Расчетное положение расчетной нагрузки при расчете монолитного бетонного покрытия

Обновлено: 25.04.2024

Монолитная плита перекрытия всегда была хороша тем, что изготавливается без применения подъемных кранов – все работы ведутся прямо на месте. Но при всех очевидных преимуществах сегодня многие отказываются от такого варианта из-за того, что без специальных навыков и онлайн-программ достаточно сложно точно определить такие важные параметры, как сечение арматуры и площадь нагрузки.

В этой статье мы поможем вам изучить расчет плиты перекрытия и его нюансы, а также познакомим с основными данными и документами. Современные онлайн-калькуляторы – дело хорошее, но если речь идет о таком ответственном моменте, как перекрытие жилого дома, советуем вам перестраховаться и лично все пересчитать!

Содержание

Шаг 1. Составляем схему перекрытия

Давайте начнем с того, что монолитная железобетонная плита перекрытия – это конструкция, которая лежит на четырех несущих стенах, т.е. опирается по своему контуру.

И не всегда плита перекрытия представляет собой правильный четырехугольник. Тем более, что сегодня проекты жилых домов отличаются вычурностью и многообразием сложных форм.

В этой статье мы научим вас рассчитывать нагрузку на 1 кв. метр плиты, а общую нагрузку вам нужно будет вычислять по математическим формулам. Если сложно – разбейте площадь плиты на отдельные геометрические фигуры, рассчитайте нагрузку каждой, затем просто суммируйте.

Шаг 2. Проектируем геометрию плиты

Теперь рассмотрим такие основные понятия, как физическая и проектная длина плиты. Т.е. физическая длина перекрытия может быть любой, а вот расчетная длина балки уже имеет другое значение. Ею называют минимальное расстояние между наиболее удаленными соседними стенами. По факту физическая длина плиты всегда длиннее, чем проектная длина.

Вот хороший видео-урок о том, как производится расчет монолитной плиты перекрытия:

Важный момент: несущий элемент плиты может быть как шарнирная бесконсольная балка, так и балка жесткого защемления на опорах. Мы будем приводить пример расчета плиты на бесконсольную балку, т.к. такая встречается чаще.

Чтобы рассчитать всю плиту перекрытия, нужно рассчитать один ее метр для начала. Профессиональные строители используют для этого специальную формулу. Так, высота плиты всегда значится как h, а ширина как b. Давайте рассчитаем плиту с такими параметрами: h=10 см, b=100 см. Для этого вам нужно будет познакомиться с такими формулами:

Шаг 3. Рассчитываем нагрузку

Плиту перекрытия легче всего рассчитать, если она имеет квадратную форму и если вы знаете, какая нагрузка запланирована. При этом какая-то часть нагрузки будет считаться длительной, которую определяет количество мебели, техники и этажности, а другая – кратковременной, как строительное оборудование во время стройки.

Кроме того, плита перекрытия должна выдерживать и другого рода нагрузки, как статистические и динамические, при этом сосредоточенная нагрузка всегда измеряется в килограммах или в ньютонах (например, нужно будет ставить тяжелую мебель) и распределительная нагрузка, измеряемая в килограммах и силе. Конкретно сам расчет плиты перекрытия всегда нацелен на определение распределительный нагрузки.

Вот ценные рекомендации, какой должна быть нагрузка на плиту перекрытия в плане расчета на изгиб:

Еще один немаловажный момент, который тоже нужно учитывать: на какие стены будет опираться монолитная плита перекрытия? На кирпичные, каменные, бетонные, пенобетонные, газобетонные или из шлакоблока? Вот почему так важно рассчитать плиту не только с позиции нагрузки на нее, но и с точки зрения ее собственного веса. Особенно если ее устанавливают на недостаточно прочные материалы.

Сам расчет плиты перекрытия, если мы говорим о жилом доме, всегда нацелен на нахождение распределительной нагрузки. Она рассчитывается по формуле: q1=400 кг/м². Но к этому значению добавьте вес самой плиты перекрытия, а это обычно 250 кг/м², а бетонная стяжка и чистовой пол дадут еще дополнительные 100 кг/м². Итого имеем 750 кг/м².

Учитывайте при этом, что изгибающее напряжение плиты, которая по своему контуру опирается на стены, всегда приходится на ее центр.

Шаг 4. Подбираем класс бетона

Именно монолитную плиту перекрытия, в отличие от деревянных или металлических балок, рассчитывают по поперечному сечению. Ведь бетон само по себе – неоднородный материал, и его предел прочности, текучести и других механических характеристик имеет значительный разброс.

Что удивительно, даже при изготовлении образцов из бетона, даже из одного замеса получаются разные результаты. Ведь здесь много зависит от таких факторов, как загрязненность и плотности замеса, способов уплотнения и других технологических факторов, даже так называемой активности цемента.

При расчете монолитной плиты перекрытия всегда учитывается и класс бетона, и класс арматуры. Само сопротивление бетона принимается всегда на значение, на какое идет сопротивление арматуры. Т.е., по сути, на растяжение работает именно арматура. Сразу оговоримся, что здесь существует несколько расчетных схем, которые учитывают разные факторы. Например, силы, которые определяют основные параметры поперечного сечения по формулам, или расчет относительно центра тяжести сечения.

Шаг 5. Подбираем сечение арматуры

Разрушение в плитах перекрытия происходит тогда, когда арматура достигает своего предела прочности при растяжении или текучести. Т.е. почти все зависит от нее. Второй момент, если прочность бетона уменьшается в 2 раза, тогда и несущая способность армирования плиты уменьшается с 90 на 82%. Поэтому доверимся формулам:

Происходит армирование при помощи обвязки арматуры из сварной сетки. Ваша главная задача – рассчитать процент армирования поперечного профиля продольными стержнями арматуры.

Как вы наверняка не раз замечали, самые распространенные ее виды сечения – это геометрические фигуры: форма круга, прямоугольника, трапеции. А расчет самой площади сечения происходит по двум противоположным углам, т.е. по диагонали. Кроме того, учитывайте, что определенную прочность плите перекрытия придает также дополнительное армирование:

Если рассчитывать арматуру по контуру, тогда вы должны выбрать определенную площадь и просчитывать ее последовательно. Далее, на самом объекте проще рассчитывать сечение, если взять ограниченной замкнутой объект, как прямоугольник, круг или эллипс и производить расчет в два этапа: с использованием формирования внешнего и внутреннего контура.

Например, если вы рассчитываете армирование прямоугольного монолитного перекрытия в форме прямоугольника, тогда нужно отметить первую точку в вершине одного из углов, затем отметить вторую и произвести расчет всей площади.

Согласно СНиПам 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» сопротивление растягивающим усилиям в отношении арматуры А400 составляет Rs=3600 кгс/см², или 355 МПа, а вот для бетона класса B20 значение Rb=117кгс/см² или 11.5 МПа:

Согласно нашим вычислениям, для армирования 1 погонного метра понадобится 5 стержней с сечением 14 мм и с ячейкой 200 мм. Тогда площадь сечения арматуры будет равняться 7.69 см². Чтобы обеспечить надежность по поводу прогиба, высоту плиты завышают до 130-140 мм, тогда сечение арматуры составляет 4-5 стержней по 16 мм.

Итак, зная такие параметры, как необходимая марка бетона, тип и сечение арматуры, которые нужны для плиты перекрытия, вы можете быть уверены в ее надежности и качестве.

Монтажные работы

Кровельные материалы

Доборные элементы

Проектирование и документы

Вот, блин. Я все дома сам пытался посчитать, а у меня ошибка была в двух формулах. Оказалось, что в интернете нашел вариант расчетов с ошибкой. Теперь все пересчитал, а то понять никак не мог, что не сходится-то, на самом деле. И про арматуру интересовало. Теперь снова посчитал на калькуляторе, а после ещё сам с нормальными формулами и по вашей рекомендации. Разбил площадь проектируемой плиты на отдельные квадраты, результаты вышли с минимальными отклонениями.

По моему опыту, если сам впервые берёшься за расчёт плиты перекрытия, всё-таки в первый раз лучше воспользоваться рекомендациями более опытного человека, чем ты сам. Во всяком случае, нужен тот, кто в этом разбирается и, если что, проконтролирует. Так как монолитная плита, это дело нешуточное и минимальные ошибки в расчётах чреваты разрушениями. Хороший и надёжный бетон в этом деле особенно важен.

Почему я не прочитал этого, когда мучился несколько месяцев с расчётами? Интернет тогда мне не помог «от слова совсем», только запутал. Пришлось обращаться к специалистам и тратить немало денег. Конечно, это было и проще, и быстрее, но если бы мне так подробно кто-то объяснил это раньше, уверен, справился бы сам, ещё бы и сэкономил нормально. Жаль, что в интернете так мало можно найти подходящего материала на подобные темы.

Давно занимаюсь сам строительством у себя на даче. Материал оказался для меня очень полезным, потому что давно интересовал вопрос, как грамотно нужно рассчитывать плиты перекрытия для частного дома. Ведь это очень важная вещь, гарантирующая устойчивость сооружения и безопасность эксплуатации. Особенно много полезного узнал о том, какие составляющие нужно учесть при вычислении нагрузки.

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Методика расчета армированных цементобетонных покрытий дорог и аэродромов на укрепленных основаниях

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)".

Коллектив авторов: канд. техн. наук А.А.Чутков (руководитель работ), д-р техн. наук А.П.Степушин, канд. техн. наук В.В.Татаринов, канд. техн. наук В.Д.Садовой, канд. техн. наук В.А.Сабуренкова, канд. техн. наук А.А.Фотиади.

2 ВНЕСЕН Управлением проектирования и строительства автомобильных дорог Федерального дорожного агентства.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1 Область применения

1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - методический документ) разработан в развитие Методических рекомендаций по проектированию жестких дорожных одежд (взамен ВСН 197-91), СП 34.13330.2012 (СНиП 2.05.02-85*), СП 121.13330.2012 (СНиП 32-03-96), Федеральных авиационных правил "Технологическое проектирование и строительство аэродромов ГА" и распространяется на вновь строящиеся автомобильные дороги и аэродромы с покрытиями из монолитного армированного цементобетона на укрепленных основаниях.

1.2 Положения настоящего методического документа не распространяются на проектирование автомобильных дорог и аэродромов, располагаемых в районах со сложными инженерно-геологическими условиями.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 3344-83 Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия

ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 25607-2009 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия

ГОСТ 25820-2000 Бетоны легкие. Технические условия

ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 30491-2012 Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия

ГОСТ 30740-2000 Материалы герметизирующие для швов аэродромных покрытий. Общие технические условия

СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения (актуализированная редакция СНиП 52-01-2003)

СП 131.13330.2012 Строительная климатология (актуализированная редакция СНиП 23-01-99*)

СП 121.13330.2012 Аэродромы (актуализированная редакция СНиП 32-03-96)

СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры

3 Термины и определения

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 покрытие: Верхняя часть дорожной одежды, воспринимающая непосредственно усилия от колес автомобилей и опор самолетов, подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных факторов.

3.2 основание дорожной одежды: Несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение и снижение давления на расположенные ниже дополнительные слои основания или грунт земляного полотна.

3.3 искусственное укрепленное основание: Конструктивный слой, расположенный под покрытием, обеспечивающий совместно с покрытием перераспределение и снижение давления на нижележащие дополнительные слои или грунт земляного полотна, состоящий из обработанных вяжущим материалов, для которых нормировано расчетное сопротивление растяжению при изгибе.

3.4 искусственное неукрепленное основание: Конструктивный слой между искусственным укрепленным основанием и грунтом земляного полотна, выполняющий морозозащитную, дренирующую и теплоизолирующую функции.

3.5 жесткое покрытие: Покрытие, работающее под нагрузкой как пластина на упругом основании, к таким покрытиям относятся цементобетонные покрытия.

3.6 армобетонное покрытие: Покрытие из цементобетона, армированного металлической сеткой, предназначенной для восприятия температурных напряжений и расположенной на расстоянии, равном 1/3-1/2 толщины плиты от поверхности покрытия.

3.7 железобетонное покрытие: Армированное цементобетонное покрытие, в котором необходимую площадь сечения арматуры определяют расчетом на прочность и ширину раскрытия трещин.

3.8 предельное состояние: Состояние конструкции, при наступлении которого она становится неспособной сопротивляться внешним воздействиям или получает недопустимые по условиям эксплуатации повреждения.

3.9 нормативная нагрузка: Установленное нормами значение массы транспортного средства или категории,

3.10 расчетная нагрузка: Установленное значение для расчета дорожной одежды и покрытия аэродрома, учитывающее условия эксплуатации и конфигурацию шасси транспортного средства или его категорию.

3.11 расчетный изгибающий момент: Внутреннее усилие в сечении плиты покрытия, вызванное внешней силовой нагрузкой.

3.12 предельный изгибающий момент: Предельное значение внутреннего усилия в сечении плиты покрытия, вызванное внешней силовой нагрузкой, при которой наступает предельное состояние.

4 Нормативные и расчетные нагрузки на армированные цементобетонные покрытия автомобильных дорог и аэродромов

4.1 Нормативные и расчетные нагрузки на армированные цементобетонные покрытия автомобильных дорог

4.1.1 Согласно существующему положению о расчете дорожных одежд с цементобетонным покрытием, расчет покрытий автомобильных дорог ведется от нагрузки на колесо автомобиля или прицепа (часто наиболее нагруженного колеса задней оси) или другого колесного средства. В качестве расчетной схемы нагружения конструкции колесом автомобиля принимается гибкий круговой штамп, передающий равномерно распределенную нагрузку.

Таблица 1 - Нормативные нагрузки на автомобильные дороги

Нормативные нагрузки, МН, в зависимости от категории автомобильной дороги

ПОСОБИЕ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ
(к СП 52-101-2003)

Содержит указания СП 52-101-2003 по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры; положения, детализирующие эти указания, примеры расчета, а также рекомендации, необходимые для проектирования.

Для инженеров-проектировщиков, а также студентов строительных вузов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Пособии приведены все указания по проектированию СП 52-101-2003, положения, детализирующие эти указания, примеры расчета элементов, а также рекомендации по проектированию.

Материалы по проектированию редко встречаемых конструкций с ненапрягаемой высокопрочной арматурой (классов А600 и выше) в настоящее Пособие не включены, а приведены в "Пособии по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона".

В Пособии не приведены особенности проектирования конструкций отдельных видов зданий и сооружений, связанные с определением усилий в этих конструкциях. Эти вопросы освещены в соответствующих Сводах Правил и пособиях.

Единицы физических величин, приведенные в Пособии: силы выражены в ньютонах (Н) или килоньютонах (кН); линейные размеры - в мм (для сечений) или в м (для элементов или их участков); напряжения, сопротивления, модули упругости - мегапаскалях (МПа); распределенные нагрузки и усилия - в кН/м или Н/мм. Поскольку 1 МПа =1 Н/мм, при использовании в примерах расчета формул, включающих величины в МПа (напряжения, сопротивления и т.п.), остальные величины приводятся только в Н и мм (мм).

В таблицах нормативные и расчетные сопротивления и модули упругости материалов приведены в МПа и в кгс/см.

Пособие разработано "ЦНИИПромзданий" (инженер И.К.Никитин, доктора технических наук Э.Н.Кодыш и Н.Н.Трёкин) при участии "НИИЖБ" (доктора технических наук А.С.Залесов, Е.А.Чистяков, А.И.Звездов, Т.А.Мухамедиев).

1. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Рекомендации настоящего Пособия распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений, выполняемых из тяжелого бетона классов по прочности на сжатие от В10 до В60 без предварительного напряжения арматуры и эксплуатируемых при систематическом воздействии температур не выше 50 °С и не ниже минус 40 °С в среде с неагрессивной степенью воздействия при статическом действии нагрузки.

Рекомендации Пособия не распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов и некоторых других специальных сооружений.

Примечание. Термин "тяжелый бетон" применен в соответствии с ГОСТ 25192.

1.2. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций, кроме выполнения расчетных и конструктивных требований настоящего Пособия, должны выполняться технологические требования по изготовлению и возведению конструкций, а также должны быть обеспечены условия для надлежащей эксплуатации зданий и сооружений с учетом требований по экологии согласно соответствующим нормативным документам.

1.3. В сборных конструкциях особое внимание должно быть уделено на прочность и долговечность соединений.

1.4. Бетонные элементы применяют:

а) преимущественно в конструкциях, работающих на сжатие при расположении продольной силы в пределах поперечного сечения элемента;

б) в отдельных случаях в конструкциях, работающих на сжатие при расположении продольной силы за пределами поперечного сечения элемента, а также в изгибаемых конструкциях, когда их разрушение не представляет непосредственной опасности для жизни людей и сохранности оборудования (например, элементы, лежащие на сплошном основании).

Конструкции рассматривают как бетонные, если их прочность в стадии эксплуатации обеспечена одним бетоном.

1.5. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 23-01-99. Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.6. Расчеты бетонных и 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 Пособии, включают расчеты по прочности с учетом в необходимых случаях деформированного состояния конструкции перед разрушением.

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

Расчет бетонных конструкций по предельным состояниям второй группы не производится.

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.

1.7. Определение усилий и деформаций от различных воздействий в конструкциях и в образуемых ими системах зданий и сооружений следует производить с учетом возможного образования трещин и неупругих деформаций в бетоне и арматуре (физическая нелинейность), а также с учетом в необходимых случаях деформированного состояния конструкций перед разрушением (геометрическая нелинейность).

Для статически неопределимых конструкций, методика расчета которых с учетом физической нелинейности не разработана, допускается определять усилия в предположении линейной упругости материала.

1.8. Нормативные значения нагрузок и воздействий, коэффициенты сочетаний, коэффициенты надежности по нагрузке, коэффициенты надежности по назначению, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) принимают согласно СНиП 2.01.07-85*.

1.9. При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от веса элемента следует принимать с коэффициентом динамичности, равным: 1,60 - при транспортировании, 1,40 - при подъеме и монтаже. В этом случае следует учитывать также коэффициенты надежности по нагрузке.

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

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

БЕТОН

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА БЕТОНА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

2.1. Для бетонных и железобетонных конструкций следует предусматривать бетоны следующих классов и марок:

а) классов по прочности на сжатие:

B10; B15; B20; B25; B30; B35; B40; B45; B50; B55; B60;

б) классов по прочности на осевое растяжение:

0,8; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8; 3,2;

в) марок по морозостойкости:

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

г) марок по водонепроницаемости:

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

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

Значение отпускной прочности бетона в элементах сборных конструкций следует назначать в соответствии с ГОСТ 13015.0* и стандартами на конструкции конкретных видов.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 13050-2003. - Примечание изготовителя базы данных.

2.3. Класс бетона по прочности на сжатие назначается во всех случаях.

Класс бетона по прочности на осевое растяжение назначается в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение, и ее контролируют на производстве (например, для бетонных изгибаемых элементов).

Марку по морозостойкости назначают для конструкций, подверженных в процессе эксплуатации попеременному замораживанию и оттаиванию (надземные конструкции, подвергающиеся атмосферным воздействиям, находящиеся во влажном грунте или под водой и др.).

Марку по водонепроницаемости назначают для конструкций, к которым предъявляют требования ограничения водопроницаемости (резервуары, подпорные стены и др.).

2.4. Для железобетонных конструкций рекомендуется принимать класс бетона на сжатие не ниже В15; при этом для сильно нагруженных сжатых стержневых элементов рекомендуется принимать класс бетона не ниже B25.

Для бетонных сжатых элементов не рекомендуется применять бетон класса выше B30.

2.5. Для надземных конструкций, повергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной зимней температуре наружного воздуха от минус 5 °С до минус 40 °С, принимают марку бетона по морозостойкости не ниже F75; при этом, если такие конструкции защищены от непосредственного воздействия атмосферных осадков, марку по морозостойкости можно применять не ниже F50.

При расчетной зимней температуре выше минус 5 °С в указанных выше конструкциях марку бетона по морозостойкости не нормируют.

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно п.1.5.

НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА

2.6. Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) и осевому растяжению (при назначении класса по прочности на сжатие) принимают в зависимости от класса бетона B согласно табл.2.1.

Нормативные сопротивления бетона и и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй группы и , МПа (кгс/см) при классе бетона по прочности на сжатие

МОНОЛИТНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ

Monolithic structural systems. Design rules

Дата введения 2019-06-26

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - АО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом требований, установленных в федеральных законах от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" и содержит требования к расчету и проектированию монолитных конструктивных систем жилых и общественных зданий и сооружений, а также их несущих элементов и узлов.

Свод правил разработан авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева (руководитель работы - канд. техн. наук С.А.Зенин; доктор техн. наук Е.А.Чистяков, канд. техн. наук Р.Ш.Шарипов, О.В.Кудинов).

Изменение N 1 разработано авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева (руководитель работы - канд. техн. наук С.А.Зенин; д-р техн. наук Е.А.Чистяков, канд. техн. наук Р.Ш.Шарипов, О.В.Кудинов).

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование конструктивных систем зданий (сооружений) гражданского назначения (жилые и общественные), в которых все основные несущие элементы (колонны, пилоны, стены, перекрытия, покрытия, фундаменты) выполняют из монолитного железобетона.

Свод правил не распространяется на проектирование конструкций усиления из монолитного железобетона.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

СП 2.13130.2020 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты

СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах"

СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений" (с изменениями N 1, N 2, N 3)

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)

СП 50.13330.2012 "СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий" (с изменением N 1)

СП 63.13330.2018 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменением N 1)

СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции" (с изменениями N 1, N 3, N 4)

СП 266.1325800.2016 Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования (с изменениями N 1, N 2)

СП 267.1325800.2016 Здания и комплексы высотные. Правила проектирования (с изменением N 1)

СП 296.1325800.2017 Здания и сооружения. Особые воздействия (с изменением N 1)

СП 311.1325800.2017 Бетонные и железобетонные конструкции из высокопрочных бетонов. Правила проектирования

СП 351.1325800.2017 Бетонные и железобетонные конструкции из легких бетонов. Правила проектирования (с изменением N 1)

СП 385.1325800.2018 Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения (с изменением N 1)

СП 387.1325800.2018 Железобетонные пространственные конструкции покрытий и перекрытий. Правила проектирования (с изменением N 1)

СП 468.1325800.2019 Бетонные и железобетонные конструкции. Правила обеспечения огнестойкости и огнесохранности

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ 27751, ГОСТ 26633, СП 20.13330, СП 63.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 конструктивная система здания (сооружения): Совокупность взаимосвязанных несущих элементов здания (сооружения), обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость на стадии возведения и стадии эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий.

3.2 монолитная конструктивная система: Конструктивная система здания (сооружения), все несущие элементы которого выполнены из монолитного железобетона.

3.3 ядро жесткости (здесь): Совокупность вертикальных несущих элементов (стен) здания (сооружения), образующих замкнутый контур в плане (или близкий к нему) и обеспечивающих общую пространственную жесткость конструктивной системы здания (сооружения).

4 Общие положения

4.1 Монолитные конструктивные системы проектируют по настоящему своду правил с учетом СП 63.13330. Узлы и сопряжения несущих элементов при проектировании монолитных конструктивных систем принимают преимущественно жесткими.

4.2 Конструктивная система должна обеспечивать прочность, жесткость и устойчивость здания (сооружения) на стадии возведения и в период эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий. В общем случае для монолитных конструктивных систем, их несущих элементов и узлов должны быть соблюдены общие требования пожаробезопасности, надежности, долговечности, тепло- и звукоизоляции, коррозионной стойкости, прочности, трещиностойкости и деформативности, установленные в ГОСТ 27751, СП 2.13130, СП 16.13330, СП 20.13330, СП 22.13330, СП 24.13330, СП 28.13330, СП 50.13330, СП 51.13330, СП 63.13330, СП 70.13330, СП 468.1325800, [1].

4.3 Расчет и проектирование монолитных конструктивных систем при сейсмических воздействиях следует выполнять согласно СП 14.13330.

4.4 При проектировании монолитных конструктивных систем рекомендуется выбирать оптимальные в технико-экономическом отношении конструктивные решения с целью снижения материалоемкости и трудозатрат при производстве работ.

Проектирование монолитных конструктивных систем рекомендуется выполнять с учетом их жизненного цикла с учетом параметров долговечности, моделей разрушения, мониторинга состояния, оценки срока службы железобетонных элементов и т.п., включая рассмотрение вопросов снижения негативного воздействия на окружающую среду.

4.5 Несущие элементы в монолитных конструктивных системах должны быть сконструированы таким образом, чтобы с достаточной надежностью предотвратить возникновение предельных состояний всех видов. Это достигается выбором показателей качества материалов, назначением размеров и конструированием согласно настоящему своду правил и действующим нормативным документам.

Надежность несущих элементов обеспечивают расчетом по предельным состояниям первой и второй групп путем использования расчетных значений нагрузок и характеристик материалов, с учетом уровня ответственности здания (сооружения).

Расчетные значения нагрузок и характеристик материалов определяют как произведение их нормативных значений на коэффициенты надежности, соответствующие рассматриваемому предельному состоянию.

Уровень ответственности для монолитных конструктивных систем принимают исходя из класса сооружения по ГОСТ 27751 и техническому заданию на проектирование.

При расчете монолитных конструктивных систем, их несущих элементов и узлов следует учитывать коэффициенты надежности по ответственности , принимаемые согласно ГОСТ 27751.

4.6 Нормативные значения нагрузок и воздействий, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов сочетаний нагрузок, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) следует принимать в соответствии с СП 20.13330, разработанными проектными решениями и техническим заданием на проектирование.

4.7 Расчет монолитных конструктивных систем, их несущих элементов и узлов выполняют на действие вертикальных и горизонтальных постоянных и временных (кратковременных, длительных и особых) нагрузок и воздействий с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок согласно СП 20.13330 или соответствующих им усилий.

4.8 Материалы для несущих элементов монолитных конструктивных систем и их характеристики принимают в соответствии с разделом 6 СП 63.13330.2018, с разделом 6 СП 311.1325800.2017, а также с настоящим сводом правил.

4.9 Материалы для стальных элементов, применяемых в несущих железобетонных элементах (закладные детали, анкерные устройства и т.д.) принимают с учетом СП 16.13330 с обеспечением необходимой долговечности и огнестойкости согласно СП 2.13330*, СП 28.13330, [1]. Материалы для стальных соединительных муфт механического соединения арматурных стержней принимают согласно приложению М СП 63.13330.2018.

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СП 2.13130.2020. - Примечание изготовителя базы данных.

4.10 В чертежах несущих железобетонных элементов должны быть указаны характеристики бетона по прочности и морозостойкости (в необходимых случаях, в частности, для наружных подземных конструкций и фундаментов - по водонепроницаемости).

Плиты, лежащие на упругом основании, могут быть разделены по жесткости на три категории в зависимости от размера показателя:

Е_осн – эквивалентный модуль упругости основания, МПа;

_осн – коэффициент Пуассона системы грунт + подстилающий слой + основание;

b – половина ширины плиты;

Е_б – модуль упругости цементобетона в зависимости от проектной марки бетона на растяжение при изгибе.

Для принятой марки бетона при Rри = 5 МПа, Еб = 35000 МПа.

_б – коэффициент Пуассона цементобетона (_б = 0,15).

изгибающий момент от равномерно распределенной по кругу радиуса R нагрузки зависит от жесткости плиты, характеризуемой параметром жесткости:

Изгибающие моменты, действующие на полосу покрытий шириной, равной единице при расположении нагрузки в центре плиты

Р – расчетная нагрузка сдвоенного колеса на покрытие;

R = Д/2 – радиус колеса, равновеликого площади отпечатка колеса, см;

С – коэффициент, зависящий от значений аR;

Напряжение в плите от автомобильной нагрузки:

Расчет напряжений в плите бетонного покрытия от

температурного воздействия

Максимальную разность температур между поверхностью покрытия и основанием можно определить в зависимости от амплитуды колебаний температуры на поверхности покрытия

А_н – амплитуда отклонения максимальной температуры на поверхности покрытия от средней суточной температуры воздуха, А_н = 15.

По Уэстергарду, температурные напряжения, возникающие в плитах бетонных покрытий в результате противодействия их короблению, в середине плиты:

а – коэффициент линейного расширения цементобетона (а = 7,25  10 -6 град -1 при 0
h, см

Е_осн, МПа

l, см

t_град

L/l

с_х

b/l

с_у

t, МПа

22

Расчет толщины бетонного покрытия

Число циклов нагружения за срок службы:

n – число суток в году, в продолжение которых осуществляется движение автомобилей заданного состава и интенсивности (n = 300);

q – знаменатель геометрической прогрессии, показывающий рост интенсивности движения за срок службы;

Т – срок службы покрытия в годах, Т = 30 лет;

К_п – коэффициент, учитывающий число полос движения;

N_пр – приведенная суточная интенсивность движения автомобилей разного веса к расчетному, авт/сут;

Число циклов нагружения Np определим с учетом изменения состояния грунта в течение года, изменение температурного градиента и распределение автомобилей по ширине полосы движения:

К_ос – коэффициент, учитывающий изменение модуля упругости грунта;

К_пр – коэффициент приведения числа воздействий за счет изменения положения нагрузки оп ширине проезжей части;

Кt – коэффициент, учитывающий изменение температурного градиента в течение года;

N_p = 12,4  10 6  1  0,5  0,002 = 12400

Пользуясь уравнением кривой усталости, вычислим:

К_у = 1,08  N_р -0,063 = 1,08  12400 -0,063 = 0,67

Расчетное сопротивление бетона на растяжение при изгибе:

Г
рафик зависимости напряжений в цементобетонной плите
от ее толщины
ГЛАВА V. Гидравлический пасчет мостов и труб
Малые водопропускные сооружения устраивают в местах пересечения автомобильной дороги с ручьями, оврагами, по которым стекает вода от дождей и талая вода. Количество водопропускных сооружений зависит от климатических условий и рельефа местности. Трубы и мосты должны обеспечивать пропуск воды без вреда для дороги и дорожных сооружений.

Большую часть водопропускных сооружений составляют трубы. Они не меняют условия движения автомобилей, не стесняют проезжую часть и обочины и не требуют изменения типа дорожного покрытия.

Проектирование малых мостов и труб произведено на ЭВМ. Данные для расчета приведены ниже.
Проектирование малого моста 1 вариант

Расчетный расход (м 3 /с) 1,32

Скорость в сжатом сечении (м/с) 1,54

Глубина воды перед мостом (м) 0,35

Расчетное отверстие (м) 4,75

Количество пролетов 3

Строительная высота (м) 0,72

Минимальная высота моста (м) 1,28

Длина моста (м) 12,10

Тип береговых опор свайные опоры с заборными стенками

Тип промежуточных опор свайные опоры

Скорость потока за мостом (м 3 /с) 2,31

Длина укрепления (м) 7,92

Глубина ковша размыва (м) 0,32

Проектирование малого моста 2 вариант

Расчетный расход (м 3 /с) 1,44

Скорость в сжатом сечении (м/с) 1,54

Глубина воды перед мостом (м) 0,35

Расчетное отверстие (м) 5,15

Количество пролетов 3

Строительная высота (м) 0,72

Минимальная высота моста (м) 1,28

Длина моста (м) 12,10

Тип береговых опор свайные опоры с заборными стенками

Тип промежуточных опор свайные опоры

Скорость потока за мостом (м 3 /с) 2,31

Длина укрепления (м) 13,68

Глубина ковша размыва (м) 0,25

Проектирование труб 1 вариант

1) Расчетный расход (м 3 /с) 0,57

Режим работы трубы безнапорный

Диаметр трубы (м) 0,75

Расход (м 3 /с) 0,60

Глубина воды перед трубой (м) 0,79

Скорость на выходе (м/с) 2,00

Тип оголовка портальный

2) Расчетный расход (м 3 /с) 2,99

Режим работы трубы полунапорный

Диаметр трубы (м) 1,25

Глубина воды перед трубой (м) 1,59

Скорость на выходе (м/с) 4,10

Тип оголовка раструбный с нормальным входным звеном

3) Расчетный расход (м 3 /с) 0,97

Режим работы трубы полунапорный

Диаметр трубы (м) 1

Расход (м 3 /с) 1,70

Глубина воды перед трубой (м) 1,27

Скорость на выходе (м/с) 3,60

Тип оголовка раструбный с нормальным входным звеном

Проектирование труб 2 вариант

1) Расчетный расход (м 3 /с) 0,57

Режим работы трубы полунапорный

Диаметр трубы (м) 1,00

Расход (м 3 /с) 1,70

Глубина воды перед трубой (м) 1,27

Скорость на выходе (м/с) 3,60

Тип оголовка раструбный с нормальным входным звеном

2) Расчетный расход (м 3 /с) 1,45

Режим работы трубы полунапорный

Диаметр трубы (м) 1,00

Расход (м 3 /с) 1,70

Глубина воды перед трубой (м) 1,27

Скорость на выходе (м/с) 3,60

Тип оголовка раструбный с нормальным входным звеном

3) Расчетный расход (м 3 /с) 1,07

Режим работы трубы полунапорный

Диаметр трубы (м) 1,00

Расход (м 3 /с) 1,70

Глубина воды перед трубой (м) 1,27

Скорость на выходе (м/с) 3,60

Тип оголовка раструбный с нормальным входным звеном

4) Расчетный расход (м 3 /с) 0,76

Режим работы трубы полунапорный

Диаметр трубы (м) 1,00

Расход (м 3 /с) 1,70

Глубина воды перед трубой (м) 1,27

Скорость на выходе (м/с) 3,60

Тип оголовка раструбный с нормальным входным звеном

5) Расчетный расход (м 3 /с) 1,41

Режим работы трубы полунапорный

Диаметр трубы (м) 1,00

Расход (м 3 /с) 1,70

Глубина воды перед трубой (м) 1,27

Скорость на выходе (м/с) 3,60

Тип оголовка раструбный с нормальным входным звеном

6) Расчетный расход (м 3 /с) 1,63

Режим работы трубы полунапорный

Диаметр трубы (м) 1,00

Расход (м 3 /с) 1,70

Глубина воды перед трубой (м) 1,27

Скорость на выходе (м/с) 3,60

Тип оголовка раструбный с нормальным входным звеном

ГЛАВА VI. РАСЧЕТ ВАРИАНТОВ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ
Сравнение вариантов проектных решений

Вывод: по финансовым соображениям выбираем второй вариант, как экономически более выгодный.
ГЛАВА VII. ПРОЕКТ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА
Разработка ПОС

Разработка календарного графика

Календарный график должен обеспечивать оптимальную организацию строительства, т.е. производство всех работ в минимальные сроки с равномерным использованием в течение всего строительства рабочей силы, дорожных и транспортных машин.

Наиболее прогрессивным методом строительства является поточный метод. При этом методе все основные работы ведутся специализированными передвижными строительными подразделениями. Эти подразделения движутся по дороге в технологической последовательности, оставляя за собой полностью законченные работы.
Разработка графиков потребности в рабочей силе и машинах.

Снятие растительного слоя бульдозером ДЗ-35С с рыхлителем с неповоротным отвалом на гусеничном тракторе Т-180КС

- Уплотнение подошвы насыпи прицепными катками ДУ-9В

П = 160 м 3 /см n = 5 5 машинистов 5 разряда

2). Состав отряда для строительства труб:

Автокран КС-4362 1

Бульдозер ТС-10 1

Каток на пневмошинах ДУ-68 1

Битумный котел 1

Дорожные водители 6

Строительные рабочие 6

Всего машин – 6 рабочих и водителей – 12

Разработка грунта экскаватором Э-2503 с емкостью ковша 1,5 м 3 .

Грубая планировка грунта бульдозером мощностью 80 л.с.

- Уплотнение грунта прицепными катками 25 т на пневмомашинах

4) Состав скреперного отряда

Разработка грунта скрепером Д-498 и перемещение его на расстояние 200 м. V = 161887 м 3 Количество дней – 30.

Скрепер Д-498 с емкостью ковша 7м 3 4

Бульдозер ДЗ-124 с рыхлителем на гусеничном тракторе Т-330 1

Каток ДУ-31А на пневмошинах 1

Машинистов – 6 чел. Рабочих – 4 чел.

5). Состав отряда по устройству песчаного подстилающего слоя:

- Разработка песка в карьере экскаватором Э-656 с ковшом емкостью 1м 3 с погрузкой песка в автосамосвалы МАЗ. V = 26625 м 3

Экскаватор Э-656 2

Автосамосвалы МАЗ 80

Автогрейдер ДЗ-99А 2

Моторный каток Д-400А 10

Поливомоечная машина ПМ-130 2

Машины, водители, рабочие 100 чел.

6). Состав отряда по устройству нижнего слоя основания

Экскаватор Э-656 1

Автосамосвалы МАЗ 45

Универсальный укладчик 1

Поливомоечная машина ПМ-130 1

Машины, водители, рабочие 60 чел.

7). Состав отряда по устройству верхнего слоя основания

Экскаватор Э-656 1

Автосамосвалы МАЗ 36

Поливомоечная машина ПМ-130 1

Машины, водители, рабочие 60 чел.

8). Состав отряда по устройству двухслойного а/б покрытия

Асфальтоукладчик Д113 2

Автосамосвалы МАЗ 90

Автогудронатор Д-640 2

Поливомоечная машина ПМ-130 2

Асфальтоукладчик Д113 2

Автосамосвалы МАЗ 90

Автогудронатор Д-640 2

Поливомоечная машина ПМ-130 2

9). Состав отряда по обустройству дороги

Дорожные рабочие 15

Бурильно-крановая машина БКГМ-6603 1

Автосамосвалы 2
ГЛАВА VIII. Расчет экономической эффективности капитальных вложений
Эффективность дорожного строительства оценивается путем сопоставления условий, возникающих в результате строительства дороги, с тем состоянием, которое было бы в данном районе при отказе от строительства (эталонным вариантом).

Величина экономической эффективности определяется разностью соответствующих единовременных и текущих затрат для эталонных условий и условий, возникающих в результате строительства дороги.

В качестве количественного измерителя уровня эффективности капиталовложений рассчитывается коэффициент эффективности Е:

- текущие затраты по вариантам («отсутствует дорога» и «построена дорога») за один расчетный год эксплуатации дороги;

- приведенные единовременные затраты для тех же вариантов.

Расчетный год эксплуатации устанавливается в зависимости от величины коэффициента ежегодного прироста интенсивности движения. При ежегодном приросте интенсивности движения 5%, расчетным годом будет 11 год, t = 11.
Интенсивность на расчетный год составляет

К_дор = 5463,060 тыс. руб. – сметная стоимость строительства дороги.

Читайте также: