Расчет ж/б стен (американские нормы ACI 318)

Метод проектирования стены зависит от того, подвержена стена сейсмическому воздействию или нет. Расчет проводится по нормам ACI 318. Расчет основан на следующих допущениях:

• стенка нагружена и работает только в своей плоскости;
• стенка проектируется на нагрузки среза от горизонтальных нагрузок, а также на напряжения от сжатия и растяжения, полученных от загрузки вертикальными усилиями и изгибающим моментом, действующим в плоскости стены;
• в текущей версии программы потеря устойчивости стены в направлении, перпендикулярном плоскости стены, не проверяется. Принимается, что стена работает в этом направлении как "короткая колонна".
• Принимается, что стенка рассчитывается для нагрузок, приложенных к центру тяжести сечения стенки.

Ниже приведены подробные принципы отдельных этапов проектирования конструкции согласно ACI 318:

1. Жесткость

   Расчет на срез осуществляется на основании п.11.10 (правильные стенки) и п.21.7.4 (стенки, подверженные сейсмическим нагрузкам).

   Подсчитанная арматура раскладывается в форме неравномерно распределенных горизонтальных и вертикальных стержней, проходящих по всей длине и высоте стены. Горизонтальные стержни анкеруются согласно требованиям для растянутых стержней (п. 21.5.4).

2. Изогнутые, сжатые и крайние элементы.

   Стены, подверженные изгибу в плоскости стены и сжатию, рассчитываются согласно требованиям п.14.4 (правильные стенки) или п.21.7.5 (сейсмические стенки) – расчет проводится согласно гл.10 (подробный расчет ведется на взаимодействие сжатия и изгиба).

   При расчете стенки на изгиб с сжатием применяются следующие допущения:

   • в расчете на сжатие и изгиб учитывается все сечение стенки;
   • арматура для восприятия напряжений среза не учитывается;
   • полная сжатая/растянутая рассчитанная арматура располагается в крайних элементах стены.

   Всегда необходимо определять ширину крайнего элемента, даже если нет видимых крайних элементов на концах стены. В таком случае (если нет видимых крайних элементов), ширина крайнего элемента принимается как размер ‘скрытойґ зоны, в которой располагается соответствующая арматура. По умолчанию ширина принимается равной 0.2 длины стены.

   Другими словами, если создаются видимые крайние элементы, (размер крайнего элемента в направлении, перпендикулярном плоскости стены, больше толщины стены), сечение рассчитывается как швеллерное или двутавровое. А если была создана прямоугольная стена (без видимых крайних элементов), то сечение рассматривается как прямоугольное, в котором расстояние от центра тяжести арматуры до края равно половине ширины конечного элемента.

   Такое армирование в стенках, подверженных сейсмическим нагрузкам, заключено в хомуты согласно требованиям для крайних элементов (пункт 21.7.6). Если не требуется специально проектировать крайние элементы, то вертикальные стержни огибаются хомутами:

   • если сжатия нет – как продольные стержни в изгибе, по пункту 21.3.3.2;
   • если есть сжатие – согласно требованиям для стержней в крайних элементах (пункт 21.7.6) с той лишь разницей, что поперечная арматура распределяется над сегментом, где обычно проходит продольная арматура (т.е., вдоль сегмента с шириной D, а не сегмента, равного минимальной ширине крайнего элемента по 21.7.6.4.a);

   в случае, когда стена не подвергается сейсмическим нагрузкам, поперечная арматура сжатых и изогнутых деталей рассчитывается согласно п. 7.10.5.

3. Расчет стен с проемами.

Прим.: В текущей версии программы пользовательские отверстия не учитываются при расчете и проектировании стен. Программа генерирует только конструктивную арматуру отверстия согласно п.14.3.7 норм.

Прим.: Модуль проектирования железобетонных стен не поддерживает элементы-опоры стен в соответствии с требованиями норм ACI 318-11.