Балки перекрытий, ребра, тавровые балки: сдвиг на плоскости стыка

Несущая способность шва сдвига

Расчёты в DIN EN 1992-1-1 сводятся к расчётным сдвиговым напряжениям. Несущая способность шва складывается из составляющих сцепления (v_Rdi,ad), трения в шве (v_Rdi,r) и несущего вклада арматуры (v_Rdi,sy) за счёт эффекта зажима и эффекта анкеровки (дюбельного эффекта), при этом максимальная сдвиговая несущая способность ограничивается пониженной прочностью на сжатие (v_Rdi,max) нового или старого бетона.

v_Rdi = v_Rdi,ad + v_Rdi,r + v_Rdi,sy ≤ v_Rdi,max

Расчетная модель для сопротивления клеевых соединений по [1]

При этом имеющаяся поперечная арматура может учитываться как арматура шва. Расчётное значение сдвиговой несущей способности в разложении по составляющим составляет:

v_Rdi = c · f_ctd + μ · σ_n + ρ · f_yd · (1,2 μ · sin α + cos α) ≤ 0,5 · ν · f_cd

где

c, μ и ν...значения, зависящие от шероховатости шва

• зубчатый: c= 0,50 | μ = 0,90 | ν = 0,70
• шероховатый: c= 0,40^a) | μ = 0,70 | ν = 0,50
• гладкий: c= 0,20^a) | μ = 0,60 | ν = 0,20
• очень гладкий: c= 0^b) | μ = 0,50 | ν = 0

^a) Растяжение перпендикулярно шву: c = 0. ^b) Более высокие коэффициенты должны быть обоснованы соответствующими расчётами. f_ctd...расчётное значение прочности бетона на растяжение по 3.1.6 (2)P σ_n...напряжение от минимальной нормальной силы, действующей перпендикулярно шву одновременно с поперечной силой (сжатие — положительно)

ρ = A_s / A_i A_s...площадь сечения арматуры шва, пересекающей шов, с достаточной анкеровкой с обеих сторон шва, включая имеющуюся поперечную арматуру A_i...площадь шва, через которую передаётся сдвиг

α...угол наклона арматуры шва с ограничением 45° ≤ α ≤ 90°

Классификация швов по категориям очень гладкий, гладкий, шероховатый или зубчатый зависит от условий бетонирования, свойств бетона и ухода за бетоном и может быть взята из соответствующей литературы.

Действующая поперечная сила

Расчётное значение действующей поперечной силы в шве определяется следующим образом:

где

β…отношение нормальной силы в добетонированной части к общей нормальной силе в сжатой или растянутой зоне рассматриваемого сечения V_Ed...расчётное значение действующей поперечной силы z...плечо рычага составного сечения b_i...ширина шва

Альтернативно расчёт поперечной силы может быть выполнен по разности продольных сил в добетонированной части сечения путём общей интеграции напряжений. Для этого в модуле с помощью кнопки [Details] и вкладки «Несущая способность» необходимо выбрать опцию «Разность продольных сил в добетонированной части сечения из общей интеграции напряжений». В отличие от положений нормы, эта опция учитывает также момент M_z,Ed.

Расчёт поперечных сил в шве

Расчёт шва сдвига выполняется по условию v_Edi ≤ v_Rdi.

Учёт поперечных сил в швах в RF-BETON Stäbe

Поперечные силы в шве могут учитываться в RF-BETON Stäbe в окне «1.6 Арматура» на вкладке «Шов сдвига». После установки флажка «Имеется шов сдвига» становятся доступны все остальные опции для точного описания шва сдвига. Здесь можно точно определить расположение шва сдвига. С одной стороны, возможен выбор «Переход плита — стенка», что, вероятно, наиболее часто выбираемая опция для тавровых балок. В противном случае также возможен ввод расстояния от верхней или нижней стороны балки.

Конструкция шва согласно DIN EN 1992-1-1 6.2.5(2) может быть выбрана в списке. Используемые параметры выводятся вместе со списком. При необходимости они могут быть скорректированы путём изменения нормы проектирования или приложения.

Aktivierung und Steuerung der Schubfugenbemessung in RF-BETON Stäbe

Кроме того, можно выбрать, следует ли учитывать DIN EN 1992-1-1 6.2.5(5) при расчёте, чтобы исключить адгезионную составляющую сцепления бетона при динамических напряжениях или напряжениях от усталостного воздействия.

Для определения правильной ширины шва необходимо ввести ширину опоры примыкающих плит перекрытия из сборных элементов. При этом следует следить, чтобы она по возможности не выбиралась больше бокового защитного слоя бетона, так как в этом случае поперечное армирование уже нельзя уложить и, соответственно, расчёт не может быть выполнен.

И наконец, можно определить осевое напряжение на площади шва. Здесь должна учитываться минимальная нормальная сила, действующая перпендикулярно шву одновременно с поперечной силой. Для сжатия сила вводится как положительная, для растяжения — как отрицательная. Если это растягивающая сила, адгезионная составляющая сцепления бетона не может быть учтена и принимается равной 0.

Вывод расчёта шва сдвига

В окнах 2.1–2.4 выводится требуемая арматура. Этот вывод может выполняться по сечениям, по группам стержней, по стержням или по точкам x. Вывод требуемой арматуры для шва сдвига выполняется совместно с выводом поперечной арматуры a_sw,V,Bügel. В окне «Промежуточные результаты» можно отследить некоторые промежуточные значения для расчёта шва сдвига. В ветви результатов «Перенос сдвига в швах» эти промежуточные значения перечислены.

Ergebnisausgabe für die Schubfugenbemessung

Если рядом со значением a_sw,V,Bügel выводится примечание 936), это означает, что арматура шва определяет расчёт поперечной арматуры.

Литература