БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ИЗ ПЛОТНОГО

СИЛИКАТНОГО БЕТОНА

 

 

 

Дата введения - 2006.06.01.

 

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

 

Настоящие нормы и правила распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций, изготовляемых из плотного силикатного бетона на плотных заполнителях средней плотности (в высушенном до постоянной массы состоянии) 1700 кг/м³ и более и применяемых для строительства производственных и вспомогательных зданий и сооружений промышленных и сельскохозяйственных предприятий, жилых и общественных зданий. Конструкции, проектируемые по настоящим нормам, дол­жны эксплуатироваться  в условиях систематического воздействия температуры не выше 50 и не ниже минус 70 °С.

Настоящие нормы устанавливают общие требования к расчету бетонных и железобетонных конструкций, изготовляемых из плотного силикатного бетона, а также нормативные характеристики  бетона и арматуры для использования в расчетах. Расчеты конкретных конструкций должны осуществляться по методикам, разработанным компетентными организациями с учетом общих требований настоящих норм.

При проектировании конструкций из указанного бетона, 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.) необходимо соблюдать дополнительные требования, предъявляемые к таким конструкциям соответствующими нормативными документами.

 

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

 

В настоящих нормах и правилах приведены ссылки на следующие нормативные документы:

СН РК 2.04-21-2004 Энергопотребление и тепловая защита гражданских зданий зданий

МСН 2.04-02-2004 Тепловая защита зданий

СНиП РК 2.04-01-2001* Строительная климатология (с введением в действие СН РК 2.04-21-2004 Таблицы №1, 3  - носят рекомендательный характер)

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия

СНиП РК 2.01-19-2004 Защита строительных конструкций от коррозии

СНиП II-22-81 Каменные и армокаменные конструкции

ГОСТ 14098-91 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкция и размеры.

 

3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 

Издание официальное

В настоящих нормах и правилах применены термины, определения которых приведены в приложении 1, а также в нормативных документах, на которые имеются ссылки в тексте.

Буквенные обозначения величин приведены в приложении 2.

 

4 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

4.1 Бетонные и железобетонные конструкции из плотного силикатного бетона следует проектировать в соответствии с основными положениями по проектированию бетонных и железобетонных конструкций с учетом указаний настоящих норм.

4.2 Конструкции из плотного силикатного бетона следует применять в зависимости от влажностного режима эксплуатации и степени агрессивности среды зданий и сооружений (см. п. 4.3):

- в неагрессивных средах или при воздействии агрессивных газов группы А - независимо от влажностного режима эксплуатации конструкций;

- при воздействии газовых (кроме газов группы А) или твердых агрессивных сред - при относительной влажности внутреннего воздуха помещений до 75 % или в сухой и нормальной зонах влажности;

- в неагрессивных средах или при воздействии агрессивных газов группы А - независимо от влажностного режима эксплуатации конструкций;

- при воздействии газовых (кроме газов группы А) или твердых агрессивных сред - при относительной влажности внутреннего воздуха помещений до 75 % или в сухой и нормальной зонах влажности;

- при воздействии неагрессивных и агрессивных вод - в безнапорных сооружениях.

 

П р и м е ч а н и е - группы газов - по СНиП РК 2.01-19-2004.

 

4.3 Влажностный режим эксплуатации конструкций характеризуется:

- в отапливаемых зданиях - относительной влажностью внутреннего воздуха помещений;

- в неотапливаемых зданиях, а также в сооружениях, находящихся на открытом воздухе, - климатическими районами строительства согласно           СНиП РК 2.04-01-2001*.

Степень агрессивности воздействия газовых и твердых сред на конструкции из плотного силикатного бетона следует определять согласно                  СНиП РК 2.01-19-2004, а степень агрессивности воз­действия жидких сред - по таблице 1 настоящих норм.

4.4 При проектировании конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, необходимо предусматривать их защиту в соответствии с требованиями СНиП РК 2.01-19-2004, причем приведенные в указанных нормах требования к ширине раскрытия трещин, толщине защитного слоя бетона и плотности бетона учитывать не следует, а степень агрессивного воздействия сред должна определяться согласно указаниям п. 4.3 настоящих норм.

4.5 Защита арматуры от коррозии предусматривается в зависимости от условий эксплуатации конструкций:

- при относительной влажности внутреннего воздуха до 60 % или в сухой зоне влажности специальных мер по защите арматуры от коррозии предусматривать не следует;

- при относительной влажности внутреннего воздуха свыше 60 до 75 % или в нормальной зоне влажности, как правило, необходимо принимать меры к обеспечению сохранности арматуры в бетоне (увеличение марок бетона по плотности на одну ступень по сравнению с приведенными в 5.1.5 настоящих норм или нанесение на поверхность конструкции паронепроницаемого покрытия);

- при относительной влажности внутреннего воздуха свыше 75 % или во влажной зоне, а также при наличии агрессивных сред и усиленном воздействии атмосферных осадков и отрицательных температур арматуру необходимо защищать от коррозии латексно-минеральным покрытием.

Допускается предусматривать другие виды покрытий после специальной проверки их технологических и защитных свойств и сцепления арматуры с бетоном.

4.6 При проектировании конструкций, систематически подвергающихся воздействию атмосферных осадков (плит балконов, лоджий, карнизов, парапетов и т. п.), следует предусматривать конструктивные мероприятия, обеспечивающие постоянный отвод воды с этих конструкций и исключающие затекание воды на нижнюю поверхность.

4.7 В наружных ограждающих конструкциях, на внутренней поверхности которых допускается конденсация водяного пара или внутренние поверхности которых по технологическим условиям производства омываются водой (например, в банях), необходимо предусматривать устройство с внутренней стороны водонепроницаемого слоя согласно требованиям СНиП РК 2.04-21-2004.

4.8 Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно                        СНиП РК 2.04-01-2001*. 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 РК 2.04-01-2001* или как относительная влажность внутреннего воздуха помещений отапливаемых зданий.

 

5 МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

 

5.1 Бетон

 

5.1.1 Для бетонных и железобетонных конструкций, проектируемых в соответствии с требованиями настоящих норм, следует предусматривать бетоны следующих классов и марок:

а) классов по прочности на сжатие - В 10; В 12,5;    В 15; В 20; В 25; В 30; В 40; В 45;

б) марок по морозостойкости - F 25; F 35; F 50;    F 75; F 100; F 150; F 200; F 300; F 400; F 500;

в) марок по водонепроницаемости - W 2; W 4;     W 6; W 8;

г) марок по средней плотности - D 1700; D 1800; D 1900; D 2000.

 

П р и м е ч а н и я:

1 Классы бетона по прочности на сжатие отвечают значению гарантированной прочности бетона, МПа, контролируемой на базовых образцах в остывшем до температуры 20 ± 2 °С состоянии с обеспеченностью 0,95.

2 Класс бетона по прочности на сжатие В необходимо указывать в проекте во всех случаях.

3 Марку по морозостойкости F следует назначать для конструкций, подвергающихся в увлажненном состоянии действию попеременного замораживания и оттаивания.

4 Марку по водонепроницаемости W следует назначать для конструкций, к которым предъявляются требования непроницаемости.

 

 

Т а б л и ц а 1

 

 

5.1.2 Бетон классов В 10, В 12,5 следует применять только для бетонных и плоских (не стержневых) железобетонных конструкций (за исключением плит перекрытий над санузлами и совмещенной кровли), эксплуатируемых при относительной влажности внутреннего воздуха помещений до 60 % или в сухой зоне влажности.

Конструкции из бетона классов В 10 и В 12,5 в агрессивных средах, а также в условиях многократно повторяющейся нагрузки применять не допускается.

Для сильнонагруженных сжатых стержневых эле­ментов (например, колонн, воспринимающих крановые нагрузки) класс бетона следует принимать не ниже В 25.

5.1.3 Для предварительно напряженных элементов класс бетона необходимо назначать не ниже указанного в таблице 2.

Для конструкций, рассчитываемых на воздействие многократно повторяющейся нагрузки, минимальные зна­чения класса бетона, приведенные в таблице 2, следует увеличивать на одну ступень      (5 МПа). Проволочную арматуру классов В - II,        Вр - II в этих условиях, а также для предварительно напряженных конструкций пролетом более 12 м допускается применять только после специального экспериментального обоснования.

5.1.4 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 следует принимать:

- для конструкций зданий и сооружений (кроме наружных стен отапливаемых зданий) - не ниже указанных в таблице 3;

- для наружных стен отапливаемых зданий - не ниже указанных в таблице 4.

5.1.5 Марки по средней плотности бетонных и железобетонных конструкций в зависимости от режима их эксплуатации должны быть не ниже:

- для внутренних конструкций зданий и сооружений, эксплуатируемых при относительной влажности внутреннего воздуха до 60 % - D 1700;

- для внутренних конструкций зданий и сооружений, эксплуатируемых при относительной влажности внутреннего воздуха свыше 60 до 75 % или в нормальной зоне влажности, а также для перекрытий санузлов жилых зданий - D 1800;

- для наружных ограждающих конструкций и стен подвалов зданий, за исключением эксплуатируемых при относительной влажности внутреннего воздуха свыше 75 % или во влажной зоне (см. п. 4.3) -           D 1800:

- для всех конструкций, эксплуатируемых при относительной влажности внутреннего воздуха свыше 75 % или во влажной зоне, а также для перекрытий санузлов общественных зданий, для плит балконов и лоджий, карнизов, поясков и других выступающих деталей фасадов - D 1900;

- для конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах - D 1900.

5.1.6 Для конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, применять бетон на полностью гидратированном вяжущем, как правило, не следует.

5.1.7 Для замоноличивания стыков элементов сборных железобетонных конструкций класс бетона следует устанавливать в зависимости от условий работы соединяемых элементов, но не ниже В 7,5.

5.1.8 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.

 

Т а б л и ц а 2

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 3

 

 

Т а б л и ц а 4

 

 

 

5.2 Нормативные и расчетные характеристики бетона

 

5.2.1 Нормативными сопротивлениями бетона являются сопротивление осевому сжатию призм (призменная прочность) R_bn и сопротивление осевому растяжению R_btn.

Нормативное сопротивление R_bn принято равным

 

R_bn = (0,85 - 0,00135 В) В,                (1)

 

но не менее 0,8 В, где В - в МПа.

Нормативное сопротивление R_btn принято равным

 

                            (2)

где B - в МПа. Нормативные сопротивления бетона R_bn с округлением в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие приведены в таблице 5.

5.2.2 Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний  первой  и  второй групп  определяются путем деления нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по бетону при сжатии g_bc или при растяжении g_bt, принимаемые по таблице 6.

Значения расчетных сопротивлений бетона в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие для предельных состояний первой группы R_b и R_bt приведены (с округлением) в таблице 7, для предельных состояний второй группы R_b.ser и R_bt.ser - в таблице 5.

5.2.3 Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы R_b, и R_bt, приведенные в таблице 7, следует снижать (или повышать) путем умножения на коэффициенты условий работы бетона ¡_bc, учитывающие особенности свойств бетона, длительность действия нагрузки и ее многократную повторяемость, условия и стадию работы конструкций, способ их изготовления, размеры сечения и т. п. Значения коэффициентов ¡_bi приведены в таблице 8.

5.2.4 Расчетные сопротивления при растяжении R_bt.ser предельных состояний второй группы при расчете по деформациям следует увеличивать путем умножения на коэффициент условий работы бетона g_bt1 = 1,4, а при расчете по образованию нормальных и наклонных трещин от многократно повторных нагрузок, а также при расчете по образованию наклонных трещин от любых нагрузок - уменьшать путем умножения на коэффициент условий работы бетона соответственно g_b1, и g_b4, значения которых приведены в таблицах 8 и 9.

 

Т а б л и ц а 5

 

 

Т а б л и ц а 6

 

 

Т а б л и ц а 7

 

 

Т а б л и ц а 8

 

 

Т а б л и ц а 9

 

 

5.2.5 Значения начального модуля упругости бетона E_b при сжатии и растяжении принимаются по таблице 10.

Для не защищенных от солнечной радиации конструкций, предназначенных для эксплуатации в климатическом подрайоне IVA согласно СНиП РК 2.04-01-2001*, значения Е_b, указанные в таблице 10, следует умножать на коэффициент 0,85.

Для бетона, подвергающегося попеременному замораживанию и оттаиванию, значения Е_b, указанные в таблице 10, следует умножать на коэффициент условий работы бетона g_b6, принимаемый по таблице 11.

При наличии данных о составе бетона, условиях изготовления и т. д. допускается принимать другие значения Е_b, согласованные в установленном порядке.

 

5.2.6 Предельные значения характеристики ползучести бетона j_b следует определять в зависи-мости от влажностного режима эксплуатации конструкций по формуле

                             (3)

 

где j_bт - предельные значения характеристики ползучести бетона при влажности окружающей воздушной среды 40 - 75 %, принимаемые по таблице 12;

h₁ - коэффициент, принимаемый равным при относительной влажности внутреннего воздуха, %:

- свыше 75 или во влажной зоне                             1,1

- от 40 до 75 или в зоне нормальной влажности 1,0

- до 40 или в сухой зоне                                              0,9

5.2.7 Коэффициент линейной температурной деформации бетона a_bt при изменении температур от минус 50 до плюс 50 °С следует принимать равным 1×10^-5 °С^-1.

При наличии данных о минералогическом составе заполнителей, составе и водонасыщении бетона и т. п. допускается принимать другие значения a_bt, обоснованные в установленном порядке.

5.2.8 Начальный коэффициент поперечной деформации бетона (коэффициент Пуассона) n следует принимать равным 0,2, а модуль сдвига бетона G - равным 0,4 соответствующих значений Е_b, указанных в таблице 10.

 

Т а б л и ц а 10

 

 

Т а б л и ц а 11

 

 

Т а б л и ц а 12

 

 

5.3 Арматура

Показатели качества арматуры

 

5.3.1 Для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций следует применять отвечающую требованиям соответствующих стандартов или утвержденных в установленном порядке технических условий арматуру следующих видов:

- горячекатаную гладкую и периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (соответственно кольцевой и серповидный профиль) диаметром 6 - 40 мм ;

- термомеханически упрочненную периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (соответственно кольцевой и серповидный профиль) диаметром 6 - 40 мм;

- холоднодеформированную гладкую и периодического профиля, диаметром 3 - 12 мм.

5.3.2 Основным показателем качества арматуры, устанавливаемым при проектировании, является класс арматуры по прочности на растяжение, обозначаемый:

- А - для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры;

- В и В_р - для холоднодеформированной арматуры соответственно гладкой и периодического профиля.

Классы арматуры по прочности на растяжение А, В, В_р и К отвечают гарантированному значению предела текучести, физического или условного (равного значению напряжений, соответствующих остаточному относительному удлинению 0,2 %), с обеспеченностью не менее 0,95, определяемому по соответствующим стандартам.

Кроме того, в необходимых случаях к арматуре предъявляют требования по дополнительным показателям качества: свариваемость, пластичность, хладостойкость и др.

5.3.3 Для железобетонных конструкций без предварительного напряжения  следует предусматривать арматуру:

- гладкую класса А 240 (A - I);

- периодического профиля классов А 300 (А - II), А400 (A - III, A 400C), А 300 (А 500С), В 500 (Вр - 1,    В 500С).

В качестве арматуры железобетонных конструкций, устанавливаемой по расчету, следует преимущественно применять арматуру периодического профиля классов А 300 и А 400, а также арматуру класса В 500 в сварных сетках и каркасах. При обосновании экономической целесообразности допускается применять арматуру более высоких классов.

5.3.4 Для предварительно напряженных железобетонных конструкций следует предусматривать:

в качестве напрягаемой арматуры:

- горячекатаную  и термомеханически упрочненную  периодического  профиля классов А 600 (А - IV), А 800 (А - V), и А 1000 (А - VI);

- холоднодеформированную гладкую и периодического профиля классов от В 1100 до В 1500(В - II) и от В_р 1000 до В_р 1500 (В_р - II);

- канатную классов К 1400, К 1500 (К - 7, К - 19),

в качестве ненапрягаемой арматуры:

- горячекатаную гладкую класса А 240 (А - 1);

- горячекатаную, термомеханически упрочненную и холоднодеформированную периодического профиля классов А 300 (А - II), А 400 (А - III), А 500        (А 500С), В_р 500 (В_р - I, В 500С).

5.3.5 При выборе вида и марок стали для арматуры, устанавливаемой по расчету, а также прокатных сталей для закладных деталей следует учитывать температурные условия эксплуатации конструкций и характер их нагружения.

В конструкциях, эксплуатируемых при статической нагрузке в отапливаемых зданиях, а также на открытом воздухе и в неотапливаемых зданиях при расчетной температуре минус 40 °С и выше может быть применена арматура всех вышеуказанных классов, за исключением арматуры класса А 600 марки стали 80С (диаметром 10...18 мм), класса        А З00 марки стали Ст 5пс (диаметром 18....40 мм) и класса А 240 марки стали Ст Зкп, которые применяют при расчетной температуре минус 30 °С и выше.

При других условиях эксплуатации класс арматуры и марку стали принимают по специальным указаниям.

При проектировании зоны передачи предварительного напряжения, анкеровки арматуры в бетоне и соединений арматуры внахлестку (без сварки) следует учитывать характер поверхности арматуры.

При проектировании сварных соединений арматуры следует учитывать способ изготовления арматуры (ГОСТ 14098).

5.3.6 Для монтажных (подъемных) петель элементов сборных железобетонных и бетонных конструкций следует применять горячекатаную арматурную сталь класса А 240 марок Ст Зсп и Ст Зпс.

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

 

5.4 Нормативные и расчетные значения характеристик арматуры

 

5.4.1 Основной прочностной характеристикой арматуры является нормативное значение сопротивления растяжению R_sn , принимаемое в зависимости от класса арматуры по таблице 13.

5.4.2 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению R_s определяют по формуле

 ,                            (4)

где  - коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным:

для предельных состояний первой группы:

- 1,1 - для арматуры классов А 240, А З00 и А 400;

- 1,15 - для арматуры класса А 500, А 600 и А 800;

- 1,2 - для арматуры класса А 1000, В 500,           В 1000...В 1500, К 1400, К 1500;

- 1,0 - для предельных состояний второй группы.

Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению R_s приведены (с округлением) для предельных состояний первой группы в таблице 14, второй группы - в таблице 13. При этом значения R_s,n для предельных состояний первой группы приняты равными наименьшим контролируемым значениям по соответствующим стандартам.

Расчетные значения сопротивления арматуры сжатию R_sc принимают равными расчетным значениям сопротивления арматуры растяжению R_s, но не более значений, отвечающих деформациям укорочения бетона, окружающего сжатую арматуру: при кратковременном действии нагрузки - не более 400 МПа, при длительном действии нагрузки - не более 500 МПа. Для арматуры классов Вр 500 и А 600 граничные значения сопротивления сжатию принимаются с коэффициентом условий работы, равным 0,9 (таблица 14) .

5.4.3 В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик арматуры умножают на коэффициенты условий работы γ_si, учитывающие особенности работы арматуры в конструкции. Рекомендуемые значения коэффициентов условий работы приведены в таблицах 15 - 17.

Расчетные значения сопротивления поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) R_sc снижают по сравнению с R_s путем умножения на коэффициент условий работы γ_si = 0,8, но принимают не более 300 МПа.

5.4.4 Основными деформационными характеристиками арматуры являются значения:

- относительных деформаций удлинения арматуры  при достижении напряжениями расчетного сопротивления R_s;

- модуля упругости арматуры E_s.

5.4.5 Значения относительных деформаций арматуры  принимают равными:

- для ненапрягаемой арматуры

                              (5)

- для  напрягаемой  арматуры

 

                       (6)

5.4.6 Значения модуля упругости арматуры E_s принимают одинаковыми при растяжении и сжатии и равными 2,0∙10⁵ МПа.

 

Т а б л и ц а 13

 

 

Т а б л и ц а 14

 

Т а б л и ц а 15

 

 

Т а б л и ц а 16

 

Т а б л и ц а 17

 

 

6 ТРЕБОВАНИЯ К РАСЧЕТУ КОНСТРУКЦИЙ

 

6.1 Общие расчетные требования

 

6.1.1 При проектировании конструкций из плотного силикатного бетона необходимо соблюдать общие расчетные требования к проектированию бетонных и железобетонных конструкций, а при проектировании элементов стен с двух- и многорядной разрезкой - также требования СНиП II-22-81.

6.1.2 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).

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.).

 

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).

6.1.3 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.

6.1.4 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*.

Нагрузки, учитываемые при расчете по предельным состояниям второй группы (эксплуатационные), следует принимать согласно указаниям п. 6.1.7 и 6.1.11. 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 МСН 2.04-01-2001*, при расчете должны учитываться температурные климатические воздействия.

Для бетонных и железобетонных конструкций должна быть также обеспечена их огнестойкость в соответствии с требованиями МСН 2.04-01-2001*.

6.1.5 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.

6.1.6 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.

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

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

2) 2-я категория - допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин a_crc1 при условии обеспечения их последующего надежного закрытия (зажатия);

3) 3-я категория - допускается ограниченное по ширине непродолжительное a_crc1 и продолжительное a_crc2 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  таблице 18, для обеспечения сохранности арматуры - в таблице 19.

Эксплуатационные нагрузки, учитываемые при расчете железобетонных конструкций по образованию трещин, их раскрытию или закрытию, должны приниматься согласно таблице 20.

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 таблице 20, 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.

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.

6.1.8 На концевых участках предварительно напряженных элементов с арматурой без анкеров в пределах длины зоны передачи напряжений не допускается образование трещин при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, вводимых в расчет с коэффициентом g_f = 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.

6.1.9 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.

 

Т а б л и ц а 18

 

Т а б л и ц а 19

 

 

Т а б л и ц а 20

 

 

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

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

6.1.12 При расчете по прочности бетонных и железобетонных элементов на действие сжимающей продольной силы должен приниматься во внимание случайный эксцентриситет е_а, обусловленный не учтенными в расчете факторами. Эксцентриситет е_а 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 е_а. В элементах статически определимых конструкций эксцентриситет е₀ находится как сумма эксцентриситетов - определяемого из статического расчета конструкции и случайного.

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

 

6.2 Дополнительные требования к проектированию предварительно напряженных конструкций

 

6.2.1 Предельные значения предварительного напряжения s_sp и s¢_sp соответственно в напрягаемой арматуре S и S¢¢ следует назначать с учетом допустимых отклонений р значения предварительного напряжения таким образом, чтобы для стержневой и проволочной арматуры выполнялись условия:

 

s_sp + p ≤  0,95 R_s.ser   и  s_sp - p ≥  0,3 R_s.ser         (7)

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

,                            (8)

где а - величина, принимаемая равной 360 при неавтоматизированном способе натяжения арматуры и 90 - при автоматизированном;

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

6.2.2 Значения напряжений s_con1 и s¢_con1 соответственно в напрягаемой арматуре S и S¢, контролируемые по окончании натяжения на упоры, принимаются равными s_sp и s¢_sp (см 5.2.1) за вычетом потерь по позиции 3 и 4 таблицы  21 настоящих норм.

Значения напряжений в напрягаемой арматуре S и S¢, контролируемые в месте приложения натяжного усилия при натяжении арматуры на затвердевший бетон, принимаются равными соответственно s_con2 и s¢_con2 , определяемым по формулам:  

        (9)

 

         (10)

 

В формулах (4) и (5):

s_sp, s¢_sp -определяются без учета потерь предварительного напряжения;

Р, е_0р - определяются по формулам (15) и (16) при значениях s_sp и s¢_sp с учетом первых потерь предварительного напряжения;

y_sp, y¢_sp - расстояния от центра тяжести приведенного сечения до точек приложения равнодействующих усилий соответственно в напрягаемой и ненапрягаемой арматуре S и S¢ (см. рисунок 1);

a = E_s/E_b.

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

 

Т а б л и ц а 21

 

 

Продолжение таблицы 21

 

 

 

 

 

Окончание таблицы 21

 

 

При натяжении арматуры на упоры следует учитывать потери:

1) первые - от деформации анкеров, трения арматуры об огибающие приспособления, от релаксации напряжений арматуры, температурного перепада, деформации форм (при натяжении арматуры на формы), автоклавной обработки, быстронатекающей ползучести бетона, проявляющейся в процессе обжатия;

2) вторые - от усадки и ползучести бетона.

При натяжении арматуры на бетон следует учитывать потери:

1) первые - от деформации анкеров, трения арматуры о стенки или о поверхность конструкции;

2) вторые - 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 таблице 21 настоящих норм. При наличии специальных опытных данных эти потери допускается принимать по результатам опытов.

Суммарную величину потерь при проектировании конструкций необходимо принимать не менее 100 МПа.

6.2.4 При определении потерь предварительного напряжения от усадки бетона по позиции 8 таблицы 21 настоящих норм необходимо соблюдать следующие требования:

1) при заранее известном сроке загружения конструкции потери умножать на коэффициент , определяемый по формуле

 

                           (11)

 

где е -  основание натуральных логарифмов;

t - время, отсчитываемое со дня окончания автоклавной обработки;

2) для конструкций, предназначенных для эксплуатации при влажности окружающей воздушной среды ниже 40 %, потери от усадки бетона увеличивать на 25 %.

6.2.5 Значение функции Ф при определении потерь предварительного напряжения от ползучести бетона (см. позицию 9 таблицы 21)  следует вычислять по формуле

 

                       (12)

 

где   - отношение модулей упругости напрягаемой арматуры и бетона;

m_s - коэффициент армирования сечения напрягаемой арматурой, определяемый по формуле

 

                        (13)

 

r ₁  - коэффициент, определяемый по формуле

 

                               (14)

 

здесь Р - усилие обжатия с учетом потерь напряжения по позициям 1-5 таблицы 21;

j_t - характеристика ползучести бетона, определяемая по формуле:

 

                           (15)

здесь j_b - предельное значение характеристики ползучести бетона, определяемое согласно п. 6.2.6 настоящих норм;

a₄ - коэффициент нелинейности, принимаемый по таблице 22 настоящих норм или по формулам:

 

при  < 0,4, a 4 = 0,8                                   (16)

 

при  ³ 0,4,  a₄ = 0,4 +     

 - коэффициент, учитывающий продолжительность действия напряжений s_bp, определяемый по таблице 23 настоящих норм или по формуле

 

                        (17)

 

где t - время, сут, от обжатия бетона до загружения или испытания конструкции; если этот срок неизвестен, значение следует принимать при t = 100 сут.

Значения функции Ф могут определяться по таблице 24 настоящих норм в зависимости от величин j_t и произведения amsp₁.

6.2.6 Значение предварительного напряжения в арматуре вводится в расчет с коэффициентом точности натяжения арматуры g_sp, определяемым по формуле

                   (18)

 

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 Dg_sp при механическом способе натяжения арматуры принимаются равными 0,1, а при электротермическом и электротермомеханическом способах натяжения определяются по формуле

 

                    (19)

 

но принимаются не менее 0,1;

здесь р, s_sp - см. 6.2.1;

п_р - 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.

6.2.7 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 относительно центра тяжести приведенного сечения (рисунок 1) определяются по формулам:

       (20)

 

(21)

 

где s_s, s¢_s - напряжения в ненапрягаемой арматуре соответственно S и S¢, вызванные усадкой и ползучестью бетона;

y_sp, y¢_sp, y_s, y¢_s - расстояния от центра тяжести приведенного сечения до точек приложения рав­нодействующих усилий соответственно в напрягаемой и ненапрягаемой арматуре S и S¢ (рисунок 1).

 

Рисунок 1 - Схема усилий предварительного напряжения в арматуре в поперечном  сечении железобетонного элемента

При криволинейной напрягаемой арматуре значения s_sp 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 s_sp и s¢_sp принимают:

1) в стадии обжатия бетона - с учетом первых потерь;

2) в стадии эксплуатации элемента - с учетом первых и вторых потерь.

Напряжения s_s и s¢_s принимают численно равными:

- в стадии обжатия бетона - потерям напряжений от быстронатекающей ползучести по позиции 6 таблицы 21;

- в стадии эксплуатации элемента - сумме потерь напряжений от усадки и ползучести бетона по позициям 6, 8 и 9 таблицы 21.

6.2.8 Сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного обжатия s_bp не должны превышать значений (в долях от передаточной прочности бетона R_bp), указанных в таблице 26, при замене величины R_bp на величину R_bn, принимаемую по таблице 5 настоящих норм.

Значение s_bp определяется согласно п. 6.2.7 на уровне крайнего сжатого волокна бетона с учетом потерь предварительного напряжения по позициям 1 - 5 таблицы 21 и при коэффициенте точности натяжения арматуры g_sp равном единице.

 

 

Т а б л и ц а 22

 

 

Т а б л и ц а 23

 

 

Т а б л и ц а 24

 

Т а б л и ц а 25

 

 

Т а б л и ц а 26