерзания. Пусть глубина промерзания в районе строительства составляет 1 м. Тогда высота составит 1,2 м, а дом имеет размеры 8×10 м с двумя внутренними стенами (продольной и поперечной).
Чтобы рассчитать ширину подошвы, необходимо знать общий вес строения с учетом веса самого фундамента.
Вначале считают, что ширина подошвы равна ширине среза, и определяют вес. Если начертить эскиз дома в плане, то легко установить, что общая длина среза Lср (с учетом внутренних стен) будет равна:
где Lдл Lш — длина и ширина дома соответственно,
h — ширина среза.
Пусть h=0,5 м, тогда
В результате имеем Vф = 48×0,5×1,2 = 28,8 м 3 . При удельном весе тяжелого бетона, равном 2500 кг/м 3, общая масса составит 72 т.
После этого определяем общей вес сооружения Q и проверяем выполнение условия:
где q — несущая способность грунта, кг/см 2 ,
Sпод — площадь подошвы, равная площади среза, то есть
Sпод =Lср×h=48×0,5=24 м 2 =24·10 4 см 2 .
Изображение 3. Схема армирования фундамента в углах.
Если в основании находится плотный сухой суглинок с q=3 кг/см 2 , то Qрас составит:
Qрас= q·Sпод=3·24·10 4 =72·10 4 кг=720 т.
Для суглинка средней плотности, насыщенного влагой с q= 1 кг/см 2, выдерживаемая масса 240 т.
Если условие (2) не выполняется, то следует расширить подошву, оставив неизменным срез. То есть в сечении получим не прямоугольник, а трапецию, что приведет к увеличению объема и веса. Снова проверяем выполнение условия (2).
Расчет арматуры по весу
Пусть условие (2) выполняется при равенстве среза и подошвы фундамента: в сечении он имеет прямоугольную формы и площадь:
Руководствуясь указанием нормативных документов, определим, что общее сечение продольной металлической арматуры должно быть равно:
Диаметры стандартных стержней известны, остается определить площадь их сечения и найти общее количество. При этом необходимо учесть определенные требования документации, касающиеся создания металлического каркаса, что несколько усложнит расчет.
- Для ленточного монолитного фундамента диаметр стержня должен быть не менее 12 мм.
- Если стержни наращивают внахлест, то перекрытие должно составлять не менее 1 м.
- Для защиты от ржавления она должна находиться на глубине не менее 40 мм
- В горизонтальной плоскости расстояние между стержнями не должно превышать 400 мм.
- Диаметр поперечной арматуры должен быть в 4 раза меньше диаметра продольной, но и не менее 6 мм, а если высоте каркаса более 80 см, он должен быть не менее 8 мм.
- Запрещено верхний ряд стержней смещать относительно нижнего.
- Расстояние между поперечными стержнями не должно превышать 600 мм.
Виды арматурных изделий.
Определим количество стержней, руководствуясь п.1, то есть приняв диаметр 12 мм. Это значит, что площадь поперечного сечения (πR 2 ) составит 113 мм 2 или 1,13 см 2 , а общее количество составит 6:1,13=5,3, то есть 6 стержней. Под срезом и над подошвой должно быть по 3 стержня. При ширине среза в 500 мм расстояние между арматурой меньше 400 мм (п.4 требований). Расстояние от этих плоскостей до стержней должно быть не менее 40 мм.
Расчет арматуры выполним, считая, что стандартная длина имеет ряд 3, 6, 9 и 12 м. При нахождении количества стержней в одной ветке необходимо учитывать, что каждый стык внахлест уменьшает длину на 2 м (п.2 требований). Поэтому на одну линию при длине 48 м потребуется 24 стержня длиной 3 м (общая длина 72 м), 10 штук — 6 м (общая длина 60 м) и 6 штук — 9 м (общая длина 54 м). На 6 веток потребуется, соответственно, 432, 360 и 324 м.
В продаже обычно продают металл по весу. Вес 1 м диаметром 12 мм составляет 0,888 кг. Поэтому 3-метровых получится 384 кг, 6-метровых 320 кг и 9-метровых — 288 кг.
Расчет арматуры, необходимой на обвязку каркаса
В соответствии с п.5 требований диаметр продольных стержней должен быть не менее 8 мм, так как высота каркаса превышает 80 см. С учетом выполнения требования п.3 расстояние между нижним и верхним рядом должно быть равно 1 м, а расстояние между крайними стержнями не более 0,4 м. исходя из этих размеров длина вертикального стержня должна быть не более 1,1 м, а горизонтального не более 0,45 м, то есть общая длина поперечных стержней в одном сечении будет равна 3,1 м.
Учитывая, что шаг арматуры между поперечными стержнями не должен превышать 0,6 м (п.6 требований), таких сечений по всему периметру здания и с учетом внутренних частей должно быть 48/0,6=80 шт., то есть количество арматуры (длина) составит 3,1×80=248 м.
При этом необходимо правильно обвязывать арматуру на фундамент (каркас). Можно стержни скреплять с помощью сварки. Однако в местах сварки нарушается структура металла и, следовательно, его прочность. Поэтому для формирования каркаса применяют обожженную мягкую проволоку круглого сечения. Кусок проволоки определенной длины сворачивают в петлю, которую пропускают под крестовиной соединяемых стержней, затем в петлю пропускают второй конец, и все это скручивают специальным крючком. Получается закрепление, показанное на изображении 1.
Чтобы арматура находилась на определенном расстоянии от стенок траншеи, применяют бобышки, которые необходимо приобрести в торговой сети. Как должно выглядеть соединение арматуры в местах пересечения стен, показано на изображении 2. Изображение 3 демонстрирует ее соединение в углах траншеи. Здесь же видны места установки бобышек (подставки), показанные прямоугольниками.
Следует отметить, что расчет основания любого сооружения намного сложнее. Однако даже в результате приведенного расчета понятно, что чем длиннее металлические стержни, тем выгоднее их приобретать.
Особенности применения и расчёт арматуры для фундамента
Расчёт арматуры для фундамента используется перед закладкой основания дома. Начиная расчеты, необходимо знать параметры фундамента: высоту и толщину.
Источник: moifundament.ru
Расчет поперечного армирования по модели наклонного сечения
При расчете на действие поперечной силы по модели наклонного сечения должно выполняться условие:
В соответствии с СП 63.13330.2012:
Реализованный в ЛИРЕ САПР вариант расчета на поперечную силу предполагает следующее:
- из каждого расчетного сечения стержня простраивается ряд наклонных сечений,
- проекция наклонного сечения С изменяется в пределах от ho до 2ho,
- перебором с изменением С на 10% вычисляются:
Qb→Qsw=Q-Qb→qsw=Qsw/(С*φsw)→(Asw/sw)=qsw/Rsw, - за расчетное поперечное армирование принимается max из полученных Asw/sw [см 2 /1.м.п.] (Asw/sw – интенсивность поперечного армирования на 1 м.п.)
Для стержней чтобы перейти к конкретному диаметру арматуры следует задаться шагом sw, тогда Asw=(Asw/sw)*sw. Зная Asw и количество срезов хомута в поперечном сечении n, площадь одного стержня Asw,i=Asw/n[см 2 ].
Но также следует проверить достаточно ли при этом поперечного армирования на кручение:
Арматура на кручение должна быть обеспечена замкнутым хомутом, поэтому в строке 3 выводится площадь одного замкнутого хомута с различным шагом вдоль стержневого элемента. Т.е. нужно выбрать из строки 3 максимальное значение вертикальной (ASW1) и горизонтальной (ASW2). У одной грани элемента площадь крайнего поперечного стержня Asw,i должна быть больше, чем требуется из расчета на кручение.
К примеру получили результат:
Т.е. Asw1/sw=8,8см 2 /1м.п.
Принимаем шаг sw=0,2м, тогда Asw=8,8*0,2=1,76см 2 .
При 4 срезах хомута (n=4) Asw,i=1,76/4=0,44см 2 →d8A240C c Asw,i=0,503см 2 .
Проверим достаточность поперечного армирования на кручение:
Арматура исходя из прочности на кручение: Asw*=3,24*0,2=0,648см 2 >Asw,i=0,503см 2
Т.к. Asw* – арматура у одной грани, то окончательно принимаем хомут d10A240C c Asw,i=0,785см 2 .
Для пластин следует помнить, что результаты выводятся на 1п.м. ширины элемента, а площадь поперечного армирования получена при шаге стержней 100см (Asw/sw). Т.е. при определении диаметра стержня следует задаться шагом стержней вдоль наклонного сечения и поперек его (sw и sw┴).
Так, если требуемое поперечное армирование 100(см 2 /1.м.п.)/1м. ширины, шаг стержней в направлении наклонного сечения 0,06м, а в перпендикулярном 0,1м, то площадь одного стержня Asw,i=(100*0,06)*0,1=0,6см 2 .
Расчет поперечного армирования по модели наклонного сечения
Расчет поперечного армирования по модели наклонного сечения
Источник: rflira.ru
Расчет на прочность болтового соединения. Расчет на растяжение пластины
Страницы работы
Содержание работы
Расчет на прочность болтового соединения
Условие прочности при срезе:
, Аср = πd 2 / 4 ∙ k
где k = 1 – число плоскостей среза,
[σ]ср – допускаемые напряжение стали Ст3 при срезе, Па,Аср – площадь поверхности среза, м 2 .
Так как болт ø 10 мм, проведем проверочные расчет:
В проектируемой конструкции одним наиболее нагруженных элементов является ось, которая соединяет две площадки, диаметр оси 6мм, масса, действующая на ось, т = 50 кг, материал оси – Ст3. Проведем прочностной проверочный расчет.
Расчет оси на срез
Из условия прочности на срез определяем диаметр оси:
где F- сила действующая ось, Н,
Асм– площадь среза, мм 2 ,
-допускаемое напряжение при срезе, Нмм 2 .
Силу определим из формулы:
где т – масса, кг,
g – ускорение свободного падения, 1с.
Площадь среза определим из формулы:
где d2– диаметр оси, мм.
Подставляем численное значение составляющих в условие прочности, получим
N– усилие в пластине, Н,
[σ]рас = 125 МПа – допускаемые нормальные напряжения для стали,Усилие посчитаем по формуле:
N = F / 4 = m · g / 4= 50 · 9,81 / 4= 122,6 Н ()
Площадь поперечного сечения пластины:
А = а · b = 0,003·· 0,015 = 0,000045 м 2 ()
[σ]изг – допускаемые напряжения при изгибе, МПа.Рисунок – Расчетная схема площадки.
Так как слабое место посередине, то сила одинаково распределяется по обеим сторонам площадки.
RА = F/2 = 490,5 / 2 = 245,3 Н
F = т · g = 50 · 9,81 = 490,5 Н
Момент сопротивления находим по формуле:
Подставляем полученные данные в условие прочности при изгибе:
Так как максимальные нормальные напряжения во много раз меньше допускаемых напряжений, то запас прочности обеспечен.
Расчет на прочность болтового соединения
Расчет на прочность болтового соединения. Расчет на растяжение пластины Страницы работы Содержание работы Расчет на прочность болтового соединения Условие прочности при срезе: , А ср
Источник: vunivere.ru
Станьте первым!