Расчет железобетонных стен согласно NF EN 1992-1-1/NA:2007 (NF P 18-711-1)

Железобетонные стены рассчитываются по принципам из:

• NF EN 1992-1-1/NA:2007 (NF P 18-711-1)
• 'Recommandations professionnelles pour l'application de la norme NF EN 1992-1-1 (NF P 18-711-1)'
• EN 1992-1-1/AC:2008

МЕТОД РАСЧЕТА

Расчет стены основан 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 следующий.

• Для приведения нагрузки линейные нагрузки приводятся к системе N - M - V.
• Для расчета несущей способности неармированной стены см. описание алгоритмов расчета стены.
• 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 среднее сжимающее напряжение в стене или среднее напряжение в балке-стенке превышает значение допустимого напряжения в бетоне, то расчет будет прерван. 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).
• 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).

Алгоритм расчета стенки (несейсмические нагрузки)

На рисунке ниже представлены основные размеры стенки.

Принято:

• длина стены b ≥ 4 · h _w
• толщина стены:

  на ≥ 10 см - это внутренние стены (и внешние, но в согласно с EN все неармированные стены должны иметь ≥ 12 см, а пользователь может выбрать в параметры расчета, внутренней или наружной стены

  a ≥ 12 см – это внешние стены

• гибкость λ ≤ 86

Алгоритм расчета стен, подверженных не сейсмическим нагрузкам, следующий:

• расчет значения b согласно таблице 12.1 (EN 1992-1-1/AC:2008);
• вычисление расчетной длины стены l₀, где l₀ = β · l_w;
• расчет гибкости λ, где λ = l₀/i;
• условие несущей способности стены проверяется для ее нижней отметки. Несущая способность сечения стены проверяется для приведенных вертикальных нагрузок, а арматура распределяется равномерно по всему сечению. На последовательных этапах расчета несущая способность армированной и неармированной стенки соответственно берутся в расчет.
• Проверка несущей способности сечения неармированной стенки осуществляется для среднего сжимающего напряжения или среднего напряжения в балке-стенке

  σ _moy =N/(b · h_w) ≤ σ _ulim

  σ _band,moy =N/(b · h_w) ≤ σ _ulim

  Если среднее сжимающее напряжение в стене или среднее напряжение в балке-стенке превышает допустимое напряжение в бетоне, то расчет будет прерван. Размеры сечения стены следует увеличить.

• Расчет несущей способности неармированной стены N_ulim и допустимое напряжение σ_ulim

  Φ = min(1-2 · e_tot/h_w; 1.14(1-2 · e_tot/h_w) - 0.02 · l₀/h_w )

  где e_tot=e₀+e_i

  N_ulim= b · h_w · f_cd,pl · Φ

  σ _ulim = N_ulim/(b · h_w)

  Если N_umax ≥ N_ulim, то армирование при сжатии с изгибом будут расположены вблизи края стены

• Генерирование распределенной в стенке арматуры

  Минимальный коэффициент вертикального армирования в стене должны равняться:

  A_s,vmin = 0,002 · A_c

  Максимальный коэффициент вертикального армирования должен равняться:

  A_s,vmax = 0,04 · A_c

  Расстояние между двумя соседними стержнями не должно превышать 3 · h_w и 400мм

  Горизонтальная арматура удовлетворяет условиям:

  (арматура распределяется равномерно по высоте стены)

  A_s,hmin = max (25%A_v; 0,001 · A_c)

  Расстояние между двумя соседними стержнями не должна превышать 400мм

• Расчет и генерирование краевой арматуры

  Как указано в допущениях этого метода, расчет этой арматуры сосредоточивается на том,чтобы обеспечить условие несения конструкцией изгиба со сжатием; она создается в ‘скрытой зоне’ шириной d’.

• Расчет несущей способности неармированной стены при сдвиге

  σ _cp = N/(h_w · b)

  t cp = k · V/(h_w · b)

  σ _c,lim = f_cd - 2 · (f_ctd · (f_ctd+f_cd)) ^½

  Если σ _cp ≤ σ _c,lim :

  f_cvd= (f_ctd,pl ² + σ _cp · f_ctd,pl ² ) ^½

  Если σ _cp > σ _c,lim :

  f_cvd= (f_ctd,pl ²+ σ _cp·f_ctd,pl² - 0,25 · ( σ _cp - σ _c,lim )²) ^½

• Проверка неармированной стены на сдвиг

  если τ _сp <= f_cvd, то поперечную арматуру, подсчитанную по следующим критериям, надо равномерно распределить по длине стены:

  v_min = 0.35/ γ _c · f_ck ^½

  k = min(1+(200/b) ^½ ); 2)

  C_Rd,c =0.18/ γ _c

  σ _cp =min(0,2 · f_cd; N/(h_w · b))

  V_Rd,c = max((C_Rd,c · k · (100 · ρl · f_ck) ^(1/3)+k₁ · σ_cp )*h_w*d; (v_min+ k₁ · σ_cp ) · h_w · d) ^(1/3))

• Проверка неармированной стены на сдвиг

  Вертикальные нагрузки по ПС1 должны отвечать следующему условию:

  V<=V_Rd,c

• Генерирование противоусадочных и конструктивных арматур.

  Противоусадочное армирование:

  = вертикальное

  

  = горизонтальное