Изчисляване на стоманобетонни конструкции за поемане на хоризонтални и вертикалнихоризонтални и вертикални сеизмични въздействия

Оразмеряване и конструиране на стоманобетонна шайбастоманобетонна шайба

След определяне на действащите разрезни усилия във всяка една шайба сепристъпва към нейното оразмеряване при приети размери на напречното й сечениеи разглеждана следните комбинации на товарни въздействия:и разглеждана следните комбинации на товарни въздействия:* особена (извънредна) комбинация:

;0,18,095,00,1 ,,,, kEkgkglkgE RRRRR ±++=

където R е съответното разрезно усилие получено при действието на нормативни

* основна (изчислителна) комбинация:

;3,127,127,1 ,,, kqkglkgp RRRR ++=където R е съответното разрезно усилие, получено при действието на нормативнитовари, съответно от постоянни (Rg,k), продължителни (Rgl,k) и кратковременно(Rq,k) действащи товарни или сеизмични въздействия (RE,k), със съответнитекоефициенти на натоварванекоефициенти на натоварване.

Носещата армировка в шайбите за поемане на сеизмичните въздействия секонструира в двата й края в т.н. “глави” на шайбата, като оразмеряването й е нанецентричен натиск със симетрична армировка Във вътрешността на шайбата сенецентричен натиск със симетрична армировка. Във вътрешността на шайбата секонструира двойна мрежа, която се оразмерява за поемането на действащитенормални сили извън равнината на шайбата и действащите срязващи сили.

От особената комбинация на товарните въздействия се определя носещатаОт особената комбинация на товарните въздействия се определя носещатаармировка в главите на шайбите и хоризонталната армировка от мрежите въввътрешността на шайбата, а от основната комбинация се определя необходиматавертикална армировка от вътрешните мрежи.

Оразмеряване в равнината на шайбата на нецентричен натиск със симетрична армировка

Трябва да се имат предвид следните особености:а) коефициентът за определяне на изкълчвателната дължина на шайбата при

брой на етажите n ≥ 7 се завишава с коефициент χ = 1,15:

ц р р р р

р ф χ ,HHl 15,10 == χ

където Н е разстоянието от разглежданото ниво до върха на шайбата.б) размерът на “главите” на шайбите в равнината им се приема:

– от фундамента до най-малко 2 етажа над най-горния сутеренен етаж:;15,0 wc lh =

– в останалите етажи:

( );cm40;5,1max wc bh =където lw e по-големия размер на шайбата, а bw e по-малкия й размер.

в) за армировките А = A = A трябва да бъдат спазени изискванията зав) за армировките Аs AsE AscE трябва да бъдат спазени изискванията заминимален и максимален процент на армиране:

.005,0035,0 minmax =≥=≥= μμμ cwsc hbAААко условието за максималния процент не е изпълнено се увеличава размерът

на скритата колона, а ако не е спазено изискването за минимален процент, то сеприема минималния процент. Минимално допустимата армировка в главата найб 4N14 K > 0 15 4N12 йшайбата е 4N14 при Kc > 0,15 и 4N12 в противен случай.

г) изчислителните съпротивления на бетона Rb и на стоманата Rs и Rsc сеумножават по коефициент на условие на работа γk = 1,2 , като изчислителнотосъпротивление на натиск на армировката Rsc не трябва да е по-голямо от 450МРа.

д) граничната височина на натисковата зона ξR се умножава по 0,85:850 ξξ

Полезната височина h0 за шайбите се получава:

.85,0 RRE ξξ =

cw hlh 5,00 −= cw0

Изчисляването на армировката Аs = AsE = AscE се извършва с помощта нар р s sE scE р щформулите за оразмеряване на правоъгълно сечение на нецентричен натиск прислучай на симетрична армировка

За армировката в главите на шайбата (зоните с концентрация на армировката)се спазват и определени конструктивни изисквания за осовите разстояния междунадлъжните пръти d, както и за осовите разстояния между прътите, осигурени срещуизкълчване (разположени в ъгъл на стреме) dh:

Стремената трябва да бъдат закотвени в главата на шайбата чрез огъвки ср р рдължина не по-малка от 10 пъти техния диаметър.

Хоризонталната армировка от мрежата е необходимо да се огъне за да сезакотви в главата на шайбата (зоната на ограничения бетон).

600/⎧ flH1) Определяме ексцентрицитета:

2) О

;0 aEEE eNMe += ;30/600/max

⎩⎨⎧=w

fla l

He

коефициентът η може да се приеме η = 1,0 поради големите размери на елемента.2) Определяме относителната височината на натисковата зона от равновесното

условие ∑Н= 0 (при симетрична армировка Аs = AsE = AscE и NsE = NscE):

;NN EEξ == ;030

* hbRhbR wbbkwb γγξ

3) Сравняваме относителната височина на натисковата зона ξ с граничната ξRЕ;850 ξξξ =< ;85,0 RRE ξξξ =>

1) Определяме ексцентрицитетаПри ξ ≤ ξRE

;5,05,05,05,0 00 cwEcwE hlehlеe −+≈−+=η) 00 cwEcwEη2) Определяме необходимата армировка от равновесното условие ∑МАsЕ = 0:

( )( ) ;

505,01

*

20

*wb

scEsEs hhRhbRNeAAA −−

===ξξ

( );max AAAA =<

( )5,00 csscEsEs hhR −

3) Сравняваме получената армировка с конструктивната и минималната такава:

и при по-малка от нея се приема минималната или конструктивната армировка.( ).;max min,,, sconsdss AAAA =>

При ξ > ξREПроцесът е итерационен като за първа итерация се приема ξ = 0,5(ξ + ξRE);1) Определяме необходимата армировка от равновесното условие ∑МАsЕ = 0:

( )501 2* hbRNe ξξ ( )( ) ;

5,05,01

0*

0

cs

wbscEsEs hhR

hbRNeAAA−

−−===

ξξ

2) Определяме напрежението в опънната или по-леко натоварената натисковаармировка:

;1112 *

sRE

s R⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

−−

=ξξσ

⎠⎝

3) Определяме подобрена стойност за относителната височината на натисковата3) Определяме подобрена стойност за относителната височината на натисковатазона ξ1 от равновесното условие ∑Н= 0 :

( ) ;0,1*

*

1 ≤−−

=hbR

ARN sssE σξ0hbR wb

При ξ1 > 1,0 се приема ξ1 = 1,0.4) Приемаме нова стойност за относителната височината на натисковата зона ξ :

( )( );5,0 1ξξξ +=и се преминава към стъпка 1). Ако се получи ξ ≤ ξRE се пристъпва към определяне нанеобходимата армировка по процедурата за голям ексцентрицитет. Итерациите

й 5%приключват когато от две съседни итерации се получат стойности с разлика до 5%.

Оразмеряване извън равнината на шайбата по нормални сечения

Оразмеряването е на центричен натиск и се извършва на всяко етажно ниво.Използват се получените нормални сили при основна товарна комбинация.

р

Изкълчвателната дължина на шайбата l извънИзкълчвателната дължина на шайбата l0 извънравнината й се приема равна на съответнатаизкълчвателна дължина за съответното ниво, определенасъс съответните коефициенти във функция на Ойлеровитесъс съответните коефициенти във функция на Ойлеровитеслучаи на изкълчване.

Получената армировка се конструира като вертикалнипръти в две мрежи, поставени от двете страни на късатастрана на шайбата.

;отчитаме0 ϕβλ ⎯⎯⎯ →⎯== wflw bHbl

( )3 EEbb RAAlbRN +−−γϕ ( ) ;3

sc

scscEsEwwbbsv R

RAAlbRNA +=

γϕ

Сумарната площ на вертикалните пръти на мрежата се приема не по-малка от:

;2002502 babaA ≥ μ ;20025,02min wvwvsv babaA =≥ μкъдето av e приетото осово разстояние между тях.

Диаметърът на вертикалните пръти се приема не по-голям от bw/10.

Оразмеряване извън равнината на шайбата по нaклонени сечения

Оразмеряването е на срязване и се извършва на всяко етажно ниво. Използватсе получените напречни сили при особена (извънредна) товарна комбинация.

Получената армировка се конструира като хоризонтални пръти в две мрежи,у р р ру р р р д р ,поставени от двете страни на късата страна на шайбата.

В случаите, когато е спазено условието:

;48,08,0.6,06,0 000 hbRhbRhbRQ bbbk ==≤ γ ;48,08,0.6,06,0 000max hbRhbRhbRQ wbtwbtwbtk≤ γто срязващата сила се поема от бетона и хоризонталната пръти на мрежата сепоставят по конструктивни съображения. В противен случай процедурата е:

2maxQ

( ) ;14 2

02

max

hbRQq

wbtknbsh γϕϕ +=

където ϕb2 = 1,5 при обикновен бетон; γk = 0,8 e коефициент, който се взимаб

Коефициентът φn, отчитащ влиянието на надлъжни осови сили се определя поформулата:

предвид при изчисляване за носеща способност на наклонени сечения с отчитанена сеизмичното въздействие.

формулата:

5,01,00

≤=hbR

N

wbtkn γ

ϕ

Сумарната площ на необходимата хоризонтална армировка от мрежата сеполучава: aqaq

Така получената площ на хоризонталните пръти на мрежата се приема не по-малка от:

.6,12 s

hsh

sw

hshsh R

aqRaqA ==

малка от:;20025,02min whwhsh babaA =≥ μ

където ah e приетото осово разстояние между тях.Д b /10Диаметърът на хоризонталните пръти се приема не по-голям от bw/10.Конструирането на шайбите се извършва като се спазват изискванията на

“Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” и на Наредба№07/2№07/2.

Армировката в скритите колони се конструира като на монолитни колони(Таблица 2 към Приложение 4), съгласно Наредба №07/2, като не се спазва самосгъстяването на стремената Снаждането на прътите е на нивата на етажните плочисгъстяването на стремената. Снаждането на прътите е на нивата на етажните плочикато се спазват изискванията на чл. 200 (3) на “Норми за проектиране на бетонни истоманобетонни конструкции”, а именно – допуска се снаждането чрез застъпванеда стане в едно сечение за всички вертикални опънни пръти ако дължината нада стане в едно сечение за всички вертикални опънни пръти, ако дължината назастъпване llap (по-голямата стойност от дължината на снаждане на опънни пръти вопънна зона и la = 40φ) се увеличи с 50%.