Приложение 4 (рекомендуемое). Методы расчета сечений

Приложение 4

(рекомендуемое)

Методы расчета сечений

1. Общие требования

Стальная герметизирующая облицовка и бетон находятся в двухосном напряженном состоянии. Расчет ведется для каждой оси отдельно, влияние напряжений другого направления учитывается расчетным модулем упругости , зависящим от соотношения напряжений по главным осям. Предварительно предполагается равенство напряжений по обеим осям:

, (1)

. (2)

Затем в соответствии с определенными значениями напряжений корректируются значения и методом последовательных приближений, согласно указаниям п. 3.2 данного приложения.

2. Расчет на прочность сечений цилиндрической и сферической частей защитной оболочки, в которой влиянием краевых эффектов можно пренебречь

2.1. Расчет вертикальных и кольцевых сечений цилиндрической и сферической частей защитной оболочки проводится так же, как расчет сечений линейных полос единичной ширины, загруженных усилиями, действующими в плоскости оси симметрии полосы.

2.2. Продольное усилие, вызываемое предварительно напрягаемой арматурой и массой вышележащих конструкций Р, рассматривается как внешнее усилие, приложенное на уровне центра тяжести приведенного сечения (без учета облицовки).

2.3. При составлении расчетной схемы усилий в сечении, нормальном к продольной оси, все продольные силы, действующие выше линии контакта облицовки с бетоном, считаются внешними, приложенными далеко от рассматриваемого сечения. Равнодействующую этих усилий следует считать приложенной в центре тяжести приведенного сечения (без облицовки):

, (3)

где

; (4)

; (5)

; (6)

, (7)

, (8)

; (9)

; (10)

; (11)

; (12)

; (13)

. (14)

При этом должно соблюдаться условие

. (15)

2.4. При расчете на прочность сечений с трещинами, нормальными к продольной оси, в особых режимах допускается изгибающий момент от неравномерного нагрева по высоте сечения бетона (без учета облицовки) определять независимо от высоты сжатой зоны как для сечений со сквозной трещиной.

2.5. Изгибающий момент от неравномерного нагрева по высоте сечения бетона со сквозной трещиной определяется по формуле ( 1,1):

, (16)

где

; (17)

; (18)

. (19)

2.6. Расчет на прочность внецентренно растянутых сечений с трещинами, нормальными к продольной оси, следует проводить в зависимости от положения равнодействующей всех продольных сил , которое определяется по величине ее эксцентриситета относительно центра тяжести приведенного сечения (рис. 2):

1) если продольная растягивающая сила приложена между равнодействующими усилий в арматуре S' и арматуре S и , то расчет на прочность проводится из условия

, (20)

где

; (21)

; (22)

2) если продольная растягивающая сила приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре S' и в арматуре S и , то расчет на прочность проводится из условия

. (23)

2.7. Высота сжатой зоны бетона X определяется по формуле

. (24)

3. Расчет герметизирующей стальной облицовки

3.1. Напряжения в стальной облицовке (расположенной в сжатой зоне сечений оболочки), в которых влиянием краевых эффектов можно пренебречь, и деформирующейся без потери устойчивости, определяются предварительно по формуле:

, (25)

где - мембранные и изгибные напряжения в облицовке от нагрузок строительного периода, не включенных в расчетные сочетания нагрузок (от усадки и ползучести бетона, гидростатического давления бетонной смеси и т.п.).

3.2. Окончательно напряжения в облицовке с учетом двухосного напряженного состояния определяются методом последовательных приближений соотношения по формуле:

, (26)

где - напряжения, действующие по главным площадкам в облицовке и определяемые по формуле (25); - коэффициент условий работы облицовки, учитывающий наличие конструктивных неоднородностей (принимается равным 0,9); - коэффициент условий работы, учитывающий двухосное напряженное состояние:

, (27)

, (28)

- коэффициент, учитывающий податливость анкеров в растянутой зоне (см. п. 2.2.6).

Если при корректировке напряжений усилие в облицовке изменилось более чем на 5% суммы всех продольных растягивающих усилий в направлении, принятом при расчете железобетонного элемента на прочность, то следует проводить повторный расчет на прочность этого элемента, введя уточненный модуль упругости:

. (29)