Сравнение коэффициентов расчетной длины, указанных в СП 63.13330 с AS 3600-2001, ТКП EN 1992-1-1-2009, ABNT NBR 6118:2014 и ACI 318R-14 для железобетонных внецентренно сжатых элементов

В СП 63.13330 коэффициенты расчетной длины внецентренно сжатых элементов (для колонн и для стен) приведены в пункте 8.1.17. В австралийском стандарте AS 3600-2001 эти коэффициенты описаны в пункте 10.5.4 главы 10.

Хочется отметить, что большая часть коэффициентов, даже для простых типов закрепления, в указанных документах отличается. Даже для самого простого типа закрепления, консольного стержня, принятый в наших нормах коэффициент 2 меньше чем в австралийском стандарте, там он равен 2.2.

Коэффициенты расчетной длины для сложных типов закрепления, которые в СП 63 имеют точное значение (например, для элементов с несмещаемыми (с ограниченным поворотом) заделками на двух концах — 0.8, а для элементов с ограниченно смещаемыми податливыми (с ограниченным поворотом) заделками на двух концах — 1.2), в AS 3600-2001 определяют с помощью таблиц на рисунках 10.5.3(B) и 10.5.3(C) и зависят от коэффициентов закрепления y1 и y2, которые, для обычных прямоугольных каркасных зданий и сооружений, определяют по формуле:

В числителе — суммарная жесткость в плоскости изгиба колонн, примыкающих к рассматриваемому узлу и жестко соединенных между собой;

В знаменателе — суммарная жесткость в плоскости изгиба плит или балок (или плит с балками), примыкающих к рассматриваемому узлу и жестко соединенных с колоннами.

Коэффициент бетта — коэффициент условия закрепления, приведенный в таблице 10.5.4, для условий закрепления балки или плиты (или плиты с балкой), на противоположном конце от рассматриваемого узла соединения колонны с плитой или балкой.

Как видно из рисунков 10.5.3 (B) и (C) австралийских норм коэффициенты расчетной длины не ограничиваются значениями 0.8 и 1.2 соответственно, которые указаны в СП 63, а могут существенно превосходить их, особенно в случае со смещаемыми податливыми закреплениями.

Расчетные длины для железобетонных стен в зависимости от типов закрепления приводятся в ТКП EN 1992-1-1-2009, в главе 12.6.5.1 «Гибкость колонн и стен».

Определение расчетной длины стен также описано в «Руководство по проектированию конструкций и технологии возведения монолитных бескаркасных зданий. 1982 г.» в пункте 5.4.

Коэффициент относительной жесткости на каждом из двух концов колонны

EсIc — суммарная жесткость колонн примыкающих к рассматриваемому узлу колонны;

EbIb— суммарная жесткость балок примыкающих к рассматриваемому узлу колонны;

Коэффициенты из таблицы 12-2 используют в первом приближении, так как они не учитывают реальную жесткость узлов соединения колонн и плит, зависящую от фактического армирования и наличия трещин. В реальности, абсолютно жестких и абсолютно шарнирных узлов не бывает, поэтому в практике проектирования коэффициент пси принимают не менее 0.2 и не более 20. Коэффициент расчетной длины k в несмещаемых каркасах принимают не менее 0.6, а в смещаемых каркасах с закрепленными узлами колонн не менее 1.2.

Ссылки по теме статьи:

1. Расчетные длины для пластин;
2. Расчетные длины стальных конструкций;
3. О коэффициенте расчетной длины по Eurocode 3 и AISC 360-16;