регистрация компании дать объявление быстрый поиск лента публикаций восстановление доступа о портале
    
Строительный портал СтройПлан.ру
Подбор проекта Новости отраслиПубликации
 
КОРЗИНА (0)  
 >>>  ПОИСК ДОКУМЕНТОВ  
  Дополнительные материалы  [ + развернуть]  
Утвержден: Постоянная Комиссия по сотрудничеству в облас…
Дата введения: 1 января 1981 г.
скачать бесплатно СТ СЭВ 1406-78 "Конструкции бетонные и железобетонные. Основные положения проектирования"
Утвержден: Госстрой СССР (29.12.1990)
Дата введения: 1 января 1991 г.
скачать бесплатно Сборник 6 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные"
Утвержден: Госстрой СССР (29.12.1990)
Дата введения: 1 января 1991 г.
скачать бесплатно Сборник 7 "Бетонные и железобетонные конструкции сборные"

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

СНиП 2.03.01-84*

ГОССТРОЙ СССР

МОСКВА 1989

РАЗРАБОТАНЫ НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук, проф. А. А. Гвоздев - руководитель темы; доктора техн. наук А. С. Залесов, Ю. П. Гуща; д-р техн. наук, проф. В. А. Клевцов; кандидаты техн. наук Е. А. Чистяков, Р. Л. Серых, Н. М. Мулин и Л. К. Руллэ) и ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (И. К. Никитин - руководитель темы; Б. Ф. Васильев).

ВНЕСЕНЫ НИИЖБ Госстроя СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Управлением стандартизации и технических норм в строительстве Госстроя СССР (В. М. Скубко).

СНиП 2.03.01-84* является переизданием СНиП 2.03.01-84 с изменениями, утвержденными постановлениями Госстроя СССР от 8 июля 1988 г. № 132 и от 25 августа 1988 г. № 169.

В конце документа приведено изменение № 2 СНиП 2.03.01-84*, утвержденное постановлением Госстроя СССР от 12.11.1991 г. № 11.

Разделы, пункты, таблицы, формулы, приложения и подписи к рисункам, в которые внесены изменения, отмечены в настоящих строительных нормах и правилах звездочкой.

При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале «Бюллетень строительной техники», «Сборнике изменений к строительным нормам и правилам» Госстроя СССР и информационном указателе «Государственные стандарты СССР» Госстандарта СССР.

Госстрой СССР

Строительные нормы и правила

СНиП 2.03.01-84*

Бетонные и железобетонные конструкции

Взамен
СНиП
II-21-75 и СН 511-78

_____________

* Переиздание с изменениями на 1 января 1989 г.

Настоящие нормы распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения, работающих при систематическом воздействии температур не выше 50 °С и не ниже минус 70 °С.

Нормы устанавливают требования к проектированию бетонных и железобетонных конструкций, изготовляемых из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и поризованного бетонов, а также из напрягающего бетона.

Положения данных норм соответствуют ГОСТ 27751-88 (СТ СЭВ 384-87).

(Измененная редакция. Изм. № 2).

Требования настоящих норм не распространяются на бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов, армоцементные конструкции, а также конструкции, изготовляемые из бетонов средней плотностью менее 500 и свыше 2500 кг/м3, бетонополимеров и полимербетонов, бетонов на известковых, шлаковых и смешанных вяжущих (кроме применения их в ячеистом бетоне), на гипсовом и специальных вяжущих, бетонов на специальных и органических заполнителях, бетона крупнопористой структуры.

При проектировании бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в особых условиях эксплуатации (при сейсмических воздействиях, в среде с агрессивной степенью воздействия на бетонные и железобетонные конструкции, в условиях повышенной влажности и т. п.), должны соблюдаться дополнительные требования, предъявляемые к таким конструкциям соответствующими нормативными документами.

По показателям прочности бетона приняты классы бетона в соответствии с СТ СЭВ 1406-78.

Основные буквенные обозначения, принятые в настоящих нормах согласно СТ СЭВ 1565-79, приведены в справочном приложении 5.

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Бетонные и железобетонные конструкции, согласно СТ СЭВ 1406-78, должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором материалов, назначением размеров и конструированием.

1.2. Выбор конструктивных решений должен производиться исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, энергоемкости, трудоемкости и стоимости строительства, достигаемого путем:

применения эффективных строительных материалов и конструкций;

снижения веса конструкций;

наиболее полного использования физико-механических свойств материалов;

использования местных строительных материалов;

соблюдения требований по экономному расходованию основных строительных материалов.

1.3. При проектировании зданий и сооружений должны приниматься конструктивные схемы, обеспечивающие необходимую прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом, а также отдельных конструкций на всех стадиях возведения и эксплуатации.

1.4. Элементы сборных конструкций должны отвечать условиям механизированного изготовления на специализированных предприятиях.

Внесены
НИИЖБ
Госстроя СССР

Утверждены
постановлением
Госстроя СССР
от 20 августа 1984 г. № 136

Срок
введения
в действие
1 января 1986 г.

При выборе элементов сборных конструкций должны предусматриваться преимущественно предварительно напряженные конструкции из высокопрочных бетонов и арматуры, а также конструкции из легкого и ячеистого бетонов там, где их применение не ограничивается требованиями других нормативных документов.

Целесообразно укрупнять элементы сборных конструкций, насколько это позволяют грузоподъемность монтажных механизмов, условия изготовления и транспортирования.

1.5. Для монолитных конструкций следует предусматривать унифицированные размеры, позволяющие применять инвентарную опалубку, а также укрупненные пространственные арматурные каркасы.

1.6. В сборных конструкциях особое внимание должно быть обращено на прочность и долговечность соединений.

Конструкции узлов и соединений элементов должны обеспечивать с помощью различных конструктивных и технологических мероприятий надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыка, а также связь дополнительно уложенного бетона в стыке с бетоном конструкции.

1.7. Бетонные элементы применяются:

а) преимущественно в конструкциях, работающих на сжатие при малых эксцентриситетах продольной силы, не превышающих значений, указанных в п. 3.3;

б) в отдельных случаях в конструкциях, работающих на сжатие с большими эксцентриситетами, а также в изгибаемых конструкциях, когда их разрушение не представляет непосредственной опасности для жизни людей и сохранности оборудования (элементы, лежащие на сплошном основании, и др.).

Примечание. Конструкции рассматриваются как бетонные, если их прочность в стадии эксплуатации обеспечивается одним бетоном.

1.8. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01-82. Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.

Влажность воздуха окружающей среды определяется как средняя относительная влажность наружного воздуха наиболее жаркого месяца в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01-82 или как относительная влажность внутреннего воздуха помещений отапливаемых зданий.

1.9. В настоящих нормах приняты буквенные обозначения основных величин, подлежащих применению при проектировании строительных конструкций, а также индексы к буквенным обозначениям, установленные СТ СЭВ 1565-79.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.10. Бетонные и железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы).

а) Расчет по предельным состояниям первой группы должен обеспечивать конструкции от:

хрупкого, вязкого или иного характера разрушения (расчет по прочности с учетом в необходимых случаях прогиба конструкции перед разрушением);

потери устойчивости формы конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкций и т. д.) или ее положения (расчет на опрокидывание и скольжение подпорных стен; расчет на всплывание заглубленных или подземных резервуаров, насосных станций и т. п.);

усталостного разрушения (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки - подвижной или пульсирующей: подкрановых балок, шпал, рамных фундаментов и перекрытий под некоторые неуравновешенные машины и т. п.);

разрушения под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (периодического или постоянного воздействия агрессивной среды, действия попеременного замораживания и оттаивания, воздействия пожара и т. п.).

б) Расчет по предельным состояниям второй группы должен обеспечивать конструкции от:

образования трещин, а также их чрезмерного или продолжительного раскрытия (если по условиям эксплуатации образование или продолжительное раскрытие трещин недопустимо);

чрезмерных перемещений (прогибов, углов перекоса и поворота, колебаний).

1.11. Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов должен, как правило, производиться для всех стадий - изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации, при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям.

Расчет по раскрытию трещин и по деформациям допускается не производить, если на основании опытной проверки или практики применения железобетонных конструкций установлено, что раскрытие в них трещин не превышает допустимых значений и жесткость конструкций в стадии эксплуатации достаточна.

1.12*. Значения нагрузок и воздействий, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов сочетаний, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

Значения нагрузок необходимо умножить на коэффициенты надежности по назначению, принимаемые согласно «Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций», утвержденным Госстроем СССР.

Нагрузки, учитываемые при расчете по предельным состояниям второй группы (эксплуатационные), следует принимать согласно указаниям пп. 1.16 и 1.20. При этом к длительным нагрузкам относится также часть полного значения кратковременных нагрузок, оговоренных в СНиП 2.01.07-85, а вводимую в расчет кратковременную нагрузку следует принимать уменьшенной на величину, учтенную в длительной нагрузке. Коэффициенты сочетаний и коэффициенты снижения нагрузок относятся к полному значению кратковременных нагрузок.

Для не защищенных от солнечной радиации конструкций, предназначенных для работы в климатическом подрайоне IVА согласно СНиП 2.01.01-82, при расчете должны учитываться температурные климатические воздействия.

Для бетонных и железобетонных конструкций должна быть также обеспечена их огнестойкость в соответствии с требованиями СНиП 2.01.02-85.

1.13. При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от веса элемента следует вводить с коэффициентом динамичности, равным:

при транспортировании           1,60

при подъеме и монтаже            1,40

Для указанных коэффициентов динамичности допускается принимать более низкие значения, обоснованные в установленном порядке, но не ниже 1,25.

1.14. Сборно-монолитные конструкции, а также монолитные конструкции с несущей арматурой должны рассчитываться по прочности, образованию и раскрытию трещин и по деформациям для следующих двух стадий работы конструкций:

а) до приобретения бетоном, уложенным на месте использования конструкции, заданной прочности - на воздействие веса этого бетона и других нагрузок, действующих на данном этапе возведения конструкции;

б) после приобретения бетоном, уложенным на места использования конструкции, заданной прочности - на нагрузки, действующие на данном этапе возведения и при эксплуатации конструкции.

1.15. Усилия в статически неопределимых железобетонных конструкциях от нагрузок и вынужденных перемещений (вследствие изменения температуры, влажности бетона, смещения опор и т. п.), а также усилия в статически определимых конструкциях при расчете их по деформированной схеме следует, как правило, определять с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин.

Для конструкций, методика расчета которых с учетом неупругих свойств железобетона не разработана, а также для промежуточных стадий расчета с учетом неупругих свойств железобетона усилия в статически неопределимых конструкциях допускается определять в предположении их линейной упругости.

1.16. К трещиностойкости конструкций (или их частей) предъявляются требования соответствующих категорий в зависимости от условий, в которых они работают, и от вида применяемой арматуры:

а) 1-я категория - не допускается образование трещин;

б) 2-я категория - допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин acrc1 при условии обеспечения их последующего надежного закрытия (зажатия);

в) 3-я категория - допускается ограниченное по ширине непродолжительное acrc1 и продолжительное acrc2 раскрытие трещин.

Под непродолжительным раскрытием трещин понимается их раскрытие при совместном действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, а под продолжительным - только постоянных и длительных нагрузок.

Категории требований к трещиностойкости железобетонных конструкций, а также значения предельно допустимой ширины раскрытия трещин в условиях неагрессивной среды приведены: для ограничения проницаемости конструкций - в табл. 1, для обеспечения сохранности арматуры - в табл. 2*.

Эксплуатационные нагрузки, учитываемые при расчете железобетонных конструкций по образованию трещин, их раскрытию или закрытию, должны приниматься согласно табл. 3.

Если в конструкциях или их частях, к трещиностойкости которых предъявляются требования 2-й и 3-й категорий, трещины не образуются при соответствующих нагрузках, указанных в табл. 3, их расчет по непродолжительному раскрытию и по закрытию трещин (для 2-й категории) или по непродолжительному и продолжительному раскрытию трещин (для 3-й категории) не производится.

Указанные категории требований к трещиностойкости железобетонных конструкций относятся к трещинам, нормальным и наклонным к продольной оси элемента.

Таблица 1

Условия работы конструкций

Категория требований к трещиностойкости железобетонных конструкций и предельно допустимая ширина acrc1 и acrc1 раскрытия трещин, мм, обеспечивающие ограничение проницаемости конструкций

1. Элементы, воспринимающие давление жидкостей и газов при сечении:

 

полностью растянутом

1-я категория1

частично сжатом

3-я категория;

acrc1 = 0,3;

acrc2 = 0,2

2. Элементы, воспринимающие давление сыпучих тел

3-я категория;

acrc1 = 0,3;

acrc2 =0,2

_____________

1 Конструкции должны преимущественно выполняться предварительно напряженными. При специальном обосновании допускается выполнить эти конструкции без предварительного напряжения, в этом случае к их трещиностойкости предъявляются требования 3-й категории.

Во избежание раскрытия продольных трещин следует принимать конструктивные меры (устанавливать соответствующую поперечную арматуру), а для предварительно напряженных элементов, кроме того, ограничивать значения сжимающих напряжений в бетоне в стадии предварительного обжатия (см. п. 1.29).

1.17. На концевых участках предварительно напряженных элементов с арматурой без анкеров в пределах длины зоны передачи напряжений (см. п. 2.29) не допускается образование трещин при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, вводимых в расчет с коэффициентом gf = 1,0.

При этом предварительные напряжения в арматуре по длине зоны передачи напряжений принимаются линейно возрастающими от нуля до максимальных расчетных величин.

Указанное требование допускается не учитывать для части сечения, расположенной по его высоте от уровня центра тяжести приведенного сечения до растянутой от действия усилия предварительного обжатия грани, если в этой части отсутствует напрягаемая арматура без анкеров.

1.18. В случае, если в сжатой при эксплуатационных нагрузках зоне предварительно напряженных элементов, согласно расчету, в стадиях изготовления, транспортирования и возведения образуются трещины, нормальные к продольной оси, следует учитывать снижение трещиностойкости растянутой при эксплуатации зоны элементов, а также увеличение их кривизны. Для элементов, рассчитываемых на воздействие многократно повторяющейся нагрузки, образование таких трещин не допускается.

Таблица 2*

Условия эксплуатации конструкций

Категория требований к трещиностойкости железобетонных конструкций и предельно допустимая ширина acrc1 и acrc2, мм, раскрытия трещин, обеспечивающие сохранность арматуры

стержневой классов А-I, А-II, А-III, А-IIIв и A-IV; проволочной классов В-I и Вр-I

стержневой классов А-V и АVI; проволочной классов B-II, Вр-II, К-7 и К-19 при диаметре проволоки 3,5 мм и более

проволочной классов В-II, Вр-II и К-7 при диаметре проволоки 3 мм и менее, стержневой класса Ат-VII

1. В закрытом помещении

3-я категория;

acrc1 = 0,4;

acrc2 = 0,3

3-я категория;

acrc1 = 0,3;

acrc2 = 0,2

3-я категория;

acrc1 = 0,2;

acrc2 = 0,1

2. На открытом воздухе, а также в грунте выше или ниже уровня грунтовых вод

3-я категория;

acrc1 = 0,4;

acrc2 = 0,3

3-я категория;

acrc1 = 0,2;

acrc2 = 0,1

2-я категория;

acrc1 = 0,2

3. В грунте при переменном уровне грунтовых вод

3-я категория;

acrc1 = 0,3;

acrc2 = 0,2

2-я категория;

acrc1 = 0,2

2-я категория;

acrc1 = 0,1

Примечания: 1. Обозначения классов арматуры - в соответствии с п. 2.24а.

2. В канатах подразумевается проволока наружного слоя.

3. Для конструкций со стержневой арматурой класса А-V, эксплуатируемых в закрытом помещении или на открытом воздухе, при наличии опыта проектирования и эксплуатации таких конструкций значения acrc1 и acrc2 допускается увеличивать на 0,1 мм по отношению к приведенным в настоящей таблице.

1.19. Для железобетонных слабоармированных элементов, характеризуемых тем, что их несущая способность исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне растянутой зоны (см. п. 4.9), площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по сравнению с требуемой из расчета по прочности не менее чем на 15 %.

1.20*. Прогибы и перемещения элементов конструкций не должны превышать предельных, установленных СНиП 2.01.07-85.

1.21. При расчете по прочности бетонных и железобетонных элементов на действие сжимающей продольной силы должен приниматься во внимание случайный эксцентриситет еа, обусловленный не учтенными в расчете факторами. Эксцентриситет еа в любом случае принимается не менее 1/600 длины элемента или расстояния между его сечениями, закрепленными от смещения, и 1/30 высоты сечения. Кроме того, для конструкций, образуемых из сборных элементов, следует учитывать возможное взаимное смещение элементов, зависящее от вида конструкций, способа монтажа и т. п.

Для элементов статически неопределимых конструкций значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения е0 принимается равным эксцентриситету, полученному из статического расчета конструкции, но не менее еа. В элементах статически определимых конструкций эксцентриситет е0 находится как сумма эксцентриситетов - определяемого из статического расчета конструкции и случайного.

1.22. Расстояния между температурно-усадочными швами, как правило, должны устанавливаться расчетом.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.23. Предварительные напряжения ssp, а также s¢sp, соответственно в напрягаемой арматуре S и S¢ следует назначать с учетом допустимых отклонений p значения предварительного напряжения таким образом, чтобы для стержневой и проволочной арматуры выполнялись условия:

                                                (1)

Значение р при механическом способе натяжения арматуры принимается равным 0,05 ssp, а при электротермическом и электротермомеханическом способах определяется по формуле

                                                                 (2)

где p - в МПа;

l -    длина натягиваемого стержня (расстояние между наружными гранями упоров), м.

При автоматизированном натяжении арматуры значение числителя 360 в формуле (2) заменяется на 90.

1.24. Значения напряжений scon1 и s¢con1 соответственно в напрягаемой арматуре S и S¢, контролируемые по окончании натяжения на упоры, принимаются равными ssp и s¢sp (см. п. 1.23) за вычетом потерь от деформации анкеров и трения арматуры (см. п. 1.25).

Значения напряжений в напрягаемой арматуре S и S¢, контролируемые в месте приложения натяжного усилия при натяжении арматуры на затвердевший бетон, принимаются равными соответственно scon2 и s¢con2, определяемым из условия обеспечения в расчетном сечении напряжений ssp и s¢sp по формулам:

                                               (3)

                                             (4)

В формулах (3) и (4):

ssp, s¢sp - определяются без учета потерь предварительного напряжения;

Таблица 3

Категория требований к трещиностойкости железобетонных конструкций

Нагрузки и коэффициенты надежности по нагрузке gf, принимаемые при расчете

по образованию трещин

по раскрытию трещин

по закрытию трещин

непродолжительному

продолжительному

1

Постоянные, длительные и кратковременные при gf > 1,0*

-

-

-

2

Постоянные, длительные и кратковременные при gf > 1,0* (расчет производится для выяснения необходимости проверки по непродолжительному раскрытию трещин и по их закрытию)

Постоянные, длительные и кратковременные при gf = 1,0

-

Постоянные и длительные при gf = 1,0

3

Постоянные, длительные и кратковременные при gf = 1,0 (расчет производится для выяснения необходимости проверки по раскрытию трещин)

То же

Постоянные и длительные при gf = 1,0

-

____________

* Коэффициент gf принимается как при расчете по прочности.

Примечания: 1. Длительные и кратковременные нагрузки принимаются с учетом указаний п. 1.12*.

2. Особые нагрузки учитываются в расчете по образованию трещин в тех случаях, когда наличие трещин приводит к катастрофическому положению (взрыву, пожару и т. п.).

Р, е - определяются по формулам (8) и (9) при значениях ssp и s¢sp с учетом первых потерь предварительного напряжения;

ysp, y¢sp - обозначения те же, что в п. 1.28;

a = Es/Eb.

Напряжения в арматуре самонапряженных конструкций рассчитываются из условия равновесия с напряжениями (самонапряжением) в бетоне.

Самонапряжение бетона в конструкции определяется исходя из марки бетона по самонапряжению Sp с учетом коэффициента армирования, расположения арматуры в бетоне (одно-, двух- и трехосное армирование), а также в необходимых случаях - потерь от усадки и ползучести бетона при загружении конструкции.

Примечание. В конструкциях их легкого бетона классов В7,5-В12,5 значения scon1 и scon2 должны превышать соответственно 400 и 550 МПа.

1.25. При расчете предварительно напряженных элементов следует учитывать потери предварительного напряжения арматуры.

При натяжении арматуры на упоры следует учитывать:

а) первые потери - от деформации анкеров, трения арматуры об огибающие приспособления, от релаксации напряжений в арматуре, температурного перепада, деформации форм (при натяжении арматуры на формы), от быстронатекающей ползучести бетона;

б) вторые потери - от усадки и ползучести бетона.

При натяжении арматуры на бетон следует учитывать:

в) первые потери - от деформации анкеров, трения арматуры о стенки каналов или поверхность бетона конструкции;

г) вторые потери - от релаксации напряжений в арматуре, усадки и ползучести бетона, смятия бетона под витками арматуры, деформации стыков между блоками (для конструкций, состоящих из блоков).

Потери предварительного напряжения арматуры следует определять по табл. 5, при этом суммарную величину потерь при проектировании конструкций необходимо принимать не менее 100 МПа.

При расчете самонапряженных элементов учитываются только потери предварительного напряжения от усадки и ползучести бетона в зависимости от марки бетона по самонапряжению и влажности среды. Для самонапряженных конструкций, эксплуатируемых в условиях избытка влаги, потери от усадки не учитываются.

1.26. При определении потерь предварительного напряжения от усадки и ползучести бетона по поз. 8 и 9 табл. 5 необходимо учитывать следующие указания:

а) при заранее известном сроке загружения конструкции потери следует умножать на коэффициент jl, определяемый по формуле

                                                                       (5)

где t - время, сут, отсчитываемое при определении потерь от ползучести со дня обжатия бетона, от усадки - со дня окончания бетонирования;

Таблица 5

Факторы, вызывающие потери предварительного напряжения арматуры

Значения потерь предварительного напряжения, МПа, при натяжении арматуры

на упоры

на бетон

А. Первые потери

1. Релаксация напряжений арматуры:

 

 

при механическом способе натяжения арматуры:

 

 

а) проволочной

-

б) стержневой

0,1ssp - 20

-

при электротермическом и электротермомеханическом способах натяжения арматуры:

 

 

а) проволочной

0,05ssp

-

б) стержневой

0,03ssp

Здесь ssp принимается без учета потерь, МПа. Если вычисленные значения потерь окажутся отрицательными, их следует принимать равными нулю

-

2. Температурный перепад (разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилие натяжения при прогреве бетона)

Для бетона классов В15-В40 1,25Dt

-

Для бетона класса В45 и выше 1,0Dt,

где Dt - разность между температурой нагреваемой арматуры и неподвижных упоров (вне зоны нагрева), воспринимающих усилие натяжения, °С. При отсутствии точных данных принимается Dt = 65 °С.

При подтягивании напрягаемой арматуры в процессе термообработки на величину, компенсирующую потери от температурного перепада, последние принимаются равными нулю

-

3. Деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств

где Dl - обжатие опрессованных шайб, смятие высаженных головок и т. п., принимаемое равным 2 мм; смещение стержней в инвентарных зажимах, определяемое по формуле

 

d - диаметр стержня, мм;

l - длина натягиваемого стержня (расстояние между наружными гранями упоров формы или стенда), мм.

При электротермическом способе натяжения потери от деформаций анкеров в расчете не учитываются, так как они учтены при определении значения полного удлинения арматуры

где Dl1 - обжатие шайб или прокладок, расположенных между анкерами и бетоном элемента, принимаемое равным 1 мм;

Dl2 - деформация анкеров стаканного типа, колодок с пробками, анкерных гаек и захватов, принимаемая равной 1 мм;

l - длина натягиваемого стержня (элемента), мм

4. Трение арматуры:

 

 

а) о стенки каналов или о поверхность бетона конструкций

-

где е - основание натуральных логарифмов;

w, d - коэффициенты, определяемые по табл. 6;

c - длина участка от натяжного устройства до расчетного сечения, м;

q - суммарный угол поворота оси арматуры, рад;

ssp - принимается без учета потерь

б) об огибающие приспособления

где е - основание натуральных логарифмов;

d - коэффициент, принимаемый равным 0,25;

q - суммарный угол поворота оси арматуры, рад;

ssp - принимается без учета потерь

-

5. Деформация стальной формы при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций

где h - коэффициент, определяемый по формулам:

при натяжении арматуры домкратом

при натяжении арматуры намоточной машиной электротермомеханическим способом (50 % усилия создается грузом)

n - число групп стержней, натягиваемых неодновременно;

Dl - сближение упоров по линии действия усилия Р, определяемое из расчета деформации формы;

l - расстояние между наружными гранями упоров.

При отсутствии данных о технологии изготовления и конструкции формы потери от ее деформации принимаются равными 30 МПа.

При электротермическом способе натяжения потери от деформации формы в расчете не учитываются, так как они учтены при определении полного удлинения арматуры

-

6. Быстронатекающая ползучесть для бетона:

 

 

а) естественного твердения

где a и b - коэффициенты, принимаемые:

a = 0,25 + 0,025Rbp, но не более 0,8;

b = 5,25 - 0,185Rbp, но не более 2,5 и не менее 1,1;

sbp - определяются на уровне центров тяжести продольной арматуры S и S¢ с учетом потерь по поз. 1-5 настоящей таблицы.

Для легкого бетона при передаточной прочности 11 МПа и ниже вместо множителя 40 принимается множитель 60

-

б) подвергнутого тепловой обработке

Потери вычисляются по формулам поз. 6а настоящей таблицы с умножением полученного результата на коэффициент, равный 0,85

-

Б. Вторые потери

7. Релаксация напряжений арматуры:

 

 

а) проволочной

-

б) стержневой

-

(см. пояснения к поз. 1 настоящей таблицы)

8. Усадка бетона (см. п. 1.26):

Бетон естественного твердения

Бетон, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении

Независимо от условий твердения бетона

тяжелого классов:

 

 

 

а) В35 и ниже

40

35

30

б) В40

50

40

35

в) В45 и выше

60

50

40

мелкозернистого групп:

 

 

г) А

Потери определяются по поз. 8а, б настоящей таблицы с умножением на коэффициент, равный 1,3

40

д) Б

Потери определяются по поз. 8а настоящей таблицы с умножением на коэффициент, равный 1,5

50

е) В

Потери определяются по поз. 8а - в настоящей таблицы как для тяжелого бетона естественного твердения

40

легкого при мелком заполнителе:

 

 

 

ж) плотном

50

45

40

з) пористом

70

60

50

9. Ползучесть бетона (см. п. 1.26):

 

а) тяжелого и легкого при плотном мелком заполнителе

где ssp - то же, что в поз. 6, но с учетом потерь по поз. 1-6 настоящей таблицы;

a - коэффициент, принимаемый равным для бетона:

естественного твердения - 1,00;

подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении - 0,85

б) мелкозернистого групп:

 

А

Потери вычисляются по формулам поз. 9а настоящей таблицы с умножением полученного результата на коэффициент, равный 1,3

Б

Потери вычисляются по формулам поз. 9а настоящей таблицы с умножением полученного результата на коэффициент, равный 1,5

В

Потери вычисляются по формулам поз. 9а настоящей таблицы при a = 0,85

в) легкого при пористом мелком заполнителе

Потери вычисляются по формулам поз. 9а настоящей таблицы с умножением полученного результата на коэффициент, равный 1,2

10. Смятие бетона под витками спиральной или кольцевой арматуры (при диаметре конструкции до 3 м)

-

где dext - наружный диаметр конструкции, см

11. Деформация обжатия стыков между блоками (для конструкций, состоящих из блоков)

-

где n - число швов конструкции и оснастки по длине натягиваемой арматуры;

Dl - обжатие стыка, принимаемое равным для стыков, заполненных бетоном, - 0,3 мм; при стыковании насухо - 0,5 мм;

l - длина натягиваемой арматуры, мм

Примечания: 1. Потери предварительного напряжения в напрягаемой арматуре S¢ определяются так же, как в арматуре S.

2. Для самонапряженных конструкций потери от усадки и ползучести бетона определяются по опытным данным.

Таблица 6

Канал или поверхность

Коэффициенты для определения потерь от трения арматуры (см. поз. 4 табл. 5)

w

d при арматуре в виде

пучков, канатов

стержней периодического профиля

1. Канал:

 

 

 

с металлической поверхностью

0,0030

0,35

0,40

с бетонной поверхностью, образованный жестким каналообразователем

0

0,55

0,65

то же, гибким каналообразователем

0,0015

0,55

0,65

2. Бетонная поверхность

0

0,55

0,65

б) для конструкций, предназначенных для эксплуатации при влажности воздуха ниже 40 %, потери должны быть увеличены на 25 %, за исключением конструкций из тяжелого и мелкозернистого бетонов, предназначенных для эксплуатации в климатическом подрайоне IVА согласно СНиП 2.01.01-82 и не защищенных от солнечной радиации, для которых указанные потери увеличиваются на 50 %;

в) допускается использовать более точные методы для определения потерь, обоснованные в установленном порядке, если известны сорт цемента, состав бетона, условия изготовления и эксплуатации конструкции и т. п.

1.27. Значение предварительного напряжения 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 - 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¢ - 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

Напряженное состояние сечения

Способ натяжения арматуры

Сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного обжатия в долях от передаточной прочности бетона sbp/Rbp, не более

при расчетной зимней температуре наружного воздуха, °С

минус 40 и выше

ниже минус 40

при обжатии

центральном

внецентренном

центральном

внецентренном

1. Напряжения уменьшаются или не изменяются при действии внешних нагрузок

На упоры

0,85

0,95*

0,70

0,85

На бетон

0,70

0,85

0,60

0,70

2. Напряжения увеличиваются при действии внешних нагрузок

На упоры

0,65

0,70

0,50

0,60

На бетон

0,60

0,65

0,45

0,50

_____________

* 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 - 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. 1-6 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 - 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 в 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 - увеличение объема тела при сжатии, обусловленное развитием множества микротрещин, а также трещин большей протяженности.

1.34. В условиях прочности бетона следует учитывать сочетание напряжений 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 напряжений в арматуре между трещинами, определяемых с учетом напряжений 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 полагать 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 -        В3,5; В5; B7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;

напрягающий бетон - В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;

мелкозернистый бетон групп:

А -     естественного твердения или подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении на песке с модулем крупности свыше 2,0 - В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40;

Б -     то же, с модулем крупности 2,0 и менее - В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30;

В -     подвергнутый автоклавной обработке - В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;

легкий бетон при марках по средней плотности:

D800, D900 - В2,5; B3,5; В5; В7,5;

D1000, D1100 - B2,5; B3,5; В5; В7,5; В10; B12,5;

D1200, D1300 - B2,5; B3,5; B5; В7,5; В10; B12,5; B15;

D1400, D1500 - B3,5; B5; B7,5; B10; В12,5; B15; B20; B25; В30;

D1600, D1700 - B5; B7,5; B10; В12,5; В15; В20; В25; B30; B35;

D1800, D1900 - B10; В12,5; В15; В20; B25; B30; В35; В40;

D2000 - В20; В25; В30; В35; В40;

ячеистый бетон при марках по средней плотности:

автоклавный:                                               неавтоклавный:

D500 - B1; B1,5;                                                 -

D600 - B1; B1,5; B2; В2,5;                           B1; B1,5;

D700 - B1,5; B2; В2,5; B3,5;                        B1,5; В2; B2,5;

D800 - B2,5; B3,5; В5;                                 B2; B2,5; B3,5;

D900 - B3,5; B5 ; B7,5;                                B3,5; B5;

D1000 - B5; B7,5; В10;                                B5; B7,5;

D1100 - B7,5; B10; B12,5; B15;                   В7,5; В10;

D1200 - B10; B12,5; B15;                            B10; В12,5;

поризованный бетон при марках по средней плотности:

D800, D900, D1000, -                B2,5; B3,5; B5; В7,5;

D1100, D1200, D1300

D1400 -             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,                           - Bt0,8; Bt1,2; Bt1,6; Bt2; Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2;

напрягающий,

мелкозернистый

и легкий бетоны

в) марок по морозостойкости

тяжелый,                           - F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

напрягающий

и мелкозернистый

бетоны

легкий бетон                    - F25; F35; F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

ячеистый и                       - F15; F25; F35; F50; F75; F100;

поризованный

бетоны

г) марок по водонепроницаемости

тяжелый,                           - 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          - D800; D900; D1000; D1100; D1200; D1300; D1400; D1500; D1600; D1700; D1800; D1900; D2000;

ячеистый                - D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; D1200;

бетон

поризованный       - D800; D900; D1000; D1100; D1200; D1300; D1400;

бетон

е) марок по самонапряжению

напрягающий        - Sp0,6; Sp0,8; Sp1; Sp1,2; 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) - 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*

Вид и класс напрягаемой арматуры

Класс бетона, не ниже

1. Проволочная арматура классов:

 

В-II (при наличии анкеров)

В20

Вр-II (без анкеров) диаметром, мм:

 

до 5 включ.

В20

6 и более

В30

К-7 и К-19

В30

2. Стержневая арматура (без анкеров) диаметром, мм:

 

от 10 до 18 включ., классов:

 

А-IV

В15

А-V

В20

А-VI и Ат-VII

В30

20 и более, классов:

 

А-IV

В20

А-V

В25

А-VI и Ат-VII

В30

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) - не ниже указанных в табл. 9;

для наружных стен отапливаемых зданий - 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

Условия работы конструкций

Марка бетона, не ниже

характеристика режима

расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С

по морозостойкости

по водонепроницаемости

для конструкций (кроме наружных стен отапливаемых зданий) зданий и сооружений класса по степени ответственности

I

II

III

I

II

III

1. Попеременное замораживание и оттаивание:

 

 

 

 

 

 

 

а) в водонасыщенном состоянии (например, конструкции, расположенные в сезоннооттаивающем слое грунта в районах вечной мерзлоты)

Ниже минус 40

F300

F200

F150

W6

W4

W2

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

F200

F150

F100

W4

W2

Не нормируется

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

F150

F100

F75

W2

Не нормируется

Минус 5 и выше

F100

F75

F50

Не нормируется

б) в условиях эпизодического водонасыщения (например, надземные конструкции, постоянно подвергающиеся атмосферным воздействиям)

Ниже минус 40

F200

F150

F100

W4

W2

Не нормируется

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

F100

F75

F50

W2

Не нормируется

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

F75

F50

F35*

Не нормируется

Минус 5 и выше

F50

F35*

F25*

То же

в) в условиях воздушно-влажностного состояния при отсутствии эпизодического водонасыщения (например, конструкции, постоянно подвергающиеся воздействию окружающего воздухе, но защищенные от воздействия атмосферных осадков)

Ниже минус 40

F150

F100

F75

W4

W2

Не нормируется

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

F75

F50

F35*

Не нормируется

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

F50

F35*

F25*

То же

Минус 5 и выше

F35*

F25*

F15**

«

2. Возможное эпизодическое воздействие температуры ниже 0 °С:

 

 

 

 

 

а) в водонасыщенном состоянии (например, конструкции, находящиеся в грунте или под водой)

Ниже минус 40

F150

F100

F75

«

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

F75

F50

F35*

«

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

F50

F35*

F25*

«

Минус 5 и выше

F35*

F25*

Не нормируется

«

б) в условиях воздушно-влажностного состояния (например, внутренние конструкции отапливаемых зданий в период строительства и монтажа)

Ниже минус 40

F75

F50

F35*

«

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

F50

F35*

F25*

«

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

F35*

F25*

F15**

«

Минус 5 и выше

F25*

F15**

Не нормируется

«

_____________

* 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.

Таблица 10

Условия работы конструкций

Минимальная марка бетона по морозостойкости наружных стен отапливаемых зданий из бетонов

 

относительная влажность внутреннего воздуха помещения jint, %

расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С

легкого, ячеистого, поризованного

тяжелого, мелкозернистого

 

для зданий класса по степени ответственности

 

I

II

III

I

II

III

 

jint > 75

Ниже минус 40

F100

F75

F50

F200

F150

F100

 

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

F75

F50

F35

F100

F75

F50

 

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

F50

F35

F25

F75

F50

Не нормируется

 

Минус 5 и выше

F35

F25

F15*

F50

Не нормируется

То же

 

60 < jint £ 75

Ниже минус 40

F75

F50

F35

F100

F75

F50

 

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

F50

F35

F25

F50

Не нормируется

 

Ниже минус 5

до минус 20 включ.

F35

F25

F15*

Не нормируется

То же

 

Минус 5 и выше

F25

F15*

Не нормируется

«

 

jint £ 60

Ниже минус 40

F50

F35

F25

F75

F50

Не нормируется

 

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

Р35

F25

F15*

Не нормируется

 

Ниже минус 5

до минус 20 включ.

F25

F15*

Не нормируется

То же

 

Минус 5 и выше

F15*

Не нормируется

«

 

_____________

* Для легких бетонов мерки по морозостойкости не нормируются.

Примечания: 1. При наличии паро- и гидроизоляции конструкций из тяжелых, мелкозернистых и легких бетонов их марки по морозостойкости, указанные в настоящей таблице, снижаются на одну ступень.

2. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно указаниям п. 1.8.

Для бетонов, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, значения Еb, указанные в табл. 18, следует умножать на коэффициент условий работы gb6, принимаемый по табл. 17.

При наличии данных о сорте цемента, составе бетона, условиях изготовления (например, центрифугированный бетон) и т. д. допускается принимать другие значения Еb, согласованные в установленном порядке.

2.15. Коэффициент линейной температурной деформации abt при изменении температуры от минус 40 до плюс 50 °С в зависимости от вида бетона принимается равным:

для тяжелого, мелкозернистого бетонов и легкого бетона при мелком плотном заполнителе - 1·10-5 °С-1;

для легкого бетона при мелком пористом заполнителе - 0,7·10-5 °С-1;

для ячеистого и поризованного бетонов - 0,8·10-5 °С-1.

При наличии данных о минералогическом составе заполнителей, расходе цемента, степени водонасыщения бетона, морозостойкости и т. д. допускается принимать другие значения abt, обоснованные в установленном порядке. Для расчетной температуры ниже минус 50 °С значения abt принимаются по экспериментальным данным.

Таблица 11

Вид бетона

Коэффициенты надежности по бетону при сжатии и растяжении gbc и gbt для расчета конструкций по предельным состояниям

первой группы

Второй группы gbc и gbt

gbc

gbt при назначении класса бетона по прочности

на сжатие

на растяжение

Тяжелый, напрягающий, мелкозернистый, легкий и поризованный

1,3

1,5

1,3

1,0

Ячеистый

1,5

2,3

-

1,0

2.16. Начальный коэффициент поперечной деформации бетона v (коэффициент Пуассона) принимается равным 0,2 для всех видов бетона, а модуль сдвига бетона G - равным 0,4 соответствующих значений Eb, указанных в табл. 18.


Таблица 12

Вид

Бетон

Нормативные сопротивления бетона Rbn, Rbtn и расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb,ser и Rbt,ser при классе бетона по прочности на сжатие

В1

В1,5

В2

В2,5

В3,5

В5

В7,5

В10

В12,5

В15

В20

В25

В30

В35

В40

В45

В50

В55

В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rbn и Rb,ser

Тяжелый и мелкозернистый

-

-

-

-

2,7

27,5

3,6

35,7

5,5

56,1

7,5

76,5

9,5

96,9

11,0

112

15,0

153

18,5

189

22,0

224

25,5

260

29,0

296

32,0

326

36,0

367

39,5

403

43,0

438

Легкий

-

-

-

1,9

19,4

2,7

27,5

3,5

35,7

5,5

56,1

7,5

76,5

9,5

96,9

11,0

112

15,0

153

18,5

189

22,0

224

25,5

260

29,0

296

-

-

-

-

Ячеистый

0,95

9,69

1,4

14,3

1,9

19,4

2,4

24,5

3,3

33,7

4,6

46,9

6,9

70,4

9,0

91,8

10,5

107

11,5

117

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Растяжение осевое

Rbtn и Rbt,ser

Тяжелый

-

-

-

-

0,39

4,00

0,55

5,61

0,70

7,14

0,85

8,67

1,00

10,2

1,15

11,7

1,40

14,3

1,60

16,3

1,80

18,4

1,95

19,9

2,10

21,4

2,20

22,4

2,30

23,5

2,40

24,5

2,50

25,5

Мелкозернистый групп:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

-

-

-

-

0,39

4,00

0,55

5,61

0,70

7,14

0,85

8,67

1,00

10,2

1,15

11,7

1,40

14,3

1,60

16,3

1,80

18,4

1,95

19,9

2,10

21,4

-

-

-

-

Б

-

-

-

-

0,26

2,65

0,40

4,08

0,60

6,12

0,70

7,14

0,85

8,67

0,95

9,69

1,15

11,7

1,35

13,8

1,50

15,3

-

-

-

-

-

-

В

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1,15

11,7

1,40

14,3

1,60

16,3

1,80

18,4

1,95

19,9

2,10

21,4

2,20

22,4

2,30

23,5

2,40

24,5

2,50

25,5

Легкий при мелком заполнителе:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плотном

-

-

-

0,29

2,96

0,39

4,00

0,55

5,61

0,70

7,14

0,85

8,67

1,00

10,2

1,15

11,7

1,40

14,3

1,60

16,3

1,80

18,4

1,95

19,9

2,10

21,4

-

-

-

-

пористом

-

-

-

0,29

2,96

0,39

4,00

0,55

5,61

0,70

7,14

0,85

8,67

1,00

10,2

1,10

11,2

1,20

12,2

1,35

13,8

1,50

15,3

1,65

16,8

1,80

18,4

-

-

-

-

Ячеистый

0,14

1,43

0,21

2,24

0,26

2,65

0,31

3,16

0,41

4,18

0,55

5,61

0,63

6,42

0,89

9,08

1,00

10,2

1,05

10,7

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Примечания: 1. Над чертой указаны значения в МПа, под чертой - в кгс/см2.

2. Группы мелкозернистых бетонов приведены в п. 2.3.

3. Значения сопротивлений приведены для ячеистого бетона средней влажностью 10 %.

4. Для керамзитоперлитобетона на вспученном перлитовом песке значения Rbtn и Rbt,ser принимают как для легкого бетона на пористом песке с умножением на коэффициент 0,85.

5. Для поризованного бетона значения Rbn и Rb,ser принимают такими же, как для легкого бетона, а значения Rbtn и Rbt,ser умножают на коэффициент 0,7.

6. Для напрягающего бетона значения Rbn и Rb,ser принимают такими же, как для тяжелого бетона, а значения Rbtn и Rbt,ser умножают на коэффициент 1,2.

Таблица 13

Вид сопротивления

Бетон

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb и Rbt при классе бетона по прочности на сжатие

В1

В1,5

В2

В2,5

В3,5

В5

В7,5

В10

В12,5

В15

В20

В25

В30

В35

В40

В45

В50

В55

В60

Сжатие осевое (призменная прочность)

Rb

Тяжелый и мелкозернистый

-

-

-

-

2,1

21,4

2,8

28,6

4,5

45,9

6,0

61,2

7,5

76,5

8,5

86,7

11,5

117

14,5

148

17,0

173

19,5

199

22,0

224

25,0

255

27,5

280

30,0

306

33,0

336

Легкий

-

-

-

1,5

15,3

2,1

21,4

2,8

28,6

4,5

45,9

6,0

61,2

7,5

76,5

8,5

86,7

11,5

117

14,5

148

17,0

173

19,5

199

22,0

224

-

-

-

-

Ячеистый

0,63

6,42

0,95

9,69

1,3

13,3

1,6

16,3

2,2

22,4

3,1

31,6

4,6

46,9

6,0

61,2

7,0

71,4

7,7

78,5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Растяжение осевое

Rbt

Тяжелый

-

-

-

-

0,26

2,65

0,37

3,77

0,48

4,89

0,57

5,81

0,66

6,73

0,75

7,65

0,90

9,18

1,05

10,7

1,20

12,2

1,30

13,3

1,40

14,3

1,45

14,8

1,55

15,8

1,60

16,3

1,65

16,8

Мелкозернистый групп:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

-

-

-

-

0,26

2,65

0,37

3,77

0,48

4,89

0,57

5,81

0,66

6,73

0,75

7,65

0,90

9,18

1,05

10,7

1,20

12,2

1,30

13,3

1,40

14,3

-

-

-

-

Б

-

-

-

-

0,17

1,73

0,27

2,75

0,40

4,08

0,45

4,59

0,51

5,81

0,64

6,53

0,77

7,85

0,90

9,18

1,00

10,2

-

-

-

-

-

-

В

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,75

7,65

0,90

9,18

1,05

10,7

1,20

12,2

1,30

13,3

1,40

14,3

1,45

14,8

1,55

15,8

1,60

16,3

1,65

16,8

Легкий при мелком заполнителе:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плотном

-

-

-

0,20

2,04

0,26

2,65

0,37

3,77

0,48

4,89

0,57

5,81

0,66

6,73

0,75

7,65

0,90

9,18

1,05

10,7

1,20

12,2

1,30

13,3

1,40

14,3

-

-

-

-

пористом

-

-

-

0,20

2,04

0,26

2,65

0,37

3,77

0,48

4,89

0,57

5,81

0,66

6,73

0,74

7,55

0,80

8,16

0,90

9,18

1,00

10,2

1,10

11,2

1,20

12,2

-

-

-

-

Ячеистый

0,06

0,613

0,09

0,918

0,12

1,22

0,14

1,43

0,18

1,84

0,24

2,45

0,28

2,86

0,39

4,00

0,44

4,49

0,46

4,69

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Примечания: 1. Над чертой указаны значения в МПа, под чертой - в кгс/см2.

2. Группы мелкозернистых бетонов приведены в п. 2.3.

3. Значения расчетных сопротивлений приведены для ячеистого бетона средней влажностью 10 %.

4. Для керамзитоперлитобетона на вспученном перлитовом песке значения Rbt принимают как для легких бетонов на пористом песке с умножением на коэффициент 0,85.

5. Для поризованного бетона значения Rb принимают такими же, как для легкого бетона, а значение Rbt умножают на коэффициент 0,7.

6. Для напрягающего бетона значение Rb принимают таким же, как для тяжелого бетона, а значения Rbt умножают на коэффициент 1,2.


Таблица 14

Вид сопротивления

Бетон

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbt при классе бетона по прочности на осевое растяжение

Bt0,8

Bt1,2

Bt 1,6

Bt2,0

Bt2,4

Bt2,8

Bt3,2

Растяжение осевое

Тяжелый, напрягающий, мелкозернистый и легкий

0,62

6,32

0,93

9,49

1,25

12,7

1,55

15,8

1,85

18,9

2,15

21,9

2,45

25,0

Примечание. Над чертой указаны значения в МПа, под чертой - в кгс/см2.

Таблица 15

Факторы, обусловливающие введение коэффициента условий работы бетона

Коэффициент условий работы бетона

условное обозначение

числовое значение

1. Многократно повторяющаяся нагрузка

gb1

См. табл. 16

2. Длительность действия нагрузки:

 

 

а) при учете постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, кроме нагрузок непродолжительного действия, суммарная длительность действия которых за период эксплуатации мала (например, крановые нагрузки; нагрузки от транспортных средств; ветровые нагрузки; нагрузки, возникающие при изготовлении, транспортировании и возведении и т. п.), а также при учете особых нагрузок, вызванных деформациями просадочных, набухающих, вечномерзлых и подобных грунтов

gb2

 

для тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов естественного твердения и подвергнутых тепловой обработке:

 

 

в условиях эксплуатации конструкций, благоприятных для нарастания прочности бетона (например, под водой, во влажном грунте или при влажности воздуха окружающей среды свыше 75 %)

 

1,00

в остальных случаях

 

0,90

для ячеистого и поризованного бетонов независимо от условий эксплуатации

 

0,85

б) при учете в рассматриваемом сочетании кратковременных нагрузок (непродолжительного действия) или особых нагрузок1, не указанных в поз. 2а, для всех видов бетона

 

1,10

3. Бетонирование в вертикальном положении (высота слоя бетонирования свыше 1,5 м) для бетона:

gb3

 

тяжелого, мелкозернистого, легкого

 

0,85

ячеистого и поризованного

 

0,80

4. Влияние двухосного сложного напряженного состояния «сжатие - растяжение» на прочность бетона

gb4

См. п. 4.11

5. Бетонирование монолитных бетонных столбов и железобетонных колонн с наибольшим размером сечения менее 30 см

gb5

0,85

6. Попеременное замораживание и оттаивание

gb6

См. табл. 17

7. Эксплуатация на защищенных от солнечной радиации конструкций в климатическом подрайоне IVА согласно СНиП 2.01.01-82

gb7

0,85

8. Стадия предварительного обжатия конструкций:

gb8

 

а) с проволочной арматурой:

 

 

для легкого бетона

 

1,25

для остальных видов бетона

 

1,10

б) со стержневой арматурой:

 

 

для легкого бетона

 

1,35

для остальных видов бетона

 

1,20

9. Бетонные конструкции

gb9

0,90

10. Бетонные конструкции из высокопрочного бетона при учете коэффициента gb9

gb10

0,3 + w £ 1

(значение w см. п. 3.12)

11. Влажность ячеистого бетона, %:

gb11

 

10 и менее

 

1,00

св. 25

 

0,85

св. 10, но менее 25

 

По интерполяции

12. Бетон для замоноличивания стыков сборных элементов при толщине шва менее 1/5 наименьшего размера сечения элемента и менее 10 см

gb12

1,15

_____________

1 При введении дополнительного коэффициента условий работы, связанного с учетом особых нагрузок согласно указаниям соответствующих нормативных документов (например, при учете сейсмических нагрузок), принимается gb2 = 1,0.

Примечания: 1. Коэффициенты условий работы бетона по поз. 1, 2, 6, 7, 9 и 11 должны учитываться при определении расчетных сопротивлений Rb и Rbt, по поз. 4 - при определении Rbt,ser, а по остальным позициям - только при определении Rb.

2. Для конструкций, находящихся под действием многократно повторяющейся нагрузки, коэффициент gb2 учитывается при расчете по прочности, а gb1 - при расчете на выносливость и по образованию трещин.

3. При расчете конструкций в стадии предварительного обжатия коэффициент gb2 не учитывается.

4. Коэффициенты условий работы бетона вводятся независимо друг от друга, но при этом их произведение должно быть не менее 0,45.

Таблица 16

Бетон

Состояние бетона по влажности

Коэффициент условий работы бетона gb1 при многократно повторяющейся нагрузке и коэффициенте асимметрии цикла rb, равном

0-0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

1. Тяжелый

Естественной влажности

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,00

Водонасыщенный

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

0,95

1,00

2. Легкий

Естественной влажности

0,60

0,70

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

Водонасыщенный

0,45

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

1,00

В табл. 16  где sb,min, sb,max - соответственно наименьшее и наибольшее напряжения в бетоне в пределах цикла изменения нагрузки, определяемые согласно указаниям п. 3.47.

Таблица 17

Условия эксплуатации конструкции

Расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С

Коэффициент условий работы бетона gb6 при попеременном замораживании и оттаивании для бетона

тяжелого и мелкозернистого

легкого и поризованного

Попеременное замораживание и оттаивание:

 

 

 

а) в водонасыщенном состоянии

Ниже минус 40

0,70

0,80

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

0,85

0,90

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

0,90

1,00

Минус 5 и выше

0,95

 

б) в условиях эпизодического водонасыщения

Ниже минус 40

0,90

 

Минус 40 и выше

1,00

1,00

Примечания: 1. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно указаниям п. 1.8.

2. При превышении марки бетона по морозостойкости по сравнению с требуемой согласно табл. 9 коэффициенты настоящей таблицы могут быть увеличены на 0,05 соответственно каждой ступени превышения, однако не могут быть больше единицы.

АРМАТУРА

2.17*. Для армирования железобетонных конструкций должна применяться арматура, отвечающая требованиям соответствующих государственных стандартов или утвержденных в установленном порядке технических условий и принадлежащая к одному из следующих видов:

стержневая арматурная сталь:

а) горячекатаная - гладкая класса А-I, периодического профиля классов А-II и Ас-II, А-III, А-IV, А-V, А-VI;

б) термически и термомеханически упрочненная - периодического профиля классов Ат-IIIС, Ат-IV, Ат-IVС, Ат-IVК, Ат-V, Ат-VК, Ат-VСК, Aт-VI, Ат-VIК и Ат-VII;

проволочная арматурная сталь:

в) арматурная холоднотянутая проволока:

обыкновенная - периодического профиля класса Вр-I;

высокопрочная - гладкая класса B-II, периодического профиля класса Вр-II;

г) арматурные канаты - спиральные семипроволочные класса К-7, девятнадцатипроволочные класса К-19.

Для закладных деталей и соединительных накладок принимается, как правило, прокат из углеродистой стали соответствующих марок согласно обязательному приложению 2.

(Измененная редакция. Изм. № 2).

В железобетонных конструкциях допускается применение упрочненной вытяжкой на предприятиях строительной индустрии стержневой арматуры класса А-IIIв (с контролем удлинений и напряжений или с контролем только удлинений).


Таблица 18

Бетон

Начальные модули упругости бетона при сжатии и растяжении Eb ·10-3 при классе бетона по прочности на сжатие

В1

В1,5

В2

В2,5

В3,5

В5

В7,5

В10

В12,5

В15

В20

В25

В30

В35

В40

В45

В50

В55

В60

Тяжелый:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

естественного твердения

-

-

-

-

9,5

96,9

13,0

133

16,0

163

18,0

184

21,0

214

23,0

235

27,0

275

30,0

306

32,5

331

34,5

352

36,0

367

37,5

382

39,0

398

39,5

403

40,0

408

подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении

-

-

-

-

8,5

86,7

11,5

117

14,5

148

16,0

163

19,0

194

20,5

209

24,0

245

27,0

275

29,0

296

31,0

316

32,5

332

34,0

347

35,0

357

35,5

362

36,0

367

подвергнутый автоклавной обработке

-

-

-

-

7,0

71,4

9,88

99,5

12,0

122

13,5

138

16,0

163

17,0

173

20,0

204

22,5

230

24,5

250

26,0

265

27,0

275

28,0

286

29,0

296

29,5

301

30,0

306

Мелкозернистый групп:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А - естественного твердения

-

-

-

-

7,0

71,4

10,0

102

13,5

138

15,5

158

17,5

178

19,5

199

22,0

224

24,0

245

26,0

265

27,5

280

28,5

291

-

-

-

-

подвергнутый тепловой обработке, при атмосферном давлении

-

-

-

-

6,5

66,3

9,0

91,8

12,5

127

14,0

143

15,5

158

17,0

173

20,0

204

21,5

219

23,0

235

24,0

245

24,5

250

-

-

-

-

Б - естественного твердения

-

-

-

-

6,5

66,3

9,0

91,8

12,5

127

14,0

143

15,5

158

17,0

173

20,0

204

21,5

219

23,0

235

-

-

-

-

-

-

подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении

-

-

-

-

5,5

56,1

8,0

81,6

11,5

117

13,0

133

14,5

148

15,5

158

17,5

178

19,0

194

20,5

209

-

-

-

-

-

-

В - автоклавного твердения

-

-

-

-

-

-

-

-

-

16,5

168

18,0

184

19,5

199

21,0

214

22,0

224

23,0

235

23,5

240

24,0

245

24,5

250

25,0

255

Легкий и поризованный марки по средней плотности D:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

800

-

-

-

4,0

40,8

4,5

45,9

5,0

51,0

5,5

56,1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1000

-

-

-

5,0

51,0

5,5

66,1

6,3

64,2

7,2

73,4

8,0

81,6

8,4

85,7

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1200

-

-

-

6,0

61,2

6,7

68,3

7,6

77,5

8,7

88,7

9,5

96,9

10,0

102

10,5

107

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1400

-

-

-

7,0

71,4

7,8

79,5

8,8

89,7

10,0

102

11,0

112

11,7

119

12,5

127

13,5

138

14,5

148

15,5

158

-

-

-

-

-

-

1600

-

-

-

-

9,0

91,8

10,0

102

11,5

117

12,5

127

13,2

135

14,0

143

15,5

158

16,5

168

17,5

178

18,0

184

-

-

-

-

-

1800

-

-

-

-

-

11,2

114

13,0

133

14,0

143

14,7

150

15,5

158

17,0

173

18,5

189

19,5

199

20,5

209

21,0

214

-

-

-

-

2000

-

-

-

-

-

-

14,5

148

16,0

163

17,0

173

18,0

184

19,5

199

21,0

214

22,0

224

23,0

235

23,5

240

-

-

-

-

Ячеистый автоклавного твердения марки по средней плотности D:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500

1,1

11,2

1,4

14,3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

600

1,4

14,3

1,7

17,3

1,8

18,4

2,1

21,4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

700

-

1,9

19.4

2,2

22,4

2,5

25,5

2,9

29,6

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

800

-

-

-

2,9

29,6

3,4

34,7

4,0

40,8

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

900

-

-

-

-

3,8

38,8

4,5

45,9

5,5

56,1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1000

-

-

-

-

-

5,0

51,0

6,0

61,2

7,0

71,4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1100

-

-

-

-

-

-

6,8

69,3

7,9

80,6

8,3

84,6

8,6

87,7

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1200

-

-

-

-

-

-

-

8,4

85,7

8,8

89,7

9,3

94,8

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Примечания: 1. Над чертой указаны значения в МПа, под чертой - в кгс/см2.

2. Группы мелкозернистого бетона приведены в п. 2.3.

3. Для легкого, ячеистого и поризованного бетонов при промежуточных значениях плотности бетона начальные модули упругости принимают по линейной интерполяции.

4. Для ячеистого бетона неавтоклавного твердения значения Еb принимают как для бетона автоклавного твердения с умножением на коэффициент 0,8.

5. Для напрягающего бетона значения Еb принимают как для тяжелого бетона с умножением на коэффициент a = 0,56 + 0,006В.


Применение арматуры новых видов, осваиваемых промышленностью, должно быть согласовано в установленном порядке.

Примечания: 1. В настоящих нормах обозначения классов арматуры приняты согласно действующим государственным стандартам на арматурную сталь и будут уточнены при пересмотре СТ СЭВ 1406-78.

2. В обозначении классов термически и термомеханически упрочненной стержневой арматуры с повышенной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением добавляется буква К (например, Ат-IVК); свариваемой - буква С (например, Ат-IVС); свариваемой и повышенной стойкости к коррозионному растрескиванию под натяжением - буквы СК (например, Ат-VСК).

3. В обозначении горячекатаной стержневой арматуры буква «в» употребляется для арматуры, упрочненной вытяжкой, А-IIIв, а буква «с» - для арматуры специального назначения Ас-II.

4. В настоящих нормах для краткости используются следующие термины: «стержень» - для обозначения арматуры любого диаметра, вида и профиля независимо от того, поставляется она в прутках или мотках (бунтах); «диаметр» (d), если не оговорено особо, означает номинальный диаметр стержня.

2.18*. Выбор арматурной стали следует производить в зависимости от типа конструкции, наличия предварительного напряжения, а также от условий возведения и эксплуатации здания или сооружения в соответствии с указаниями пп. 2.19*-2.22*, 2.23, 2.24* и с учетом необходимой унификации арматуры конструкции по классам, диаметрам и т. п.

2.19*. В качестве ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций следует применять:

а) стержневую арматуру класса Ат-IVС - для продольной арматуры;

б) стержневую арматуру классов А-III и Ат-IIIС - для продольной и поперечной арматуры;

в) арматурную проволоку класса Вр-I - для поперечной и продольной арматуры;

г) стержневую арматуру классов А-I, А-II и Ас-II - для поперечной арматуры, а также для продольной арматуры, если другие виды ненапрягаемой арматуры не могут быть использованы;

д) стержневую арматуру классов А-IV, Ат-IV и Ат-IVК - для продольной арматуры в вязаных каркасах и сетках (см. п. 5.32*);

е) стержневую арматуру классов А-V, Ат-V, Ат-VК, Ат-VСК, А-VI, Ат-VI, Ат-VIК, Ат-VII - для продольной сжатой арматуры, а также для продольной сжатой и растянутой арматуры при смешанном армировании конструкции (наличии в них напрягаемой и ненапрягаемой арматуры) в вязаных каркасах и сетках.

В качестве ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций допускается применять арматуру класса А-IIIв для продольной растянутой арматуры в вязаных каркасах и сетках.

Арматуру классов А-III, Ат-IIIС, Ат-IVС, Вр-I, А-I, А-II и Ас-II рекомендуется применять в виде сварных каркасов и сеток.

Допускается использовать в сварных сетках и каркасах арматуру классов А-IIIв, Ат-IVК (из стали марок 10ГС2 и 08Г2С) и Ат-V (из стали марки 20ГС) при выполнении крестообразных соединений контактно-точечной сваркой (см. п. 5.32*).

2.20*. В конструкциях с ненапрягаемой арматурой, находящихся под давлением газов, жидкостей и сыпучих тел, следует применять стержневую арматуру классов А-II, А-I, А-III и Ат-IIIС и арматурную проволоку класса Вр-I.

2.21*. В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных конструкций следует применять:

а) стержневую арматуру классов А-V, Ат-V, Ат-VК, Ат-VСК, А-VI, Ат-VI, Ат-VIК и Ат-VII;

6) арматурную проволоку классов В-II, Вр-II и арматурные канаты классов К-7 и К-19.

В качестве напрягаемой арматуры допускается применять стержневую арматуру классов А-IV, Ат-IV, Ат-IVС, Ат-IVК и А-IIIв.

В конструкциях до 12 м включ. следует преимущественно применять стержневую арматуру классов Ат-VII, Ат-VI и Ат-V мерной длины.

Примечание. Для армирования предварительно напряженных конструкций из легкого бетона классов В7,5 - В12,5 следует применять стержневую арматуру классов А-IV, Aт-IV, Ат-IVС, Ат-IVК и А-IIIв.

2.22*. В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных элементов, находящихся под воздействием газов, жидкостей и сыпучих тел, следует применять:

а) арматурную проволоку классов В-II, Вр-II и арматурные канаты классов К-7 и К-19;

б) стержневую арматуру классов А-V, Ат-V, Ат-VК, Ат-VСК, А-VI, Ат-VI, Ат-VIК и Ат-VII;

в) стержневую арматуру классов А-IV, Ат-IV, Ат-IVК и Ат-IVС.

В таких конструкциях допускается применять также арматуру класса А-IIIв.

В качестве напрягаемой арматуры конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, следует преимущественно применять арматуру класса А-IV, а также классов Ат-VIК, Ат-VК, Ат-VСК, Ат-IVК и арматуру других видов в соответствии со СНиП 2.03.11-85.

2.23. При выборе вида и марок стали для арматуры, устанавливаемой по расчету, а также проката для закладных деталей должны учитываться температурные условия эксплуатации конструкций и характер их нагружения согласно обязательным приложениям 1* и 2.

(Измененная редакция. Изм. № 2).

В климатических зонах с расчетной зимней температурой ниже минус 40 °С при проведении строительно-монтажных работ в холодное время года несущая способность в стадии возведения конструкций с арматурой, допускаемой к применению только в отапливаемых зданиях, должна быть обеспечена исходя из расчетного сопротивления арматуры с понижающим коэффициентом 0,7 и расчетной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке gf = 1,0.

Для конструкций, предназначенных для работы при расчетной температуре ниже минус 40 °С (п. 1.8), а также при применении проката из низколегированной стали (например, С345 и С375 - марок 09Г2С, 15ХСНД, 10Г2С1) выбор проката для закладных деталей и электродов для их сварных соединений следует производить как для стальных сварных конструкций в соответствии с требованиями СНиП II-23-81*. Расчетные сопротивления этого проката необходимо принимать по СНиП II-23-81*.

(Измененная редакция. Изм. № 2).

2.24*. Для монтажных (подъемных) петель элементов сборных железобетонных и бетонных конструкций должна применяться горячекатаная арматурная сталь класса Ас-II марки 10ГT и класса А-I марок Ст3сп и Ст3пс, а также класса А-I по ТУ 14-2-736-87 (особенно для конструкций, предназначенных для применения в районах с расчетной температурой ниже минус 30 °С).

(Измененная редакция. Изм. № 2).

В случае, если возможен монтаж конструкций при расчетной зимней температуре ниже минус 40 °С, для монтажных петель не допускается применять сталь марки ВСт3пс2.

2.24а*. В настоящих нормах в дальнейшем в случаях, когда нет необходимости указывать конкретный вид стержневой арматуры (горячекатаной, термомеханически упрочненной), при ее обозначении используется обозначение соответствующего класса горячекатаной арматурной стали (например, под классом А-V подразумевается арматура классов A-V, Ат-V, Ат-VК и Ат-VСК).

Нормативные и расчетные характеристики арматуры

2.25*. За нормативные сопротивления арматуры Rsn принимают наименьшие контролируемые значения предела текучести, физического или условного (равного значению напряжений, соответствующих остаточному относительному удлиненно 0,2 %).

(Измененная редакция. Изм. № 2).

Указанные контролируемые характеристики арматуры принимаются в соответствии с государственными стандартами или техническими условиями на арматурную сталь и гарантируются с вероятностью не менее 0,95.

Нормативные сопротивления Rsn для основных видов стержневой и проволочной арматуры приведены соответственно в табл. 19* и 20.

Таблица 19*

Стержневая арматура классов

Нормативные сопротивления растяжению Rsn и расчетные сопротивления растяжению для предельных состояний второй группы Rs,ser, МПа (кгс/см2)

А-I

235 (2400)

А-II

295 (3000)

А-III

390 (4000)

А-IV

590 (6000)

А-V

788 (8000)

А-VI

980 (10000)

Ат-VII

1175 (12000)

А-IIIв

540 (5500)

Примечание. Обозначения классов арматуры - в соответствии с п. 2.24а*.

2.26*. Расчетные сопротивления арматуры растяжению Rs для предельных состояний первой и второй групп определяются по формуле

                                                                    (10)

где gs - коэффициент надежности по арматуре, принимаемый по табл. 21*.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению (с округлением) для основных видов стержневой и проволочной арматуры при расчете конструкций по предельным состояниям первой группы приведены соответственно в табл. 22* и 23, а при расчете по предельным состояниям второй группы - в табл. 19* и 20.

Таблица 20

Проволочная арматура классов

Класс прочности

Диаметр арматуры, мм

Нормативные сопротивления растяжению Rsn и расчетные сопротивления растяжению для предельных состояний второй группы Rs,ser, МПа (кгс/см2)

Вр-I

-

3-5

490 (5000)

B-II

1500

3

1500 (15300)

1400

4-5

1400 (14250)

1300

6

1300 (13250)

1200

7

1200 (12200)

1100

8

1100 (11200)

Вр-II

1500

3

1500 (15300)

1400

4-5

1400 (14250)

1200

6

1200 (12200)

1100

7

1100 (11200)

1000

8

1000 (10200)

К-7

1500

6-12

1500 (15300)

1400

15

1400 (14250)

К-19

1500

14

1500 (15300)

Примечания:

1. Класс прочности проволочной арматуры - установленное стандартами значение ее условного предела текучести в Н/мм2.

2. В обозначении проволочной арматуры классов В-II, Вp-II, К-7 и К-19 в соответствии с государственными стандартами указывают ее класс прочности (например, обозначение проволоки класса B-II диаметром 3 мм - Æ3В1500, класса Вр-II диаметром 5 мм - Æ5Вр1400, канатов класса К-7 диаметром 12 мм - Æ12К7-1500).

(Измененная редакция. Изм. № 3).

Таблица 21*

Арматура

Коэффициент надежности по арматуре gs при расчете конструкций по предельным состояниям

первой группы

второй группы

Стержневая классов:

 

 

А-I, А-II

1,05

1,00

А-III диаметром, мм:

 

 

6 - 8

1,10

1,00

10 - 40

1,07

1,00

А-IV, А-V

1,15

1,00

А-VI, Ат-VII

1,20

1,00

А-IIIв с контролем:

 

 

удлинения и напряжения

1,10

1,00

только удлинения

1,20

1,00

Проволочная классов:

 

 

Вр-I

1,2

1,00

В-II, Вр-II

1,20

1,00

К-7, К-19

1,20

1,00

Примечание. Обозначения классов арматуры - в соответствии с п. 2.24а*.

(Измененная редакция. Изм. № 2).

2.27*. Расчетные сопротивления арматуры сжатию Rsc, используемые при расчете конструкций по предельным состояниям первой группы, при наличии сцепления арматуры с бетоном следует принимать по табл. 22* и 23.

При расчете в стадии обжатия конструкций значение Rsc следует принимать не более 330 МПа, а для арматуры класса А-IIIв - равным 170 МПа.

При отсутствии сцепления арматуры с бетоном принимается значение Rsc = 0.

Таблица 22*

Стержневая арматура классов

Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа (кгс/см2)

растяжению

сжатию Rsc

продольной Rs

поперечной (хомутов и отогнутых стержней) Rsw

А-I

225 (2300)

175 (1800)

225 (2300)

А-II

280 (2850)

225 (2300)

280 (2850)

А-III диаметром, мм:

 

 

 

6 - 8

355 (3600)

285* (2900)

355 (3600)

10-40

365 (3750)

290* (3000)

365 (3750)

А-IV

510 (5200)

405 (4150)

450 (4600)**

А-V

680 (6950)

545 (5550)

500 (5100)**

А-VI

815 (8300)

650 (6650)

500 (5100)**

Aт-VII

980 (10 000)

785 (8000)

500 (5100)**

А-IIIв с контролем:

 

 

 

удлинения и напряжения

490 (5000)

390 (4000)

200 (2000)

только удлинения

450 (4600)

360 (3700)

200 (2000)

_____________

* В сварных каркасах для хомутов из арматуры класса А-III, диаметр которых меньше 1/3 диаметра продольных стержней, значения Rsw принимаются равными 255 МПа (2600 кгс/см2).

** Указанные значения Rsc принимаются для конструкций их тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов при учете в расчете нагрузок, указанных в поз. 2а табл. 15; при учете нагрузок, указанных в поз. 2б табл. 15, принимается значение Rsc = 400 МПа. Для конструкций их ячеистого и поризованного бетонов во всех случаях следует принимать значение Rsc = 400 МПа (4100 кгс/см2).

Примечания: 1. В тех случаях, когда по каким-либо соображениям ненапрягаемая арматура классов выше А-III используется в качестве расчетной поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней), ее расчетные сопротивления Rsw принимаются как для арматуры класса А-III.

2. Обозначения классов арматуры - в соответствии с п. 2.24а*.

2.28. Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы снижаются (или повышаются) путем умножения на соответствующие коэффициенты условий работы gsi, учитывающие либо опасность усталостного разрушения, неравномерное распределение напряжений в сечении, условия анкеровки, низкую прочность окружающего бетона и т. п., либо работу арматуры при напряжениях выше условного предела текучести, изменение свойств стали в связи с условиями изготовления и т. д.

Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний второй группы Rs,ser вводят в расчет с gs = 1,0.

Расчетные сопротивления поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) Rsw снижаются по сравнению с Rs путем умножения на коэффициенты условий работы gs1 и gs2:

а) независимо от вида и класса арматуры - на коэффициент gs1 = 0,8, учитывающий неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине рассматриваемого сечения;

б) для стержневой арматуры класса А-III диаметром менее 1/3 диаметра продольных стержней и для проволочной арматуры класса Вр-I в сварных каркасах - на коэффициент gs2 = 0,9, учитывающий возможность хрупкого разрушения сварного соединения.

Таблица 23

Проволочная арматура классов

Диаметр арматуры, мм

Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа (кгс/см2)

растяжению

сжатию Rsc

продольной Rs

поперечной (хомутов и отогнутых стержней) Rsw

Вр-I

3-5

410 (4200)

290 (3000)*

375 (3850)**

В-II при классе прочности:

 

 

 

500 (5100)**

1500

3

1250 (12750)

1000 (10200)

1400

4-5

1170 (11900)

940 (9600)

1300

6

1050 (10700)

835 (8500)

1200

7

1000 (10200)

785 (8000)

1100

8

915 (9300)

730 (7450)

Вр-II при классе прочности:

 

 

 

1500

3

1250 (12750)

1000 (10200)

1400

4-5

1170 (11900)

940 (9600)

1200

6

1000 (10200)

785 (8000)

1100

7

915 (9300)

730 (7450)

1000

8

850 (8700)

680 (6950)

К-7 при классе прочности:

 

 

 

1500

6-12

1250 (12750)

1000 (10200)

1400

15

1160 (12050)

945 (9600)

К-19

14

1250 (12750)

1000 (10200)

_____________

* При применении проволоки в вязаных каркасах значение Rsw следует приникать равным 325 МПа (3300 кгс/см2).

** Данные значения Rsc принимает при расчете конструкций из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов на нагрузки, указанные в поз. 2а табл. 15. При расчете конструкций из бетона этих видов на нагрузки, указанные в поз. 2б табл. 15, а также при расчете конструкций из ячеистого и поризованного бетонов на нагрузки всех видов значение Rsc следует принимать для арматуры классов:

Bр-I                                                 - 340 МПа (3500 кгс/см2);

В-II, Вр-II, К-7 и K-19                  - 400 МПа (4100 кгс/см2).

(Измененная редакция. Изм. № 2).

Расчетные сопротивления растяжению поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) Rsw с учетом указанных коэффициентов условий работы gs1 и gs2 приведены в табл. 22* и 23.

Кроме того, расчетные сопротивления Rs, Rsc, Rsw в соответствующих случаях следует умножать на коэффициенты условий работы арматуры согласно табл. 24*-26* и 27.

2.29. Длину зоны передачи напряжений lp для напрягаемой арматуры без анкеров следует определять по формуле

,                                                        (11)

где wp и lp принимаются по табл. 28.

К значению Rbp при необходимости вводятся коэффициенты условий работы бетона, кроме gs2.

Величина ssp в формуле (11) принимается равной:

при расчете элементов по прочности - большему из значений Rs и ssp;

при расчете элементов по трещиностойкости - значению ssp. Здесь ssp принимается с учётом первых потерь по поз. 1-5 табл. 5.

В элементах из мелкозернистого бетона группы Б и из легкого бетона при пористом мелком заполнителе (кроме классов В7,5-В12,5) значения wp и lp увеличиваются в 1,2 раза против приведенных в табл. 28.

Таблица 24*

Факторы, обуславливающие введение коэффициента условий работы арматуры

Характеристика арматуры

Класс арматуры

Коэффициент условий работы арматуры

условное обозначение

числовое значение

1. Работа арматуры на действие поперечных сил

Поперечная

Независимо от класса

gs1

См. п. 2.28*

2. Наличие сварных соединений арматуры при действии поперечных сил

«

А-III и Вр-I

gs2

То же

3. Многократно повторяющаяся нагрузка

Продольная и поперечная

Независимо от класса

gs3

См. табл. 25*

4. Наличие сворных соединений при многократном повторении нагрузки

Продольная и поперечная при наличии сварных соединений арматуры

А-I, А-II, A-III, A-IV, А-V

gs4

См. табл. 26*

5. Зона передачи напряжений для арматуры без анкеров и зона анкеровки ненапрягаемой арматуры

Продольная напрягаемая

Независимо от класса

gs5

В формулах поз. 5:

lx - расстояние от начала зоны передачи напряжений до рассматриваемого сечения;

lp, lan - соответственно длина зоны передачи напряжений и зоны анкеровки арматуры (см. пп. 2.29 и 5.14)

Продольная ненапрягаемая

То же

6. Работа высокопрочной арматуры при напряжениях выше условного предела текучести

Продольная растянутая

А-IV; А-V; А-VI; Ат-VII; B-II; Вр-II; К-7; К-19

gs6

Согласно указаниям п. 3.13*

7. Элементы из легкого бетона класса В7,5 и ниже

Поперечная

А-I; Вр-I

gs7

0,8

8. Элементы из ячеистого бетона класса В7,5 и ниже

Продольная сжатая

Независимо от класса

gs8

Поперечная

То же

9. Защитное покрытие арматуры в элементах из ячеистого бетона

Продольная сжатая

«

gs9

См. табл. 27

Примечания: 1. Коэффициенты gs3 и gs4 по поз. 3 и 4 настоящей таблицы учитываются только при расчете на выносливость; для арматуры, имеющей сварные соединения, указанные коэффициенты учитываются одновременно.

2. Коэффициент gs5 по поз. 5 настоящей таблицы вводится кроме расчетных сопротивлений Rs и к предварительному напряжению арматуры ssp.

3. В формулах поз. 8 настоящей таблицы значения Rsc и Rsw даны в МПа; значения В - см. п. 2.2.

Таблица 25*

Класс арматуры

Коэффициент условий работы арматуры gs3 при многократном повторении нагрузки с коэффициентом асимметрии цикла rs, равным

-1,0

-0,2

0

0,2

0,4

0,7

0,8

0,9

1,0

А-I

0,41

0,63

0,70

0,77

0,90

1,00

1,00

1,00

1,00

А-II

0,42

0,51

0,55

0,60

0,69

0,93

1,00

1,00

1,00

А-III диаметром, мм:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 - 8

0,33

0,38

0,42

0,47

0,57

0,85

0,95

1,00

1,00

10 - 40

0,31

0,36

0,40

0,45

0,55

0,81

0,91

0,95

1,00

А-IV

-

-

-

-

0,38

0,72

0,91

0,96

1,00

А-V

-

-

-

-

0,27

0,55

0,69

0,87

1,00

А-VI

-

-

-

-

0,19

0,53

0,67

0,87

1,00

Ат-VII

-

-

-

-

0,15

0,40

0,60

0,80

1,00

Вр-II

-

-

-

-

-

0,67

0,82

0,91

1,00

B-II

-

-

-

-

-

0,77

0,97

1,00

1,00

К-7 диаметром, мм:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 и 9

-

-

-

-

-

0,77

0,92

1,00

1,00

12 и 15

-

-

-

-

-

0,68

0,84

1,00

1,00

К-19 диаметром 14 мм

-

-

-

-

-

0,63

0,77

0,96

1,00

Вр-I

-

-

0,56

0,71

0,85

0,94

1,00

1,00

1,00

А-IIIв с контролем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

удлинений и напряжений

-

-

-

-

0,41

0,66

0,84

1,00

1,00

только удлинений

-

-

-

-

0,46

0,73

0,93

1,00

1,00

Обозначения, принятые в табл. 25*:

где ss,min, ss,max - соответственно наименьшее и наибольшее напряжения в арматуре в пределах цикла изменения нагрузки, определяемые согласно п. 3.47.

Примечание. При расчете изгибаемых элементов из тяжелого бетона с ненапрягаемой арматурой для продольной арматуры принимается:

где Mmin, Mmax - соответственно наименьший и наибольший изгибающие моменты в расчетном сечении элемента в пределах цикла изменения нагрузки.

Таблица 26*

Класс арматуры

Группа сварных соединений

Коэффициент условий работы арматуры gs4 при многократном повторении нагрузки и коэффициенте асимметрии цикла rs, равном

0

0,2

0,4

0,7

0,8

0,9

1,0

А-I; А-II

1

0,90

0,95

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

2

0,65

0,70

0,75

0,90

1,00

1,00

1,00

3

0,25

0,30

0,35

0,50

0,65

0,85

1,00

4

0,20

0,20

0,25

0,30

0,45

0,65

1,00

А-III

1

0,90

0,95

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

2

0,60

0,65

0,65

0,70

0,75

0,85

1,00

3

0,20

0,25

0,30

0,45

0,60

0,80

1,00

4

0,15

0,20

0,20

0,30

0,40

0,60

1,00

А-IV

1

-

-

0,95

0,95

1,00

1,00

1,00

2

-

-

0,75

0,75

0,80

0,90

1,00

3

-

-

0,30

0,35

0,55

0,70

1,00

А-V

1

-

-

0,95

0,95

1,00

1,00

1,00

горячекатаная

2

-

-

0,75

0,75

0,80

0,90

1,00

3

-

-

0,35

0,40

0,50

0,70

1,00

Примечания: 1. Группы сварных соединений, приведенные в настоящей таблице, включают следующие типы сварных соединений по ГОСТ 14098-85, допускаемые для конструкций, рассчитываемых на выносливость:

1-я группа -           стыковые типов С3-Км, С4-Кп;

2-я         «            - крестообразное типа К1-Кт; стыковые типов С1-Ко, С5-Мф, С6-Мп, С7-Рв, С8-Мф, С9-Мп, С10-Рв и С20-Рм - все соединения при отношении диаметров стержней, равном 1,0;

3-я         «            - крестообразное типа К2-Кт; стыковые типов С11-Мф, С12-Мп, С13-Рв, С14-Мп, С15-Рс, С16-Мо, С17-Мп, С18-Мо, С19-Рм, С21-Рн и С22-Ру; тавровые типов Т6-Кс, Т7-Ко;

4-я         «            - нахлесточные типов Н1-Рш, Н2-Кр и Н3-Кп; тавровые типов Т1-Мф, Т2-Рф и Т12-Рз.

2. В таблице даны значения gs4 для арматуры диаметром до 20 мм.

3. Значения коэффициента gs4 должны быть снижены на 5 % при диаметре стержней 22-32 мм и на 10 % при диаметре свыше 32 мм.

Таблица 27

Защитное покрытие

Коэффициенты условий работы gs9 при арматуре

гладкой

периодического профиля

1. Цементно-полистирольное, латексно-минеральное

1,0

1,0

2. Цементно-битумное (холодное) при арматуре диаметром, мм:

 

 

6 и более

0,7

1,0

менее 6

0,7

0,7

3. Битумно-силикатное (горячее)

0,7

0,7

4. Битумно-глинистое

0,5

0,7

5. Сланцебитумное, цементное

0,5

0,5

Таблица 28

Вид и класс арматуры

Диаметр арматуры, мм

Коэффициенты для определения длины зоны передачи напряжений lp напрягаемой арматуры, применяемой без анкеров

wp

lp

1. Стержневая периодического профиля независимо от класса

Независимо от диаметра

0,25

10

2. Высокопрочная арматурная проволока периодического профиля класса Вр-II

5

1,40

40

4

1,40

50

3

1,40

60

3. Арматурные канаты классов:

 

 

 

К-7

15

1,00

25

12

1,10

25

9

1,25

30

6

1,40

40

К-19

14

1,00

25

Примечание. Для элементов из легкого бетона классов В7,5-В12,5 значения wp и lp увеличиваются в 1,4 раза против приведенных в настоящей таблице.

При мгновенной передаче усилия обжатия на бетон для стержневой арматуры периодического профиля значения wp и lp увеличиваются в 1,25 раза. При диаметре стержней свыше 18 мм мгновенная передача усилий не допускается.

Для стержневой арматуры периодического профиля всех классов значение lp принимается не менее 15d.

Начало зоны передачи напряжений при мгновенной передаче усилия обжатия на бетон для проволочной арматуры (за исключением высокопрочной проволоки класса Вр-II с внутренними анкерами по длине заделки) принимается на расстоянии 0,25lp от торца элемента.

2.30. Значения модуля упругости арматуры Еs принимаются по табл. 29*.

Таблица 29*

Класс арматуры

Модуль упругости арматуры Es×10-4, МПа (кгс/см2)

А-I, А-II

21 (210)

А-III

20 (200)

А-IV, А-V, А-VI и Ат-VII

19 (190)

А-IIIв

18 (180)

В-II, Вр-II

20 (200)

К-7, К-19

18 (180)

Вр-I

17 (170)

3. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ

РАСЧЕТ БЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ

3.1. Расчет по прочности бетонных элементов должен производиться для сечений, нормальных к их продольной оси. В зависимости от условий работы элементов они рассчитываются без учета, а также с учетом сопротивления бетона растянутой зоны.

Без учета сопротивления бетона растянутой зоны производится расчет внецентренно сжатых элементов, указанных в п. 1.7а, принимая, что достижение предельного состояния характеризуется разрушением сжатого бетона. Сопротивление бетона сжатию условно представляется напряжениями, равными Rb, равномерно распределенными по части сжатой зоны сечения - условной сжатой зоне (черт. 2), сокращенно именуемой в дальнейшем сжатой зоной бетона.

Черт. 2. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого бетонного элемента, рассчитываемого по прочности без учета сопротивления бетона растянутой зоны

С учетом сопротивления бетона растянутой зоны производится расчет элементов, указанных в п. 1.76, а также элементов, в которых не допускаются трещины по условиям эксплуатации конструкций (элементов, подвергающихся давлению воды, карнизов, парапетов и др.). При этом принимается, что достижение предельного состояния характеризуется разрушением бетона растянутой зоны (появлением трещин). Предельные усилия определяются исходя из следующих предпосылок (черт. 3):

Черт. 3. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого (внецентренно сжатого) бетонного элемента, рассчитываемого по прочности с учетом сопротивления бетона растянутой зоны

сечения после деформаций остаются плоскими;

наибольшее относительное удлинение крайнего растянутого волокна бетона равно 2Rbt/Eb;

напряжения в бетоне сжатой зоны определяются с учетом упругих (а в некоторых случаях и неупругих) деформаций бетона;

напряжения в бетоне растянутой зоны распределены равномерно и равны Rbt.

В случаях, когда вероятно образование наклонных трещин (например, элементы двутаврового и таврового сечений при наличии поперечных сил), должен производиться расчет бетонных элементов из условий (141) и (142) с заменой расчетных сопротивлений бетона для предельных состояний второй группы Rb,ser и Rbt,ser соответствующими значениями расчетных сопротивлений бетона для предельных состояний первой группы Rb и Rbt.

Кроме того, должен производиться расчет элементов на местное действие нагрузки (смятие) согласно указаниям п. 3.39.

Внецентренно сжатые элементы

3.2. При расчете внецентренно сжатых бетонных элементов должен приниматься во внимание случайный эксцентриситет продольного усилия еа, определяемый согласно указаниям п. 1.21.

3.3. При гибкости элементов l0/i > 14 необходимо учитывать влияние на их несущую способность прогибов в плоскости эксцентриситета продольного усилия и в нормальной к ней плоскости путем умножения значений е0 на коэффициент h (см. п. 3.6). В случае расчета из плоскости эксцентриситета продольного усилия значение е0 принимается равным значению случайного эксцентриситета.

Применение бетонных внецентренно сжатых элементов (за исключением случаев, предусмотренных п. 1.7б) не допускается при эксцентриситетах приложения продольной силы с учетом прогибов е0h, превышающих:

а) в зависимости от сочетания нагрузок:

при основном сочетании                            0,9у

« особом               «                                      0,95у

б) в зависимости от вида и класса бетона:

для тяжелого, мелкозернистого

и легкого бетонов класса выше В7,5          у - 1

для других видов и классов бетона            у - 2

(здесь у - расстояние от центра тяжести сечения до наиболее сжатого волокна бетона, см).

3.4. Во внецентренно сжатых бетонных элементах в случаях, указанных в п. 5.48. необходимо предусмотреть конструктивную арматуру.

3.5. Расчет внецентренно сжатых бетонных элементов (см. черт. 2) должен производиться из условия

                                                                  (12)

где Ab - площадь сжатой зоны бетона, определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения равнодействующей внешних сил.

Для элементов прямоугольного сечения Ab определяется по формуле

                                                            (13)

Внецентренно сжатые бетонные элементы, в которых появление трещин не допускается по условиям эксплуатации, независимо от расчета из условия (12) должны быть проверены с учетом сопротивления бетона растянутой зоны (см. п. 3.1 и черт. 3) из условия

                                                                   (14)

Для элементов прямоугольного сечения условие (14) имеет вид

                                                               (15)

Расчет внецентренно сжатых бетонных элементов указанных в п. 1.7б, должен производиться из условий (14) и (15).

В формулах (12) - (15):

h - коэффициент, определяемый по формуле (19);

a - коэффициент, принимаемый равным для бетона:

тяжелого, мелкозернистого, легкого

и поризованного                                                   1,00

ячеистого автоклавного                                       0,85

«          неавтоклавного                                   0,75

Wpl - момент сопротивления сечения для крайнего растянутого волокна с учетом неупругих деформаций растянутого бетона, определяемый в предположении отсутствия продольной силы по формуле

                                                          (16)

r - расстояние от центра тяжести сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, определяемое по формуле

                                                                    (17)

j - см. п. 4.5.

Положение нулевой линии определяется из условия

                                                           (18)

3.6. Значение коэффициента h, учитывающего влияние прогиба на значение эксцентриситета продольного усилия е0, следует определять по формуле

                                                                (19)

где Ncr - условная критическая сила, определяемая по формуле

                                                (20)

В формуле (20):

jl - коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии, равный:

                                                              (21)

но не более 1 + b,

здесь b -   коэффициент, принимаемый в зависимости от вида бетона по табл. 30;

М -     момент относительно растянутой или наименее сжатой грани сечения от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;

Мl -    то же, от действия постоянных и длительных нагрузок;

l0 -      определяется по табл. 31;

de -     коэффициент, принимаемый равным e0/h, но не менее

                                                 (22)

здесь Rb - в МПа.

Таблица 30

Бетон

Коэффициент b в формуле (21)

1. Тяжелый

1,0

2. Мелкозернистый групп:

 

А

1,3

Б

1,5

В

1,0

3. Легкий:

 

при искусственных крупных заполнителях и мелком заполнителе:

 

плотном

1,0

пористом

1,5

при естественных заполнителях

2,5

4. Поризованный

2,0

5. Ячеистый:

 

автоклавный

1,3

неавтоклавный

1,5

Примечание. Группы мелкозернистого бетона приведены в п. 2.3.

Таблица 31

Характер опирания стен и столбов

Расчетная длина l0 внецентренно сжатых бетонных элементов

1. С опорами вверху и внизу:

 

а) при шарнирах на двух концах независимо от величины смещения опор

Н

б) при защемлении одного из концов и возможном смещении опор для зданий:

 

многопролетных

1,25Н

однопролетных

1,50Н

2. Свободно стоящие

2,00Н

Обозначение, принятое в табл. 31: Н - высота столба (стены) в пределах этажа за вычетом толщины плиты перекрытия или высота свободно стоящей конструкции.

Если изгибающие моменты (или эксцентриситеты) от полной нагрузки и от суммы постоянных и длительных нагрузок имеют разные знаки, то при абсолютном значении эксцентриситета полной нагрузки е0, превышающем 0,1h, принимают jl = 1,0; если это условие не удовлетворяется, значение jl принимают равным  где jl1 определяют по формуле (21), принимал М равным произведению продольной силы N от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок на расстояние от центра тяжести до растянутой или наименее сжатой от действия постоянных и длительных нагрузок грани сечения.

3.7. Расчет элементов бетонных конструкций на местное сжатие (смятие) должен производиться согласно указаниям пп. 3.39 и 3.40.

Изгибаемые элементы

3.8. Расчет изгибаемых бетонных элементов (см. черт. 3) должен производиться из условия

                                                               (23)

где a -    коэффициент, принимаемый согласно указаниям п. 3.5;

Wpl - определяется по формуле (16); для элементов прямоугольного сечения Wpl принимается равным:

                                                               (24)

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ

3.9. Расчет по прочности железобетонных элементов должен производиться для сечений, нормальных к их продольной оси, а также для наклонных к ней сечений наиболее опасного направления. При наличии крутящих моментов следует проверить прочность пространственных сечений, ограниченных в растянутой зоне спиральной трещиной наиболее опасного из возможных направлений. Кроме того, следуют производить расчет элементов на местное действие нагрузки (смятие, продавливание, отрыв).

Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента

3.10. Предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси элемента, следует определять исходя из следующих предпосылок:

сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;

сопротивление бетона сжатию представляется напряжениями, равными Rb и равномерно распределенными по сжатой зоне бетона;

деформации (напряжения) в арматуре определяются в зависимости от высоты сжатой зоны бетона с учетом деформаций (напряжений) от предварительного напряжения (см. п. 3.28*);

растягивающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопротивления растяжению Rs;

сжимающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопротивления сжатию Rsc.

3.11. Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных указанной плоскости граней элемента, следует производить а зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона x = x/h0, определяемой из соответствующих условий равновесия, и значением относительной высоты сжатой зоны бетона xR (см. п. 3.12*), при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению Rs с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры, за исключением коэффициента gs6 (см. п. 3.13*).

3.12*. Значение xR определяется по формуле

                                                        (25)

где w - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая по формуле

                                                             (26)

здесь a - коэффициент, принимаемый равным для бетона:

тяжелого                                            0,85

мелкозернистого (см. п. 2.3)

групп:

А                                                    0,80

Б и В                                             0,75

легкого, ячеистого и

поризованного                                  0,80

Для тяжелого, легкого и поризованного бетонов, подвергнутых автоклавной обработке, коэффициент a снижается на 0,05;

Rb - в МПа;

ssR - напряжение в арматуре, МПа, принимаемое для арматуры классов:

А-I, А-II, А-III, А-IIIв, Вр-I              ssR = Rs - ssp;

А-IV, А-V, А-VI и Ат-VII                ssR = Rs + 400 - ssp - Dssp;

В-II, Вр-II, К-7 и К-19                      ssR = Rs + 400 - ssp,

здесь Rs - расчетное сопротивление арматуры растяжению с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры gsi, за исключением gs6 (см. п. 3.13*);

ssp -     принимается при коэффициенте gsp < 1,0.

Dssp -     см. п. 3.28*;

ssc,u - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, принимаемое для конструкций из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов в зависимости от учитываемых в расчете нагрузок по табл. 15*: по поз. 2а - равным 500 МПа, по поз. 2б - равным 400 МПа. Для конструкций из ячеистого и поризованного бетонов во всех случаях значение принимается равным 400 МПа. При расчете элементов в стадии обжатия значение ssc,u = 330 МПа.

Значения xR, определяемые по формуле (25), для элементов из ячеистого бетона следует принимать не более 0,6.

3.13*. При расчете по прочности железобетонных элементов с высокопрочной арматурой классов А-IV, А-V, А-VI, Ат-VII, В-II, Вр-II, К-7 и К-19 при соблюдении условия x < xR расчетное сопротивление арматуры Rs должно быть умножено на коэффициент gs6 (см. поз. 6 табл. 24*), определяемый по формуле

                                                (27)

где h - коэффициент, принимаемый равным для арматуры классов:

А-IV                                                     1,20

A-V, В-II, Bр-II, К-7 и К-19               1,15

А-VI и Ат-VII                                      1,10

Для случая центрального растяжения, а также внецентренного растяжения продольной силой, расположенной между равнодействующими усилий в арматуре, значение gs6 принимается равным h.

При наличии сварных стыков в зоне элемента с изгибающими моментами, превышающими 0,9Mmax (где Mmax - максимальный расчетный момент), значение коэффициента gs6 для арматуры классов А-IV и А-V принимается не более 1,10, а классов А-VI и Ат-VII - не более 1,05.

Коэффициент gs6 не следует учитывать для элементов:

рассчитываемых на действие многократно повторяющейся нагрузки;

армированных высокопрочной проволокой, расположенной вплотную (без зазоров);

эксплуатируемых в агрессивной среде.

3.14. Для напрягаемой арматуры, расположенной в сжатой зоне при действии внешних сил или в стадии обжатия и имеющей сцепление с бетоном, расчетное сопротивление сжатию Rsc (см. пп. 3.15, 3.16, 3.20, 3.27) должно быть заменено напряжением ssc, равным (ssc,u - ssp), МПа, но не более Rsc, где ssp определяется при коэффициенте gsp > 1,0, ssc,u - см. п. 3.12*.

Изгибаемые элементы прямоугольного, таврового, двутаврового и кольцевого сечений

3.15. Расчет прямоугольных сечений изгибаемых элементов, указанных в п. 3.11 (черт. 4), при  должен производиться из условия

                                       (28)

при этом высота сжатой зоны х определяется из формулы

                                                      (29)

Черт. 4. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого железобетонного элемента, при расчете его по прочности

3.16. Расчет сечений, имеющих полку в сжатой зоне, при x = х/h0 £ xR должен производиться в зависимости от положения границы сжатой зоны:

а) если граница проходит в полке (черт. 5, а), т. е. соблюдается условие

                                                   (30)

расчет производится как для прямоугольного сечения шириной b¢f согласно указаниям п. 3.15;

б) если граница проходит в ребре (черт. 5, б), т. е. условие (30) не соблюдается, расчет производится из условия

             (31)

при этом высота сжатой зоны бетона х определяется из формулы

                                         (32)

Черт. 5. Положение границы сжатой зоны в сечении изгибаемого железобетонного элемента

а - в полке; б - в ребре

Значение b¢f вводимое в расчет, принимается из условия, что ширина свеса полки в каждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролета элемента и не более:

а) при наличии поперечных ребер или при h¢f ³ 0,1h - 1/2 расстояния в свету между продольными ребрами;

б) при отсутствии поперечных ребер или при расстояниях между ними больших, чем расстояния между продольными ребрами, h¢f < 0,1h - 6 h¢f;

в) при консольных свесах полки:

при h¢f ³ 0,1h                              6 h¢f;

« 0,05h £ h¢f < 0,1h                   3 h¢f

« h¢f < 0,05h                              свесы не учитываются

3.17. При расчете по прочности изгибаемых элементов рекомендуется соблюдать условие х £ xRh0. В случае, когда площадь сечения растянутой арматуры по конструктивным соображениям или из расчета по предельным состояниям второй группы принята большей, чем это требуется для соблюдения условия х £ xRh0, расчет следует производить по формулам для общего случая (см. п. 3.28*).

Если полученное из расчета по формулам (29) или (32) значение х > xRh0, допускается производить расчет из условий (28) и (31), определяя высоту сжатой зоны соответственно из формул:

                                                      (33)

                                      (34)

где                                                                                 (35)

здесь x = х/h0 (x подсчитывается при значениях Rs с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры);

ssp - определяется при коэффициенте gsp > 1,0.

Для элементов из бетона класса B30 и ниже с ненапрягаемой арматурой классов А-I, А-II, А-III и Вр-I при x > xRh0 допускается также производить расчет из условий (28) и (31), подставляя в них значение х = xRh0.

3.18. Расчет изгибаемых элементов кольцевого сечения при соотношении внутреннего и наружного радиусов r1/r2 ³ 0,5 с арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее 6), должен производиться как для внецентренно сжатых элементов согласно указаниям п. 3.21*, принимая в формулах (41) и (42) значение продольной силы N = 0 и подставляя в формулу (40) вместо Ne0 значение изгибающего момента М.

Внецентренно сжатые элементы прямоугольного и кольцевого сечений

3.19. При расчете внецентренно сжатых железобетонных элементов необходимо учитывать случайный начальный эксцентриситет согласно указаниям п. 1.21, а также влияние прогиба на их несущую способность согласно указаниям п. 3.24.

3.20. Расчет прямоугольных сечений внецентренно сжатых элементов, указанных в п. 3.11, следует производить:

а) при x = x/h0 £ xR (черт. 6) из условия

                                         (36)

при этом высота сжатой зоны определяется из формулы

                                                    (37)

Черт. 6. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого железобетонного элемента, при расчете его по прочности

б) при x = x/h0 > xR - также из условия (36), но при этом высота сжатой зоны определяется:

для элементов из бетона класса В30 и ниже с ненапрягаемой арматурой классов А-I, А-II, А-III - из формулы

                                                    (38)

где                                                                                                     (39)

для элементов из бетона класса выше В30, а также для элементов с арматурой класса выше А-III (ненапрягаемой и напрягаемой) - из формул (66) и (67) или (68).

3.21*. Расчет внецентренно сжатых элементов кольцевого сечения при соотношении внутреннего и наружного радиусов r1/r2 ³ 0,5 с арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее 6), должен производиться из условия

                             (40)

при этом величина относительной площади сжатой зоны бетона определяется по формуле

                                            (41)

Если полученное из расчета по формуле (41) xcir < 0,15, в условие (40) подставляется значение xcir, определяемое по формуле

                                                (42)

при этом значения js и zs определяются по формулам (43) и (44), принимая xcir = 0,15.

В формулах (40) - (42):

rm -    полусумма внутреннего и наружного радиусов;

rs -     радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней арматуры;

As,tot - площадь сечения всей продольной арматуры;

js -    коэффициент, определяемый по формуле

                                                         (43)

zs - расстояние от равнодействующей в арматуре растянутой зоны до центра тяжести сечения, определяемое по формуле

                                                        (44)

но принимаемое не более rs;

ssp - определяется при коэффициенте gsp > 1,0;

w1 - коэффициент, определяемый по формуле

                                                               (45)

здесь hr - коэффициент, принимаемый равным для арматуры классов:

А-I, А-II, А-III                                   1,0

А-IV, А-V, А-VI, Ат-VII, B-II,

Вр-II, К-7 и К-19                              1,1

w2 - коэффициент, определяемый по формуле

                                                                   (46)

где значение d принимается равным:

                                                           (47)

здесь Rs - в МПа.

Если вычисленное по формуле (43) значение js £ 0, то в условие (40) подставляются js = 0 и значение xcir, полученное по формуле (41) при w1 = w2 = 0.

3.22*. Расчет элементов сплошного сечения из тяжелого и мелкозернистого бетонов с косвенным армированием следует производить согласно указаниям пп. 3.20 и 3.28*, вводя в расчет лишь часть площади бетонного сечения Aef, ограниченную осями крайних стержней сетки или спирали, и подставляя в расчетные формулы (36)-(38), (65) и (66) вместо Rb приведенную призменную прочность бетона Rb,red, а при высокопрочной арматуре вместо Rsc - значение Rsc,red.

Гибкость l0/ief элементов с косвенным армированием не должна превышать при косвенном армировании сетками - 55, спиралью - 35, где ief - радиус инерции части сечения, вводимой в расчет.

Значения Rb,red определяются по формулам:

а) при армировании сварными поперечными сетками

                                                        (48)

где Rs,xy - расчетное сопротивление арматуры сеток;

                                                        (49)

здесь nx, Asx, lx - соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержня сетки (считая в осях крайних стержней) в одном направлении;

ny, Asy, ly -   то же, в другом направлении;

Аef -   площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток;

s -    расстояние между сетками;

j -    коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле

                                                                 (50)

где                                                                                                                  (51)

Rs,xy, Rb - в МПа.

Для элементов из мелкозернистого бетона значение коэффициента j следует принимать не более единицы.

Площади сечения стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлении не должны различаться более чем в 1,5 раза;

б) при армировании спиральной или кольцевой арматурой

                                           (52)

где Rs,cir - расчетное сопротивление арматуры спирали;

mcir -     коэффициент армирования, равный:

                                                                   (53)

здесь As,cir - площадь поперечного сечения спиральной арматуры;

def - диаметр сечения внутри спирали;

s - шаг спирали;

е0 -   эксцентриситет приложения продольной силы (без учета влияния прогиба).

Значения коэффициентов армирования, определяемые по формулам (49) и (53), для элементов из мелкозернистого бетона следует принимать не более 0,04.

Расчетное сопротивление сжатию Rsc,red продольной высокопрочной арматуры классов А-IV, А-V, А-VI и Ат-VII для элементов из тяжелого бетона с косвенным армированием сварными сетками определяется по формуле

                                                   (54)

и принимается не более Rs.

В формуле (54):

                                                           (55)

где                                                

здесь h - коэффициент, принимаемый равным для арматуры классов:

A-IV                                       10

A-V, A-VI и Aт-VII               15

As,tot - площадь сечения всей продольной высокопрочной арматуры;

Aef -   обозначение то же, что и в формуле (49);

Rb -    в МПа.

Значение q принимается не менее 1,0 и не более:

1,2 при арматуре класса А-IV

1,6    «          «       классов A-V, А-VI и Ат-VII

При определении граничного значения относительной высоты сжатой зоны для сечений с косвенным армированием в формулу (25) вводится

                                                 (56)

где a - коэффициент, принимаемый согласно указаниям п. 3.12*;

d2 - коэффициент, равный 10m, но принимаемый не более 0,15,

здесь m - коэффициент армирования mxy или mcir, определяемый по формулам (49) и (53) соответственно для сеток и спиралей.

Значение ssc,u в формуле (25) для элементов с высокопрочной арматурой принимается равным:

                                               (57)

но не более 900 МПа для арматуры класса А-IV, 1200 МПа - для арматуры классов А-V, А-VI и Ат-VII.

При учете влияния прогиба на несущую способность элементов с косвенным армированием следует пользоваться указаниями п. 3.24, определяя момент инерции по части сечения, ограниченной стержнями сеток или заключенной внутри спирали. Значение Ncr, полученное по формуле (58), должно быть умножено на коэффициент  где сef равно высоте или диаметру учитываемой части бетонного сечения, а при определении de,min второй член правой части формулы (22) заменяется на  где

Косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что несущая способность элемента, определенная согласно указаниям настоящего пункта (вводя в расчет Аef и Rb,red), превышает его несущую способность, определенную по полному сечению А и значению расчетного сопротивления бетона Rb без учета косвенной арматуры.

Кроме того, косвенное армирование должно удовлетворять конструктивным требованиям п. 5.24.

3.23 . При расчете внецентренно сжатых элементов с косвенным армированием наряду с расчетом по прочности согласно указаниям п. 3.22* следует производить расчет, обеспечивающий трещиностойкость защитного слоя бетона.

Расчет производится согласно указаниям пп. 3.20 или 3.28* по эксплуатационным значениям расчетных нагрузок (gf = 1,0), учитывая всю площадь сечения бетона и принимая расчетные сопротивления Rb,ser и Rs,ser для предельных состояний второй группы и расчетное сопротивление арматуры сжатию равным значению Rs,ser, но не более 400 МПа.

При определении граничного значения относительной высоты сжатой зоны в формулах (25) и (69) принимают ssc,u = 400 МПа, а в формуле (26) коэффициент 0,008 заменяют на 0,006.

При учете влияния гибкости следует пользоваться указаниями п. 3.24, определяя значения dе по формуле (22) с заменой 0,010Rb на 0,008 Rb,ser.

3.24. При расчете внецентренно сжатых элементов следует учитывать влияние прогиба на их несущую способность, как правило, путем расчета конструкций по деформированной схеме (см. п. 1.15).

Допускается производить расчет конструкций по недеформированной схеме, учитывая при гибкости l0/i > 14 влияние прогиба элемента на его прочность, определяемую из условий (36), (40) и (65), путем умножения e0 на коэффициент h. При этом условная критическая сила в формуле (19) для вычисления h принимается равной:

                                       (58)

где l0 -   принимается согласно указаниям п. 3.25;

de -   коэффициент, принимаемый согласно указаниям п. 3.6;

jl - коэффициент, определяемый по формуле (21), при этом моменты М и Мl определяются относительно оси, параллельной линии, ограничивающей сжатую зону и проходящей через центр наиболее растянутого или наименее сжатого (при целиком сжатом сечении) стержня арматуры, соответственно от действия полной нагрузки и от действия постоянных и длительных нагрузок. Если изгибающие моменты (или эксцентриситеты) от действия полной нагрузки и от действия постоянных и длительных нагрузок имеют разные знаки, то следует учитывать указания п. 3.6;

jр - коэффициент, учитывающий влияние предварительного напряжения арматуры на жесткость элемента; при равномерном обжатии сечения напрягаемой арматурой jр определяется по формуле

                                                      (59)

здесь sbp - определяется при коэффициенте gsp < 1,0;

Rb - принимается без учета коэффициентов условий работы бетона;

в формуле (59) значение e0/h принимается не более 1,5;

a = Es/Eb.

Для элементов из мелкозернистого бетона группы Б в формулу (58) вместо значения 6,4 подставляется значение 5,6.

При расчете из плоскости действия изгибающего момента эксцентриситет продольной силы е0 принимается равным значению случайного эксцентриситета (см. п. 1.21).

3.25. Расчетную длину l0 внецентренно сжатых железобетонных элементов рекомендуется определять как для элементов рамной конструкции с учетом ее деформированного состояния при наиболее невыгодном для данного элемента расположении нагрузки, принимая во внимание неупругие деформации материалов и наличие трещин.

Для элементов наиболее часто встречающихся конструкций допускается принимать расчетную длину l0 равной:

а) для колонн многоэтажных зданий при числе пролетов не менее двух и соединениях ригелей и колонн, рассчитываемых как жесткие, при конструкциях перекрытий:

сборных                   Н

монолитных            0,7Н

где Н - высота этажа (расстояние между центрами узлов);

б) для колонн одноэтажных зданий с шарнирным опиранием несущих конструкций покрытий, жестких в своей плоскости (способных передавать горизонтальные усилия), а также для эстакад - по табл. 32;

в) для элементов ферм и арок - по табл. 33.

Центрально-растянутые элементы

3.26. При расчете сечений центрально-растянутых железобетонных элементов должно соблюдаться условие

                                                               (60)

где Аs,tot - площадь сечения всей продольной арматуры.

Внецентренно растянутые элементы прямоугольного сечения

3.27. Расчет прямоугольных сечений внецентренно растянутых элементов, указанных в п. 3.11, должен производиться в зависимости от положения продольной силы N:

а) если продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре S и S¢ (черт. 7, а) - из условий:

                                                       (61)

                                                         (62)

б) если продольная сила N приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре S и S¢ (черт. 7, б) - из условия

                                      (63)

при этом высота сжатой зоны х определяется по формуле

                                                    (64)

Таблица 32

Характеристика

Расчетная длина l0 колонн одноэтажных зданий при расчете их в плоскости

поперечной рамы или перпендикулярной к оси эстакады

перпендикулярной поперечной раме или параллельной оси эстакады

при наличии

при отсутствии

связей в плоскости продольного ряда колонн или анкерных опор

Здания

С мостовыми кранами

При учете нагрузки от кранов

Подкрановая (нижняя) часть колонн при подкрановых балках

Разрезных

1,5Н1

0,8Н1

1,2Н1

Неразрезных

1,2Н1

0,8Н1

0,8Н1

Надкрановая (верхняя) часть колонн при подкрановых балках

Разрезных

2,0Н2

1,5Н2

2,0Н2

Неразрезных

2,0Н2

1,5Н2

1,5Н2

Без учета нагрузки от кранов

Подкрановая (нижняя) часть колонн зданий

Однопролетных

1,5Н

0,8Н1

1,2Н

Многопролетных

1,2Н

0,8Н1

1,2Н

Надкрановая (верхняя) часть колонн при подкрановых балках

Разрезных

2,5Н2

1,5Н2

2,0Н2

Неразрезных

2,0Н2

1,5Н2

1,5Н2

Без мостовых кранов

Колонны ступенчатые

Нижняя часть колонн зданий

Однопролетных

1,5Н

0,8Н

1,2Н

Многопролетных

1,2Н

0,8Н

1,2Н

Верхняя часть колонн

2,5Н2

2,0Н2

2,5Н2

Колонны постоянного сечения зданий

Однопролетных

1,5Н

0,8Н

1,2Н

Многопролетных

1,2Н

0,8Н

1,2Н

Эстакады

Крановые

При подкрановых балках

Разрезных

2,0Н1

0,8Н1

1,5Н1

Неразрезных

1,5Н1

0,8Н1

Н1

Под трубопроводы

При соединении колонн с пролетным строением

Шарнирном

2,0Н

Н

2,0Н

Жестком

1,5Н

0,7Н

1,5Н

Обозначения, принятые в табл. 32:

Н - полная высота колонны от верха фундамента до горизонтальной конструкции (стропильной или подстропильной распорки) в соответствующей плоскости;

Н1 - высота подкрановой части колонны от верха фундамента до низа подкрановой балки;

Н2 - высота надкрановой части колонны от ступени колонны до горизонтальной конструкции в соответствующей плоскости.

Примечание. При наличии связей до верха колонн в зданиях с мостовыми кранами расчетная длина надкрановой части колонн в плоскости оси продольного ряда колонн принимается равной Н2.

Если полученное из расчета по формуле (64) значение х > xRh0, в условие (63) подставляется х = xRh0, где xR определяется согласно указаниям п. 3.12*.

Общий случай расчета (при любых сечениях, внешних усилиях и любом армировании)

3.28*. Расчет сечений в общем случае (черт. 8) должен производиться из условия

                                                     (65)

при этом знак «плюс» перед скобкой принимается для внецентренного сжатия и изгиба, знак «минус» - для растяжения.

В формуле (65):

М - в изгибаемых элементах - проекция момента внешних сил на плоскость, перпендикулярную прямой, ограничивающей сжатую зону сечения;

во внецентренно сжатых и растянутых элементах - момент продольной силы N относительно оси, параллельной прямой, ограничивающей сжатую зону, и проходящей:

во внецентренно сжатых элементах - через центр тяжести сечения наиболее растянутого или наименее сжатого стержня продольной арматуры;

во внецентренно растянутых элементах - через точку сжатой зоны, наиболее удаленную от указанной прямой;

Таблица 33

Наименование элементов

Расчетная длина l0 элементов ферм и арок

1. Элементы ферм:

 

а) верхний пояс при расчете:

 

в плоскости фермы:

 

при е0 < 1/8h1

0,9l

при e0 ³ 1/8h1

0,8l

из плоскости фермы:

 

для участка под фонарем (при ширине фонаря 12 м и более)

0,8l

в остальных случаях

0,9l

б) раскосы и стойки при расчете:

 

в плоскости фермы

0,8l

из плоскости фермы:

 

при b1/b2 < 1,5

0,9l

при b1/b2 ³ 1,5

0,8l

2. Арки:

 

а) при расчете в плоскости арки:

 

трехшарнирной

0,580L

двухшарнирной

0,540L

бесшарнирной

0,365L

б) при расчете из плоскости арки (любой)

L

Обозначения, принятые в табл. 33:

l -   длина элемента между центрами примыкающих узлов, а для верхнего пояса фермы при расчете из плоскости фермы - расстояние между точками его закрепления;

L -   длина арки вдоль ее геометрической оси; при расчете из плоскости арки - длина арки между точками ее закрепления из плоскости арки;

h1 -   высота сечения верхнего пояса;

b1, b2 - ширина сечения соответственно верхнего пояса и стойки (раскоса) фермы.

Черт. 7. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно растянутого железобетонного элемента, при расчете его по прочности

а - продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре S и S¢; б - то же, за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре S и S¢

Черт. 8. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси железобетонного элемента, в общем случае расчета по прочности

I-I - плоскость, параллельная плоскости действия изгибающего момента, или плоскость, проходящая через точки приложения продольной силы и равнодействующих внутренних сжимающих и растягивающих усилий; 1 - точка приложения равнодействующей усилий в сжатой арматуре и в бетоне сжатой зоны; 2 - точка приложения равнодействующей усилий в растянутой арматуре

Sb - статический момент площади сечения сжатой зоны бетона относительно соответствующий из указанных осей, при этом в изгибаемых элементах положение оси принимается таким. как и во внецентренно сжатых;

Ssi - статический момент площади сечения i-го стержня продольной арматуры относительно соответствующей из указанных осей;

ssi - напряжение в i-м стержне продольной арматуры, определяемое согласно указаниям настоящего пункта.

Высота сжатой зоны х и напряжение ssi определяются из совместного решения уравнений:

                                                (66)

                                              (67)

В уравнении (66) знак «минус» перед N принимается для внецентренно сжатых элементов, знак «плюс» - для внецентренно растянутых.

Кроме того, для определения положения границы сжатой зоны при косом изгибе требуется соблюдение дополнительного условия параллельности плоскости действия моментов внешних и внутренних сил, а при косом внецентренном сжатии или растяжении - условия, что точки приложения внешней продольной силы, равнодействующей сжимающих усилий в бетоне и арматуре и равнодействующей усилий в растянутой арматуре (либо внешней продольной силы, равнодействующей сжимающих усилий в бетоне и равнодействующей усилий во всей арматуре) должны лежать на одной прямой (см. черт. 8).

Если значение ssi, полученное по формуле (67), для арматуры классов А-IV, А-V, А-VI, Ат-VII, В-П, Вр-II, К-7 и К-19 превышает bRsi, то напряжение ssi следует определять по формуле

                                             (68)

В случае, когда найденное по формуле (68) напряжение в арматуре превышает Rsi без учета коэффициента gs6, в условия (65) и (66) подставляется значение ssi, равное Rsi с учетом соответствующих коэффициентов условий работы, в том числе gs6 (см. п. 3.13*).

Напряжение ssi вводится в расчетные формулы со своим знаком, полученным при расчете по формулам (67) и (68), при этом необходимо соблюдать следующие условия:

во всех случаях Rsi ³ ssi ³ Rsci;

для предварительно напряженных элементов ssi ³ ssci, здесь ssci - напряжение в арматуре, равное предварительному напряжению s¢spi, уменьшенному на величину ssc,u (см. пп. 3.12* и 3.22*).

В формулах (66) - (68):

Asi - площадь сечения i-го стержня продольной арматуры;

sspi - предварительное напряжение в i-м стержне продольной арматуры, принимаемое при коэффициенте gsp, назначаемом в зависимости от расположения стержня;

xi -   относительная высота сжатой зоны бетона, равная  где h0i - расстояние от оси, проходящей через центр тяжести сечения рассматриваемого i-го стержня арматуры и параллельной прямой, ограничивающей сжатую зону, до наиболее удаленной точки сжатой зоны сечения (см. черт. 8);

w -    характеристика сжатой зоны бетона, определяемая по формулам (26) или (56);

xRi, xeli -  относительная высота сжатой зоны, отвечающая достижению в рассматриваемом стержне напряжений, соответственно равных Rsi и bRsi; значения xRi и xeli определяются по формуле

                                            (69)

здесь  МПа, - при определении xRi;

 МПа, - при определении xeli;

ssc,u - см. пп. 3.12* и 3.22*.

Значения Dsspi и коэффициента b определяются:

при механическом, а также автоматизированных электротермическом и электротермомеханическом способах предварительного напряжения арматуры классов А-IV, A-V, А-VI и Ат-VII по формулам:

                                              (70)

                                                   (71)

при иных способах предварительного напряжения арматуры классов А-IV, А-V, А-VI и Ат-VII, а также для арматуры классов В-II, Вр-II, К-7 и К-19 при любых способах предварительного напряжения значения Dsspi = 0, коэффициент b = 0,8.

В формулах (70) и (71) sspi принимается при коэффициенте gsp < 1,0 с учетом потерь по поз. 3-5 табл. 5.

Примечание. Индекс i означает порядковый номер стержня арматуры.

Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента

3.29. Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям должен производиться для обеспечения прочности:

на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами (см. п. 3.30);

на действие поперечной силы по наклонной трещине (см. пп. 3.31*-3.33);

на действие поперечной силы по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой (для коротких консолей колонн; см. п. 3.34);

на действие изгибающего момента по наклонной трещине (см. п. 3.35).

3.30. Расчет железобетонных элементов на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами должен производиться из условия

                                                     (72)

Коэффициент jw1, учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента, определяется по формуле

                                                             (73)

но не более 1,3,

где

Коэффициент jb1 определяется по формуле

                                                                 (74)

где b - коэффициент, принимаемый равным для бетона:

тяжелого, мелкозернистого и

ячеистого                                             0,01

легкого                                                 0,02

Rb - в МПа.

3.31. Расчет железобетонных элементов с поперечной арматурой (черт. 9) на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по наиболее опасному наклонному сечению из условия

                                                           (75)

Черт. 9. Схема усилий в сечении, наклонном к продольной оси железобетонного элемента, при расчете его по прочности на действие поперечной силы

Поперечная сила Q в условии (75) определяется от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения.

Поперечное усилие Qb, воспринимаемое бетоном, определяется по формуле

                                              (76)

где с - длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента.

Коэффициент jb2, учитывающий влияние вида бетона, принимается равным для бетона:

тяжелого и ячеистого                         2,00

мелкозернистого                                 1,70

легкого при марке по средней

плотности:

D 1900 и более                                    1,90

D 1800 и менее при мелком

заполнителе:

плотном                                               1,75

пористом                                             1,50

Коэффициент jf, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых элементах, определяется по формуле

                                                     (77)

но не более 0,5.

При этом b¢f принимается не более b + 3h¢f, а поперечная арматура должна быть заанкерена в полке.

Коэффициент jn, учитывающий влияние продольных сил, определяется по формулам:

при действии продольных сжимающих сил

                                                           (78)

но не более 0,5;

для предварительно напряженных элементов в формулу (78) вместо N подставляется усилие предварительного обжатия Р; положительное влияние продольных сжимающих сил не учитывается, если они создают изгибающие моменты, одинаковые по знаку с моментами от действия поперечной нагрузки;

при действии продольных растягивающих сил

                                                      (79)

но не более 0,8 по абсолютной величине.

Значение 1 + jf + jn во всех случаях принимается не более 1,5.

Значение Qb, вычисленное по формуле (76), принимается не менее

Коэффициент jb3 принимается равным для бетона:

тяжелого и ячеистого                                  0,6

мелкозернистого                                         0,5

легкого при марке по средней плотности:

D 1900 и более                                        0,5

D 1800 и менее                                       0,4

При расчете железобетонных элементов с поперечной арматурой должна быть также обеспечена прочность по наклонному сечению в пределах участка между хомутами, между опорой и отгибом и между отгибами.

Поперечные усилия Qsw и Qs,inc определяются как сумма проекций на нормаль к продольной оси элемента предельных усилий соответственно в хомутах и отгибах, пересекающих опасную наклонную трещину.

Длина с0 проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента определяется из минимума выражения Qb + Qsw + Qs,inc, где в значение Qb вместо с подставляется с0; полученное значение с0 принимается не более 2h0 и не более значения с, а также не менее h0, если с > h0.

Для элементов с поперечной арматурой в виде хомутов, нормальных к продольной оси элемента и имеющих постоянный шаг в пределах рассматриваемого наклонного сечения, значение с0 соответствует минимуму выражения Qb + Qsw, определяемому по формуле

                                         (80)

где qsw - усилие в хомутах на единицу длины элемента, определяемое по формуле

                                                         (81)

Для таких элементов поперечное усилие Qsw, определяется по формуле

                                                           (82)

При этом для хомутов, устанавливаемых по расчету, должно удовлетворяться условие

                                          (83)

Кроме того, поперечная арматура должна удовлетворять требованиям пп. 5.26-5.28.

При расчете конструкций, в которых в качестве ненапрягаемой продольной растянутой арматуры применяется стержневая арматура классов А-IV и А-IIIв или арматура классов А-V, А-VI и Ат-VII (при смешанном армировании), коэффициенты jb2, jb3, а также jb4, (п. 3.32) необходимо умножать на 0,8.

3.32 . Расчет железобетонных элементов без поперечной арматуры на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по наиболее опасному наклонному сечению из условия

                                           (84)

где правая часть условия (84) принимается не более 2,5Rbtbh0 и не менее

Коэффициент jb4 принимается равным для бетона:

тяжелого и ячеистого                1,5

мелкозернистого                        1,2

легкого при марке

по средней плотности:

D 1900 и более                      1,2

D 1800 и менее                     1,0

Коэффициенты jb3 и jn, а также значения Q и с в условии (84) определяются согласно указаниям п. 3.31*.

При отсутствии в рассматриваемой зоне действия поперечных сил нормальных трещин, т. е. если выполняется условие (124) с заменой Rbt,ser на Rbt, допускается учитывать повышение прочности элемента по расчету из условия (141) с заменой Rbt,ser и Rb,ser соответственно на Rbt и Rb.

3.33. Расчет железобетонных элементов с наклонными сжатыми гранями (черт. 10) на действие поперечной силы для обеспечения прочности на наклонной трещине производится согласно указаниям пп. 3.31* и 3.32. При этом в качестве рабочей высоты в пределах рассматриваемого наклонного сечения в расчет вводятся: для элементов с поперечной арматурой - наибольшее значение h0, для элементов без поперечной арматуры - среднее значение h0.

Черт. 10. Схема для расчета железобетонных балок с наклонными сжатыми гранями

3.34. Расчет железобетонных коротких консолей колонн (l £ 0,9 h0; черт. 11) на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой должен производиться из условия

                                                 (85)

где правая часть условия (85) принимается не более 3,5Rbtbh0 и не менее правой части условия (84); q - угол наклона расчетной сжатой полосы к горизонтали.

Черт. 11. Схема для расчета коротких консолей

Ширина наклонной сжатой полосы lb определяется по формуле

                                                              (86)

где lsup - длина площадки передачи нагрузки вдоль вылета консоли.

При определении длины lsup следует учитывать особенности передачи нагрузки при различных схемах опирания конструкций на консоли (свободно опертые или защемленные балки, расположенные вдоль вылета консоли; балки, расположенные поперек вылета консоли, и т. д.).

Коэффициент jb2, учитывающий влияние хомутов, расположенных по высоте консоли, определяется по формуле

                                                          (87)

где

Asw - площадь сечения хомутов в одной плоскости;

sw - расстояние между хомутами, измеренное по нормали к ним.

При этом учитываются хомуты горизонтальные и наклонные под углом не более 45° к горизонтали.

Поперечное армирование коротких консолей колонн должно удовлетворять требованиям п. 5.30.

3.35. Расчет железобетонных элементов на действие изгибающего момента (черт. 12) для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по опасному наклонному сечению из условия

                                                     (88)

Момент М в условии (88) определяется от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения, относительно оси, перпендикулярной плоскости действия момента и проходящей через точку приложения равнодействующей усилий Nb в сжатой зоне.

Черт. 12. Схема усилий в сечении, наклонном к продольной оси железобетонного элемента, при расчете его по прочности на действие изгибающего момента

Моменты Мs, Мsw и Мs,inc определяются как сумма моментов относительно той же оси от усилий соответственно в продольной арматуре, хомутах и отгибах, пересекающих растянутую зону наклонного сечения.

При определении усилий в арматуре, пересекающей наклонное сечение, следует учитывать ее анкеровку за наклонным сечением.

Высота сжатой зоны наклонного сечения определяется из условия равновесия проекций усилий в бетоне сжатой зоны и в арматуре, пересекающей растянутую зону наклонного сечения, на продольную ось элемента.

Расчет наклонных сечений на действие момента производится в местах обрыва или отгиба продольной арматуры, а также в приопорной зоне балок и у свободного края консолей. Кроме того, расчет наклонных сечений на действие момента производится в местах резкого изменения конфигурации элемента (подрезки и т. п.).

На приопорных участках элементов момент Мs, воспринимаемый продольной арматурой, пересекающей растянутую зону наклонного сечения, определяется по формуле

                                                               (89)

где Аs -     площадь сечения продольной арматуры, пересекающей наклонное сечение;

zs - расстояние от равнодействующей усилий в продольной арматуре до равнодействующей усилий в сжатой зоне.

При отсутствии у продольной арматуры анкеровки расчетные сопротивления арматуры растяжению Rs в месте пересечения ею наклонного сечения принимаются сниженными согласно поз. 5 табл. 24*.

Для конструкций из ячеистого бетона усилия в продольной арматуре должны определяться по расчету только с учетом работы поперечных анкеров на приопорных участках.

Момент Мsw, воспринимаемый хомутами, нормальными к продольной оси элемента, с равномерным шагом в пределах растянутой зоны рассматриваемого наклонного сечения, определяется по формуле

                                                             (90)

где qsw - усилие в хомутах на единицу длины элемента, определяемое по формуле (81);

с -      длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента.

Расчет по прочности пространственных сечений (элементов, работающих на кручение с изгибом)

3.36. При расчете пространственных сечений усилия определяются исходя из следующих предпосылок:

сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;

сжатая зона пространственного сечения условно представляется плоскостью, расположенной под углом q к продольной оси элемента, а сопротивление бетона сжатию - напряжениями Rbsin2 q, равномерно распределенными по сжатой зоне;

растягивающие напряжения в продольной и поперечной арматуре, пересекающей растянутую зону рассматриваемого пространственного сечения, принимаются равными расчетным сопротивлениям соответственно Rs и Rsw;

напряжение в арматуре, расположенной в сжатой зоне, принимается для ненапрягаемой арматуры - равным Rsc, для напрягаемой - согласно указаниям п. 3.14.

Элементы прямоугольного сечения

3.37. При расчете элементов на кручение с изгибом должно соблюдаться условие

                                                              (91)

где b, h - соответственно меньший и больший размеры граней элемента.

При этом значение Rb для бетона классов выше В30 принимается как для бетона класса В30.

3.38. Расчет по прочности пространственных сечений (черт. 13) должен производиться из условия

                                           (92)

Черт. 13. Схема усилий в пространственном сечении железобетонного элемента, работающего на изгиб с кручением, при расчете его по прочности

Высота сжатой зоны х определяется из условия

                                                       (93)

Расчет должен производиться для трех расчетных схем расположения сжатой зоны пространственного сечения:

1-я схема - у сжатой от изгиба грани элемента (черт. 14, а);

2-я схема - у грани элемента, параллельной плоскости действия изгибающего момента (черт. 14, б);

3-я схема - у растянутой от изгиба грани элемента (черт. 14, в).

Черт. 14. Схемы расположения сжатой зоны пространственного сечения

а - у сжатой от изгиба грани элемента; б - у грани элемента, параллельной плоскости действия изгибающего момента; в - у растянутой от изгиба грани элемента

В формулах (92) и (93):

As, A¢s - площади поперечного сечения продольной арматуры, расположенной при данной расчетной схеме соответственно в растянутой и сжатой зонах;

b, h -       размеры граней элемента, соответственно параллельных и перпендикулярных линии, ограничивающей сжатую зону;

                                                                 (94)

                                                                    (95)

здесь с - длина проекции линии, ограничивающей сжатую зону, на продольную ось элемента; расчет производится для наиболее опасного значения с, определяемого последовательным приближением и принимаемого не более 2h + b.

В формуле (92) значения c и jq, характеризующие соотношение между действующими усилиями Т, М и Q, принимаются:

при отсутствии изгибающего                    c = 0                jq = 1;

момента

при расчете по 1-й схеме                                       jq = 1;

«         «       «   2-й    «                                c = 0               

«         «       «   3-й    «                                         jq = 1.

Крутящий момент Т, изгибающий момент М и поперечная сила Q принимаются в сечении, нормальном к продольной оси элемента и проходящем через центр тяжести сжатой зоны пространственного сечения.

Значения коэффициента jw, характеризующего соотношение между поперечной и продольной арматурой, определяются по формуле

                                                              (96)

где Аsw - площадь сечения одного стержни хомута, расположенного у грани, являющейся для рассматриваемой расчетной схемы растянутой;

s -     расстояние между указанными выше хомутами.

При этом значения jw принимаются:

не менее

                                                      (97)

и не более

                                                         (98)

где М -     изгибающий момент, принимаемый для 2-й схемы равным нулю, для 3-й схемы - со знаком «минус»;

Mu - предельный изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением элемента.

Если значение jw подсчитанное по формуле (96), меньше jw,min, то значение усилия RsAs, вводимое в формулы (92) и (93), унижается на отношение jw/jw,min.

В случае, когда удовлетворяется условие

                                                                  (99)

вместо расчета по 2-й схеме производится расчет из условия

                                                         (100)

В формулах (99) и (100):

b -           ширина грани сечения, перпендикулярной плоскости изгиба;

Qsw, Qb - определяются согласно указаниям п. 3.31*.

Расчет железобетонных элементов на местное действие нагрузок

Расчет на местное сжатие

3.39. При расчете на местное сжатие (смятие) элементов без поперечного армирования должно удовлетворяться условие

                                                           (101)

где N -   продольная сжимающая сила от местной нагрузки;

Aloc1 - площадь смятия (черт. 15);

y -     коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия и принимаемый равным:

при равномерном распределении

нагрузки                                                       1,0

при неравномерном распределении

нагрузки (под концами балок, прогонов,

перемычек):

для тяжелого, мелкозернистого

и легкого бетонов                                       0,75

для ячеистого бетона                                  0,50

Rb,loc - расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле

                                                          (102)

здесь a jb ³ 1,0;

a = 1,0 для бетона класса ниже В25;

 для бетона классов В25 и выше;

но не более следующих значений:

при схеме приложения нагрузки по черт. 15, а, в, г, е, и для бетона:

тяжелого, мелкозернистого и легкого классов:

выше В7,5                                                                 2,5

В3,5; В5; В7,5                                                           1,5

ячеистого и легкого классов

В2,5 и ниже                                                              1,2

при схеме приложения нагрузки по

черт. 15, б, д, ж независимо от вида

и класса бетона                                                        1,0

Rb, Rbt - принимаются как для бетонных конструкций (см. поз. 9 табл. 15);

Aloc2 -     расчетная площадь смятия, определяемая согласно указаниям п. 3.40.

3.40. В расчетную площадь Aloc2 включается участок, симметричный по отношению к площади смятия (см. черт. 15).

При этом должны выполняться следующие правила:

при местной нагрузке по всей ширине элемента b в расчетную площадь включается участок длиной не более b в каждую сторону от границы местной нагрузки (см. черт. 15, а);

Черт. 15. Схемы для расчета железобетонных элементов на местное сжатие

а - при местной нагрузке по всей ширине элемента; б - при местной краевой нагрузке по всей ширине элемента; в, г - при местной нагрузке в местах опирания концов прогонов и балок; д - при местной краевой нагрузке на угол элемента; е - при местной нагрузке, приложенной на части длины и ширины элемента; при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены или простенка; ж - при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены (пилястры); и - сечений сложной формы; 1 - площадь смятия; 2 - расчетная площадь смятия; 3 - минимальная зона армирования сетками, при которой косвенное армирование учитывается в расчете по формуле (104)

при местной краевой нагрузке по всей ширине элемента расчетная площадь Aloc2 равна площади смятия Aloc1 (см. черт. 15, б);

при местной нагрузке в местах опирания концов прогонов и балок в расчетную площадь включается участок шириной, равной глубине заделки прогона или балки, и длиной не более расстояния между серединами пролетов, примыкающих к балке (см. черт. 15, в);

если расстояние между балками превышает двойную ширину элемента, длина расчетной площади определяется как сумма ширины балки и удвоенной ширины элемента (см. черт. 15, г);

при местной краевой нагрузке на утоп элемента (см. черт. 15, д) расчетная площадь Aloc2 равна площади смятия Aloc1;

при местной нагрузке, приложенной на части длины и ширины элемента, расчетная площадь принимается согласно черт. 15, е. При наличии нескольких нагрузок указанного типа расчетные площади ограничиваются линиями, проходящими через середину расстояний между точками приложений двух соседних нагрузок;

при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены (пилястры) или простенка таврового сечения, расчетная площадь Aloc2 равна площади смятия Aloc1 (см. черт. 15, ж);

при определении расчетной площади для сечений сложной формы не должны учитываться участки, связь которых с загруженным участком не обеспечена с необходимой надежностью (см. черт. 15, и).

Примечание. При местной нагрузке от балок, прогонов, перемычек и других элементов, работающих на изгиб, учитываемая в расчете глубина опоры при определении Aloc1 и Aloc2 принимается не более 20 см.

3.41. При расчете на местное сжатие элементов из тяжелого бетона с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие

                                                            (103)

где Aloc1 - площадь смятия;

Rb,red - приведенная призменная прочность бетона при расчете на местное сжатие, определяемая по формуле

                                               (104)

здесь Rs,xy, j, mxy - обозначения те же, что и в п. 3.22*;

                                                         (105)

но не более 3,5;

js - коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия; для схем черт. 15, б, д, ж принимается js = 1,0, при этом косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что поперечные сетки установлены на площади не менее ограниченной пунктирными линиями на соответствующих схемах черт. 15; для схем черт. 15, а, в, г, е, и коэффициент js определяется по формуле

                                                       (106)

здесь Aef -  площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, для которой должно удовлетворяться условие Aloc1 < Аef £ Aloc2.

Расчет на продавливание

3.42. Расчет на продавливание плитных конструкций (без поперечной арматуры) от действия сил, равномерно распределенных на ограниченной площади, должен производиться из условия

                                                           (107)

где F -    продавливающая сила;

a -     коэффициент, принимаемый равным для бетона:

тяжелого                           1,00

мелкозернистого              0,85

легкого                              0,80

um - среднеарифметическое значений периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты сечения.

При определении um и F предполагается, что продавливание происходя по боковой поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы, а боковые грани наклонены под углом 45° к горизонтали (черт. 16, а).

Продавливающая сила F принимается равной силе, действующей на пирамиду продавливания, за вычетом нагрузок, приложенных к большему основанию пирамиды продавливания (считая по плоскости расположения растянутой арматуры) и сопротивляющихся продавливанию.

Если схема опирания такова, что продавливание может происходить только по поверхности пирамиды с углом наклона боковых граней более 45° (например, в свайных ростверках, черт. 16, б), правая часть условия (107) определяется для фактической пирамиды продавливания с умножением на h0/с. При этом значение несущей способности принимается не более значения, соответствующего пирамиде при с = 0,4 h0, где с - длина горизонтальной проекции боковой грани пирамиды продавливания.

Черт. 16. Схемы для расчета железобетонных элементов на продавливание

а - при наклоне боковых граней пирамиды продавливания под углом 45°; б - то же, более 45°

При установке в пределах пирамиды продавливания хомутов, нормальных к плоскости плиты, расчет должен производиться из условия

                                                          (108)

но не более 2 Fb. Усилие Fb принимается равным правой части неравенства (107), а Fsw определяется как сумма всех поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, пересекающими боковые грани расчетной пирамиды продавливания, по формуле

                                                         (109)

где Rsw не должно превышать значения, соответствующего арматуре класса А-I.

При учете поперечной арматуры значение Fsw должно быть не менее 0,5 Fb.

При расположении хомутов на ограниченном участке вблизи сосредоточенного груза производится дополнительный расчет на продавливание пирамиды с верхним основанием, расположенным по контуру участка с поперечной арматурой, из условия (107).

Поперечная арматура должна удовлетворять требованиям п. 5.29.

Расчет на отрыв

3.43. Расчет железобетонных элементов на отрыв от действия нагрузки, приложенной к его нижней грани или в пределах высоты его сечения (черт. 17), должен производиться из условия

Черт. 17. Схема для расчета железобетонных элементов на отрыв

где F -           отрывающая сила;

hs -      расстояние от уровня передачи отрывающей силы на элемент до центра тяжести сечения продольной арматуры;

åRswAsw - сумма поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, устанавливаемыми дополнительно по длине зоны отрыва, равной:

                                                               (111)

здесь b - ширина площадки передачи отрывающей силы.

Значения hs и b устанавливаются в зависимости от характера и условий приложения отрывающей нагрузки на элемент (через консоли, примыкающие элементы и др.).

Расчет закладных деталей

3.44. Расчет анкеров, приваренных втавр к плоским элементам стальных закладных деталей, на действие изгибающих моментов, нормальных и сдвигающих сил от статической нагрузки, расположенных в одной плоскости симметрии закладной детали (черт. 18), должен производиться по формуле

                                                    (112)

Черт. 18. Схема усилий, действующих на закладную деталь

где Aan - суммарная площадь поперечного сечения анкеров наиболее напряженного ряда;

Nan -      наибольшее растягивающее усилие в одном ряду анкеров, равное:

                                                          (113)

Qan - сдвигающее усилие, приходящееся на один ряд анкеров, равное:

                                                     (114)

N¢an - наибольшее сжимающее усилие в одном ряду анкеров, определяемое по формуле

                                                          (115)

В формулах (112) - (115):

М, N, Q - соответственно момент, нормальная и сдвигающая силы, действующие на закладную деталь; момент определяется относительно оси, расположенной в плоскости наружной грани пластины и проходящей через центр тяжести всех анкеров;

nan -      число рядов анкеров вдоль направления сдвигающей силы; если не обеспечивается равномерная передача сдвигающей силы Q на все ряды анкеров, то при определении сдвигающего усилия Qan учитывается не более четырех рядов;

z -         расстояние между крайними рядами анкеров;

l -        коэффициент, определяемый при анкерных стержнях диаметром 8-25 мм для тяжелого и мелкозернистого бетонов классов В12,5 - В50 и легкого бетона классов В12,5 - В30 по формуле

,                                                 (116)

но принимаемый не более 0,7; для тяжелого и мелкозернистого бетонов классов выше В50 коэффициент l принимается как для класса В50, а для легкого бетона классов выше В30 - как для класса В30;

здесь Rb, Rs - в МПа;

Aan1 - площадь анкерного стержня наиболее напряженного ряда, см2;

b -     коэффициент, принимаемый равным для бетона:

тяжелого                                   1,0

мелкозернистого групп:

А                                                0,8

Б и В                                         0,7

легкого                                      rm/2300

(rm - средняя плотность бетона, кг/м3);

d -    коэффициент, определяемый по формуле

                                                                (117)

но принимаемый не менее 0,15;

здесь  (имеется прижатие);

 (нет прижатия); если в анкерах отсутствуют растягивающие усилия, коэффициент d принимается равным единице.

Площадь сечения анкеров остальных рядов должна приниматься рваной площади сечения анкеров наиболее напряженного ряда.

В формулах (113) и (115) нормальная сила N считается положительной, если направлена от закладной детали (см. черт. 18), и отрицательной - если направлена к ней. В случаях, когда нормальные усилия Nan и N¢an, а также сдвигающее усилие Qan при вычислении по формулам (113) - (115) получают отрицательные значения, в формулах (112) - (114) и (117) их принимают равными нулю. Кроме того, если Nan получает отрицательное значение, то в формуле (114) принимается N¢an = N.

При расположении закладной детали на верхней (при бетонировании) поверхности изделия коэффициент l уменьшается на 20 %, а значение N¢an принимается равным нулю.

3.45. В закладной детали с анкерами, приваренными внахлестку под углом от 15 до 30°, наклонные анкера рассчитываются на действие сдвигающей силы (при Q > N, где N - отрывающая сила) по формуле

                                                      (118)

где Aan,inc - суммарная площадь поперечного сечения наклонных анкеров;

N¢an - см. п. 3.44.

При этом должны устанавливаться нормальные анкера, рассчитываемые по формуле (112) при d = 1,0 и при значениях Qan, равных 0,1 сдвигающего усилия, определяемого по формуле (114).

3.46. Конструкция сырных закладных деталей с приваренными к ним элементами, передающими нагрузку на закладные детали, должна обеспечивать включение в работу анкерных стержней в соответствии с принятой расчетной схемой. Внешние элементы закладных деталей и их сварные соединения рассчитываются согласно СНиП II-23-81*. При расчете пластин и фасонного проката на отрывающую силу принимается, что они шарнирно соединены с нормальными анкерными стержнями. Кроме того, толщина пластины t расчетной закладной детали, к которой привариваются втавр анкера, должна проверяться из условия

                                                         (119)

где dan - диаметр анкерного стержня, требуемый по расчету;

Rsq -   расчетное сопротивление стали на срез, принимаемое согласно СНиП II-23-81*.

При применении типов сварных соединений, обеспечивающих большую зону включения пластины в работу при вырывании из нее анкерного стержня, и соответствующем обосновании возможна корректировка условия (119) для этих сварных соединений.

Толщина пластины должна также удовлетворять технологическим требованиям по сварке.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

3.47. Расчет железобетонных элементов на выносливость производится путем сравнения напряжений в бетоне и арматуре с соответствующими расчетными сопротивлениями, умноженными на коэффициенты условий работы gb1 и gs3, принимаемые соответственно по табл. 16 и 25*, а при наличии сварных соединений арматуры - также на коэффициент условий работы gs4 (см. табл. 26*).

Напряжения в бетоне и арматуре вычисляются как для упругого тела (по приведенным сечениям) от действия внешних сил и усилия предварительного обжатия Р.

Неупругие деформации в сжатой зоне бетона учитываются снижением модуля упругости бетона, принимая коэффициенты приведения арматуры к бетону a равными 25, 20, 15 и 10 для бетона классов соответственно В15, B25, В30, B40 и выше.

В случае если не соблюдается условие (140) при замене в нем значения Rbt,ser на Rbt, площадь приведенного сечения определяется без учета растянутой зоны бетона.

3.48. Расчет на выносливость сечений, нормальных к продольной оси элемента, должен производиться из условий:

для сжатого бетона

                                                                (120)

для растянутой арматуры

                                                                 (121)

где sb,max, ss,max - максимальные нормальные напряжения соответственно в сжатом бетоне и в растянутой арматуре.

В зоне, проверяемой по сжатому бетону, при действии многократно повторяющейся нагрузки следует избегать возникновения растягивающих напряжений. Сжатая арматура на выносливость не рассчитывается.

3.49. Расчет на выносливость сечений, наклонных к продольной оси элемента, должен производиться из условия, что равнодействующая главных растягивающих напряжений, действующих на уровне центра тяжести приведенного сечения, по длине элемента, должна быть полностью воспринята поперечной арматурой при напряжениях в ней, равных сопротивлению Rs, умноженному на коэффициенты условий работы gs3 и gs4 (см. табл. 25* и 26*).

Для элементов, в которых поперечная арматура не предусматривается, должны быть выполнены требования п. 4.11 при замене в условиях (141) и (142) расчетных сопротивлений бетона Rb,ser и Rbt,ser соответственно расчетными сопротивлениями Rb и Rbt, умноженными на коэффициент условий работы gb1 (см. табл. 16).

4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ВТОРОЙ ГРУППЫ

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН

4.1. Железобетонные элементы рассчитываются по образованию трещин:

нормальных к продольной оси элемента;

наклонных к продольной оси элемента.

Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента

4.2. Для изгибаемых, растянутых и внецентренно сжатых железобетонных элементов усилия, воспринимаемые нормальными к продольной оси сечениями при образовании трещин, определяются исходя из следующих положений:

сечения после деформации остаются плоскими;

наибольшее относительное удлинение крайнего растянутого волокна бетона равно 2 Rbt,ser/Eb;

напряжения в бетоне сжатой зоны (если она имеется) определяются с учетом упругих или неупругих деформаций бетона, при этом наличие неупругих деформаций учитывается уменьшением ядрового расстояния r (см. п. 4.5);

напряжения в бетоне растянутой зоны распределены равномерно и равны по величине Rbt,ser;

напряжения в ненапрягаемой арматуре равны алгебраической сумме напряжений, отвечающих приращению деформаций окружающего бетона, и напряжений, вызванных усадкой и ползучестью бетона;

напряжения в напрягаемой арматуре равны алгебраической сумме ее предварительного напряжения (с учетом всех потерь) и напряжения, отвечающего приращению деформаций окружающего бетона.

Указания данного пункта не распространяются на элементы, рассчитываемые на воздействие многократно повторяющейся нагрузки (см. п. 4.10).

4.3. При определении усилий, воспринимаемых сечениями элементов с предварительно напряженной арматурой без анкеров, на длине зоны передачи напряжения Ip (см. п. 2.29) при расчете по образованию трещин должно учитываться снижение предварительного напряжения в арматуре ssp и s¢sp путем умножения на коэффициент gs5 согласно поз. 5 табл. 24*.

4.4. Расчет предварительно напряженных центрально-обжатых железобетонных элементов при центральном растяжении силой N должен производиться из условия

                                                               (122)

где Ncrc - усилие, воспринимаемое сечением, нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин и определяемое по формуле

                                            (123)

4.5. Расчет изгибаемых, внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых элементов по образованию трещин производится из условия

                                                             (124)

где Мr - момент внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения, относительно оси, параллельной нулевой линии и проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется;

Мcrc - момент, воспринимаемый сечением, нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин и определяемый по формуле

                                                       (125)

здесь Мrp - момент усилия Р относительно той же оси, что и для определения Мr; знак момента определяется направлением вращения («плюс» - когда направления вращения моментов Mrp и Мr противоположны; «минус» - когда направления совпадают).

Усилие Р рассматривают:

для предварительно напряженных элементов - как внешнюю сжимающую силу;

для элементов, выполняемых без предварительного напряжения, - как внешнюю растягивающую силу, определяемую по формуле (8), принимая напряжения ss и s¢s в ненапрягаемой арматуре численно равными значениям потерь от усадки бетона по поз. 8 табл. 5 (как для арматуры, натягиваемой на упоры).

Значение Мr определяется по формулам:

для изгибаемых элементов (черт. 19, a)

                                                                 (126)

для внецентренно сжатых элементов (черт. 19, б)

                                                             (127)

для внецентренно растянутых элементов (черт. 19, в)

                                                             (128)

Значения Мrp определяются:

при расчете по образованию трещин в зоне сечения, растянутой от действия внешних нагрузок, но сжатой от действия усилия предварительного обжатия (см. черт. 19), по формуле

                                                            (129)

при расчете по образованию трещин в зоне сечения, растянутой от действия усилия предварительного обжатия (черт. 20), по формуле

                                                         (130)

Черт. 19. Схемы усилий и эпюры напряжений в поперечном сечении элемента при расчете его по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента, в зоне сечения, растянутой от действий внешних нагрузок, но сжатой от действия усилия предварительного обжатия

а - при изгибе; б - при внецентренном сжатии; в - при внецентренном растяжении; 1 - ядровая точка; 2 - центр тяжести приведенного сечения

В формулах (127) - (130):

r - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется.

Значение r определяется для элементов:

внецентренно сжатых, изгибаемых предварительно напряженных, а также для внецентренно растянутых, если удовлетворяется условие

                                                                     (131)

по формуле

                                                                  (132)

внецентренно растянутых, если не удовлетворяется условие (131), по формуле

                                                      (133)

изгибаемых, выполняемых без предварительного напряжения арматуры, по формуле

                                                                (134)

В формулах (132) и (133):

                                                           (135)

но принимается не менее 0,7 и не более 1,0;

Черт. 20. Схема усилий и эпюра напряжений в поперечном сечении элемента при расчете его по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента, в зоне сечения, растянутой от действия усилия предварительного обжатия

1 - ядровая точка; 2 - центр тяжести приведенного сечения

здесь sb - максимальное напряжение в сжатом бетоне от внешней нагрузки и усилия предварительного напряжения, вычисляемое как для упругого тела по приведенному сечению;

Wpl - определяется согласно указаниям п. 4.7;

Для стыковых сечений составных и блочных конструкций, выполняемых без применения клея в швах, при расчете их по образованию трещин (началу раскрытия швов) значение Rbt,ser в формулах (123) и (125) принимается равным нулю.

4.6*. При расчете по образованию трещин элементов на участках с начальными трещинами в сжатой зоне (см. п. 1.18) значение Мcrc для зоны, растянутой от действия внешней нагрузки, определенное по формуле (125), необходимо снижать на DMcrc = lMcrc.

Коэффициент l определяется по формуле

                                               (136)

причем при получении отрицательных значений он принимается равным нулю.

В формуле (136):

jm - определяется по формуле (168) для зоны с начальными трещинами, но принимается не менее 0,45;

                                                    (137)

но не более 1,4;

здесь у - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до крайнего волокна бетона, растянутого внешней нагрузкой.

Для конструкций, армированных проволочной арматурой и стержневой арматурой класса А-VI и Ат-VII, значение d, полученное по формуле (137), снижается на 15 %.

4.7. Момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна (с учетом неупругих деформаций растянутого бетона) Wpl определяется в предположении отсутствия продольной силы N и усилия предварительного обжатия P по формуле

                                        (138)

Положение нулевой линии определяется из условия

                                       (139)

4.8. В конструкциях, армированных предварительно напряженными элементами (например, брусками), при определении усилий, воспринимаемых сечениями при образовании трещин в предварительно напряженных элементах, площадь сечения растянутой зоны бетона, не подвергаемая предварительному напряжению, в расчете не учитывается.

4.9. При проверке возможности исчерпания несущей способности одновременно с образованием трещин (см. п. 1.19) усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин, определяется по формулам (123) и (125) с заменой значения Rbt,ser на 1,2 Rbt,ser при коэффициенте gsp = 1,0 (см. п. 1.27).

4.10. Расчет по образованию трещин при действии многократно повторяющейся нагрузки производится из условия

                                                               (140)

где sbt - максимальное нормальное растягивающее напряжение в бетоне, определяемое согласно указаниям п. 3.47.

Расчетное сопротивление бетона растяжению Rbt,ser в формулу (140) вводится с коэффициентом условий работы gb1, принимаемым по табл. 16.

Расчет по образованию трещин, наклонных к продольной оси элемента

4.11. Расчет по образованию трещин, наклонных к продольной оси элемента, должен производиться из условия

                                                            (141)

где gb4 - коэффициент условий работы бетона (см. табл. 15), определяемый по формуле

                                                         (142)

но не более 1,0;

здесь a - коэффициент, принимаемый равным для бетона:

тяжелого                              0,01

мелкозернистого, легкого

и ячеистого                         0,02

В -   класс бетона по прочности на сжатие, МПа.

Значение a В следует принимать не менее 0,3.

Значения главных растягивающих и главных сжимающих напряжении в бетоне smt и smc определяются по формуле

                                       (143)

где sx - нормальное напряжение в бетоне на площадке, перпендикулярной продольной оси элемента, от внешней нагрузки и усилия предварительного обжатия;

sy -    нормальное напряжение в бетоне на площадке, параллельной продольной оси элемента, от местного действия опорных реакций, сосредоточенных сил и распределенной нагрузки, а также усилия обжатия вследствие предварительного напряжения хомутов и отогнутых стержней;

txy - касательное напряжение в бетоне от внешней нагрузки и усилия обжатия вследствие предварительного напряжения отогнутых стержней.

Напряжения sx, sy и txy определяются как для упругого тела, за исключением касательных напряжений от действия крутящего момента, определяемых по формулам дли пластического состояния элемента.

Напряжения sx и sy подставляются в формулу (143) со знаком «плюс», если они растягивающие, и со знаком «минус», если сжимающие. Напряжение smc в формуле (142) принимается по абсолютной величине.

Проверка условия (141) производится в центре тяжести приведенного сечения и в местах примыкания сжатых полок к стенке элемента таврового и двутаврового сечений.

При расчете элементов с предварительно напряженной арматурой без анкеров должно учитываться снижение предварительного напряжения ssp и s¢sp на длине зоны передачи напряжения Ip (см. п. 2.29) путем умножения на коэффициент gs5 согласно поз. 5 табл. 24*.

4.12. При действии многократно повторяющейся нагрузки расчет по образованию трещин должен производиться согласно указаниям п. 4.11, при этом расчетные сопротивления бетона Rbt,ser и Rb,ser вводятся с коэффициентом условий работы gb1 принимаемым по табл. 16.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН

4.13. Железобетонные элементы рассчитываются по раскрытию трещин:

нормальных к продольной оси элемента;

наклонных к продольной оси элемента.

Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента

4.14. Ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента acrc, мм* следует определять по формуле

                                             (144)

где d - коэффициент, принимаемый равным для элементов:

изгибаемых и внецентренно

сжатых                                                                                                      1,0

растянутых                                                                                               1,2

jl - коэффициент, принимаемый равным при учете:

кратковременных нагрузок и  непродолжительного действия

постоянных и длительных нагрузок                                                      1,00

многократно повторяющейся нагрузки, а также

продолжительного действия постоянных и длительных

нагрузок для конструкций из

бетона:

тяжелого:

естественной влажности                                                                    jl = 1,60 - 15m

в водонасыщенном состоянии                                                          1,20

при попеременном водонасыщении и высушивании                     1,75

мелкозернистого групп:

А                                                                                                        1,75

Б                                                                                                         2,00

В                                                                                                         1,50

легкого и поризованного                                                                        не менее 1,50

ячеистого                                                                                                 2,50

значение jl для мелкозернистого, легкого, поризованного и ячеистого бетонов в водонасыщенном состоянии умножают на коэффициент 0,8, а при попеременном водонасыщении и высушивании - на коэффициент 1,2;

h - коэффициент, принимаемый равным:

при стержневой арматуре периодического профиля                             1,0

при стержневой арматуре гладкой                                                           1,3

при проволочной арматуре периодического профиля и канатах          1,2

при гладкой арматуре                                                                                1,4

ss - напряжение в стержнях крайнего ряда арматуры S или (при наличии предварительного напряжения) приращение напряжений от действия внешней нагрузки, определяемое согласно указаниям п. 4.15;

m -      коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечения арматуры S к площади сечения бетона (при рабочей высоте h0 и без учета сжатых свесов полок), но не более 0,02;

d -       диаметр арматуры, мм.

Для элементов, к трещиностойкости которых предъявляются требования 2-й категории, ширина раскрытия трещин определяется от суммарного действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок при коэффициенте jl = 1,0.

Для элементов, к трещиностойкости которых предъявляются требования 3-й категории, ширина продолжительного раскрытия трещин определяется от действий постоянных и длительных нагрузок при коэффициенте jl > 1,0. Ширина непродолжительного раскрытия трещин определяется как сумма ширины продолжительного раскрытия и приращения ширины раскрытия от действия кратковременных нагрузок, определяемого при коэффициенте jl = 1,0.

Ширина раскрытия трещин, определенная по формуле (144), корректируется в следующих случаях:

а) если центр тяжести сечения стержней крайнего ряда арматуры S изгибаемых, внецентренно сжатых, вн