Что такое пробивной сдвиг?
Пробивной сдвиг – это механизм разрушения элементов конструкции, таких как плиты и фундаменты, в результате сдвига под действием сосредоточенных нагрузок.
Действие сосредоточенных нагрузок приходится на меньшую площадь элементов конструкции. В большинстве случаев это реакция от колонны, действующей на плиту. В конечном итоге плита разрушается. Одним из возможных способов разрушения является то, что нагрузка пробивает перекрытие.
Примерами возникновения сосредоточенных нагрузок на плиту являются колонны, особенно на фундаменте с подушками, и нагрузки от колес. Этот же тип разрушения может произойти и другим способом. Перевернув конструкцию с ног на голову, мы получим плоскую плиту, опирающуюся на колонну, где существует высокая концентрация сдвигающей силы вокруг головки колонны.
Когда общая сдвигающая сила превышает сопротивление сдвигу плиты, плита опускается вокруг колонны, или это можно рассматривать как пробивание колонны через плиту.
Механизм разрушения при пробивании сдвига наблюдается в обычных плитах перекрытия, плоских плитах и в фундаментных плитах под колонной. В ленточных фундаментах, где вес и глубина не столь критичны, его последствия устраняются путем обеспечения достаточной глубины.
Пробивной сдвиг в железобетонных плитах
Пробивной сдвиг в железобетонных плитах можно рассматривать как двумерный аналог сдвига, наблюдаемого в балках. Этот вид разрушения происходит как внезапный разрыв. Этот разрыв не может быть сдержан с помощью основной арматуры.
Следовательно, под действием сдвига происходит снижение предельной несущей способности конструкции ниже изгибной. Но по сравнению со сдвигом балки, сдвиг при продавливании менее критичен.
В перекрытиях пробивной сдвиг происходит, когда они подвергаются высоким значениям сосредоточенных нагрузок. К таким нагрузкам относятся нагрузки от колес на мостовые плиты или нагрузки от вышележащих этажей на колонны, поддерживающие перекрытия плит.
Расчеты при пробивном сдвиге
Расчеты на пробивной сдвиг при проектировании основаны на силе пробивного сдвига, которая пробивает толщину плиты или фундамента. Это может произойти только в том случае, если в системе существует только сдвиг. Это невозможно, если в основании или колонне существует какой-либо момент.
Сайт Максимальное напряжение сдвига при продавливании определяется на основе конуса разрушения при пробивном сдвиге и приложенных значений сдвига и моментов.
Рис.1. Зона разрушения при пробивном сдвиге для перекрытий над и под колонной
‘d’ – это эффективная глубина перекрытия. Периметр пробивного сдвига образуется на расстоянии d/2 от краев колонны или постамента. На рисунке 1 Dped – это глубина постамента.
Проектные соображения для пробивного сдвига в перекрытиях
Пробивное разрушение конструкции можно предотвратить, приняв следующие меры контроля:
К методам изменения формы конструкции относятся:
Различные зоны разрушения указаны ниже на рисунке 2 вместе с областью, где необходимо обеспечить усиление. Обычно возможны вертикальные и траверсные линии разрушения. На самом деле мы не знаем, где может произойти отказ. Поэтому каждая возможная плоскость разрушения должна быть усилена.
Зоны разрушения при пробивном сдвиге
Согласно строительным нормам, перекрытия проектируются на пробивной сдвиг следующим образом:
1. Вокруг нагруженной зоны или зоны колонны на определенном расстоянии рассматривается цилиндрическая контрольная поверхность. Это расстояние пропорционально глубине перекрытия. Это показано на рисунке 3.
Рис.3. Контрольная поверхность при разрушении от продавливания – обозначение и определение
2. Среднее напряжение сдвига на контрольной поверхности не должно превышать расчетную прочность. Эта расчетная прочность часто пропорциональна прочности на растяжение.
Эффект передачи момента в месте соединения колонны или плиты облегчается при расчете на пробивной сдвиг. Оценка пробивного сдвига основывается на различных параметрах. Эти параметры представляют собой сечения на определенном расстоянии от торца колонны.
Среди различных участков наиболее важными являются участки у торца колонны и на расстоянии d/2 по обе стороны от колонны.
Если напряжение сдвига на этих участках превышает допустимое значение напряжения, конструкция будет подвержена разрушению от пробивания. Расчетные формулы и расстояние между параметрами будут отличаться в зависимости от кода. Но концепция, лежащая в основе оценки разрушения при пробивном сдвиге, одинакова.
Читать далее:
Причины чрезмерных прогибов в железобетонных плитах
Факторы, влияющие на выбор фундамента для зданий
- Проектирование железобетонных фундаментов: ACI 318-14 и IS456.
- Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ – РЕКОМЕНДАЦИИ IS-456.
- Руководство по проектированию изолированных фундаментов и спецификации согласно IS 456: 2000.
- Как спроектировать одностороннее перекрытие в соответствии с ACI 318-19? | Прилагается пример.
- Виды железобетонных плит – конструкция, стоимость и применение.
- Режимы разрушения в бетонных балках: разрушение при изгибе и сдвиге.