📄 Įstatymo tekstas
LIETUVOS RESPUBLIKOS APLINKOS MINISTRO
ĮSAKYMAS
DĖL LIETUVOS RESPUBLIKOS APLINKOS MINISTRO 2005 M. SAUSIO 26 D. ĮSAKYMO NR. D1-44 „DĖL STATYBOS TECHNINIO REGLAMENTO STR 2.05.05:2005 „BETONINIŲ IR GELŽBETONINIŲ KONSTRUKCIJŲ PROJEKTAVIMAS“ PATVIRTINIMO“ PAKEITIMO
2006 m. vasario 21 d. Nr. D1-92
Vilnius
Vadovaudamasis Lietuvos Respublikos statybos įstatymo (Žin., 1996, Nr. 32-788; 2001, Nr. 101-3579; 2004, Nr. 73-2545) 8 straipsnio 5 dalimi ir Lietuvos Respublikos Vyriausybės 2002 m. vasario 26 d. nutarimo Nr. 280 „Dėl Lietuvos Respublikos statybos įstatymo įgyvendinimo“ (Žin., 2002, Nr. 22-819) 1.2 punktu,
Pakeičiu statybos techninį reglamentą STR 2.05.05:2005 „Betoninių ir gelžbetoninių konstrukcijų projektavimas“ (toliau – Reglamentas), patvirtintą Lietuvos Respublikos aplinkos ministro 2005 m. sausio 26 d. įsakymu Nr. D1-44 „Dėl statybos techninio reglamento STR 2.05.05:2005 „Betoninių ir gelžbetoninių konstrukcijų projektavimas“ patvirtinimo“ (Žin., 2005, Nr. 17-550, Nr. 98-3711):
1. Išdėstau Reglamento 45 punkto (7.9) formulę taip:
„, (7.9)“.
2. Išdėstau Reglamento 54 punktą taip:
„54. Vielų ir strypų tamprumo modulio vidutinė reikšmė yra 205·10 MPa. Tikroji reikšmė gali kisti nuo 195·103 iki 210·103 MPa ir priklauso nuo gamybos proceso.
Lynų tamprumo modulis 190·103 kN/mm2. Tikroji reikšmė kinta nuo 175·103 iki 195·103 kN/mm2 ir priklauso nuo gamybos proceso. Sertifikatuose turi būti nurodoma tamprumo modulio reikšmė.“.
3. Išdėstau Reglamento 9 lentelės 6, 9, 10 ir 11 punktus taip:
„
6. Greitai pasireiškiantis betono valkšnumas
, kai ,
, kai
,
–
čia: α ir β – koeficientai
α = 0,25 + 0,025fcp ≤<= 0,8;
β = 5,25 – 0,185fcp | ≤<= 2,5,
| ≥=>1,1.
σcp – įtempiai, nustatomi išilginės armatūros Ap1 ir Ap2 masės centrų lygyje, įvertinus nuostolius pagal šios lentelės 1–5 punktus;
fcp – charakteristinis kubinis betono stipris apspaudimo armatūra metu;
χ – koeficientas:
a) natūraliai kietėjusio betono
χ = 1,0
b) šildyto betono
χ = 0,85.
Lengvojo betono, kai fcp ≤<= 11 MPa, daugiklis 40 pakeičiamas į 60
9. Betono valkšnumas (žr. Reglamento 60 punktą):
a) sunkiojo ir lengvojo su tankiais smulkiais užpildais
, kai ;
, kai ,
čia: scp – tas pats kaip šios lentelės 6 punkte, įvertinus nuostolius pagal 1– 6 punktus;
c – koeficientas:
natūraliai kietėjusio betono c = 1,0;
betono, šildyto esant atmosferos slėgiui c = 0,85.
Nuostoliai nustatomi pagal šios lentelės 9 a punktą, padauginus iš 1,3.
Nuostoliai nustatomi pagal šios lentelės 9 a punktą, padauginus iš 1,5.
Nuostoliai nustatomi pagal šios lentelės 9 a punktą, padauginus iš 1,2.
b) smulkiagrūdžio:
A grupė
B grupė
c) lengvojo su poringais lengvaisiais užpildais
10. Betono glemžimas po spiralinės arba žiedinės armatūros vijomis (kai konstrukcijos skersmuo iki 3 m)
–
,
čia fext – konstrukcijos išorinis skersmuo, cm
11. Sandūrų tarp blokų apgniuždymo deformacijos (konstrukcijoms iš blokų)
–
,
čia: n – konstrukcijos siūlių skaičius, įtempiamas armatūros ilgyje;
Dl – sandūros apgniuždymas;
0,3 mm, kai jos užpildomos betonu;
0,5 m – kai sandūra sausa;
l – įtempiamas armatūros ilgis, mm
“
„Pastaba. Įtemptosios Ap2 armatūros išankstinių įtempimų nuostoliai nustatomi taip pat kaip Ap1 armatūros.“.
4. Išdėstau Reglamento 73 punkto 8 pastraipą taip:
„Jeigu elemento pjūviuose, kuriuose lenkimo momentas MEd > 0,9 MEd,max (MEd,max – didžiausias skaičiuotinis elemento lenkimo momentas), armatūra yra suvirinta, tai koeficiento gsy reikšmės:“.
5. Išdėstau Reglamento 86.1 punkto (8.54) formulę taip:
„ (8.54)“.
6. Išdėstau Reglamento 90 punkto (8.66) formulę taip:
„, bet ne daugiau kaip 0,8 absoliutine reikšme, (8.66)“.
7. Išdėstau Reglamento 92 punkto (8.69) formulę taip:
„, (8.69)“.
8. Išdėstau Reglamento 93 punkto paskutinę pastraipą taip:
„Trumpųjų gembių skersinis armavimas turi atitikti reikalavimus, nurodytus Reglamento 257 p.“.
9. Išdėstau Reglamento 104 punkto (9.1) formulės paaiškinimą taip:
„čia:
fcd – skaičiuotinis betono gniuždomasis stipris;
a – koeficientas, įvertinantis ilgalaikį apkrovos poveikį, jos netinkamiausią pridėjimą:
0,85 – kai betono klasė C50/60 ir mažesnė;
0,80 – kai betono klasė C55/67 ir aukštesnė.“.
10. Išdėstau Reglamento 121 punkto (9.18) formulės paaiškinimą taip:
„čia:
d – plokštės naudingasis aukštis;
d = (dz + dy)/2, dz , dy – plokštės naudingasis aukštis atitinkamai z ir y ašių linkmėmis;
ui – nagrinėjamojo kerpamojo pjūvio perimetro ilgis.“.
11. Išdėstau Reglamento 121 punkto (9.21) formulę taip:
„ (9.21)“.
12. Išdėstau Reglamento 122 punkto (9.25) formulę taip:
„ (9.25)“.
13. Išdėstau Reglamento 125 punkto (9.27) formulę taip:
„, (9.27)“.
14. Išdėstau Reglamento 126 punktą taip:
„126. Kai nagrinėjamoje kritinėje plokštumoje veikia priešingos krypties nei VEd išorinė jėga, pvz., grunto slėgis, praspaudžiamoji jėga apskaičiuojama pagal formulę
VEd,red = VEd – ∆VEd , (9.28)
čia:
VEd – koloną veikianti jėga;
∆VEd – nagrinėjamoje kritinėje plokštumoje į viršų veikianti jėga, t. y. į viršų veikiantis grunto slėgis minus savasis plokštės svoris.
VEd = VEd,red / ud.
, (9.29)
čia a – atstumas nuo kolonos krašto iki nagrinėjamos kritinės plokštumos.
Ekscentriniam apkrovimui:
, (9.30)
čia k – randamas 18 lentelėje.
veikia priešingos krypties nei VEd išorinė jėga, pvz., grunto slėgis, praspaudžiamoji jėga apskaičiuojama pagal formulę“.
15. Išdėstau Reglamento 127 punkto (9.31) formulės paaiškinimo pirmą pastraipą taip:
„Asw – kolonos perimetru vienoje eilėje esančias skersinės armatūros skerspjūvio plotas (mm2);“.
16. Išdėstau Reglamento 143 punkto (12.6) formulę taip:
„, (12.6)“.
17. Išdėstau Reglamento 144 punkto (12.7) ir (12.8) formules taip:
„, (12.7)
, (12.8)“.
18. Pripažįstu netekusiu galios Reglamento 147 punktą.
19. Išdėstau Reglamento 160.6 punktą taip:
„160.6. iš anksto įtemptosios armatūros įtempiai lygūs išankstinio įtempimo (atsižvelgiant į visus nuostolius) ir šią armatūrą supančio betono deformacijų prieaugio sukeltų įtempių algebrinei sumai.
Šios prielaidos netaikomos elementams, kuriuos veikia daugkartinis apkrovimas. Turi būti įvertintas iš anksto įtemptosios be inkarų armatūros įtempių ir sumažėjimas įtempių perdavimo zonos ilgyje lbpd (žr. Reglamento 241 p.), dauginant juos iš santykio lx /lpt2. Čia lx – atstumas nuo įtempių perdavimo pradžios iki nagrinėjamojo pjūvio, kuriame tikrinamas plyšio atsiradimas.“.
20. Išdėstau Reglamento 168 punkto paskutinę pastraipą taip:
„(14.17) sąlyga tikrinama ekvivalentinio skerspjūvio sunkio centre ir sijų sienelių ir lentynų susikirtimo vietose. Apskaičiuojant iš anksto įtemptuosius elementus su armatūra be inkarų, reikia įvertinti išankstinio įtempimo sp1 ir sp2 įtempių sumažėjimą jų perdavimo zonoje (lpt2), padauginant iš santykio (žr. Reglamento 241 p.).“
21. Išdėstau Reglamento 168 punkto (14.20) formulę ir jos paaiškinimą taip:
„, (14.20)
čia:
a – koeficientas, priimamas:
sunkiajam betonui – 0,01;
smulkiagrūdžiam ir lengvajam betonui – 0,02.
fck,cube – žr. 5 lentelę.
Tačiau a fck,cube ³ 0,3.
Svarbiausieji betono tempimo (smt) ir gniuždymo (smc) įtempiai apskaičiuojami pagal formulę“.
22. Išdėstau Reglamento 176 punkto (14.25) ir (14.26) formules taip:
„, (14.25)
, (14.26)“.
23. Išdėstau Reglamento 182 punkto (14.33) formulės paaiškinimą taip:
„čia:
– kreivis nuo kintamųjų poveikių (trumpalaikės dalies);
– kreivis nuo nuolatinių ir tariamai nuolatinių poveikių pagal 6.10b [9.5] derinį, neįvertinant išankstinio apspaudimo armatūra.“.
24. Išdėstau Reglamento 182 punkto (14.34) ir (14.35) formules taip:
„ (14.34)
; (14.35)“.
25. Išdėstau Reglamento 182 punkto paskutinę pastraipą taip:
„Kreivių suma imama ne mažesnė kaip . Elementų be išankstinio įtempimo kreiviai ir laikytini lygūs nuliui.“.
26. Išdėstau Reglamento 184 punkto (14.38) formulę taip:
„ , (14.38)“.
27. Išdėstau Reglamento 188 punkto (14.48) formulės paaiškinimą taip:
„čia:
– kreivis nuo charakteristinio poveikių derinio, esant trumpalaikei skaičiuotinei situacijai, nustatomai pagal (6.8 b) [9.5] formulę;
– kreivis nuo tariamai nuolatinio poveikių derinio, esant trumpalaikei skaičiuotinei situacijai pagal (6.10 b) [9.5] formulę, neįvertinant išankstinio apspaudimo įtemptąja armatūra;
– kreivis nuo tariamai nuolatinio poveikių derinio, esant nuolatinei skaičiuotinei situacijai pagal (6.10 b) [9.5] formulę;
– kreivis, kurį lemia elemento išlinkis dėl betono susitraukimo ir valkšnumo nuo išankstinio apspaudimo jėgos Pd pagal (14.36) formulę.“.
28. Išdėstau Reglamento 190 punkto (14.52) formulę taip:
„, (14.52)“.
29. Išdėstau Reglamento 237 punkto (17.2), (17.3) ir (17.4) formules taip:
„lb,min>max{0,6lb; 15f, 100 mm}, (17.2)
lb,min>max{0,3lb; 15f, 100 mm} (17.3)
, (17.4)“.
30. Išdėstau Reglamento 238 punkto 4 pastraipą taip:
„Įdėtinių detalių tempiamųjų inkarinių strypų, inkaruotų tempiamajame arba gniuždomajame betone, kai arba , ilgis apskaičiuojamas pagal Reglamento 237.1 p. nurodymus kaip tempiamiesiems strypams. Esant kitoms įtempių reikšmėms – pagal Reglamento 237.2 p. kaip gniuždomiesiems strypams.“.
31. Išdėstau Reglamento 241 punkto (17.6) ir (17.7) formules taip:
„ (17.6)
. (17.7)“.
32. Išdėstau Reglamento 264.3 punktą taip:
„264.3. visais atvejais naudojant armatūrą, kurios takumo įtempiai fy ³ 600 MPa.“.
33. Pakeičiu Reglamento 268 punkto 45 pav. brėžinį taip:
34. Papildau Reglamentą 4 priedu „Praktinio taikymo vadovas. Konstrukcijų projektavimas tinkamumo ribiniam būviui ir konstrukciniai reikalavimai“ (pridedama).
APLINKOS MINISTRAS ARŪNAS KUNDROTAS
STR 2.05.05:2005
4 priedas
PRAKTINIO TAIKYMO VADOVAS
ĮVADAS
Šiame praktinio taikymo vadove yra pateikti reikalavimai pastatų ir statinių betoninėms ir gelžbetoninėms konstrukcijoms skaičiuoti ir projektuoti iš sunkaus ir lengvojo betono tinkamumo ribiniam būviui. Taip pat pateikiami konstrukciniai reikalavimai, kurių reikia laikytis projektuojant konstrukcijas, tenkinančias abu ribinius būvius: saugos ir tinkamumo. Visi reikalavimai pateikiami vadovaujantis šio Reglamento nurodymais, juos paaiškinant ir iliustruojant skaičiavimo ir konstravimo pavyzdžiais. Duodama papildomų rekomendacijų, reikalingų projektuojant konstrukcijas.
Atitinkamų reglamentų punktų ir lentelių numeriai nurodyti laužtiniuose skliaustuose. Pagrindinės sąvokos, žymenys ir sutrumpinimai pateikti [III, IV] skyriuose. [ ] skliaustuose pateikti žymenys nurodo STR 2.05.05:2005 atitinkamą punktą, formulę ar lentelę, o ([ ]) atitinkamai STR 2.05.04:2003.
I skyrius. PAGRINDINIAI NURODYMAI
I skirsnis. Bendrosios nuostatos
1. Šio Reglamento priedo nuostatos skirtos betoninių ir gelžbetoninių konstrukcijų projektavimui iš sunkiojo įprasto, lengvojo ir smulkiagrūdžio betono, kurio tankis ne mažesnis kaip 2000 ir ne didesnis kaip 2800 kg/m3 tinkamumo ribiniam būviui, ir kai konstrukcijos naudojamos esant ne aukštesnei kaip +50ºC ir ne žemesnei kaip -50ºC temperatūrai.
2. Išankstinis gelžbetoninių konstrukcijų įtempimas naudojamas tokiais tikslais:
2.1. armatūros sąnaudų mažinimui, kai naudojama didelio stiprio armatūra;
2.2. padidinti konstrukcijų atsparumą supleišėjimui ir riboti plyšių atsivėrimą (plotį);
2.3. padidinti konstrukcijų standumą ir sumažinti jų deformacijas (įlinkius);
2.4. perdengti didesnius tarpatramius, esant tam pačiam konstrukcijos skerspjūviui;
2.5. apspausti surenkamų elementų sandūras;
2.6. padidinti konstrukcijų, veikiamų daug kartų pasikartojančių apkrovų, atsparumą nuovargiui;
2.7. sumažinti betono sąnaudas ir konstrukcijų svorį, naudojant aukštos klasės betoną.
3. Išankstinis įtempimas atliekamas dviem pagrindiniais būdais:
3.1. įtempiant armatūrą į formos arba stendo atramas;
3.2. įtempiant armatūrą į sukietėjusį betoną.
Armatūros įtempimas į atramas gali būti atliekamas mechaniniu ir elektroterminiu būdais, o įtempiant į betoną – mechaniniu būdu.
Įtempiant į atramas, naudojama strypinė armatūra: didelio stiprumo viela ir iš jos sudaryti pluoštai (vijos) ir armatūros lynai. Įtempiant į betoną, naudojami iš didelio stiprumo vielos sudaryti pluoštai (vijos) ir armatūros lynai.
4. Saugos ir tinkamumo naudojimui reikalavimų tenkinimui turi būti nustatyti tokie konstrukcijų kokybės pradiniai reikalavimai, kad kartu su patikimumo užtikrinimu, esant pačiam pavojingiausiam poveikių derinimui, neatsivertų neleistino dydžio plyšių, neatsirastų įlinkių, vibracijų ir kitų reiškinių, pažeidžiančių normalų pastato naudojimą, žmonių sveikatą, gamtą, estetinius pastato reikalavimus, normalų technologinį procesą ir kita.
II skirsnis. Pagrindiniai reikalavimai skaičiavimui
5. Gelžbetoninės konstrukcijos skaičiuojamos ne tik stiprumo ir pastovumo (saugos ribinio būvio) tenkinimui, bet ir tinkamumo normaliam naudojimui reikalavimų užtikrinimui (tinkamumo ribinis būvis).
6. Gelžbetoninių konstrukcijų ar atskirų jų elementų skaičiavimas tinkamumo ribiniam būviui atliekamas dviem atvejų stadijų grupėms:
6.1. gamybos, transportavimo ir montavimo – jei atsiradusios jose deformacijos (plyšiai, išlinkiai ir kt.) gali pakenkti konstrukcijų naudojimo savybėms;
6.2. visais atvejais – naudojimo stadijai.
Kiekvienu atveju skaičiavimo schemos turi atitikti konstrukcinį sprendimą ir apkrovų schemą.
7. Skaičiuojant priimamos charakteristinės apkrovų ir poveikių reikšmės ir jų deriniai vadovaujantis STR 2.05.04:2003.
8. Skaičiuojant surenkamas konstrukcijas ar jų elementus poveikiams, atsirandantiems jas keliant, transportuojant ar montuojant, apkrova nuo savojo svorio yra dauginama iš dinaminio poveikio koeficiento, kuris yra:
transportuojant – 1,60;
keliant ir montuojant – 1,40.
9. Tinkamumo ribiniam būviui apskaičiavimą sudaro:
9.1. deformacijų (įlinkių, pasislinkimų, pasisukimų ir pan.), kurios turi įtakos konstrukcijų vaizdui arba efektyviam jos naudojimui, gali sugadinti apdailą arba laikančiuosius elementus, nustatymas;
9.2. vibracijų, gadinančių pastatą ar jo dalis (elementus), mažinančių jų naudojimo efektyvumą, nustatymas;
9.3. plyšių, kurie gali pakenkti konstrukcijos išvaizdai, ilgalaikiškumui, vandens nepralaidumui, pločio ir betono pažeidimui dėl per didelio gniuždymo, galinčio sumažinti jo ilgalaikiškumą, nustatymas.
Plyšių atsiradimas betoninėse ir gelžbetoninėse konstrukcijose apskaičiuojamas iš sąlygos, pagal kurią poveikių efektai, įtempiai ir deformacijos nuo įvairių poveikių ir jų derinių neturi viršyti atitinkamų ribinių dydžių, kuriuos gali atlaikyti konstrukcija plyšių atsiradimo momentu.
Plyšių plotis apskaičiuojamas pagal sąlygą, kad plyšių plotis konstrukcijoje dėl veikiančių poveikių ir jų derinių neviršytų ribinės reikšmės, nurodytos [24] lentelėje, ir priklauso nuo konstrukcijai keliamų reikalavimų, jos naudojimo sąlygų ir aplinkos agresyvumo. Agresyvioje aplinkoje naudojamoms konstrukcijoms reikia numatyti papildomas priemones apsaugai nuo korozijos.
Plyšiai skaičiuojami normaliniuose ir įstrižuose pjūviuose, taip pat iš anksto įtemptų gelžbetoninių elementų galuose – įtempimų perdavimo zonoje.
Konstrukcijų deformacijos apskaičiuojamos su sąlyga, kad įlinkiai, posūkio kampai, poslinkiai ar konstrukcijos virpėjimo nuo įvairių poveikių ir jų derinių parametrai negali viršyti atitinkamų leidžiamųjų ribinių reikšmių, kurios priklauso nuo konstrukcijos ir viso statinio charakteristikų, gretimų ar tarpinių elementų pažeidimų galimybių, technologinių įrengimų, taip pat galimybės susidaryti pavojingoms situacijoms statinio naudojimo metu.
Visiškam ar įlinkio dalies kompensavimui konstrukcija gali turėti pradinį išlinkį, kurio dydis neturi viršyti 1/250 angos.
Surenkamosios monolitinės gelžbetoninės konstrukcijos, taip pat monolitinės su laikančiąja (standžiąja) armatūra abiem ribiniams būviams apskaičiuojamos dviem apkrovų atvejams:
kol betonas pasiekia numatytą stiprį – apkrovoms nuo betono svorio ir kitų apkrovų, veikiančių šiame konstrukcijos gamybos (statybos) etape;
betonui pasiekus visą numatytą stiprį – apkrovoms, veikiančioms šiame etape ir naudojimo metu.
Betoninės ir gelžbetoninės konstrukcijos skaičiuojamos atsižvelgiant į galimą plyšių ir netampriųjų deformacijų atsiradimą betone ir armatūroje. Konstrukcijos ribinės įrąžos ir deformacijos nustatomos naudojantis skaičiuotinėmis schemomis ir modeliais, geriausiai atitinkančiais nagrinėjamo ribinio būvio tikruosius konstrukcijų ypatumus.
10. Reikalavimai plyšių atsiradimui ir jų atsivėrimui priklauso nuo konstrukcijų tipo (įprastos ar iš anksto įtemptos) ir naudojimo sąlygų. Plyšių pločiai taip pat apribojami pagal tai, ar atsiveria nuo trumpalaikio apkrovų poveikio (wlim1), ar ilgalaikio (wlim2) (2 lentelė).
Ilgalaikio plyšių atsivėrimo plotis apskaičiuojamas nuo tariamai nuolatinio poveikių derinio, o trumpalaikio plyšių atsivėrimo plotis nustatomas kaip ilgalaikio plyšių atsivėrimo pločio prieaugio, padidėjus tariamai nuolatiniam poveikiui iki charakteristinio poveikių derinio, suma.
11. Jeigu iš anksto įtemptų konstrukcijų gniuždomoje zonoje, jų gamybos, transportavimo ar montavimo metu atsiveria plyšiai, statmeni išilginiai ašiai, reikia įvertinti pleišėtumo sumažėjimą naudojimo metu tempiamojoje zonoje, taip pat jų įlinkių padidėjimą.
Konstrukcijoms, kurios bus naudojamos veikiant daug kartų pasikartojančioms apkrovoms, tokie plyšiai neleidžiami.
12. Jeigu armavimo koeficientas r >0,05, leidžiama be skaičiavimo priimti, kad stačiakampio ir tėjinio skerspjūvio su lentyna gniuždomojoje zonoje lenkiamų elementų tempiamojoje zonoje yra plyšiai, statmeni išilginei ašiai.
13. Skaičiuojant gelžbetoninių elementų be iš anksto įtemptosios armatūros atsparumą plyšių atsiradimui, turi būti įvertinami poveikiai nuo betono susitraukimo, o skaičiuojant deformacijas (įlinkius), jie gali būti neįvertinami.
14. Konstrukcijų deformacijos (įlinkiai, pasisukimo kampai) skaičiuojamos pasinaudojus statybinės mechanikos formulėmis, priimant kreivių arba standumo reikšmes, nustatomas priklausomai nuo konstrukcijos ar jos ruožų būvio:
14.1. jeigu konstrukcijų tempiamojoje zonoje normalinių plyšių nėra – kreivis (standumas) priimamas kaip nepažeisto (vienalyčio) kūno;
14.2. jeigu tempiamojoje zonoje yra plyšių, statmenų išilginiai ašiai, tai kreivis (standumas) priimamas kaip santykis skirtumo vidutinių gniuždomos betono zonos krašto ir tempiamos armatūros deformacijų su skerspjūvio naudingu aukščiu.
II skyrius. Gelžbetoninių elementų plyšių atsiradimo apskaičiavimas
I skirsnis. Bendrosios prielaidos
15. Gelžbetoniniai elementai apskaičiuojami normaliniams, elemento išilginei ašiai ir įstrižiesiems elemento išilginės ašies atžvilgiu, plyšiams atsirasti.
16. Atsirandant plyšiams normaliniuose išilginei ašiai pjūviuose, lenkiamųjų, tempiamųjų ir ekscentriškai gniuždomųjų gelžbetoninių elementų įrąžos apskaičiuojamos laikantis šių nuostatų:
16.1. galioja plokščių pjūvių hipotezė;
16.2. labiausiai tempiamo betono sluoksnio didžiausias santykinis pailgėjimas lygus ;
16.3. gniuždomos zonos betono įtempiai nustatomi įvertinant tampriąsias ir plastines betono deformacijas. Pastarosios įvertinamos mažinant atstumą tarp skerspjūvio branduolio viršūnės ir sunkio centro (1 pav.);
16.4. tempiamosios zonos betono įtempiai pasiskirstę tolygiai ir yra lygūs stipriui fctk;
16.5. armatūros be išankstinio įtempimo įtempiai lygūs įtempių, sukeltų betono deformacijų prieaugio apie šią armatūrą, taip pat atsiradusių įtempių dėl betono susitraukimo ir valkšnumo, algebrinei sumai;
16.6. iš anksto įtemptosios armatūros įtempiai lygūs išankstinio įtempimo (atsižvelgiant į visus nuostolius) ir šią armatūrą supančio betono deformacijų prieaugio sukeltų įtempių algebrinei sumai.
II skirsnis. Centriškai tempiamųjų elementų skaičiavimas
17. Centriškai tempiamųjų gelžbetoninių elementų plyšių atsiradimo apskaičiavimas atliekamas pagal sąlygą, kad statmeni išilginiai ašiai plyšiai skerspjūviuose neatsiras, jeigu išilginė tempimo jėga NEd nuo išorinių poveikių neviršija plyšių atsiradimo jėgos
, (2.1)
čia Ncr – plyšių atsiradimo jėga.
Ncr jėga elementams be iš anksto įtemptosios armatūros yra apskaičiuojama taip
, (2.2)
čia fcsh,t – tempimo įtempiai dėl susitraukimo; .
18. Betono susitraukimo deformacijos turi esminę įtaką iš anksto neįtemptųjų gelžbetoninių konstrukcijų pleišėjimui. Tempimo įtempiai betone dėl jo susitraukimo apskaičiuojami taip:
. (2.3)
Jeigu scsh,t > fctk, elemente vien nuo betono susitraukimo atsiras plyšiai. Susitraukimo deformacijos priimamos pagal [2] priedą.
19. Tikrinant iš anksto įtemptųjų elementų pleišėjimą, skerspjūvio plyšių atsiradimo jėga bus
, (2.4)
čia Pd – išankstinio betono apspaudimo jėga, priimama lygi įtempių atstojamajai įtemptoje ir neįtemptoje armatūroje:
. (2.5)
Iš anksto įtemptųjų gelžbetoninių konstrukcijų neįtemptoje armatūroje dėl bendro jos ir betono deformavimosi atsiranda pradiniai gniuždymo įtempiai: apgniuždant betoną – jie lygūs iš anksto įtemptosios armatūros įtempių nuostoliams dėl greitai pasireiškiančio betono valkšnumo, o prieš apkraunant konstrukciją – lygūs nuostolių dėl greitai pasireiškiančio valkšnumo, susitraukimo ir betono ilgalaikio valkšnumo sumai.
20. Iš anksto įtemptosios armatūros įtempių nuostoliai, betono apspaudimo jėgos ir įtempių betone apskaičiavimas yra pateiktas [XII] skyriuje.
III skirsnis. Lenkiamųjų ir ekscentriškai gniuždomųjų gelžbetoninių elementų normalinių plyšių atsiradimo apskaičiavimas
21. Lenkiamųjų gelžbetoninių elementų normalinių plyšių atsiradimas tikrinimas pagal sąlygą:
, (2.6)
čia Mr – vienoje pjūvio pusėje esančių išorinių jėgų momentas apie ašį, lygiagrečią neutraliajai ašiai ir praeinančią per branduolio tašką, labiausiai nutolusį nuo pjūvio tempiamosios zonos, kurios plyšių atsiradimas yra tikrinamas pagal [163] punktą. Momentas Mr apskaičiuojamas pagal charakteristinį apkrovų derinį, kai norima įsitikinti, ar elementas supleišės, ir pagal pagrindinį apkrovų derinį, kai naudojamas elementas neturi turėti plyšių.
Dažniausiai pasitaikančiais atvejais, kai veikia ne daugiau kaip dvi Qk1 ir Qk2 kintamosios apkrovos, iš kurių Qk1 yra vyraujantis, derinys bus:
charakteristinis
; (2.7)
tariamai nuolatinis
. (2.8)
Plačiau žr. STR 2.05.04:2003 13 priedą.
Momentas Mcr apskaičiuojamas pagal formulę:
, (2.9)
čia Mr.p – jėgos Pd momentas apie tą pačią ašį, kaip ir skaičiuojant momentą Mr, t. y.
. (2.10)
Kai momentų Mr.p ir Mr veikimo kryptys yra priešingos (2.9) ir (2.10) formulėse yra imamas „pliuso“ ženklas (t. y. kai jėga Pd apgniuždo naudojimo metu tempiamą zoną), „minus“ – kai momentų kryptys nesutampa.
22. Nuo jėgų, veikiančių vienoje skerspjūvio pusėje, momentas Mr apskaičiuojamas taip:
; (2.11)
kai yra ekscentriškai gniuždomieji elementai (1 pav. b)
; (2.12)
kai yra ekscentriškai tempiami elementai (1 pav. c)
. (2.13)
23. (2.10)–(2.13) formulėse dydis r yra atstumas nuo ekvivalentinio skerspjūvio sunkio centro iki branduolio viršūnės, labiausiai nutolusios nuo tempiamos zonos, kurios plyšių atsiradimas yra tikrinamas.
1 pav. Įrąžų schemos ir įtempių diagramos elemento skerspjūvyje, apskaičiuojant normalinių išilginei elemento ašiai plyšių atsiradimą išorinių apkrovų tempiamojoje zonoje, kuri gniuždoma išankstinio apspaudimo jėgos: a – kai yra lenkimas; b – kai ekscentrinis gniuždymas; c – kai yra ekscentrinis tempimas; 1 – branduolio viršūnė; 2 – ekvivalentinio skerspjūvio centras
Kai apskaičiuojamas iš anksto įtemptųjų lenkiamų, ekscentriškai gniuždomų ir ekscentriškai tempiamų elementų (jei NEd £ Pd) stiprumas plyšių atsiradimui, tai atstumas
, (2.14)
kai tikrinamas stiprumas supleišėjimui elementų be išankstinio armatūros įtempimo (jei ), tai atstumas
. (2.15)
Koeficientas j apskaičiuojamas pagal formulę:
, (2.16)
bet imamas ne mažesnis kaip 0,7 ir ne didesnis kaip 1,0.
sc,max – didžiausi gniuždomojo betono įtempiai dėl veikiančios išorinės apkrovos ir išankstinio apspaudimo jėgos, apskaičiuoti kaip tampriajam kūnui ekvivalentiniame pjūvyje.
Ekscentriškai tempiamųjų elementų, jeigu , atstumas
. (2.17)
Ekvivalentinio skerspjūvio atsparumo momentas Weff apskaičiuojamas kaip tampriam kūnui pagal formulę:
. (2.18)
ysc – atstumas nuo ekvivalentinio skerspjūvio sunkio centro iki tempiamos zonos krašto.
Dydis Wpl (2.17) formulėje yra ekvivalentinis skerspjūvio atsparumo momentas labiausiai tempiamo sluoksnio atžvilgiu, įvertinantis tempiamojo betono plastines deformacijas. Jį apskaičiuojant priimama, kad išilginės jėgos NEd ir betono apspaudimo armatūra jėgos Pd nėra, ir apskaičiuojamas pagal formulę:
, (2.19)
Icc – betono gniuždomosios zonos ploto inercijos momentas apie neutraliąją ašį; Is1 ir Is2 – tempiamosios ir gniuždomosios armatūros skerspjūvio plotų inercijos momentai apie neutraliąją ašį.
Neutraliosios ašies padėtis apskaičiuojama pagal sąlygą
, (2.20)
čia Sct ir Scc – betono tempiamosios ir gniuždomosios zonų plotų statiniai momentai apie neutraliąją ašį; Ss1 ir Ss2 – tempiamosios ir gniuždomosios armatūros skerspjūvio plotų statiniai momentai apie neutraliąją ašį; Act – betono tempiamosios zonos skerspjūvio plotas.
Stačiakampiui, tėjiniam ir dvitėjiniam skerspjūviams (2.20) sąlyga įgauna tokį pavidalą:
, (2.21)
čia Seff,t – ekvivalentinis skerspjūvio statinis momentas tempiamo krašto atžvilgiu, apskaičiuotas neįvertinant tempiamųjų lentynų skerspjūvio ploto; Aeff,t – ekvivalentinis skerspjūvio plotas, neįvertinant pusę tempiamų lentynų skerspjūvio ploto.
Šia (2.21) formule nerekomenduojama naudotis, jeigu neutralioji ašis kerta gniuždomąją arba tempiamąją lentynas.
24. Apskaičiuojant plyšių atsiradimą sudėtinių ir blokinių konstrukcijų neklijuotose sandūrose, fctk reikšmė (2.4) ir (2.9) formulėse imama lygi nuliui.
Apskaičiuojant išorinių apkrovų tempiamosios zonos plyšių atsiradimą elementų ruožuose su pradiniais plyšiais gniuždomoje zonoje, Mcr reikšmę pagal (2.9) formulę mažinti dydžiu .
Koeficientas l apskaičiuojamas pagal tokią formulę:
. (2.22)
Jei rezultatas su „minuso“ ženklu, priimama l=0.
Koeficientas jm apskaičiuojamas taip:
, (2.23)
tačiau neturi viršyti vieneto ir būti ne mažesnis kaip 0,45.
, bet ne daugiau kaip 1,4. (2.24)
Čia y – atstumas nuo ekvivalentinio skerspjūvio sunkio centro iki labiausiai išorinės apkrovos tempiamo betono sluoksnio. Kai konstrukcijos armuotos vieline arba strypine armatūra (kurios sy ³ 800 MPa), pagal (2.24) formulę apskaičiuotos d reikšmės mažinamos 15%.
Wpl apskaičiuojamas pagal (2.19) formulę. Mr ir Mr.p – pagal 21 ir 22 punktus, imant „pliuso“ ženklą, kai veikia lenkimo momentas, sukeliantis tempiamosios armatūros tempimą.
25. Atsparumo momentą Wpl (2.9, 2.17, 2.23 formulės) leidžiama apskaičiuoti pagal tokią formulę:
, (2.25)
čia Weff – apskaičiuojama pagal (2.18) formulę.
Koeficientas g, įvertinantis tempiamos betono zonos plastines deformacijas, priklauso nuo skerspjūvio formos ir priimamas pagal 1 lentelės duomenis.
26. Konstrukcijų supleišėjimas gamybos metu nuo necentrinio betono apspaudimo apskaičiuojamas pagal sąlygą (2 pav.):
, (2.26)
čia Pd – iš anksto įtemptos armatūros įtempių atstojamoji atmetus nuostolius, pasireiškusius iki apspaudžiant betoną; Mr – momentas nuo išorinių jėgų, veikiančių konstrukciją gamybos metu (pvz., nuo savojo svorio), priimamas pagal 21 ir 22 punktų nurodymus. „Pliuso“ ženklas priimamas, kai šio momento ir momento nuo jėgos Pd kryptys sutampa, ženklas „minus“ – kai kryptys priešingos.
Wpl2 dydis apskaičiuojamas pagal (2.19) arba (2.24) formules, kai tempiamoji zona yra skerspjūvio viršuje.
Atstumas r nustatomas, kaip parodyta 2 pav.
2 pav. Įrąžų schema ir įtempių diagrama elemento skerspjūvyje, apskaičiuojant normalinių išilginei elemento ašiai plyšių atsiradimą tempiamojoje zonoje veikiant išankstinio apspaudimo jėgai: 1 – branduolio viršūnė; 2 – ekvivalentinio skerspjūvio sunkio centras
g koeficiento reikšmės
1 lentelė
Skerspjūvis
g koeficientas
Skerspjūvio forma
Skerspjūvis
g koeficientas
Skerspjūvio forma
1. Stačiakampis
1,75
5. Nesimetrinis dvitėjis, tenkinantis sąlygą bf1 /bw £ 3
a) kai bf1 /bw £2 nepriklausomai nuo santykio hf1 /h
1,75
b) kai 2<bf1 /bw £6 nepriklausomai nuo santykio hf /h
1,50
c) kai bf1 /bw >6 ir hf /h>0,1
1,50
2. Tėjinis su lentyna gniuždomojoje zonoje
1,75
6. Nesimetrinis dvitėjis, tenkinantis sąlygą 3<beff /bw <8:
a) kai bf1 /bw £4 nepriklausomai nuo santykio hf1 /h
1,50
b) kai bf1 /bw >4 ir hf1 /h³0,2
1,50
c) kai bf1 /bw >4 ir hf1 /h<0,2
1,25
3. Tėjinis su lentyna (paplatinimui) tempiamojoje zonoje
7. Nesimetrinis dvitėjis, tenkinantis sąlygą beff/bw ³8:
a) kai bf1 /bw £2 nepriklausomai nuo hf1 /h
1,75
a) kai hf1 /h>0,3
1,50
b) bf1 /bw >2 ir hf1 /h³0,2
1,75
b) kai hf1 /h£0,3
1,25
c) bf1 /bw >2 ir hf1 /h<0,2
1,50
4. Dvitėjis (dėžinis)
8. Žiedinis ir apvalus
2– 0,4Æ1/Æ
a) kai beff /bw =bf1 /bw £2 nepriklausomai nuo santykio hf /h=hf1 /h
1,75
b) kai 2<beff /bw = bf1 /bw £6 nepriklausomai nuo santykio hf /h=hf1 /h
1,50
c) kai beff /bw =bf1 /bw > 6 ir hf /h=hf1 /h>0,2
1,50
9. Kryžminis
d) kai 6<beff /bw =bf1 /bw £ 15 ir hf /h=hf1 /h<0,2
1,25
a) kai bf /bw ³2 ir 0,9³hf /h>0,2
2,00
e) kai beff /bw =bf1 /bw > 15 ir
hf /h= hf1 /h<0,2
1,10
b) kitais atvejais
1,75
27. Jeigu (2.26) sąlyga netenkinama, tai tempiamoje zonoje nuo apspaudimo jėgos poveikio atsiras plyšiai, kurie naudojimo metu dažniausiai būna gniuždomoje zonoje. Tokių konstrukcijų plyšių atsiradimo tempiamojoje zonoje (naudojimo metu) momentas Mcr apskaičiuojamas vadovaujantis 24 p. nurodymais.
28. Skaičiuojant supleišėjimą konstrukcijose be išankstinio armatūros įtempimo, reikia įvertinti tempimo įtempius, atsirandančius dėl betono susitraukimo. Įtempių dėl betono susitraukimo schemos pavaizduotos 3 paveiksle.
3 pav. Įtempių nuo betono susitraukimo pasiskirstymo bet kokios formos skerspjūvyje schemos: a – skerspjūvis; b – įtempių epiūra, kai dvigubas armavimas; c – tas pats viengubas; d – tas pats prieš plyšių atsiradimą; 1 – branduolio viršūnė; 2 – skerspjūvio sunkio centras; 3 – įtempių nuo betono susitraukimo atstojamosios pridėties taškas
Įtempiai betone ir armatūroje yra apskaičiuojami pagal pusiausvyros sąlygas:
, (2.27)
, (2.28)
čia scs – vidutiniai gniuždymo įtempiai armatūroje.
Įvertinus betono ir armatūros deformacijų suderinamumą, santykinė armatūros deformacija es ties jos atstojamąja yra
, (2.29)
– betono deformacija armatūros įtempių atstojamosios Ns pridėties taške.
Remiantis lygtimis (2.27, 2.28 ir 2.29 sąlyga), gauname
, (2.30)
. (2.31)
Vidutiniai įtempiai armatūroje (Ns pridėjimo taške) nuo betono susitraukimo yra:
. (2.32)
Tokiu būdu iš (2.30– 2.32) lygčių gauname tempimo įtempius betone:
apatiniame krašte su didesniu armavimu:
, (2.33)
viršutiniame krašte
. (2.34)
Apskaičiuojant įtempius bet kuriame kitame taške, (2.33–2.34) formulėse vietoje y1 ir y2 yra imami atstumai nuo skerspjūvio sunkio centro iki nagrinėjamo taško.
Jeigu arba ³ fct, konstrukcijoje atsiras plyšiai.
29. Ribiniu atveju, t. y. atsparumas supleišėjimui nuo betono susitraukimo apskaičiuojamas iš įrąžų betone ir armatūroje momentų apie gniuždomos zonos atstojamosios pridėties tašką (3 pav. d) sąlygos.
30. Nustatant įtempius nuo betono susitraukimo reikia įvertinti tai, kad susitraukimo deformacijos labai priklauso nuo betono sudėties: vandens ir cemento santykio, cemento kiekio, susitraukimo, kietėjimo sąlygų ir kt. Todėl betonas turi būti gaminamas tiksliai prisilaikant EN 206 reikalavimų. Tokiu atveju, esant mažam armavimo procentui, plyšiai neatsiranda. Tai priklauso ir nuo betono stiprio tempiant.
1 pavyzdys
Apskaičiuoti tempimo įtempius sijos skerspjūvyje nuo betono susitraukimo pavaizduotoje schemoje. Betonas C25/30, armatūra S400. Apatinė armatūra – 5Æ28, viršutinė – 2Æ24, t. y. As1 = 3077,2 mm2, As2 = 904,3 mm2.
Įtempius apskaičiuojame pagal (2.33) ir (2.34) formules. Priimame, kad sijos naudojimo aplinkos santykinis drėgnis RH=80%. Duotajam betonui pagal [7] lentelę ribinės susitraukimo deformacijos yra 0,245‰, t. y. ecsh,lim = 24,5×10-5. Armatūros tamprumo modulis Es =200×103 kN/mm2. Betono tamprumo modulis Ecm =31×103 kN/mm2.
Efektyviojo skerspjūvio geometrinės charakteristikos yra:
mm2.
.
.
mm3.
Skerspjūvio sunkio centro atstumas nuo apačios
mm.
Apatinės armatūros atstojamosios atstumas nuo sunkio centro
mm.
mm.
Viršutinės ir apatinės armatūrų atstojamosios atstumas nuo skerspjūvio sunkio centro
es =105 mm.
mm.
Betono tempimo įtempiai apatiniame sijos krašte (su didesniu armavimu) apskaičiuojami pagal (2.33) formulę
N/mm2.
Kadangi betono C25/30 stipris tempimui fctk =1,80 N/mm2, tai plyšiai dėl betono susitraukimo neatsiras.
Tačiau tokie įtempiai sumažina atsparumą supleišėjimui ir tai reikia įvertinti skaičiuojant pleišėtumą.
Plyšių atsiradimo momentas Mcr =Wpl ×fctk. Kadangi nuo susitraukimo atsiranda tempimo įtempiai, tai .
mm3.
Tuomet N×mm. Neįvertinus susitraukimo įtempių:
N×mm.
Tai rodo, kad betono susitraukimas atsparumą supleišėjimui sumažino 2,5 karto.
Rekomenduojama projekte nurodyti, koks turi būti betono stipris tempimui.
______________
IV skirsnis. Įstrižųjų pjūvių supleišėjimo apskaičiavimas
31. Įstrižųjų plyšių atsiradimas nustatomas pagal sąlygą:
, (2.35)
čia gc,cr – betono, esančio sudėtingo įtempių būvio, darbo sąlygų koeficientas, nustatomas pagal formulę:
, (2.36)
a – koeficientas, priklausantis nuo betono tipo ir priimamas:
sunkiajam betonui – 0,01;
lengvajam betonui – 0,02.
fck,cube pateiktas [5] lentelėje. Tačiau sandauga a fck,cube priimama ne mažesnė kaip 0,3.
smc – svarbiausieji gniuždymo įtempiai įstrižajame pjūvyje.
Svarbiausieji betono tempimo ir gniuždymo įtempiai apskaičiuojami pagal formulę:
. (2.37)
Įtempiai sx, sy ir txy nustatomi kaip tampriajam kūnui (pagal medžiagų mechanikos formules). Kai veikia sukimo momentas, txy nustatomas pagal elemento plastinės būklės formules.
Įtempiai sx yra normaliniai įtempiai plokštumoje, statmenoje elemento (konstrukcijos) išilginei ašiai, susidarę nuo išorinių apkrovų ir apspaudimo iš anksto įtemptąja armatūra. Šiuo atveju priimami lygūs įtempiams betone sc.
sy – normaliniai įtempiai betono plokštumoje, lygiagrečioje elemento išilginei ašiai nuo vietinio atraminių reakcijų, sutelktųjų jėgų ir paskirstytų apkrovų, taip pat nuo iš anksto įtemptos skersinės armatūros ir iš anksto įtemptų atlankų.
txy – tangentiniai įtempiai betone nuo išorės apkrovų ir iš anksto įtemptų atlankų sukeliamų apspaudimo jėgų.
Įtempiai sx ir sy į (2.37) formulę įrašomi su „pliuso“ ženklu, jei yra tempimo įtempiai ir su „minuso“ ženklu – jei yra gniuždymo įtempiai.
(2.37) sąlyga tikrinama ekvivalentinio skerspjūvio sunkio centre ir sijų sienelių susikirtimo su gniuždomomis lentynomis vietose. Pagal elemento ilgį tokį patikrinimą reikia atlikti keliose vietose priklausomai nuo skerspjūvio formos pasikeitimo, skersinių jėgų ir momentų diagramų.
Apskaičiuojant iš anksto įtemptuosius elementus su armatūra be inkarų, reikia įvertinti išankstinio įtempimo įtempių sp1 ir sp2 sumažėjimą jų perdavimo zonoje (lpt2), padauginant iš santykio (žr. [241] punktą). Čia lx – atstumas nuo apspaudimo pradžios iki nagrinėjamo pjūvio.
32. Esant būtinumui, sx ir txy įtempiai nuo išorinės apkrovos ir išankstinio apspaudimo jėgos sumuojami su įtempiais nuo vietinio atraminių reakcijų ir sutelktųjų jėgų poveikio, kurie apskaičiuojami taip:
, (2.38)
. (2.39)
Čia ; (2.40)
. (2.41)
Vietiniai įtempiai, atsirandantys prie atraminių reakcijų ir sutelktųjų jėgų pridėjimo vietų, taip pat apskaičiuojami kaip tampriam kūnui pagal formulę:
. (2.42)
Čia . (2.43)
(2.38)– (2.43) formulėse F sutelktosios jėgos arba atraminės reakcijos reikšmė (4 pav.); ir – santykinės taško, kuriame apskaičiuojami vietiniai įtempiai, santykinės koordinatės. Jėgos F pridėjimo taške x=0 ir y=0. X ašis yra elemento išilginės ašies kryptimi, Y – statmena jai.
4 pav. Vietinių įtempių pasiskirstymas prie sutelktųjų jėgų (a) ir atramų (b)
Vietinių įtempių zona į abi puses nuo jėgų F pridėties taško yra x=0,7h. Įtempiai sy,loc, apskaičiuoti pagal (2.42) formulę su „minuso“ ženklu, yra gniuždymo, o su „pliuso“ – tempimo įtempiai. Gniuždymo įtempiai (priimti su „minuso“ ženklu) nuo iš anksto atlenktos armatūros apskaičiuojami pagal formulę:
, (2.44)
čia sp,inc – atlenktos iš anksto įtemptos armatūros įtempiai po visų nuostolių pasireiškimo; Ap,inc – atlenktas iš anksto įtemptos armatūros skerspjūvio plotas, esantis sinc ruože, kuris lygus 0,5h (5 pav.).
Tangentiniai įtempiai txy betone apskaičiuojami pagal formulę:
, (2.45)
čia Seff – ekvivalentinio skerspjūvio ploto virš nagrinėjamo taško statinis momentas, ašies, praeinančios per viso skerspjūvio sunkio centrą, atžvilgiu; b – elemento plotis nagrinėjamo taško lygyje; V – skersinė jėga nuo išorės apkrovų skaičiuojamame skerspjūvyje.
5 pav. Kreivalinijinė atlenkta iš anksto įtempta armatūra, įvertinama apskaičiuojant išankstinių įtempių betone (normalinius išilginei ašiai (sy) ir tangentinius (txy): 1 – atlenktoji armatūra, priimama apskaičiuojant tangentinius įtempius txy pjūvyje 0– 0; 2 – armatūra įvertinama apskaičiuojant sy įtempius sinc ruože
Konstrukcijose su iš anksto įtemptąja įstrižąja ar kreivalinijine armatūra, skersinė jėga VEd, kuri naudojama formulėje (2.45), priimama kaip skirtumas (arba suma) skersinių jėgų nuo išorinės apkrovos (VEd) ir apspaudimo jėgos (Vp), t. y.:
. (2.46)
Čia , (2.47)
Pd – įtempimo jėga pluošte arba strype, esanti ties atrama arba ruože tarp atramos ir skerspjūvio, kuris yra 0,25h atstume nuo skaičiuojamojo skerspjūvio 0– 0 (5 pav.), ir apskaičiuojama pagal formulę:
, (2.48)
sp¥ – išankstiniai įtempiai armatūroje įvykus visiems jų nuostoliams; Ap,inc1 – vienos iš anksto įtemptos armatūros vijos arba strypo skerspjūvio plotas.
Jeigu sija yra kintamo skerspjūvio aukščio, skersinė jėga tangentinių įtempių apskaičiavimui yra apskaičiuojama pagal formulę:
, (2.49)
čia Q – sijos krašto nuolydžio su išilgine ašimi kampas; VEd1, MEd1 – skersinė jėga ir momentas skaičiuojamame skerspjūvyje (neįvertinant išankstinio apspaudimo).
Ženklas „plius“ (2.49) formulėje priimamas, jeigu sijos aukštis didėja, didėjant absoliutinei lenkimo momento reikšmei ir „minus“ – jeigu mažėja.
Jeigu elementai yra veikiami lenkimo ir sukimo, txy reikšmė, rašoma į (2.37) formulę, priimama lygi sumai tangentinių įtempių nuo lenkimo, apskaičiuojamų pagal (2.45) formulę ir nuo sukimo tangentinių įtempių tT.
Šie įtempiai (tT) yra apskaičiuojami pagal plastiškojo sukimo formules, t. y. priimama, kad plyšių atsiradimo metu šie įtempiai yra vienodi visame elemento skerspjūvyje:
, (2.50)
čia WT,pl – skerspjūvio atsparumo momentas, esant plastiškajam sukimui ir apskaičiuojamas pagal formulę:
, (2.51)
čia V – elemento dalies (kūno) tūris, apibrėžiamas lygaus nuolydžio plokštuma 45º kampu su skerspjūvio plokštuma, sudaroma nagrinėjama skerspjūvyje (6 pav.).
6 pav. Skerspjūvio atsparumo momento nustatymo schema, esant plastiškajam sukimui:
a – stačiakampiam skerspjūviui; b – tėjiniam skerspjūviui
Stačiakampio skerspjūvio elementams:
, (2.52)
čia h ir b – didesnysis ir mažesnysis skerspjūvio kraštinių matmuo.
33. Veikiant daug kartų pasikartojančioms apkrovoms, įstrižųjų plyšių atsiradimo momento apskaičiavimas atliekamas pagal (2.35– 2.52) formules, dydžius fctk ir fck dauginant iš koeficiento gcR [19 ir 21] lentelės.
2 pavyzdys
Duota laisvai paremta dvitėjinio skerspjūvio sija. Betonas C40/50, Ecm = 35×103 MPa (N/mm2). Betono stipris apspaudimo armatūra metu 28 MPa. Lyninė armatūra, kurios plieno markė Y1960S, fpk = 1960 N/mm2, fpd = 1700 N/mm2, fp0,1k = 1680 N/mm2, fp0,1d = 1460 N/mm2, Es = 195×103 N/mm2, euk = 3,5%. Iš anksto įtemptosios armatūros skerspjūvio plotai: tempiamojoje zonoje Ap1 =1840 mm2 (13Æ15), gniuždomojoje zonoje Ap2 = 283 mm2 (2Æ15). Armatūra įtempiama į atramas mechaniniu būdu. Betonas kietinamas šutinant. Lynai į atramas inkaruojamos inventoriniais inkarais. Stendo ilgis – 20000 mm, sijos svoris – 12200 kg, ilgis – 18000 mm. Lenkimo momentas nuo visų apkrovų MEd =1750 kN×m, VEd,max =400 kN. Reikia nustatyti sijos atsparumą supleišėjimui. Tai atlikti sijos vidurio angos skerspjūviui, priimant didžiausią leistiną armatūros išankstinį įtempimą.
Sijos statmenojo pjūvio plyšių atsiradimo momentas apskaičiuojamas pagal tokią formulę:
.
Skaičiavimo tvarka būtų tokia. Pirmiausia nustatome skerspjūvio geometrines charakteristikas, priimdami
.
Neįtemptosios (konstrukcinės) armatūros plotas neįvertinamas.
mm2.
Atstumas nuo tempiamos armatūros sunkio centro iki apatinio sijos krašto:
mm.
Statinis momentas sijos apačios krašto atžvilgiu bus:
Skerspjūvio sunkio centro atstumas nuo sijos krašto apačios:
mm.
Armatūrų atstumai nuo sunkio centro:
mm;
mm.
Ekvivalentinio skerspjūvio inercijos momentas:
Nustatome pirmuosius armatūros įtempių nuostolius, naudodamiesi [9] lentelės 1– 6 punktais. Pradinius armatūros įtempius (be nuostolių) rekomenduojame priimti:
N/mm2.
Priimame, kad armatūros pradiniai įtempiai 1142 N/mm2.
Armatūros išankstinių įtempių nuostoliai dėl relaksacijos bus:
N/mm2.
Nuostoliai nuo temperatūrų skirtumo tarp atramų ir betono, kai Dt=60ºC
N/mm2.
Nuostoliai dėl ankerių deformacijų:
. Priimame Dl=1,25+0,1Æ=1,25+0,15×15=3,5 mm ir l=20000 mm.
Tuomet N/mm2.
Kadangi įtemptoji armatūra neatlenkiama, nuostolių dėl trinties nebus, t. y. sm = 0. Įtempių nuostolių nebus ir dėl formų deformacijų, t. y. sf = 0.
Tokiu būdu betono apspaudimo jėga po pirmųjų armatūros įtempių nuostolių iki ją atleidžiant bus:
Apspaudimo jėgos atstojamoji sutaps su visos įtemptosios armatūros sunkio centru, t. y.:
mm.
Didžiausi gniuždymo įtempiai betone apskaičiuojami nuo jėgos Pm0, neįvertinant savojo sijos svorio:
N/mm2 < 0,6fck(t),
čia fcp – charakteristinis kubinis betono stipris armatūros atleidimo metu. Priimame, kad betono stipris atleidimo metu bus 0,8fck=0,80×40=32 N/mm2. Tokiu būdu
Nuostoliai dėl greitai pasireiškiančio betono valkšnumo apskaičiuojami pagal [9] lentelės 6 p. Tuo tikslu apskaičiuojame įtempius betone nuo apspaudimo jėgos ir sijos savojo svorio sukeltą lenkimo momento, kuris bus:
N×mm = 259,46 kNm,
l =17500 m – atstumas tarp atramų sijas sandėliuojant.
Įtempiai betone ties apatine iš anksto įtemptąja armatūra (t. y. yp1 =638,5 mm):
Įtempiai ties viršutine iš anksto įtemptąja armatūra bus:
Nuostoliai dėl greitai pasireiškiančio betono valkšnumo apskaičiuojami pagal [9] lentelės 6 pozicijos nurodymus.
Kadangi koeficientas
, tai šie nuostoliai
bus apskaičiuojami pagal formulę:
,
.
Apatinės armatūros įtempimo nuostoliai:
N/mm2.
Viršutinės armatūros įtempimo nuostoliai per trumpą laiką pasireiškiančio valkšnumo bus apskaičiuojami pagal formulę:
N/mm2, kadangi
Tokiu būdu apatinės armatūros įtempių pirmieji nuostoliai bus:
N/mm2.
Viršutinės armatūros:
N/mm2.
Betono apspaudimo jėga, atmetus visus armatūros įtempių pirmuosius nuostolius, bus:
Šios jėgos ekscentricitetas bus:
Pagal [9] lentelės 8 ir 9 pozicijas apskaičiuojame armatūros įtempių nuostolius dėl betono susitraukimo ir valkšnumo.
Nuostoliai dėl betono susitraukimo yra:
.
Apskaičiuojant armatūros įtempių nuostolius dėl ilgalaikio valkšnumo, reikia žinoti įtempius betone ties Ap1 ir Ap2 armatūromis, atmetus pirmuosius nuostolius (pagal [9] lentelės 1– 6 poz.).
Apskaičiuojame betono įtempius (savojo svorio sukeliamas lenkimo momentas neįvertinamas)
N/mm2;
N/mm2.
Kadangi , tai apatinės armatūros įtempių nuostoliai dėl betono ilgalaikio valkšnumo:
N/mm2.
Kadangi scp2 =– 0,45 N/mm2, tai viršutinės armatūros įtempių nuostoliai dėl betono ilgalaikio valkšnumo .
Tokiu būdu bendri armatūros įtempių nuostoliai bus:
apatinės
viršutinės
N/mm2.
Apspaudimo jėga, atmetus visus armatūros išankstinio įtempimo nuostolius, bus:
Jos ekscentricitetas bus:
Toliau tikrinamas atsparumas supleišėjimui sijos gamybos stadijoje. Apkrova nuo savojo svorio gs =6,8 N/mm=6800 N/m. Armatūros įtempimo tikslumo koeficientas gsp priimamas pagal [143] punktą. Kadangi išankstinis apspaudimas sudaro palankias sąlygas supleišėjimui, tai gsp priimame didesnį už 1, ir esant mechaniniam armatūros įtempimui gsp =1,1.
Tokiu būdu apspaudimo jėga Pd =1,1×1996600=2,196×106 N.
Kadangi momentas nuo savojo sijos svorio apspaudžia sijos viršutinę zoną, mažina plyšių atsiradimą nuo išankstinio apspaudimo, apskaičiuojama jo mažiausia reikšmė. Keliant siją ir neįvertinant dinamiškumo koeficiento, jis bus:
,
čia l – bendras sijos ilgis; l1 – atstumas nuo sijos galo iki pakėlimo kilpų. Priimame l1 =1500 mm.
kN×m.
Skerspjūvio atsparumo momentai apatinio ir viršutinio krašto atžvilgiu yra:
mm3;
mm3.
Didžiausi įtempiai betone sijos gamybos stadijoje:
N/mm2;
Todėl j =0,7.
mm.
Pagal 1 lentelę, ir randame, kad g =1,25.
Tuomet Wpl.2 =g×Weff2 =1,25×10202×104=127,53×106 mm3.
Tikriname sąlygą (2.26), priimdami Mr =MEgd, Pd priimame, įvertinus armatūros įtempimo tikslumo koeficientą gsp =1,1.
Plyšiai viršutinėje sijos zonoje gamybos metu neatsiras.
Remiantis 21– 25 punktų nurodymais, apskaičiuojama apatinės zonos atsparumas supleišėjimui. Naudojantis 1 lentele, pirmiausia apskaičiuojamas plastinis atsparumo momentas Wpl1 ir apspaudimo iš anksto įtemptąja armatūra momentas Mr.p branduolio viršutinio taško atžvilgiu.
Pagal 1 lentelę ir randame, kad g =1,25.
Tuomet Wpl1 =g×Weff1 =1,25×9600×104=120,00×106 mm3.
Apspaudimo jėga, atmetus visus išankstinio apspaudimo nuostolius, yra Pm =1718,36 kN. Įvertinus armatūros įtempimo tikslumo koeficientą gsp =0,9, t. y. Pd =gsp×Pm =0,9×1617=1455 kN.
Didžiausi įtempiai betone naudojimo metu, kai lenkimo momentas nuo visų apkrovų MEd =1750 kNm=1750×106 N×mm yra:
Priimame j =1.
mm.
Tuomet
Atsparumo supleišėjimui momentas yra
Vadinasi, plyšiai tempiamojoje zonoje naudojimo metu atsiras. Reikia apskaičiuoti plyšių plotį.
3 pavyzdys
Reikia apskaičiuoti nepertraukiamo betonavimo būdu gaminamos iš anksto įtemptosios kiaurymėtosios plokštės plyšių susidarymo momentą, patikrinti įstrižojo pjūvio pleišėtumą, apskaičiuoti plokštės įlinkius.
Plokštės tarpatramio skaičiuotinis ilgis l =6100 mm, skerspjūvio aukštis h =200 mm, nominalusis plotis b =1200 mm. Plokštės skerspjūvis ir matmenys parodyti paveiksle.
Plokštę veikia savasis svoris, grindų konstrukcijos sukeliama apkrova ir naudojimo apkrova. Plokštės savojo svorio charakteristinė reikšmė 2,65 kN/m2, grindų konstrukcijos charakteristinės apkrovos reikšmė 4,0 kN/m2, plokštę veikianti naudojimo apkrovos charakteristinė reikšmė 2,0 kN/m2. Plokštė armuota Y1770C lynais, kurių fpk =1770 N/mm2, fp0,1k =1520 N/mm2. Skerspjūvyje yra 4Æ12,5 mm lynai. Armatūros skerspjūvio plotas Ap1 =372 mm2. Plokštės betono klasė – C40/50. Betono ir armatūros tamprumo moduliai: Es =2,05×105 N/mm2, Ecm =3,5×104 N/mm2. Plokštės yra REI 60 atsparumo ugniai klasės. Todėl atstumas nuo plokštės apačios iki armatūros centro ap1 =37 mm. Armatūra įtempiama į atsparas mechaniniu būdu. Įtempiamo lyno ilgis (atstumas tarp įtvirtinimo taškų) – 115,5 m. Armatūros pradiniai įtempiai sp =1100 N/mm2.
Plokštę veikiančių apkrovų charakteristinės ir skaičiuotinės (tinkamumo ribiniam būviui) reikšmės.
Plokštės savojo svorio apkrovos charakteristinė reikšmė
kN/m¢.
Plokštės nuolatinės apkrovos reikšmės
kN/m¢.
Naudojimo apkrovos reikšmės
kN/m¢.
Naudojimo apkrovos tariamai nuolatinė dalis
kN/m¢.
Visos apkrovos reikšmės
kN/m¢.
Nuolatinės ir tariamai nuolatinės apkrovos reikšmės
kN/m¢.
Plokštės įrąžos
kN×m;
kN×m;
kN×m;
kN;
kN.
Plokštės skerspjūvis keičiamas ekvivalentiniu. Keičiame apvalią kiaurymę į stačiakampę
mm.
Vienos stačiakampės kiaurymės plotis
mm.
Plokštės ekvivalentinio skerspjūvio sienelės storis
mm.
Kiti skerspjūvio matmenys beff=1156 mm; bf1 =1195 mm; hf =35 mm; hf1 =35 mm.
Armatūros ir betono tamprumo modulių santykis .
Plokštės ekvivalentinio skerspjūvio plotas
mm2.
Statinis momentas apskaičiuotas plokštės apačios atžvilgiu
Seff =12600000 mm3.
Plokštės ekvivalentinio skerspjūvio sunkio centro padėtis plokštės apačios atžvilgiu
mm.
Ekvivalentinio skerspjūvio inercijos momentas
mm4.
Atsparumo momentas apskaičiuotas plokštės apatinio sluoksnio atžvilgiu
mm3.
Atsparumo momentas apskaičiuotas plokštės viršaus atžvilgiu
mm3.
Atsparumo momentai, įvertinant plastines betono deformacijas, apskaičiuoti plokštės apačios atžvilgiu
mm3,
plokštės viršaus atžvilgiu
mm3,
čia g =1,5, kadangi beff /bw =3,4.
Plokštės armatūros išankstinių įtempių nuostolių apskaičiavimas
Pradiniai išankstiniai įtempiai sp =1100 N/mm2.
Armatūros relaksacijos sukelti įtempių nuostoliai
N/mm2.
Įtempių nuostoliai dėl temperatūros skirtumo tarp atramų ir betono, kai Dt=65°C.
N/mm2.
Inkarų deformacijų sukeliami įtempių nuostoliai
N/mm2,
čia Dl =1,25+0,15×Æ=1,25+0,15×12,5=3,125 mm; l – įtempiamo lyno ilgis.
Apskaičiuojame betono apspaudimo jėgą atleidžiant armatūrą
N.
Betono gniuždymo įtempiai ties armatūros centru nuo apspaudimo jėgos Pm0 ir plokštės savojo svorio sukeliamo lenkimo momento
Apskaičiuojame įtempių nuostolius, kurie atsiranda dėl greitai pasireiškiančio valkšnumo
N/mm2,
kadangi ,
čia koeficientas [9] lentelė.
Kadangi a >0,8, todėl priimame a =0,8.
Betono įtempiai kraštiniame gniuždomosios zonos sluoksnyje
Betono greitai pasireiškiančio valkšnumo sukelti nuostoliai tariamoje gniuždomosios zonos armatūroje
N/mm2, kadangi
Kadangi betono klasė >C35/45 ir betonas kietėjo natūraliomis sąlygomis, betono susitraukimo sukeliami armatūros įtempių nuostoliai
N/mm2.
Betono apspaudimo jėga įvertinus pirmuosius nuostolius
Betono gniuždymo įtempiai ties armatūros sunkio centru nuo apspaudimo jėgos Pm1 neįvertinant plokštės savojo svorio
Betono ilgalaikio valkšnumo sukeliami iš anksto įtemptosios armatūros įtempių nuostoliai apskaičiuojami
, kai
Apskaičiuojame
N/mm2.
Betono įtempiai kraštiniame gniuždomosios zonos sluoksnyje
Kadangi apskaičiuoti įtempiai yra tempimo įtempiai, ilgalaikio betono valkšnumo sukelti nuostoliai tariamoje gniuždomosios zonos armatūroje neskaičiuojami
.
Įtemptosios armatūros įtempių nuostoliai
Armatūros išankstiniai įtempiai įvertinus visus nuostolius
N/mm2.
Vidutinė betono apspaudimo jėga įvertinant visus įtempių nuostolius
N.
Apskaičiuojame betono apspaudimo jėgos reikšmes tinkamumo ribiniam būviui
N;
N.
Tikriname kiaurymėtosios plokštės plyšių atsiradimą gamybos metu. Apskaičiuojame apspaudimo jėgos ir plokštės savojo svorio sukeltą lenkimo momentą
N×m,
čia mm.
Kadangi apskaičiuotasis lenkimo momentas MEgpd yra su neigiamu ženklu, tai reiškia, kad plokštės viršuje gamybos metu tempimo nebus ir plyšiai neatsiras.
Didžiausi gniuždomojo betono įtempiai dėl veikiančios išorinės apkrovos ir išankstinio apspaudimo jėgos apskaičiuojami
Koeficientas
. Todėl j =1,0.
Atstumas tarp ekvivalentinio skerspjūvio sunkio centro ir branduolio viršūnės, labiausiai nutolusios nuo tempiamosios zonos, apskaičiuojamas
mm.
Plyšių atsiradimo momentas plokštės apačioje
N×m.
Kadangi N×m naudojimo metu kiaurymėtoje plokštėje statmenieji plyšiai neatsiras.
Plokštės įstrižojo pjūvio pleišėtumas tikrinamas dviejuose pjūviuose. Pleišėtumas tikrinamas plokštės pjūvyje (1– 1), kuriame apspaudimo jėga P iki galo perduodama betonui ir pjūvyje (2– 2) prie plokštės atramos vidinio krašto.
Pleišėtumas 1– 1 pjūvyje.
Apskaičiuojame įtemptosios armatūros įtempių perdavimo ilgį
mm,
čia a1 =1,25 – kadangi plokštės skerspjūvis apspaudžiamas staiga; a2 =0,19 – kadangi naudojama lyninė armatūra; Æ=12,5 mm; armatūros įtempiai atleidus ją nuo atsparų
N/mm2.
Armatūros ir betono sankibos įtempiai
N/mm2,
čia hp1=3,2 – kadangi naudojama lyninė armatūra; h1=0,7;
N/mm2.
Apskaičiuojame svarbiausius betono įtempius ties plokštės skerspjūvio centru. Todėl skerspjūvio dalies, esančios virš sunkio centro, statinis momentas
Skersinė jėga pjūvyje, kuriame išankstiniai įtempiai iki galo perduoti betonui (1– 1 pjūvis)
N.
Tangentiniai įtempiai (1– 1 pjūvis) skerspjūvio centre
N/mm2.
Tame pačiame taške veikiantys normaliniai įtempiai
N/mm2.
Betono svarbiausieji tempimo įtempiai
N/mm2.
Betono svarbiausieji gniuždymo įtempiai
N/mm2.
Įstrižieji plyšiai neatsiras, jeigu galios sąlyga
,
čia ;
čia fck =40 N/mm2; a =0,01; fck,cube =50 N/mm2.
Kadangi gc,cr >1,0, todėl gc,cr =1,0.
Kadangi N/mm2, tai reiškia įstrižųjų plyšių 1– 1 pjūvyje neatsiras.
Pleišėjimo tikrinimas ties plokštės atramos kraštu (2– 2 pjūvis).
Betono apspaudimo jėga 2– 2 pjūvyje
N.
Tangentiniai įtempiai (2– 2 pjūvyje) skerspjūvio centre
N/mm2.
Tame pačiame taške veikiantys normaliniai įtempiai
N/mm2;
kadangi čia yra gniuždymo įtempiai N/mm2.
N/mm2,
čia ;
Betono svarbiausieji įtempiai
Apskaičiuojame koeficientą
,
čia imama smc absoliutinė reikšmė.
Kadangi gc,cr turi būti mažesnis arba lygus 1, tai skaičiuojant gc,cr =1,0.
Tikriname sąlygą
0, 415 N/mm2 <1×2,5=2,5 N/mm2.
Tai reiškia, kad pjūvyje 2– 2 įstrižieji plyšiai neatsiras.
Plokštėje statmenieji ir įstrižieji plyšiai neatsiras.
_________________
V skirsnis. Gelžbetoninių elementų plyšių atsivėrimo apskaičiavimas
34. Jeigu gelžbetoninių konstrukcijų normaliniuose išilginiai ašiai ir įstrižuose išilginei ašiai pjūviuose atsiranda plyšiai, reikia patikrinti jų atsivėrimo plotį. Trumpalaikio ir ilgalaikio plyšių atsivėrimo leistinos plyšių reikšmės wlim1 ir wlim2 pateikiamos 2 lentelėje.
2 lentelė
Ribinės leistinosios gelžbetoninių elementų plyšių atsivėrimo pločių
wlim1 ir wlim2 reikšmės, mm
Konstrukcijos naudojimo sąlygos (klasės pagal 1 lent.)
Iš anksto neįtemptieji elementai, kai armatūros takumo įtempiai
sy £ 500 MPa
Iš anksto įtemptieji elementai, kai armatūra
strypinė
(s0,2 £ 1000 MPa)
vielinė ir lynai
Elementai yra uždarose (šildomose) patalpose (XO, XC1)
wlim1 = 0,40
wlim1 = 0,30
wlim2 = 0,20
wlim1 = 0,20
wlim2 = 0,10
Elementai yra atvirame ore ir grunte (XC2, XC3, XC4, XF1, XF3)
wlim2 = 0,30
Plyšiai neleistini
Elementai veikiami dujinės ir kintamosios agresyvios aplinkos (XA1, XA2, XD1, XF2, XF3)
wlim1 = 0,20, wlim2 = 0,15
Elementai veikiami skystosios agresyvios aplinkos (XA1, XA2, XD1)
wlim1 = 0,15, wlim2 = 0,10
35. Normalinių elemento išilginei ašiai plyšių atsivėrimo plotis wk (m …
DI paaiškinimas pagal oficialų įstatymo tekstą. Orientacinis, nepakeičia teisinės konsultacijos.