Прочностные характеристики бетона и арматуры

Обновлено: 03.05.2024

В результате расчета определяется площадь продольной арматуры А_s = A_s'. Затем по сортаменту при заданном количестве стержней устанавливается диаметр продольной рабочей арматуры рассчитываемой части колонны.

Кроме расчета колонны сплошного сечения на действие усилий M и N в плоскости поперечной рамы, выполняется расчет из плоскости изгиба. В этом случае расчетная длина для надкрановой части колонны – l₀ = 1,5H₁, для подкрановой части – l₀ = 0,7H₂.

1). Усилия: М = 41,22 кНм, N = 252,77 кН;

2). Сечение – h = 0,38 м; b = 0,4 м, а = а' = 0,04 м, h₀ = h – a = 0,38 – 0,04 = 0,34 м, высота верхней части колонны Н₁ = 3,35 м;

3). Класс бетона В15 (R_b = 8500 кН/м 2 , E_b = 24000 МПа), арматуры – А400 (R_s = 35,5х10 4 кН/м 2 , E_s = 200000 МПа), коэффициент приведения a = E_s / E_b= 200000 / 24000 = 8,33, коэффициент армирования предварительно назначается m = 0,01.

Определение площади сечения продольной арматуры:

- эксцентриситет продольной силы: е₀ = M / N = 0,16 м, d = е₀ / h = 0,42;

- расчетная длина: l₀ = 2H₁ = 6,7 м, l = l₀ / h₀ = 19,7 – минимальный процент армирования m_s% = 0,4% (см. таб. 5.4);

- коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента: j_l = 1 + М_l / M, отношение М_l / M принимается 0,7 (j_l = 1,7);

- условная критическая сила:

- коэффициент, учитывающий прогиб элемента:

- корректировка момента: М₁ = 1,15*41,22 кНм = 47,4 кНм;

- коэффициенты для вычисления площади сечения арматуры:

d = a' / h₀ = 0,04 / 0,34 = 0,12,

- условие для выбора одной из двух формул для определения площади сечения арматуры:

- площадь сечения арматуры (симметричной):

Площадь сечения продольной арматуры верхней части колонны из условия обеспечения минимального процента армирования составляет:

Если a_n > x_R, то для определения площади сечения продольной арматуры используется следующий алгоритм:

При расчете верхней части колонны из плоскости изгиба, продольное сжимающее усилие N = 262 кН, площадь продольной арматуры A_s,tot =6,16 см 2 , R_sc = 365000 кН/м 2 , расчетная длина – l₀ = 1,5*3,35 = 5,03 м; гибкость – l = 5,03 / 0,4 = 12,58 < 20.

Несущая способность центрально сжатой колонны: N_ult = j*(R_b*A + R_sc*A_s,tot) = 0,94*(8500*0,4*0,38 + 365000*0,000616) = 1516,8 > 262, то есть прочность верхней части колонны из плоскости обеспечена.

Нижняя (подкрановая) часть сплошной колонны рассчитываются аналогичным образом.

Технические характеристики железобетонных колонн для одноэтажных производственных зданий высотой 11,4 – 14,4 м (СК-3, серия 1.424)
Эскиз	Марка изделия	Шаг колонн, м	Грузо-подъем-ность крана, т	Высота сечения, мм
h1	h2
К114	15, 20
К114
К114	15, 20, 30
К126	15, 20
К126
К126	15, 20, 30
К138	15, 20
К138
К138	15, 20, 30
К144	15, 20
К144
К144	15, 20, 30

Железобетон, как материал, плохо сопротивляется растяжению, однако растянутые элементы применяются в составе железобетонных конструкций. Например, нижний пояс раскосных ферм (поз. а), б) на рис. 5.4) являются центрально-растянутым, а нижний пояс безраскосных ферм (поз. в), г), д) на рис. 5.4) – внецентренно растянутым.

Расчет центрально-растянутых элементов.

При работе центрально-растянутого элемента приложенная сила N воспринимается продольной арматурой А_s,tot, бетон в расчетах – не учитывается.

Условие прочности: N ≤ N_ult

N_ult = R_sА_s,tot – предельное значение продольной растягивающей силы, которое может быть воспринято элементом.

Рис. 5.4. Виды стропильных железобетонных ферм:

а) – ФСП18 – ферма стропильная с параллельными поясами,

б) – ФС18 – ферма сегментная для покрытия со скатной кровлей,

в) – ФБС18 – ферма безраскосная сегментная (покрытие со скатной кровлей),

г) – ФБМ18 – ферма безраскосная малоуклонная,

д) – ФТ18 – ферма треугольная.

Пример расчета центрально-растянутых элементов.

- растягивающее усилие N = 50 кН;

- размеры сечения: h = b = 0,2 м;

- материала: бетон класса В25 (R_bt,n = 1,55 МПа), арматура класса А400 (R_s = 365 МПа).

Определение площади сечения продольной арматуры:

Расчет по образованию трещин:

Площадь приведенного поперечного сечения элемента при коэффициенте приведения a = E_s / E_b = 200000 / 30000 = 6,67 равна

A_red = A + a*A_s,tot = 0,2*0,2 + 2,01*6,67*10 -4 =

= 400*10 -4 + 13,41*10 -4 = 413,41*10 -4 м 2 .

Усилие трещинообразования N_crc = A_red*R_bt,n = 413,41*10 -4 *0,155*10 4 = 64,1 кН. N_crc > N – трещины не образуются.

Характер армирования растянутых элементов аналогичен характеру армирования сжатых: продольная арматура устанавливается по сторонам сечения и связывается сварными (вязаными) хомутами, шаг хомутов – не более удвоенной ширины меньшей стороны сечения элемента.

Расчет внецентренно растянутых элементов.

Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно растянутых элементов производится в зависимости от положения продольной растягивающей силы N. На рисунке 5.5 показана растягивающая продольная сила N, приложенная между равнодействующими усилий в арматуре.

Рис. 5.5. К выводу алгоритма расчета внецентренно растянутого элемента с растягивающей продольной силой N, приложенной между равнодействующими усилий в арматуре:

а) перенос сжимающей силы N на уровень центра тяжести растянутой арматуры с добавлением компенсирующего перенос момента М = N*е;

б) перенос сжимающей силы N на уровень центра тяжести менее растянутой арматуры с добавлением компенсирующего перенос момента М = N*е¢.

Вывод алгоритмов расчета внецентренно растянутого элемента.

Условие прочности внецентренно растянутого элемента прямоугольного сечения при приложении растягивающей силы N между равнодействующими усилий в арматуре:

SМ = 0, по схеме на рисунке 5.5 а) – N*e = R_s*A_s¢*(h₀ – a’), по схеме на рисунке 5.5 б) – N*e’ = R_s*A_s*(h₀ – a).

Площадь поперечного сечения арматуры (менее растянутой A_s’ и более растянутой A_s), достаточная для обеспечения прочности внецентренно растянутого элемента:

На рисунке 5.6. приведены усилия в бетоне и арматуре для внецентренно растянутого элемента при приложении растягивающей силы N за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре

Рис. 5.6. К выводу алгоритма расчета внецентренно растянутого элемента с растягивающей продольной силой N, приложенной за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре.

Условие прочности внецентренно растянутого элемента прямоугольного сечения при приложении растягивающей силы N за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре:

Если x > x_R*h₀, то в формулу SМ = 0 подставляется x = x_R*h₀. При этом граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона x_R определяется по таблице 4.3.

Особенности расчета предварительно напряженных

Необходимость применения предварительно напряженных железобетонных конструкций возникла при решении задач увеличения трещиностойкости, уменьшения ширины раскрытия трещин и прогибов железобетонных конструкций.

Предварительно напряженными называются конструкции, бетон которых предварительно (до приложения внешних нагрузок) подвергается обжатию с помощью предварительного натяжения арматуры.

Усилие предварительного обжатия Р учитывается при расчетах железобетонных конструкций по второй группе предельных состояний. К расчетам по второй группе предельных состояний относятся расчеты по образованию, раскрытию трещин и прогибу. Усилие предварительного обжатиея Р увеличивает момент трещинообразования трещин М_crc изгибаемых элементов и усилие при трещинообразовании N_crc центрально растянутых элементов, уменьшает ширину раскрытия трещин a_crc и прогиб конструкций f от действия внешних нагрузок.

Алгоритм расчета момента трещинообразования железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры приведен в лекции №4: M_crc = g*W*R_bt,ser. Трещины не образуются, если M n < M_crc.

Момент трещинообразования предварительно напряженных железобетонных конструкций определяется по формуле: M_crc = g*W*R_bt,ser + Р*е_яр, где е_яр – расстояние от центра приложения усилия предварительного обжатия Р до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется. Из рисунка 6.1 следует, что е_яр = е_ор + r, где е_ор – расстояние от центра приложения усилия предварительного обжатия Р до центра тяжести приведенного сечения, r – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки.

Рис. 6.1. Схема усилий и эпюра напряжений в поперечном сечении элемента с предварительно напряженной арматурой при расчете момента трещинообразования М_crc

При расчетах по второй группе предельных состояний в расчетные формулы входят геометрические характеристики приведенного сечения. Приведенное сечение – это бетонное сечение, в котором арматура заменена эквивалентным количеством бетона. На рисунке 6.2 показано определение геометрических характеристик приведенного сечения.

Рис. 6.2. К определению геометрических характеристик приведенного сечения.

Для вычисления усилия предварительного обжатия Р, необходимо предварительно задать:

- способ натяжения арматуры;

- классы бетона и арматуры;

- начальный уровень предварительного натяжения арматуры;

Основными показателями прочности и деформативности бето­на являются нормативные значения их прочностных и деформаци­онных характеристик.

Основными прочностными характеристиками бетона являются нормативные значения:

• сопротивления бетона осевому сжатию R_b,n;
• сопротивления бетона осевому растяжению R_bt,n.

Нормативное значение сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) следует устанавливать в зависимости от нормативного значения прочности образцов-кубов (нормативная кубиковая прочность) для соответствующего вида бетона и контро­лируемого на производстве.

Нормативное значение сопротивления бетона осевому растяже­нию при назначении класса бетона по прочности на сжатие следует устанавливать в зависимости от нормативного значения прочности на сжатие образцов-кубов для соответствующего вида бетона и кон­тролируемого на производстве.

Соотношение между нормативными значениями призменной и кубиковой прочностями бетона на сжатие, а также соотношение между нормативными значениями прочности бетона на растяжение и прочности бетона на сжатие для соответствующего вида бетона следует устанавливать на основе стандартных испытаний.

При назначении класса бетона по прочности на осевое растяже­ние нормативное значение сопротивления бетона осевому растяже­нию принимают равным числовой характеристике класса бетона по прочности на осевое растяжение, контролируемой на производстве.

Основными деформационными характеристиками бетона явля­ются нормативные значения:

• предельных относительных деформаций бетона при осевом сжатии и растяжении ε_bo,n и ε_bto,n ;
• начального модуля упругости бетона Е _b,n .
• Кроме того, устанавливают следующие деформационные харак­теристики:
• начальный коэффициент поперечной деформации бетона v;
• модуль сдвига бетона G;
• коэффициент температурной деформации бетона α_bt;
• относительные деформации ползучести бетона ε_сг (или соот­ветствующие им характеристику ползучести φ_b,cr меру ползу­чести C_b,cr;
• относительные деформации усадки бетона ε_shr.

Нормативные значения деформационных характеристик бето­на следует устанавливать в зависимости от вида бетона, класса бе­тона по прочности на сжатие, марки бетона по средней плотности, а также в зависимости от технологических параметров бетона, если они известны (состава и характеристики бетонной смеси, способов твердения бетона и других параметров).

В качестве обобщенной характеристики механических свойств бетона при одноосном напряженном состоянии следует принимать нормативную диаграмму состояния (деформирования) бетона, уста­навливающую связь между напряжениями σ _b,n (σ_bt,n) и продольны­ми относительными деформациями ε_b,n (ε_bt,n) сжатого (растянуто­го) бетона при кратковременном действии однократно приложен­ной нагрузки (согласно стандартным испытаниям) вплоть до их нормативных значений.

Основными расчетными прочностными характеристиками бе­тона, используемыми в расчете, являются расчетные значения со­противления бетона:

Расчетные значения прочностных характеристик бетона следу­ет определять делением нормативных значений сопротивления бе­тона осевому сжатию и растяжению на соответствующие коэффи­циенты надежности по бетону при сжатии и растяжении.

Значения коэффициентов надежности следует принимать в за­висимости от вида бетона, расчетной характеристики бетона, рас­сматриваемого предельного состояния, но не менее:

• для коэффициента надежности по бетону при сжатии:

1. 1.3 - для предельных состояний первой группы;
2. 1.0 - для предельных состояний второй группы;

• для коэффициента надежности по бетону при растяжении:

1. 1,5 - для предельных состояний первой группы при назначе­нии класса бетона по прочности на сжатие;
2. 1.3 - то же, при назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение;
3. 1.0 - для предельных состояний второй группы.

Расчетные значения основных деформационных характеристик бетона для предельных состояний первой и второй групп следует принимать равными их нормативным значениям.

Влияние характера нагрузки, окружающей среды, напряженно­го состояния бетона, конструктивных особенностей элемента и дру­гих факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах, следует учитывать в расчетных прочностных и деформационных характе­ристиках бетона коэффициентами условий работы бетона γ_bi.

Расчетные диаграммы состояния (деформирования) бетона сле­дует определять путем замены нормативных значений параметров диаграмм на их соответствующие расчетные значения.

Значения прочностных характеристик бетона при плоском (двухосном) или объемном (трехосном) напряженном состоянии следует определять с учетом вида и класса бетона из критерия, выражающего связь между предельными значениями напряже­ний, действующих в двух или трех взаимно перпендикулярных направлениях.

Деформации бетона следует определять с учетом плоского или объемного напряженных состояний.

Характеристики бетона — матрицы в дисперсно-армированных конструкциях следует принимать как для бетонных и железобетон­ных конструкций.

Характеристики фибробетона в фибробетонных конструкциях следует устанавливать в зависимости от характеристик бетона, от­носительного содержания, формы, размеров и расположения фибр в бетоне, ее сцепления с бетоном и физико-механических свойств, а также в зависимости от размеров элемента или конструкции.

Основными показателями прочности и деформативности арма­туры являются нормативные значения их прочностных и деформа­ционных характеристик.

Основной прочностной характеристикой арматуры при растя­жении (сжатии) является нормативное значение сопротивления R_s,n, равное значению физического предела текучести или условного, соответствующего остаточному удлинению (укорочению), равному 0,2%. Кроме того, нормативные значения сопротивления арматуры при сжатии ограничивают значениями, отвечающими деформаци­ям, равным предельным относительным деформациям укорочения бетона, окружающего рассматриваемую сжатую арматуру.

Основными деформационными характеристиками арматуры являются нормативные значения:

• относительных деформаций удлинения арматуры ε_s0,n при до­стижении напряжениями нормативных значений R_s,n;
• модуля упругости арматуры E_s,n.

Для арматуры с физическим пределом текучести нормативные значения относительной деформации удлинения арматуры ε_s0,n опре­деляют как упругие относительные деформации при нормативных значениях сопротивления арматуры и ее модуля упругости.

Для арматуры с условным пределом текучести нормативные значения относительной деформации удлинения арматуры ε_s0,n опре­деляют как сумму остаточного удлинения арматуры, равного 0,2%, и упругих относительных деформаций при напряжении, равном условному пределу текучести.

Для сжатой арматуры нормативные значения относительной деформации укорочения принимают такими же, как при растяже­нии, за исключением специально оговоренных случаев, но не более предельных относительных деформаций укорочения бетона.

Нормативные значения модуля упругости арматуры при сжа­тии и растяжении принимают одинаковыми и устанавливают для соответствующих видов и классов арматуры.

В качестве обобщенной характеристики механических свойств арматуры следует принимать нормативную диаграмму состояния (деформирования) арматуры, устанавливающую связь между напря­жениями σ_s,n и относительными деформациями ε_s,n арматуры при кратковременном действии однократно приложенной нагрузки (со­гласно стандартным испытаниям) вплоть до достижения их уста­новленных нормативных значений.

Диаграммы состояния арматуры при растяжении и сжатии при­нимают одинаковыми, за исключением случаев, когда рассматрива­ется работа арматуры, в которой ранее были неупругие деформа­ции противоположного знака.

Характер диаграммы состояния арматуры устанавливают в за­висимости от вида арматуры.

Расчетные значения сопротивления арматуры R_s определяют делением нормативных значений сопротивления арматуры на ко­эффициент надежности по арматуре.

Значения коэффициента надежности следует принимать в зави­симости от класса арматуры и рассматриваемого предельного со­стояния, но не менее:

• при расчете по предельным состояниям первой группы - 1,1;
• при расчете по предельным состояниям второй группы - 1,0.

Расчетные значения модуля упругости арматуры E_s принимают равными их нормативным значениям.

Влияние характера нагрузки, окружающей среды, напряженно­го состояния арматуры, технологических факторов и других усло­вий работы, не отражаемых непосредственно в расчетах, следует учитывать в расчетных прочностных и деформационных характе­ристиках арматуры коэффициентами условий работы арматуры γ_si.

Расчетные диаграммы состояния арматуры следует определять путем замены нормативных значений параметров диаграмм на их соответствующие расчетные значения.

, коэффициент условий работы бетона .

- продольная класса А-III, расчетное сопротивление на осевое растяжение

- поперечная- класса А-I, .

4.3 Расчет прочности колонны первого этажа

Усилия с учетом коэффициента надежности по назначению здания будут равны:

Площадь поперечного сечения колонны:

где - коэффициент, учитывающий гибкость колонн длительного загружения;

- коэффициент условия работы;

Принимаем коэффициент

Размер сечения колонны: - принимаем сечение колонны 0,35х0,35 м.

Значения коэффициентов при:

и

Искомая площадь сечения арматуры:

Проверяем коэффициент армирования

.

Принимаем 8Ø16А-III c

Проверяем фактическую несущую способность сечения колонны по ф.:

.

Вычисляем запас несущей способности колонны:

Для унификации ригелей сечение колонн второго и всех

вышерасположенных этажей принимаем 0,35х0,35м.

Принимаем следующую разрезку колонн:

колонна К-1- на I этаж;

колонна К-2- на II-III этажи;

колонна К-3- на IV этаж.

4.5 Расчет и конструирование короткой консоли

Опорное давление ригеля Q=269,09 кН.

Длина опорной площадки:

Принимаем

Вылет консоли с учётом зазора 5 см составляет

.

Расстояние от грани колонны до силы Q :

.

Высота консоли в сечении у грани колонны принимают равной

.

У свободного края при угле наклона сжатой грани g=45° высота консоли

.

Рабочая высота сечения консоли .

Поскольку выполняется условие , то консоль считается короткой.

Для короткой консоли выполняются 2 условия:

1)

2)

Изгибающий момент консоли у грани колонны

Площадь сечения продольной арматуры консоли:

По сортаменту подбираем арматуру 2Ø14 А-IIIc

Консоль армируем горизонтальными хомутами Æ5 Вр-I с

с шагом S=0,1 м (при этом и ) и отгибами 2Ø16 A-III с

Проверяем прочность сечения консоли по условию:

;

, при этом

Правая часть условия принимается не более

.

Поскольку , прочность консоли обеспечена.

Рисунок 10- Схема армирования коротких консолей.

Информация о работе «Конструирование и расчет элементов железобетонных конструкций многоэтажного здания (без подвала) с наружными каменными стенами и внутренним железобетонным каркасом»

Раздел: Строительство
Количество знаков с пробелами: 30494
Количество таблиц: 5
Количество изображений: 14

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

PRESTRESSED CONCRETE STRUCTURES

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (ГУП "НИИЖБ") Госстроя России

ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

Настоящий Свод правил разработан в развитие СНиП 52-01-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения".

Свод правил содержит рекомендации по расчету и проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений из тяжелого бетона, которые обеспечивают выполнение обязательных требований СНиП 52-01-2003.

Решение вопроса о применении Свода правил при проектировании предварительно напряженных железобетонных конструкций конкретных зданий и сооружений относится к компетенции заказчика или проектной организации. В случае если принято решение о применении настоящего Свода правил, должны быть выполнены все установленные в нем требования.

В Своде правил не приведены особенности расчета и проектирования предварительно напряженных конструкций, подвергаемых циклическим и динамическим воздействиям, воздействиям высоких температур и агрессивных сред. Эти особенности, а также более детальные положения по расчету линейных железобетонных систем и плоских и пространственных железобетонных конструкций освещены в соответствующих сводах правил.

Настоящий Свод правил следует применять совместно с СП 52-101-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры".

Единицы физических величин, приведенные в Своде правил: сила выражена в ньютонах (Н) или в килоньютонах (кН); линейные размеры - в мм (для сечений) или в м (для элементов или их участков); напряжения, сопротивления, модули упругости - в мегапаскалях (МПа); распределенные нагрузки и усилия - в кН/м или Н/мм.

Свод правил разработали доктора технических наук А.С.Залесов, А.И.Звездов, Т.А.Мухамедиев, Е.А.Чистяков (ГУП "НИИЖБ" Госстроя России).

1 Общие указания

1.1 Основные положения

1.1.1 Рекомендации настоящего Свода правил (СП) распространяются на проектирование предварительно напряженных железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений, выполненных из тяжелого бетона классов по прочности на сжатие от В20 до В60 с натяжением арматуры до твердения бетона (на упоры) и эксплуатируемых в климатических условиях России, в среде с неагрессивной степенью воздействия, при статическом действии нагрузки.

Рекомендации СП не распространяются на проектирование предварительно напряженных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, покрытий автомобильных дорог и аэродромов и других специальных сооружений.

1.1.2 Предварительно напряженные железобетонные конструкции должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором показателей качества материалов, назначением размеров и конструированием согласно указаниям настоящего СП. При этом должны быть выполнены технологические требования при изготовлении конструкций и соблюдены требования по эксплуатации зданий и сооружений, а также требования по экологии, устанавливаемые соответствующими нормативными документами.

1.2 Основные расчетные требования

1.2.1 Расчеты предварительно напряженных железобетонных конструкций следует производить по предельным состояниям, включающим:

- предельные состояния первой группы (по полной непригодности к эксплуатации вследствие потери несущей способности);

- предельные состояния второй группы (по непригодности к нормальной эксплуатации вследствие образования или чрезмерного раскрытия трещин, появления недопустимых деформаций и др.).

Расчеты по предельным состояниям первой группы, содержащиеся в настоящем СП, включают расчет по прочности.

Расчеты по предельным состояниям второй группы, содержащиеся в настоящем СП, включают расчеты по раскрытию трещин и по деформациям.

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

1.2.3 Расчеты предварительно напряженных железобетонных конструкций необходимо, как правило, производить с учетом возможного образования трещин и неупругих деформаций в бетоне и арматуре.

Определение усилий и деформаций от различных воздействий в конструкциях и в образуемых ими системах зданий и сооружений следует производить по методам строительной механики, как правило, с учетом физической и геометрической нелинейности работы конструкций.

1.2.4 При проектировании предварительно напряженных железобетонных конструкций надежность конструкций устанавливают расчетом путем использования расчетных значений нагрузок и воздействий, расчетных значений характеристик материалов, определяемых с помощью соответствующих частных коэффициентов надежности по нормативным значениям этих характеристик с учетом степени ответственности зданий и сооружений.

Нормативные значения нагрузок и воздействий, коэффициентов сочетаний, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов надежности по назначению конструкций, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) принимают согласно СНиП 2.01.07.

1.2.5 При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от всех элементов следует принимать с коэффициентом динамичности, равным: 1,60 - при транспортировании; 1,40 - при подъеме и монтаже. Допускается принимать более низкие, обоснованные в установленном порядке, значения коэффициентов динамичности, но не ниже 1,25.

2 Материалы для предварительно напряженных железобетонных конструкций

2.1 Бетон

2.1.1 Показатели качества бетона и их применение при проектировании

2.1.1.1 Для предварительно напряженных железобетонных конструкций, проектируемых в соответствии с требованиями настоящего СП, следует предусматривать конструкционный тяжелый бетон средней плотности от 2200 кг/м до 2500 кг/м включительно.

2.1.1.2 Основными показателями качества бетона, устанавливаемыми при проектировании, являются:

а) класс по прочности на сжатие В;

б) класс по прочности на осевое растяжение В (назначают в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение и ее контролируют на производстве);

в) марка по морозостойкости F (назначают для конструкций, подвергаемых действию попеременного замораживания и оттаивания);

г) марка по водонепроницаемости W (назначают для конструкций, к которым предъявляют требования ограничения водопроницаемости).

Классы бетона по прочности на сжатие В и осевое растяжение В, отвечают значению гарантированной прочности бетона (МПа) с обеспеченностью 0,95.

2.1.1.3 Для предварительно напряженных железобетонных конструкций следует предусматривать бетоны следующих классов и марок:

а) классов по прочности на сжатие:

В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;

б) классов по прочности на осевое растяжение:

В0,8; В1,2; В1,6; В2,0; В2,4; В2,8; В3,2;

в) марок по морозостойкости:

F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

г) марок по водонепроницаемости:

W2; W4; W6; W8; W10; W12.

2.1.1.4 Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение (проектный возраст), назначают при проектировании исходя из возможных реальных сроков загружения конструкций проектными нагрузками. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в возрасте 28 суток.

2.1.1.5 Для предварительно напряженных конструкций рекомендуется применять класс бетона по прочности на сжатие в зависимости от класса напрягаемой арматуры, но не ниже В20.

Передаточную прочность бетона (прочность бетона к моменту его обжатия, контролируемая аналогично классу бетона по прочности на сжатие) следует назначать не менее 15 МПа и не менее 50% принятого класса бетона по прочности на сжатие.

2.1.1.6 Марку бетона по морозостойкости назначают в зависимости от требований, предъявляемых к конструкциям, режима их эксплуатации и условий окружающей среды.

Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной отрицательной температуре наружного воздуха в холодный период от минус 5 °С до минус 40 °С, принимают марку бетона по морозостойкости не ниже F75, а при расчетной температуре наружного воздуха выше минус 5 °С в указанных выше конструкциях марку бетона по морозостойкости не нормируют.

В остальных случаях требуемые марки бетона по морозостойкости устанавливают в зависимости от назначения конструкций и условий окружающей среды по специальным указаниям.

2.1.1.7 Марку бетона по водонепроницаемости назначают в зависимости от требований, предъявляемых к конструкциям, режима их эксплуатации и условий окружающей среды.

Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям при расчетной отрицательной температуре наружного воздуха выше минус 40 °С, а также для наружных стен отапливаемых зданий марку бетона по водонепроницаемости не нормируют.

В остальных случаях требуемые марки бетона по водонепроницаемости устанавливают по специальным указаниям.

2.1.2 Нормативные и расчетные значения характеристик бетона

Нормативные значения прочностных характеристик бетона

2.1.2.1 Основными прочностными характеристиками бетона являются нормативные значения:

- сопротивления бетона осевому сжатию ;

- сопротивления бетона осевому растяжению .

Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) и осевому растяжению (при назначении класса бетона по прочности на сжатие) принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно таблице 1.

При назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение В нормативные значения сопротивления бетона осевому растяжению принимают равными числовой характеристике класса бетона на осевое растяжение.

Расчетные значения прочностных характеристик бетона

2.1.2.2 Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию и осевому растяжению определяют по формулам:

, (1)

. (2)

Значения коэффициента надежности по бетону при сжатии принимают равными:

1,3 - для предельных состояний по несущей способности (первая группа);

1,0 - для предельных состояний по эксплуатационной пригодности (вторая группа).

Значения коэффициента надежности по бетону при растяжении принимают равными:

1,5 - для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на сжатие;

1,3 - для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение;

1,0 - для предельных состояний по эксплуатационной пригодности.

Расчетные значения сопротивления бетона , , , (с округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение приведены: для предельных состояний первой группы в таблицах 2 и 3, второй группы - в таблице 1.

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой и второй групп определяются делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по бетону при сжатии или растяжении принимаемые для основных видов бетона по табл.11.

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

при назначении класса бетона по прочности

Тяжелый, напрягающий, мелкозернистый, легкий и поризованный

2.12. Нормативные сопротивления бетона (с округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие приведены в табл.12.

Вид сопро- тивления

Нормативные сопротивления бетона и расчетные сопротивления бетона для предельных состояний
второй группы и при классе бетона по прочности на сжатие

Сжатие осевое (приз- менная

Тяжелый и мелко- зернис- тый

Растя- жение осевое

и

Легкий при мелком заполни- теле:

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

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 и принимают как для легкого бетона на пористом песке с умножением на коэффициент 0,85.

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

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

Нормативное сопротивление бетона растяжению 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 в случаях, когда прочность бетона на растяжение контролируется на производстве, принимается равным его гарантированной прочности (классу) на осевое растяжение.

2.13. Расчетные сопротивления бетона (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.

Вид сопроти- вления

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

Читайте также:

  
• Теплый пол модульного типа
  
• Внутренняя отделка ракушняка гипсокартоном
  
• Окоф потолочное крепление для проектора
  
• Покраска дома из оцилиндрованного бревна
  
• Шумоизоляция дверей ix35 своими руками