Железобетонные стены рассчитываются по принципам из:
- DTU 23.1 'Murs en béton banché';
- PS 92;
- Henry Thonier 'Conception et calcul des structures de bâtiment';
- Victor Davidovici 'Formulaire du beton béton armé'.
По французским нормам доступны два метода расчета железобетонных стен:
- упрощенный метод;
- классический.
УПРОЩЕННЫЙ МЕТОД
Проектирование железобетонных стен упрощенным методом основывается на эпюрах напряжений, полученных от нагрузок, приложенных к стене. Этот метод предполагает, что напряжения от вертикальных нагрузок и моментов распределяются линейно. Эпюра напряжений разделяется на участки, для которых принимается среднее напряжение (для сжатия) и максимальное или среднее напряжение (для растяжения зависящее от выбранной опции). Расчет напряжений и проектирование проводятся на трех уровнях: под полом, посередине высоты стены и у основания.
Расчет выполняется в два этапа.
- Принимается, что стена изготовлена из неармированного бетона
- Расчет напряжений на существенных проверочных уровнях выполняется, принимая распределение гравитационных нагрузок в неармированном бетоне.
- Вычисляется несущая способность неармированной стены.
- Проверяется условие несущей способности. Если несущая способность достаточна, то нет необходимости рассчитывать арматуру, распределенную в стене, а только создается конструктивная арматура. Если условие несущей способности не выполняется, стена будет рассчитана как армированная (см. пупкт 2).
- Принимается, что стена состоит из армированного бетона.
КЛАССИЧЕСКИЙ МЕТОД
Расчет стены классическим методом основывается на допущении, что стена работает в своей плоскости, как железобетонное сечение. Принимается линейно-параболическое распределение сжимающих напряжений в сечении.
Так же, как и в случае упрощенного метода, расчет выполняется в два этапа – для неармированной стенки, а если необходимо, то и для армированной. Расчетный процесс фокусируется на нижнем сечении стены.
Алгоритм расчета для классического метода таков.
- Приведение нагрузки. Линейные нагрузки приводятся к системе N – M.
- Вычисляется несущая способность неармированной стенки – см. описание алгоритмов расчета стены для несейсмической и сейсмической нагрузок.
- Если несущая способность неармированной стенки меньше, чем воздействие от вертикальных приведенных сил N, то принимается равномерное распределение арматуры в стене.
- На основании распределенной арматуры (принимается самая большая из величин, рассчитанных по отдельным сейсмическим и несейсмическим сочетаниям) вычисляется несущая способность армированной стены (отдельно для сейсмической и несейсмической конструкции).
- Если напряжение в стене превышает допустимое напряжение в бетоне sbc=0,85fcj/(q*gf), то расчет прерывается. Затем следует увеличить размеры сечения стены.
- Выполняется расчет на сжатие с изгибом, принимая прочность сечения, которая получается из прочности бетона или бетона с распределенной арматурой, а также с учетом продольного изгиба стены (коэффициент a).
- Проводится расчет на срез и дополнительно на сдвиг для сейсмических стен.
- Армирование при сжатии с изгибом раскладывается по краям (со скрытыми зонами). Раскладываемая вертикальная арматруа рассчитывается на несение нагрузки N и возможной арматуры в результате проверки на сдвиг и скольжение. Обе генерируются вдоль всего сечения.
Прим.: В настоящее время отверстия не учитываются при расчете классическим методом. Уменьшение сечения не учитывается ни при расчете на продольный изгиб с сжатием, ни при расчете касательных напряжений. Возле отверстий генерируется только конструктивная арматура (для сейсмических стен - это минимальная краевая арматура CV).
См. также:
Алгоритм расчета стены (несейсмические нагрузки)
Алгоритм расчета стены (сейсмические нагрузки)
Рекомендации по применению методов расчета стен
Раскладки арматуры, создаваемые по обоим методам, значительно отличается между собой. Расчет с помощью упрощенного метода ведет к армированию стены по всей длине сечения в зонах с переменным количеством арматуры. Количество арматуры пропорционально величине на эпюре напряжений, оно также учитывает нагрузки от сил и проемов (распределение нагрузок от перемычек).
При использовании классического метода создается прочная арматура у краев Af , а по длине сечения имеется меньше равномерно распределенной арматуры по сравнению с упрощенным методом.
Поэтому упрощенный метод рекомендуется в случае расчета стен, которые должны передавать вертикальные нагрузки от этажей (включая отверстия). Классический метод рекомендуется для расчета стен, которые работают как центральные ядра жесткости, нагруженные моментом (работающие как железобетонное сечение, подверженное сжатию с изгибом).