Страницы:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1.27. Значение предварительного напряжении в арматуре вводится в расчет с коэффициентом точности натяжения арматуры gsp, определяемым по формуле
(6)
Знак „плюс" принимается при неблагоприятном влиянии предварительного напряжения (т. е. на данной стадии работы конструкции или на рассматриваемом участке элемента предварительное напряжение снижает несущую способность, способствует образованию трещин и т. п.), знак „минус" — при благоприятном. Значения Dgsp при механическом способе натяжения арматуры принимаются равными 0,1, а при электротермическом и электротермомеханическом способах натяжения определяются по формуле
(7)
но принимаются не менее 0,1; здесь р, ssp — см. п. 1.23; пр ¾ число стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента. При определении потерь предварительного напряжения арматуры, а также при расчете по раскрытию трещин и по деформациям значение Dgsp допускается принимать равным нулю. 1.28. Напряжения в бетоне и арматуре, а также усилия предварительного обжатия бетона, вводимые в расчет предварительно напряженных конструкций, определяются с учетом следующих указаний. Напряжения в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, определяются по правилам расчета упругих материалов. При этом принимают приведенное сечение, включающее сечение бетона с учетом ослабления его каналами, лазами и т. п., а также сечение всей продольной (напрягаемой и ненапрягаемой) арматуры, умноженное на отношение a модулей упругости арматуры и бетона. Если части бетонного сечения выполнены из бетонов разных классов или видов, их приводят к одному классу или виду, исходя из отношения модулей упругости бетона. Усилие предварительного обжатия Р и эксцентриситет его приложения е0р относительно центра тяжести приведенного сечения (черт. 1) определяются по формулам:
(8)
(9)
где ss, s’s — напряжения в ненапрягаемой арматуре соответственно S и S’, вызванные усадкой и ползучестью бетона; ysp, y’sp, ys, y’s — расстояния от центра тяжести приведенного сечения до точек приложения равнодействующих усилий соответственно в напрягаемой и ненапрягаемой арматуре S и S’ (см. черт. 1 ).
Черт. 1. Схема усилий предварительного напряжения в арматуре в поперечном сечении железобетонного элемента
При криволинейной напрягаемой арматуре значения ssp и s’sp умножают соответственно на cosq и cosq’, где q и q’ ¾ углы наклона оси арматуры к продольной оси элемента (для рассматриваемого сечения). Напряжения ssp и s’sp принимают: а) в стадии обжатия бетона — с учетом первых потерь; б) в стадии эксплуатации элемента — с учетом первых и вторых потерь. Напряжения ss и s’s принимают численно равными: в стадии обжатия бетона — потерям напряжений от быстронатекающей ползучести по поз. 6 табл. 5; в стадии эксплуатации элемента — сумме потерь напряжений от усадки и ползучести бетона по поз. 6, 8 и 9 табл. 5. 1.29. Сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного обжатия sbp не должны превышать значений (в долях от передаточной прочности бетона Rbp), указанных в табл. 7.
Таблица 7
_____________ * Для элементов, изготовляемых с постепенной передачей усилия обжатия, при наличии стальных опорных деталей и косвенной арматуры с объемным коэффициентом армирования mv ³ 0,5 % (см. п. 5.15) на длине не менее длины зоны передачи напряжений lp (см. п. 2.29) допускается принимать значение sbp/Rbp = 1,00.
Примечания: 1. Значения sbp/Rbp, указанные в настоящей таблице, для батона в водонасыщенном состоянии при расчетной температуре воздуха ниже минус 40 °С следует принимать на 0,05 меньше. 2. Расчетные зимние температуры наружного воздуха принимаются согласно указаниям п. 1.8. 3. Для легкого бетона классов В7,5 ¾ В12,5 значения sbp/Rbp следует принимать не более 0,30. Напряжения sbp определяются на уровне крайнего сжатого волокна батона с учетом потерь предварительного напряжения по поз. 1¾6 табл. 5 и при коэффициенте точности натяжения арматуры gsp, равном единице. 1.30. Для предварительно напряженных конструкций, в которых предусматривается регулирование напряжении обжатия бетона в процессе их эксплуатации (например, в реакторах, резервуарах, телевизионных башнях), напрягаемая арматура применяется без сцепления с бетоном, при этом необходимо предусматривать эффективные мероприятия по защите арматуры от коррозии. К предварительно напряженным конструкциям без сцепления арматуры с бетоном должны предъявляться требования 1-й категории трещиностойкости.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ПЛОСКОСТНЫХ И МАССИВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНЫХ СВОЙСТВ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
1.31. Расчет плоскостных конструкций (типа балок-стенок, плит перекрытий) и массивных конструкций по предельным состояниям первой и второй групп следует производить по напряжениям (усилиям), деформациям и перемещениям, вычисляемым с учетом физической нелинейности, анизотропии, а в необходимых случаях — ползучести, накопления повреждений (в длительных процессах) и геометрической нелинейности (в основном для тонкостенных конструкций).
Примечание. Анизотропия — неодинаковость свойств {здесь — механических) по разным направлениям. Ортотропия ¾ вид анизотропии, при котором имеются три взаимно перпендикулярные плоскости симметрии свойств.
1.32. Физическую нелинейность, анизотропию и ползучесть следует учитывать в определяющих соотношениях, связывающих между собой напряжения и деформации, а также в условиях прочности и трещиностойкости материала. При этом следует выделять две стадии деформирования элементов — до и после образования трещин. 1.33. До образования трещин для бетона должна, как правило, использоваться нелинейная ортотропная модель, позволяющая учитывать направленное развитие эффекта дилатации и неоднородность деформирования при сжатии и растяжении. Допускается пользоваться квазиизотропной моделью бетона, учитывающей проявление указанных факторов а среднем по объему. Для железобетона в этой стадии следует исходить из совместности осевых деформаций арматуры и окружающего бетона, за исключением концевых участков арматуры, не снабженных специальными анкерами. При опасности выпучивания арматуры следует ограничивать ее предельные сжимающие напряжения.
Примечание. Дилатация ¾ увеличение объема тела при сжатии, обусловленное развитием множества микротрещин, а также трещин большей протяженности.
1.34. В условиях прочности бетона следует учитывать сочетание напряжении на площадках разных направлений, в силу которых, в частности, его сопротивление двух- и трехосному сжатию превышает прочность при одноосном сжатии, а при комбинациях сжатия и растяжения может быть меньше, чем при действии одного из них. В необходимых случаях должна приниматься во внимание длительность действия напряжений. Условие прочности железобетона без трещин должно составляться исходя из условий прочности составляющих материалов как двухкомпонентной среды. 1.35. В качестве условия трещинообразования следует использовать условие прочности бетонных элементов двухкомпонентной среды. 1.36. После образования трещин следует использовать модель анизотропного тела общего вида при нелинейных выражениях зависимостей усилий или напряжений от перемещений с учетом следующих факторов: углов наклона трещин к арматуре и схем пересечения трещин; раскрытия трещин и сдвига их берегов; жесткости арматуры: осевой — с учетом сцепления с полосами или блоками бетона между трещинами; тангенциальной — с учетом податливости бетонного основания у берегов трещин и соответственно осевых и касательных напряжений в арматуре в трещинах; жесткости бетона: между трещинами — на осевые силы и сдвиг {снижается для схемы пересекающихся трещин); в трещинах — на осевые силы и сдвиг за счет зацепления берегов трещин при достаточно малой их ширине; частичного нарушения совместности осевых деформаций арматуры и бетона между трещинами. В модели деформирования неармированных элементов с трещинами учитывается лишь жесткость бетона между трещинами. В случаях возникновения наклонных трещин следует учитывать особенности деформирования бетона над наклонными трещинами. 1.37. Ширину раскрытия трещин и взаимный сдвиг их берегов следует определять исходя из смещения стержней различных направлений относительно пересекаемых ими берегов трещин с учетом расстояний между трещинами и при соблюдении условия совместности этих смещений. 1.38. Условия прочности плоских и объемных элементов с трещинами должны основываться на следующих предпосылках: принимается, что разрушение происходит вследствие значительного удлинения арматуры по наиболее опасным трещинам, в общем случае расположенным косо к стержням арматуры, и раздробления бетона полос или блоков между трещинами или за трещинами (например, в сжатой зоне плит над трещинами); сопротивление бетона сжатию снижается из-за возникновения растяжения в перпендикулярном направлении, создаваемого силами сцепления с растянутой арматурой, а также из-за поперечных смещений арматуры у берегов трещин; при определении прочности бетона учитываются схемы образования трещин и углы наклона трещин к арматуре; в стержнях арматуры учитываются, как правило, нормальные напряжения, направленные вдоль их оси; допускается учитывать касательные напряжения в арматуре в местах трещин (нагельный эффект), принимая, что стержни не изменяют своей ориентации: принимается, что в трещине разрушения все пересекающие ее стержни достигают расчетных сопротивлении на растяжение (для арматуры, не имеющей предела текучести, напряжения должны контролироваться в процессе деформационного расчета). Прочность бетона в различных его зонах следует оценивать по напряжениям в нем как в компоненте двухкомпонентной среды (за вычетом приведенных напряжении в арматуре между трещинами, определяемых с учетом напряжении в трещинах, сцепления и частичного нарушения совместности осевых деформаций арматуры с бетоном). 1.39. Несущую способность железобетонных конструкций, способных претерпевать достаточные пластические деформации, допускается определять методом предельного равновесия. 1.40. При расчете конструкций по прочности, деформациям, образованию и раскрытию трещин методом конечных элементов должны быть проверены условия прочности и трещиностойкости для всех конечных элементов, составляющих конструкцию, а также условия возникновения чрезмерных перемещений конструкции. При оценке предельного состояния по прочности допускается полегать отдельные конечные элементы разрушенными, если это не влечет за собой прогрессирующего разрушения конструкции и по истечении действия рассматриваемой нагрузки эксплуатационная пригодность конструкции сохранится или может быть восстановлена.
2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
БЕТОН
2.1. Для бетонных и железобетонных конструкций, проектируемых в соответствии с требованиями настоящих норм, следует предусматривать конструкционные бетоны, соответствующие ГОСТ 25192-82: тяжелый средней плотности свыше 2200 до 2500 кг/м3 включ.; мелкозернистый средней плотности свыше 1800 кг/м3; легкий плотной и поризованной структуры; ячеистый автоклавного и неавтоклавного твердения; специальный бетон — напрягающий. 2.2. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций в зависимости от их назначения и условий работы следует устанавливать показатели качества бетона, основными из которых являются: а) класс по прочности на сжатие В; б) класс по прочности на осевое растяжение Вt (назначают в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение и контролируется на производстве); в) марка по морозостойкости F (должна назначаться для конструкций, подвергающихся в увлажненном состоянии действию попеременного замораживания и оттаивания); г) марка по водонепроницаемости W (должна назначаться для конструкций, к которым предъявляются требования ограничения проницаемости); д) марка по средней плотности D (должна назначаться для конструкций, к которым кроме конструктивных предъявляются требования теплоизоляции); е) марка по самонапряжению напрягающего бетона Sp (должна назначаться для самонапряженных конструкций, когда эта характеристика учитывается в расчете и контролируется на производстве).
Примечания: 1. Классы бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение отвечают значению гарантированной прочности бетона, МПа, с обеспеченностью 0,95. 2. Марка напрягающего бетона по самонапряжению представляет значение предварительного напряжения в бетоне, МПа, создаваемого в результате его расширения при коэффициенте продольного армирования m = 0,01.
2.3. Для бетонных и железобетонных конструкций следует предусматривать бетоны следующих классов и марок: а) классов по прочности на сжатие тяжелый бетон ¾ В3,5; В5; B7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; напрягающий ¾ В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; бетон
мелкозернистый бетон групп: А ¾ естественного твердения или подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении на песке с модулем крупности свыше 2,0 ¾ В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; Б — то же, с модулем крупности 2,0 и менее ¾ В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В — подвергнутый автоклавной обработке ¾ В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;
легкий бетон при марках по средней плотности: D800, D900 ¾ В2,5; B3,5; В5; В7,5; D1000, D1100 ¾ B2,5; B3,5; В5; В7,5; В10; B12,5; D1200, D1300 ¾ B2,5; B3,5; B5; В7,5; В10; B12,5; B15; D1400, D1500 ¾ B3,5; B5; B7,5; B10; В12,5; B15; B20; B25; В30; D1600, D1700 ¾ B5; B7,5; B10; В12,5; В15; В20; В25; B30; B35; D1800, D1900 ¾ B10; В12,5; В15; В20; B25; B30; В35; В40; D2000 ¾ В20; В25; В30; В35; В40;
ячеистый бетон при марках по средней плотности: автоклавный: неавтоклавный: D500 ¾ B1; B1,5; ¾ D600 ¾ B1; B1,5; B2; B1; B1,5; В2,5; D700 ¾ B1,5; B2; В2,5; B1,5; В2; B3,5; B2,5; D800 ¾ B2,5; B3,5; В5; B2; B2,5; B3,5; D900 ¾ B3,5; B5 ; B7,5; B3,5; B5; D1000 ¾ B5; B7,5; В10; B5; B7,5; D1100 ¾ B7,5; B10; B12,5; В7,5; В10; B15; D1200 ¾ B10; B12,5; B15; B10; В12,5;
поризованный бетон при марках по средней плотности: D800, D900, D1000, ¾ B2,5; B3,5; B5; D1100, D1200, D1300 В7,5; D1400 ¾ B3,5; B5; B7,5.
Допускается применение бетона промежуточных классов по прочности на сжатие B22,5 и В27,5 при условии, что это приведет к экономии цементе по сравнению с применением бетона соответственно классов В25 и В30 и не снизит другие технико-экономические показатели конструкции; б) классов по прочности на осевое растяжение тяжелый, ¾ Bt0,8; Bt1,2; Bt1,6; Bt2; Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2; напрягающий мелкозернистый и легкий бетоны в) марок по морозостойкости тяжелый, ¾ F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500; напрягающий и мелкозернистый бетоны легкий бетон ¾ F25; F35; F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500; ячеистый и ¾ F15; F25; F35; F50; F75; F100; поризованный бетоны г) марок по водонепроницаемости тяжелый, ¾ W2; W4; W6; W8; W10; W12; мелкозернистый и легкий бетоны для напрягающего бетона марка по водонепроницаемости обеспечивается не ниже W12 и в проектах может не указываться; д) марок по средней плотности легкий бетон ¾ D800; D900; D1000; D1100; D1200; D1300; D1400; D1500; D1600; D1700; D1800; D1900; D2000; ячеистый ¾ D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; бетон D1200; поризованный ¾ D800; D900; D1000; D1100; D1200; D1300; бетон D1400;
е) марок по самонапряжению напрягающий ¾ Sp0,6; Sp0,8; Sp1; Sp 1,2; Sp1,5; Sp2; Sp3; Sp4. бетон
Примечания: 1. В настоящих нормах термины „легкий бетон" и „поризованный бетон" используются соответственно для обозначения легкого бетона плотной структуры и легкого бетона поризованной структуры (со степенью поризации свыше 6 %). 2. Группа мелкозернистого бетона (А, Б, В) должна указываться в рабочих чертежах конструкций.
2.4. Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании исходя из возможных реальных сроков загружения конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 сут. Значение отпускной прочности бетона в элементах сборных конструкций следует назначать в соответствии с ГОСТ 13015.0-83 и стандартами на конструкции конкретных видов. 2.5. Для железобетонных конструкций не допускается применять: тяжелый и мелкозернистый бетоны класса по прочности на сжатие ниже В7,5; легкий бетон класса по прочности на сжатие ниже В3,5 — для однослойных и ниже В2,5 — для двухслойных конструкций. Рекомендуется принимать класс бетона по прочности на сжатие: для железобетонных элементов из тяжелого и легкого бетонов, рассчитываемых на воздействие многократно повторяющейся нагрузки, — не ниже В15; для железобетонных сжатых стержневых элементов из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов — не ниже В15; для сильнонагруженных железобетонных сжатых стержневых элементов (например, для колонн, воспринимающих значительные крановые нагрузки, и для колонн нижних этажей многоэтажных зданий) ¾ не ниже В25. 2.6*. Для предварительно напряженных элементов из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов класс бетона, в котором расположена напряженная арматура, следует принимать в зависимости от вида и класса напрягаемой арматуры, ее диаметра и наличия анкерных устройств не ниже указанного в табл. 8*.
Таблица 8*
Примечание. Обозначения классов арматуры — в соответствии с п. 2.24а*.
Передаточная прочность бетона Rbp (прочность бетона к моменту его обжатия, контролируемая аналогично классу бетона по прочности на сжатие) назначается не менее 11 МПа, а при стержневой арматуре классов А-VI, Ат-VI, Ат-VIК и Ат-VII, высокопрочной арматурной проволоке без анкеров и арматурных канатах — не менее 15,5 МПа. Передаточная прочность, кроме того, должна составлять не менее 50 % принятого класса бетона по прочности на сжатие. Для конструкций, рассчитываемых на воздействие многократно повторяющейся нагрузки, минимальные значения класса бетона, приведенные в табл. 8*, при проволочной напрягаемой арматуре и стержневой напрягаемой арматуре класса А-IV независимо от диаметра, а также класса А-V диаметром 10—18 мм должны увеличиваться на одну ступень, т. е. 5 МПа, с соответствующим повышением передаточной прочности бетона. При проектировании отдельных видов конструкций допускается обоснованное в установленном порядке снижение минимального класса бетона на одну ступень, равную 5 МПа, против приведенной в табл. 8* с соответствующим снижением передаточной прочности бетона.
Примечания: 1. При расчете железобетонных конструкций в стадии предварительного обжатия расчетные характеристики бетона принимаются как для класса бетона, численно равного передаточной прочности бетона (по линейной интерполяции). 2. При проектировании ограждающих однослойных сплошных конструкций, выполняющих функции теплоизоляции, допускается при относительной величине обжатия бетона sbp/Rbp не более 0,30 использовать напрягаемую арматуру класса А-IV диаметром на более 14 мм при классах легкого бетона В7,5 — В12,5, при этом передаточная прочность бетона Rbp должна составлять не менее 80 % класса бетона.
2.7. Мелкозернистый бетон без специального экспериментального обоснования не допускается применять для железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию многократно повторяющейся нагрузки, а также для предварительно напряженных конструкций пролетом свыше 12 м при армировании проволочной арматурой классов В-II, Вр-II, К-7 и К-19. Класс мелкозернистого бетона по прочности на сжатие, применяемого для защиты от коррозии и обеспечения сцепления с бетоном напрягаемой арматуры, расположенной в пазах и на поверхности конструкции, должен быть не ниже В12,5, а для инъекции каналов — не ниже В25. 2.8. Для замоноличивания стыков элементов сборных железобетонных конструкций класс бетона следует устанавливать в зависимости от условий работы соединяемых элементов, но принимать не ниже В7,5. 2.9. Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости бетонных и железобетонных конструкций в зависимости от режима их эксплуатации и значений расчетных зимних температур наружного воздуха в районе строительства должны приниматься: для конструкций зданий и сооружений (кроме наружных стен отапливаемых зданий) ¾ не ниже указанных в табл. 9; для наружных стен отапливаемых зданий ¾ не ниже указанных в табл. 10. 2.10. Для замоноличивания стыков элементов сборных конструкций, которые в процессе эксплуатации или монтажа могут подвергаться воздействию отрицательных температур наружного воздухе, следует применять бетоны проектных марок по морозостойкости и водонепроницаемости не ниже принятых для стыкуемых элементов.
Нормативные и расчетные характеристики бетона
2.11. Нормативными сопротивлениями бетона являются сопротивление осевому сжатию призм (призменная прочность) Rbn и сопротивление осевому растяжению Rbtn. Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой Rb, Rbt и второй Rb,ser, Rbt,ser групп определяются делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по бетону при сжатии gbc или растяжении gbt, принимаемые для основных видов бетона по табл. 11. 2.12. Нормативные сопротивления бетона Rbn {с округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие приведены в табл. 12. Нормативное сопротивление бетона растяжению Rbtn в случаях, когда прочность бетона на растяжение не контролируется, принимается в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие согласно табл. 12. Нормативное сопротивление бетона осевому растяжению Rbtn в случаях, когда прочность бетона на растяжение контролируется на производстве, принимается равным его гарантированной прочности (классу) на осевое растяжение. 2.13. Расчетные сопротивления бетона Rb, Rbt, Rb,ser, Rbt,ser (с округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение приведены: для предельных состояний первой группы — соответственно в табл. 13 и 14, второй группы — в табл. 12. Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb и Rbt снижаются (или повышаются) путем умножения на коэффициенты условий работы бетона gbi, учитывающие особенности свойств бетона, длительность действия, многократную повторяемость нагрузки, условия и стадию работы конструкции, способ ее изготовления, размеры сечения и т. п. Значения коэффициентов условий работы gbi приведены в табл. 15. Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb,ser и Rbt,ser вводят в расчет с коэффициентом условий работы бетона gbi = 1,0, за исключением случаев, указанных в пп. 4.10-4.12. Для отдельных видов легких бетонов допускается принимать иные значения расчетных сопротивлений, согласованные в установленном порядке.
Примечание. При использовании в расчетах промежуточных классов бетона по прочности на сжатие согласно п. 2.3 значения характеристик, приведенных в табл. 12, 13 и 18, принимаются по линейной интерполяции.
2.14. Значения начального модуля упругости бетона Eb, при сжатии и растяжении принимаются по табл.18. Для не защищенных от солнечной радиации конструкций, предназначенных для работы в климатическом подрайоне IVА согласно СНиП 2.01.01-82, значения Eb, указанные в табл. 18, следует умножать на коэффициент 0,85. Таблица 9
_____________ * Для тяжелого и мелкозернистого батонов марки по морозостойкости не нормируются. ** Для тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов марки по морозостойкости не нормируются.
Примечания: 1. Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости для конструкций сооружений водоснабжения и канализации, а также для свай и свай-оболочек следует назначать согласно требованиям соответствующих нормативных документов. 2. Расчетные зимние температуры наружного воздуха принимаются согласно указаниям п. 1.8.
|
Страницы:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14