Пособие к СНиП 2.03.04-84 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА (НИ
ИЖ Б)
ГОССТРОЯ СССР

ПОСОБИЕ
по проектированию бетонных
и железобетонных конструкций,
предназначенных для работы
в условиях воздействия повышенных
и высоких температур

(к СНиП 2.03.04-84)

Утверждено

приказом НИИЖБ Госстр о я СССР

от 25 апреля 19 85 г. № 25

Москва

Центра л ьн ый институт
типового проектирования

1 989

Рекомендовано к изданию р е шением секц ии теории железобетона и арматуры научно- технического сове та НИИЖБ Госстроя СССР.

Содержит основные положения по расчету и п роектированию бетонных и железобетонн ых конструкций, предназ наченных для работы в условиях систематического воздействи я повышенных (свыше 50 до 200 °С) и высоки х (свыше 200 °С ) технологи чески х температур.

Пр и ведены при меры расчета прочности, деформаций, образования и раскрытия трещин от воз действия температуры и нагрузки .

Для инженерно - технических работников проектных организац ий, научных работни ков, преподавателей строительных вузов, аспи рантов и студентов.

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

ПРЕДИСЛОВИЕ

Опы т проектирования, строительства и эксплуатац ии различных сооружений из обычного и жаростойкого железобетона подтверждает, что можно достигнуть длительного срока службы сооружения, если правильно будут учтены неблагоприятные влияния температуры.

Применение сборного жаростойкого бетона и железо б етона в виде крупных блоков и панелей открывает широкие возможности индустриализации строительства, уменьшения трудозатрат. Кроме того, в ряде случаев значительно сокращаются сроки строительства.

В Пособии приведены требования СНиП 2.03.04-84 «Бетонные и железобетонные конструкции , предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур», а также СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», необходимые для проектирования. В скобках даны номера пунктов СНиП 2.03.04-84.

При составлении Пособия использованы результаты отечественных и зарубежных работ по изучению механических и реологических свойств бетона и арматуры в условиях воздействия повышен н ых и высоких температур, а также исследования изгибаемых, сжатых и внецентренно растянутых элементов, круглых и прямоугольных плит, элементов труб, боровов, сводов, рам и куполов из жаростойкого бетона и железобетона при воздействии температур.

На основе этих исследований ра з работаны общ ие прин ципы конструирования бетонных и железобетонных конструкций, работающих в условиях воздействия повышенн ых и высоких температур.

В Пособии детализируются отдельные положения по расчету и проектированию бетонных и железобетонных конструкций с обычной и пре д варительно напряженной арматурой, даются практи ческие методы ра счета прочности (проверка прочности и подбор арматуры), деформа ций, образования и раскрытия трещ ин в железобетонных элементах при систематическом воздействии повышенных и высоких технологических температур и нагрузок, приводятся рекомендации по расчету наиболее массовых конструкций печей (сводов, куполов, фундаментов и т.д.) и других тепловых агрегатов.

В Пособии даны примеры расчета, охватывающие типичные случаи, встречающиеся в практике проектирования.

Единицы физических величин, приведенные в Пособии , соответствуют «Перечню единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве».

В таблицах нормативные и расчетные сопротивления и модули упругости материалов пр и ведены в МПа (кгс/см2).

В Пособии использованы буквенные обозначения и индексы к ним в соответствии с СТ СЭВ 1565-79. Основные буквенные обозначения применяемых величин приведены в приложении 6.

Разработано НИ И ЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук. проф. А. Ф . Милованов - руководитель темы; кандидаты техн. наук В . Н. Горячев, В . М . Мил онов , В. Н. Самойл енко ; Т. Н. Мал кина ) с участием ВНИП И Тепл опро ект М инмонт ажспецс тро я СССР (канд. техн. наук В . Г . П ет ров-Д енисов ; В. А . Тарасова, Е. Н . Бальны х), Макеевского ИСИ Мин вуза УССР (канд. техн. наук А . П . К рич евский ); Харьковского Про мст ро йниипро екта Госстроя СССР (кандидаты техн. наук И . Н. З аславский , С. Л . Фом ин ).

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Настоящее Пособие распространяется на проектирование бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях систематического возд ействи я повышенных (свыше 50 до 200 ° С) и высоких (свыше 200 ° С) технологических температур (далее - воздействие температур).

Проектирован и е железобетонных дымовых труб, резервуаров и фундаментов доменных печей, работающи х при воздействии температуры свыше 50 ° С, должно производиться с учетом дополнительных требований, предъявляемых к эти м сооружениям соответствующ ими нормативными документами.

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

применения эффективных строительных материалов и конструкций;

снижения веса конструкций;

наиболее полного использования физико-механических свойств материалов;

исполь з ования местных строительных материалов;

соблюдения требований по экономному расходованию основных строительных материалов.

1.3. При проектировании здани й, сооружений и тепловых агрегатов должны при ниматься четкие конструктивные схемы, обеспечивающ ие необходимую прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость конструкции на всех стадиях возведения и при эксплуатации.

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

При выборе элементов сборных конструкций должны предусматриваться преиму щ ественно предварительно напряженные конструкции из высокопрочных бетонов и арматуры, а также конструкции из легких бетонов, где их применение не ограничивается требованиями других нормативных документов.

Ц елесообразно укрупнять э лементы сборных конст рукци й, насколько это позволяют груз оподъемность монтажных механизмов, условия изготовления и транспортирования.

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

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

Конструкции узлов и соединений элементов должны обеспечивать надежную передачу усилий, прочность сам и х элементов в зоне стыка, а также связь дополнительно уложенного бетона в стыке с бетоном конструкции.

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

1.8. Численные з начения расчетных характеристик бетона и арматуры, предельных величин ширины раскрытия трещин и прогибов применяются только при проектировании; для оценки качества конструкции следует руководствоваться требованиями соответствующих стандартов и нормативных документов.

1.9 (1.1). Бетонные и желе з обетонные конст рукции, предназначенные для работы в условиях воз действия повышенных температур, следует предусматривать, как правило, из обычного бетона.

Фундаменты, которые при э ксплуатации постоянно подвергаются воздействию температуры до 250 °С вклю ч., допускается предусматривать из обычного бетона.

Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия высоких температур, следует предусматривать из жаростойкого бетона.

Несущие элементы конструкций тепловых агрегатов, выполняемые из жаростойкого бетона, сечение которых может нагреваться до температуры свыше 1000 °С, допускается принимать только после их опытной проверки.

Жаростойкие бетоны в элементах конструкций тепловых агрегатов следует применять согласно указаниям прил. 1 .

В настоящем Пособии приняты следующие наименования бетонов: обычный ( ГОСТ 25192-82); жаростойкий (ГОСТ 20 91 0-82).

Классы по предельно допустимой температуре применения жаростойкого бетона приведены в зависимости от в и да вяжущего, заполнителей, тонкомолотых добавок и отверди теля.

1.10 (1.2 ). Для конструкций, работающих под воздействием температуры свыше 50 °С в условиях периодического увлажнения паром, технической водой и конденсатом, необходимо соблюдать требования пп. 1.19; 2.5; 2.10; 2.11; 2.13 и 5.14.

При невозможности обеспечения указанных требований расчет таких конструкций допускается производить только на воздействие температуры и нагрузки без учета периодического увлажнения. При э том в расчете сечения не до лжны учитываться крайние слои бетона толщиной 20 мм с каждой стороны, подвергающиеся замачиванию в течение 7 ч, и толщиной 50 мм при длительности замачивания бетона более 7 ч или должна предусматриваться з ащита поверхности бетона от периодического замачивания.

Окрашенная поверхность бетона или гидроизоляционные покрытия этих конструкций должны быть светлых тоно в.

1.11 (1.3). Цикл ический нагрев - длительный температурный режим, при котором в процессе эксплуатации конс т рукция периодически подвергается повторяющемуся нагреву с колебаниями температуры более 30 % расчетной величины при длительн ости циклов от 3 ч до 30 дней.

Постоянный нагрев - длите л ьный температурный режим, при котором в процессе эксплуатации конструкци я подвергается нагреву с коле баниями температ уры д о 30 % расчетной величины.

1.12 (1.4). При проектирова ни и конструкц ий из жаростойких бетонов по ГОСТ 20910- 82 необ ходимо учитывать д ополнительные требования «Руководства по возведению тепловых агрегатов из жаростойкого бетона» (М .: Стройи здат, 1983) к исходным материалам для жаростойких бетонов, под бору их состава и технологии приготовления, а также особенности производства работ.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1 3. Бетонные и железобетонные конструкции , работающ ие в условиях воздействия повышенных и высоких температур, должны уд овлетв орять требованиям расчета по несущей способности (предельным состояниям первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельным состояниям второй группы).

Расчет по предельным сост о яниям первой группы должен обеспечивать конструкции от:

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

потери устойчивости формы конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкц и й и т.п.) или ее положения (расчет на оп рокидыван ие и скольжение подп орных стен, вн ецентренн о н агруженных высоких фундаментов, расчет на всплы вание заглубленных или подземных резервуаров, насосных станций и т.п.);

усталостного разрушения (расчет на выносливость конструкций, находя щ ихся под воздействием многократно повторяющ ейся на грузки подвижной или пульсирующей; подкрановых балок, рамных фундаментов и перекрытия под некоторые неуравновешенные машины и т.п.);

разрушения под совместным во з действием силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (периодического или постоянного воздействия агрессивной среды, действ ия попеременного замораживания и оттаивания и т.п.).

Расчет по пре д ельным состояниям второй группы должен обеспечивать конструкции от:

образования трещин , а также чрезмерного или длительного раскрытия (если по условиям эксплуатаци и образование или длительное раскрытие трещин недопустимо);

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

1.14. Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов, как правило, производится для всех стадий: изготовления, транспортирования, возведения и экс п луатации, при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решен ия м.

1.15 (1.5). При расчете бетонных и железобетонных конструкций необходимо учитывать изменения механических и уп ругопл асти ческих свойств бет она и арматуры в зависимости от температуры возд ействия. При этом усили я, деформации, образование, раскрытие и закрытие трещин определяют с учетом воздействия нагрузки (включая собственный вес) и температуры.

Расчетные сх е мы и основные предпосылки для расчета бетонных и железобетонных конструкций должны устанавливаться в соо тветствии с условиями их действительной работы в предельном состоянии с учетом в нео бходимых сл учаях пластических свойств б етона и арматуры, наличия трещин в растя нутом бетоне, а также влияния усадки и ползучести бетона как при нормальной те мпературе, так и при возде йств ии повышенных и высоких т емператур.

1.16 (1.6). Расчет кон струкций, работающ их в условиях воздействия повышенных и высоких температур, д олжен производиться на все возможные неблагопри ятные сочетания нагрузок от собственного веса, внешней н агрузки и температуры с учетом длит ельности их действия и в случае необходимости - остывания.

Расчет конструкций с учетом воздейств и я повышенных и высоких температур необходимо производить для следующ их основных расчетных стадий работы:

кратковременный нагрев - первый разогрев конструкции до расчетной температуры;

длительный нагрев - воздействие расчетной температуры в период эксплуатации.

Расчет статически определимых конструкций по предельным состояниям первой и второй гру п п (за исключением расчета по образованию трещин) следует вести только для стадии длительного нагрева. Расчет по образованию трещин необходимо производить для стадий кратковременного и длительного нагрева с учетом усилий, возника ющ их от нелинейного распределения температуры бетона по высоте сечения э лемента.

Расчет статически неопре д елимых конструкций и их э лементов по предельным состояниям первой и второй групп должен производиться:

а ) на кратковременный нагрев конструкции по режиму согласно СНи П III - 1 5-76, когда возникают наибольшие усилия от воздействия температуры (см. п. 1.23). При этом жесткость элемента в конструкции определяется согласно ука заниям пп. 4.28 - 4.30 как от кратковременного действия всех нагрузок, так и в зависимости от скорости нагрева;

б ) на длительный нагрев - воздействие на конструкци ю расчет ной т емпературы в п ериод экс плуа тации, когда прои сходит снижение прочности и жесткости элементов в результате воздействия д лительного нагрева и нагрузки.

При этом жесткост ь элементов определяется по указаниям пп. 4.28 - 4.30 как для длительного действия всех нагрузок.

Расчетная технологическая температура прин и мается равной температуре среды цеха или рабочего пространства теплового агрегата, указанной в задании на проектирование.

Расчетные усилия и деформации от кратковременного и длительного нагрева определяются по указаниям п. 1.40 с учетом коэффициента надежности по температуре.

1.17 (1.7). Величины нагрузок и воздействий, значения коэффициентов надежности, коэффициентов сочетаний, а также подраз деление нагрузок на постоянные и временные длительные, кратковременные, особые следует принимать в соответствии с требованиями СНи П II -6 -74 с учетом дополнительных указаний: нагрузки, учитываемые при расчете по предельным состояниям второй группы, должны приниматься согласно указаниям пп. 1.19 и 1.29. При э том к длительным нагрузкам следует относить часть полной величины кратковременных нагрузок, оговоренных в главе СНиП II - 6-74, а вводимая в расчет кратковременная нагрузка принимается уменьшенной на величину, учтенную в длительной нагрузке. Коэффициенты сочет аний и другие коэффициенты снижения нагрузок относятся к полной величине кратковременных нагрузок.

Нагрузки и воздействия температуры, учитываемые при расчете конструкции по предельным состояниям первой и второй групп, следует принимать по табл. 1 и 2.

Таблица 1

Статическая схема конструкции и расчетная стадия работы

Нагрузки и коэффициенты надежности по нагрузке γf , температурные воздействия и коэффициенты надежности по температуре γt , принимаемые при расчете

по прочности

на выносливость

по деформациям

Статически определимые конструкции при дл и тельном нагреве

Постоянные , длительные и кратковременные нагрузки при γf > 1,0

Постоянные, длительные и кратковременные нагрузки при γf = 1,0

Постоянные, длительные и кратковременные нагрузки пр и γf = 1,0 и температурные деформации при γt = 1,0

Статически неопределимые конструкц и и при кратковременном нагреве

Постоянные, длительные и кратковременные нагруз ки при γf > 1, 0 и наибольшие усилия от воздействия температуры при γt = 1, 1

Постоянные, длительные и кратковреме нн ые нагрузки при γf = 1,0 и наибольшие усилия от воздействия температуры при γt = 1,0

Постоянные , дли тельные и кра тковре мен ные нагрузки при γf = 1,0 и наибольшие усилия от воздействия температур ы и температурные деформации при γt = 1,0

Статически неопределимые конструкции пр и длительном нагреве

Постоянные, длительные и кратк ов ременные нагруз ки при γf > 1,0 и усилия от воздействия температуры при γt = 1, 1

Постоянные, длительн ы е и кратковременные нагрузки при γf = 1,0 и усилия от воздействия температуры при γt = 1,0

Постоянные, длительные и кратковременные нагрузк и при γf = 1,0 и усилия от воздейст в ия температуры и температурные деформации при γt = 1, 0

Примечан ия : 1. Бетонные конструкции рассчитываются только по прочности.

2. При расчете статически неопределимых конструкций кроме сочетаний воз действий температуры и нагрузок, указанных в настоящей таблице, в необходимых случаях следует проверить другие воз можные неблагоприятные сочетания воздействий, в том числе и при остывани и.

3. В статически неопределимых конструкциях допускается производить расчет:

а) при кратковременном нагреве то лько на наибольшие усилия от воздействия температуры, если усилия от постоян ных, длительных и кратковременных нагрузок вызыв ают напряжения сжатия в бетоне σ b ≤ 0,1 МПа;

б) при длительном нагреве свыше 700 ° С - на совместное воздействие постоянных, длительных и кратковременных нагруз ок без учета усилий от длительного нагрева.

4. При расчете на кратковременный нагрев длительная нагрузка учитывается как кратков ременная.

5. Коэффициент надежности по температуре γt должен приниматься по указан иям п. 1.40.

6. При расчете прогибов следует учитывать указания п. 1.29.

Таблица 2

Категория требований к трещиностойкости железобетонных конструкций

Нагрузки и коэффициент надежности по нагрузке γf , воздействия температуры и коэффициент надежности по температуре γt принимаемые при расчете

по образованию трещин

по раскрытию трещин

по закрытию трещин

непродолжительному

продолжительному

1-я

Постоянные, длительные и кратковременные нагрузки при γf > 1,0* и температурные воздейств и я от кратковременного и дли тельного нагрева при γt = 1, 1*

-

-

-

2-я

Постоянные, длительные и кратковременные нагрузки при γf > 1,0* и температурные воздействия от кратковременного и д лительн ого нагрева при γt = 1, 1 * (расчет прои зводит ся для выяснения необходимости проверки по непродолжительному раскрытию т рещин и по их закрытию)

Постоянные, длительные и кр а тковременные нагрузки при γf = 1,0 и температурн ы е воздей ствия от кратковре менн ого и длите льного нагрева при γt = 1 ,0

-

Постоянные и длительные нагрузки при γf = 1,0 и температурные во з дей стви я от длител ьного нагрева при γt = 1, 0

3 - я

Постоянные, длите л ьные и кратковременные нагрузки при γf = 1,0 и температурные воз действия от кра тковреме нного и длител ьного нагрева при γt = 1,0 (расчет произ води тся для выяснения необ ход имости прове рки по ра скрытию трещ ин)

Постоянные , длительные и кратковреме нные нагрузк и при γf = 1, 0 и температурные в оздей ствия от кратковре менного и дли тельного наг рева при γt = 1, 0

Постоя н ные и длительные нагрузки при γf = 1, 0 и т емперат урные воздействия от длител ьного нагрева при γt = 1, 0

-

* Коэффициент н адежности по нагрузке γf и коэ ффиц ие нт надежности по те мпе рат уре γt принимаются т аки ми же, как при расчете по прочности.

Примечания : 1. Длительные и кра тковременные нагрузки принимаютс я с учетом требовани й СНиП 2.03.01-84.

2. При расчете по образованию трещ ин от температурных возде йствий необх оди мо учитыв ать т ре бования п. 4.3.

3. При расчете по раскрытию трещ ин от температурных возд ействий нео бх од имо учи тывать различи е температурных деформаций бетона и арматуры по указаниям п. 4.10.

4. Коэффициент надежности по т емпера туре γt долже н прини маться по указаниям п. 1.40.

5. Особые н агрузки учитыв аются в расчете по образова нию трещин в тех случаях, когд а н аличи е трещин при водит к кат астрофе (взрыв, пожар и т.д.).

При расчете по прочности в необхо д имых случаях должны учитываться особые нагрузки с коэффициентами надежности по нагрузке γf , принимаемыми по соответс т вующ им нормативным документам. При этом усилия, вызванные воздей ствием температуры, не учитываются.

1.18. При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, тран спортиров ан ии и монтаже, нагрузку от собственного веса элемента следует вводить в расчет с дополнительным коэффиц иентом д инами чности, равным:

при транспортировании ........................ 1,60

при подъеме и монтаже ......................... 1,40

Для указанных выше коэфф и циентов динамичности допускается принимать более низкие значения, если это подт верждено опытом применения конструкций, но не ниже 1,25.

1.19. К трещи ност ойкости конструкций или их частей предъявляются требования соответствующих категорий в зависимости от условий, в которых работает конструкция, и от вида применяемой арматуры:

а) 1 - я категория - не допускается о б разование трещин;

б) 2-я категория - допускается ограниченное по ш ирине непродолжительное acrc 1 раскрытие трещин при усло в ии обеспечения их последующего над ежного з акрытия ( зажати я);

в) 3-я категория - допускается огран и ченное по ши рине непродолжи тельное acrc 1 и продолж и тельное acrc 2 раскрыт и е трещин .

Категор ии требова ний к трещиностойкости же ле зобетон ных конструкц ий в зави симости от услов ий их работы, вида арматуры по предельно допусти мой ширин е раскрытия трещи н для обеспе чени я сохранности арматуры в элементах, эксплуати руемых в усл овиях неагресси вной среды, при ведены в таб л. 3. Нагрузки, учитываемые при расчете железобетонны х конструкций по образовани ю т рещин, их раскрытию или закрыти ю, должны п риниматься согласно табл. 2. Если в конструкц иях или и х частях, к трещиностойкости кот орых предъявляются требования 2- и 3-й ка тегорий, трещи ны н е образуются при соответствующих нагрузках и температурах, указан ных в табл . 3, и х расчет по непродолжительному раскрытию и по закрытию трещин (для 2- й категори и) или по н епродолжительному и продолжите льному раскрыти ю трещин (для 3-й категории) не производится.

Под непродолжительным раскрытием т рещин понимается их раскрытие п ри действии постоянных длительных и кратковременн ых нагрузок, кратковременного нагрева, а под длите льным раскрыт ием - только при постоянных и дли тельных нагрузках и дли тельном нагреве.

Та бли ца 3

Условия эксплуатации конструкций

Температура арматуры, °С

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

стержневой классов А- I , А- II , А- III , А- III в и А- IV ; проволочной классов B - I и Bp - I

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

проволочной классов B - II , Вр- II и К-7 при диаметре проволоки 3 мм и менее

1 . В за крытом помещени и

До 100

3 -я категория;

acrc 1 = 0,4;

acrc 2 = 0,3

3-я категория;

acrc 1 = 0,3;

acrc 2 = 0,2

3-я категория;

acrc 1 = 0,2;

acrc 2 = 0,1

10 0 и в ыше

3-я категория;

acrc 1 = 0,6;

acrc 2 = 0,5

3-я категория;

acrc 1 = 0,5;

acrc 2 = 0,4

3-я категория;

acrc 1 = 0,3;

acrc 2 = 0,2

2. На о т крытом воз духе, а также в грунт е в ыше уровня грунтовых вод

До 100

3-я ка те гор ия;

acrc 1 = 0,4;

acrc 2 = 0,3

3-я категория;

acrc 1 = 0,2;

acrc 2 = 0,1

2-я категория;

acrc 1 = 0,2

100 и выше

3 - я категория;

acrc 1 = 0,6;

acrc 2 = 0,5

3-я категория;

acrc 1 = 0,5;

acrc 2 = 0,4

2-я категория;

acrc 1 = 0,3

3. В гру н те при переменном уровне грун тов ых в од и в закрытом помещ ении при попеременн ом увлажн ении

До 100

3-я категория;

acrc 1 = 0,3;

acrc 2 = 0,2

2-я категория;

acrc 1 = 0,2

2-я категория;

acrc 1 = 0,1

Прим е чание . В канатах под р азумева ется п роволок а наружного слоя.

Категории требований к тре щин остойкости железобет онных конструкций, а также значения пред ельно допустимой ширин ы раскрытия трещин в условиях неагрессивной среды для ограничения прониц ае мости конструкций прини маются по СНиП 2.03.01-84.

1.20. Для железобетонных слабоармированных элементов, характериз уемых тем, что их несущая способность исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне растянутой зоны (см. п. 4.4 ), площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по сравнению с т ребуемой из расчета по прочности не менее чем на 15 % .

1.21. Усилия в ст атически неопределимых железобетонных конструкциях от нагрузок и в ынужденных перемещений (вследствие изменения температуры, влажности бетона, смещения опор и т.п.), а также усилия в статически н еопред елимых конструкци ях при расчете их по деформированной схеме следует, как правило, определять с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин.

1.22 (1.9). Определен ие уси лий в статически неопределимых конструкциях от внешней нагрузки, собственного веса и возд ействия повышен ных и высоких температур производят по правилам строительной механики методом последовательных приближений. При этом жесткость элементов определяют с уч етом неупругих деформаций и наличия трещин в бетоне от од новременного действия внешней нагрузки, собственного веса и температуры.

1.23 (1.10). При кратковременном нагреве усилия от воздействия температуры в элементах статически неопределимых конструкций должны определяться в зависимости от состава бетона (см. табл. 11 ) и тем п ературы на грева, вызывающей наибольшие усилия:

а) при нагреве бетона № 1 свыше 50 до 25 0 ° С - по расчетной температуре;

б) при наг р еве бетонов № 2 - 11 , 23 и 24 свыше 200 до 500 °С - по расчетной температуре; при нагреве свыше 500 ° С - при 500 °С;

в ) при нагреве бет онов № 12 - 21 , 29 и 30 свыше 200 до 400 °С - по расчетной температуре, при нагреве свыше 400 °С - при 400 ° С.

Для конструкций, находящихся на наружном в оздухе, расчет наибольших усилий от воздействия температур выполняют по расчетной температуре воздуха в соответствии с требованиями п. 1.53.

При длительном нагреве усилия от воздействия температуры следует определять в зависимости от расчетной температуры согласно указан и ям п. 1.16.

1.24 (1.11). При расчете по прочности, деформациям, а также раскрыт ию и закрыт ию трещин распределение темп ературы в се чениях конструкций определяют теплотехническим расчетом для установившегося режима теплового потока. При расчете по образованию трещин распределение температур в сечениях конструкций, нагреваемых со скоростью более 10 °С/ч, определяю т для неу становившегося теплового потока по требованиям пп. 1.47 - 1.53.

1.25 (1.12). При расчете усилий, вызванных воздействием температуры, в сб орных элементах конструкций жесткость сечений следует уменьшить на 20 % , если прочность на сжатие раствора в стыке миним ум на 10 МП а меньше прочности бетона сб орного элемента.

1.26 (1.13). Расчет э лементов бетонных и железоб етонных конструкций по прочности, схемы предельных состояний которых при расчете на воздействие температуры еще не установлены или услов ия наступления предельного состояния пока не могут быть выражены через усилия , может производиться через нап ряжен ия с у четом н али чия трещи н и развит ия неупругих деформац ий б етона. При этом напряжения в бетоне и арматуре не должны превышать соответствующих расчетных сопротивлений.

1.27 (1.14). При расчете несущих конструкций, б етон которых неравномерно нагрет по высоте сечения элемента, часть сечения, нагретую свыше 1000 °С , допускается не учитывать.

1.28 (1.15). При расчете э лементов, подвергающ ихся нагреву, положение центра тяжести всего сечения бетона или е г о сжатой зоны, а также статический момент и момент ин ерци и всего сечения следует определять, приводя все сечение к ненагретому, более прочному бетону. Для этой ц ели при расчете с использованием ЭВМ сечение по высоте разбивается не менее чем на четыре части.

При расчете по прочности, деформа ц иям и раскрытию или закрытию трещин без использования ЭВМ при прямолинейном распределении температуры бетона по высоте сечения элемента допускается разбивать сечения согласно следующим указаниям:

для элемента, выполне н ного из одного вида бетона, е сли температура бетона наиболее нагретой грани не превышает 400 ° С, сечение не разбивается на части и момент инерции приведенного сечения Ired относительно центра тяжести сеч е ния принимается равным:

,                                                              (1)

где β b -   коэффициент, прин и маемый в зависимости от температуры б етона в центре тя жести сечен ия по табл . 16;

 -   коэффициент, принимаемый в зав и си мости от температуры бетона в центре тяжести сечения для кратковременного нагрева по табл. 18;

φ b 1 - коэффициент, учитывающий влияние кратковременной ползучести бетона и принимаемый для бетона составов (см. табл. 11):

№ 1 - 3, 6, 7, 10, 11, 19 - 21 ............... 0,85

№ 4, 5, 8, 9, 23, 24 .............................. 0,80

№ 12 - 18, 29, 30 ................................ 0,70

для э лемента, сечение которого по высоте сос тоит и з двух видов бетона, а также прямоугольно го и таврового сечений, выполненных из од ного вида бетона, если температура бетона наиболее нагре той грани превышает 400 °С, сечение разбивается по высоте на две части (черт. 1, а);

для элемента, с е чение которого по высоте состоит из трех видов бетон а, или дву таврового сечения, выполненного и з одного вида бетона, если температура бетона наиболее нагретой грани превышает 400 ° С, сечение разбивается на три части (черт. 1, б).

При расчете по образованию трещин определение напряжений от воздействия температуры производится разбивкой сечения не менее чем на четыре части независимо от температуры бетона (черт. 1, в ).

В прямоугольном се ч ении элемента, выполненного из од ного вида бе тона, когда сечение по высоте разбив ается на две части, ли ния раздела д олжна проходить по бетону, имеющему температ уру, равную 400 °С.

В двутавровых и тавровых сечениях элементов , выполненных из од ного вида бетона, линия раздела должна проходить по границе между ребром и полкой. В элементе, сечение которого по высоте состоит из различных видов б етонов, линия раздела должна проходить по границе бетонов.

Во всех слу ч аях расчета арматура рассматривается как самостоятельная часть сечения.

Для элементо в, состоящ их по высоте из двух и более видов бетона, приведенная площадь Ared , i i - той части сечения, на которые разбивается все сечение элемента, определяется по формуле

,                                                         (2)

где Ai -                   площадь i - той части сечения;

φb 1 , βbi и  -   коэффициенты, принимаемые в зависи мости от состава и температуры бетона в центре тяжести площади i -той части сечения, как в формуле ( 1 ).

Если сечение э лемента состои т из разных вид ов бетона, то в этой формуле правая часть умножается на отношение модуля упругости каждого вида бетона в н агре том состоянии к модулю упругости бетона, к которому приводится все сечение Е b .

При расчет е без использования ЭВМ коэффициенты βbi и  допуска е тся определять в зависимости от средней температуры бетона i - той части сечения.

П лощадь н ен ап рягаемой нагретой растянутой A s и сжатой A s арматуры приводится к ненагретому, более п рочному бетону:

;                                                        (3)

,                                                       (4)

где As , red , A s , red -   с оответственно приведенная пл ощадь растянутой и сжатой арматуры;

Es -        мо д уль упругости арматуры, принимаемый по табл. 37;

βs -         коэффициент, принимаемый в зависимос т и от температуры арматуры по т абл. 35.

Черт. 1. Схемы разбивки на части по высоте прямоугольного, таврового и двутаврового сечен ия элементов

а - на 2 части; б - на 3 ча сти; в - на 4 части; Ц. Т. - центр тяже сти привед енного се чения; tb 1 , tb 2 , ..., tbi - наи б ольшая температура бе тона 1-, 2-, . .., i - той части сечения

Р а сстояние от центра тяжести привед енного сечения y до наименее нагретой грани определяют по формуле

.                                                                  (5)

Площадь приведенного сечения элемента Ared находят по формуле

Ared = Σ Ared,i + As,red + As,red.                                                  (6)

Статический момент пло щ адей прив еден ного сечения элемента Sred о т носительно грани , растян утой вн ешне й нагрузкой и воздействием температуры, определяют по формуле

Sred = Σ Ared,iyi + As,reda + As,red (h - a′),                                       (7)

где y i -     расстоян и е от це нтра тяжести i - той части сечения б етон а до наименее нагретой грани элемента, принимаемое равным

yi = h - Σhi + yyi,                                                          (8)

здесь hi - высота i - той части сечения:

.                                                       (9)

При расчете без использования ЭВМ допускается пр и нимать

yyi = 0, 5 hi .                                                                (10)

Момент инерции приве д енного сечения элемента Ired относительно его ц ентра т яжест и определяют по формуле

Ired = Σ Ired,i + Σ Ared,iy2bi + As,redy2s + As,red(ys)2,                             (11)

где Ired , i - момент инерции i - той части сечения бетона, определяемый по формуле

;                                                        (12)

ybi -    расстояние от центра тяжести i - той части сечения бетона до центра тяжести всего приведен ного сечения, определяе мое по формулам:

ybi = yi - y;                                                              (13)

ys = - (y - a);                                                            (14)

ys = h - y - a.                                                          (15)

1.29. Прогибы эле ментов железобетонных конструкций не д олжны превышать их предельно допустимых величин, устанавливаемых с учетом следующих требований:

технологических (условия нормальной работы кранов, технологических установок, машин и т.п. );

конструктивных (влияние соседних элементов, ограничивающих деформации; необходимость выдерживания заданных уклонов и т.п. );

эстетических.

Величины предельно допустимых проги б ов прив едены в табл. 4.

Расчет прогибов долж е н произ водиться:

п ри ограничении технологическими или конс труктивными требованиями н а де йствие постоянных, длительных и кратковре менных нагрузок с уче том прогиба от кратковреме нного и длительного нагрева согласно указаниям п п. 4.23 - 4.27;

при огра ни чении эстетическими требованиями на действие пост оянных и длит ельн ых нагрузок с уч етом прогиба от длите льного нагрева согласно указ ан иям пп. 4.23 - 4.27.

Таблица 4

Элементы конструкции

Предельно допустимые прогибы

1 . Подкран ов ые балки при кранах:

ручны х

l / 5 00

электрических

l / 600

2. Перекрытия с плоским потолком и элементы покрыти я пр и пролетах, м:

l < 6

l / 200

6 ≤ l ≤ 7,5

3, 0 см

l > 7,5

l / 2 50

3. Перекрытия с ребристым пот ол ком и эле менты лестниц при пролетах, м:

l < 5

l / 200

5 ≤ l ≤ 10

2, 5 см

l > 10

l / 400

4. Навесные стеновые панели (пр и расчете из плоскости) при пролетах, м:

l < 6

l / 200

6 ≤ l ≤ 7,5

3, 0 см

l > 7,5

l / 250

Обозначе ния, принятые в т абл ице:

l - пролет балок ил и пли т. Дл я консолей принима ют l = 2 l 1 , где l 1 - вылет консоли.

Примечание . Пред ельно допустимые прогибы в поз. 1 и 4 обусловлены тех нологиче скими и конструктивн ыми тре бованиями, в поз . 2 и 3 - эстетическими требованиями.

При этом коэффициент надежности по нагрузке γ f и к о эффициент надежности по температуре γ t принимаются равными единице.

Для железобетонных элементов, выполненных со строительным подъемом , зн ачения предельно д опусти мых прогиб ов могут быть уве ли чены на высоту строител ьного подъема, если это н е ограни чивается техн ологическими или конс труктивными требованиями. Для других конструкций, не предусмотрен ных табл. 4, величин ы предельно допустимых прогибов устанавливаются по специальным требованиям, но при этом они не дол жны превышать 1/150 пролета и 1/75 вылета консоли.

Пред е льн о допустимые деформации от воз действия температуры, в элементах конструкции которых требуется их ограничение при нагревании и охлажд ении, должны устанав ливаться нормативными документами по проектирова нию соответствующих конструкций, а при их отсутствии должны указываться в задании на проектиро вание.

Для н есвязанных с соседними элементами железобетонных плит перекрытия, площадок и т.п . должна п рои зводитьс я дополнительная проверка по з ыбкости: д обавочный прогиб от кратковременно действ ующей сосредоточенн ой на грузки 1000 Н п ри н аи более невыгодной схеме ее приложени я долже н быть не более 0,7 мм.

1.30. При расчете по п рочн ости бетонных и железобетон ных э лементов на в озд ействие с жимающей прод ольной силы должен приниматься во внимание случайный эксц ен триситет ea , обусловлен н ый неуч т енными в расчет е фактора ми. Эксцентриситет ea в любом случае принимается не менее 1 /600 длины э лемента или расстояния межд у его сече ниями, з акрепленными от смещения, и 1/30 высоты сечения элемента.

Кроме того, для конструкций , образ уемых из сборных элемен тов, следует учитывать возможное взаимное смещение элементов, зависящее от вида конструкций, способа монтажа и т.п.; при отсутствии для таких конструкций экспериментально обоснованных значений случайного эксцентриситета его следует принимать не менее 1 см.

Для элементов статически неопре д елимых конструкций величина эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения eo принимается равной эксцентриситету, полученному из ста т ического расчета конструкций, но не менее ea . В элементах ста т ически определимых конструкций эксцентриситет е o находится как сумма эксцентриситетов - определяемого из статического расчета конструкции и случайного.

При расчете по тре щи ностойкости и по деформац иям эксцентрисит ет не учитывает ся.

В случае, если величина эксцентриситета eo , определенная в соответствии с указаниями настоящего пункта, не превышае т ea = h / 30, а расчетная длина элемента прямоугольного сечения lo ≤ 20 h , д опускается производить его расчет согласно п. 3.37.

1.31. Расстояния между температу рно-усад очны ми швами в бетонных и железобетонных конструкциях должны определяться расчетом.

Допускается указанный расчет не прои з водить для конструкций из обычного и жаростойкого бетона, если принятое расстояние между температурно-усад очны ми швами не превышает величин, указанных в табл. 5, умноженных на коэффициенты δt , δe , δw и δv , принимаемые по табл. 6.

Расстояние между температурными швами в фундаментах принимается в соответствии с расположением швов в вышележащих конструкциях.

Таблиц а 5

Конструкции

Наибольшие расстояния между температурно-усадочными швами, м, допускаемые без расчета для конструкций, находящихся

внутри отапливаемых зданий или в грунте

внутри неотапливаемых зданий

на наружном воздухе

1. Бетонные:

а) сборные

4 0

35

3 0

б) монол и тные при кон струк тивном арми ровании

30

25

20

в) монолитные бе з конструктивного армирования

20

15

10

2. Железобетонны е:

а ) сборные и сборно-каркасные одноэтажные

72

60

48

б) сборные и сборно-к а ркасные многоэтажные

60

50

40

в) сборно-блочные, сборно-панельные

55

45

35

г) сборно-моно л итные и монолитные каркасные

50

40

30

д) сборно-монолитные и монолитные сплошные

40

30

25

Пр и мечание . Для железобетонных каркасных здани й (поз. 2а, б, г) расстояния между т емпературно- усадочными швами определены при отсутствии связей либо при расположении связей в середине температурного блока.

Таблица 6

Факторы, обусловливающие введение коэффициента

Коэффициент

условное обозначение

числовое значение

1. Расчетная температура внутри сооружений и тепловы х агрегатов, °С:

50

δ t

1,0

70

0,8

120

0,6

300

0,4

500

0,3

1 000 и выше

0,1

2. Расчетная зимняя температура возду х а (наиболее холодная пяти дневка), °С:

- 40

δ e

1,0

-30

1,1

-20

1,2

- 1 0

1,4

-1

1,6

3. Относи тельная влажн ость воздуха в наиболее жарки й месяц года, % :

70 и выше

δ w

1,0

40

0, 8

20

0,6

10

0,4

4. Расстояние от вер ха фунд амента до низа подкрановых ба лок, а при их отсутствии - низа ферм или балок покрыти я в од ноэтажных з даниях (оси балок перекрытия в м ногоэтажных здани ях), м :

3 и менее

δ v

1,0

5

1 ,2

7

1, 6

9 и более

2,0

Пр имечан ия: 1. При расчет ной температуре внутри с оо ружения и тепловы х агрегатов свыше 50 ° С значения коэффиц иентов δ e и δ w принима ются равными е динице.

2. Зн ачен ия коэффициентов δ t , δ e , δ w и δ v для промеж уточных значений соответственно т емператур и высот опред еляются интерпол яцией.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.32. Расчет предварительно напряженных конструкций, раб отающих в условиях воздействия повышенных и высоких темп ерат ур, должен производиться в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84, Пособия по проектированию пред варительно напряженн ых железобетон ных конст рукций тяжелого бетона (к СНиП 2.03.01- 84) и с уч етом ук азани й п п. 1.33 - 1.38.

1 .3 3 (1.19 ). Температура нагрева предварительно напряженной арматуры не должна превышать предельно допустимой температуры ее применения, указанной в табл. 24 .

1.34 (1.20). Сжимающие напряжения в бетоне σ bp в стадии предвари т ельного обжатия не д олжны превышать (в долях от передаточной прочности бетона R bp ):

0,70 Rbp ................... при    50 °С на г ре ва

0,60 ............................ »   100    »       »

0,50 ............................ »   150    »       »

0,40 ............................ »   250    »       »

В случае необходимости в еличи на сжимающих напряжений в бетоне может быть повышена при об еспечении надежной работы конструкц ии от воздействия предварительного напряжения, нагрузки и температурных усилий.

1.35 (1.21). Полная величина потерь предварительного напряжения арматуры, учитываемая при расчете конструкций, работающих в условиях воздействия температуры выше 50 ° С, определяется к ак сумма потерь:

основных - при нормальной температуре;

дополнительных - от воздействия т е мпературы выше 50 ° С.

Основные потери предвари т ельного н апряжения арматуры для конструкций из обычного бетона с остава № 1 и жаростойкого бетона составов № 2, 3 , 6, 7, 10 и 11 по табл. 11 следует определять как для тяжелого бетона по табл. 5 СНиП 2.03.01-84 . Величину потерь от усадки жаростойкого бетона следует принимать на 10 МПа больше указанных в табл. 5 (поз. 8а, б, в) СНиП 2.03.01-84.

Та бли ца 7

Фактор, вызывающий дополнительные потери предварительного напряжения в арматуре при ее нагреве

Величина дополнительных потерь предварительного напряжения, МПа

Усадка обычного бетона состава № 1 и жаростойкого бетона составов № 2, 3, 6, 7, 1 0 и 11 по табл. 11 пр и нагреве:

кратковрем е нном

40

дли т ельном постоянном

80

длительном циклическом (см. п. 1.4 )

60

Пол з учесть обычного бетона состава № 1 и жаростойкого бетона составов № 2, 3, 6, 7 , 10 и 11 по табл. 11 :

естественной влажности пр и нагреве:

кр а тковре менном

10 σ bp

длительном постоянном

15 σ bp

длительном ц иклическом

18 σ bp

сухого при нагреве:

кратковр е менном

4 σ bp

длительном постоянном

6 σ bp

длительном циклическом

8 σ bp

Релакса ц ия напряжений а рмату ры:

проволочной классов В - II , В р- II , К -7, К- 19

0,0012 Δtsσsp

стержневой классов A - IV , A - V , A - VI , Ат- IV , A т- V , A т- VI

0,001 Δtsσsp

Разность деформац и й бетона и арма туры от воздейст вия те мпературы

st - α bt ) Δ tsEs βs

Обозначения, принятые в таблице:

Δts -          разность межд у температурой арматуры при эксплуа тации, опре деляемой теплотех ническим расчетом по указ аниям пп. 1.47 - 1.53 и т емпературой арматуры при натяжении , которую д опускается приним ать рав ной 20 °С;

α bt -           коэффициент , принимаемый по табл. 20 в завис имости от температуры бетона на уровне напря гаемой арматуры и длительности нагрева;

Es -            модуль упругости а рма туры, п ринимае мый по табл. 37;

αst и βs -    коэ ффиц иенты, принимаемые по табл. 35 в з ав исимости от те мпературы арматуры.

Пр имечания: 1. Пот ери пред варительного напряжения от релаксаци и н апряжений арматуры п ринима ются для крат ковременного и длительного нагрева од инаковыми и учитываются при температуре арматуры с выше 40 ° С.

2. Потери предв арительного напряжения арма тур ы от разности деформац ий бетона и а рматуры учитываю тся в элементах, выполненных из обычного бетона при нагрев е арматуры св ыше 100 ° С и в э лементах из жаростой кого бетона при нагре ве арматуры свыше 70 ° С.

3. Если от усилий, вызванных совместным действием нагрузки, температуры и предварительного обжатия, в бетоне на уровне арматуры в стадии эксплуатац ии возникают растяги вающие напряжени я, то до по лнител ьные потери от ползучести бе тона не учитываются.

4. Потери от ползучести бетона при натяжении в двухос ном на правлении следует уменьшить на 15 % .

При вычислении коэффициента φ l по формуле (5) СНиП 2.03.01-84 время в сутках следует принимать: при опред елении потерь от ползучести - со дня обжатия б етона и от усадки - со дня окончания бетон ирования до нагрева конструкции.

Дополнительные потери предвар и тельного нап ряжения арм ат уры должны при ниматься по табл. 7.

1.36 (1.22-1.23 ). Величины установившихся напряжений в бетоне σbp на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры наиболее обжимаемой зоны пос л е проявлений всех основных потерь определяются по формуле

,                                          (16)

где M -   момен т от собственного в еса э лемента;

P -    усилие предварительного о б жатия;

eop -   эксцентриситет усилия P относ и тельно центра тяжести приведенного сечения;

ysp -    расстояние от усилия P до центра тяжести сечения.

Геометрические характерис т ики приведенного сечения предварительно напряженного железобетонного элемента ( A red , Sred , Ired ) определяются по требованиям п. 1.28 с учетом продольной пре д варительно напряженной арматуры S и S ′ и влияния температуры на снижение модулей упру г ости арматуры и бетона.

1.37 (1.24). Усилия от воздейств ия температуры в статически неопределимых предварительно напряженных кон струкци ях находят по указаниям пп . 1.45 и 1.46.

При определении усилий от воздействия т емпературы жесткость элемента вычисл яют по указаниям пп. 4.28 и 4.29.

1.38 (1.25). При определении общ его прогиба предварительно напряженного железобетонного элемен та необходимо учитывать прогиб, вызванный неравномерным нагревом бетона по высоте сечения элемента, по указаниям п. 4.26 .

ДЕФОРМАЦИИ И УСИЛИЯ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1.39 (1.26). Расчет деформаций, вызванных нагреванием и охлаждением бетонных и желез обетонных э лементов, должен производиться в за висимости от наличия трещин в растянутой зоне бетона и распределения температуры бетона по высоте сечения элемента.

1.40 (1.27). Для участков бетонного и жел езо бетонн ого элемента, г де в растянутой зоне не образуются трещины, нормальные к продольной оси элемент а, деформации от нагрева следует рассчит ывать согласно следующим указан иям:

а) сечение элемента привод и тся к более прочному бетону по указ аниям п. 1.28, удлинение ε t оси элемента и ее кривизну  определяют по формула м:

;                                           (17)

.                  (18)

Удлинение εti оси i -той части бетонного сечения и ее кривизну  (черт. 2) определяют по формулам:

;                                          (19)

.                                                  (20)

Удлинение ε s и ε ′ s соответственно арматуры S и S ′ находят по формула м:

εs = αstts;                                                             (21)

ε′s = αstts.                                                            (22)

В формулах ( 17 ) - ( 22): Ared , Ared,i , As,red , A ¢ s, red , ybi, ys, ys, Ired, Ired,i, yyi принимают по указаниям п . 1.28 ;

αbti и α bti +1 -   коэффициенты, принимаемые по табл. 20 в зависимости от температуры б етона более и менее нагретой грани i - той части сечения;

αst -      коэффициент, принимаемый по табл. 35 в зависимости от температуры арматуры S и S ′ ;

γt -        коэффициен т надежности по температуре, при н имаемый при расчете по предельным состояниям: первой группы - 1,1; второй группы - 1, 0.

Черт. 2. Схемы распределен и я

а - температуры бетона; б - деформации удлинения от нагрева; в - напряжения в бетоне от нагрева; г - деформации укорочения от остывания; д - напряжения в бетоне от остывания при нелинейном изменени и температур по высоте бетонного сечения элементов ; Ц. Т. - центр т яжести приведенного сечения

При расчете бетонного сечения в формулах ( 17) и ( 18) удлинение арматуры εs и ε ′ s не учитывается;

б) при неравномерном нагреве бетона с прямолинейным распределением температуры по высоте сечения элемента (черт. 3, а) удлинение оси элемент а εt и ее кривизну  допускае т ся определять по формулам:

;                                                (23)

,                                                     (24)

где tb и tb 1 - температура бетона менее и более нагретой грани сечения, определяемая теплотехническим расчетом согласно указаниям пп . 1.47 - 1.53;

αbt и αbt 1 -    коэффициенты, пр и нимаемые в зависимости от температуры бетона менее и более нагретой грани сечения по табл. 20.

1.41 (1.28). Для участков бетонного или железобетонного элемента, где в растянутой зоне б етона не образуются трещины, нормальные к продольной оси элемента, деформац ии от остывания следует рассчитывать согласно следующим указ аниям:

а) сечение элемента приводится к более прочному бетону согласно указаниям п. 1.28; от усадки и ползучести бетона укорочение εcsc оси элемента и ее криви з ну  определяют по формулам:

;                                                         (25)

.                                   (26)

Укорочение ε csc , i оси i - той части бетонного сечения и ее кривизну  определяют по формулам :

;                             (27)

.                                    (28)

В формулах ( 25) - ( 28 ): Ared , i , Ared , ybi , Ired , i , Ired , hi , yyi принимают по указаниям п. 1.28.

γt -               по указаниям п. 1.40;

tbi и tbi +1 -    см. черт. 2;

αcs , i и αcs , i +1 - коэффициенты, принимаемые по табл. 21 в зависимости от температуры более и менее нагретой грани i - той части сечения;

εci -              деформации ползучести бетона в i -той части сечения определяют по формуле ( 29) со знаком « минус»:

,                                                (29)

σ b , tem , i и σbi - напряжения сжатия в бетоне i - той части сечения от усилий, вызванных температурой и нагрузкой при нагреве, определяемые по формулам ( 32) и ( 33), в которых коэффициент  принимается по табл. 18 д ля кратковременного нагрева с подъ емом температуры на 10 ° С/ч;

β bi -              коэффициент, принимаемый по табл. 16 в зависимости от температуры i - то й части сечения;

 -              коэффициент, п ринима емый по табл. 18 в зависимости от температуры i - той части сечения д ля длительн ого нагрева;

б) при остывании неравномерно нагретого бетона с прямолинейным распре д елением температуры по высоте сечения элемента от усадки бетона укор очени е ε cs оси элемента и ее кривизну  доп у скается определять по формулам:

;                                               (30)

,                                                   (31)

где α cs и αcs 1 -   коэффициенты , принимаемые по табл. 21 в зависимости от температуры бетона менее и более нагретой грани сечения;

γt , tb , tb 1 -    принимают по указаниям п. 1.40.

1.42 (1.29). Для участков бетонного и железобетонного элемента, где в растянутой зоне бе т она не образуются трещины, н ормальные к продольной оси элемента, напряжения в бетон е грани i -той части сечения следует о п ределять:

растяжения при нагревании от н е ли нейного распределения температуры по формуле

;                                           (32)

сж ат ия при нагревании от кратковре менных усилий по формуле

;                                                    (33)

р астяжени я при остывании от усадки и полз учести б етона по формуле

;                                            (34)

где ybi , εt ,   -   определяются соот вет ственно по формулам ( 13), ( 17) и ( 18);

α bti , tbi -            принимаются по указаниям пп. 1.40 и 1.41;

Eb -                  принимается по табл. 17;

αcs , i , βbi и  - коэффициенты, принимаемые по табл. 21 , 16 и 18 в зависимости от температуры бетона грани i - той части сечения;

M и N -            момент и продольная сила, приложенная к центру тяжести сечения от воздействия нагрузки и температуры;

A red и B -          принимают соответственно по указаниям пп. 1.28 и 4.28;

εcs , εcsc и   -     определяют соответственно по формулам ( 29 ), ( 25) и ( 26).

Если в формуле ( 32) напряже н ия имеют знак «минус», то в бетоне возникают напряжения сжатия и σ btt , i заменяется σb , tem , i .

1.43 (1.30 ). Для участков железобетонного элемента, где в растянутой зоне образуются трещины, н ормальные к продольной оси элемента, деформац ии от нагрева следует рассчитывать согласно следующим указаниям:

а ) для железобетонного элемента с трещинами в растянутой зоне, расположенной у менее нагретой грани се чения (черт. 3, б ), удлинение ε t оси элемен т а и ее кривиз ну  определяют по формулам:

;                                             (35)

;                                                    (36)

б) для участков железобетонного элемента с тре щ инами в растянутой зоне бетона, расположенной у более нагретой грани сечения (черт. 3, в), удлинение εt оси элемента определяется по формуле ( 35) и ее кривизну  - по формуле

;                                                    (37)

в) для участков железобетонного элемента с тре щ инами по всей высоте сечения (черт. 3, г ) удл инени е εt оси элемента и ее кривизн у  определяют по формулам:

;                                                      (38)

.                                                    (39)

В формулах ( 35) - ( 39 ):

ts , t s -          температура арматуры S и S ′;

t b -              температура б е тона сжатой грани сечения;

αstm и α ′ stm -   коэффициенты , определяемые по формуле ( 74) для арматуры S и S ′;

αbt -             коэффициент , принимаемый по табл. 20 в зависимости от температуры бетона более или менее нагретой грани сечения;

γt -              принимается по указаниям п. 1.40;

a ′ -              толщина защитного слоя более нагретой грани сечения;

г) при равномерном нагреве железобетонного элемента кривизну  оси элемента допускается принимать равной нулю. В железобетонных элементах и з обычного бетона при температуре арматуры до 10 0 ° С и из жаростойкого бетона при температуре арматуры до 70 °С для участков с трещинами в растянутой зоне бетона допускается определять удлинение оси элемента εt и ее кривизн у  по формулам ( 23) и ( 24) как для бетонных элементов без трещин.

Черт. 3. Схемы распределен и я температур (1), деформаци й от неравномерного нагрева (2) и остывани я (3) при прямоли нейном из менении температур по высоте сечения элементов

а - бетонного и железобетонного без тре щ ин; б - желез обетонного с трещ инами в растянутой зоне, расположенной у менее нагретой гран и; в - то же, у более нагретой грани; г - железобетонного с трещи нами по всей высоте сечения; Ц .Т. - центр тяжести приведенного сечения

1.44 (1.3 1 ). Для участков железобетонных элементов, где в растянутой зоне образу ю тся трещины, нормальные к продольной оси элемента от усадки бетона, при остывании укорочение εcs оси элемента и ее кривизну  допускается находить по формулам ( 30 ) и ( 31 ).

1.4 5 (1 .32). Определение усилий в статически неопределимых конструк ц иях от возд ействия температуры должно производиться по формулам строительной механики с принятием действительной жесткости сечения.

Методика определения неизвестных, составление канонических уравнений перемещений , получение оконч ательных эпюр такие же, как и при расчете статически неопределимых конструкций на воздействие внешней нагрузки.

Если определение усилий от воздействия температуры в плоской статически неопределимой системе производится методом сил, то канонические уравнения имеют вид

                                     (40)

гд е X 1 , X 2 , ..., Xn -   соответственно лишние неизвестные усилия основной системы;

δ 11 , δ 12 , δ 1 n -      перемещение в основной системе в н ап равлении 1, вызываемое единичной силой, действующей в направлении 1 , 2 и п;

δn 1 , δn 2 , δnn -     перемещения в основной системе в n -м напр а влении, вызываемые единичной силой, действующей в направлении 1 , 2 и n ;

Δ 1 t и Δ nt -          перемещение в основной сис т еме в направлении 1 и п , выз ываемое воздействием температуры.

Перемещение Δit в основной системе в i -том направлении, вы з ванное воздействием температуры, равно:

,                                       (41)

где ,  -      изгибаю щ ий момент и продольная сила в сечени и х элемента основной системы от действ ия в i - том направлении соответствую щей единичной силы;

, εtx -   кривизна и удлинение эл е мента в сечении x , вызванные воздействием температуры, определяемые согласно указаниям пп. 1.40 и 1.43.

Единичное перемещение δik в на п равлении i , вызванное силой, равной едини ц е, действующ ей в направлении k , определяется по формуле

,                                      (42)

где Bx , Ared , x -    жесткость и привед енная площадь элемента в сечении x , определяемые согласно ука з аниям пп. 1.28, 4.28 и 4.29.

При определении жесткости се ч ени й элемента следует учитывать усили я от нагрузки и воздействия температуры согласно требованиям табл. 1 и 2.

Удлинение εt оси элемент а и ее кривизну   от воздействия температуры следует вычислять согласно указаниям пп. 1.39 - 1.43.

При расчете железобетонных элементов, рабо т аю щих на изгиб, а также на сжатие и раст яжение, когд а  ≥ 0,8 ho , с достаточной для расчета точностью, в формулах ( 41) и ( 42) второй интеграл можно принимать равным нулю. Для выч исления в еличин Δit и d ik по форм у лам( 41) и ( 42) рекомендуется следующая упрощенная методика. Элемент по длине разбивается н а п участков и на каждом участке Δl определяются жесткость В х и кривизна  в зависимости от наличия в сече н ии трещин и д ействующих усилий:

,                                                 (43)

,                                               (44)

г де В x -      жесткос ть посередине д лины каждого участка, определяемая с учетом наличия трещи н и уси лий от нагрузки и температуры согласно указ аниям пп . 4.28 и 4.29;

Mi и Mk - изгиба ю щие моменты посередине длины каждого участка от действия единичной силы;

  -      кривиз на на каждом участ ке, оп ре дел яемая согласно указаниям пп. 1.40 и 1.43.

Величины жесткости и крив и зны зависят от усилий, вызванных температурой, поэтому расчет статически неопределимых железобетонных конструкций на воздействие температуры необходимо выполнять методом последовательных приближений до тех пор, пока вели чина уси ли я, полученная в последнем приближении, будет отличаться от усилий предыдущего приближения не более чем на 5 % .

Расче т усилий в статически неопределимых конструкциях, как правило, следует выполнять с применением ЭВМ. При использовании малых вычисл ительных машин и при ручном счете допускается принимать приведенные постоянными по длине э лемента жесткость сечения Bred , удлинение оси εred , t и ее кривизну .

Приве д енная жесткость сечения определяется по формуле

B red = B + (B1 - B) φm .                                                         (45)

Приведенное удлинение εred , t оси элемента и ее кривизну  от нагрева о п ределяют п о формулам:

ε red , t = εt 1 + ( εt 2 - εt 1 ) φ m ;                                                      (46)

.                                        ( 47)

В формулах ( 45) - ( 47 ):

B -     жесткость сечения элемента с трещинами в растянутой зоне в месте действ и я наибольшего изгибающего момента M , определяемая по указаниям п. 4.29;

B 1 -    жесткость сечения элемента без трещин, определяемая по указаниям п. 4.28 ;

;                                                        ( 48)

пр и M ≥ 2, 5 Mcrc φm = 0; Bred = B ; εred , t = εt 1 и ;

M и Mcrc - наибольший изгибающий момент и момент, воспринимаемый сечением, нормальным к продольной оси э л емента при образовании трещин, который определяется по указ аниям п. 4.4;

e -               основан и е нату рал ьных логарифмов;

et 2 ,  - удлинение и кривизна оси элемента без трещин от воздействия темпер а туры, опре деляемые по указаниям п. 1.40;

et 1 ,  - удлинение и кривизна оси элемента с трещинами в растянутой зоне, определяемые по указаниям п. 1.43.

Расчет статически неопределимых желе з обетонных конструкций при температурном воздействии рекомендуется выполнять в следующем порядке:

а) составляется расчетная схема ко н струкции с указанием всех геометрических размеров элементов, действующих нагрузок и температур. Назначаются класс и вид бетона, класс арматуры;

б) задается минимальное армирование сече н ий элементов A s , min конструкций по формуле

;                                                         ( 49)

в) вычисляются моменты, которые могут воспринять различные сечения элементов конструкции при заданных размерах сечений, проценте армирования, прочности бетона и температуре;

г) определяется удлинение εt оси, кривизна  элементов, вызванные воздействием темпера туры.

Если по условию эксплуатации допускается образование трещин в элементах, величины εt и   определяют как для сечений без трещин, так и для сечений с трещинами согласно указаниям пп. 1.40 и 1.43;

д) вычисляется жесткость сечений элементов, при эксплуатации которых образование трещин маловероятно, согласно указаниям п. 4.28;

е) для элементов, при эксплуатации которых возможно образование трещин, по формулам ( 299) или ( 300) вычисляется жесткость сечения с тре щ инами. При вычислении жесткости предполагается, что в сечении действует момент M ;

ж) для элементов, работающих с трещинами, при ручном расчете вычисляются приведенные жесткость сечения, удлинение оси и кривизна элемента по формулам ( 45) - ( 47);

з) по формулам стро и тельной механики вычисляют коэффициенты и составляют канонические уравнения;

и) решают уравне н ия и находят неизвестные;

к) при различном сочетании температуры и нагру з ки определяют моменты, продольные и поперечные силы в сечениях элементов конструкции;

л) полученный момент в рассматриваемом сечении элемента от действия температуры и нагрузки должен равняться или быть несколько меньше момента, который может воспринять сечение. Если по л ученный момент будет больше, то необходимо увеличить армирование или размеры сечения и провести повторный расчет.

1.46 (1.33). Изгибающий момент от неравномерного нагрева бетона по высоте сечения при равно мерном нагр е ве бетона по длине эл емент а, зад еланн ого на опоре от поворот а, а также в замкнутых рамах кольцевого, квадрат ного и прямоугольного очертания, имеющих од инаковые сечения, опред еляют по формуле

,                                                                           (50)

а изгибающ и й момент при остывании от усадки и пол зучести бетона

,                                                                         (51)

г де  -     температурная кривизна оси э лемента от кратковременного или д лител ьного нагрева, оп ределяе мая по указани ям п п. 1.40 и 1.43;

 - кривизна оси э лемента при осты вани и от усадки и ползучести бетона, опред ел яемая по формуле ( 26).

Допускается кривизну  опред е лять по формуле

,                                                   (52)

где   -   кривизна оси э лемента при осты вании от усадки бетона, определяемая по формуле ( 31);

  -    кривизна оси элемента при ост ы вании от ползучести бетона, определяется по формуле ( 53) со знаком « минус»:

.                                                 (53)

Mt и M t -   температурные моменты соответстве н но для кратковременного и длительного нагрева, определяются по формуле ( 50), при нимая температурную кривизну для кратковременного нагрева при значении αbt по табл. 20 для подъема температуры на 10 ° С/ч и более независимо от д лительности нагрева;

B -       жесткость сечения , определяемая по указаниям пп. 4.28 и 4.29; в формуле ( 50) вычисляется для кратковременного и длительного нагре ва, а в формулах ( 51) и ( 53) - для кратковременного на грева со скоростью 10 ° С/ч и более независимо от длительности нагрева.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР В СЕЧЕНИЯХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

1 .47 (1. 34). Расчет распределения температур в бетонных и железобетонных конструкциях для установившегося те п лового потока следует производить, пользуясь методами расчета температур ограждающих конструкц ий согласно СНиП II-3-79 ** .

Расчет распр е деления темп ератур в ограждающ их конструкциях сложной конфигурации сечений элеме нтов, в массивных конструкциях, в конструкц иях, находящ ихся ниже уровня земли, а также при неустановившемся тепловом потоке с учетом переменной влажности бетона по сечению должен производ иться методами расчета температурных полей или теории теплопроводности либо по соответствую щим н ормативным документам.

Расчет распределения температур в стенках боровов и ка н алов, расположенных под землей, д опускается производить:

для кратковременного нагрева , принимая сечение по высоте стен не равномерно нагретым с прямолинейным распределе нием температур бетона и вели чину коэффициента теплоот дачи наружной поверхности стенки αe - по табл. 8;

для длительного нагрева, прин и мая сечение по высоте стен равномерно нагретым.

Температуру арматуры в сечениях железобетонных элементов допускается принимать равной температуре бетона в месте ее расположения.

1.48 (1.35). Для конструкций , находящихся на на ружном воздухе, коэффиц иент теплоотдачи наружной поверхности αe , Вт/(м2 · ° С), в зависимости от скорости ветра следует опред елять по формуле

,                                                         (54)

где v - скорость ветра , м/с.

При расчете н аибольших усилий в конструкциях от возд ействия температуры при нимают макси мальную из средних скорост ей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и б олее, а при определе нии максимальной температуры нагрева бетона и арматуры принимают минимальную из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет 16 % и более согласно СНиП 2.01.01-82, но не менее 1 м/с.

Д ля конструкций, н аход ящ ихся в помещении и ли на наружном воздухе, но защищен ных от воздействия ветра, коэффиц иент теплоот дачи наружной поверхности α e принимают по табл. 8.

Таблица 8

Коэффициенты теплоотдачи Вт/(м2 · °С)

Температура наружной поверхности и воздуха, °С

0

50

100

200

300

400

500

700

900

1100

1200

α e

8

12

14

20

26

-

-

-

-

-

-

αi

-

12

12

12

14

18

23

4 7

82

140

175

Пр и мечание . Коэфф и циенты α e и αi д ля пр омежут очны х значе ни й температур определяют инте рполяци ей.

Коэффици е нт те плоотдачи внутренней поверхности конст рукции αi следует определять, как правило , методом расч ета тепл опередачи как для случая сл ож но г о т еплообмена. При определении распределения темп ературы бетона по сечению элемента допускается коэффициент α i принимать по табл. 8 в зависимости от температуры воздуха производственного поме щ ения или рабочего пространства теплового агрегата.

1.49 (1.36). Коэффи ц иент теплопровод ности λ бетона в сухом состоянии должен приниматься по табл. 9 в зависимости от средней температуры бетона в сечении элемента. Коэффи ц иент теплопроводности λ огнеупорных и теплоизоля ц ионных материалов должен приниматься по табл. 10.

Термическое сопротивление невентилируемой воздушной прослойки в зависимости от температуры воздуха и независимо от ее толщины и направления следует принимать равным, м2 · °С/Вт:

0,140 ................................. при         50 °С

0,095 .................................... »         100       »

0,035 .................................... »         300       »

0,013 .................................... »         500       »

Таблица 9

Номера составов бетона по табл. 11

Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м · °С), обычного и жаростойкого бетонов в сухом состоянии при средней температуре бетона в сечении элемента, °С

50

100

300

500

700

900

1

1,51

1,3 7

1,09

-

-

-

20

2,68

2,43

1,94

1,39

1,22

1,19

21

1,49

1,35

1,37

1,47

1,57

1,63

2, 3, 6 , 7, 13

1,51

1,37

1,39

1,51

1,62

-

10, 11

0,93

0,89

0,84

0,87

0,93

1,05

14, 15, 16, 17, 18

0,99

0,95

0,93

1,01

1,04

1,28

19

0,87

0,83

0,78

0,81

0,87

0,99

4 , 5 , 8, 9

0,81

0,75

0,63

0,67

0,70

-

12

0,93

0,88

0,81

0,90

-

-

23

0,37

0,43

0,39

0,45

0,46

0,52

0,52

0,58

0,58

0,64

-

29

0,44

0,50

0,46

0,52

0,52

0,58

0,58

0,64

0,64

0,70

0,70

0,76

24

0,27

0,38

0,29

0,41

0,34

0,45

0,40

0,50

0,45

0,55

0,51

0,59

30

0,31

0,44

0,34

0,46

0,37

0,51

0,43

0,56

0,49

0,60

-

26 , 2 8

0,21

0,23

0,28

0,33

0,37

0,42

22, 2 5, 27, 31, 32, 36

0,29

0,31

0,36

0,42

0,48

0,53

33

0,21

0,22

0,25

0,29

0,33

0,37

34, 3 5, 37

0,24

0,27

0,31

0,37

0,43

0,49

Примечани я: 1. Коэффициенты теплопровод ности бетонов составов № 23 и № 29 приведены: над чертой для бетонов со средней плотностью 1350, под чертой 1550; д ля бетонов составов № 24 и № 30 соответственно 950 и 1250 кг/м3 . Если средняя плотность бетона отличается от указанн ых значени й, то коэффиц иент теплопроводности опред еляют интерполяцией.

2. Коэффициент теплопроводности λ обычного и жаростой кого бетонов с естественной влажностью после нормального твердени я или тепловой обработки при атмосферном давлении при средней температуре бетона в се чени и элемента до 100 ° С следует принимать по данным таблицы, увеличенным на 30 % .

3. Для промежуточных значений температур коэффици ент теплопроводности λ определяют интерполяцией.

Таблица 10

Материалы

Средняя плотность в сухом состоянии, кг/м3

Предельно допустимая температура применения, °С

Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м · °С), огнеупорных и теплоизоляционных материалов в сухом состоянии при средней температуре материала в сечении элемента, °С

50

100

300

500

700

900

1. Изделия ог н еупорные шамотные, ГОСТ 390-83

1900

-

0,73

0,7 7

0,88

1,01

1,14

1,2 7

7. Изделия шамотные легковесные, ГОСТ 5040-78

400

1150

0,13

0,14

0,17

0 , 20

0,23

0,27

3. То же

800

1270

0,23

0,24

0,29

0,34

0,38

0,43

4. »

1000

1300

0,34

0,35

0,42

0,49

0,56

0,63

5. »

1300

1 400

0,49

0 ,5 6

0,58

0,65

0,73

0,8 1

6. Изделия огнеупорные динасо вы е, ГОСТ 4157-79

1900

-

1,60

1,62

1,70

1,78

1,85

1,93

7. Изделия динасовые легковесные, ГОСТ 5040-78

1200 - 1400

1 550

0,57

0,58

0,64

0,70

0,75

0,8 1

8. Изделия каоли н овые, ГОСТ 20901-75

2000

-

1,79

1,80

1,86

1,90

1,95

2,01

9. Изделия в ы соког линоземисты е, ГОСТ 24704-81

2600

-

1,76

1,74

1,68

1,65

1,60

1,55

10. Изделия огнеупорные магнезитовые, ГОСТ 4689-74

2700

-

6,00

5,90

5,36

4,82

4,30

3 ,7 5

11. Изделия высокоогнеупорные пери кл азохроми товы е, ГОСТ 10888-76

2800

-

4,02

3,94

3,60

3, 2 8

2,94

2,60

12. Изделия высокоогнеупорные хромомагнезитовые, ГОСТ 5381-72

2950

-

2,74

2,71

2,54

2,36

2,18

2,01

13. Кирпич глиняный обыкновенный, ГОСТ 530-80

1700

-

0,56

0,59

0,70

0,81

-

-

14. И з делия пеноди ато митовые теплоизоляционн ые, ГОСТ 2694-78

350

900

0,09

0,10

0,13

0,15

0,18

-

1 5. То же

400

900

0,10

0,11

0,14

0,16

0,19

-

16. Изделия ди атомитовы е теплоизоляц ионные, ГОСТ 2694-78

500

900

0,12

0,13

0,19

0,23

0,28

-

17. То же

600

900

0,14

0,15

0,21

0,25

0,30

-

18. Маты минера л оватн ые прошивные на металлической сетке, ГОСТ 21880-76

75 - 100

600

0,05

0,06

0,11

0,15

-

-

19. Маты минера л оватны е прошивные, ГОСТ 21880-76

125

600

0,05

0,06

0,11

0,16

-

-

20. То же

150

600

0,05

0,06

0, 11

0,16

-

-

21. Плиты и маты теплоизоляционные из минеральной ваты на с и нтетическом связующ ем, ГОСТ 9573-82

50 - 75

400

0,05

0,07

0,13

-

-

-

22. То же

125

400

0,05

0,07

0, 11

-

-

-

23. »

175

400

0,05

0,07

0,11

-

-

-

24. Маты теплоизоляционные из ваты каол и нового состава, ТУ 14-8-78-73

150

11 00

0,05

0,06

0,12

0,18

0,24

0,31

25. То же

300

1100

0,06

0,07

0,13

0,19

0,25

0,35

26. Изделия из стеклянного шта п ельного волокна, ГОСТ 10499-78

170

450

0,06

0,07

0,14

-

-

27. Перлито -ф осфогелевы е изделия бе з ги дроизоляци онно-упрочн яю щего покрытия, ГОСТ 21500-76

200

600

0,07

0,08

0,10

0,12

-

-

28. То же

250

600

0,08

0,09

0 ,11

0, 1 4

-

-

2 9. »

300

600

0,08

0,09

0,14

0,16

-

-

30. Перлито ц ементны е изделия, ГОСТ 18109- 80

250

600

0,07

0,09

0,13

0,16

-

-

31. То же

300

600

0,08

0 ,10

0,14

0,17

-

-

32. »

350

600

0,09

0, 11

0, 1 5

0, 18

-

-

33. Перлитокерам и чески е изделия, ГОСТ 21521-76

250

875

0,08

0,09

0,12

0,16

0,19

-

34. То же

300

875

0,09

0,10

0,13

0,17

0,20

-

35. »

350

875

0,10

0,11

0,14

0 , 1 S

0,21

-

36. »

400

875

0, 11

0,12

0,15

0,19

0,22

-

37. Изве ст ко во- кремнеземисты е изделия, ГОСТ 24748-81

200

600

0,07

0,08

0,10

0,12

-

-

38. Изделия на основе кремнеземног о волокна, ТУ 207- 67

120

1200

0,06

0,07

0,10

0,14

0,17

0,21

39. Саве литовы е издели я, ГОСТ 6788-74

350

50 0

0,08

0,09

0, 11

-

-

-

40. Сав елит овы е и здели я, ГОСТ 6788-74

400

500

0,09

0,10

0,12

-

-

-

4 1. Ву лкан итовые издели я, ГОСТ 101 79-74

300

600

0,08

0,09

0,11

0,13

-

-

42. Т о ж е

350

600

0,08

0,09

0,11

0,14

-

-

43. »

400

600

0,09

0,10

0,12

0,14

-

-

44. Пенос т екло, СТ У 8 5- 497-64

2 00

500

0,08

0,09

0,13

-

-

-

45. А с бестовермикулитовы е плиты, ГОСТ 13450-68

250

600

0,09

0,11

0,16

0,21

-

-

46. То же

300

600

0,10

0, 11

0,16

0,2 1

-

-

47. »

350

600

0,10

0 , 12

0,17

0,22

-

-

4 8. Издели я му лли токре мне зе мисты е огне уп орные волокнист ые т еплоиз оляци онные марки М КРВ -350, ТУ 14-8-159-75

350

1150

0, 11

0,12

0,15

0,19

0,22

0,29

4 9. Диатом итовая крошка обожжен ная, ТУ 36-888-67

50 0

600

900

900

0,01

0,03

0,03

0,04

0,06

0,09

0,10

0,15

0,13

0,20

0,17

0,25

50. В ермикулит вспученный , ГОСТ 12865-67

100

11 00

0,07

0,09

0,14

0,20

0,26

0,31

51. То же

150

11 00

0,08

0,09

0,15

0,21

0,27

0,32

52 . »

200

11 00

0,08

0,10

0,15

0,21

0,27

0,33

53. Асб о зурит

600

900

0, 17

0,18

0,21

0,24

-

-

54. Картон асбестовы й, ГОСТ 2850-80

1000 - 1 300

600

0,16

0,1 8

0,20

0,22

-

-

Примечания: 1. Коэффициент теплопроводности λ огнеупорных (поз. 1 - 13) и теплоиз оляционных (поз. 14 - 54) мат ериалов с естественной влажностью при сре дней температуре нагре ва материала в сечении элемента до 100 °С следует принимать по табличным данным, увеличенным соответст венно на 20 и 10 %.

2. Коэффициент теплопроводности λ для промежуточных значений температур определяют интерполяцией .

Для промежуточных температур термическое сопротивление воздушной прослойки принимается по интерполяции.

При стационарном нагреве конструкции, состоя щ ей из п слоев, и начале отсчета слоев со стороны б олее нагретой поверхности температуру материала t n между слоями п - 1 и п определяют по формуле

.                                                   (55)

Температура материала более нагретой поверхнос т и tb вычисляется по формуле

,                                                            (56)

а температура материала менее нагретой поверхнос ти t es - по формуле

.                                                   (57)

В трехслойной конструкции определение температуры материала между первым и вторым слоями, считая слои от более нагретой поверхности, производится по формуле

.                                                      (58)

Температура материала между вторым и третьим слоями определяется по формуле

.                                                 (59)

Температура менее нагретой поверхности третьего слоя равна

.                                             (60)

Тепловой поток Q , Вт/м 2 , определяется по формуле

,                                                           (61)

где t i -   температура воздуха производственного помещения или рабочего пространства теплового агрегата;

t e -   температура наружного воздуха.

Сопротивление теплопередаче R 0 , м 2 · °С/Вт, многослойной конструкции следует определять по формуле

,                                       (62)

г де ; ; ...; ; ;

R 1 , R 2 , ..., Rn -1 , Rn -   термические сопротивления м атериала в отд ельных слоях конструкции, пронумерованные со стор оны нагреваемой поверхност и, м2 · °С/Вт;

t 1 , t 2 , ..., tn -1 , tn -        толщины отдельных слоев, м;

λ 1 , λ 2 , ..., λn -1 , λn -     коэ ффициенты теплопроводности материалов в слоях конструкци и при их средней температуре, Вт/(м · °С).

1 .50 (1.37). При расчете распре д еления температуры по толщ ине конструкции необходимо учитывать различие площадей тепл оотдаю щей и тепловоспринимающей поверхностей:

при круговом очертании , если толщина стенки более 0,1 наружного диаметра;

при квадр а тном или прямоугольном очертании, если толщина стенки б олее 0,1 длины большей стороны;

при произвольном очертании, если разни ц а в пл ощад ях тепл оотдаю щей и тепл овос прини мающей поверхностей более 10 % .

Д ля трехслойной конструкц ии ограждения с учетом различия в площадях теплоотдающи х внутренн ей Ais и наружной Ае s поверх н остей:

темпера т ура материала более нагретой поверхности

;                                                            (63)

температура материала между первым и вторым слоями

;                                             (64)

температура материала между вторым и третьим слоями

;                                    (65)

.                          (66)

Определение сопротивления теплопередачи конструк ц ии производится по формуле

,                         (67)

где Ais и Aes -    расчетные площади те пл оотдающи х внутренней и наружной поверхностей;

A 1 и A 2 -       расчетные площади конструкц ии на границе между первым и вторым слоями и между вторым и третьим слоями.

1.51 (1.38). В ребристых конструкциях , когда наружные поверхности бетонных ребер и тепловой изоляции совпад ают, расчет те мпературы в бетоне должен производ иться по сечению ребра. Если бетонные ребра выступают за наружную поверхность тепловой изоляц ии, расчет температуры в бетоне ребра должен выполняться по методам расчета температурных полей и ли по соотв етствующим нормативным документам.

При выступающей за тепловую изоляцию бетона части ребра hw (черт. 4) допускается температуру бетона менее нагретой наружной поверхности ребра t ew определять по формуле

,                                                 (68)

где                                                               ;                                                                     (69)

;                                          (70)

λ -      коэффициент теплопроводности бетона при средней температуре выступающ е й части ребра.

Черт. 4. Схема элемента с выступающим ребром

1 - жаро с той кий бетон; 2 - теплоиз ол яц ия; 3 - арматура

Величина гиперболического косинуса ch определяется по черт. 5 в зависимости от параметра mhw . Коэффициент m вычисляется по формуле ( 69 ).

Черт. 5. Значения отношения  в зависимости от параметра mhw

Температура бетона в ребре на уровне наружной поверхности тепловой изоляци и определяется по формуле

.                                                       (71)

Температура бетон а б олее нагретой пов ерхности tb вычисляе тс я по фо рмуле ( 56) для сечения конструкции между ребрами.

Из совместного решения двух уравнений ( 68) и ( 71) находят температуру tew .

Температура арматуры , расположенной в ребре, определяется по формуле

.                                                     (72)

Расчет ре б ристой конструкции с выступающими за плоскость изоляции ребрами производится в следующ ей послед оват ельности.

А. При неизвестной высоте ребра

1. Задаются высотой полки h f .

2 . Теплотехническим расчетом определяют толщину э ффективной те плоизоляции, укладываемой между ребрами, при заданной температуре наружной поверхности.

3. Определяют высоту ребра сечения при заданной температуре tew н аружной поверхности:

а) задаются отношением hw / h ′ и при известных tb и tew по формуле ( 71) находят температуру бетона в ребре tb 1 ;

б) значение коэффициента m вычисляют по формуле ( 69 ), в которой α е определяют согласно указаниям п. 1.48 в зависимости от температуры наружной п оверхности огражде ния tes ; коэффи ц иент т еплопровод ности бе тона λb принимают по табл. 9 в зависимости от ср е дней температуры бетона;

в) опре д еляют значение отношения температу р ( tb 1 - te ) / ( tew - te ) ;

г) по черт. 5 в зависимости от отношения ( tb 1 - te ) / ( tew - te ) находят произведен и е mhw , из которого опр е деляют высоту ребра hw и отношение hw / h ′.

Если при определен и и те мпературы t b 1 заданное отношение hw / h ′ отличается от в ычисленного, п роизводят перерасчет. При э том отношение h f / h должно у д овлетворять д анным черт. 14.

Б. При заданных размерах высоты ребра и высоты полки

1. Теплотехническим расчетом определяют толщину эффективной теплоизоляции, укладываемой между ребрами, из условия получения на ее наружной поверхности заданной температуры.

2. Задаются температурой наружной поверхности ребра t ew .

3. Пр и известных температурах tb и tew по формуле ( 71) находят температуру бетона в ребре tb 1 .

4. Вычисляют коэффи ц иент m по формуле ( 69 ), в которой принимают αe согласно указаниям п. 1.48 в зависимости от температуры наружной поверхности ребра tew ; коэффициент теплопроводности бетона λ принимают по табл. 9 в з ависимости от средней температуры бетона.

5. Вычисляют величину произве д ения mhw и по черт. 5 определяют гиперболический косинус c h mhw .

6 . Из совместного решения уравнений ( 68) и ( 71) находят наружную температуру бетона ребра te w . В случае если вычисленная температура t ew отличается от ранее принятой более чем на 1 0 % , необходимо сделать перерасчет. Теплотехническим расчетом должны быть также определены температура а рматуры по формуле ( 72) и температ ура на границе полки и теплоиз оляции.

1.52 (1 .39). Температура бетона в сечениях конструкций от нагрева при эксплуатации должна определяться теплотехническим расчетом установившегося теплового потока при заданной по проекту расчетной температуре рабочего пространства или воздуха производственного помещен и я.

Для конструкций, находя щ ихся на наружном воздухе, наибольшие температуры нагрева бетона и арматуры определяются по расчетной летней температуре наружного воздуха, принимаемой по средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца в районе строительства по СНиП 2.01.01-82. Вычисленные температуры не должны превышать предельно допустимые температуры применения бетона по ГОСТ 20910-8 2 и арматуры по табл. 24.

1.53 (1.40). При расчете статически неопределимых конструкций, работающих в условиях воздействия температур , теплотехнический расчет должен произ водиться на расчетную температуру рабочего пространства и на температуру, вызывающую наибольшие усилия, определяемые по указаниям п. 1.23 .

При расчете наибольших усилий от воздействия температуры в конструкциях, находящихся на наружном воз д ухе, температуру бетона и арматуры вычисл яют по расчетной зимней температуре наружного воздуха, принимаемой по температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 района строительства по СНиП 2.01.01-82.

1.54. Расчет температур в конструкциях с включениями и з различных теплоизоляционных материалов, а также более точный расчет ребристых конструкций из жаростойкого бетона следует производить согласно «Указаниям по тепловому расчету конструкции тепловых агрегатов» .

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

БЕТОН

2.1 (2.1). Для бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур, следует предусматривать:

обычный бетон - конструкционный тяжелый бетон средней плотности 2200 до 2500 кг/м3 в клю ч. по ГОСТ 25192-82;

жаростойкий бетон конструкционный и теплоизоляционный плотной структуры средней плотности 900 кг/м 3 и более по ГОСТ 20910-82, составы которых приведены в таб л. 11.

Жаростойкий бетон средней плотности до 11 00 кг /м3 включ. следует предусматривать преимущественно для ненесущих ограждающих конструкций и в качестве теплоиз оляционных материалов.

Жаростойкий бетон средней плотности более 1100 кг/м 3 надлежит предусматривать для несущих конструкций.


Таб л ица 11

Номер состава бетона

Класс бетона по предельно допустимой температуре применения

Исходные материалы

Наибольший класс бетона по прочности на сжатие

Средняя плотность бетона естественной влажности, кг/м3

вяжущее

отвердитель

тонкомолотая добавка

заполнители

Обычный бетон

1

-

Портландцемент, б ы ст ротв ерд еющи й портландцемент, шл акопортландц емент

Не применяется

Не пр и меняется

Гранитовые, доломитовые, плотные из вестняковые, сиенитовые, плотные пески

В50

2200 - 2500

Жаростойкий бетон

2

3

То ж е

Т о ж е

То же

А нд езитовые, базальтовые, диабазовые, диоритовые

В40

2400

3

3

»

»

»

Из доменных отвальных шлаков

В40

2400

4

9

»

»

Из з олы уноса

Аглопорит о вые. Из боя гл иняно го кирпича

В15

В15

1800

1900

5

8

»

»

И з литого шлака, з олы уноса, боя гли няного ки рпича

Из шлаков металлургических пористых (шлаковая пемза)

В15

2000

6

7

»

»

Шамотная, из з олы уноса, боя гли няного кирпича, и з отвального и гранули рованного доменного шлака

Андезитовые, ба з альтовые , диабазовые, диори товые

В40

2400

7

7

»

»

То же

Из доменных отвальных шлаков

В40

2400

8

8

»

»

Из отвального и гранулированного доменного шлака, боя глиняного кирп и ча, з олы уноса

И з шлаков топли вных, туфовые

В15

1800

9

9

»

»

Из боя глиняного кирпича

Из боя глиняного кирп и ча

В15

1900

10

11

Портл а ндцемент, быст ротв ердеющи й портл андцемент

»

То же, и золы уноса

Ш амотные кусковые и из боя изде лий

В35

2000

11

12

Т о ж е

»

Шамотная

То же

В35

2000

Жаростойкий бетон

12

8

Ж и дкое стекло

С а морассы пающиес я шлаки

И з шла ков феррома рганца, сили комарганц а

Из шлаков ферромарган ц а, силикомарганца

В 20

2100

13

6

То же

Кремнефторис т ый натрий, нефелиновый шлам, са мора ссыпающи еся шлаки

Шамотная

Анде зит овые, базальтовые, диабазовые

В 20

2500

14

10

»

К ре мне фто ристы й натри й

Шамотная, и з ка тали затора ИМ 2201 отработанн ого

Шамотные кусковые и и з боя изделий

В20

2100

15

11

»

Нефелиновый шлам, саморассыпа ю щи еся шлаки

Шамотная из катализ а тора ИМ-2201 отработанного

Из смеси шамотных кусковых или из боя издел и й и карборунда

В20

2300

16

13

»

Кремнефтористый натрий

Магнезит о вая

Шамотные кусковые и из боя и з делий

В 15

2100

17

12

»

Нефел и новый шлам, саморассыпающиеся шла ки

Шамотная, из катализатора ИМ-2201 отработа н ного

То же

В15

2100

18

13

»

То же

Магне з итовая

»

В15

2100

19

1 3

Глино з емистый цемент

Не применяется

Не применяется

»

В30

2 1 00

20

12

То же

То же

То же

Из передельного феррохрома

В30

2800

21

14

»

»

»

Мул ли токорундовые кусковые и из боя и зделий

В35

2800

22

6

П ортландц емент

»

Шамотная, из боя глиняного кирпича, з олы уноса, из отвального и гранули рованного доменного шлака, кат али затора И М-2201 отработанного

Вспученный перлит

В5

1100

23

11

»

»

Шамотная, из катали з атора ИМ- 2201 отработанного

Керам зи товые с насыпной плотность ю 550 - 650 кг/м3

В15

1500 - 1700

24

10

»

»

То же

Керам з итовые с насыпной плотностью 350 - 500 кг /м3

В5 - В10

1100 - 14 00

25

10

»

»

Шамотная, из боя гл и нян ого ки рпича, и з з олы уноса, керамзитовая, агл опоритовая, из вулкани ческого пепла

Из смеси кер а мз ита и вспученного вермикулита

В3,5

1000

26

10

»

»

То же

Вспученный верм и кулит

В2,5

11 00

27

8

Жидкое стекло

Кремнефтористый натрий

Шамо т ная, из ката лизатора ИМ-2201 отработанного

Из смеси керамзита и вспученного верми кулита

В10

1000

28

8

То же

Т о ж е

Т о ж е

Вспученный вермикулит

В3,5

1100

29

8

»

»

»

Керамзитовые с н асыпной плотностью 550 - 650 кг/м3

В15

1500 - 1700

30

8

»

»

»

Кер а мзитовые с насыпной плотностью 350 - 500 кг/м3

В5 - В10

1100 - 1400

31

8

»

»

»

Из смес и зольн ого гравия и вспученного перлита

В3,5

900

32

8

»

»

»

Вспученный перлит

В3,5 - В5

900 - 11 00

33

11

Глиноземистый цемент

Н е применяется

Не применяется

Вспученный вермикулит

В2,5

1 1 00

34

11

То же

Т о ж е

То же

Из смеси керамз и та и всп ученного вермикули та

В3,5

1000

35

11

»

»

»

Керамз и товые

В5

1000

36

11

»

»

»

Из смеси золь н ого гравия и вспучен ного п ерли та

В5

1100

37

1 1

»

»

»

Вспученный перлит

В5

1000

Примечан ие . Д ля бетонов с от вердител ем из к ремнефт ористого натрия классов 8 - 14 по предельно допустимой температуре применени я не допускается воз действие пара и воды без предварительного нагрева до 800 ° С, класса 6 - по предельно допустимой темпе ратуре применения подвергать воздействию пара не следует.


2 .2 (2.2). При проектировании бетонных и железобетонных конструкций, работаю щ их в условиях воздействия повышенных и высоких температур, в зависимости от их назначения и условий работы должны устанавливаться показатели качества бетона, основными из которых являются:

а) класс бетона по прочности на сжатие В;

б) класс обычного бетона по прочности на осевое растяжение Bt (назначается в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение и контролируется на производстве );

в) класс жаростойкого бетона по предельно допустимой температуре применения согласно ГОСТ 20910 -8 2 (должен указываться в проекте во всех случаях);

г) марка жаростойкого бетона по термической стойкости в водных Т1 и воздушных Т2 те пл осменах (назначается для конструкций, к которым предъявляются требования по термической стойкости);

д) марка по водонепроницаемости W (назначается для конструкций, к которым предъявляются требования по ограничению водопроницаемости);

е) марка по морозостойкости F (назначается для конструкций, которые в период строительства или при остановке теплового агрегата могут подвергаться эпизодическому воздействию температуры ниже 0 °С );

ж) марка по средней плотности D (назначается для конструкций, к которым кроме конструктивных предъявляются требования теплоизоляции, и контролируется при их изготовлении ).

2.3 (2.3). Для бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях систематического воздействия повышенных и высоких температур, пред усматривают бетоны:

а) классо в по прочности на сжатие:

обычный бетон (состава № 1 по табл. 11) - по СНиП 2.03.01-84 до В50 включ .;

ж а ростойки й бетон (составов по табл. 11):

№ 2, 3, 6, 7 - В 3,5 ; В5; В7, 5; В10; В 12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В 40;

№ 10, 11 , 2 1 - В 3,5; В5; В7, 5; В10; В 12,5; В15; В20; В25; В30; В 35;

№ 19, 2 0 - В 2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В 12,5; В15; В20; В25; В30;

№ 12, 13, 14, 15 - В2; В 2,5; В 5; В 7,5; В10; В 12,5; В15; В20;

№ 4, 5, 8, 9, 16, 17, 18, 23, 29 - В 2; В2,5; В 3,5; В5; В7,5; В10; В 12,5; В15;

№ 2 4, 2 7, 30 - В 2; В 2,5; В3,5; В5; В 7, 5; В10;

№ 22, 24, 30, 32, 35, 36, 3 7 - В 1; В 1,5; В2; В 2,5; В 3,5; В 5;

№ 25, 28, 31, 32, 34 - В 1; В 1,5; В2; В2,5; В3,5;

№ 2 6, 3 3 - В 1; В 1,5; В 2; В 2,5;

б) обычный бетон классов по прочности на осевое растяжен и е: (состава № 1 по табл. 11) - В t 0 ,8; В t 1, 2 ; В t 1,6 ; В t 2; В t 2,4;

в) жаростойкий бетон марок по термической стойкости в водных те пл осмен ах (составов № 2 - 21, 23 и 29 по табл. 11) - Т15 ; Т110; Т115, Т12 5;

в воздушных теплосменах (составов № 22, 24, 27, 3 0, 3 2, 3 5 - 3 7 по табл. 11) - Т210; T 2 1 5; Т220, Т225.

Дл я б етона других составов марка по термической стойкости в водных и воздушных теплосменах не нормируется;

г ) марок по в одонепроница емости:

обычный бетон (состава № 1) и жаростойкий бетон ( составов № 2 - 21, 23 и 29 по табл. 11) - W 2; W 4; W 6; W8.

Для бетона других составов марка по водонепроницаемости не нормируется;

д) марок по морозостойкости:

обычный бетон (состава № 1) и жаростойкий бетон (составов № 2 - 21, 23, 29 по табл. 11) - F 15, F 25, F35, F 50, F 75.

Для бетона других составов марка по морозостойкости н е нормируется.

е) жаростойкий бетон марок по сре д ней плотности составов (по табл. 11):

№ 4, 8 - D 1800;

№ 23, 29 - D 170 0, D 1600, D 1500 ;

№ 2 4, 3 0 - D 1400, D 1300 , D 12 00;

№ 22, 24, 26, 2 8 , 30, 32, 33, 36 - D 11 00;

№ 2 5, 2 7, 3 2, 3 4, 35, 37 - D 10 00;

№ 3 1, 3 2 - D 900.

Для бетона других составов марка по средней плотности не нормируется.

2.4. Возраст бетона, отве чающий его классу и марке, назначается при проектировании исходя из реальных сроков фактического з агру жения проектными нагрузками и нагрева конструкции, способов их возведения и условий твердения. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 сут.

Значение отпускной прочности бетона в элемент а х сборн ых конструкц ий, выполненных из обычного тяжелого бетона, устанавливается по ГОСТ 13015.0-83 и жаростойкого бетона - по ГОСТ 23521-79.

Для железобетонных конструкций из обычного тяжелого бетона, работаю щ их в условиях воздействия повышен ных температур, класс бетона по прочности на сжатие рекомендуется принимать:

для железобетонных элементов, рассчитываемых на воздействие многократно повторяющейся нагрузки, - не ниже В15;

для железобетонных сжатых стержневых элементов из тяжелого бетона - не ниже В15; то же, для сильно нагруженных сжатых стержневых элементов (например, для колонн, воспринимаю щ их значительные крановые нагрузки, и для колонн нижних этажей многоэ тажных зданий) - не ниже В 25.

Для железобетонных конструкций не допускается применение обычного тяжелого бетона класса по прочности на сжатие ниже В 7,5.

2.5 (2.4). Д ля железобетонных конструкций из жаростойкого бетона, работающ их в условиях воздействия высоких температур, рекомендуется принимать класс бетона по прочности на сжатие:

для сборных несущих э л ементо в ............................................................. не ниже В7, 5

для монолитных конструкций :

при постоянном нагреве ( с м. п . 1.11 ), °С:

до 500 включ. ............................................................................................. не ниже В 5

св . 5 00 ......................................................................................................... В7, 5

пр и ударных и ист ирающ их возд ействи ях, а также при циклическом нагреве, °С:

до 500 включ. ............................................................................................. не ниже В7,5

св . 5 00 ......................................................................................................... В10

Для предварительно напряженных железобетонных конструкций из обычного и жаростойкого бетонов, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур, класс бетона по прочности на сжатие должен приниматься в зависимости от вида и класса напрягаемой арматуры, ее диаметра и наличия анкерных устройств по СНиП 2.03.01-84.

Для бетонных и железобетонных конструкций, работаю щ их в условиях воздействия высоких температур:

жаростойкие бетоны составов № 2 - 21, 23 и 29 (по табл. 11) должны иметь марку по термической стойкости в водных теплосменах, не менее, при нагреве:

постоянном .......................................................................................................... Т15

циклическом ........................................................................................................ Т1 1 5

циклическом с ре з ким охлаждением в озду хом или водой ............................. Т125

жаростойкие бетоны составов № 22, 24, 27, 30, 32, 35 - 37 (по табл. 11) должны иметь марку по термической стойкости в воз д ушных теплосменах, не менее, при нагреве:

постоянном .......................................................................................................... Т2 10

циклическом ........................................................................................................ Т 2 20

Для железобетонных конструкций из обычного (состава № 1) и жаростойкого бетона (составов № 2 - 21, 23 и 29 по табл. 11) марки по водонепрониц аемости должны быть, не менее:

д л я фундаментов, боровов и других сооружений, находящ ихся под землей

ниже уровня г рунтовых вод ..................................................................................... W 4

дл я тепловых агрегатов и других сооружений, находящ ихся над землей

и подвергаю щ ихся атмосферным осадкам ............................................................ W 8

Д л я бетонных и железобетонных конструкц ий, работающ их в условиях воздействия повышенных и высоких температур, которые в период строительства или при остановке теплового агрегата могут подвергаться эпизодическому воз действию температу ры ниже 0 °С в условиях воздушно-влажностн ого состояния, обычный бетон (состава № 1) и жаростойкий бетон (сос та вов № 2, 3, 6, 7, 13, 20 и 21 по табл. 11) должны иметь марку по морозост ойкости согласно СНиП 2.03.01-84.

Требования к конструкциям и изделиям из жаростойкого бетона, предназначенным для эксплуата ц ии в условиях воздействия агрессивной среды и высокой темпера туры, должны устанавливатьс я в соответствии с требованиями СНиП II -28 - 73 в зависимости от степени агрессивности среды и условий э ксплуатации.

В конструк ц иях и изделиях, предназначенных для работы в условиях воздействи я высокой температуры и агрессивной среды, должен применяться жаростойкий бетон, наиболее стойкий в агрессивной среде:

нейтральной и щелочной газовой - жаростойкий бетон на портландцементе и шл акоп ортландцементе;

кислой газовой и в расплавах щ елочных металлов - жаростойкий бетон на жидком стекле;

углеродной и фосфорной газовой - жаростойкий бетон на высокоглиноземистом и глиноземистом цементах и фосфатных связках; на а лю моси лик атны х заполнителях с содержанием в них окиси железа Fe 2 O 3 не более 1,5 % (см. п. 1.12 );

водородной газовой - жаростойкий б е тон на вы сокоглиноземистом цементе с з аполнителями, содержащими окись алюминия Al 2 O 3 не более 7 % ( см. п . 1.12).

Для конструк ц ий, работающи х в условиях возде йствия повышенных температу р и поперемен ного увлажнения, рекомендуется применять обычный б етон класса по про чн ости на сжат ие не менее В7,5 и марки по вод оне проницаемости не менее W 6 при нагреве до 12 0 °С включ. и не менее W 8 при на гре ве свыше 120 ° С.

2.6 (2.5). П ри н еравномерном нагреве бетона п о высоте сечения э ле ментов конструкций, в которых напряжения сжатия в бетоне от собственного веса и нагрузки составляют до 0,1 М Па включ., а также элементов конструкций, в к оторых усилия возникают только от воздействия температуры, предельно допусти мая температура применения бетона устанавливается по ГОСТ 20910-82.

Пр и неравномерном и равномерном нагреве по в ысоте сечения э лементов конструкций, в к оторых н апряжения сжати я в жаростойком б етоне от со бственного веса и нагрузки соста вляют более 0,1 МПа, предельно допустима я температура примен ения бетона устанавли вается расчетом.

При в оздействи и температур, п ревышающ их указанные в ГОСТ 2091 0-82, необходимо предусматривать устройство защ итных слоев (фут еровок).

2.7. Для замоноли чи вани я стыков элементов сборных железобетонных конструкций проектную марку бетона следует устанавливать в зависимости от условий работ ы соединяемых элементов, но п ринимать не ниже В7,5.

2. 8. Для замоноличивания стыков элементов сборн ых конструкций, которые в проц ессе эксплуатации или монтажа на наружном воздухе могут под вергаться воздействию отрицательных температур, следует применять бетоны проектных марок по морозостойкости и вод онепроницаемости не ниже принятых для стыкуемых элементов.

НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА

2.9. Нормативными сопротивлениями бетона являются: сопротивление осевому сжатию (п ри зменная прочность) Rb n и сопротивление осевому растяжению Rbtn .

Р а счетные сопротивления бетона для пред ельных состояний первой и второй групп определяются пу тем де ления норматив ных сопротивлений на соот ветствующ ие коэффициенты надежности по бетону при сжатии γbc или при растяжении γbt , принимаемые для основных видов б етона по табл. 12.

Табл и ца 12

Вид бетона

Коэффициенты надежности по бетону при сжатии γ bc и растяжении γbt для расчета конструкции по предельным состояниям

первой группы

второй группы γbc и γbt

γ bc

γbt при назначении класса бетона по прочности

на сжатие

на растяжение

Обычны й тяжелый и жар остой кий, тяжел ый и легк ий б етоны

1, 3

1,5

1,3

1,0

Нормативные сопротивления бетон а Rbn в зависимости от кл а сса бетона по прочности на сжатие даны в табл. 13.

Нормативные сопротив л ения бетона растяжению в случаях, когда прочность бетона на растяжение не контролируется, принимаются в з ависи мости от класса бетона по прочности на сжатие согласн о табл. 13.

Таблица 13

Вид сопротивления

Номера составов бетона по табл. 11

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

В2

В2,5

В3,5

В5

В7,5

В10

В12,5

В15

В20

В25

В30

В35

В40

В45

В50

Сжат и е осевое (призменная прочность) Rbn и Rb , ser

1 - 3, 6, 7, 10 - 15, 19 - 21

-

-

2,7

27,5

3,5

35,7

5,5

56,1

7,5

76,5

9,5

96,9

1 1,0

112

15,0

153

18,5

189

22,0

224

25,5

260

29,0

296

32,0

326

36 , 0

367

4, 5, 8, 9, 16 - 1 8, 2 3, 24, 29, 3 0

1,6

16,8

1,9

19,4

2,7

27,5

3 , 5

35,7

5,5

56,1

7,5

76,5

9,5

96,9

1 1,0

112

15,0

153

18,5

189

22,0

224

25,5

260

29,0

296

-

-

Растяжен и е осев ое Rbtn и Rbt , ser

1 - 3, 6, 7, 10 - 15, 1 9 - 21

-

-

0,39

4,00

0,55

5,61

0,70

7,14

0,85

8,67

1,00

10,2

1,15

11,7

1,40

14,3

1 ,60

16,3

1,80

18,4

1,9 5

19,9

2,10

21,4

2,2 0

22,4

2,30

23,5

4, 5, 8, 9, 16 - 18, 23, 2 4, 2 9, 30

0,12

1,22

0,29

2,96

0,39

4,00

0,55

5,61

0,70

7,14

0,85

8,67

1,00

10,2

1,15

11,7

1,40

14,3

1 ,60

16,3

1,80

18,4

1,9 5

19,9

2,10

21,4

-

-

Примечание . На д чертой указаны з начения М Па, под чертой - в к гс/ см3.

При контроле класса обычного тяжелого бетона по про чн ости на осев ое растяже ние нормативные сопротивления бетона осевому растяжению Rbtn прин и маются равными е го гарантирова нной п рочности (классу) на осе вое растяжение.

2.10. При расчете элементов конструкций без учета воздейств ия температуры расчетные сопротивления бетона для пред ельных состояний первой г руппы Rb и Rbt снижаются (или повышаются) путем умножения на коэффициенты условий работы бетона γbi , учитывающ ие особенности свойств бетонов, длительность действия нагрузки и ее многократную повторяемость, условия и стадию работы конструкции, способ ее изготовления, размеры сечений и т.п.

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb , ser и Rbt , ser вводят в расчет с коэффициентом условий работы бетона γ bi = 1, за исключением случаев , указанных в пп . 4.7 и 4.9.

Значения расчетных сопротивлений основных видов бетонов в зависимости от класса бетона по п рочности на сжатие приведены: для предельных состояний первой группы - в табл. 14 и для предельных состояний второй группы - в табл. 13, в зависимости от класса обычного бетона по прочности на растяжение - в табл. 14 СНиП 2.03.01-84.

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой и второй группы, приведенные в табл. 14 и 13 и в табл. 14 СНиП 2.03.01-84, в соответствую щ их случаях следует умножать на коэффициенты условий работы бетона согласно табл. 15.

Таблица 14

Вид сопротивления

Номера составов бетона по табл. 11

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

В2

В2,5

В3,5

В5

В7,5

В10

В12,5

В15

В20

В25

В30

В35

В40

В45

В50

С жатие осево е (призменная прочность) Rb

1 - 3, 6, 7, 10 - 15, 19 - 21

-

-

2,1

21,4

2,80

28,6

4,5

45,9

6,0

61,2

7,5

76,5

8,5

86,7

11,5

117

14,5

148

17,0

173

19,5

199

22,0

224

25,0

255

27,5

280

4, 5, 8, 9, 16 - 1 8, 2 3, 24, 29, 3 0

1 ,25

1 2 ,8

1,5

15,3

2,1

21,4

2,8

28,6

4,5

45,9

6,0

61,2

7,5

76,5

8,5

86,7

11,5

117

14,5

148

17,0

173

19,5

199

22,0

224

-

-

Растяжение осевое Rbt

1 - 3, 6, 7, 10 - 15, 1 9 - 21

-

-

0,26

2 ,65

0,37

3,77

0,48

4,89

0,57

5,81

0,66

6,73

0,75

7,65

0,90

9,18

1,05

10,7

1,20

12,2

1,30

13,3

1,40

14,3

1,45

14,8

1,55

15,8

4, 5, 8, 9, 16 - 18, 23, 2 4, 2 9, 30

0,08

0,8 2

0 , 20

2,04

0,26

2 ,65

0,37

3,77

0,48

4,89

0,57

5,81

0,66

6,73

0,74

7,55

0,80

8,16

0,90

9,18

1,0

10,2

1,10

11,2

1,20

12,2

-

-

Пр имечания: 1. Над чертой указ аны зн ачения в М Па, под чертой - в кгс/см2.

2 . Величины Rb и Rbt в необходимых случаях должны умножаться на коэффициенты условий работы бетона согласно табл. 15 и 16.

Та блиц а 15

Факторы, обусловливающие введение коэффициента условий работы

Коэффициент условий работы бетона

условное обозначение

числовое значение

1. Многократно повторяю щ аяся нагруз ка:

при нормальной температуре

γ b 1

См. табл. 22

при нагреве свыше 40 °С

γ b 1 t

См. табл. 23

2. Длительность действия нагрузк и:

а) при учете постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, кроме нагру з ок непрод олжительного действия (например, крановые нагрузки, нагрузки от транспортных средств; ветровые нагрузки; нагрузки, в озни кающ ие при изготовлении, транспортировании, возведени и и т.п.), а также при учете особых нагрузок, выз ванн ых деформациями прос адо чных, набу хающ их, вечно мерзлы х и други х грунтов для обычного тяжелого и жаростойкого тяжелого и легкого бетонов естественного твердения и подвергнутых тепловой обработке:

γ b 2

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

1,00

в остальных случаях

0,90

б) при учете в рассматр ив аемом сочетании кратковременных ( непродолжительного действия) и ли особых нагрузок*, указанных в поз. 2а для всех видов б етонов

1,10

3. Бетонирование в вертикальном положении при высоте слоя бетонирован и я более 1, 5 м

γ b 3

0,85

4. Влияние двухосного слож н ого напряженного состояния «сжатие- растяже ние» на прочность бетона

γ b 4

См. п. 4.8

5. Бетонирование монолитных б етонных столбов и железобетонных колонн с наи бо льши м ра змером сечения менее 30 см

γ b 5

0,35

6. Бетонные конструкции

γ b 9

0,90

7. Нормативные и расчетные сопротивления растяжению бетона на глиноземистом це менте

γ b 10

0,70

8. Стыки сборных элементов при толщине шва менее 1 /5 наименьшего раз мера сечения элемента и менее 10 см.

γ b 12

1, 15

9. Воздействие повышенной и высокой температур:

См. табл. 16

при сжатии

γ bt

при растяжении

γ tt

* Если при учете особых нагрузок вводится дополнительный коэффиц иент условий работы согласно указаниям соответствующи х нормативных документов (например, при учете сейсмических нагрузок), коэффициент γ b 2 принимается рав ным единиц е.

Примечани я: 1. Коэффициенты условий работы бетона по поз. 1, 2, 6 и 9 д олжны учитываться при определени и расчетных сопротивлений бетона Rb и Rbt , по поз. 4 - при определении R br, ser , а по остальным позициям - только при определени и R b .

2. Для конструкций, наход ящихся под действием многократно повторяющей ся нагрузки, коэффициенты γb 2 , γbt и γ tt уч итываются при расчете по прочности, a γb 1 и γb 1 t - при расчете на выносливость и по образ ованию трещин.

3. Коэффициенты условий работы бетона вв одятся независимо друг от друга с тем, однако, чтобы их произведение было не м енее 0, 45.

При расчете э лементов конструкций на воздействие температуры расчетные сопротивления бетона Rb и Rb , se r необходимо дополнительно умножать на коэффициент условий работы бетона при сжатии γbt , а расчетные сопротивления бетона Rbt и Rbt , ser - на коэффиц и ент условий работы бетона при растяжении γtt согласно табл. 16 , учитывающ ие влияние температуры и длительность ее действия на изменение прочностных свойств бетона.

Таблица 16

Номера составов бетона по табл. 11

Коэффициент

Расчет на нагрев

Коэффициенты условий работы бетона при сжатии γ bt и растяжении γtt , коэффициент βb при температуре бетона, °С

50

70

100

200

300

500

700

900

1000

1100

1, 2

γ bt

Кратковременный

1,00

0,85

0,90

0,80

0,65

-

-

-

-

-

Длительный

1,00

0,8 5

0,90

0,80

0 , 50

-

-

-

-

-

Д лительный с увлажнением

1,00

0,65

0,40

0,60

-

-

-

-

-

-

γtt

Кратковременный

1 ,00

0,70

0,70

0,60

0,40

-

-

-

-

-

Длительный

1,00

0,70

0,70

0 , 50

0,20

-

-

-

-

-

Дл и тельный с увлажнением

1,00

0,50

0,30

0,40

-

-

-

-

-

-

βb

Кр а тковременный и дли тельн ый

1,00

0,90

0,80

0,60

0,40

-

-

-

-

-

Д ли тельный с увлажнени ем

1,00

0 , 50

0,20

0,40

-

-

-

-

-

-

3

γ bt

Кратковременный

1,00

1 ,00

1,00

0,90

0,80

-

-

-

-

-

Длител ь ный

1,00

1,00

1,00

0,90

0,65

-

-

-

-

-

Д ли тельный с увлажнением

1,00

0,75

0,50

0,70

-

-

-

-

-

-

γtt

Кратковреме н ный

1,00

0 , 80

0,75

0,65

0,50

-

-

-

-

-

Длительный

1,00

0,80

0,75

0,60

0,35

-

-

-

-

-

Длитель н ый с увлажнением

1,00

0,60

0,40

0, 5 0

-

-

-

-

-

-

βb

Кратко вр емен ный и дли тельный

1,00

1,00

0,90

0,80

0,60

-

-

-

-

-

Длительный с увлажнен и ем

1 ,00

0,60

0,30

0 , 50

-

-

-

-

-

-

4 - 11, 23, 24

γ bt

Кратковременный

1,00

1,00

1,00

1,10

1,00

0,90

0,60

0,30

0,20

0,10

Длительный

1,00

1,00

1,00

1,00

0,70

0,40

0,20

0,06

0,01

-

γtt

Кратковременный

1,00

0,85

0,80

0,65

0,60

0,50

0,40

0,20

-

-

Длительный

1,00

0,85

0,80

0,65

0,40

0,20

0,06

-

-

-

βb

Кратковременный и длительный

1,00

1,00

1,00

0,90

0,75

0,50

0,32

0,22

0,18

0,15

12 - 15, 17, 2 9, 3 0

γ bt

Кратковременный

1,00

1,00

1,10

1,20

1,20

1,00

0,75

0,40

0,20

-

Длительный

1,00

0,80

0,80

0, 5 5

0 , 35

0,15

0,05

0,01

-

-

γtt

Кратковременный

1,00

0,95

0,95

0,80

0,70

0,55

0,45

0,15

-

-

Длительный

1 ,00

0,70

0,70

0,45

0,25

0,06

-

-

-

-

βb

Кратковременный и длительный

1 ,00

1,10

1,10

1,10

1 ,00

0,70

0,30

0,1 0

0,05

-

16, 1 8

γ bt

Кратковременный

1,00

1 ,00

1,00

1,00

1,00

0,95

0,85

0,65

0,50

0,35

Длительный

1,00

0,90

0,90

0,80

0,50

0,25

0,07

0,02

0,01

-

γtt

Кратковременный

1,00

0,95

0,95

0,80

0,70

0,55

0,45

0,35

-

-

Длительный

1,00

0,80

0,80

0,70

0,40

0,12

0,02

-

-

-

βb

Кратковременный и длительный

1,00

1,10

1 ,1 0

1,10

1 ,10

1,00

0,70

0,35

0,27

0,20

19, 2 0, 2 1

γ bt

Кратковременный

1,00

0 , 90

0,80

0,70

0,55

0,45

0,35

0,30

0,25

0,20

Длительный

1,00

0,90

0,80

0,70

0,50

0,25

0,10

0,05

0,02

-

γtt

Кратковременный

1,00

0,65

0,55

0, 4 0

0,45

0,35

0,25

0,10

-

-

Длительный

1,00

0,65

0,55

0,40

0,30

0,12

0,02

-

-

-

βb

Кратковременный и длительный

1,00

0,90

0,85

0,70

0,55

0,40

0,33

0,30

0,27

0,20

Примеч а ния : 1. При расчете на дл ительный нагрев несущ их кон струкций, срок службы которых не превышает 5 лет, коэ ффициент γ bt следует увеличить на 15 %, но он не должен превышать величины γbt при расчете на кратковременный нагрев.

2. Дл я конструкци й, которые во время эксплуатации подвергаются цикли ческому нагреву, коэффици ен ты γ bt и βb сл едует снизить на 15 %, коэффициент γ tt - на 20 % .

3. Коэффиц иенты γ bt , γ tt и βb для промежуточных значений температур определяются интерполяци ей.

4. Значения коэффициента γbt п ринимаются при расчете по формулам: ( 75) , ( 100), ( 105) - ( 107), ( 109), ( 111), ( 114) - ( 118), ( 136) - ( 138), ( 140), ( 142) - ( 144), ( 146), ( 147), ( 161) - ( 163), ( 173), ( 174), ( 180), ( 181), ( 284) - по средн ей температуре бетона сжатой зоны; ( 82), ( 141) - по средней температуре бетона участков сжатой зоны; ( 120) - ( 127), ( 153) - ( 160), ( 186) - по средней температуре бетона сжатой зоны ребра и свесов полки; ( 148), ( 150), ( 187), ( 191), ( 211), ( 212) - по температуре бетона в центре тяжести сечения; ( 96), ( 255) - по температуре бетона в цен тре тяжести приведенного сечения; ( 221), ( 225), ( 228) - по температуре бетона в месте расположения сеток; ( 242) - по температуре бетона в месте расположения закладной детали.

5. Зн ачен ия коэффициента γ tt прини маются при растет е по формулам: ( 198); ( 200) - ( 204), ( 206) - ( 208), ( 210) - по средней те мпературе бетона сжатой з оны; ( 211), ( 212) - по температуре бетона в центре тяжести сечения; ( 256), ( 257), ( 290), ( 302) - ( 304) - по температуре бетона на уровне центра тяжести растянутой арматуры; ( 356) - по температуре бетона у нижн ей полки металлической балки; ( 88), ( 89), ( 97) - по средней температуре бетона растянутой зоны при нагреве сжатой зон ы по температуре бетона растянутой грани при нагреве растянутой зоны; ( 230) - по средней температуре бетона на п роверяемом участке.

6. Коэффициенты γ bt , γtt и βb для бетонов составов № 1 - 4 при их нагреве свыше 300 °С определяются экстраполяцией .

7. Среднюю температуру бетона сжатой зоны прямоугольных сечени й при ξ < ξ R допуск ается при нимать по температ уре бетона, расположенного на расстояни и 0,2 ho от сжатой грани сечения; при x = ξ R h o и x = h - на расстоянии 0,5 x от сжатой грани сечен ия.

2.11 (2.7). Начальный модуль упру г ости бетона п ри сжатии и растяжении Eb принимают по табл. 17 .

Коэффициент βb , учитывающий снижение модуля упругости обычного и жаростойкого бетона при нагреве, следует принимать по табл. 16 в зависимости от температуры бетона.

Та блиц а 17

Номера составов и средняя плотность бетона, кг/м3 (по табл. 11 )

Начальные модули упругости бетона при сжатии и растяжении принимаются равными Eb × 103 при классе бетона по прочности на сжатие

В1

В1,5

В2

В2,5

В3,5

В5

В7,5

В10

В12,5

В15

В20

В25

В30

В35

В40

В45

В50

1 - 3 , 6, 7, 1 3, 2 0, 2 1 естественного твердения

2200 - 2800

-

-

-

8,5

86,7

9,5

96,9

13,0

133

16,0

163

18,0

184

21,0

214

23,0

235

27,0

275

30,0

306

32,5

331

34,5

352

36,0

367

37,5

382

39,0

398

1 - 3 , 6, 7, 2 0, 2 1 подвергнутого теплов ой обработке при атмосферном давлени и

2200 - 2800

-

-

-

8,0

82,0

8,5

86,7

11,5

117

14,5

148

16,0

163

19,0

194

20 ,5

209

24,0

245

27,0

275

29,0

296

31,0

316

32,5

332

34,0

347

35,0

357

31 , 3 2

900

3,7

38,0

4,0

40,8

4,3

44,0

4,5

45,9

5,0

51,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25 , 2 7, 3 2, 3 4, 3 5, 3 7

1000

4,2

43,0

4,5

45,9

4,8

49,0

5,0

51,0

5,5

56,1

6,3

64,2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

22 , 2 4, 2 6, 2 8, 3 0, 3 2, 3 3, 3 6

1100

4,3

44,0

4,6

47,0

4,9

49,7

5,5

56,1

6,1

62,3

6,9

70,7

7,9

81,1

8,7

88,7

-

-

-

-

-

-

-

-

-

24 , 3 0

1200 - 1400

-

-

5,8

59,0

6,5

66,3

7,2

73,4

8,2

83,8

9,4

95,4

10,3

100,5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

23 , 2 9

1500 - 1700

-

-

7,3

75

8,0

82

9,0

91,8

10,0

102

11,5

117

12,5

127

13,2

135

14,0

143

-

-

-

-

-

-

-

4 , 8, 9

1800 - 1900

-

-

8,0

81,6

8,6

88

9,8

100

11,2

114

13,0

133

14,0

143

14,7

150

15 , 5

158

-

-

-

-

-

-

-

5, 1 0 - 12, 1 4 - 19

2000 - 2300

-

-

10,0

102

10,5

101

11,5

118

13,0

133

14,5

148

16,0

163

17,0

173

18,0

184

19 , 5

199

21,0

214

22,0

224

23,0

235

-

-

-

Примечан ие . Над чертой указаны значен и я в М Па, под чертой - в кгс /см2.

2.12. Начальный коэффициент попе речной деформ ации бетона (коэффициент Пуассона) v принимается равным 0,2 для всех видов бетона, а модуль сдвига G - равным 0,4 от соответствую щ его значения модуля упругости бетона и температур нагрева.

2.13 (2.8). Коэффиц иент упругости , ха рактериз ующий упруго-пластическое состояние сжатого бетона, при определении приведенного сечения бетона, а также при расчете сводов и куполов из жаростойкого бетона принимают по табл. 18 в зависимости от температуры и длительности ее воздействия.

Таблица 18

Номера составов бетона по табл. 11

Расчет на нагрев

Коэффициент упругости  обычного и жаростойкого бетонов при температуре бетона, °С

50

70

100

200

300

500

700

900

1000

1 - 3

Кратко в ременный

Д л ительн ый

0,85

0,30

0,65

0,25

0,70

0 , 25

0,70

0,25

0,65

0 , 20

-

-

-

-

6, 10, 11, 24

Кратковременный

Д л ительный

0 , 85

0 , 28

0,80

0 , 24

0,80

0 , 24

0,75

0,22

0,70

0 , 21

0 , 55

0,07

0,32

0,05

0,15

0,02

0,05

-

4, 5, 7, 8, 9, 23

Кратковременный

Длител ь ный

0 , 80

0 , 26

0,70

0,22

0,80

0 , 22

0,70

0 , 21

0,65

0 , 20

0 ,50

0,06

-

-

-

12 - 18, 29, 30

Кратко в ременный

Д л ительн ый

0,70

0 , 24

0,70

0 , 20

0,70

0,20

0 , 65

0 , 20

0 , 50

0,06

0 , 35

0,02

0,30

-

0,10

-

-

-

19 - 21

Кратковременный

Д л ительный

0 , 85

0, 3 5

0,80

0,30

0,75

0 , 27

0,60

0 , 25

0 , 55

0,23

0,45

0 , 03

0,35

0,02

0,20

0,01

0,15

-

Пр и мечания : 1. В таблице даны з начени я  для кратковременн ого нагрева при подъеме температуры на 10 ° С/ч и более. При подъеме температуры менее чем на 10 ° С/ч значени я  = a - 0,075 ( a - b ) (10 - v), где a и b - значен ия коэффициента  при кратковре мен ном и длительном нагреве; v - скорость подъема температуры, ° С / ч.

2. Коэффициент  д ля промежуточных значени й темпера тур определяется инте рполяц ией.

3. П ри длительном нагреве 5 0 - 200 °С и средней относительн ой влажности воздуха до 40 % значени е коэффициента  = 0,2.

4. При длительном нагреве и увлажнении бетона составов № 1 - 3 значени е коэффи циента  умножают на 0,5.

5. При двухосном напряженном состояни и значени е коэ ффицие нта  умножают на 1,2, но оно не дол жно превышать 0,85.

6. При наличии в элементе сжатой арматуры с μ ′ ≥ 0,7 % значение коэффиц иента  у множают на (1 - 0,11 μ′), но принимают не менее 0,5.

Коэффициент упругости v , характеризующий упруго - пластическое состояние бетона сжатой зоны, при расчете деформаций и закладных деталей принимают по табл. 19 в зависимости от температуры и длительности ее воздействия.

Таблица 19

Номера составов бетона по табл. 11

Расчет на нагрев

Коэффициент при температуре бетона, °С

50

70

100

200

300

500

700

900

1 - 3

Кратковременный

Дл ительный

0,45

0,15

0,40

0,15

0,45

0,15

0,45

0,15

0,35

0,10

-

-

-

4 - 11, 23, 24

Кратковременный

Д лительный

0,45

0,15

0,43

0,15

0,43

0,15

0,40

0,10

0,37

0,09

0 , 28

0,05

0 , 20

0,03

0,10

0,01

12 - 18, 29, 30

Кратковременный

Длительный

0,45

0,13

0,43

0,13

0,38

0,13

0,35

0,10

0 , 28

0,03

0,20

0,01

0,17

-

0,07

-

19 - 21

Кратковременный

Длительный

0,45

0,15

0,43

0,15

0,40

0,13

0,33

0,13

0,30

0,10

0,25

0,03

0 , 20

0,02

0,15

0,01

Примечания : 1. В табли це даны значени я v для кратковременного нагрева при подъеме темпе ратуры на 10 ° С/ч и б олее. При подъеме температуры менее чем на 10 ° С/ч значение v = a - 0,075( a - b )(10 - v ), где a и b - значения коэффициента v при кратковременном и длительном нагреве; v - скорость подъема температуры, ° С/ч.

2. Коэ ффициент v для промежуточных значений температур определяется интерполяцией.

3. При длительном нагреве 50 - 200 ° С и средней относительной влажности воздуха до 40 % значен ие коэффи циента v = 0,1.

4. При длительном нагреве и увлажнении бетона состав ов № 1 - 3 значение коэффициента v умножают на 0,5.

2.14 (2.9) . Коэффиц иент линейной температурной деформаци и бетона αbt в зависимости от температуры и скорости подъема температуры следует принимать по табл. 20. Коэффициент αbt определен с учетом температурной усадки бетона при кратковременном и длительном его нагреве. При необходимости опре д еления коэффициента температурного расширения б етона αtt при повторном воздействии температуры после кратковременного или длительного нагрева к коэфф и циенту линейной температурной деформац ии αbt следует прибавить абсолютное значение коэффициента температурной усадки бетона αcs соответственно для кратковременного или длительного нагрева.

Таблица 20

Номера составов бетона по табл. 11

Расчет на нагрев

Коэффициент линейной температурной деформации бетона принимают равным α bt × 10-6 град-1 при температуре бетона, °С

50

100

200

300

500

700

900

1100

1

Кратковременный

Д л ительный

10,0

4,0

10,0

4 , 5

9,5

7,2

9,0

7,5

-

-

-

-

2, 6

Кратковременный

Длительный

9,0

3,0

9,0

3,5

8,0

5,7

7,0

5,5

6,0

-

5,0

-

-

-

3 , 7

Кратковрем е нный

Длительный

8 , 5

2 , 5

8 , 5

3,0

7,5

5,2

7,0

5,5

5,5

-

4,5

-

4,0

-

3,0

-

8

Кратковр е ме нный

Длительный

9,0

2,0

9,0

3,0

8 ,0

5,4

7,0

5,3

6,0

5,0

6,0

5,0

-

-

4, 5, 9 - 11, 23, 24, 2 5

Кратковрем е нный

Д л ительный

8 , 5

1,5

8,5

2,5

7,5

4,9

7,0

5,3

5,5

4,5

4,5

3,5

4,0

3, 1

3,0

2,0

12 - 18, 27, 29, 30

Кратковр е менный

Длительный

5,0

-4,0

5,0

0,0

5,5

3,0

6,0

4,3

7,0

6,0

6,5

5,8

6,0

5,4

5,0

4,5

19 - 21

Кратковрем е нный

Дл и тельный

8,0

3,0

8,0

4,5

7,0

5,3

6,5

5,2

5,5

4,7

4,5

3,6

4,0

3,1

3,5

2,6

22

Кратковременный

Длительный

4,0

-3,0

4,0

0,0

3,5

1,5

3,0

1,5

2,0

1,0

1,0

0,0

-

-

26

Кратковременный

Д л ительный

4,3

-0,7

4,3

0,3

3,8

1,3

3,3

2,0

3,2

2,2

2,4

1,4

1,6

0,6

0,8

-0,7

28

Кратковременный

Длительный

5,0

-4,0

5,0

0,0

5,5

3,1

5,0

3,3

7,0

6,0

6,8

6,1

6,6

5 ,9

-

31, 32

Кратковременный

Дл и тельный

1,2

-7,8

1,2

-3,8

1,3

-1,1

1,0

-0,7

-1 ,2

-0,2

0,7

0,0

0,8

0,1

-

33

Кратковременны й

Длительный

-3,0

-8,0

-3,0

-6,5

-3,5

- 5,3

-4,5

-5,8

-3,0

-4,5

-2,8

-3,7

-3,5

-4,5

-4,7

- 5 ,7

34 , 3 5

Кратковременный

Длительный

5 , 5

0 , 5

5,5

2,5

4,5

1,5

3,3

2,0

3,2

2,6

2,4

1,5

1,6

0,6

0,8

-0,2

36, 37

Кратковременный

Дл и тельн ый

2,0

-3,0

2,0

-1 , 5

1,5

-0,8

1,0

-0,7

0,6

-1 , 2

0,4

-0,5

-3,7

-4,6

-8,6

-9,5

Примечания : 1. Значение коэффициента α bt для кра тковременного н агрева дано при подъем е температуры на 10 ° С/ч и более. Для кратковременного нагрева при под ъеме температуры менее чем на 10 ° С/ч от з начения α bt следует отнять 0,075( a - b )(10 - v ), где a и b - значения коэффициента αbt при кратковременном и дли тельном нагреве; v - скорост ь подъ ема температуры, ° С/ч.

2. Коэффициент αbt для промежуточных значений температур определяется интерпол яцией.

3. Для бетона состав а № 1 с карбонатным щебнем (доломит, известняк) коэффициен т αbt увели чивается на 1 · 10-6 · град-1.

Коэффициент температурной усадки бетона αcs принимают по табл . 21.

Таблиц а 21

Номера составов бетона по табл. 11

Расчет на нагрев

Коэффициент температурной усадки бетона принимают равным - αcs · 10-6 · град-1 при температуре бетона, °С

50

100

200

300

500

700

900

1100

1 - 4

Кратковременный

Длительны й

0,0

6,0

0,0

5,5

0,7

3,0

1,0

2,5

-

-

-

-

5 - 11, 2 3, 2 4, 2 5

Кратковреме н ный

Длительный

0,0

7,0

0,5

6,5

0,9

3,5

1,1

2,8

1,5

2,5

1,4

2,4

2,3

3,2

3 , 2

4 , 2

12 - 1 8, 27, 2 9, 3 0

Кратко в ременн ый

Длительный

2,0

11,0

3,0

8,0

2,5

5,0

2,0

3,7

1,3

2,3

1,0

1,7

0,8

1,4

0,7

1,2

19 - 21

Кратковременный

Длительный

0,5

5,5

2,0

5,5

1,5

3,2

1,3

2,6

1,4

2,2

1,6

2,5

2,1

3,0

2,3

3,2

22

Кратко в ременный

Длительный

4,0

11 ,0

5,0

9,0

4,7

6,7

4 , 2

5,7

3,7

4,7

3,6

4,6

-

-

26

Кратко в ременный

Длительный

6,6

11,6

7,6

11 ,6

7,1

9,1

7,1

8,4

5,5

6,5

4 , 3

5,3

5,0

6,0

6,0

7,0

28

Кратко в ременный

Длительный

4,0

13,0

5,0

10,0

4,6

7,0

4,1

5,8

1,3

2,3

1,2

1,9

1,0

1,7

-

31, 32

Кратко в ременный

Длительный

3,0

12,0

4,0

9,0

3,6

6,0

3,1

4,8

0,3

1,3

0,2

0,9

0,0

0,7

-

33

Кратко в ременный

Длительн ы й

10,5

15,5

12,0

15,5

11,5

13,3

11 , 3

12,6

10,7

12,2

9,9

10,8

10,4

11,4

10,7

11,7

34 , 3 5

Кратковременный

Длительный

6,3

11,3

7,8

1 0,8

7 , 3

10,3

7,1

8,4

5,5

6,1

4 , 3

5 , 2

5,0

6,0

5 , 2

6,2

36, 37

Кратковременный

Длительный

1,7

6,7

3 , 2

6,7

3,0

5 , 3

4,8

5,1

5,0

6,8

5,1

6,0

9,3

1 0,2

14,3

15 , 2

Примечания : 1. Значение коэффиц иента αcs дл я к ратковременного нагрева дано при под ъеме температуры на 10 °С/ч более. Для кратковременного нагрева при подъеме температуры менее чем на 10 ° С/ч к з начени ю αcs следует прибавить 0,0 75 ( b - a ) (10 - v ), г де a и b - з начени я коэффиц иентов αcs для кратковременного и длитель ного нагрева; v - скорость п одъ ема температуры, °С/ч.

2. Коэффи циент αcs для промежуточных значений температур определяется интерполяцией.

Коэффициент т емперат урной усадки бетона принят:

при кратков р еменном нагреве дл я подъема температуры на 10 °С/ч и более;

при длительном нагреве - в зависимости от воздействия температуры во время эксплуатации.

2.1 5 ( 2.10). Марку по средней плотности бетона естественной влажности принимают по табл. 11. Среднюю плотность бетона в сухом состоянии при е г о нагреве свыше 100 ° С уменьшают на 150 кгс /м3. Среднюю плотность железобетона (при μ ≤ 3 % ) принимают на 100 кгс/м3 больше средней плотности соответствующ его состояния бетона.

2.16 (2.11). При расчете железобетонных кон струкц ий на выносливость, а также по образованию трещ ин при многократно повторяющейся нагрузке в условиях воздействия температур свыше 50 °С расчетные сопротивления обычного бетона должны умножаться на коэ ффициенты условий его работы γb 1 и γb 1 t , принимаемые по табл. 22 и 23.

Таблица 22

Бетон

Состояние бетона по влажности

Коэффициент условий работы бетона γb 1 при многократно повторяющейся нагрузке и коэффициенте асимметрии цикла ρb , равном

0 - 0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Обычный бетон состава № 1 по табл. 11

Естественной влажности

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,00

Обозначения, принятые в таблице: , где σb , min и σb , max соответственно наимен ь шее и наибольшее нап ряж ени я в бетоне в пределах цикла изменения нагрузки, определяемые согласно указаниям п. 3.71.

Таблица 23

Температура бетона, °С

Коэффициент условий работы обычного бетона γb 1 t при многократно повторяющейся нагрузке

без увлажнения

с переменным увлажнением и высыханием

50

0,8

0,7

7 0

0,6

0 , 5

90

0,4

0,3

110

0,3

0,2

Пр имеча ние . Ко э ффициент γ b 1 t для пр о межут очных з начений температур определя ется интерполяцией.

При применении жаростойкого бетона в железобетонных конструкциях, подвергающихся воздействию в ысоких температур и многократно повторяющейся нагрузки, расчетные сопротивления бетона должны быть специально обоснованы.

АРМАТУРА

2.17. Для армирования железобетонных конструкций, работающ их при воздействии повышенной и высокой температур, должна приниматься арматура, отвечающая требовани ям соответствующ их государственных стандартов, следующих видов:

с т ержневая а рматурная сталь:

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

б) термомеха ни чески и термически упрочненная - период ического профиля классов Ат- III , A т- IV , A т - V , A т - VI ;

проволочная арматурная сталь:

в) арматурная холоднотянутая проволока:

обыкновенная - пер и одического профиля класса Вр- I ;

высокопрочная - гладкая класса В- II ; периодического профиля класса Bp - II ;

г) арматурные канаты - спиральные с емипро волочны е класса К -7, девятн адц ати про волочны е класса К-1 9.

Для закладных деталей и соединитель н ых накладок применяется, как правило, прокатная углеродистая сталь марок по прил . 2 СНиП 2.03.01-84.

В железобетонных конструкциях допускается применять арматуру других видов, в том числе упроч н енную вытяжкой класса А- III в , а также в качестве конструктивной арматуры - обыкновенную гладкую проволоку класса B - I .

Пр и мечания: 1. Обозначения классов арматуры приняты в соответствии с СТ СЭВ 1406-78 . Обозначения соответствующи х классов горячекатаной арматуры, например класс A - V , использ уются на все виды соответствующего класса, т.е. A - V , Ат- V , Ат- VCK .

2. В обозначени ях классов термически и термомехани чески упрочненной стержнев ой арматуры добавляется индекс «С» (Ат- IVC ), который указывает на возможность с вари вания арматуры, а индекс « К» (Ат- IV К) - на повыш енную стойкость проти в коррози онн ого растрескивания под нап ряжени ем.

3. В обозн ачени ях горячекатаной стержневой арматуры ин декс «в» упот ребляется для а рматуры, упрочненной в ытяжкой (А- III в), а индекс «с» - для арматуры северного исполнения ( Ac - III).

4. Для краткости используются следующие терми ны:

«стержень» - для обозначения арматуры любого диаметра, ви да и профиля независи мо от того, п оставляет ся она в прутках или мотках (бунтах);

«диаметр» ( d ) - если не оговорено особо, означает номинальный диаметр стержня арматурной стали.

2.18. Выбор арматурных сталей след ует производить в зависимости от типа конструкции, наличия предварительного напряжения, а также от условий возведения и эксплуатации здания или сооружения в соответствии с указан иями пп. 2.19 - 2.25 .

2.19. В качестве ненап рягаемой арматуры железобетонных конструкций (кроме указанных в п. 2.20 ) сле дует преиму щественно применять :

а ) стержневую арматуру класса A - III ;

б) арматурную проволоку диаметром 3 - 5 мм класса Вр - I (в сварных сетках и каркасах);

допускается также применять :

в ) стержн евую армат уру классов A - I I и А- I для п оперечной арматуры, а также в качестве продольной рабочей арматуры, если другие виды ненапрягаемой арматуры не могут быть использованы;

г ) т ермомехани чески упрочненную стержневую арматуру класса Ат- IVC для продольной арматуры сварных каркасов и сеток;

д) стержневую арматуру классов A - IV , A - V и A - VI только д л я продольной рабочей арматуры, вязаных каркасов и сет ок. Армат ура классов A - V и A - VI в конструкциях без предварительного напряжения может применяться как сжатая арма т ура, а в составе предварительно напряженных - как сжатая и растянутая арматура.

Ненапрягаемую арматуру классов А - III , Вр- I , А- II и А- I рекомендуется применять в виде сварных каркасов и сварных сеток.

2.20. В конструкциях с н енапрягаемой арматурой, находящ ихся под давлением газов , жидкостей и сыпучих тел,

сле дует преим ущественн о применять :

стержневую арматуру классо в А- II и А- I ;

доп уск ается также прим енять :

стержневую арматуру класса А- III ;

арматурную проволоку класса Вр- I .

2.21. В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных э лементов

при длине до 12 м вк лю ч.

следует преимущественно применять :

термомеха ни чески и термически упрочненную арматуру классов Ат- V I и Ат- V ;

допускается также пр им енять :

арма т урную проволоку классов В - II , Вр- II и арматурные канаты классов К- 7 и К-1 9;

горячекатаную арматуру классов A - V I , A - V и А- IV ;

стержневую арматуру класса А- III в;

при длине эл е ментов свыше 1 2 м

следуе т преимущест венно применять :

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

горячеката н ую арма туру классов A - V и A - V I ;

допускается также п ри менять :

горячекатаную и термомеханически упрочненную арматуру классов A - IV , Ат- IV C и А- III в.

2.22. В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных э лементов, находящихся:

под давлением газов, жидкостей и сыпучих тел

сле дует преимущественно применять :

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

стержневую арматуру классов A - VI и A - V ;

допускается также применять :

стержневую арматуру классов A - I V и А- III в;

т ермомехани чески упрочненную арматуру классов Ат- IVC и Ат- I V К,

под воздействием агрессивной среды следует преимущественно применять горячекатаную арматуру класса А- IV и термомеханически упрочне н ную арматуру классов Ат- IV К, Ат- VC К и Ат- IV К.

2.23 (2.12). Для железобетонных конструкций из жаростойкого бетона при нагреве арматуры свыше 400 ° С рекомендуется предусматривать стержневую арматуру и прокат:

из легированной стали марки 30Х М по ГОСТ 4543-71;

и з коррозионно- стойких, жаростойких и жаропрочных сталей марок 12X13, 20X13, 08 Х17Т, 12Х18Н9Т, 20Х23Н18 и 45Х14Н14В2М по ГОСТ 5632-72 и ГОСТ 5949-75.

Предельно допустимую температуру применения арматуры и проката в желе з обетонных конструкциях следует принимать по табл. 24.

Таблица 24

Вид и класс арматуры, марки стали и проката

Предельно допустимая температура, °С, применения арматуры и проката, установленных в железобетонных конструкциях

по расчету

по конструктивным соображениям

1. Стерж н евая армат ура классов:

А- I и А- II

400

450

A-III, Ат -III, А -III в , A-IV, A т -IV, A - V, Ат -V, A-VI, A т -VI

450

500

ненапрягаемая

450

-

напрягаемая

250

-

2. Проволочная арматур а классов:

Вр - I

400

450

В- II , Вр - II , К-7, К -1 9

150

-

B - I

-

450

3. Прокат из стали маро к:

ВСт3 кп 2, ВСт3Гпс5, ВСт 3сп 5 и ВСт 3пс6

400

450

4. Стержневая арматура и прокат и з стали марок:

30Х М , 12X13 и 20X13

500

700

20Х23Н18

550

1000

12Х18Н9Т, 45Х14Н14В2 М, 08Х17Т

600

800

Пр и мечания: 1. При циклическом нагрев е предельно допустимая температура применени я напрягаемой арматуры должна при ниматься на 50 °С ниже указ анн ой в таблиц е.

2. При многократно повторяющ ейся нагрузке предельно допустимая температура применения нап рягаемой арматуры не должна превышать 100 ° С и ненапрягаемой - 200 ° С.

3. При нагреве проволоки классов В- I и Вр- I свыше 250 ° С расчетные сопротивлени я следует принимать как для арматуры класса А- I по табл. 26 и 30.

4. Стали марок 30ХМ, 12X13 и 20X13 после сварки требуют высокотемпературного отпуска.

2.24. При выборе вида и марок стали для арматуры, устанавливаемой по расчету, а также прокатн ых сталей для закладн ых деталей должны учитываться температурные условия эксплуатации конструкц ий и характер их нагружения.

В климатических зонах с расчетной зимней температурой ниже минус 4 0 ° С в случаях проведения строительно-монтажных ра бот в холодное время г ода несущая спосо бность в стадии возведения конструкций с арматурой, допускаемой для применения только в отапливаемых з даниях, должна быть обеспечена исходя из расчетного сопротивления арматуры с понижающим коэффициентом 0,7 и расчетной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке γ f = 1

2.25. Для монтажных (подъемных) петель элементов сборных желе зобетонных и бетонных конструкци й должна применяться горячекатаная арматурная сталь класса Ас- II марки 10ГТ и кл а сса А- I марок ВС т3 сп2, ВСт3пс2.

В случае, если возможен монтаж конструкций при расчетной зимней температуре ниже минус 4 0 ° С, для монтажных петель не допускается применять сталь марки ВСт3пс2.

НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АРМАТУРЫ

2.26. За нормативные сопрот ивления арматуры Rsn принимаю т ся наименьши е контролируемые з начения:

для стержневой арматуры, высокопрочной п ро волоки и арматурных канатов - предела текучести, физического или условного (равного величине нап ряжени й, соответствующих остаточному относите льно му удлинению 0,2 %);

для обыкновенной арматурной проволоки - напряжения, равного 0,75 временного сопр оти вления раз рыву, определяемого как от ношение разры вного усилия к номинальной площ ади сечения.

У казанные контролируемые хара ктеристики арм ату ры принимаются в соответствии с государственными стандарт ами или техническими услови ями на арматурные стали и гарантируются с вероятностью не менее 0,95.

Нормативны е сопротивления R sn для основных видов стержневой, проволочной и жаростойкой арматуры приведены соответственно в табл. 25, 26 и 27.

Таблица 25

Стержневая арматура класса

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

А - I

23 5 (2 400)

A-II

29 5 ( 3000)

A-III

39 0 ( 4000)

A-IV, A т -I V

590 (6000)

A-V, A т - V

78 5 ( 8000)

A-VI, A т -VI

9 8 0 (100 00)

А - III в

540 (5500)

Таблица 2 6

Проволочная арматура класса

Диаметр, мм

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

Вр - I

3

410 (4200)

4

40 5 ( 4150)

5

39 5 ( 4050)

B-II

3

1490 (15 2 00)

4

1410 (1 44 00)

5

133 5 (136 00)

6

1 2 55 (128 00)

7

11 75 ( 12000)

8

1100 (11200)

Вр- II

3

1460 (1 49 00)

4

1370 (1 40 00)

5

125 5 ( 12800)

6

117 5 ( 120 00)

7

11 00 (11 200)

8

1020 (104 00)

К-7

6

1 450 (14800)

9

1370 (1 40 00)

12

1335 (1 36 00)

15

1295 (13200)

К-19

14

1410 (1 44 00)

Таблица 27

Арматура и прокат из стали марки

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

30ХМ

590 (6000)

12X13

410 (4200)

20X13

440 (4500)

20Х23 Н 18, 12Х18Н9Т, 08Х17Т

19 5 ( 2000)

45Х14 Н 14В2М

31 5 ( 3200)

2.27. Расчетные сопрот ивления арматуры растяжению R s для предельных состояний первой и второй групп определяются по формуле

Rs = Rsn / γs,                                                                (73)

где γs - коэффициент надежности по арматуре, принимаемый по табл. 28 .

Таблица 28

Вид и класс арматуры, марки стали, проката

Коэффициент надежности по арматуре γ s при расчете конструкций по предельным состояниям

первой группы

второй группы

Стержневая арматура классо в:

А- I , А- II

1 ,05

1

А- III , Ат- III диаметром, мм:

6 - 8

1,10

1

10 - 40

1,07

1

A-IV, Ат - IV, A-V, Ат -V

1,15

1

A-V I , Ат -VI

1,20

1

Проволочная арматура классо в:

Вр - I

1,10

1

В - II и Вр- II

1,20

1

К- 7 и К -19

1,20

1

А- III в с контролем:

удл и нени я и нап ряжения

1,10

1

только удлинен и я

1,20

1

Ж а ростойкая арматура марок:

30 ХМ , 12X13, 20X13, 12Х18Н9Т, 20 Х23Н 18, 45Х14Н14В2М, 08Х17Т

1,30

1

Расчетные сопротивления арматуры растяжению д л я основных видов стержневой, проволочной и жаростойкой арматуры при расчете конструкци й по предельным состояниям первой группы приведены соответственно в табл. 29, 30 и 31, а при расчете по предельным состояниям второй группы - в табл. 25, 26 и 27.

2.28. Расчетные сопроти вления арматуры сжатию R sc , принимаемые при расчете конструкций по предель н ым состояниям первой группы, при наличии сц еплени я арматуры с бетоном принимаются равными соответствующим расчетным сопротивлениям арматуры растяжению R s , но не более 400 или 330 МПа при расчете в стадии обжатия. Для арматуры класса А- III в указанные значения пр ин имаются равными соответственно 200 и 170 МПа.

Значения расчетных сопротивлений арматуры сжатию для основных видов стержневой, проволочной и жаростойкой арматуры приведены соответственно в табл. 29, 30 и 31.

Таблица 29

Стержневая арматура класса

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

растяжению

сжатию Rsc

продольной Rs

поперечной (хомутов и отогнутых стержней) Rsw

A-I

22 5 ( 2300)

17 5 ( 1800)

22 5 ( 2300)

А -II

280 (2850)

22 5 ( 2300)

280 (2850)

А- III диаметром, м м:

6 - 8

35 5 ( 3600)

285 (2900)*

355 (3600)

10 - 40

365 (3750)

290 (3000 )*

36 5 ( 3750)

A- IV

510 (5200)

40 5 ( 4150)

400 (4000)

A-V, Ат -V

680 (6950)

54 5 ( 5550)

40 0 ( 4000)

A-VI , Ат - VI

81 5 ( 8300)

650 (6650)

400 (4000)

А- III в с контролем:

удлинения и напряжения

490 (5000)

39 0 ( 4000)

200 (2000)

только удли н ения

45 0 ( 4600)

360 (3700)

200 (2000)

* В с в арных ка рка сах для хомутов из а рматуры класса А- III , диаметр которых меньше 1/3 диаметра продольных с т ержней, значение R sw принимается рав н ым 225 МПа (2600 кгс/см2).

Таблица 30

Проволочная арматура класса

Диаметр, мм

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

растяжению

сжатию Rsc

продольной Rs

поперечной (хомутов и отогнутых стержней) Rsw

В р - I

3

37 5 ( 3850)

270 (2750) 300 (3050 )*

3 75 ( 3850)

4

36 5 ( 3750)

265 (2700) 295 (3000 )*

36 5 ( 3750)

5

3 6 0 (3700)

260 (2650) 290 (2950 )*

360 (3700)

B- II

3

1240 (1 26 50)

990 (10100)

400 (4000 )

4

1180 (1 20 00)

940 (9600)

400 (4000)

5

1110 (11300)

890 (9000)

400 (4000)

6

1050 (1 06 00)

83 5 ( 8550)

40 0 ( 4000)

7

98 0 ( 100 00)

78 5 ( 8000)

400 (4000)

8

91 5 ( 9300)

730 (7450)

400 (4000)

Вр- II

3

1215 (12400)

970 (9900)

40 0 ( 4000)

4

114 5 ( 11700)

915 (9350)

40 0 ( 4000)

5

104 5 ( 107 00)

83 5 ( 8500)

400 (4000)

6

980 (1 00 00)

785 (8000)

400 (4000)

7

91 5 ( 9300)

730 (7450)

400 ( 4000)

8

8 5 0 (8700)

680 (69 5 0)

400 (4000)

К -7

6

1210 (12300)

96 5 ( 9850)

40 0 ( 4000)

9

114 5 ( 116 50)

91 5 ( 9350)

400 (4000)

1 2

1110 (11300)

890 (9050)

40 0 ( 4000)

15

108 0 ( 11000)

86 5 ( 8800)

40 0 ( 4000)

К- 1 9

14

1175(12000)

940(9600)

40 0( 4000)

* Д ля случая применения в вяз аных каркасах.

Таблица 31

Арматура и прокат из стали марки

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

растяжению

сжатию Rsc

продольной Rs

поперечной (хомутов и отогнутых стержней) Rsw

30ХМ

450 (4600)

-

400 (4000)

12X13

32 5 ( 3300)

260 (2650)

325 (3300)

20X13

34 5 ( 3500)

275 (2800)

34 5 ( 3500)

20Х23 Н 18, 12Х18Н9Т, 08Х17Т

150 (1550)

120 (1250)

150 (1550)

45Х14 Н 14В2М

245 (2500)

19 5 ( 2000)

24 5 ( 2500)

При расчете конс т рукций из обычного и жаростойкого бетонов, для которых расчетное сопротивление бетона принято с учетом коэффиц иента условий работы γb 2 = 0,90 (см. поз. 2 табл. 15) допускается при собл юдении соответствующих конструктивных требований п. 5.22 принимать значения R sc равными для арматуры классо в:

A-IV, Ат - IV К ........................................................................................................ 450 МПа

Ат - I VC , A - V , Ат- V , A - VI , Ат- VI , В- II , Вр- II , К -7 и К-1 9 .................................. 500 МПа

При отсутствии сцепления арматуры с бетоном значение R sc п ринимается равным нулю.

2.29. Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы снижаются (или повышаются) путем умножения на соответствующ ие коэ ффициенты условий работы γsi , учитывающие: либо опасность усталостного разрушения, неравномерное распределение напряжений в сечении, низкую прочность окружающего бетона, условия анк еро вки , либо работу арматуры при напряжениях выше условного предела текучести, либо изменение свойств стал и в связи с условиями изготовления и влияния повышенной и ли высокой температуры и т.д.

Расчетные сопротивления арматуры для предель н ых состояний второй групп ы R s , ser вводят в расче т с коэффициентом условий работы γs = 1 .

Расчетное сопротивление поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) при расчете наклонны х сечений на действие поперечных сил Rsw сни ж ает ся путем умножения на коэффициенты ус ловий работы γs 1 и γs 2 , учитывающие особенности работы такой арматуры:

а) независимо от вида и класса арматуры - коэффициент γs 1 = 0,8, учитывающий неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине рассматриваемого сечения;

б) стержневой арматуры класса A - III и Ат - III С диаметром менее 1/3 д иаметра продольных стержней и проволочной арматуры класса Вр- I в сварных каркасах - коэффициент γs 2 = 0,9, учитывающий возможность хрупкого разрушения сварного соединения.

Расчетные сопротивления растяжению поперечной арма т уры (хомутов и от огнутых стержней) R sw с учетом указанных выше коэффициентов условий работы γs 1 и γs 2 арматуры приведены в табл. 29, 30 и 31.

Кроме того, расчетные сопротивления R s , Rs w и R sc в соответствующих случаях следует умножать на коэффициенты ус л овий работы согласно табл. 32, 33 и 34.

Таблица 32

Факторы, обусловливающие введение коэффициента условий работы арматуры

Характеристика арматуры

Класс арматуры и марка стали

Коэффициенты условий работы арматуры

условное обозначение

числовое значение

1. Работа арм а туры на дей ствие поперечных сил

Поперечная

Независимо от класса

γ s 1

См. п. 2.29

2. Н а ли чи е св арных соедин ений арматуры при действии поперечных си л

»

A -III и В р - I

γ s 2

То же

3. Многократно повторяю щ аяся нагрузка:

при нормальной тем п ературе

Продольная и поперечная

Не з ависимо от класса

γ s 3

См. т аб л. 33

при нагреве

То же

То же

γ s 3 t

См. п. 2.32

4. Нал и чие сварных соединений при многократном повторении нагрузки

Продольная и поперечная при наличии сварных соединений

A-I, А - II, A-III, A-IV и А -V

γ s 4

См. табл. 34

5. Зона передач и напряжений для арматуры без анкеров и зон а анкеровки ненапрягаемой арматуры

Продольная на п рягаемая

Независимо от класса

γ s 5

lx / lp

Продольная ненапрягаемая

Т о ж е

lx / lan , где lx - расстояние от начала зоны передачи напряжения до рассматри в аемого сечения;

lp и lan - соответственно длина зоны передачи напряжений и зо ны анке ровк и арматуры (см. п. 5.14 )

6. Работа высокопрочной арматуры при напряжениях выше усло в ного предела текучести

Продольная растянутая

A - IV , A - V , A - VI , В - II , Вр- II , К -7 и К -19

γ s 6

См. п. 3.14

7. Э л ементы из жаростойкого легкого бетона классов В7,5 и ниже

Поперечная

A- I, Bp-I

γ s 7

0,8

8. Воздействие т е мпературы свыше 50 ° С

Продол ь ная и поперечная

Независимо от класса и марки

γ st

См. табл. 35

Пр имечания: 1. Коэффициенты γ s3 и γ s4 по поз. 3 и 4 учитываются только при расчете на выносливость; для арматуры, имеющей сварные соединения, эти коэффициенты учитываются одновременно; при нагреве арматуры свыше 100 °С дополнительно учитывается коэффициент γ s3 t.

2. Коэффициент γ s5 по поз . 5 кроме расчетных сопротивлений Rs вводится также к предварительному натяжению арматуры σsp .

Т аблиц а 33

Класс арматуры

Коэффициент условий работы арматуры γ s 3 при многократном повторении нагрузки и коэффициенте асимметрии цикла ρs , равном

-1

-0,2

0

0,2

0,4

0,7

0,8

0,9

1

A-I

0,41

0,63

0, 7 0

0,7 7

0,90

1,00

1,00

1,00

1,00

А -II

0,42

0 ,5 1

0,55

0,60

0,69

0,93

1,00

1,00

1,00

А- III диаметром, мм:

6 - 8

0,33

0,38

0,42

0,47

0,57

0,85

0,95

1,00

1,00

10 - 40

0,31

0,36

0,40

0,45

0 , 55

0,81

0,91

0,95

1,00

А -IV

-

-

-

-

0,38

0,72

0,91

0,96

1,00

A-V

-

-

-

-

0,27

0 , 55

0,69

0,87

1,00

A - VI

-

-

-

-

0,19

0 , 53

0,67

0,87

1,00

Вр - II

-

-

-

-

-

0,67

0,82

0,91

1,00

B - II

-

-

-

-

-

0,77

0,97

1,00

1,00

К -7 диаметром , мм:

6 и 9

-

-

-

-

-

0,77

0,92

1,00

1,00

1 2 и 15

-

-

-

-

-

0,68

0,84

1,00

1,00

К- 1 9 диаметром 14 мм

-

-

-

-

-

0,63

0,77

0,96

1,00

Вр - I

-

-

0 , 56

0,71

0,85

0,94

1,00

1,00

1,00

А- III в с кон тролем:

у дл инений и напряжений

-

-

-

-

0,41

0,66

0,84

1,00

1,00

только удлинений

-

-

-

-

0,46

0,73

0,9 3

1,00

1,00

Обозн ачения, принятые в таблице:

, σ s, min и σs , max - соответствен но наименьшее и на ибольшее н апряжения в растянутой арматуре в пределах цикла изменения нагруз ки, определяемые согласно указани ям п. 3.71.

Примечан ие . При расчете изгибаемых элементов из тяжелого бетона с ненап ряг аемой арматурой значение ρ s для продольной арматуры при нимается:

при                                           ρ s = 0,30 ;

  »                                       ;

  »                                                  ,

где Mmin и Mmax - соответственно наименьший и наибольший и згиба ющ ие моменты в расчетном сечении элемента в пределах цикла изменения нагрузки.

Таблица 34

Класс арматуры

Группа сварных соединений

Коэффициент условий работы арматуры γs 4 при многократном повторении нагрузки и коэффициенте асимметрии цикла ρs , равном

0,0

0,2

0,4

0,7

0,8

0,9

1,0

А- I , А- II

1

0,90

0,95

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

2

0,65

0,70

0,75

0,90

1,00

1,00

1,00

3

0,25

0,30

0,35

0 , 50

0,65

0,85

1,00

A - III

1

0,90

0,95

1 ,00

1,00

1,00

1,00

1,00

2

0,60

0,65

0,65

0,70

0,75

0,85

1,00

3

0,20

0,25

0,30

0,45

0,60

0,80

1,00

A-IV

1

-

-

0,95

0,95

1,00

1,00

1,00

2

-

-

0,75

0,75

0,80

0,90

1,00

3

-

-

0,30

0,35

0,55

0,70

1,00

A - V горячеката н ая

1

-

-

0,95

0,95

1 ,00

1,00

1,00

2

-

-

0,75

0,75

0,80

0,90

1,00

3

-

-

0,35

0,40

0 , 50

0,70

1,00

Примечания: 1. Гру ппы сварных соеди нений, привед енные в настоящ ей табл ице, вкл ючают следующие типы соедин ений , допускаемые для конструкций при расчете на вы нослив ость:

1-я - стыковое - по поз. 6 обяз ательного п рил . 3;

2-я - кре стообразное - по поз. 1, стыковые - по поз. 5, 8 и 9, а также по поз. 10 - 12 и 25 - все соединения при отнош ении диаметров сте ржней , равном 1,0 (см. обязательное п рил. 3; тав ров ые - по поз. 5 и 7 обязательного п рил . 4).

3-я - крестообразные - по поз. 2 и 4, стыковые - по поз. 13 - 26 обяз ательного прил. 3; тавровые - по поз. 1 - 4, 6, 8 и 9 обяз ательного прил. 4.

2. В таблице д аны значения γ s4 для арматуры диаметром до 20 мм.

3. Значения коэффициента γs 4 должны быть снижены: на 5 % - при диаметре стержней 22 - 32 мм и на 10 % - при диаметре свыше 32 мм.

4. В конструкциях, рассчитываемых на выносливость, соединения по поз. 3 и 27 обязательного прил. 3, а также по поз. 10 - 14 обязательного прил. 4 применять не допускается.

При расчете элементов конструкций, предназначенных для работы в условиях во з действия повышенных и высоких температур, расчетные сопротивления арматуры необходимо, кроме того, дополнит ельно умножать на коэффи циент условий работы γst , учитывающий изменение механических свойств арматуры в зависимости от нагрева, который прин и мается по табл. 35.

Таблиц а 35

Вид и класс арматуры, марки жаростойкой арматуры и проката

Коэффициент

Расчет на нагрев

Коэффициенты условий работы арматуры γ st , линейного температурного расширения арматуры αst и βs при температуре ее нагрева, °С

50 - 100

200

300

400

450

500

550

600

A - I , А- II , ВСт3кп2, ВС т3Гпс 5, В Ст3 сп5, ВС т3пс6

γst

Кратковрем е нный

1,00

0,95

0,90

0,85

0,75

0,60

0,45

0,30

Длительный

1,00

0,85

0,65

0,35

0,15

-

-

-

Вр- I

Кратко в ременный

1,00

0,90

0,85

0,60

0,45

0,25

0,12

0,05

Длительны й

1,00

0,80

0,60

0,30

0,10

-

-

-

В - II , Вр- II , К -7, К-1 9

Кратковрем е нный

1,00

0,85

0,70

0,50

0,35

0, 2 5

0,15

0,10

Длит е льный

1,00

0,75

0,55

0,25

0,05

-

-

-

А- I , А- II , Вр- I , В- II , Bp - II , К-7, К-19, В С т3с п, ВСт3Г пс5, ВС т3с п5, ВСт3пс6

αs t

Кратковремен н ый и длит ельный

11 , 5

12, 5

13,0

13,5

13,6

13,7

1 3,8

13 ,9

A - III , А- III в, А- I V , A - V

γst

Кратко в ре ме нн ый

1,00

1,00

0,95

0,85

0,75

0,60

0,40

0,30

Длительный

1,00

0,90

0,75

0,40

0,20

-

-

-

A т - III , Ат- IV , AT - V

Кратковременный

1,00

1,00

0,90

0,80

0,65

0,45

0,30

0,20

Дл и тельный

1,00

0 , 85

0, 7 0

0,3 5

0,15

-

-

-

А- VI

Кратковременный

1,00

0,85

0,75

0,65

0,55

0,45

0,30

0,20

Дл и тельный

1,00

0,80

0,65

0,30

0,10

-

-

-

Ат- VI

Кратковременны й

1,00

0, 9 5

0,8 5

0,75

0,50

0,25

0,22

0,10

Длительный

1,00

0,85

0 ,70

0,35

0,10

-

-

-

A - III , А- III в, A - I V , А- V , A - VI , Ат- III , A т- I V , A т- V , A т- VI

αs t

Кратко в ременный и дли тельный

12,0

13,0

1 3,5

14,0

14,2

14,4

14,6

14,8

30ХМ

γst

Кр ат ков ременный

1,00

0,90

0,85

0, 78

0,76

0,74

0,72

0,70

Длит ельны й

1,00

0, 8 5

0,80

0, 2 5

0, 15

0,08

-

-

αs t

Кр ат ковре ме нный и длительный

9,5

10,2

1 0,7

11,2

11 ,5

11,8

12,1

12,4

12Х13, 20Х13

γst

Кратковременны й

1,00

0,95

0,86

0,80

0,73

0,65

0,53

0, 4 0

Длительный

1,00

0,93

0, 8 3

0,70

0,45

0,13

-

-

αs t

Кр а тковременный и длительный

1 2 ,0

12,6

13,3

14,0

14, 3

14,7

15, 0

15,3

20 Х 23Н18

γst

Кратковременный

1,00

0,97

0,95

0,92

0,8 8

0,85

0, 81

0,75

Дл ит ельн ый

1,00

0,97

0,93

0,77

0,50

0,30

0, 18

0,08

αs t

Кратковременный и длительный

10,3

11,3

1 2,4

13,6

1 4,1

14,7

15, 2

15,7

12Х18Н9Т, 08X 17 Т

γst

Кратковременный

1,00

0,72

0,65

0,62

0,58

0,60

0, 57

0 , 56

Длительный

1,00

0, 7 2

0,6 5

0,60

0,58

0,55

0,50

0,40

αs t

Кратковременный и длительный

10 , 5

11,1

11,4

11,6

11, 8

1 2 ,0

12,2

12,4

45Х14Н 1 4В2М

γst

Кратковрем е нный

1,00

0,86

0,78

0,72

0,68

0,64

0,60

0, 5 6

Длительный

1,00

0,86

0,78

0,70

0,63

0,55

0,43

0,30

αs t

Кратковременный и длительный

10 , 5

11,1

11,4

11,6

11,8

12,0

12, 2

12,4

А- I , А- II , A - III , A - IV , A - V , А- V I , Вр- I , Вр - II , В - II , К -7, К-1 9, ВСт3кп2 , ВСт3Гпс2, ВСт3сп 5, В Ст3п с6 , 30ХМ , 12X13, 20X13, 20Х23Н1 8, 08 X 1 7 T , 12Х 1 8Н9Т , 45Х14Н 14В2М

βs

Кр а тковременный и длительный

1,00

0,90

0,88

0,83

0,80

0, 7 8

0,75

0,73

Ат -III, Ат -III в , AT-IV, AT-V

βs

Кратковременный и длительный

1,00

0,96

0,92

0,85

0,7 8

0,71

0,55

0,40

Примечани я : 1 . Коэффици ент лин ейного температурного расширения арматуры равен числовому з начению, умноженному на 10-6 · град-1.

2. При расчете на д лительный наг рев несущ их конструкци й, срок службы которых не превышает 5 лет, коэффициент γ st следует увеличить на 20 % , при этом его значени е должно быть не боле е, чем при кратков ременном нагреве.

3. Коэффиц иенты γst , αst и βs для промежуточных значений температур определяются интерполяцией.

2.30 (2. 15 ). Ко э ффициент линейного температурного расширения арматуры α st сле ду ет при нимат ь по т абл. 35.

В железобетонных элементах, имеющих тре щ ины в растянутой зоне сечения, коэ ффициент температ урного расширения арматуры в бетон е αstm , определяют по формуле

αstm = αbt + ( αst - αbt ) φα ;                                                         (74)

где αbt , αst -   коэффициенты, принимаемые по та б л. 20 и 35 в зависимости от темпе ратуры нагрева бетона на уровне арматуры и нагрева арматуры;

φα -   коэффициент, принимаемый по табл. 36 в зависимости от п роцента армирования се чения продо льн ой растянутой арматурой.

Таблица 36

Отношение момента M 1 при расчете по предельному состоянию второй группы к моменту M при расчете по предельному состоянию первой группы M 1 / M

Коэффициент φα при проценте армирования сечения продольной арматурой

0,2

0,4

0,7

1,0

2,0 и более

1,0

0,90

0,95

1,00

1,00

1,00

0,7

0,75

0,90

0,95

1,00

1,00

0,5

0,5 5

0, 8 0

0,90

0,95

1,00

0,2

0,20

0,55

0,70

0,80

0,95

Примеч а ния: 1. Момент M принимается равным п редельному моме нту по прочн ости право й части формул ( 105), ( 107), ( 108), ( 121) и ( 123).

2. Момент M 1 принимается равным при расчете: появления трещи н Mcrc [см. формулу ( 245)]; д еформац ий M (см. п. 4.19); раскрытия трещин M [см. формул у ( 272)], статически неопред елимых конструкц ий по первой группе пред ельных состояний M ( см. при меч. 1).

3. При расчете с татически опред елимых элементов коэ ффициент φα принимае тся при отношени и , е сли наибольший изгибающи й момент от всех действующи х нагруз ок меньше момента появления трещ ин, опред еленного по формуле ( 256) при αbt = 0, а трещины в растянутой з оне появляются от воздействия температуры (см. п. 4.3).

4. Коэ ффициент j α для промежуточных значений отношений моментов  опред еляется интерполяц ией.

2.31. М одуль упругости арм атуры Es для основных вид ов стержневой и проволочной арматуры и для армат уры и п рокат а и з жаростойкой стали принимается по табл. 37. Коэффициент β s , учитываю щ ий снижение мод уля упругости арматуры при нагреве, должен приниматься по табл. 35 в зависимости от температуры арматуры и проката.

Таблица 37

Класс арматуры и марка стали

Модуль упругости арматуры Es , МПа (кгс/см2)

А - I , А- II , 30ХМ

21 00 00 (21000 00)

А - III

2 000 00 (20000 00)

A - IV , А- V , А- VI , A т- III , A т - I V , Ат- V , A т - V I

19 00 00 ( 19000 00)

B - II , Bp - II , 20Х23Н18, 0 8Х17Т, 12Х18Н9Т, 45Х14Н14В2М

200000 (2000000)

К -7, К- 19, А- III в

1800 00 (1 8000 00)

Вр - I

17 00 00 (17 000 00)

12X13, 20X13

22 00 00 (22000 00)

2.32 (2.16 ). При расч е те на выносливость железобетонных конструкций, работающ их в услови ях возд ейст ви я те мп ератур свыше 50 °С , следует дополнительно вводить коэффи циент условий работы арматуры γs 3 t , принимаемый при температуре нагрева арматуры, °С:

до 100 .............................................................................. 1,00

1 50 ............................................................................... 0,80

200 ............................................................................... 0,65

Для пром е жуточных значе ний температур коэффициент γ s 3 t определяется интерполяцией.

2.33 (2.17). При расчете кривизны ж ел езо бетонны х элемен тов на участках с трещинами в растянутой зоне бетон а, работающ их в условиях воздейс твия высоких температ ур, необ ходимо учитывать уп ру го-пласти чески е свойства арматуры. Коэффици ент упругости арматуры v s , характеризующий у п руго-плас ти чески е свойства растянут ой арматуры, следует прин имать по таб л. 38 в з ависимости от величины температуры арматуры и длительности нагрева.

Таблица 38

Температура арматуры, °С

Коэффициент vs при расчете на нагрев

кратковременный

длительный

50 - 200

1 ,0

1, 0

300

0,9

0,6

400

0,7

0,3

Примечан ие . Коэффици е нт vs д л я промежут очных значений температур определяется и нтерполяц ией.

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

РАСЧЕТ БЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ

3.1. Расчет по прочности элементов бетонных конструкций, подвергающихся воздействию повышенных и высоких температур, должен производиться для сечений, нормальных к их продольной оси. В зависимости от условий работы элементов они рассчитываются как без учета, так и с учетом сопротивления бетона растянутой зоны.

Без учета сопротивления бетона растянутой зоны производится расчет внецентренно сжатых элементов, принимая, ч т о достижение предельного состояния характеризуется разрушением сжатого бетона. Сопротивление бетона сжатию условно представляется нап ряжениями, равными Rb γbt , равномерно распределенными по части сжатой зоны сечения - условной сжатой зоне (черт. 6 ), сокращенно именуемой в дальнейшем тексте сжатой зоной бетона.

Черт. 6. Сх е ма усилий и эпюра напряжени й в сечении, н ормальном к продольн ой оси внецентренно сжатого бетонного элемента, рассчи тываемого без учета сопротивлени я бетона растянутой з оны

С учетом сопротивления бетона растянутой зоны производится расчет изгибаемых элементов, а также внецентренно сжатых э лементов, в которых не допускаются трещины из условий эксплуатац ии конструкций (элементы, подвергающиеся давлению воды, карнизы, парапеты и др.). П ри этом принимает ся, что дост ижение предельного состояния характеризуется разрушением бетона растянутой зоны (появлением трещ ин).

Пред е льные усилия определяются исходя из сл едующих п ре дпо сылок (черт. 7):

сечения после деформа ц ий остаются плоскими ;

наибольшее относительное удлинение крайнего растянутого волокна бетона равно ;

напряжения в бетоне сжатой зоны определяются с учет ом упругих (а в некоторых случаях и неупруги х) деформаций бетона;

н ап ряж ени я в бетоне растянутой зоны распределены равномерно и равны по величине Rbt γtt .

Черт. 7. Схема ус и лий и эпюра напряжений в сечени и, нормальном к продольной о си изгибаемого (в нецентренно с жат ого) бетон ного элемента, рассчитываемого с учетом сопроти вления бетона растя нутой зоны

В случаях, когда вероятно образование наклонных трещин (например, элементов двутаврового и таврового сечений при наличии поперечных сил), должен производиться расчет б етонных элементов из условий ( 141) и ( 142) п. 4.11 СНиП 2.03.01-84, заменяя расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы R b , ser γ bt и R b t , s e r γ tt соответств у ющи ми значениями расчетных сопротивлений бетона дл я предельных состояний первой группы R b γbt и Rbtγtt .

Кроме того, должен производиться расчет элементов на местное действие нагрузки (смятие) согласно указаниям п. 3.63.

Внецентренно сжатые элементы

3. 2 . При расчете внецентренно сжатых бетонных элементов должен приниматься во внимание случайный эксцентриситет продольной силы e a , определяемый согласно указаниям п. 1.30 .

Эксцентриситет продольной силы eo относительно центра тяжести однородного или приведенного сечения определяется как сумма эксце н трисит етов предельной силы: определяемого из ст атического расчета конструкции и случайного. Следует учитывать также деформации от неравном ерного нагрева бетона по высот е сечения, определяемые согласно указаниям пп. 1.39 - 1.44 и 4.26, суммируя их с эксцентриситетом продольной силы. Если деформации от нагрева уменьшают э ксцентриситет продольной силы, то учет их не п роизводится.

3 . 3. При гибкости элементов  необ х одимо уч итывать влияние на их н есущую способность прогибов как в плоскости эксцентриситета продольного усилия, так и в нормальной к ней плоскости, путем умножения значений e o на коэффициент η (см. п. 3.7 ); в случае расчета из плоскости эксцентриситета продольного усилия значение eo принимается равным величине случайного эксцентриситета.

Применение внецентренно сжатых бетонны х элементов не допускается при эксцентриситетах приложения продольной силы с учетом прогибов eo η , превышающи х:

а) в зависимости от сочетания нагрузок:

при основном сочетании ........................... 0,90 y

  »    особом               » ................................... 0, 95 y

б) в зависимости от вида и класса бетона:

для тяжелого обычного бетона , т яжелого и легкого

жаростойкого бетона классов выше В7 ,5 ........................................... ( y - 1) см

для д ругих видов и классов бетона ...................................................... ( y - 2)   »

здесь y -    расстоя н ие от центра тяжести сече ния до наиболее сжатого волокна бетон а (см. черт. 6).

3.4. Расчет бетонных элементов прямоугольного сечения на действие сжимающей продольной силы N при их расчетной длине lo ≤ 20 h и величине эксцентриситета e o , определенной в соответствии с указаниями п. 3.2 не более e a , допускается производить из условия ( 148) при As = A s = 0.

3.5. Расчет внецентренно сжатых бетонны х эле ментов, подвергающихся равномерному и неравномерному нагреву по высоте сечения с температурой бетона наиболее нагретой грани до 400 °С , производится из условия

N R b γbt Ab ,                                                             ( 75)

где γbt -   коэффициент условий работы бе т она, принимаемый по табл. 16 в зависимости от средней температуры бетона сжат ой з он ы сечения;

А b -   площадь сечения сжатой зоны б етон а, определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения равнодействующ ей внешних сил.

Д ля элементов прямоугольного сечения (см. черт. 6) Ab определяется по формуле

.                                                       (76)

Для э лементов таврового сечени я, если 2 e ′ ≤ h f (черт. 8, а ), А b определяется по формуле ( 76) при b = b f ;

e ′ -    расстояние от точки пр и ложени я си лы N до наи б олее н апряженной грани сечения, определяемое по формуле

e ′ = y - eoη,                                                              (77)

где y -     расстояние от центра тяжести приведенного сечения до его наиболее на п ряженной грани, определяемое согласно указаниям п. 1.28.

Черт. 8. Р а счетн ые с хемы сечени й, при нятые при расчете вн ец ент ренно сжатых бе тон ных элементов таврового сечени я

а - при 2 e ′ ≤ h f ; б - при h f < 2 e ; в - распределения температур; Ц. Т. - цен тр тяжести сечения

При e ′ ≤ hf < 2e ( черт . 8, б ) А b опре д еляется по формуле

A b = bfhf + bΔx ,                                                      (78)

где

.                          (79)

3.6. Расчет внецентренно сжатых бетонных элементов, подвергающихся неравномерному нагреву по высоте сечен и я с темп ературой бетона наиболее нагретой гран и более 400 ° С и силе N , расположенной с о стороны этой грани при 2е′ ≤ h 1 для прямоугольного сечен и я (черт. 9 , а) и 2е′ ≤ h f для таврового сечения (см. черт. 8 , а ), или силе N , расп оложенной со стороны менее нагретой грани при 2е′ ≤ h 1 (черт. 9 , б), выполняется из условия ( 75 ).

Черт. 9. Расчетные схемы сечен и й, при нятые при расчете внецентренно сжатых бетонных элементов прямоугольного сечения при его неравномерном нагреве с температурой н аиболее нагретой грани сечения t b > 400 °С

а - при продольной силе N , приложенной со стороны более нагретой грани сечения; б - при продольной силе N , приложенной со стороны менее нагретой грани сечения

При этом A b для элементов прямоу г ольного и т аврового сечений при расположении силы N со стороны ребра (менее нагретой грани) определяется по формуле

A b = 2 b е ′ ;                                                            (80)

для элементов таврового сечения при расположении силы со стороны полки (наиболее нагретой грани) - по формуле

A b = 2bf е ′ .                                                          (81)

Расчет п рямоугольного сечения при 2е′ > h 1 (см. черт. 9) выполняется из условия

N Rb ( γbtA b 1 + γ bt Ab 2 ) .                                                 (82)

Пр и силе N , расположенной со стороны более нагретой гра н и (см. черт. 9, а ) :

A b 1 = bh 1 ;                                                            (83)

A b 2 = b Δx ;                                                           (84)

,                          (85)

где e ′ -                      определяется по формуле ( 77 );

γbt , βb 1 , βb 2 , ,  - коэффициенты, принимаемые по табл. 16 и 18 в зависимости от средней температуры бетона участков сжатой зоны высотой соответственно h 1 и Δx .

При силе N , расположенной со стороны менее нагретой грани, и обозначениях, принятых на черт. 9 , б , значения Ab 1 , Ab 2 и Δx определяются по формулам ( 83) - ( 85).

Расчет таврового сечения при силе N , расположе н ной со стороны полки (наиболее нагретой грани) выполняет ся из условия ( 82) при h f < 2е′ (см. черт. 8, а):

A b 1 = b f h f ;                                                          (86)

Ab 2 - определяется по формуле ( 84 ), в которой

.                      (87)

Здесь βbf и   -   коэффициенты, принимаемые по табл. 16 и 18 в з ависимости от средней температуры полки;

βb 2 и  - то же, что в формуле ( 85 ).

При силе N , расположенной со стороны ребра , полка тавра не принимается в расчет и сечение рассчитывается как прямоугольное.

Внеце нт ренно сжатые бетонные элементы, в к оторых не допускается появление трещин (см. черт. 7), независимо от расчета из условий ( 75) или ( 82) должны быть проверены с учетом сопротивления бетона раст янутой зоны (см. п. 3.1) из услов ия

,                                                          (88)

г де γtt - коэффициент условий работы бетона, принимаемый по табл. 16:

при нагреве со стороны сжатой зоны - в зависимости от средней температуры бетона растянутой зоны;

при нагреве со стороны растянутой зоны - в зависимости от температуры бетона растянутой гра н и.

Для элементов прямоугольного сечения, подвергающихся равномерному и неравномерному нагревам по высоте сечения с температурой бетона наиболее нагретой грани до 400 °С, условие ( 88) имеет вид

.                                                       (89)

В фо р мулах ( 76), ( 77), ( 88) и ( 89):

η -             коэффициент, определяемый по формуле ( 93);

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

;                                                            (90)

φ = 1, 6 - σb / Rb , ser   и принимается не менее 0,7 и не более 1;

σb -            ма к симальное напряжение сжатия, вычисляемое ка к для упругого тела;

W red -         момент сопротивления для растянутой грани сечения, определяемый по формуле ( 255 );

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

,                                                     (91)

где Ib 0 -                   момент инерции сжатой зоны сечения относительно нулевой линии.

Положение нулевой линии определяется из условия

,                                                      (92)

где Sb t и Sb 0 -          статические моменты площади соо т ветст венн о растянутой и сжатой з он сечени я от носительно нулевой линии;

A bt -           площадь растянутой зоны сечения.

При неравномерном нагреве по высоте сечения с температурой наиболее нагретой грани свыше 400 °С положение центра тяжести сечения , а также величины A bt , Sb 0 , Sbt и Ib 0 определяются как для приведенного с е чения. Допускается Wpl определять по формуле ( 259 ).

При проверке п рочности необход имо учитыват ь напряжения растяжения в бетоне, вызванные нелинейным распределением температуры бетона по высоте сечения элемента и определяемые по формуле ( 32).

Наибольшая температура бетона сжатой зоны сечения элементов не должна превышать пре д ельно допустимую температуру применения бетона, указанную в ГОСТ 2 091 0- 82.

3.7. Значение коэффициента η , учитыв ающего влияние прогиба на значение э ксцентриситета продольного усилия eo , следует определять по формуле

,                                                            (93)

где Ncr -    условная критическая сила, определяемая по формуле

.                                           (94)

В формуле ( 94 ):

φl -        коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии

,                                                           (95)

но не более 1 + β ;

здесь β -    коэффициент, принимаемый в з ависимости от состава бетона и его темпера туры в цен т ре тяжести сечения по табл. 39;

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

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

l 0 -    определяется по табл. 40;

δe -   коэффициент, принимаемый равным eo / h , но не менее величины

,                                            (96)

где γbt -     принимается по табл. 16 в зависимости от температуры бетона в центре тяжести приведенного сечения;

R b -   в МП а;

I red - момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести, определяемый согласно указаниям п. 1.28.

Таблица 39

Номера составов бетона по табл. 11

Коэффициент β при температуре бетона, °С, в центре тяжести сечения

50

100

200

300

500

700

900

1 - 3

1,2

1,4

1,5

2,0

-

-

-

4 - 11, 2 3, 2 4

1,6

1,6

1 ,8

1,9

6,7

16,0

-

12 - 18 , 2 9, 3 0

1 , 5

1,5

2,0

8,0

33,0

-

-

19 - 21

1,2

1,4

1,5

2,0

16,0

25,0

50,0

Пр имечания: 1. Коэффициент β для промежуточн ых з начени й температур определяется интерполяцией.

2. Если температура бетона в центре тяжести внец ент ренно сжатого сеч ения превы шает наи большую температуру, для которой дан ы числовые з начени я β, то допускается расчетное сечение при нимать с неполной высотой, в центре тяжести которого температура бетона не превышает наибольшую величину, указанную в та бли це.

Таблица 40

Характер опирания элементов

Расчетная длина l 0 внецентренно сжатых бетонных элементов

1. Д л я стен и столбов с опо рами, вверху и вниз у:

а) при шарн и рах на двух концах, нез ави си мо от величины смещени я опор

H

б) при за щ емлени и одного из концов и возможном смещении опор:

д ля мног опролетных зд ани й

1, 2 5 H

для одн опро летны х зданий

1,50 H

2. Для свободно стоящи х стен и столбов

2 , 00 H

Обозначен ия, прин яты е в таблице:

Н -    высота столба или с тены в пре делах этажа за вычетом толщины плиты перекрытия либ о высота свободно стоящ ей кон струкци и.

3.8. Расчет элементов бетонных конструкций на местное сжатие (смятие) должен п ро изводит ься согласно указаниям пп . 3.63 и 3.64.

Изгибаемые элементы

3.9 (3.3). Изгибаемые бетонные элементы, подвергающиеся воздействию тем п ературы, допускается примен ять только в случае, если они лежат на грунте или специальной подготовке, и, в виде исключения, в других случаях при услови и, что они рассчитываются на нагруз ку от собственного веса и под ними иск лючается возможность нахождения людей и оборудования.

Расчет изгибаемых бетонных элементов (см. черт. 7) должен производиться из условия

M ≤ γ tt RbtWpl ,                                                          ( 97)

где γtt -      коэффициент условий работы бетона, принимаемы й по указаниям п. 3.6;

Wpl -    определяется по формуле ( 91 ). Дл я элементов прямоугольного сечения подвергающихся равномерному и неравномерному нагреву по высоте сечения с температурой бетона наиболее нагретой грани до 400 ° С, значение

.                                                             (98)

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ

3.10. Расчет по прочности элементов железобетонных конструкций должен прои з водиться для сечений, нормальных к их продольной оси, при наличии поперечных сил - также для наклонных сечений наиболее опасного направления, а при наличии крутящих моментов - также наиболее опасных пространственных сечений. Кроме того, должен производиться расчет элементов на местное действие нагруз ки (смятие, про давли вани е, отрыв).

РАСЧЕТ ПО ПРОЧНОСТИ СЕЧЕНИЙ, НОРМАЛЬНЫХ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ЭЛЕМЕНТА

3. 11 . Определение предельных усилий в сечении, нормальном к продольной оси элемента, должно прои з водиться исходя из следующи х предпосылок:

сопротивление бетона растяжению пр и нимается равным нулю;

сопротивление бетона сжатию представляется напряжением, равным γbtRb , равномерно распределенным по сжатой зоне бетона. Ко э ффициент условий работы бетона γ bt , определяется по табл. 16;

для элеме н тов прямоугольного и кольцевого сечений, а также тавровых сечений с полкой в растянутой зоне - в зависимости от средней температуры бетона сжатой зон ы сечения;

для двутавровых и тавровых сечений с полкой в сжатой зоне - в зависимости от сред ней температу ры бетона отдельно сжатой зоны ребра и сжаты х свесов полки.

Среднюю температуру бетона сжатой зоны прямо у гольных сечений при ξ < ξ R допускается прини мать по температ уре бетона, ра сположенного н а расстоянии 0,2 h 0 от сжатой грани сечения. Если x = ξ R h 0 или сечение полностью сжато ( x = h ), коэффи ц иент условий работы бетона γbt допускается принимать в за в исимости от температуры бетона, расположенного на расстоянии 0, 5 x от сжатой грани сечения.

П ри расчете на нагрузку наибольшая температура бетона сжатой зоны сечения элемента не должна превышать предельно допустимой температуры применения бе тона, указанной в ГОСТ 20910-8 2. Полка, расположенная в растянутой зоне, в расчете н е учитывается.

Растягивающие напряжения в арматуре при н имаются не более расчетного сопротивления растяжен ию γstRs , a сжимающие напряжения - не более расчетного сопротивления сжатию γstRsc . Коэффи ц иент условий работы арматуры γst определяется по табл. 35 в зависимости от температуры соответствую щ ей арматуры. При этом температура арматуры не должна превышать предельно допустимой температуры применения арматуры, устанавливаемой по расчету согласно табл. 24.

3.12. Расчет сечений, нормальных к продольной оси э лемента, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и а рматура сосредоточена у перпендикулярных к указанной плоскости граней элемента, должен производиться в зависимости от соотношения между величиной относительной высоты сжатой зоны бетона ξ = x / h 0 , определяемой из соответствующих условий равновесия, и значением относительной высоты сжатой зоны бетона ξ R (п. 3.13 ), при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре н апряжения, равного расчетному сопротивлен ию γstRs . Коэффициент условий работы арма т уры γst принимается по табл . 35 в зависимости от температуры арматуры.

3.13. Значение ξ R определяется по формуле

,                                                  (99)

где ω -        характеристика сжатой зоны бетона д л я тяжелого обычного бетона, тяжелого и легкого жаростойкого бетона определяется по формуле

ω = α - 0,008 γ bt Rb ,                                                     (100)

здесь α -     коэффи ц иент, принимаемый равным для бетонов составов (см. табл. 11):

1 - 3 , 6, 7, 10 - 1 5, 1 9 и 21 ............................................... 0,85

4, 5 , 8, 9 , 16 - 18, 23, 2 4, 29 и 30 .................................... 0,80

γbt -      коэффициент условий работы бетона определяется по табл. 16 для кратковременного нагрева в з ависимости от средней температуры бетона сжатой зоны (см. п. 3.11);

Rb -      в МП а;

σsR -     напряжение в арматуре , МПа, при н имаемое равным:

для а рматуры классов:

А- I , A - II , А- III , А- III в и Вр- I ......................................... γstRs - σsp

А -IV , A-V, A-VI ............................................................. γstRs + 400βs - σsp - Δσsp

В- II , В р- II , К -7 и К -19 .................................................. γstRs + 400 βs - σsp

для жаростойкой арматуры марок:

30ХМ, 12X13, 20X13, 20Х23Н18 , 08Х17Т, 12Х18Н 9Т и 4Х14Н14В2М .................. γstRs ,

здесь γ st -   коэффициент условий работы арматуры, который при определении σsR принимается по табл. 35 для кратковременного нагрева в зависимости от температуры арматуры;

R s -    расчетное сопротивление арматуры растяжению с учетом соответствую щ их коэффи циен тов условий работы арматуры γsi , за исключением коэффициента γs 6 (см. поз. 6 табл. 32 );

βs -     коэффициент, принимаемый по табл. 35 в з ависимости от температуры арматуры;

σsp -   определяется при коэффициенте γsp меньшем единицы, и

.                                        (101)

Значения ξ R в зависимости от ξ0 при различных значениях величины σsR / σsc , u βs могут быть определены из графиков, приведенных на черт. 10.

Черт. 1 0. Значения ξ R в з ави си мости от ξ0 для расчетных з начений величи ны

σsc , u -    предельное напряжение в арматуре сжатой зоны в формуле ( 99) принимается равным 500 МПа при расчете элементов из тяжелого обычного бетона, тяжелого и легкого жаростойкого бетона, если учитывается коэффициент условий работы б етона γb 2 < 1 (см. поз. 2 табл. 15), и 400 МПа, если γb 2 ≥ 1.

Если в сечении имеется растянутая арматура и з сталей разных классов или с разной температурой нагрева, в формулу ( 99) вводится большее из значений σsR .

Статический момент площади бетона граничной сжатой зоны прямоугольной формы относительно оси, перпендикулярной к плоскости действия изги б ающ его момента и проходящей через центр тяжести площади сечения арматуры растянутой зоны,

SR = αRbh 2 0 ,                                                           ( 1 02)

где

σR = ξ R (1 - 0,5 ξ R ).                                                     ( 1 03)

Значен и я αR в зависимости от ξ R приве д ены на черт. 11 .

Черт. 11. Знач е ни я αR и α0 в зависи мости от ξ R и ξ

Для элеме н тов, под вергающ ихся нагреву, независимо o r величины т емперат уры ξ R и α R не должны превышать з начений соответственно 0,70 и 0,46.

3.14. При расчете по п рочности железобетонных элементов с высокопрочной арматурой классов A - IV , A т- IV , A - V , Ат - V , Ат- V I , B - II , В р- II , К -1 9 и К-7 при соблюдении условий ξ < ξ R расчетное сопротивление арматуры R s д олжно быть умножено на коэффициент условий работы γs 6 (см. поз. 6 таб л. 32 ), определяемый по формуле

,                                         (104)

где η - принимается равным д л я арматуры классов:

A - IV ..................................................................... 1,20

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

A - VI ..................................................................... 1,10

Для случ ая центрального растяжения, а также внецент ренн ого рас тяжения продольной силой, расположенной между равнодействую щими усилий в арматуре, значение γs 6 принимается равным η .

При наличии сварных стык ов в зоне элемента с из гибающими моментами, превышающими 0,9 Mmax ( г де Mmax - максимальный расче т ный момент), значение коэффициента γs 6 для арматуры классов A - IV и A - V принимае т ся н е более 1,10, а для арматуры класса А- V I - не более 1,05.

Коэффициент условий работы γs 6 не следует учитывать для арматуры элементо в:

рассчитываемых на действие многократно повторяющейся нагру з ки;

армированных высокопрочной проволокой, расположенной вплотную (без зазоров );

эксплуатируемых в агрессивной среде.

3 .1 5. Для н апрягаемой арматуры, расположенной в сжатой зоне при действии внешних сил или в стадии обжатия и имеющей сцеплен ие с бетоном, расчетное сопрот ивление сжатию R sc ( пп . 3.17, 3.22, 3.33 и 3.46) должно быть заменено напряжением σsc , равным (σ sc , u - σ ′ sp ), МПа, но не более Rsc , г де σ ′ sp - определяется при коэффициенте γsp , большем единицы. При расчете элементов в стадии обжатия для напря г аемой арматуры, ра сположенной в зоне предполагаемого разрушения бетона от сжатия, напряжение σsc , u принимается равным 330 МПа.

Изгибаемые элементы прямоугольного, таврового, двутаврового, кольцевого сечений

3.16. При расчете по прочности изгибаемых элементов рекомендуется соблюдать условие x ≤ ξ R h 0 . В случае, когда площадь сечения растянутой арматуры по конструктивным соображениям или из расчета по предельным состояниям второй группы принята больше, чем это требуется для соблюдения условия x ≤ ξ R h 0 , расчет следуе т производить по формулам для общего случая (см. пп. 3.17 и 3.28 СНиП 2.03.01-84 ) с учетом влияния температуры на расчетные сопротивления бе т она и арматуры.

Для элементов из бетона класса В30 и ниже с ненапрягаемой арматурой классов A - I , А - II , А - III и Вр - I допускается также в случае, если получе н ная из расчета по формулам ( 106) или ( 122) величина x > ξ R h 0 , расчет производить соответственно из условий ( 105) и ( 121), подставляя в них з начение x = ξ R h 0 .

РАСЧЕТ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ

3 .1 7. Расчет прямоугольных сечений, указан ных в п. 3.12 (черт. 12 ), должен производи ться:

а ) при

M ≤ γbtRbbx(h0 - 0,5x) + γstRscAs(h0 - a′) ;                                  (105)

при этом высота сжатой з оны x определяется из формулы

γstRsAs - γstRscAs = γbtRbbx ;                                                   (106)

б ) при  прочность сечения с д войной арматурой можно проверят ь из условия

M ≤ αRγbtRbbh20 + γstRsAs(h0 - a′)                                          (107)

или со гл асно указаниям п. 3.16;

в) при x < 2 a

M ≤ γstRsAs(h0 - a′).                                                    (108)

В формуле ( 107) значение α R - по указаниям п. 3.13.

Черт. 12. Схема ус и ли й и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси и згибаемого железобетонного элемента, при расчете его по прочности

3.18. При проверке прочности прямоугольных сечений с одиночной арматурой в формулах ( 105 ) - ( 107 ) принимают A s = 0.

3.19. Подбор продольной арматуры производится следующим о б разом:

вычисляется з н ачение

;                                                        (109)

При отсутствии сжатой арматуры пло щ адь сечен ия растя нутой арматуры определяется по формуле

;                                                       (110)

где v - определяется по табл . 41, где даны значения коэффициентов ξ , v и α0 для расчета по прочнос т и железобетонных элементов;

если α0 > αR , т о т ребует ся увеличить сечение, повыси ть класс бетона или установить сжатую арматуру.

Таблиц а 41

ξ

v

α 0

ξ

v

α 0

ξ

v

α 0

0,01

0,995

0,010

0,25

0,875

0,219

0,49

0,755

0,370

0,02

0,990

0,020

0,26

0,8 7 0

0,226

0,50

0, 7 50

0 , 375

0,03

0,985

0,030

0,27

0,865

0,234

0,51

0,745

0,380

0,04

0,980

0, 0 39

0,28

0,860

0,241

0,52

0,740

0,38 5

0,05

0,975

0,049

0,29

0,855

0,248

0 , 53

0,735

0,390

0,06

0,970

0,058

0,30

0,850

0,255

0, 5 4

0,730

0,394

0,0 7

0,965

0,068

0,31

0,845

0,262

0,55

0,725

0,399

0,08

0,960

0,07 7

0,32

0,840

0,269

0,56

0,720

0,403

0,09

0,955

0,086

0,33

0,835

0,2 7 6

0,57

0, 71 5

0,408

0,10

0,950

0,095

0,34

0,830

0,282

0,58

0,710

0,412

0,11

0,94 5

0,104

0,35

0,825

0,289

0 ,5 9

0,705

0,416

0,12

0,940

0,113

0,36

0,820

0,295

0,60

0,700

0,420

0,13

0,935

0,122

0,3 7

0,815

0,302

0,61

0,695

0,424

0,14

0,930

0,130

0,38

0,810

0,308

0,62

0,690

0,428

0,15

0,925

0,139

0,39

0,805

0,314

0,63

0,685

0,432

0,16

0,920

0,147

0,40

0,800

0,320

0,64

0,680

0,435

0,17

0,9 1 5

0,156

0,41

0,795

0,326

0,65

0,675

0,439

0,18

0,910

0,164

0,42

0,790

0,332

0,66

0,672

0,442

0,19

0,905

0,172

0,43

0,785

0,338

0,67

0,665

0,446

0,20

0,900

0,180

0,44

0, 7 80

0,343

0,68

0,660

0,449

0,21

0,895

0,188

0,45

0,775

0,349

0,69

0,655

0,452

0,22

0,890

0,196

0,46

0, 7 70

0,354

0,70

0,650

0,455

0,23

0,885

0,203

0,47

0,765

0,359

0,24

0,880

0,2 1 1

0,48

0,760

0,365

Примечан ие . Д л я из гибаемых элементов прямоугольного сечения

; .

Пр и воздейств ии температуры, выше предельно допускаемой температуры применения бетона (см. таб л. 11), сечение рассчитывается с неполной высотой.

Расчет производят следующим образо м:

определяют расстояние x 1 от наиболее нагретой грани до бетона, имеющего предельно допустимую температуру применения. Затем вычисляют значение α 01

,                                                  (111)

где γbt -   принимается по табл. 16 в зависимости от средней температуры бетона сжатой зоны с укороченной высотой сечения.

Относительную высоту сжатой зоны определяют по формуле

.                                                       (112)

Для расчета принимают укороченную полезную высоту сечения

.                                                        (113)

Пло щ адь сечения растянутой арматуры определяется по формуле

.                                                      (114)

Значения γbt и γst п ринимаются по указаниям пп. 3.11 - 3.13.

3.20. Когда требуется по расчету сжатая арматура, площадь сечения сжатой и растянутой арматуры рекомендуется определять по формулам:

;                                                  (115)

;                                              (116)

Значения γbt и γst принимаются по указаниям п. 3.11, а ξ R и αR - по указаниям п. 3.13.

Если принятая площадь сечения сжатой арматуры A s значительно превышает ее величину по расчету, то площадь сечения растянутой арматуры может быть уменьшена.

Площадь сечения растянутой арматуры определяется с учетом фактической площади сечения сжатой арматуры по указаниям п . 3.21.

3 .2 1. При наличии сжатой арматуры площадь сечения растянутой арматуры рекомендуется определять следующим обра з ом.

Вычисляется з начение

.                                           (117)

Если α 0 ≤ αR , то в з ависимост и от значения α 0 по табл. 41 находится относительная высота сжатой зоны .

П р и

.                                             (118)

При

.                                                     (119)

Площадь растяну т ой арматуры может быт ь снижена, если величина ξ, найденная без учета сжатой арматуры, в зависимости от значения α 0 по формуле ( 109) оказывается менее 2 a ′ / h 0 . Тогда количество растянутой арматуры определяется без учета сжатой арматуры по формуле ( 110 ).

Если α 0 > αR , то требуется увеличить сжатую арматуру. В этом случае количество сжатой и растянутой арматуры определяется по указаниям п. 3.20.

Значе н ия γbt и γst принимаются по указаниям п. 3.11 , а αR - п. 3.13.

РАСЧЕТ ТАВРОВЫХ И ДВУТАВРОВЫХ СЕЧЕНИЙ

3.22. Расчет сечений, имеющих полку в сжатой зоне, должен производиться в зависимости от положения грани ц ы сжатой зоны:

а) если граница сжатой зоны проходит в полке (черт. 13, а), т.е. соблюдается условие

γ st RsAs ≤ γbtRbbfhf + γstRscAs,                                              (120)

расчет производится как для прямоугольного сечения шириной b f в соответствии с указаниями пп. 3.17 и 3.18;

б) если граница сжатой зоны проходит в ребре (черт. 13, б), т.е. условие ( 120) не соблюдается:

при  расчет про и зводится из условия

M ≤ γ bt Rbbx (h0 - 0,5x) + γbtRb(bf - b)hf ×(h0 - 0,5hf) + γstRscAs(h0 - a′),             (121)

при этом высота сжатой зоны x определяется из формулы

γ st RsAs - γstRscAs = γbtRbbx + γbtRb(bf - b)hf.                      (122)

При x > ξ R h 0 можно пр и нять x = ξ R h 0 и прочность сечения проверить и з условия

M ≤ α R γ bt Rbbh 2 0 + γbtRb(bf - b)hf ×(h0 - 0,5hf) + γstRscAs(h0 - a′)                (123)

или согласно указаниям п. 3.16.

Когда в расчете учитывается арматура, распол о женн ая в сжатой зоне, и при этом не соблюдается условие x ≥ 2 a ′ , то следует в формулах ( 120) - ( 122) приня т ь R sc = 0 , если это приводит к повышению прочности.

Значения γbt и γst принимаются по указаниям п. 3.11, а ξ R и α R - п . 3.13.

Примечан ие . При переменной высоте свесов полки д опускается принимать значени е h f равным средней высоте с в есов.

Черт . 1 3. Положени е границ ы сжатой з оны в сечени и изги баемого желез обетон ного элемен та

а - в полке; б - в р е бре

3.23. Площадь сечения сжатой арматуры определяется по формуле

,                      (124)

г де αR - определяется по указаниям п. 3.13, а γ b t и γst - п. 3.11.

3.24. Площадь сечения растянутой арматуры определяется следу ющ им образом:

а) если граница сжатой зоны проходит в полке, т.е. соблюдается условие

M ≤ γ bt Rbbfhf (h0 - 0,5hf) + γstRscAs(h0 - a′),                             (125)

площадь сечения растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения ш ириной b f согласно указаниям пп. 3.19 и 3.21;

б) если грани ц а сжатой зоны проходит в ребре, т.е. условие ( 125) не соблюдается, площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле

,                             (126)

где ξ опре д еляется по табл. 41 в зависимости от значени я

.                 (127)

При этом должно удовлетворяться условие α 0 < α R .

Значения γbt и γst принимаются по указаниям п. 3.11 , а α R - п . 3.13.

3.25. При одиночном армировании сечения продольной растянутой арматурой в формулах ( 120 ) - ( 123), ( 125) - ( 127) принимается А s = 0.

Устанавливаемая в сжатой зоне конструктивная и монтажная арматура при определении прочност и сечений в условиях воздействия повышенных и высоких температур не должна учитываться в расчете.

3.26. Значение b f , вводимое в расчет по формулам ( 120 ) - ( 127 ), принимается из условия, что ширина свеса полки в каждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролета элемента и не более:

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

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

в) при консольных свесах полки при:

h f ≥ 0,1h - 6hf ;

0,05 hhf < 0,1h - 3hf;

h f < 0,05 h - свесы не учитываются , и сечение элемента рассчитывается как прямоугольное шириной b .

В ребристых конструкциях панелей, ограничиваю щ их рабочее пространство теплового агрегата, когда невозможна установка хомутов и конструктивной арматуры в сжатой зоне бетона из-за температуры, превышающей предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры (см. табл. 24), рекомендуется толщ ину полки h f назначать такую, чтобы отношение h f / h таврового сечения было равно или больше, чем это указано на черт. 14.

Черт. 14. Значения отношен и я  в зависимости от харак теристики таврового сечения

РАСЧЕТ КОЛЬЦЕВЫХ СЕЧЕНИЙ

3.27. Расчет изгибаемых элементов кольцевого сеч е ния при соотношении внутреннего и наружного радиусов r 1 / r 2 ≥ 0,5 с арматурой, равномерно распределенной по окружности (при числе продольных стержней не менее 6 ), должен производиться как для внец ентренн о сжатых элементов по указаниям п. 3.44, принимая в формулах ( 161) - ( 163) величину продольной силы N = 0 и по д ст авляя в формулу ( 161) вместо Ne 0 значение изгибающего момента M .

Внецентренно сжатые элементы прямоугольного, таврового, двутаврового и кольцевого сечений

3.28. При расчете внецентренно сжатых железобетонных элементов необходимо учитывать случайны й на чальный эксцентриситет ea согласно указаниям п. 3.3 , а также влияние прогиба на их несущую способность в соответствии с требованиями пп. 3.7 и 3.29 . Дополнительно должен учитываться эксцентр и ситет от температурного выгиба ft , вызванного неравномерным нагревом по высоте сечения элемента

e 0 = e01 + е a + ft,                                                      (128)

где e 01 = M / N .

Если температурный выгиб уменьшает расчетный эксцентриситет продольной силы e 01 , то он не учитывается.

3.29. При расчете внецентренно сжатых элементов следует учитывать влиян и е прогиба на и х несущую способность, как правило, путем расчета конструкции по деформированной схеме.

Допускается производить расчет конструкции по недеформированной схеме, учитывая при гибкости l 0 / i > 14 влияние прогиба элемента на его прочность , путем умножения e 0 на коэфф и циент η . При этом условная кри т ическая си ла в формуле ( 93) дл я вычислени я η принимается равной

.                              (129)

Для элементов прямоугольного сечения при равномерном и нера в номерном нагреве с температурой наиболее нагретой грани до 400 ° С и расположении продольной силы в плоскости симметрии

.              (130)

В формулах ( 129) и ( 130 ):

l 0 -      принимается по указаниям п. 3.30;

δe -     коэффициент, принимаемый по указаниям п. 3.7 ;

φl -     коэффициент, определяемый по формуле ( 95 ); при этом моменты M и Ml определяются относительно оси, параллельной линии, ограничивающей сжатую зону и проходящей через центр наиболее растянутого или наименее сжатого (при целиком сжатом сечении) стержня арматуры соответственно от действия полной нагрузки и воз д ействия температуры и от действия постоянных и длительных нагрузок и длительного нагрева;

Ired -   момент инерции приведенного бетонного сечения элемента относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения и параллельной линии, ограничивающей сжатую зону , определяется согласно указаниям п. 1.28;

Is -      момент инерции сечения всей арматур ы относительно той же оси;

βs -     принимается по табл . 35 в зависимости от температуры арматуры;

βb и  - принимаются по табл. 16 и 18 для кратковременного нагрева в зависимости от температуры бетона в центре тяжести приведенного сечения;

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

,                                                      (131)

здесь σbp -   определяется при коэффициенте γsp , меньшем единицы. Для элементов без предварительного напряжения арматуры φp = 1.

 -    гибкость элемента, где i - радиус и нерции сечения в плоскости изгиба.

При неравном е рно м нагреве по высоте сечения i определяется:

в направлении перепада температур - как для приведенного сечения (см. п. 1.28 ), по формуле

;                                                        (132)

в направлении, перпендикулярном перепаду температур, по формуле

.                                                            (133)

Гибкость элемента прямоугольного сечения при равномерном и неравномерном нагреве по высоте сечения с температурой наиболее нагретой грани до 400 °С определяется по формуле

λ = 3,46 l 0 / h .                                                            (134)

Когда по условиям нагрева арматура уста н авливается только у одной из граней сечения элемента, т.е. применяется одиночное армирование, в формуле ( 129) Is = 0 и α = 0.

При расчете из плоскости эксцентриситета продольной силы значение e 0 принимае т ся равным величине случайного эксцентриситета (см. п. 1.30).

При гибкости λ ≤ 14 допускается принимать η = 1 .

При N > Ncr сл едует увеличить размеры сечения или уменьшить расчетную длину э лемента.

3.30. Расчетные длины l 0 внецентренно сжатых железобетонных элементов рекомендуется определять как для э лементов рамной кон струкции с учетом ее деформированного состояния при наиболее невыгодном для данного элемента расположен ии нагрузки, принимая во вниман ие неуп ругие деформации материалов и наличие трещин.

Дл я элемент ов наиболее часто встречающ ихся конструк ций допускает ся принимать расчетные длины l 0 равными:

а) для колонн многоэтажных зданий при числе п ролетов не менее двух и при соединен иях ригелей и колонн, рассчитываемых как жесткие:

при сборных конструкциях перекрытий ..................................... H

  »    мо н оли тных       »                     » ........................................ 0, 7 H ,

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

б) для колонн одноэтажных зданий с шарнирным о пи рани ем несущ их конструкций покрытий, жестких в своей плоскости (способн ых передавать гориз онтальные усилия), а также для эстакад - по табл. 42;

в) для элементов ферм и арок - по табл. 43.

Таблица 42

Характеристика зданий и колонн

Расчетная длина l 0 колонн одноэтажных зданий при расчете их в плоскости

поперечной рамы или перпендикулярной к оси эстакады

перпендикулярной поперечной раме или параллельной оси эстакады

при наличии

при отсутствии

связей в плоскости продольного ряда колонн или анкерных опор

1. Здание с мостовым и кранами

Пр и у чете нагрузки от кранов

П о дкрано вая (н ижняя) часть колонн при подкрановых балках

р а зрезных

1,5 H 1

0,8 H 1

1,2 H 1

неразрезных

1 ,2 H 1

0,8 H 1

0,8 H 1

Надкрановая (верхняя) часть колонн при подкрановых балках

разрезных

2,0 H 2

1,5 H 2

2, 0 H 2

неразрезных

2 ,0 H 2

1, 5 H 2

1 , 5 H 2

Без учета нагрузки от кранов

Подкрановая (нижняя) часть колонн з дан ий

однопролетных

1 ,5 H

0,8 H 1

1,2 H

многопролетных

1 ,2 H

0,8 H 1

1,2 H

Надкрановая (верх н яя) част ь колонн при под крановых балках

разрезных

2,5 H 2

1,5 H 2

2, 0 H 2

неразрезных

2 ,0 H 2

1, 5 H 2

1 , 5 H 2

2. Зда н ия без мостовых кранов

Колонны ступенчатые

Нижняя часть колонн зданий

однопролетных

1 ,5 H

0,8 H

1,2 H

мног опролетных

1 ,2 H

0,8 H

1,2 H

Верх н яя часть колонн

-

2,5Н2

2,0Н 2

2,5Н 2

Колонны по с тоян ного сечения

О дн опро летны х зданий

-

1 ,5 H

0,8 H

1,2 H

Многопролетных зданий

-

1 ,2H

0,8H

1,2H

3. О т крытые кран овые эстакады при подкрановых балках

разрезных

2 ,0 H 1

0,8 H 1

1 , 5 H 1

нера з резных

1,5 H 1

0,8 H 1

H 1

4. Открытые эстакады под трубопрово д ы п ри соединении колонн с пролетным строением

шарнирном

2,0 H

H

2,0 H

жестком

1, 5 H

0,7 H

1 , 5 H

О бознач ения, принятые в та блице:

H -     полная высота колонны от верха фу ндамента до горизонтальной конструкц ии (стропильной и ли подстропи льной, распорки) в соответствующ ей плоскости ;

H 1 -    в ысота подкрановой части колонны от верха фундамента до низ а подкрановой балки;

H 2 -    высота надкраново й части колонны от сту пени колонны до горизонтальной конструкц ии в соответствующей плоскости.

Пр и мечани е . При нали чии связ ей до верха колонн в з даниях с мостовыми кранами расчетная длина н адк ран овой части колонн в плоскости оси продольного ряда колон н при нимается равной H 2.

Таблица 43

Наименование элементов

Расчетная длина l 0 элементов ферм и арок

1. Элементы ферм:

а) верхний п ояс при расчете в плоскости фермы при l 0 :

< 1/8h1

0, 9l

≥ 1/8h1

0, 8 l

б) то же, и з п лоскости фермы:

для участка под фонарем, при ширине фонаря 12 м и бол ее

0,8 l

в остальных случаях

0, 9 l

в) раскосы и стойки при расчете в плоскости фермы

0, 8 l

г) то же , из плоскости фермы при b 1 / b 2 :

< 1,5

0, 9 l

≥ 1, 5

0, 8 l

2. Арк и :

а) пр и расчете в плоскости арки

т рехш арни рной

0,580 L

д вухш арни рной

0,540 L

бесшарнирной

0,365 L

б) при расчете и з плоскости арки (любой)

L

Обоз начения, приня тые в таблиц е:

I -              длина элемента между центрами примыкающ их уз лов, а для верхнего пояса фермы при расчете и з плоскости фермы - расстояние между точками его закреплени я;

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

h 1 -            высота с е чения верхнего пояса;

b 1 и b 2 -    ширина сечения соответственно верхн его пояса и стойки (раскоса) фермы.

3. 31 . При расчете по недеформированной схеме расстояние от сжимающей продоль н ой силы до равнодействующ ей усилий в арматуре в рассматриваемом сечении с учетом про дольног о изги ба определяется по формуле

e = e 0 η + ec ,                                                           (135)

г де e 0 -    расстояние от продольной силы N до центра тяжест и бетонного сечения, определяемое по формуле ( 128);

η -    коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба (см. пп . 3.7 и 3.29);

e c -   расстояние от центра тяжести бетонного сечения до центра тяжести продольной арматуры S .

3.32. Расчет сечений в нецент ренн о сжатых эл емен тов при неравномерном нагреве по высоте сечения с температурой наиболее нагретой грани выше 400 °С п роизводится с учетом следующи х особенностей.

При расположении силы со стороны менее нагретой грани сечения растянутая или слабо сжатая арматура, а также свесы полки в тавровом сечен и и не учитываются и сечение рассчитывается как бетонное.

При расположении силы со стороны наиболее нагретой грани и наличия растянутой арматуры сжатая арматура не у ч итывается в расчете.

РАСЧЕТ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ

3.33. Расчет прямоугольных сечений внеце нт ренно сжатых элементов, указанных в п. 3.12 , следует производить:

а) при ξ = x / h 0 ≤ ξ R (черт. 15 ) из условия

Ne ≤ γbtRbbx(h0 - 0,5x) + γstRscAs(h0 - a′) ,                                  (136)

при этом высота сжатой з оны определяется из формулы

N + γstRsAs - γstRscAs = γbtRbbx ;                                                (137)

Черт. 15. Схема усилий и эпюра н апряжений в сеч ен ии , нормальном к продольной оси внецентренно сжатого желез обетонного элемента, при расчете его по прочности

б) при ξ = x / h 0 > ξ R , равномерном и неравномерном нагревах и x h 1 , (см. черт. 9, а ) - из условия ( 136 ); при этом высота сжатой з оны определяется:

для элементов из бетона класса В30 и ниже с ненапрягаемой арматурой классов A - I , А- II , А - III и и з жаростойкой стали марок 12X13, 20X13, 20Х23Н18, 12Х18Н9Т, 08Х17Т и 4Х14Н14В2М из формулы

N + σsAs - γstRscAs = γbtRbbx ,                                            (138)

где

;                                               (139)

д л я элементов из бетона класса выше В30, а также для элементов с арматурой классов выше A - III как ненапрягаемой , так и напрягаемой - из формул ( 66) и ( 67) и ли ( 68) главы СНиП 2.03.01-84 с учетом влияния температуры на расчетные сопроти вления бетона и арматуры;

в) при ξ = x / h 0 > ξ R и неравномерном нагреве п о высоте с е чения с температурой наиболее нагретой г рани свыше 400 °С при x > h 1 (см. черт. 9, а ) - из условия

Ne ≤ γbtRbbh 1 ( h 0 - 0,5 h 1 ) + γbtRbb ( x - h 1 )( h 0 - 0,5 h 1 - 0,5 x ) ,                 (140)

при этом высота сжатой з оны определяется для э лементов из бетона класса В30 и ниже с ненапрягаемой арматурой классов A - I , А- II , A - III и жаростойкой стали марок 12X13, 20X13, 20Х23Н18, 12Х18Н9Т, 08Х17 Т и 4Х14Н14В2М из формулы

N + σsAs = Rbbbth1 + γbt(x - h1)] ,                                            (141)

где σ s -   определяется по формуле ( 139 );

γbt - коэффициент условий работы бетона, принимаемый в зависимости от средней т емпературы бетона участков сжатой зоны высотой соответственно h 1 и x - h 1 .

В формулах ( 136 ) - ( 139) з начения γbt и γst принимаются по указаниям п. 3.11, Rs - п. 3.13, а e - п. 3.31.

3.34. При расчете прочности прямоугольных сечений с одиночной арматурой в формулах ( 136 ) - ( 138 ) принимают A s = 0.

3.3 5 . Площади поперечного сечения сжатой и растянутой арматуры при оптимальных их соотношениях рекомендуется определять по формулам:

;                                                      (142)

.                                               (143)

Если принятая площадь поперечного сечения сжатой A s , fact арматуры значительно превышает ее оптимальное значение A s , определенное по формуле ( 142 ), то площадь поперечного сечения растянутой арматуры может быть уменьшена согласно формуле

,                                            (144)

где ξ -     определяется по табл. 41 в з ависимости от значения α 0 , которое определяется по формуле ( 142) при замене αR на α 0 ;

а если , то площадь поперечного сечения рас т янутой арматуры определяется по формуле

.                                                    (145)

Значе н ия γbt и γst пр и нимаются по указаниям п. 3.11, а ξ R и αR - п . 3.13.

Если при расчете по формуле ( 142) величина A s получается равной нулю ил и отриц ательной, это означает, что сжатой арматуры по расчету не требуется и площадь растянутой арматуры As опре д еляется по формуле ( 144) при A s , fact = 0 или по формуле ( 145 ).

3.36. Площадь поперечного сечения слабосжатой или растянутой арматуры, устанавливаемой у наименее нагретой грани при одиночном армировании, неравномерно нагретого по высоте сечения до температуры наиболее нагретой грани свыше 400 ° С, определяется сл едующим образом:

а) е с ли удовлетворяется условие

Ne ≤ α R γbtRbbh 2 0 ,                                                        (146)

где γbt -   коэффициент, определяемый по указ а ниям п. 3.11 в зави симости от средней температуры бетона сжат ой зоны высотой x = ξ R h 0 , величину ξ находят по табл . 41 в зависимости от величины α 0 , определяемой из формулы ( 146), в которой αR замен я ется на α 0 .

Площадь поперечного сечения арматуры вычисляют по формуле ( 144) при A s , fact = 0;

б) ес л и удовлетворяется условие

αRγbtRbbh 2 0 < Ne ≤ 0,5 γbtRbbh 2 ,                                         (147)

то сечение армируют конструктивно,

здесь γbt -   коэффициент, определяемый по табл. 16 в зависимости от температуры бетона на расстоянии 0,5 h ;

в) если условие ( 147) не удовлетворяется, необходимо увеличить сечение элемента.

3.37. Приближенный расчет прямоугольных сечений сжатых элементов с учетом продольного изгиба , если величина эксцентриситета e 0 , определенная в соответствии с указаниями п. 3.28 , не превышает ea , а расчетная длина элемента прямоугольного сечения l 0 ≤ 20 h ( λ = 70 ), допускается про изводить из условия

N ≤ αγφ [ γbtRbA + Σ γstRscAs ] ,                                              (148)

г де γ -      коэффициент, пр ин имаемый равным при:

h > 2 0 см ....................................................... 1, 0

h ≤ 2 0 с м ....................................................... 0,9 ,

здесь h - размер сечения в пл оскости наибольшей гибкости элемента;

φ -   коэффициент, определяемый по формуле

φ = φb + 2( φsb - φb ) Ls ,                                                  (149)

но пр и нимаемый не более φsb ;

здесь φb и φsb - коэффициенты, принимаемые по табл. 44 и 45;

.                                                 (150)

Таблица 44

Nl / N

Коэффициент φb для бетонных элементов при l 0 / h

£ 6

8

10

12

14

16

18

20

0,0

0,93

0,92

0,91

0,90

0,89

0,86

0,83

0,80

0 , 5

0,92

0,91

0,90

0,88

0,85

0,80

0,73

0,65

1,0

0,92

0,91

0,89

0,86

0,81

0,74

0,63

0 , 55

Таблица 45

Nl / N

Коэффициент φsb для бетонных элементов при l 0 / h

Эскиз

≤ 6

8

10

12

14

16

18

20

А . При пл ощади сечения промежуточн ых ст ержней, ра сположенн ых у гра ней, параллельных рассматриваемой плоскости, менее 1/3 ( A s + A s )

0,0

0,93

0,92

0,9 1

0,90

0,89

0,87

0,84

0,81

0,5

0,92

0,92

0,9 1

0,90

0,87

0,84

0,80

0,75

1 ,0

0,92

0,91

0,90

0,88

0,86

0,82

0,77

0,77

Б. При площади сечен и я промежуточных стержней, расположенных у гран ей, параллельных рассматриваемой плоскости, равной и ли более 1/3 ( As + A s )

0,0

0,92

0,92

0,91

0,89

0,87

0,84

0,80

0,75

0,5

0,9 2

0,9 1

0,90

0,87

0,83

0,79

0,72

0,65

1,0

0,92

0, 91

0,89

0,86

0,80

0,74

0,66

0,58

Обоз начения, принятые в таблице:

Nl -                       продольная сила от д ействия постоянных, длительных нагрузок и длительного нагрева;

N -                        прод ольная сила от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, кратковременного и длите льного нагрева;

1 - 1 (см. эскиз) -     рассматриваемая плоскость;

2 - (см. эскиз ) -        промежуточные стержни.

При промежуточных з на чениях l 0 / h и Nl / N коэффиц иенты φb и φsb опред еляются интерполяцией.

При наличии промежуточных с т ержней, расположенных у граней, параллел ьных рассматриваемой плоскости, в формуле ( 150) As ( A s ) принимается равной половине площади сечения всей арматуры в поперечн ом сечении элемента.

ΣγstRscAs -       сумма произведений площади арматуры, устанавли в аемой по каждой из сторон сечения, на расчетное сопротивление, и коэ ффициент условий работы арматуры γst , который опре д еляется по табл. 35 в зависимости от температуры арматуры.

Примечан ие . Если площ а дь сечения продольной арматуры составляет более 3 % всей площ ади сечения A , то в формуле ( 148) в еличина A з аменяется вели чиной А - Σ As .

Значение ко э ффициента условий работ ы бетона γbt принимается по табл. 16 в завис и мости от температуры центра тяжест и сечения.

При неравномерном нагреве по высоте сечения с температурой наиболее нагретой грани свыше 40 0 ° С поперечное сечение элемента разбивают на две части согласно указаниям п. 1.28 и площадь бетона каждой части сечения умножается на расчетное сопротивление бетона и коэффициент условий работы бетона γbt , прин и маемый по табл. 16 в зависимости от температуры бетон а в центре тяжести каждой части сечения, т.е. в формуле ( 148) значение γbtRbA заменяется Σ γbtRbAi .

Коэффициент α учитывает влияние нагрева на продольный изгиб и опреде л яется по формуле

,                                                (151)

где αl -        принимается по таб л. 46 в зависимости от температуры бетона в центре тяжести сечения;

λl = l 0 / i -   принимается по табл. 47. При λ ≤ 14 α = 1,0.

Таб ли ца 46

Номера составов бетона по табл. 11

Значения коэффициента αl для кратковременного и длительного нагрева при температуре бетона в центре тяжести сечения, °С

Номера составов бетона по табл. 11

Значения коэффициента αl для кратковременного и длительного нагрева при температуре бетона в центре тяжести сечения, °С

50

100

200

300

500

700

900

1000

50

100

200

300

500

700

900

1000

1 , 2

1,00

0,70

0,60

0,45

-

-

-

-

12 - 15, 17 , 2 7, 2 9

1,00

0,80

0,70

0 , 50

0,25

0,10

0,03

-

3, 4

1,00

0,75

0,70

0,55

-

-

-

-

1 6, 18

1,00

0,90

0,80

0,60

0,30

0,20

0,06

-

5 - 1 1 , 23, 24

1 ,00

0,90

0,70

0,60

0,30

0,20

0, 12

0,05

19 - 21

1,00

0,85

0,70

0,60

0,40

0,20

0,15

0,10

Примечание . Коэ ффи циент α l для промежуточны х з начений температур определяется ин терполяц ией.

Табли ц а 47

Элементы

Предельная гибкость λ l = l 0 / i сжатых бетонных и железобетонных элементов при температуре бетона в центре тяжести сечения, °С

50 - 100

300

500

700

900

Бетонные

85

60

50

45

35

Железобетонные

125

90

55

-

-

Приме ч ани я: 1. При менени е элементов конструкций, и меющ их гибкость, превышающую табличные значения, д олжно быть специ ально обосновано.

2. Для железобетонных элементов с односторонним армированием предельные гибкости принимаются как для бетон ных элементов .

3. Для промежуточных значений температур предельные гибкости определяются и нтерполяцией.

3.38. При расчете площади поперечного сечения арма ту ры в равномерно нагретых э лементах величину Ncr разрешается определять по формулам ( 129 ) или ( 130 ), принимая площадь всей арматуры As + A s = A μ 1 . Коэффи ц иент армирования μ 1 , соо т ветст вующи й определенным интервалам армиро ван ия, принимается по табл. 48 .

Таблица 48

Интервалы армирования , %

Коэффициенты армирования μ1 для определения величины Ncr

1. От    0,8    до    1,8     вклю ч.

0,01

2. Св.   1,8     »      2,8          »

0,02

3. Св .   2,8     »      3,8          »

0,03

Расчет производится следующим образом.

Задается ориентировочно армирование элемента и по та б л. 48 устанавливается коэффициент μ 1 , затем вычисляются значения Ncr и η и определяется площадь поперечного сечения арматуры по указаниям п. 3.35 . В э том случае разрешается принимать значения коэффициентов βb и  по температуре бетона в центре т яжести сечения.

Если полученная площадь поперечного сечения арматуры A s + A s соответствует принятой, расчет считается законченным.

Если площадь арматуры A s + A s , отличается от принятой и оказывается в другом интервале армирования (см. табл. 48 ), следует выполнить повторный расчет, принимая коэффициент μ 1 в соответ ст вии с этим интервалом армирования. В отдельных сл учаях новая площадь сечения арматуры A s + A s мо жет снова перейти в первоначальный интервал арми ро вани я, тогда площадь поперечного сечения а рматуры принимается по граничным значениям.

Коэффициент армирования μ1 определяется по формуле

.                                                    (152)

РАСЧЕТ ТАВРОВЫХ И ДВУТАВРОВЫХ СЕЧЕНИЙ

3.39. При расчете внецентре н но сжатых желез обетонных э лементов таврового и двутаврового сечений должны учитываться следующ ие особенности:

а) ширина сжатой полки, вводимая в расчет, не должна быть больше величин, определяемых по указан и ям п. 3.26. Высота сжатой полки, вводимая в расчет, при работе сечения с укороченной высотой долж на соответствовать требованиям п. 3.11;

б) свесы полки, расположенные в растянутой зоне, в расчете не учитываются;

в) наиболее нагретая грань сечения совпадает со сжатой полкой.

3.40. Расчет сечений, имеющих полку в сжатой зоне, должен производиться в зависимости от положения границы сжатой зоны.

Если граница сжатой зоны проходит в полке, т.е. соблюдае т ся условие

Ne ≤ γbtRbbfhf(h0 - 0,5hf) + γstRscAs(h0 - a′) ,                                 (153)

расчет производится как для прямоугольного сечения шириной b f в соответствии с ука з аниями пп . 3.33 и 3.34.

Если ξ = x / h 0 ≤ ξ R , граница сжатой зоны проходит в ребре, условие ( 153) не соблюдается, расчет производится из условия

Ne ≤ γbtRbbx(h0 - 0,5x) + γbtRb(bf - b)hf × (h0 - 0,5hf) + γstRscAs(h0 - a′) ,          (154)

а высота сжатой зоны x определяется из формулы

N + γstRsAs - γstRscAs = γbtRbbx + γbtRb(bf - b)hf .                             (155)

Если в расчете учитывается арматура, расположенная в сжатой з оне, и x < 2 a ′ , то в формулах ( 153 ) - ( 155) принимается Rsc = 0, если это привод и т к повышению прочности элемента.

Если ξ = x / h 0 > ξ R , граница сжатой зоны проходит в ребре и условие ( 153) не соблюдается, расчет сечений произ водится из условия ( 154), а высота сжатой зоны определяется:

для элементов из бетона класса В30 и ниже с ненапрягаемой арматурой классов A - I , A - II , A - III и из жаростойкой стали марок 12X13, 20X13, 20Х23Н18, 12Х18Н9Т, 08Х17Т и 4Х14Н14В2М по формуле

N + σ s As - γstRscAs = γbtRbbx + γbtRb(bf - b)hf ,                                (156)

где σ s -   определяется по формуле ( 139 );

для элементов из бетона класса выше В30, а также для элементов с арматурой классов выше А - III как ненапрягаемой, т ак и напрягаемой - из формул ( 66) и ( 67) или ( 68) СНиП 2.03.01-84 с учетом влияния температуры на расчетные сопротивления бетона и арматуры.

Значения γbt и γst при н имаются по указаниям п. 3.11, ξ R и αR - п. 3.13 и e - п . 3.31.

3.41. Площад ь поперечн ого сечения сжатой арматуры определяется по формуле

,                        (157)

где αR -   определяется по требованиям п. 3.13, γbt и γst - то же, п. 3.11.

3.42. Пло щ адь поперечного сечения растянутой арматуры определяется следующим образ ом.

Если граница сжатой з оны проходит в полке и соблюдается условие ( 153), площадь поперечного сечения растянутой арматуры определяется как для прямоугольного сечения шириной b f согласно указаниям пп . 3.36 и 3.38.

Если граница сжатой зоны проходит в ребре, условие ( 153) не соблюдается, и сжатая арматура в ычисл ена по формуле ( 157), площадь поперечного сечения растянутой арматуры определяется по формуле

.                          (158)

Если принятая площадь поперечного сечения сжатой арматуры A s , fact превышает площадь A s , определенную по формуле ( 158), то площадь поперечного сечения растянутой арматуры может б ыть принята уменьшенной согласно формуле

,                         (159)

где ξ -     определяется по табл. 41 в зависимости от значения

,                  (160)

при этом должно удовлетворяться условие α0 < αR .

Если при расче т е по формуле ( 157) величин а A s получается равно й нулю и ли отрицательной, это означает, что сжатой арматуры по расчету не требуется, и площадь растянутой арматуры A s определяется по формуле ( 159) пр и A s , fact = 0.

Значения ко э ффициентов γbt , γst принимаются по указаниям п. 3.11, αR - п . 3.13 и e - п . 3.31.

3.43. При одиночном армировании продольной растянутой арматурой в формулах ( 153 ) - ( 156 ), ( 158 ) - ( 160 ) принимается А s = 0.

Устанавливаемая в сжатой з оне конструктивная и монтажная арматура при определении прочности сечений в условиях воздействия повышенных и высоких температур не должна учитывать ся.

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОЛЬЦЕВОГО СЕЧЕНИЯ

3.44. Расчет внеце нт ренно сжатых э лементов кольцевого сечения при соотношении внутреннего и наружного радиусов r 1 / r 2 ≥ 0, 5 с арматурой, равн омерно распределенн ой и равномерн о нагретой по длине окружности (при числе продольных стержней не менее 6), должен производиться из условия

,                  (161)

при этом величина о тн осительно й пл ощади сжатой з оны бетона ξ cir о п ределяется по формуле

.                                       (162)

При расчете элемента по недеформированной схеме в формуле ( 161) величина эксцентриситета продольного усилия относительно центра тяжести сечения e 0 [с м. формулу ( 128)] умножается на коэффициент η (см. пп. 3.7 и 3.29 ).

Если полученная из расчета по формуле ( 162) величина ξ cir < 0,15, в условие ( 161) подставляется значение ξ cir , определяемое по формуле

;                                            (163)

при этом значения φs и z s определяются по формулам ( 165) и ( 166), принимая ξ cir = 0,15.

В формулах ( 161) - ( 163):

r т = ( r 1 + r 2 ) / 2;                                                         (164)

r s -         радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней рассматриваемой арматуры;

A s , tot -     п л ощадь сечения всей продольной арматуры;

φs -         коэффициент, определяемый по формуле

φ s = ω1 - ω 2 ξ cir ;                                                         (165)

zs -         расстояние от равнодействую щ ей в арматуре растянутой зоны до ц ентра тяжести сечения, определяемое по формуле

zs = (0,2 + 1,3 ξ cir ) rs ,                                                     (166)

но принимаемое не более r s ;

σsp -       определяется при коэффициенте γsp , большем единицы;

;                                                         (167)

г де ηr -       коэффициент , принимаемый равным:

для арматуры классов A - I , А- II , A - I II и и з жарост ойких сталей

марок 1 2 Х13, 20X13, 20Х23Н18, 08Х17Т, 12Х1 8Н9Т и 4 Х14Н14В2М .... 1,0

классов A - IV , A - V , A - V I , В- II , В р- II , К -7 и К-1 9 ......................................... 1,1

ω 2 = ω 1 δ ,                                                               ( 16 8)

где значение δ при ни мается равн ым

δ = 1,5 + 6 γstRs · 10-4,                                                    ( 16 9)

здесь Rs -   в М П а .

Если вычисленное по формуле ( 165) зна ч ение φs ≤ 0 , то в условие ( 161) подставляется значение φs = 0 и значение ξ cir , полученное по формуле ( 162), при ω 1 = ω 2 = 0 .

Значения γ bt и γst принимаются по указаниям п. 3.11.

Центрально растянутые элементы

3.4 5 . При расчете равномерно нагретых сечений центрально растянутых железобетонных элементов должно соблюдаться условие

N ≤ γstRsAs ,                                                                (170)

где A s -       площадь сечения всей пр од ольн ой армат уры.

При неравномерном нагреве по высоте сечения правая часть формулы ( 170) заменяется Σ γstRsAs - суммой произведений площадей арматуры, расположенной по каждой из сторон сечения , на расчетное сопротивление арматуры R s и ко э ффиц иент условий работы γ st , который принимается по табл. 35 в зависимости от температуры соответствующей арматуры.

Внецентренно растянутые элементы прямоугольного, таврового сечений

РАСЧЕТ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ

3.46. Расчет прямоугольных сечений внецен т ренно растянутых э лементов, указанных в п. 3.12 , должен производиться в зависимости от положения продольной силы N :

а) если продольная сила N приложена между равнодействующим и усилий в арматуре S и S ′ (черт. 16, а) - из условий

Ne ≤ γstRsA s ( h 0 - a ′)                                                    (171)

и

Ne ′ ≤ γstRsAs(h0 - a′);                                                   (172)

б) если продольная сила N приложена за пределами расстояния м е жду равнодействующими усилий в арматуре S и S ′, т.е. e ′ > h 0 - a ′ (черт. 16, б ) - из условия

Ne ≤ γbtRbbx ( h 0 - 0,5 x ) + γstRscA s ( h 0 - a ′) ,                                  (173)

при этом высота сжатой зоны x опред е ляется по формуле

γstRsAs - γstRscAs - N = γbtRbbx.                                              (174)

Чер т . 16. Схема уси лий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси вн ец ент рен но растя нутого желез обетонного элемента, при расчете его по прочности

а - продольная сила N п риложена между равнодей ствующ ими усилий в арматуре S и S ′ ; б - то же, з а пределами расстояния между равнодей ствующ ими усилий в арматуре S и S

Если полученная из расчета по формуле ( 174) величина x > ξ R h 0 , в условие ( 173) подставляется значение x = ξ R h 0 , где ξ R определяется согласно указаниям п. 3.13;

если x < 2 а ′, то прочность сечения проверяется из условия

N [e + (h0 - a′)] ≤ γstRsAs(h0 - a′) .                                        (175)

Если высота сжатой зоны, определенная по формуле ( 174) без учета сжатой арматуры S , x < 2 a ′, то прочность сечения проверяется из условия

N (e + h0 - 0,5x′) ≤ γ st RsAs (h0 - 0,5x) .                                    (176)

Если величина x , определенная без учета арматуры S ′ , оказывается отрицательной, то это означает, что площ адь сечен ия арматуры S недостаточна.

Значения γbt и γst принимаются по указаниям п. 3.11 , а e и e ′ по указаниям п. 3.47.

3.47. Расстояние от растягиваю щ ей прод ольной силы до равнодействующей усилий в арматуре S в рассматриваемом сечении определяется по формулам:

а) если продольная сила N приложена между ра в нодействующими усилий в арматуре S и S

e = ec - е 0 ,                                                            (177)

e ′ = h 0 - ec + e 0 - a ′ ;                                                    (178)

б) если продольная сила N приложена з а пределами расстояния между равн одействующими усилий в арматуре S и S

e = e 0 - ес ,                                                            (179)

г де е ′ -        см. формулу ( 178 );

e 0 -       расстояние от продольной силы N до центра тяжести бетонного сечения, определяемое по формуле ( 128) при ea = 0;

e c -       см. п. 3.31.

3.48. Расчет продольной арматуры производится следующим образом:

а) при e ′ > h 0 - a ′ пло щ адь поперечного сечения сжатой арматуры определяется по формуле

,                                                 (180)

где αR -       определяется по ука з аниям п. 3.13.

Площадь поперечного сечения растянутой арматуры определяется по формуле

,                                         (181)

где ξ -         определяется по табл. 41 в зависимости от величины α 0 , полученной из формулы ( 180), в которой αR заменяется на α 0 , при этом должно удовлетворяться условие α 0 < αR .

Если , то площадь поперечного сечения р астянут ой арматуры определяется по формуле

.                                                    (182)

Есл и знач ени е ξ, определен ное так же, как и в формуле ( 181), без учета арматуры S ′ , т.е. по зн а чению оказывается меньше , то

.                                                       (183)

Коэффициент v определяется по табл. 41 в зависимости от значения α 0 , вычисленного без учета арматуры S ′ ;

б) при e ′ < h 0 - a ′ площади поперечного сечения растянутой и сжатой арматуры определяются по формулам:

,                                                     (184)

.                                                    (185)

Значения γbt и γst принимаются по указаниям п. 3.11 , а e и e ′ - п. 3.47.

При симметричном армировании равномерно нагретых сечений элемента подбор арматуры при e ′ < h 0 - a ′ производится по формуле ( 184).

РАСЧЕТ ТАВРОВЫХ СЕЧЕНИЙ

3 .4 9. Расчет тавровых сечений внецентре нн о растянутых элементов, указанных в п. 3.12, должен производить ся в зависимости от положения продольной силы N :

а) если продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре S и S ′ - из условий ( 171) и ( 172);

б) если продольная сила N приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре S и S ′, т.е. e ′ > h 0 - a ′ , и наиболее нагретая грань сечения совпадает со сжатой полкой - из условия ( 154); при этом высота сжатой зоны определяется из формулы

γstRsAs - γstRscA s - N = γbtRbbx + γbtRb ( b f - b ) h f ;                           (186)

в) если продольная сила N приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре S и S ′ , т.е. e ′ > h 0 - a ′ , и наиболее нагретая грань сечения совпадает с растянутой полкой - из условий ( 173), ( 174) как для прямоугольного сечения.

Значения γbt и γst принимаются по указаниям п. 3.11.

Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента

3.50. Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям должен производиться для обеспече н ия прочности:

на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами (п. 3.51);

на действие поперечной силы по наклонной трещине (п. 3.52 );

на действие изгибающе г о момен та по наклонной трещине (п. 3.61);

на действие поперечной силы по наклонной сжатой полосе между гру з ом и опорой для коротких консолей колонн (п. 3.60).

3.51. Расчет железобетонных элементов на действие поперечной силы для обеспечения прочности по накло н ной полосе между наклонными трещинами должен производиться из условия

Q ≤ 0,3 φw 1 φb 1 Rb γbtbh 0 .                                                     (187)

Коэффициент φw 1 , уч итывающий влияние хомутов, нормальн ых к продольной оси элемента, определяется по формуле

φw 1 = 1 + 5 αμw ,                                                      (188)

но не более 1,3,

где                                                 ,                                                           (189)

.                                                        (190)

Коэффи ц иенты β b и βs принимаются по табл. 16 и 35 в зависимости от максимальной температуры нагрева хомутов.

Коэффи ц ие нт φb 1 определяется по формуле

φb 1 = 1 - βRbγbt ,                                                   (191)

где β -        коэффициент, принимаемый равным для бетона составов (см. табл. 11 ):

№ 1 - 3, 6, 7, 1 0 - 15, 1 9 - 21 ........................................... 0,01

№ 4 - 5, 8, 9, 16 - 18, 23, 24, 29 и 30 .............................. 0,02

R b -        в МПа;

γbt -        коэффициент условий работы бетона, принимаемый по табл. 16 в зависимости от температуры бетона в центре тяжести сечени я.

3.52. Расчет железобетонных элементов с попереч н ой арматурой (черт. 17 ) на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной тре щ ине должен производиться по наиболее опасному наклонному сечению из условия

Q Qsw + Qs,inc + Qb.                                                 (192)

Поперечная сила Q определяется от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения. При расположении нагрузки по высоте сечения следует рассматривать наиболее опасное положение наклонного сечения, проходящего под местом приложения этой нагрузки.

Черт. 17. Схема ус и лий в сечении , наклонном к п родольной оси желез обетонного элемента при расчете его по прочности на действи е поперечной силы

Поперечные усилия Qsw и Q s , inc определяются как сумма проекций н а нормаль к продольной оси элемента предельных усилий, соответственно в хомутах и отгибах, пересекающих наклонную трещ ину.

Значение Qsw для хомутов, нормальных к продольной оси элемента, вычисляется по формулам:

Qsw = Σ Rsw γstAsw                                                     (193)

или

Qsw × qswc 0                                                            (194)

г де qsw -      усилие в хомутах на единицу длины э лемента, определяемое по формуле

.                                                    (195 )

Длина c 0 проекции опасной наклонной трещины на продольную ось э лемента определяется из минимума правой части уравнения ( 192), где в значение Qb , вычисляемое по формуле ( 198), вместо c подставляется c 0 . Полученное значе н ие c 0 принимается не более 2 h 0 и не более значе н ия c , а т акже не менее h 0 , если c больше h 0 .

В формулах ( 193), ( 194) и ( 195) коэффициент условий работы арматуры γst принимается по табл. 35 в зависимости от наибольшей темпера т уры поперечной арматуры (хомутов) в рассматриваемом сечении.

Значение Qs , inc для отгибов вычисляется по формуле

Qs,inc = Σ Rsw γstAs,incsinα,                                                  (196)

г де α -        угол наклона отгибов к продольной оси элемента;

γst -       коэффициент условий работы арматуры, приним а емый по табл. 35 в зависимости от наибольшей температуры отгибов в рассматриваемом сечении.

Кроме того, должна быть обеспечена прочность по наклонному сечению в пределах участков между хомутами s , между опорой и отгибом s 1 и между отгибами s 2 .

Усилия в хомутах и отгибах уч и тываются по длине c не более 2 h 0 и не более значения c 0 , соответствующ его условию

Qb = Qsw + Qs,inc.                                                       (197)

Поперечное усилие Qb , воспринимаемое бетоном, определяется по формуле

,                                          (198 )

где γtt -       коэффициент условий работы бетона, принимаемый по табл. 16 в з ависимости от средней температуры бетона сжатой зоны. Среднюю температуру бетона сжатой зоны прямоугольного сечения допускается принимать по температуре бетона, расположенного на расстоянии 0,2 h 0 от сжатой грани сечения;

φb 2 -     коэффициент, принимаемый равным для бетона составов (см. табл. 11):

№ 1 - 3, 6, 7 , 10 - 15, 19 - 21 при сред ней температуре бетона сжатой зоны сечения:

50 - 200 °С ...................................................................................... 2,0

800 °С и выше ................................................................................ 5,0

№ 4, 5, 8, 9, 16 - 18, 23, 24, 29 и 30 при средней температуре бетона сжатой з оны се чения:

50 - 20 0 ° С ...................................................................................... 1,5

800 ° С и выше ................................................................................ 4,5

Для температур между 200 и 800 ° С коэффициент φ b 2 принимается по интерполяции;

c -        длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента;

b и h 0 -       принимаются в пределах наклонного сечения.

Коэффи ц иент φf , учи т ывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых элементах, определяется по формуле

,                                                   (199 )

но принимается не более 0,5.

При этом значение b f принимается не более b + 3 h f . При учете свесов полки поперечная арматура должна быть надежно заа нк ерена в полке с μw ≥ 0,0015.

Коэффициент φ п , учитывающий влияние продольных сил, определяется по формулам:

при действии продольных сжимаю щ их сил в продольной арматуре, расположенной в растянутой зоне сечения

,                                                     (200 )

но принимается не более 0,5.

Для предварительно напряженных элементов в формулу ( 200) вместо N подставляется усилие предварительного обжатия P . Положительное влияние продольных сил не учитывается, если они создают изгибающие моменты, одинаковые по знаку с моментами от действия поперечной нагрузк и;

при действ и и продольных растягивающих сил

,                                                  (201 )

но не более 0,8 по абсолютной величине. Значение 1 + φf + φ n принимается во всех случаях не более 1,5.

В формулах ( 200) и ( 201) коэффициент условий работы бетона принимается таким же, как и в формуле ( 198).

Сила Qb в формуле ( 198) принимается не менее φb 3 (1 + φf + φn ) Rbt γttbh 0 , где коэффициен т φb 3 принимается по указаниям п. 3.57, а коэффициент γtt таким же, как в формуле ( 198 ).

При расчете железобетонных элементов с поперечной арматурой должна быть обеспечена прочность по наклонному сечению в пределах между хомутами, между опорой и отгибом и между отгибами из условия ( 210 ), в котором c - длина проверяемого участка.

3.53. Д л я элементов с поперечной арматурой в виде хомутов, нормальных к продольной оси элемента и имеющих постоянный шаг, в пределах рассматриваемого наклонного сечения з начение c 0 , соответствующее минимуму из выражения Qb + Qsw , определяется по формуле

.                                     (202 )

При воздействии температуры, не превышающей предельно допустиму ю температуру применения арматуры, устанавливаемой по расчету (см. табл. 24), величина поперечной силы Qsw , b , воспринимаемой хомутами и бетоном в наклонном сечении с длиной проекции c , определяется по формуле

,                                    (203 )

г де φb 2 -     коэффициент, принимаемый согласно указания м п . 3.52;

γtt -       коэффициент, принимаемый таким же, как в формуле ( 198 );

qsw -     усилие в хомутах на единицу длины элемента, определяется по формуле ( 195).

В этом случае хомуты ставятся по всей высоте се ч ения и наклонная трещина пересекает все хомуты, определенные расчетом по формуле ( 195) (черт. 18)

Черт. 1 8. Схемы расположени я поперечной арматуры при воздействии температуры

а - не превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры; б - превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры; c - проекция расчетного наклон н ого сечен ия элемента высотой h 0 ; c 1 - проекция расчетного наклонного сече н ия элемента с условно укороченной высотой h и = hw + a

При во з действии температуры, превышающ ей предельно допустимую температуру применения арматуры, установленной по расчету (см. табл. 24), допускается принимать поперечную арматуру, укороченную по высоте сечения элемента. Минимально допустимая длина хомутов устанавливается не менее 2/3 h 0 (см. черт. 18 ).

Величина поперечной силы , воспринимаемая укороченными хомутами и бетоном в наклонном сечении, определяется по формуле

,                      (204 )

г де c -         определяется по формуле ( 202 ), но не более 2 h 0 .

Сечение элемента с укороченной поперечной арма ту ро й необходимо проверить по формуле ( 203), в которой вместо h 0 принимается условная рабочая высота сечения изгибаемого элемента hu , равная длине хомутов и толщине за щ ит ного слоя бетона у ме нее нагретой грани

hu = hw + a ( см . черт . 18, б).                                              (205)

Коэффициент условий работы бетона γtt принимается по табл. 16 в зависимости от средней температуры бетона условно сжатой зоны сечения элемен т а укороченной высоты, а температура бетона сжатой зоны определяется из теплотехнического расчета элемента действительной высоты. За расчетную поперечную силу принимается наименьшая величина, полученная из расчета по формуле ( 203) или ( 204).

3.54. Для хомутов, уста н авливаемых по расчету в соответствии с указаниями пп. 3.52 и 3.53, должно удовлетворяться условие

.                                 (206 )

Расстояние между хомутами s , между опорой и концом отгиба, ближайшего к опор е s 1 (черт. 19 ), а также между концо м предыдущего и началом последующего отгиба s 2 должно быть не более величины

,                                      (207 )

где φb 2 -     коэффи ц иент, принимаемый согласно указаниям п. 3.52;

γtt -       то же, что в формуле ( 198).

Черт. 19. Рассто я ния между хомутами и отогнутыми стержнями

Кроме того, поперечное армирование элемента , независимо от результатов расчета, должно удовлетворять конструктивным требованиям, приведенным в п. 5.26.

При воздействии температуры, не превышаю щ ей предельно допустимую температуру применени я арматуры, устанавливаемой по расчету (см. табл. 24), определение усилий в хомутах на един ицу длины э лемента производится по формуле

,                                          (208 )

где Q -        поперечная сила и коэффициенты φb 2 и γtt - п ринимается соглас но указаниям п. 3.52.

3.5 5 . Проверку прочности по поперечной силе наклонных сечений, начинающихся у опоры и у начала отгиба, допускается проводить и з условия

QQsw ,b + RswγstAs,incsinα,                                                (209)

где Q -        поперечная сила у начала рассматриваемого наклонного сечения (у опоры и ли у начала отгиба);

Qsw , b -   поперечная сила, воспринимаемая хомутами и бетоном, определяется по формуле ( 203 );

A s , inc -   площадь сечения отогнутых стержней в ближайшей за началом рассматриваемого наклонного сечения плоскости отгиба, расположенных согласно т ребованиям п. 3.56;

γst -       коэффициент, принимаемый по указаниям п. 3.52;

α -        у г ол наклона отогнут ых стержней к продо ль ной оси элемента в наклонном сечении.

3.56. Необходимое сечение отогнутых стержней A s , inc , расположенных в одной плоскости, определяется из формулы ( 209 ). При этом поперечная сила Q принимается:

а) при расчете отогнутых стержней первой (от опор ы ) плоскости - равной поперечной силе у опоры;

б) при расчете отогнутых стержней в каждом из последующих плоскостей - равной поперечной силе у начала предыдущей (по отношени ю к опоре) плоскости отгибов (см. черт. 19).

Нижний конец наиболее удаленных от опоры отогнутых стержней должен располагаться не ближе, чем то сечение, в котором поперечная сила Q становится больше усилия, воспринимаемого бетоном и хомутами Qsw , b .

Кроме т ого, расположение отгибов должно удовлетворять требованиям п. 5.26.

В элементах с поперечным армированием только и з отогнутых стержней расчет по поперечной силе производится из условия ( 192) при Qsw = 0 . При этом рассчитываются наклонные сечения, начинающиеся в растянутой зоне у опоры и у начала отгибаемых стержней и з аканчивающ иеся в сжатой зоне в конц е отгибаемых стержней каждой плоскости, а также в местах приложения сосредоточенных сил (черт. 20).

Черт. 20. Расчетная схема опасны х наклонных сечений при расчете по прочности на действи е поперечной силы

3.57. Расчет желе з обетонных элементов без поперечной арматуры на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по наиболее опасному наклонному сечению из условия

.                                                (210 )

где правая часть услов и я принимается не более 2,5 Rbt γttbh 0 и не менее φb 3 (1 + φn ) Rbt γttbh 0 .

Коэффициент φn определяется по указаниям п. 3.52.

Коэффициенты φb 3 , φb 4 принимаются по таблице:

Коэффициент

Средняя температура бетона сжатой зоны сечения

Состав бетона по табл. 11

φb 3

φb 4

0,6

1,5

50 - 20 0 ° С

800 °С и выше

№ 1, 3, 6, 7, 10 - 15, 1 9 - 21

1,3

3,3

0,4

1,0

50 - 20 0 ° С

800 °С и выше

№ 4, 5, 8, 9, 16 - 18, 23, 24, 29 , 3 0

0,9

2,2

Для температур меж д у 2 00 и 800 ° С коэффиц иенты φb 3 и φb 4 принимаются по и нтерполяции.

В расчете рассматриваются наклонные сечения, проходя щ ие через опору и направленные к точкам приложения сосредоточенных сил, а расчетные значения поперечных си л Q принимаются в конце рассматриваемого наклонного сечения (черт. 21 ).

Черт. 2 1. Расчетная схема опасных наклонных сечени й при ра счете по прочности на действи е попереч ной силы

1 , 2 - наклонные с е чени я

3.58. При отсутствии нормальных тре щ ин, т.е. если выполняется условие ( 247) с заменой R bt , ser γtt на Rbt γtt в рассматриваемой з оне действия поперечных сил, следует учитывать повышение прочности элемента по сравнен ию с формулой ( 210) исход я из условия

,                                  (211 )

где σ x и σy -   нормальные напряжения в бетоне на площадке, соответственно перпе нди ку лярной и параллельной продольной оси элемента, на уровне центра тяжести сечения от внешней нагрузки, темпер атуры и усилия пред варительного обжатия;

Ired и Sred -      соответственно момент инерции сечения относительно оси , проходящей через центр тяжести сечения и статический момент части сечения, расположенного по одну сторону от оси, проходящей через центр тяжести сечения.

Значения σx , σy , Sred и I red определяются из расчета элемента как сплошного упругого т ела.

3.59. Расчет железобетонных элементов с наклонными сжатыми гранями на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине производится по указаниям пп . 3.52 и 3.53, при этом в качестве рабочей высоты в пределах рассматриваемого наклонного сечения в расчет вводятся: для элементов с поперечной арматурой - наибольшее значение h 0 ; для элементов без поперечной арма т уры - среднее зн ачение h 0 .

3.60. Расчет железобетонных коротких консолей колонн ( lb ≤ 0,9 h 0 , черт. 22 ) на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой должен производиться из условия

Q ≤ 0,8 φw 2 Rb γbtblbsinθ ,                                                     (212)

где правая часть условия принимается не более 3 ,5 Rbt γttbh 0 и не менее п равой части уравнения ( 210):

θ -          угол наклона расчетной сжатой полосы к горизонтали;

lb -         ширина наклонной сжатой полос ы, определяется по формуле

lb = lsup sin θ ,                                                              (213)

з десь l sup -      длина площадки передачи нагрузки вдо л ь вылета консоли;

φw 2 -      коэффициент, учитываю щ ий влияние поперечной арматуры, определяется по формуле

φw 2 = 1 - 5 αμw ,                                                          (214)

здесь α и μ w - см. п. 3.51;

γbt -      принимается как в формуле ( 187).

Че р т. 22. Схема для расчета коротк и х кон с олей

При расчете учитыв а ются хо мут ы горизонтальные и наклонные под углом 45° к горизонтали. Поперечное армирование консолей, под держивающих балки, фермы и т.п., независимо от результатов расчета должно удовлетворять требованиям п. 5.29.

3.61. Расчет железобетонных элементов на дейст в ие изгибающ его момента для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по опасному наклонному сечению из условия (черт. 23 )

MMs + Msw + Ms,inc,                                               (215)

Величина M определяется от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения относительно оси, перпендикулярной плоскос т и действия момента, и проходящ ей через точку приложения равнодействующей усилий Nb в сжатой зоне.

Черт. 23. Схема у си лий в сечении, на клонном к п родольной оси желез обетонного элемента, при расчете его по прочности на действие и зги бающ его момен та

Величины Ms , Msw и Ms , inc определяются как с умма моментов от носительно той же оси от усилий в продольной арматуре, в хомутах и отогнутых стержнях, пересекающих растянутую зону наклонного сечения и вычисляются по формулам:

Ms = Rs γ st Aszs ;                                                      (216)

;                                          (217)

Ms,inc = Σ Rsw γstAs,inczs,inc,                                            (218)

где z s , z sw , zs , inc -   расстояния от плоскостей расположе ни я соответственно продольной арматуры хомутов и отогнутых стержней до указанной выше оси;

γst -       ко э ффициент условий работы арматуры, определяемый по табл. 35 в зависимости от наибольшей температуры продольной арматуры отогнутых стержней и хомутов;

c и qsw -      определяются по формулам ( 202) и ( 195).

Высота сжатой зоны наклонного сечения (измеренная по нормали к сжатой грани элемента) определяется из условия равновесия проекций усилий в бетоне сжатой зоны и в арматуре, пересекаю щ ей растянутую зону наклонного сечения, на нормаль к продольной оси эл емент а.

Расче т наклонных сечений на действие момента производится в мест ах обрыва и отгиба продольной арматуры в пролете, а также в приопорной зоне балок у свободного края консолей. При отсутстви и у арматурных стержней анкеров расчетное сопротивление арматуры растяжению в месте ее пересечения рассматриваемым наклонным сечением принимается сниженным согласно требованиям поз. 3 табл. 32. Кроме того, расчет наклонных сечений на действие момента производ ится в местах резкого изменения конфигурации элементов (подрезки, узлы и т.п.).

Проверка на действие изгибающего момента не производится для наклонных сечений, пересекаю щ их растянутую грань элемента на участках, обеспеченных от образования нормальных трещ ин, т.е. там, гд е момент M от внешней нагрузки и воздействия температуры, на которую ведется расчет по прочности, меньше или равен моменту тре щи нообразования Mcrc , определяемому по формуле ( 256), принимая в ней значения Rbt γtt вместо Rbt , ser γtt .

На приопорн ы х участках элементов момент Ms , воспринимаемый продольной арматурой , пересекающей растянутую зону наклонного сечения, определяется по формуле ( 216).

3.62. Для обеспечения прочности наклонных сечений на действие изгибающего момента в элементах постоянной высоты продольные растянутые стержни, обрываемые в пролете, должны заводиться за точку теоретического обрыва (т.е. за нормальное сечение, в котором эти стержни перестают требоваться по расчету) н а длину не менее 20 d и не менее величины w , определяемой по формуле

,                                          (219)

где Q -    по п еречная сила в нормальном сечении, проходящ ем через точку теоретического отрыва стержня;

α -    то же, что в п. 3.55;

qsw - усилие в хомутах на единицу длины элемента на рассматриваемом участке длиной w , определяемое по формуле ( 195), в которой расчетное сопротивление арматуры R sw заменяется Rs ;

d -    диаметр обрываемого стержня;

γst -   коэффициент условия работы арматуры приним а ется согласно указаниям п. 3.52.

Расчет железобетонных элементов на местное действие нагрузок

РАСЧЕТ НА МЕСТНОЕ СЖАТИЕ

3.63. При расчете на местное сжатие (смятие) элементов без косвенного армирования должно удовлетворяться условие

N ≤ ψRb,locAloc1,                                                       (220)

где N -        продольная сжимающая сила от местной нагру з ки;

A loc 1 -   площадь смятия;

ψ -        коэффициент, завися щ ий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия, принимается равным: при равномерном распределении местной нагрузки на площадь смятия - 1, 00;

при неравномерном распределении местной нагрузки на площадь смятия (под концами балок, прогонов, перемычек) для бетона составов № 1 - 21, 23, 29 по табл. 11 - 0,75;

Rb , loc - расчетное сопротивление бетона сжатию, определяется по формуле

Rb,loc = αφbRbγ bt .                                                      (221)

З д есь α , φb ≥ 1, 0.

Для бетонов классов не ниже В25 α = 1,0;

для бетонов классов В25 и выше

;                                                         (222)

,                                                    (223)

но не боле е:

пр и схеме при ложени я нагрузки по черт. 24, а , в, г, е , и:

для обычного и жаростойкого бетонов классо в:

более 7,5 .......................................................................... 2,3

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

д ля жаростойких бетонов классов

В2,5 и ниже .................................................................... 1,2

при схеме приложения нагрузки по черт. 24, б , д, ж не з ависимо от ви да и класса бетона .............................................................................. 1, 0

Aloc 2 -   расчетная площадь, определяемая по указаниям п. 3.64;

Rbt и Rb -    принимается как для бетонных конструкций (см. табл. 14).

Коэффициент γbt принимается по табл. 16 в зависимости от средней температуры бетона площади смятия - при схеме приложения нагрузки по черт. 24, а , б, е, и и в зависимости от температуры наиболее нагретой грани - при схеме приложения нагрузки по черт. 24, в, г, д , ж.

Черт. 24. Схемы для расчета железобетонных элементов на местное сжат и е

а - при местной нагру з ке по всей ширине элемента; б - при местной краевой нагрузке по всей ширине элемента; в, г - при местной нагрузке в местах опи рани я прогонов и балок; д - при местной краевой нагрузке на угол элемента; е - при местной нагруз ке, приложенной на части длины и ширины элемента; при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены или простенка; ж - при местной краевой нагрузке, распол оженной в пределах выступа стены (пилястры); и - сечений сложной формы; 1 - площ адь смятия; 2 - расчетная площадь смятия; 3 - минимал ьная зона армирования сетками, при которой косвенное армирование учитывается по формуле ( 225)

3.64. В расчетную площадь Aloc 2 включается участок, симметр и чный по отношению к площади смятия (см. черт. 24 ). При этом должны выполняться следу ющие правила:

при местной нагрузке по всей ширине элемента b в расчетную площадь включается участок длиной не более b в каждую сторону от границы местной нагрузки (см. черт. 24 , а);

при местной краевой нагрузке по всей ширине элемента расчетная площадь Aloc 2 равна площади смятия Aloc 1 (см. черт. 24, б);

при местной нагрузке в местах о пи рани я концов прогонов и балок в расчетную площ адь включается участок шириной, равной глубине заделки прогона или балки, и длиной не более расстояния между серединами примыкающих к балке пролетов (см. черт. 24, в);

если расстояние между балками превышает двойную ширину элемента, длина расчетной пл ощ ади определяется как сумма ширины балки и удвоенной ширины элемента (см. черт. 24, г);

при местной краевой нагрузке на угол элемента (см. черт. 24 , д ) расчетная площадь Aloc 2 р авна площ ади смятия Aloc 1 ;

при местной нагрузке, приложенной на части дли ны и ширины элемента, расчетная площадь прин имается согласно черт. 24, е . При наличии нескольк их нагрузок указанного типа расчетные площади о граничиваются линиями, проходящими через середину расстояний между точками приложения двух с оседних нагрузок;

при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены (пилястры) или простенка таврового сечения, расчетная площадь Aloc 2 равна пл ощ ади смятия Aloc 1 (см. черт. 24, ж);

при определении расчетной площади для сечений сложной формы не должны учитываться участки, связь которых с загруженным участком не обеспечена с необходимой надежностью (например, учас т ок 2 на черт. 24, и).

Примечан ие . При местной нагрузке от балок, прогонов, перемычек и других элементов, работающих на и згиб, учитываемая в расчете глубина опоры при опред елении Aloc 1 и Aloc 2 принимается не более 20 см.

3.65. При расчете на местное сжатие равномерно нагретых элементов из тяжелого б етона с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие

NRb,redAloc1,                                                          (224)

г де Rb , red -             приведенная призменная прочность бетона, определяемая по формуле

Rb , red = γbtRbφb + φμxyγstRs , xy φs ,                                           (225)

φb -                 определяется по формуле ( 223) и принимается не более 3,5;

φs -                 коэффициент , учитывающий влияние косвенного армирован и я в зоне местного сжатия. Для схем 24, б, д, ж принимается φs = 1,0, при этом косвенное армирование учитывается в расчете при услов и и, что поперечные сетки установлены на площади, не менее ограниченной пунктирными линиями на соответствующ их схемах черт. 24. Для схем 24, а , в, г, е, и φ s определяется по формуле

;                                                    (226)

Alf -                 площадь бетона , заключенного внутри контура сеток косв енного армирования, считая по их крайним стержням, для которой должно удовлетворяться условие Aloc 1 < Alf £ Aloc 2 ;

R s , xy -              расчетное сопротивление арматуры сето к;

φ -                  коэффи ц иент эффективности косв енного армирования, принимаемый равным

;                                                        (227)

;                                                       (228)

μxy -                коэффициент насы щ ения поперечной арматурой, опред еляемый для сварных поперечных сеток по формуле

;                                                (229)

зд е сь пх , Asx , lx -   соответственно число стержней, пл ощ ад ь поперечного сечения и длина стержня сетки в одном направлении (считая в осях крайних стержней);

пу , A sy , ly -       то же, в другом направлении;

s -                   расстояние между сетками;

Alf -                 площ адь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток (считая в осях крайних стержней).

Площади сечения стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлениях не должны различаться более чем в 1,5 ра з а.

Коэффициенты γbt и γst принимаются соответственно по табл. 16 и 35 в зависимос т и от т емпера туры в месте установки сеток.

РАСЧЕТ НА ПРОДАВЛИВАНИЕ

3.66. Расчет на пр од авливание конструкций (б ез поперечной арматуры) от действия сил, равномерно распределенных на ограниченной площади, д олжен производиться из условия

F ≤ αγttRbtumh 0 ,                                                         (230 )

где F -    продавл и ваю щая сила;

α -    коэффициен т, принимаемый равным дл я бетона составов (см. табл. 11):

№ 1 - 3, 6, 7 , 10 - 15, 19 - 21 ....................................................... 1,0

№ 4, 5 , 8, 9, 16 - 18, 23, 2 4, 29 и 30 ........................................... 0, 8

um -   сред н еарифметическое значений периметров верхнего и нижнего осн ований пирамиды, образующейся при п род авливании в пред елах ра бочей высоты сечения h 0 .

При определении ве л ичин um и F п редполагается, что продавли ван ие происходит по боковой поверх ности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающ ей силы, а боковые грани наклонены под углом 45° к гори зонтали (ч ерт. 25, а).

Значение продавливающей силы F принимается равным силе N , дейс тв ующ ей на пирамиду прод авливан ия, за вычетом н аг рузок, п риложенных к б ольшему основанию пирамиды продавливания (считая до плоскости расположения растянутой арматуры) и сопротивляющихся продавли ванию .

Если сх е ма опи рани я такова, что п род авли вание может происходи ть на поверхн ости пи рамиды с углом наклона боковых граней больше 45° ( например, в свайных ростверках - че рт. 25, б), правая часть условия ( 230) определяет ся для фактической пирамиды с умножением на h 0 / c , где c - длина горизонтальной проек ц ии боковой грани пирамиды продавливани я. При этом значение несущей способности принимается не более значения, соответствующего пирамиде с c = 0,4 h 0 .

Черт. 25. Схемы для расчета железобетонных элеме н тов на прод авли вание при угле наклона боковых граней:

а - пирамиды продавливания под уг л ом 45°; б - то же, больше 45°

При установке в пределах пирамиды продав ли вания хомут ов, нормальных к плоскости плиты, расчет должен произ водиться из условия

FFb + 0,8Fsw,                                                       (231 )

но н е более 2 Fb .

Усилие Fb принимается равным правой части неравенства ( 230), Fs w определяется как сумма всех поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, пересекаю щ ими боковые грани расчетной пирамиды продав ли вани я

Fsw = Σ Rsw γstAsw ,                                                      (232 )

г де Asw - суммарная площадь сечения поперечной арматуры, пересекающей боковые грани пирамиды продавливания;

R sw -   не должно превышать значения, соответствующего арматуре класса A - I .

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

Коэффи ц иент γtt принимается по табл. 16 в зависимости от средней температуры бетона на проверяемом участке, γst - по табл. 35 в зависимости от наибольшей температуры поперечной арматуры в рассма т риваемом сечении.

При расположении хомутов на ограниченном участке вблизи сосредоточенного груза производится дополнительный расчет на продавлива ни е пирамиды с верхним основанием, расположенным по контуру участка с поперечной арматурой, из условия ( 230).

РАСЧЕТ НА ОТРЫВ

3.67. Расчет железобетонного элемента на отрыв от действия нагрузки, приложенной к его н ижней части или в пределах высот ы его сече ния (черт. 26), должен производиться из условия

,                                              (233)

где F -             отрываю щ ее усилие;

Σ RswAsw -   сумма поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, устанавливаемым и дополнительно по длине зоны отрыва;

a = 2hs + b,                                                         (234)

здесь hs -         расстояние от уровня передачи нагрузки до центра тяжести сечения арматуры S ;

b -             ширина пло щ ади передачи отрывающей силы.

Черт. 26. Схема для расчета железобетонных э лементов на отрыв

Ц .Т. - центр тяжест и сжатой з оны сечени я примыкающ его элемента

Коэффициент γst принимается по табл. 35 в зависимости от наибольшей температуры дополнительной арматуры A sw .

РАСЧЕТ ЗАКЛАДНЫХ ДЕТАЛЕЙ

3 .6 8. Расчет анкеров, приваренных втавр к плоским элементам стальных закладных деталей, на действие изгибающих моментов, нормальных и сдвигающих сил от статической нагрузки, расположенной в одной плоскости симметрии закладной детали (черт. 27 , а ), должен производиться по формуле

,                                                 (235)

где А ап -           суммарная площадь поперечного сечения анкеров наиболее напряженного ряда;

N an -          наибольшее растягиваю щ ее усилие в одном ряду анкеров, равное

;                                                         (236)

Qan -          сдвигающее усилие, приходящееся на один ряд анкеров , р авное

;                                                       (237)

N an -         наибольшее сжимаю щ ее усилие в одном ряду анкеров, определяемое по формуле

.                                                        (23 8 )

Черт. 27. Схемы расчета за кладных деталей:

а - схема усилий, действую щ их на закладную деталь; б - схема выкалыван ия бетона анкерами з аклад ной д етали с усилен ием на конц ах при N an < 0; в - то же, без усиления на кон ц ах при N an < 0; г - схема выкалыва н ия бетона растянутыми анкерами закладной детали при N an > 0; д - схема , прини маемая при расчете на откалывание бетона анкерами з акладн ой детали; 1 - точка приложения нормальной силы N ; 2 - поверхность выкалывания; 3 - проекция в ыкалывани я на плоскость, нормальную анкерам; 4 - анкерная пластина; t an - расчетная температура нагрева анкеров

В формулах ( 235 ) - ( 238):

M , N и Q -       соответственно момент, нормальная и сдвигаю ща я силы, действующие на закладную деталь. Значение момента определяется относительн о оси, расположенной в плоскости наружной грани пластины и проходящ ей через центр тяжести всех анкеров;

nan -     число рядов анкеров ( при определении сдвигающей силы), если не обеспечивается равномерная передача сдвигающей силы Q на все ряды анкеров, то при определении сдвигающего усилия Qan учитывается не более чем в 4 рядах;

z -         расстояние между кр а йни ми рядами анкеров;

δ -        коэффициент, определяемый по формуле

;                                                          (239)

но принимаемый не менее 0, 15 ;

коэффициент ω в формуле ( 239) принимается:

при N an ³ 0 (имеется прижатие)

;                                                         (240)

при N an ≤ 0 (нет прижатия)

;                                                          (241)

если в анкерах отсутствуют растягивающие усилия, коэффициент δ принимается равным е д инице;

λ -        коэффициент , определяемый при анкерных стержнях диаметром 8 - 2 5 мм для обычного тяжелого бетона классов В12,5 - В50 и жаростойкого классов В12,5 - В30 по формуле

,                                                (242)

но принимаемый не более 0 , 7. Для жаростойких бетонов класса В35 и В40 коэффициент λ принимается как для класса В30.

В формуле ( 242 ):

Rb , Rs -        в М Па;

Aan 1 -           пл ощад ь анкерного стержня наиболее н апряженного ряд а, см2.

Площадь сечения анкеров остальных ря д ов должна приниматься равной площади сечения анкеров н аиболее напряженного ряда.

Коэффициент γst принимается по табл. 35 в зависимости от температуры: при нагреве со с т ороны з акладной детали - температуры закладной детали; при нагреве со стороны, противоположной закладной детали - температуры конца анкера.

Коэффициент γbt принимается по табл. 16 в зависимости от температуры бетона в месте расположен и я з акладной детали.

В формулах ( 236) и ( 238) нормальная сила N считается положительной, если она направлена от закладной детали, и отрицательной - если она направлена к ней. Если нормальные усилия N an и N an , а также сдвигающее усилие Qan при вычислении по формулам ( 236) - ( 238) получают отрицательные значения, т о в формулах ( 235), ( 237) и ( 239) они принимаются равными нулю. Кроме того, если N an получает отрицательное значение, то в формуле ( 237) принимаетс я N an = N (см. пример расчета 24 ).

П ри расположении заклад ной детали на верхней (при бетон ировании) поверхности изделия коэффициент λ уменьшается на 2 0 % , а значение N an принимается равным нулю.

3.69. В закладной детали с анкерами, приваренн ым и внахлестку под углом от 15 до 30°, наклонны е анкера рассчитываются на действие сдвигаю щей силы (при Q > N , где N - отрывающая сила) по формуле

,                                                  (243)

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

Nan -       с м . п . 3.68;

γst -         то же.

При этом должны устанавливаться нормальные анкера, рассчитываемые по формуле ( 235) при λ = 1, Qan = 0,1 от сдвигающего усилия, определенного по формуле ( 237 ).

3.70. Конструкция сварных з акладных деталей с приваренными к ним элементами, передающими нагрузку на закладные детали, должна обеспечивать включение в работу анкерных стержней в соответствии с принятой расчетной сх емой. Внешние элементы закладных деталей и их сварные соединения рассчитываются согласн о СНиП II-23-81. При расчете пластин и фасонного проката на отрывающую силу принимается, что они шарнирно связаны с нормальными анкерными стержнями.

Толщина пластины t расчетной закладной детали, к которой привариваются втавр анкера, должна удовлетворять условию

,                                                      (244)

где dan -        диаметр анкерного стержня , требуемый по расчету;

γst -         см. п. 3.68;

γstRsq -    расчет н ое сопротивление стали на срез, принимаемое согласно СНиП II-23-81, умноженное на коэффициент γst , определяемый по табл. 35 в зависимости от температуры пластины.

При применении типов сварных соединений, обеспечивающих большую з ону включения пластины в работу при вырывании из нее анкерного стержня, и соответствующем экспериментальном обосновании возможна корректировка условия ( 244) для этих сварных соединений. Толщина пластины должна также удовлетворять технологическим требованиям по сварке.

Если на концах анкеров закладной детали имеются усиления в виде анкерных пластин или высаженных головок, бетон под этими усилениями проверяют на смятие. При этом сила смятия Nloc должна быть не больше величины αφbRbγbtAloc 1 ; коэффициенты α и φb определяются согласно указаниям п. 3.63. Сила смятия для анкеров, приваренных втавр, при la ≥ 15 d и если вдоль анкера возможно образование трещин от растяжения бетона, равна усилию в одном анкере Nan 1 , а если образование этих трещин невозможно, сила смятия N loc принимается равной величине Nan 1 ( lan - la ) / lan . При длине la < 15 d значение Nloc увеличивают на величину, равную Qan (15d - la) / lan . Для анкеров, приваренных внахлестку, сила смятия равна сдвигающему усилию в анкере.

Расчет железобетонных элементов на выносливость

3 .7 1. Расчет железобетонных э лементов на выносливость производится путем сравнения напряжений в бетоне и арматуре с соответствующ ими расчетными сопротивлениями, умноженными на коэффиц иенты условий работы γb 1 , γs 3 , принимаемые с оответственно по табл. 22 и 33 , а при наличии сварных соединений арматуры - также на коэффициент условий работы γs 4 (см. табл. 34 ). При нагреве бетона свыше 50 ° С должен учитываться коэффициент условий работы γb 1 t , принимаемый по табл. 23 , и коэффициент условий работы арматуры γs 3 t , принимаемый по требованиям п. 2.32 при температурах нагрева арматуры свыше 100 °С.

Напряжения в бетоне и арматуре вычисляются как для упругого тела (по приведенным сечениям) на д ействие внешних нагрузок, усилий от воздействия температуры и усилия пред варительного обжатия P . Неупругие деформации в сжатой зоне бетона учитываются снижением величины модуля упругости бетона, при н имая коэффициенты приведения арматуры к бетону α ′ равными 25, 20, 1 5 и 10 соответственно для бетонов классов В 15, В25, В30, В4 0 и выше.

При воздействии температуры свыше 5 0 ° С величины вышеприведенных коэффициентов α′ д олжны умножаться на отношение коэффициентов βs / βb . Значения коэффициентов βs принимаются по табл. 35 в зависимости от температуры арматуры, и βb - по табл. 16 в з ависимости от средней температуры бетона сжат ой зоны сечения. В случае если не соблюдаются условия п. 4.8 при з амене в нем значения Rbtt , ser на Rbtt , площадь приведенного сечения растянутой зоны бетона определяется без учета растянутой зоны бетона.

3.72. Расчет на вынос л ивость сечений, нормальных к прод ольной оси элемента, должен производиться из условий:

для сжатого бетона

σb , max ≤ γb 1 γb 1 t Rb ;                                                     (24 5 )

для растянутой арматуры

σs , max ≤ γs 3 γs 3 t Rs ,                                                       (246)

г де σb , max и σs , max -    максимальные нормальные н ап ряжени я соответственно в сжатом бетоне и в растянутой арматуре.

При этом расчетные сопротивления бетона сжатию Rb и растяжению арматуры Rs умножаются на соответствую щ ие коэффициенты условий работы: γb 1 , γb 1 t (см. табл. 22 и 23), принимаемые в зависимости от средней температуры б етона сжатой зоны; и γs 3 , γs 3 t , γs 4 (см. табл. 33. п. 2.32 и табл. 34 ), принимаемые в зависимости от температуры растянут ой арматуры.

В зоне, проверяемой по сжатому бетону, при действии многократно повторяющейся нагрузки появление растягивающих напряжений не д опускается.

Сжатая арматура на выносливость не рассчитывается.

3.73. Расчет на выносливость сечений, наклонных к продольной оси элемента, должен производиться из условия, что равнодействующая главных растягивающих напряжений, действующих на уровне центра тяжести приведенного сечения, должна быть полностью воспринята поперечной арматурой при напряжении в ней, равном расчетному сопротивлению R s , умноженному на коэффициенты условий работы γs 3 , γs 4 , γs 3 t (см. табл. 33, 34 и п. 2.32 ), принимаемые по наибольшей температуре нагрева поперечной арматуры.

Для элементов, в которых поперечная арматура не предусматривается, должны быть выполнены условия п. 4.11 СНиП 2.03.01-84 с введением в условия ( 141) и ( 142) вместо расчетных сопротивлений R b , s er и Rbt , ser расчетных сопротивлений R b и Rbt , которые умножаются на коэ ффициенты условий работы γb 1 и γb 1 t (см. табл. 22 и 23 ).

4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ВТОРОЙ ГРУППЫ

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН

4.1. Железобетонные элементы, подвергаемые воздействию повышенных и высоких температур, рассчитываются по образованию трещин, нормальных и наклонных к продольной оси элемента.

Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента

4.2. Для изгибаемых, растянутых и внецентренно сжатых железобетонных элементов, подвергающихся воздействию повышенной и высокой температуры, усилия, воспринимаемые сечениями, нормальным и к продольной оси, при образовании трещин определяются исходя из следующих положений:

сечения после деформаций остаются плоскими;

наибольшее относительное удлинение крайнего растянутого волокна бетона равно ;

напряжения в бетоне сжатой зоны (если они имеются) опре д еляются с учетом упругих или неупругих деформаций нагретого бетона, при этом наличие неупругих деформаций учитывается с уменьшением ядрового расстояния r (см. п. 4.4 );

напр я жения в бетоне растянутой зоны распределены равномерно и равны по величине Rbtt , ser ;

напряжения в арматуре равны алгебраической сумме напряжений , отвечающих приращ ению деформаций окружа ющего нагретого бетона, и напряжений, вызванных усадкой и ползучестью бетона.

Величина коэффициента βb принимается по табл. 16 в зависимости от температуры бетона н а уровне растянутой арматуры.

4. 3 ( 4.2). Расчет железобетонных элементов по образованию трещин на усилия, вызванные воздействием температуры , следует проводить при нагреве; когда температура бетона по высоте элемен та между гранями сечения отличается более чем на 3 0 ° С в элементах статически неоп ределимых конструкций и более чем на 50 ° С в элементах статически определимых конструкций при криволинейном распределении температуры; когда температура растянутой арматуры превышает 100 °С в конструкциях из обычного бетона и 70 ° С - в конструкциях из жаростойкого бетона.

Расчет железобетонных элементов с μ ≥ 0,4 % по обра з ованию трещ ин при темп ературе наг рева арматуры свыше 200 °С допускается не производить.

Расчет по образованию трещин в элементах конструк ц ий производится из условия, что растягивающ ие напряжения бетона, вызванные распределением температуры, определяемые по формуле ( 32), равны или меньше величины расчетного сопротивления бетона Rbt , ser , дополнительно умноженного на коэффициент условий работы бетона γtt , принимаемый по табл. 16 в зависимости от температуры волокна бетона, для которого определяются напряжения.

4.4. Расчет изгибаемых, внецен т ренн о сжатых, а также внецентренно растянутых элементов по образованию трещин производится:

статически определимых конструкций и з условия

Mr Mcrc ;                                                            (247)

статически неопределимых конструкций из условия

(Mr ± Mt) ≤ Mcrc,                                                       (248)

где М r -      момент внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения относительно оси, параллельной нулевой линии и проходя щ ей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны, трещи ноо бразовани е которой проверяется;

Mt -      момент, вызванный воздействием температуры, определяется согласно требованиям п. 1.46 и принимается со знаком «плюс», когда направле н ие момента совпадает с М r , и со знаком «минус» - когда не совпадает;

Mcrc -   момент, воспринимаемый сечением, нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин.

Значение Mr определяется по формулам:

для и з гибаемых элементов (черт. 28, а )

Mr = М ;                                                              (249)

для внецентренно сжатых элементов (черт. 28 , б )

Mr = N(e0 - r);                                                        (250)

д л я внецентренно растянутых элементов (черт. 28 , в )

Mr = N(e0 + r),                                                       (251)

где r -         расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, тре щ инообразование которой проверяется.

Черт. 28. Схемы ус и ли й и эпюры на пряжен ий в попереч ном сечении элемента при ра счете по образ ова нию т рещин, нормальных к п родольной оси элемента в з оне сечени я, растянутой от действи я внешни х на груз ок и температ уры

а - при и з гибе; б - при внецент ренн ом сжатии; в - при внецент ренн ом растяжении; 1 - ядровая то чка; 2 - це нтр тяж ести приведенного сечени я

Значение r определяется по формулам:

д ля внецентренно сжатых э лементов

;                                                            (252)

для внецентренно растянутых элементов

;                                                     (253)

для изгибаемых элементов

.                                                             (254)

В формулах ( 252) и ( 254 ):

,                                                       (255)

но принимается не менее 0,7 и не более едини цы.

Здес ь σb -        максимальное напряжение в сжа т ом бетоне от внешней нагрузки и т емпературных усилий, вычисляемое как для упругого тела по приведенному сечению;

Wr ed и W pl -      см. соответственно пп . 4.5 и 4.6.

Коэффициент α определяется по формуле ( 189 ), в которой коэффициенты βb и βs принимаются соответственно по табл. 16 и 35 в зависимости от температуры на уровне центра тяжести арматуры;

A r ed -    приведенная пло щ адь нагретого элемента, определяется по формуле ( 6);

M crc -   определяется по формуле

Mcrc = (Rbt,serγtt ± σbtt)Wpl,                                                 (256)

где σbtt -          напряжения в бетоне на уровне растянутой арматуры, вызванные воздействием температуры, определяемые по формуле ( 32 ) . Напряжения σbtt , принимаются со з наком «плюс» при сжатии и со з наком «минус» - при растяжении.

Допускается напряжения σbtt , вызванные воздействием температуры, не учитывать, если их учет увеличивает т рещи нос тойкость сечения. Если σbtt > Rbt , ser γtt , т о в формуле ( 256) принимается σbtt = Rbt , ser γtt .

При проверке во з можности исчерпания несущей способности одновременно с образованием трещ ин (см. п. 1.20) усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин, определяется по формуле ( 256) с заменой значения R b t , se r на 1, 2 Rbt , ser γtt .

Расчет центрально растянутых элементов по образованию трещин производится из условия

N Rbt , ser γ tt Ared ,                                                            (257)

Ared -                определяется по формуле ( 6).

4.5. Момент сопротивления приведенного сечения элемента для крайнего растянутого волокна определяется по правилам сопротивления упругих материалов в предположении отсутствия продольных сил по формуле

,                                                                (258)

где Ired -           момент инерции приведенного сечения, определяемый по формуле ( 11) как для упругого материала, принимая  = φb 1 = 1 . Расстоян ие от центра тяжести приведенного сечения до крайнего растянутого волокна определяется по формуле ( 5).

4.6 (4.4 ). Момент сопротивления приведенного сечения для крайнего р а ст янутого волокна с учетом неупругих деформаций бетона при воздействии температуры определяетс я по формуле

Wpl = [0,292 + 0,75( γ 1 + 2 μ 1 α ) + 0,075( γ ′1 + 2 μ ′1 α ′)] bh 2 ,                             (259)

где

;                                                         (260)

;                                                       (261)

μ 1 = As / bh;                                                               (262)

μ ′1 = As / bh.                                                              (263)

Здес ь α -          определяется по формуле ( 189), в которой коэффициент βs принимается по табл. 35 в зависимости от температуры растянутой и сжатой арматуры и коэффициент βb при н имается по табл. 16 в зависимости от температуры бетона на уровне соответствующей арматуры.

Допускается при определении Wpl по формуле ( 259) принимать As = А s = 0, если μ < 1, 0 % .

Разрешается величину W pl также определять по приближенной формуле

Wpl = γ Wred ,                                                                (264)

где Wred -         см. п. 4.5;

γ -              коэффициент, принимаемый по табл. 49.

Таблица 49

Сечение

Значение коэффициента γ для определения момента сопротивления Wpl

1. Прямоуголь н ое и тавровое с полкой, расположенной в сжа той з оне

1,75

2. Тавровое с полкой, расположенной в растянутой зоне:

при   ≤ 2 нез ависимо от отн ошения

1, 75

при  > 2 и  ≥ 0,2

1,75

при   > 2 и  < 0,2

1,50

3. Д вутавровое си мметричное (коробча тое):

при  ≤ 2 независимо от от ношен и й

1,75

при 2 <   ≤ 6 н езависимо от отношений

1,50

п ри  > 6 и  ≥ 0,2

1,50

при 6 <  ≤ 15 и  < 0,2

1,25

4. Кольцевое и круглое

Примечание . В таблице обо з начени я bf и hf соответствуют ра зм ерам полк и , которая при расчете по образованию тре щ ин является растянутой, a b f и h f - размерам полки , которая для э того случая расчета является сжатой.

При расче т е элемент ов с повышенной толщиной защитного слоя бетона растянутой арматуры , коэффициент μ 1 в формуле ( 259) умно ж ается на величину 1 - 2 δ .

4.7. Расчет желе з обетонных эл ементов по образованию трещ ин при воздействии температуры и многократно повторяющейся нагрузки производится из условия

σbt ≤ γ b1 γb1tRbt,ser,                                                       (265)

Максимальное нормальное растягиваю щ ее напряжение в бетоне, вызванное нагруз кой, должно суммироваться с растягивающим напряжением от воздействия температуры, определяемым по формуле ( 32). Коэффиц иенты условий работы γb 1 и γb 1 t принимаются соответственно по табл. 22 и 23 в зависимости от температуры бетона на уровне арматуры.

Расчет по образованию трещин, наклонных к продольной оси элемента

4.8. Расчет по образованию трещин, наклонных к продольной оси элемента, при воздействии температуры производится и з условия

σ mt γb4Rbt,ser ,                                                          (266)

где γb 4 -           коэффициент условий работы бетона (см. табл. 15 ), определяемый по формуле

, но не более 1,0;

здесь α -          коэффициент, принимаемый для бетонов составов (см. табл. 11):

№ 1 - 3, 6 , 7 , 1 0 - 15, 1 9 - 21 ............................................... 0,01

№ 4, 5, 8 , 9, 1 6 - 18, 23, 24, 29 и 3 0 .................................... 0,02

В -         класс бетона по прочности на сжатие, М Па. Значение α В следует принимать не менее 0,3. Значения главных растягиваю щ их σmt и главных сжимающих σmc напряжений в бетоне опре д еляются по формуле (143) СНиП 2.03.01-84.

При этом расчетные сопротивления бетона R b , ser и R b t , ser должны дополнительно умножаться на коэффициенты условий работы бетона соответственно γbt и γtt , принимаемые по табл. 16:

для прямоугольных элементов - в з ависимости от температуры бетона центра тяжести приведенного сечения;

для элементов двутаврового и таврового сечений - в зависимости от температуры бетона в плоскости примыкания сжатых (более нагретых) полок к стенке.

4.9. При действии многократно повторяющейся нагрузки в условиях воздействия температуры расчет по образованию трещин, наклонных к продольной оси элемента, должен производиться согласно указаниям п. 4.8 , при этом расчетные сопротивления бетона Rbt , ser и Rb , ser вводятся в расчет с коэффициентами условий работы γb 1 и γb 1 t , принимаемыми по табл. 22 и 23 .

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН

Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента

4.10 (4.8). Ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента , acrc , мм, при воздействии повышенных и высоких температур следует определять по формуле

,                          (267)

после воздействия повышенных и высоких температур (в охлажденном состоянии)

.                                   (268)

В формулах ( 267) и ( 268 ):

δ -               коэффициент, принимаемый равным: для изгибаемых и внецен т ренн о сжатых элементов - 1; для растянутых элементов - 1,2;

η -               коэффициент, принимаемый равным:

при стержне в ой арматуре:

пер и оди ческого профиля                                                    1,0

гладкой                                                                                  1,3

при проволочной арматуре:

периодического профи л я и канатах                                  1,2

гладкой                                                                                  1,4

μ -               коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечен ия арматуры S к площади сечения бето н а (при рабочей высоте h 0 и без учета сжатых свесов полок), но не более 0,02;

φl -              коэффициент, принимаемый равным при учете:

кратковремен н ых нагрузок и непродолжительного дей ствия постоянных и длительных нагр у зок ........................................ 1,00

многократно повторяющейся нагрузки, а также продолжительного дейст в ия постоянных и длител ьн ых нагр уз ок для конструкц ий из бетона составов (см. табл . 11):

№ 1 - 3, 6, 7, 1 3, 2 0, 21 естественной влажности . φ l = 1,60 - 15 μ     (269)

№ 4, 5, 8 - 12, 14 - 19, 23, 24, 29, 30 ......................................... 1,50

при попеременном водонас ы щении и высуши вании ............ 1,75

σ s -              напряжение в стержнях крайнего ряда арматуры S , определяемое согласно указаниям п. 4.11 ;

d -               диаметр арматуры, мм;

βs и vs -       коэффи ц иент ы, определяемые по табл. 35 и 38;

αstm -            определяе т ся по формуле ( 74) в зависимости от длительности нагрева;

αbt и αcs -     принимаются по табл. 20 и 21 в зависимости от температуры бетона на уровне арматуры и длительности нагрева.

Дополнительное раскрытие трещин, вызванное ра з ностью температурных деформаций бетона и арматуры, а также усадкой бетона [второй член в квадратных скобках формул ( 267) и ( 268)] допускается не учитывать: для железобетонных элементов из обычного бетона при температуре арматуры до 60 °С и из жаростойкого бетона при температуре арматуры до 50 °С.

Для элементов, к т рещи ностойкости которых предъ являются требования 2-й категории, ширина раскрыти я трещ ин опред еляется от суммарного действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, а также от действия кратковременного нагрева при коэффициенте φ l = 1,0.

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

Ширина раскрытия трещин , определенная по формулам ( 267) и ( 268), корректируется в следующих случаях:

а) если центр тяжести площади сечения с т ержней крайнего ряда арматуры S изгибаемых, внецентренно сжатых, внецентре нн о растянутых при e 0 ³ 0,8 h 0 элементов отстоит от наиболее растянутого волокна на расстоянии a 2 > 0,2 h , значение acrc должно быть увеличено путем умножения на коэффи ц иент δa , равный

                                                       (270)

и принимаемый не более 3;

б) для элементов из легкого жаростойкого бетона класса В7 ,5 и ниже зн ачение acrc должно быть увеличено на 20 % .

4. 11 . Напряжения в растянутой арматуре σs должны определяться по формула м:

для центрально растянутых элементов

σs = N / As;                                                               (271)

для из г ибаемых эл ементов

σs = M / Asz ;                                                             (272)

для внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых при e 0 ≥ 0,8 h 0 элементов

.                                                         (273)

Для внецентренно растянутых элементов при e 0 < 0,8 h 0 вел и чина σs определяется по формуле ( 273 ), принимая z = z s ( zs - расстояние между центрами тяжести арматуры S и S ′).

В формуле ( 273) знак «плюс» принимается при внецентренном растяжении, а знак «минус» - при внецентренном сжатии. При расположении растягивающей продольной силы N между центрами тяжести арматуры S и S ′ значение es принимается со знаком «минус».

В формулах ( 272) и ( 273):

z -                расстояние от центра тяжести площади сечения арматуры S до точки приложен и я равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения над трещиной, определяемое согласно указаниям п. 4.20.

При расположении растянутой арматуры в несколько рядов по высоте сечения в изгибаемых, внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых элементах при e 0 ≥ 0,8 h 0 на п ряжения σs , по д считанные по формулам ( 272) и ( 273), должны умножаться на коэффициент δn , равный

,                                                         (274)

где x = ξ h 0 ;      значение ξ определяется по формуле ( 283);

a 1 и a 2 -       расстояния от цент ра тяжести площади сечения соответственно всей арматуры S и крайнего ряда стержней до наиболее растянутого волокна бетона.

Значение σs не должно превышать Rst , ser .

Для изгибаемых элементов допускается определять σ s по формуле

.                                                           (275)

Здесь Mu -       предельный момент по прочности, равный правой части неравенств ( 105), ( 107), ( 108), ( 120), ( 121) и ( 123).

При подборе сечения арматуры

,                                                        (276)

Ms -             момент от действия полной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке γf > 1;

As , f a ct -          фактическая площадь принятой арматуры;

Asd -             площадь арматуры, требуемая по расчету прочности.

Расчет по раскрытию трещин, наклонных к продольной оси элемента

4.12 (4.9). Ширина раскрытия трещин, наклонных к продольной о си элементов, при воздействии повышенных и в ысоких температур при арми ровании хомутами, нормальными к продольной оси, должна определяться по формуле

,                           (277)

гд е φl -      коэффиц иент, принимаемый равным при учете:

кратковременного нагрева, кратко в ременных нагрузок, кратковременного нагрева и непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок ........................................................................................................................... 1,00;

многократно повторяю щ ейся нагруз ки, а также длительного нагрева, продолжительного дейст вия постоянных и длительных нагрузок для конст рукций из бетонов составов (по табл. 11):

№ 1 - 3, 6, 7, 13, 20 и 21 естественной влажност и ......... 1,50

№ 4, 5, 8 - 12, 1 4 - 19, 2 3, 2 4, 2 9 и 30 ............................... 1,50

при попеременном водонас ыщ ении и высушивании .................................... 1, 75

η -       то же, что и в формуле ( 267);

α и μ w -     определяются по формулам ( 189) и ( 190 ), принимая коэффициенты βb и βs , соответственно по табл. 16 и 35 в зависимости от средней температуры поперечной арматуры;

dv -      диаметр хомутов;

tw -      температура посередине длины хомута;

αst , αbt -      принимаются для арматуры хомутов по температуре середины их высоты.

Напряжение в хомутах определяется по формуле

.                                                           (278)

Значение напряжен и й σsw , не должно превышать Rst , ser .

Здесь Q и Qb 1 -      соответственно левая и правая части условия ( 212) при замене Rbtt на Rb tt , s e r ; расчетные сопротивления Rbtt , ser и Rb , tem , ser не должны превышать значений, соответствующих бетону класса В30;

s -       расстояние между хомутами.

При определении ширины непродолжительного и продолжительного раскрытия наклонных трещин долж н ы учитываться указания п. 4.10 об учете длительности действия нагрузок и нагрева.

4 .1 3. Расчет железобетонных элементов по закрытию трещи н при температурном воздействии произв одится согласно указаниям пп . 4.18 - 4.21 СНиП 2.03.01-84, принимая расчетное сопротивление арматуры R st , ser .

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

4.14. Деформации (прогибы, углы поворота) элементов железобетонных конструкций, подверженных воздействию повышенных и высоких температур, должны вычисляться по формулам строительной механики, определяя входящие в них величины кривизны в соответствии с указаниями пп. 4.15 - 4.22.

4.15. Величина кривизны определяется:

а) для участков элемента, где в растянутой зоне не образуются трещины, н ормальные к продольной оси элемента - как для сплошного тела;

б) для участков элемента, где в растянутой зоне имеются трещины, нормальные к продольной оси, вызванные нагрузкой и во з действием температуры - как отношение разности средних деформаций крайнего волокна сжатой зоны бетона и продольной растянутой арматуры к рабочей высоте сечения элемента.

Элементы или участки элементов рассматриваются без трещин в растянутой зоне, если трещины не образуются при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок , длительного и кратковременного нагрева или если они закрыты при действии постоянных и длительных нагрузок; при этом нагрузки вводятся в расчет с коэффициентом надежности по нагрузке γf = 1, а усилия, вызванные воздействием температуры - с коэффициентом надежности по температуре γt = 1.

Определение кривизны железобетонных элементов на участках без трещин в растянутой зоне

4.16 (4 .1 2). На участках, где не образуются нормальные к продольной оси трещины, полная величина кривиз ны изгибаемых, вне цент ренно сжатых и внецентренно растянутых элементов должна определяться по формуле

,                                                   (279)

 и   -     кривизны соответственно от кратковременны х нагрузок при кратковременном нагреве (определяемых согласно указ аниям п. 1.16) и от постоянных и длительных временных нагрузок при длительном нагреве, определяемые по формулам

;                                                    (280)

,                                                   (281)

здесь M -             момент соотве т ственно от внешней нагрузки и нагрева (кратковременных и длительных) относительно оси, нормальной к плоскости действия изгибающ его момента и проходящ ей через ц ентр тяжести приведенного сечения;

φb 1 -           коэффициент, учитывающий вл и яние кратковременной ползучести бетона, принимаемый согласно указаниям п. 1.28;

φb 2 -           ко э ффициент, учитывающий вли яние длительной ползучести бетона на деформации элемента без трещин и принимаемый по табл. 50;

Ired -           момент инерци и приведенного сечения, определяют по указаниям п. 1.28, принимая в формуле ( 1) значения  для кратковременного нагрева по табл. 18 в зависимости от скорости подъема температуры и для длительного нагрева - как при кратковременном нагреве с подъемом температуры на 10 ° С/ч и более.

4.17. При опре д елении кривизны участков элементов с начальными трещинами в сжатой зоне, вызванными воздействием температуры, величин ы  и , определяемые по формулам ( 280) и ( 281 ), должны быть увеличены на 15 % .

Таблица 50

Номера составов бетона по табл. 11

Коэффициент φ b 2 , учитывающий влияние длительной ползучести бетона на деформации элемента без трещин, при средней температуре бетона сжатой зоны сечения, °С

50

70

100

200

300

400

500

600

700

800

1 - 3

3,0

4,0

3 , 5

4,0

-

-

-

-

-

-

4 - 11, 2 3, 2 4

3,0

4,0

3 , 5

3,5

3 , 5

5,0

7,0

8,0

10,0

-

12 - 18 , 2 9, 3 0

3, 5

4 , 5

4,0

4,0

8,0

11,0

15,0

20,0

-

-

19 - 21

3,0

3,0

3,0

3,0

3 , 5

7,0

10,0

13,0

16,0

20,0

Пр и мечания : 1. В таблице даны значе ни я коэффициента φb 2 для дли тел ьного нагрева.

2. Д ля кратковременного нагрева при подъеме температуры на 10 ° С/ч и более и непродолжительном д ействии нагрузки коэффици ент φ b 2 = 1 ,0.

3. Значени е коэффи циента φb 2 для промежуточных темпера тур прини мается по интерполяции.

4. При нали чии в элементе сжа той арматуры с μ ′ ≥ 0,7 % значение коэффи ци ента φb 2 умножается на (1 - 0,11 μ ′), но не менее, чем на 0,6.

5. При двухосном напряженном состоянии з начени е коэффиц иента φb2 у множается на 0,8.

6. При попеременном увлажнении з начение φ b 2 следует умножать на 1,2 .

4.18. На участках, где образуются нормальные трещины в растянутой зоне, но при действии рассматриваемой нагрузки обеспечено их закрытие, значения кривизн  и , входя щ ие в формулу ( 279), увеличиваются на 20 % .

Определение кривизны железобетонных элементов на участках с трещинами в растянутой зоне

4.19. На участках, где в растянутой зоне образуются нормальные к продольной оси нагретого элемента трещины, кривизны изгибаемых , внецент ренно сжатых, а также внецент ренн о растянутых элементов прямоугольного, таврового и двутаврового (коробчатого) сечений при e 0 ≥ 0,8 h 0 должны определяться по формуле

.                         (282)

Для изгибаемых элементов последнее слагаемое правой части формулы ( 282) принимается равным нулю.

В формуле ( 282 ):

Ms -           момент (заменяющий) относительно оси, норма л ьной к плоскости действия момента и проходящей через центр тяжести площади сечения арматуры S от всех внешних сил и усилий, вызванных воз д ействием температуры, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения:

для изгибаемых элементов .................................................... Ms = M

для внеце нт ренн о сжаты х и внецент ренно растянутых элемен тов .................................................................................................. Ms = Nes

z -              расстояние от центра тяжести площади сечения арматуры S до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения над тре щ иной (плечо внутренней пары сил), определяемое по указаниям п. 4.20;

ψ s -            коэффициент, учитываю щ ий работу растянутого бетона на участке с трещинами и определяемый по указаниям п. 4.21;

ψ b -            коэффициент, учитываю щи й неравномерность распределения деформаций крайнего сжатого волокна бетона по длине участка с трещинами и принимаемый равным:

для обычного и жаростойкого бетонов классов выше В7, 5 ....... 0,9

для жаростойкого бетона классов В 7,5 и ниже .......................... 0,7

для конструк ц ий, рассчитываемых на действие многократно повторяющ ейся нагруз ки, независимо от вида и класса бетона 1,0

φ f -             ко э ффициент , определяемый по формуле ( 286);

ξ -              относительная высота сжатой зоны бетона, определяемая согласно ука з аниям п. 4.20;

βs -             коэффициент, прин и маемый по табл. 35 в зависимости от температуры растянутой арматуры;

βb -            коэффициент, принимаемый по табл. 16 в зависимости от средней температуры бетона сжатой зон ы;

vs -             коэффициент, характеризующий упругоп л астическое состояние растянутой арматуры и принимаемый по табл. 38 в зависимости от температуры арматуры;

v -              коэффиц и ент, характеризующий упруго-пластическое состояние бетона сжатой зоны и принимаемый по табл. 19 для средней температуры бетона сжатой зоны;

N -             продольная сила (при внецен т ренн ом растяжени и сила N принимается со з наком «минус»).

Среднюю температуру бетона сжатой зоны сечения допускается принимать:

для прямоугольных сечений - по температуре бетона на расстоянии 0,2 h 0 от края сжатой грани сечения;

для тавровых и двутавровых сечений - по средней температуре бетона сжатой полки.

4.20. Значение ξ вычисляется по формуле

,                                      (283)

но принимается не более 1. При этом es / h 0 принимается не менее 0,5.

Для второго слагаемого правой части формулы ( 283) верхние з наки принимаются при сжимающ ем, а нижние - п ри растягивающем усилии N ( см. п. 4.19 ). Для изгибаемых элементов последнее слагаемое правой части формулы ( 283) принимается равным нулю.

В формуле ( 283 ):

;                                                     ( 284)

;                                                    (285)

;                                              (286)

es -             эксцентриситет силы N относительно центра тяжести площади сечения арматуры S , соответствует з аменяющему моменту Ms (см. п. 4.19) и опре д еляется по формуле

.                                                         (287)

Вел и чина z вычис л яется п о формуле

.                                            (288)

Для внецен т ренн о сжатых элементов величина z должна приниматься не более 0,97 es .

Для элементов прямоугольного сечения и таврового с полкой в растя н утой зоне в формулы ( 285), ( 286) и ( 288) вместо величины h f подставляется величина 2 a ′ или h f = 0 соответственно при наличии или отсутствии арматуры S ′ .

Расчет сечен и й, имеющих полку в сжатой з оне, при  производится как прямоугольных шириной b f .

Расчетная ширина полки b f определяется согласно указаниям п. 3.26.

Коэффициент γbt в формуле ( 284) определяется по табл. 16 в зависимости от средней температуры бетона сжатой зоны.

Коэффиц и ент v , характеризующий упруго-пластическое состояние бетона сжатой зоны, принимается по табл. 19 в зависимости от температуры бетона на уровне сжатой арматуры.

Коэффициент α в формулах ( 283) и ( 286) определяется по формуле ( 189), принимая коэфф иц иент βs по табл. 16 в з ависимости от средней температуры сжатой зоны (см. п. 4.19) и коэффициент βs - по табл. 35 в зависимости от температуры растянутой арматуры в формуле ( 283) и сжатой арматуры в формуле ( 286).

4.21. Коэффициент ψ s для элементов из обычного и жаростойкого бетонов определяе т ся по формуле

,                                     (289)

но не более 1, при этом es / h 0 принимается не менее 1,2/ φls .

Для изгибаемых элементов последний член в правой части формулы ( 289) принимается равным нулю.

В формуле ( 289 ):

φls -           коэффицие н т, учитывающий влияние дл ительности действия нагрузки и нагрева и принимаемый по табл. 51.

es -             см. формулу ( 287 );

,                                                      (290)

но не более 1.

Здесь

Wpl -          см . формулу ( 259) и ли ( 264);

Mr -           см . п . 4.4, при это м за положительные принимаются моменты, вызывающие растяжение в арматуре S .

Для конструкций, рассчитываемых на вы н осливость, значение коэффициента ψ s принимается во всех случаях равным 1.

Таблица 51

Длительность действия нагрузки и нагрева и вид продольной арматуры

Коэффициент φls при классе бетона

свыше В7,5

В7,5 и ниже

Непродолжительное действие при арматуре:

а ) стержн евой гл адкой

1,0

0,7

б) стержневой периодического профиля

1,1

0,8

в) проволочной

1 , 0

0,7

2 . Продолжительное действие (нез ависи мо от вида арматуры)

0,8

0,6

4.22. Полное з начение кривизны  для участка с трещ инами в растянутой з оне д олжно опред еляться по формуле

,                                                  (291)

где  -           кривизна от непро д олжительного дейст вия всей нагрузки и кратковременного нагрева, на которую п ро изводи тся расчет по деформаци ям;

  -           кривизн а от непродолжительного действия постоянных и дл ительных нагрузок;

 -           криви з на от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок и длительного нагрева.

Кривизны ,  и  определяются по формуле ( 282 ), при этом значения  и  вычисляются при значениях ψ s и v , отвечаю щ их непродолжительному действию нагрева и нагруз ки, а кривизна  - при значен иях ψ s и v , отвечаю щи х продолжительному действию нагрузки и наг рева. Если значения  и  оказываются отриц ательными, то он и принимаются равными нулю.

Определение прогибов

4.23. Полный проги б изгибаемых элементов f tot равен сумме прогибов, обусловленных: деформа ц ией изгиба fm , определяемой согласно указаниям п . 4.24 ; деформацией от воздействия температуры ft , принимаемой в соответствии с указаниями п . 4.26 ; деформацией сдвига fq , учитываемой для изгибаемых элементов при  согласно указаниям п. 4.25 .

Прогиб ft допускается не учитывать, если он приводит к уменьшению полного прогиба элемента.

4.24. Прогиб fm , обусловленный деформацией изгиба, определяется по формуле

,                                                      (292)

где  -             изгибающий момен т в сечении x о т действия едини чной силы, приложенной по направлению искомого перемещения элемента в сечении x по длине пролета, для ко то рог о определяется проги б;

 -          полная криви з на элемента в сечении x от нагрузки и усилий, вызванных т е мперат урой, при которой определяется п рогиб; значения  определяются по фо рмулам ( 279) и ( 291) соответственно для участков без трещин и с трещинами; знак  принимается в соответствии с эпюрой кривизны.

Для изг и баемых элементов постоянного сечения, имеющих трещины, на каждом участке, в пределах которого изгибающий момент не меняет знака, кривизну допускается вычислять для наиболее напряженного сечения, принимая ее для остальных сечений такого участка и зменяющейся пропорционально значениям изгибающего момента (черт. 29).

Черт. 29. Эпюры и зги баю щи х моментов и криви зны в железобетонном элементе постоянного сечения

а - схема расположения нагр у зки; б - эпюра изгибающ их моментов ; в - эпюра кривизны

4.2 5 . Для изгибаемых элементов при  необходимо учитыват ь влияние поперечных сил на их прогиб. В э том случае прогиб f q , обусловле н ный деформацией сдвига, определяется по формуле

,                                                           (293)

где  -               поперечная сила в сечении x от действ и я по направлению искомого перемещения единичной силы, приложенной в сечении, где определяется прогиб;

γx -                д еформац ия сдвига, определяемая по формуле

,                                                         (294)

здесь Qx -            поперечная сила в сечении x от действия внешней нагрузк и ;

G -             модуль сдвига бетона (см. п. 2.12 );

βb -            коэффициент, определяемый по табл. 16 в зависимости от температуры бетона в центре тяжести сечения;

φcrc -          коэффициент, учитывающ и й влияние трещ ин на деформаци и сдви га и принимаемый равным:

на участках по длине элемента, где отсутствуют нормальные и наклонные к продоль н ой оси элемента трещины, - 1,0;

на участках, где имеются только н аклонные к продольной оси элемента трещины, - 4,8;

на участках, где имеются только нормальные или нормальные и наклонные к продольной оси элемента трещ и ны, - по формуле

.                                                       (295)

В формуле ( 295):

Mx -           соответственно момент от внешней нагрузки и усилий, вызванных тем п ературой;

 -       см. формулу ( 292);

Ire d -           приведенный момент инерции сечения, определяемый согласно указаниям п. 1.28 ;

φb 2 -           к оэффи циент, учитывающий влияние длительной ползучести бетона на деформации элемента пр и нагрев е, при ни маемый по табл. 50.

4.26 (4.16). Проги б ft , обусловленный деформациями от неравноме рного нагрева бетона по высоте сечения элемента, определяется по формуле

,                                                     (296)

где  -          кривизна элемента в сечении x от воздействия температуры с учетом наличия в данном сечении трещин, вызванных усилиями от действия нагрузки и ли температуры, определяется со гласно указаниям пп . 1.40 и 1.43;

  -             см. п. 4.24.

Пр и расчете свободно опертой ил и консольной балки постоянной высоты с одинаковым распределением температуры бетона по высоте сечения на всей дл ине балки прогиб, выз ванн ый в оздействием температуры, определяют по формуле

,                                                        (297)

г д е  -           кривизна от воздействия темпера ту ры, определяется согласно указаниям пп. 1.40 и 1.43;

s -                  коэффициент, прин и маемый равным для свободно опертых балок 1/8 и для консольных - 1/2.

Прогибы сборных элементов конструкций из жаростойкого бетона, имеющих одностороннее арм и рование и сварные стыки арматуры в растянутой зоне сечения, определяются с учетом повышенной дефо рмати вности стыков. При э том кривизна элемента в пределах стыка, определенная как для целого элемента, увели чивается в 5 раз при заполнении шва раствором после сварки стыковых накладок и в 50 раз при заполнении шва до сварки, осуществляемой с учетом з аданной последовательности сварки, указанной в п. 5.44.

4.27. Д л я сплошных плит толщиной менее 25 см (кроме опертых по контуру), армированных плоскими сетками, с трещинами в растянутой зоне з начения прогибов, подсчитанные по формул е ( 292 ), умножают ся на коэффициент , принимаемый не более 1,5, где h 0 - в см.

Определение жесткости сечений элементов

4.28 (4. 17). На участках, где не образуются нормал ь ные к продольной оси элемента трещины, жесткость изгибаемых, внецентренно сжатых и внецент ренно растянутых э лементов определяется по формуле

.                                                         (298)

Величины I red , φb 1 и φb 2 пр и нимаются согласно указаниям п. 4.16.

4.29 (4.18 ). На участках, где образуются норма л ьные к продол ьной оси э лемента трещи ны в растянутой з он е, жесткость определяется:

д л я изгибаемых э лементов по формуле

;                                       (299)

для внеце нт ренн о сжатых и внецентренн о растянутых при e 0 ≥ 0,8 h 0 и приложении про д ольной силы в центре тяжести при веденного сечения элементов по формуле

,                                  (300)

где

.                                                              (301)

В формуле ( 300) знак «м и нус» перед z принимается при внеце нт ренн ом сжатии, « плюс» - при внец ент ренн ом растяжении.

Величины, входящие в формулы ( 299) и ( 300 ), определяются согласно указаниям пп. 4.19 - 4.21.

Для внецентре нн о растянутых элемен тов при e 0 < 0,8 h 0 принимаетс я e 0 = 0 ,8 h 0 .

Приближенный метод расчета деформаций и жесткости элементов

4.30. Для изгибаемых элементов постоянного сечения из участках, г де образ уются нормаль ные к продольной оси элемента трещины в растянутой зон е, допускает ся кривизну опред елять по формуле

,                                                     (302)

г де φ1 и φ 2 -        коэффициенты , з ависящ ие от формы сечени я, значения   и д л ительности действия температуры и нагрузки, определяемые по табл. 52, в которой значения коэффициентов определяю тся:

φf -                по формуле ( 286 );

γ 1 -                по формуле ( 260 ), где вместо h принимается h 0 .

Значения коэффициентов βs , vs , βb принимаются согласно указаниям п. 4.19.


Та блиц а 52

Нагрузка и нагрев

γ1

φ f

Коэффициент φ1 при значениях , равных

Коэффициент φ2 при значениях , равных

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,10

0,13

0,15

0,17

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

< 0,04

0,04 - <0,08

0,08 - <0,15

0,15 - <0,30

0,30 - 0,50

Д л итель ные

0,0

0,0

0,43

0,39

0,36

0,34

0,32

0,30

0,28

0,26

0,23

0,22

0,2 1

0,19

0,16

0,14

0,13

0,12

0,11

0,10

0,10

0,07

0,04

0,0 0

0,00

0,0

0,2

0,49

0,46

0,44

0,42

0,41

0,39

0,3 7

0,35

0,31

0,29

0,27

0,25

0,21

0,19

0,17

0,16

0,14

0,13

0,12

0,09

0,05

0,00

0,00

0,0

0,4

0,52

0,49

0,4 7

0,46

0,45

0,44

0,42

0,40

0,38

0,35

0,33

0,31

0,26

0,24

0,22

0,20

0,18

0,17

0,13

0,10

0,06

0,02

0,00

0,0

0,6

0,54

0,51

0,4 9

0,48

0,47

0,46

0,44

0,43

0,42

0,39

0,37

0,35

0,31

0,28

0,25

0,23

0,22

0,20

0,13

0,11

0,08

0,02

0,00

0,0

0,8

0,56

0,53

0,51

0,49

0,48

0,4 7

0,46

0,45

0,44

0,42

0,40

0,38

0,35

0,32

0,29

0,27

0,25

0,23

0,14

0,12

0,09

0,04

0,00

0,0

1,0

0,57

0,54

0,52

0,51

0,50

0,49

0,48

0,47

0,46

0,44

0,42

0,41

0,38

0,35

0,32

0,30

0,28

0,26

0, 1 5

0,13

0,10

0,06

0,00

0,2

0,0

0,47

0,40

0,36

0,33

0,31

0,30

0,28

0,26

0,23

0,22

0,21

0, 1 9

0,16

0,14

0,13

0,1 1

0, 11

0, 1 0

0,15

0,12

0,08

0,03

0,00

0,4

0,0

-

0,42

0,36

0,33

0,31

0,30

0,28

0,26

0,22

0,21

0,20

0,19

0,16

0,14

0,13

0,11

0,10

0,10

0,18

0,16

0,13

0,06

0,02

0,6

0,0

-

0,43

0,3 7

0,33

0,31

0,30

0,2 7

0,25

0,22

0,21

0,20

0,18

0,15

0,14

0,12

0,11

0, 1 0

0,10

0,20

0,19

0,17

0,09

0,03

0,8

0,0

-

-

0,38

0,33

0,30

0,29

0,2 7

0,24

0,22

0,21

0,20

0, 1 7

0,15

0,14

0,12

0, 11

0,10

0,10

0,23

0,22

0,20

0,12

0,05

1,0

0,0

-

-

0,4

0,33

0,30

0,29

0,27

0,24

0,22

0,20

0,19

0,17

0, 1 5

0,14

0,12

0, 11

0,10

0,10

0,2 5

0,24

0,23

0,14

0,06

0,2

0,2

0,51

0,45

0,43

0,40

0,38

0,37

0,36

0,34

0,30

0,28

0,26

0,24

0,21

0,19

0,1 7

0,16

0,14

0,13

0,16

0,13

0,08

0,04

0,00

0,4

0,4

-

0,53

0,49

0,47

0,45

0,43

0,42

0,39

0,37

0,35

0,33

0,30

0,26

0,23

0,21

0,20

0,18

0,17

0,20

0,19

0,14

0,07

0,03

0, 6

0,6

-

-

0,53

0,50

0,48

0,46

0,44

0,41

0,39

0,38

0,36

0,34

0,31

0,28

0,25

0,23

0,21

0,20

0,24

0,22

0,20

0,12

0,04

0,8

0,8

-

-

-

0,53

0,30

0,48

0,46

0,44

0,41

0,39

0,38

0,37

0,34

0,31

0,29

0,26

0,25

0,23

-

0,25

0,24

0,19

0,08

1,0

1,0

-

-

-

0, 6 1

0,53

0 ,5 0

0,48

0,45

0,43

0,40

0,39

0,38

0,36

0,34

0,32

0,29

0,27

0,26

-

0,26

0,25

0,20

0,12

Кратковременные

0,0

0,0

0,64

0,59

0,56

0,53

0,51

0,50

0,49

0,46

0,43

0,41

0,40

0,37

0,34

0,32

0,30

0,28

0,26

0,25

0,17

0,14

0,09

0,02

0,00

0,0

0,2

0, 7 2

0,66

0,63

0,61

0,59

0,58

0,57

0,56

0,53

0,51

0,49

0,46

0,43

0,40

0,37

0,35

0,33

0,31

0,21

0,18

0,11

0,03

0,00

0,0

0,4

0,76

0,69

0,66

0,65

0,63

0,62

0,61

0,60

0,59

0,57

0,56

0,53

0,49

0,46

0,44

0,41

0,39

0,37

0,23

0,20

0,14

0,04

0,00

0,0

0,6

0,79

0, 7 1

0,69

0,67

0,65

0,64

0 ,63

0,63

0,62

0,61

0,60

0,58

0,55

0,52

0,49

0,56

0,44

0,42

0,25

0,21

0,16

0,05

0,00

0,0

0,8

0,82

0,73

0,70

0,68

0,67

0,66

0,65

0,65

0,64

0,63

0,63

0,61

0,58

0,56

0,53

0,50

0,48

0,46

0,26

0,23

0,17

0,06

0,00

0,0

1,0

0,84

0,74

0,71

0,69

0,6 8

0,67

0,66

0,66

0,66

0,65

0,65

0,63

0,61

0,59

0,56

0,54

0,52

0 , 50

0,27

0,24

0,18

0,07

0,00

0,2

0,0

0,74

0,60

0,56

0,53

0,51

0,49

0,47

0,44

0,42

0,40

0,39

0,37

0,34

0,32

0,30

0,28

0,26

0,25

0,28

0,23

0,16

0,07

0,00

0,4

0,0

-

0,63

0,5 7

0,54

0,51

0,49

0,47

0,44

0,42

0,40

0,39

0,37

0,34

0,32

0,30

0,28

0,26

0,25

0,35

0,31

0,25

0,14

0,03

0,6

0,0

-

0,81

0,59

0,54

0,51

0,49

0,47

0,44

0,42

0,40

0,39

0,37

0,34

0,32

0,30

0,28

0,26

0,25

0,36

0,39

0,32

0,20

0,08

0,8

0,0

-

-

0,63

0,55

0,51

0,49

0,47

0,44

0,42

0,40

0,39

0,3 7

0, 3 4

0,32

0,30

0,28

0,26

0,25

0,45

0,40

0,38

0,25

0,12

1,0

0,0

-

-

0,84

0,57

0,52

0,49

0,47

0,44

0,42

0,40

0,39

0,37

0,34

0,32

0,30

0,28

0,27

0,25

0,50

0,46

0,44

0,29

0,15

0,2

0,2

0,79

0,67

0,63

0,61

0,59

0,58

0,56

0,55

0,52

0,50

0,48

0,46

0,42

0,39

0,37

0,35

0,33

0,31

0,27

0,24

0,17

0,08

0,00

0,4

0,4

-

0,77

0,69

0,66

0,64

0,62

0,61

0,58

0,56

0,5 5

0,54

0,52

0,48

0,45

0,43

0,40

0,38

0,3 7

0,39

0,37

0,30

0,16

0,04

0,6

0,6

-

-

0,76

0,70

0,67

0,65

0,64

0,61

0,58

0,57

0,56

0,55

0,53

0,50

0,47

0,45

0,43

0,41

0,50

0,46

0,44

0,28

0,11

0,8

0,8

-

-

-

0,76

0,71

0,68

0,66

0,64

0,61

0,59

0,58

0,57

0,56

0,53

0,51

0,49

0,47

0,45

-

0,60

0,57

0,41

0,21

1,0

1,0

-

-

-

0,92

0,76

0,71

0,69

0,66

0,63

0,6 1

0,60

0,58

0,57

0,56

0,54

0,52

0,50

0,48

-

0,72

0,70

0,55

0,31


Жесткость и з гибаемых элементов с трещинами в растянутой зоне допускает ся определять приближенным методом по формуле

.                                                    (303)

Жесткость внецентренно сжатых элементов с т рещи нами в растянутой зоне с процентом армирования μ ≥ 0,7 % и e 0 ≥ 0,8 h 0 допускается опреде л ять приближенным мето дом по формуле

,                                             (304)

где φ 3 -                коэффициент , принимаемый по табл. 53 для кратковреме н ного или длительного действия нагрева и нагрузки;

r -                  см . п. 4.4.

Остальные обозначения величин, входящие в формулы ( 303) и ( 304 ), те же, что и в формуле ( 302).

Таблица 53

Нагрузка и нагрев

γ1

φ f

Коэффициент φ3 при значениях , равных

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,10

0,13

0,15

0,17

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

Длите л ьные

0,0

0,0

1,12

1,08

0,99

0,9 1

0,87

0,83

0,79

0,75

0,70

0,66

0,63

0,59

0,54

0,50

0,4 7

0,45

0,42

0,41

0,0

0,2

1,19

1,14

1,0 7

0,99

0,95

0,8 8

0,84

0,79

0,74

0,69

0,66

0,62

0,57

0 ,5 3

0,50

0,4 7

0,44

0,42

0,0

0,4

1,25

1 ,19

1, 1 5

1,0 7

0,99

0,93

0,89

0,84

0,79

0, 7 3

0,69

0,65

0,61

0, 5 7

0,54

0,49

0,46

0,43

0,0

0,6

1,29

1,24

1,20

1,12

1,05

0,97

0,93

0,89

0,83

0,77

0,73

0,69

0,65

0,60

0,57

0,52

0,47

0,44

0,0

0,8

1,32

1,2 7

1,23

1,15

1,09

1,02

0,9 7

0,92

0,8 7

0,82

0, 77

0,72

0,68

0,63

0,59

0,54

0,49

0,45

0,0

1,0

1,34

1,30

1,25

1,19

1,13

1, 06

1,00

0,95

0,90

0,86

0, 8 0

0,74

0, 7 0

0,65

0,61

0,56

0,51

0,46

Кратковрем е нные

0,0

0,0

1,15

1, 11

1,07

1,04

1 ,01

0,99

0,97

0,94

0,90

0,88

0,86

0,84

0,81

0,78

0,75

0,73

0, 7 0

0, 6 8

0,0

0,2

1,17

1,14

1,09

1,06

1, 0 3

1,01

0,99

0,96

0,93

0,91

0,89

0,87

0,84

0,82

0,79

0,77

0,74

0,72

0,0

0,4

1,19

1,16

1,11

1,08

1,05

1,03

1,02

0,98

0,95

0,94

0,92

0,90

0,87

0,85

0,83

0,80

0, 7 8

0, 7 6

0,0

0,6

1,20

1,1 7

1,12

1,09

1,0 7

1,05

1,03

1,00

0,97

0,96

0,94

0,92

0,89

0,87

0,85

0,83

0,81

0,79

0,0

0,8

1,21

1,18

1,13

1,10

1,08

1,06

1,04

1,02

0,99

0,9 7

0,96

0,94

0,9 1

0,89

0,87

0,85

0, 8 3

0,81

0,0

1,0

1,23

1,19

1,14

1,11

1,09

1,07

1,05

1,03

1,00

0,98

0,97

0,95

0,92

0,90

0,88

0,86

0,84

0,83

4.31. Для свободно опертых или консольных балок постоянного сечен и я при  прогиб от нагрузки определяется по формуле

,                                                            (305)

гд е   -                кривизна в сечении с наибольшим из ги бающим моментом от нагрузки, при которой определяется прогиб;

s -                  коэффициент , равный:

при з а груж ении консоли:

равномерно распре д еленной нагрузкой ......................................... 1/4

сосредоточенной силой на конце консоли .................................... 1/3

сосре д оточенной силой на расст оя н и и a от опоры ...........

при з а груж ении свободно опертой балки:

равномерно распределенной нагрузкой ........................................

сосредоточенной с и лой по середине пролета ...............................

двумя сосре д оточенными силами , приложе нными на рассто яни и a от каждой опоры ................................................................... .

5. КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

5.1. При проектирован ии бетонн ых и железобетонных конструкций, работаю щи х в услови ях воздействия повышенных и высоких температур, дл я обеспечения условий их изготовления, требуемой дол говечности и совместной ра боты арматуры и бетона следует выполнять конструктивные требования, изложенные в СНиП 2.03.01-84, а также указания п п. 5.2 - 5.63.

МИНИМАЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ СЕЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

5.2. Мини мальные размеры сечения бетонных и железобетонных элементов, определяемые из расчета по действующи м усилиям и соответств ующ им групп ам предельных состояний, должны назначать ся с учетом экономических требований, необход имости унификации опалубочных форм и армирован ия, а также условий принятой технологии изготовления конструкций.

Кроме того, размеры сечения элементов желе з обетонных конструкц ий должны приниматься та ки ми, чтобы соблюдались требования по расположе нию арматуры в сечении (т олщины защ итных слоев бетона, расст оя ния между ст ержнями и т.п.) и ан керо вки арматуры.

5.3 (5.2). Минимал ьные размеры сечений огражда ющих элементов конструкций устанавли ваются теплотехническим расчетом.

Тол щ ина монолитных сводов, куполов, плит покрытий и перекрытий из тя желого жа ростойкого бетона д олжна приниматься не менее 60 мм, плит из легкого жаростойкого бетона - не менее 70 мм. Минимальная толщина сборных плит должна определять ся из условия обеспечения требуемой толщ ины защ итного слоя бетона и условий расположения арматуры по толщине плиты (пп. 5.4 - 5.12).

Ра з меры сечений в нец ент ренн о сжатых бетонных и железобе тонных элементов при в оз действии повышенных и высоких температур должны приниматься такими, чтобы их гибкость l 0 / i не превышала п редельной величины, указанной в табл. 54.

Таблица 54

Элементы

Предельная гибкость l 0 / i внецентренно сжатых элементов при температуре бетона в центре тяжести сечения, °С

50 - 100

300

500

700

900

Бетонные

85

60

50

45

35

Железобетонные

125

90

55

-

-

Примечан ия: 1. Для железобетонных элементов с односторонним армированием предельные гиб кости при ни маются как для бетонных элементов.

2. Для промежуточных значений температур предельные гибкости определяются и нтерполяцией.

ЗАЩИТНЫЙ СЛОЙ БЕТОНА

5.4. Защитный слой бетона д ля рабочей арматуры должен обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном на всех ст адиях работы конструкции, а также защ иту арматуры от внешних атмосферных, температурных и тому подобных воздействий.

5 .5 (5.3). Толщина за щ итного слоя должна сост авлять, как правило, не менее диаметра стержня или каната и не менее:

в конструк ц иях из обычного бетона для продольной рабочей арматуры (ненапрягаемой и нап рягаемой, натягиваемой на упоры) при температуре арматуры до 100 °С :

в плитах и стенках толщ иной до 100 мм вклю ч. ..................................... 10 мм

в плитах и стенках тол щ иной более 100 мм, а также в балках и ребрах высотой менее 250 мм ................................................................................ 15 мм

в балках и ребрах высотой 250 мм и более, а также в колоннах ............ 20 мм

в фундаментных балках и в сборных фундаментах ................................. 30 мм

для н и жней арматуры монолитных фундаментов:

при наличии бетонной подготовки ........................................................... 35 мм

при отсутствии    »                » ...................................................................... 70 мм

При температуре арматуры до 100 ° С с попеременным увлажнением бетона и свыше 10 0 ° С толщина защитного слоя должна быть увеличенной на 5 мм и быть не менее 1, 5 диаметра арматуры.

В конструкциях из жаростойкого бетона толщину защитного слоя бетона для арматуры независимо от ее вида необходимо предусматривать более указанной в СНиП 2.03.01-84 . При температуре арматуры, °С:

до 200 включ. .......................................................................................................... на 5 мм

св. 200     » ................................................................................................................... » 10 »

При этом минимальная толщина защитного слоя бетона должна быть при температуре арматуры, °С:

до 10 0 включ . .................................................................................................. 1,5 d

св. 100 до 300 включ . ..................................................................................... 2,0 d

»   3 00 ............................................................................................................... 2,5 d

5 .6. В конструкциях из обычного бетона толщина защитно г о слоя бетона для поперечной, распределительной и конструктивной арматуры должна приниматься не менее диаметра указанной арматуры и не менее:

при температуре нагрева арматуры до 10 0 °С:

п ри h < 250 м м ............................................................................................. 10 м м

»    h ≥ 250    » ................................................................................................. 15   »

при температуре нагрева арматуры свыше 10 0 °С и в конструкциях из жаростойкого бетона - согласно указ аниям п. 5.5.

5.7 (5.4 ). Толщина защитного слоя бетона у концов п редварительно нап ряжен ных элементов из обычного и жаростойкого бетонов на длине зоны передачи нап ряжений при температуре арматуры до 100 ° С должна составлять, не менее:

для стержневой арматуры классов A - IV и A - III в , а также для арматурных канатов ............................................................................................................... 2 d

для стержневой арматуры классов A - V и A - VI .............................................. 3d

При более высокой температуре толщину защитного слоя бетона следует увеличивать на 0,5 диаметра а н керуемой арматуры.

Кроме того, толщина защитного слоя бетона на указанном участке длины элемента должна быть не менее 40 мм для стержневой арматуры всех классов и не менее 20 мм - для арматурных канатов.

5.8. При воздействии повышенных температур в элементах с напрягаемой продольной арматурой, на т ягиваемой на бетон и располагаемой в каналах, расстояние от поверхности элемента до поверхности канала должно приниматься не менее 40 мм и не менее ширины канала; указанное расстояние до боковых граней элемента должно быть, кроме того, не менее половины высоты канала.

При расположении на п рягаемой арматуры в пазах или снаружи сечения элемента толщина защитного слоя бетона, образуемого последующим торкретированием или иным способом, должна приниматься не менее 20 мм.

5.9. Для возможности свободной укладки в форму цельных арматурных стержней, сеток или каркасов, идущих по всей д л ине или ширине изделия, концы этих стержней при их температуре до 100 °С должны отстоять от грани элемента при размере изделия: до 9 м - на 10 мм, до 12 м - на 15 мм, свыше 12 м - на 20 мм. При температуре арматуры выше 100 °С минимальное расстояни е между к онцами арматуры и гранями элемента следует увеличивать на 5 мм.

5.10. В полы х элементах кольцевого или коробчатого сечения расстояние от стержней продольной арматуры до внутренней поверхности бетона должно удовлетворять требованиям пп . 5.5 и 5.6.

МИНИМАЛЬНЫЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ СТЕРЖНЯМИ АРМАТУРЫ

5. 11 . Расстояния в свету между стержнями арматуры (или оболочками каналов) по высоте и ширине сечения должны обеспечивать совместну ю работу арматуры с бетон ом и назначаться с учетом удобства укладки и уп л отнения бетонной смеси; для предварительно напряженных конструкций должны также учитываться степень местного обжатия бетона и габариты натяжного оборудования (домкратов, зажимов и т.п.). В элемен тах, изготовляемых с применением вибро штампующи х машин или штыковых вибраторов, должно быть обеспечено свободное прохождение между арматурными стержнями элементов этих машин или наконечников вибраторов, уплотняющих бетонную смесь.

5.12. Расстояния в свету между отдельными стержнями продольной ненапрягаемой либо напрягаемой арматуры, натягиваемой на упоры, а также между продольными стержнями соседних плоских сварных каркасов должны приниматься не менее наибольшего диаметра стержней, а также:

если стержни при бетонировании з анимают горизонтальное или наклонное положение - не менее: для нижней арматуры - 25 мм и для верхней арматуры - 30 мм; при расположении нижней арматуры более чем в два ряда по высоте расстояние между стержнями в гори зонтальном направлении (кроме стержней двух нижних рядов) - не менее 50 мм;

если стержни при бетонирован и и занимают вертикальное положение - не менее 50 мм; при си стематическом контроле фракц ионирования заполнителей бетона это расстояние может быть уменьшено до 35 мм, но при этом должно быть не менее полут орак ратного наибольшего размера крупного заполнителя.

При стесненных условиях допускается располага т ь стержни арматуры попарно (без зазора между ними).

В элементах с напрягаемой арматурой, натягиваемой на бетон (за исключением непрерывно армированных конструкций ) , расстояние в свету между каналами для арматуры должно быть, как прав ило, не ме нее д иаметра канала и не менее 50 м м.

Пр и мечание . Расстоян и е в свету межд у стержнями периодического профиля п рини мается по номи нальному диаметру без учета выступов и ребер.

АНКЕРОВКА НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРЫ

5.13. Стержни периодического п рофиля, а также гладкие арматурн ые стержни, применяемые в сварных каркасах и сетках, выполняются без крюков. Растянутые гладкие стержни вязаных каркасов и вязаных сеток должны заканчиваться крюками, лапками или петлями.

5.14 (5.7) . П родольные стержни растянутой и сжатой арматуры должны быть заведены за нормальное к продольной оси элемента сечение, в котором они учитываются с полным расчетным сопротивлением, на длину не менее lan , определяемую по формуле

,                                               (306)

но не менее lan = λand ,

где значения ωan , Δλan и λan , а также допускаемые минимальные величины lan определяются по табл. 55. Коэффициент условий работы арматуры γst принимается по табл. 35 в зависимости от температуры арматуры.

Таблица 55

Условия работы ненапрягаемой арматуры

Параметры для определения анкеровки ненапрягаемой арматуры

периодического профиля

гладкой

ωan

Δλan

λan

lan , мм

ωan

Δλan

λan

lan , мм

не менее

не менее

1. Заделка растянутой арматур ы в растя нутом бетон е

0,70

11

20

250

1,20

11

20

250

2. За д елка сжатой и ли ра стя нутой арматуры в сжатом бетоне

0,50

8

12

200

0,80

8

15

200

3. С т ыки арматуры внахлестку:

в рас т ян утом бетоне

0,90

11

20

250

1,55

11

20

250

в сжатом бето н е

0,65

8

15

200

1,00

8

15

200

К вел и чине R b допускается введение коэфф и циентов условий работы бетона, кроме γb 2 .

Коэффициент условий работы бетона γbt принимается по табл. 16 в зависимости от температуры бетона на уровне арматуры, при этом гладкие арматурные стержни должны оканчиваться крюками или иметь пр и варенную поперечную арматуру по дл ине заделки.

Если по расчету вдоль а н керуемы х стержней образуются трещины от растяжен ия бетона, то стержни должны быть з аделаны в сжатую зону бетона на длину lan , определяемую по формуле ( 306 ).

В случае когда а н керуемы е стержни поставлены с зап асом по площ ади сечения против требуемой расчетом по прочности с полным расчетным сопротивлением, вычисленную по формуле ( 306) длину ан керо вки lan допускается уменьшать, умножая ее на отношение необход и мой по расчету и фактической площ адей сечения арматуры.

При невозможности выполнения указанных выше требований должны быть приняты меры по а н керо вке продольных стержней для обеспечения их работы с полным расчетным сопротивлением в рассматриваемом сечении (постановка косвенной арматуры, приварка к концам стержней ан керующи х пластин или закладных деталей, отгиб анкерующих стержней). При этом величина lan должна быть не менее 1 0 d .

При увлажнении бетона и пр и температуре арматуры свыше 200 °С величину lan , определяемую по форму л е ( 306), след ует увеличивать на 20 % , к каждому растянутому продольному стержню необходимо предусматривать приварку не менее двух поперечных стержней.

5.1 5. Для обеспечения ан керовки всех продольных стержней арматуры, заводимых за грань опоры, на крайних свободных опора х изгибаемых элементов должны выполняться следующие требования:

если соблюдаются условия п. 3.57, длина запуска растянутых стержней за внутреннюю грань свободной опоры должна составлять не менее 5 d;

если условия п. 3.57 не соблюдаются, длина запуска стержней за внутреннюю грань свободной опоры должна быть не менее 1 0 d .

Дл и на зоны анкеровки lan на крайней свободной опоре, на которой снижаются расчетные сопротивлен и я арматуры, определяется согласно указаниям п. 5.14 и поз. 2 табл. 55.

При наличии косвенной арматуры длина зоны анкеровки снижается путем деления коэффи ц иента ωan н а величину 1 + 12 μv и уменьшения ко э ффици ент а Δλan на величину .

Здесь γbt -    коэффициент условий работы бетона, принимаемый по табл. 16 в зави си мости от температуры бетона на уровне арматуры;

μv -    объемный коэффицие н т армирования, определяемый: при сварных сетках - по формуле ( 207); при огибающих хомутах -

,                                                            (307)

где A sw -       площадь сечения огибающего хомута , расположенного у граней элемента; в любом случае значение μv принимается не более 0,06.

Напряжение сжатия бетона на опоре σb определяется делением опорной реак ц ии на площад ь опи рани я элемента и принимается не более 0,5 Rb γbt .

Косвенное армирование распределяется по длине зоны анкеровки от тор ц а элемента до ближайшей к опоре нормальной трещины. Длина з апуска стержн ей за внутреннюю грань опоры умень шается против требуемой, если величина l an < 10 d , и принимается равной lan , но не менее 5 d . В этом случае, а также при приварке концов стержней к надежно заа н керенны м стальным закладным деталям снижение расчетного сопротивлен ия продольной арматуры на опорном участке не производится.

ПРОДОЛЬНОЕ АРМИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

5.16. Площадь сечения продольной арматуры в железобетонных элементах из обычного и жаростойкого бетона (в про ц ентах от площади сечения бетона) должна при ниматься не менее указанной в табл. 56 .

Таблица 5 6

Условия работы элемента

Минимальная площадь сечения продольной арматуры в железобетонных элементах из обычного и жаростойкого бетонов (% площади сечения бетона)

1. Арматур а S в и зги баемых, а также во внецент ренн о растян утых элементах при расположен ии п родольной си лы за пределами рабо чей высоты сечения

0,05

2 . Арматура S и S ′ во внецентренно растянутых элементах при расположе н ии продольной силы между арма турой S и S

0,05

3. Арматура S и S ′ во внецентренно сжатых элеме н та х при

       l 0 /i < 17

0 , 05

17 ≤ l 0 /i ≤ 35

0,10

35 ≤ l0/i ≤ 83

0,20

       l 0 /i > 8 3

0,25

Пр и мечани е . Минимальная площадь сечени я арматуры, при веден ная в табл. 56, относится к площади сечени я бе тона, равной п рои зведени ю ширины прямоугольного сечения либо шири ны ребра таврового (двутаврового) сечени я на рабочую высоту сечения h 0.

В элемен тах с продольной арматурой, расположенной равномерно п о кон туру сечени я, а также в централ ьно растянутых элементах указанн ая в еличи на ми нимального армировани я относится к полной площади сечения бетона.

В элементах с про д ольной арматурой, расположенной равномерно по контуру сечения, а также в центрально растянутых элементах минимальная площадь сечения всей продольной арматуры должна при ниматься вдвое больше величин, указанных в табл. 56.

М и нимальный процент содержания арматуры S и S ′ во внецентренно сжатых элементах, несущая способность которых при расчетном эксцентриситете используется менее чем на 50 %, независимо от гибкости элементов принимается равным 0,0 5.

Требования табл. 56 не распространяются на армирование, опреде л яемое расче том элемента дл я стадии транспортирования и возведения; в этом случае площадь сечения арматуры определяется только расчетом по прочности.

Есл и расчетом установлено, что несущая способность элемента исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне растянутой зоны, то должны учитываться требования п. 1.20 для слабоармированных элементов.

Требования настоящего пункта не учитываются при назначении площади сечения арматуры, устанавливаемой по контуру плит или панелей из расчета на и згиб в плоскости плиты (панели).

5.17 ( 5 .8). Диаметр продольной рабочей арматуры не должен превышать при температуре арматуры , °С:

до      100    в ключ . .......................................................................................... 28 мм

св.     100    до       200 ..................................................................................... 25    »

»       200    »         300 ..................................................................................... 20    »

»       300    »         400 ..................................................................................... 16    »

»       400 ......................................................................................................... 12    »

Диаме т р продольных стержней внецент ренн о сжатых э лементов моноли тных конструкций должен быть не менее 1 2 мм.

5 .18. В линейных внецентренно сжатых элементах расстояния между осям и стержней продольной арматуры должны приниматься в направлени и, перпендикулярном плоскости изгиба, - не более 400 мм, а в направлении, парал лель ном плоскости из гиба , - не более 500 мм.

5.19. Во внецентренно сжатых элементах, несущая спосо б ность которых при заданном эксц ентриситете продольной силы использ уется менее чем на 50 % , а также в элементах с гибкостью l 0 / i < 17 (например, подколе нники), где по расчету сжатая арматура не требуется, а количество растянутой арматуры не превышает 0,3 % , допускается не устанавливать продольную и поперечную арматуру, требуемую согласно указаниям пп . 5.18, 5.22 и 5.23, по граням, параллельным плоскости изгиба. При этом армирование по граням, перпендикулярным плоскости изгиба, производится сварными каркасами и сетками с толщи ной защ итного слоя бетона не менее 50 мм и не менее двух диаметров продольной арматуры.

5.20. В балках шириной более 150 мм число продольных рабочих стержней, заводимых за грань опоры, должно быть не менее двух. В ребрах сборных панелей, настилов, часторебрис ты х перекрытий и т.п. шириной 150 мм и менее допускается дове дение до опоры одного продольного рабочего стержня.

В плитах расстояние между стержнями, заводимыми за грань опоры, не должно превышать 400 мм, причем площадь сечения этих стержней на 1 м ширины плиты должна составлять не менее 1/3 площади сечения стержней в пролете, определенной расчетом по наибольшему изгибающему моменту.

При армировании неразрезных плит сварными рулонными сетками допускается вблизи промежуточных опор все нижние стержни переводить в верхнюю зону.

Расстояния между осями рабочих стержней в средней части пролета плиты и над опорной (вверху) должны быть не более 200 мм при толщине пл и ты до 150 мм и не более 1, 5 h при толщ и не плиты б олее 15 0 мм, г де h - тол щ ин а плиты .

5.21. В изгибаемых элементах при высоте сече н ия более 700 мм у боковых граней должны ставиться конструктивные продольные с тержни с расстояниями между ни ми по в ысоте не более 400 мм и площадью сечения не менее 0 ,1 % площади сечения бетона с разм ерами, равными: по высоте э лемента - расстоянию между эти ми стержнями и по ширине элемента - пол овин е ш ирины ребра элемента, но не более 200 мм.

ПОПЕРЕЧНОЕ АРМИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

5 .22 . У в се х поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ст авится продольная арматура, должна предусматриваться также поперечная арматура, ох ватывающая крайние продольные стержни. При э том расстояния между поперечными стержнями у каждой поверхности элемента должны быть не более 600 мм и н е более уд военной шири ны грани эле мента. Диаметр поперечной арматуры в зависимости от ее температуры не должен превышать диаметров, указанных в пп. 5.17 и 5.24 .

Поперечную арматуру допускается не ставить у граней тонких ребер изгибаемых элементов (шириной 150 м м и менее), по ширине которых расп олага ется лишь один продольный стержень или свар ной каркас.

Во внецентренно сжатых линейных элементах, а также в сжатой з оне из гибаемых элементов п ри наличи и учитываемой в расчете сжатой прод ольной арматуры хомуты должны ставитс я на расстояниях: при Rsc £ 400 М Па - не более 500 мм и при вяз аных каркасах не более 15 d , а пр и сварных - не б олее 20 d ; при R sc ³ 450 МПа - не более 400 мм и при вязаных каркасах не более 12 d , а при сварных - не более 15 d ( d - наименьший диа м етр сжатых продольных стержней, мм). При этом конструкция поперечной арма туры должн а о беспечи вать закрепление сжатых стержней от их бокового выпучивания в любом направ лени и.

Расстояния между хомутами внецент ре нно сжа тых элементов в местах стыкования рабочей арма туры внахлестку бе з сварки д олжны составлять не более 1 0 d .

Если н асыщение э лемента требуем ой п о расчету сжатой продольной арматурой S ′ сос т ав ля ет более 1,5 % , а также если все сечение э ле мента сжато и общ ее насыщение арматурой S и S ′ свыше 3 %, расстояние между хомутами д олжно быть н е более 10 d и не более 300 мм.

При проверке соблюдения требова ни й настоящ его п ункта продольные сжатые с тержни , не учитываемые расчетом, не должны прин иматьс я во внимание, если диаметр этих стержн ей не прев ыша ет 12 мм и половин ы толщ ины защитного слоя бетона.

5.23. Конс т рукция вязаны х хомутов во внецентренно сжатых элементах должна быть такова, чт обы продольные стержни (по крайней мере через один) располага лись в мест ах переги ба хомутов, а эти переги бы - на ра сстоянии не более 400 мм по ширине грани элем ента. При ши рине грани не более 400 мм и числ е п родольных стержней у эт ой грани не более четырех допускается охват всех продольных сте ржн ей одним хомутом.

П ри армирован ии внецентренно сжатых элементов плоскими св арными каркасами два крайних каркаса (расположенные у противоположных граней) должны быть соединены друг с другом для образов ания пространственного карка са. Дл я этого у граней элемента, нормальных к плоскости каркасов, должны ставиться поперечные стержни, привариваемые контактной сваркой к угловым продольным сте ржням каркасов, или ш пильки, связыв ающи е эти стержн и н а тех же расстояниях, что и поперечные стержни плоских каркасов.

Если крайние плоские каркасы имеют промежуточные продольные стержни, то о н и н е реже чем через один и не реже чем через 4 00 мм по шири не грани элемента должны связываться с продольн ыми стержнями шп ильками, расположенными у противоположной грани. Шпильки допускается не ставить при ширине данной грани э лемента не более 500 мм, если число продольных стержней у этой грани не превышает четырех.

5.24. Д иаметр хомутов в вяз аных каркасах внец ентренно сжатых линейных элементов должен приниматься не менее 0,25 d и не менее 5 мм, где d - наибольший диаметр продольных стержней.

Д и аметр хомутов в вязаных каркасах изгибаемых эле ментов должен приниматься не менее:

пр и h ≤ 800 мм .............................................................................................. 6 мм

   »   h > 800    » ................................................................................................ 8   »

Соотношение диаметров поперечных и продоль н ых стержней в сварных каркасах и в сварных сетках устанавливается из условий сварки по соответствующ им нормативным документам.

5.25 . В балочных конструкциях высотой более 150 мм, а также в многопустотных плитах (или а н алогичных часто ребристы х конструкциях) вы сотой более 300 мм должна устанавливаться поперечная арматура в соответствии с указаниями п. 5.26.

В сплошных плитах независимо от высоты, в многопустотных плитах (или аналогичных часторебристых конструкциях) высотой менее 300 мм и в балочных конструкциях высотой менее 15 0 мм допускается поперечн ую арматуру не устанавливать. При этом должны быть обеспечены требования расчета согласно указани ям п. 3.57.

5.2 6. Поперечная арматура устанавливается на п риопорны х уча стках, равных при равномерно распределенной нагруз ке 1/4 пролета, а при сосредоточенных нагрузках - расстоянию от опоры до ближайшего груза, но не менее 1/4 пролета с шагом при высоте сечения:

h ≤ 450 мм ............................................................ не более h /2 и не более 150 мм

h > 45 0   »                                                                 »       »     h /3 »   »       » .... 500   »

На остальной ч а сти пролета при высоте сечения h > 300 мм поперечная арматура устанавливается с шагом не более 3/4 h и не более 500 мм.

Для колонн, а также для ребристых плит на средней части пролета при выполнении требований п. 3.57 приведенные выше ука з ания не учитываются.

5.27. Поперечная арматура предусматр и вается для восприятия поперечных сил и должна иметь надежную ан керо вку по концам путем приварки или охвата продольной арматуры, обеспечи вающую равнопро чн ость соединений и хомутов.

5.28. При наличии отогнутой арматуры начало отгиба в растянутой зоне должно отстоять от нормального сечения, в котором отгибаемый стержень используется по расчету, не менее чем на 0 ,5 h , а конец отгиба должен быть расположен не ближе того нормального сечения, в котором отгиб не требуется по расчету.

Концы отгибов должны иметь прямые у ч астки, обеспечивающие необходимую анкеровку, согласно указаниям п. 5.14.

5.29. Поперечное армирование коротких консолей колонн выполняется горизонтальными или наклонными под углом 45° хомутами (черт. 30 ). Шаг хомутов должен быть не более h /4 и не более 15 0 мм, где h - высота консоли.

Черт. 30. Схема армир ования коротких консол ей

а - наклонными хом ута ми; б - отогнутыми стержнями и горизонт а льным и хомута ми

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ АРМАТУРЫ И ЗАКЛАДНЫХ ДЕТАЛЕЙ

5.30. А рматура из горячекатаной стали гладкого и периодического профиля, термически упрочненной стали классов Ат- III С и Ат- I VC и обыкновенной арматурной проволоки, а также закладные детали должны, как пр а вило, изготовляться с применением для соединения стержней между собой и с плоскими элементами проката сварки следующих видов: контактной точечной и стыковой, автоматической и полуавтоматической дуговой, а также в указа нных ниже случаях ручной дуговой сварки. Стыковые соединения упрочненной вытяжкой арматуры класса А- III в должны свариваться до ее упрочнения.

Сварные соединения стержневой термически упрочненной арматуры классов Ат- V и Ат- VI , высокопрочной арматурной проволоки и арматурных канатов не допускаются.

5 .31. Типы сварных соедине н ий и способы сварки арматуры и закладных деталей должны назначаться с учетом условий эксплуатации и свариваемости стали, технико- экономических показателей и технологических возможностей предприятия-изготовителя в соответствии с указаниями государственных стандартов и нормативных документов на сварную арматуру и закладные детали железобетонных конструкц ий (см. справочные прил. 5 и 6).

5.32. В з аводских условиях при изготовлении сварных арматурных сеток, каркасов и соединений по длине отдельных стержней следует применять преимущественно контактную точечную и стыковую сварку, а при и зготовл ении заклад ных детал ей - автоматическую сварку под флюсом дл я тавровых и контактную рельефную сварку для нахлесточны х соединений.

5.33. При монтаже арматурных изделий и сборных железобетонных конструкций в первую очередь должны применяться полуавтоматические способы сварки, обеспечиваю щ ие возможность контроля качества соединений.

5.34. При отсутствии необходимого сварочного оборудования допускается выполнять в заводских и монтажных условиях крестообразные, стыковые, нах л ест очны е и тавровые соединения арматуры и закладных деталей, применяя приведенные в справочных прил. 5 и 6 и в нормативных документах на сварочную арматуру и закладные детали способы дуговой, в том числе и ручной сварки. Не допускается применять дуговую сварку прихватами в крестообразных соединениях стержней рабочей арматуры класса A - III марки 35ГС.

Применяя ручную дуговую свар ку при выполнении сварных соединений, рассчитываемых по прочности, в сетках и каркасах следует устанавливать дополнительные конструктивные элементы в местах сое динения стержней продольной и поперечной арматуры (прокладки, косынки, крючки и т.д.).

СТЫКИ НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРЫ ВНАХЛЕСТКУ (БЕЗ СВАРКИ)

5.35. Стыки ненапрягаемой рабочей арматуры внахлестку применяются при стыковании как сварных, так и вязаных каркасов и сеток.

Стыки стержней рабочей арматуры внахлестку не рекомендуется располагать в растянутой зоне изгибаемых и вне ц ентренно растянутых элементов в местах полного использования арматуры. Такие стыки не допускаются в линейных элементах, сечение которых полностью растянуто (например, в затяжках арок), а также во всех случаях применения стержневой арматуры классов A - IV и выше.

5.36 ( 5.1 0). С тыки растянутой или сжатой рабочей арматуры, а также сварных сеток и каркасов в рабочем направлении должны иметь длину перепуска (нахлестки) l не менее величины lan , определяемой по формуле ( 306) и табл. 55.

Диаметр стыкуемых стержней в зависимости от температуры арматуры следует принимать согласно требованиям пп . 5.14 и 5.17. Диаметр стыкуемых стержней из арматуры периодического профиля не должен превышать 28 мм, а из глад кой арматуры - 20 мм.

Стыки внахлестк у без сварки не допускаются при циклическом нагреве и при постоянном нагреве растянутой арматуры выше 10 0 °С.

5.37. Стыки сварных сеток и каркасов, а также растянутых стержней вязаных каркасов и сеток внахлестку без сварки должны, как правило, располагаться вразбежку. При этом площадь сечения рабочих стержней, стыкуемых в одном месте или на расстоянии менее длины перепуска l , должна состав л ять не более 50 % общей площади сечения растянутой арматуры при стержнях периодического профиля и не более 25 % - при гладких стержнях.

Стыкование отдельных стержней, сварных сеток и каркасов без разбежки допускается при конструкт и вном армировании (без расчета), а также на тех участках, где арматура используется не более чем на 50 % .

5.38. Стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры из гладкой горячекатаной стали класса А- I должны выполняться таким образом, чтобы в каждой из стыкуемых в растянутой зоне сеток на длине нахлестки располагалось не менее двух поперечных стержней, приваренных ко всем продольным стержням сеток (черт. 31 ). Такие же типы стыков применяются и для стыкования внахлестку сварных каркасов с односторонним расположением рабочих стержней из всех видов арматуры.

Черт. 31 . Стыки сварных сеток внахлестку ( без сварки) в направлении рабочей арматуры, выполненн ой из гладких стержней

а - при поперечных стержнях, расположенных в одной плоскос ти ; б, в - то же, в раз ных плоскостях

Стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры из классов А- II и A - III выполняются бе з поперечных стержней в пределах сты ка в одной или обеих стыкуемых сетках (черт. 32).

Черт. 32. Стыки свар н ых сеток внахлестку (без сварки ) в направлении рабочей а рматуры, выполненной и з стержней периодического профи ля

а - без поперечных стержней в пределах стыка в о д ной из стыкуемых сеток; б - то же, в обеих стыкуемых сетках

5.39. Стыки сварных сеток в нерабочем направлении выполняются внахлестку с перепуском (считая между крайними рабочими стержнями сетки) (черт. 33, а и б ):

при диаметре распределительной (поперечной) арматуры до 4 мм в клю ч. - на 50 мм;

при диаметре распредели т ельной армат уры более 4 мм - на 100 м м.

При диаметре ра б очей арматуры 16 мм и бо лее с варные сетки в нерабочем направ лении допускает ся укладыват ь впри ты к друг к другу, перекрывая с тык спец иальными стыковыми сетками , укладываемыми с перепуском в каждую сторону не менее 15 диаметров распределительной арматуры и не менее 100 мм (черт. 33, в).

Ч е рт. 33. Стык и сварных сеток в направлении распред ели тельной арматуры

а - стык внахлестку с расположением р а бочих стержней в одной плоскости; б - то же, в разных плоскостях; в - стык впритык с н ал ожен ием дополни тельной стыковой сетки

Сварные сетки в нерабоч е м нап равлении допускается укладывать впритык без нахлестки и без дополнительн ых стыковых сеток в следующ их случаях:

при укладке сварных полосовых сеток в двух в з аимно перпендикулярных направлениях;

при наличии в мес т ах стыков дополнительного конструктивного армирования в направлен ии распреде лительной арматуры.

СТЫКИ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

5 .40. При стыковании железобетонных элементов сборных конструк ц ий усили я от одного эле мента к другому пе редаю тся через стыкуемую рабочую арматуру, стальные закладные детали, заполняемые бетоном швы, бетонные шп онки или (для сжатых элементов) непосредственно через бетонные поверхности стыкуемых элементов.

5.4 1. Жесткие стыки сборных конструкций должны, как правило, замонол и чи вать ся пу тем заполнения швов между элементами бетоном. Если при изготовлении элементов обеспечивается плотная подг онка поверхностей друг к другу (например, путем использования торц а одного из стыкуемых элементов в качестве опалубки торца другого), то допускается при передаче через ст ык только сжимающего усилия выполнени е стыков насухо.

5.42. Стыки элементов, воспринимающие растягивающие усилия, должны выполняться:

сваркой стальных закладных деталей;

сваркой в ыпусков арма туры;

пропуском чере з каналы или пазы стыкуемых э лементов стержней арматуры, канатов или болтов с последующим натяжением их и заполнением пазов и каналов цементным раствором или мелкозернисты м бетоном.

При проектировании стыков элементов сборных конструкций должны предусматриваться такие соединения з акладных деталей, при которых не происходило бы разгибания их частей, а также выколов бет она.

5.43. Закладные детали должны быть заа н керены в бетоне с помощью анкерных стержней или приварены к рабочей арматуре элементов.

Закладные детали с анкерами должны, как правило, состоять из отдельных пластин (уголков или фасонной стали) с приваренными к ним втавр или внахлестку анкерными стержнями , преимущественно из арматуры классов А- II или A - III . Длина анкерных стержней закладных деталей при действии на них растяг и вающих сил должна быть не менее величины l an , определяемой согласно указаниям п. 5.14. Указа н ная длина анкерных стержней может быть уменьшена при условии приварки на конц ах стержней анкерных пластин или устройства высаженных горячим способом анкерных головок диаметром не менее 2 d - для армат у ры классов A - I и A - II и не менее 3d - для арматуры класса A - III . В этих случаях длина анкерного стержня определяется расчетом на выкалывание и смятие бетона и принимается не менее 10 d ( d - диаметр анкера, мм ). При этом конец анкера должен располагаться в зоне бетона с температур ой, не превышающе й предельно допустимую температуру применения арматуры , указанную в табл. 24.

Если анкера, испытываю щ ие растяжение, располагают ся нормально к оси э лемента, и вдоль анкеров могут образоваться трещ ины от основных усилий, действующих на э ле ме нт, концы анкеров должны быть усилены приваренными пластинами или высаженными головками.

Штампованные з акладные детали должны состоять из полосовых анкеров, имеющих усиления (например, в виде сферических выступов), и участков, выполняющих функц ию пластин (аналогично сварным деталям). Штампованные закладные детали следует, как п рав ило, проек тировать из полосовой стали толщиной 4 - 8 мм т аким образ ом, чтобы отходы при раскрое полосы были мин и мальными. Дет аль необходимо рассчитывать по прочности полосовых анкеров и пластин. Прочность ан керо вки детали проверяется из расчета бетона на раскалыван ие, выкалывание и смятие.

Толщина пластин закладных деталей определяется в соответствии с указаниями п. 3.68 и требованиями сварки. В зависимости от технологии сварки отношение толщины пластины к диаметру а н керного стержня принимается в соответствии с требованиями справочного прил . 5.

5.44 ( 5.11). Стыки элементов сборных конструкций из жаростойкого бетона должны выполняться согласно указаниям пп. 5.40 - 5.43 . Сварные соединения арматуры необходимо выполнять с соблюдением последовательности приварки стержней к нак л адкам. Сначала должны привариваться стержни с одной стороны, а после остывания накладки - с другой.

Стыки между стеновыми панелями из жаростойкого бетона следует предусматривать на растворе с установкой бетонного бруса размером 5 × 5 см (черт. 34, а). В стыках панелей, перекрываю щ их рабо чее пространство теплового агрегата, бетонный брус должен устанавливаться на растворе с менее нагретой стороны ребер (черт. 34, б ). Пространство между ребрами стыкуемых подвесных панелей с консоль ными выступами плиты сл едует за полнять теплоизоляционным материал ом (черт. 34, в).

Стыки между панелями из легкого жаростойкого бетона следует заполнять раствором прочностью на сжатие, меньшей прочности бетона футеровки. Марка раствора принимается не ниже М1 5. Продольные торцевые поверхности панелей должны иметь пазы или скосы, удерживающие раствор от выпадания (черт. 34, г , д, е, ж ). Толщина шва стыка между сборными элемент ами тепловых агрегатов должна приниматься не менее 20 мм.

Черт. 34. Стыки элемент о в сборных конструкций из жа ростойкого бетона

а - стык ребристых панелей в стенах; б - то же, в покры т иях; в - то же, с консольными выступами; г - стык д вухслойных панелей ; д - стык панелей с окаймляющ им арматурным каркасом; е - стык панелей с окаймляющ им карка сом из тя желого жаростой кого бетона; ж - стык пан елей из легкого жаростойкого бетона; 1 - тяжелый жаростойкий бетон; 2 - арматурный каркас; 3 - легки й жаростой кий бетон с D 11 00 и мен ее; 4 - брусок сечением 50 × 50 мм и з тяжелого жаростойкого бетона; 5 - с тержень диаметром 6 мм; 6 - жаростойкий раствор; 7 - уголок жесткости панели; 8 - жаростойкий легки й бетон с D 1200 и более; 9 - анкер; 10 - теплоизоляц ион ная прослойка толщ иной 10 - 20 мм; 11 - металлический лист; 1 2 - стыковая наклад ка

5 .45 (5.1 2). Соединение арматуры в сборных элементах из жаростойкого бетона допускается выполнять через окаймляющие уголки, стыковые накладки или путем стыкования арматуры внахлестку (черт. 35 ).

Чер т . 35. Соединени я арматуры в стыках элементов сборных конструкци й из жаростойкого бетона

а - на хл ест очн ое соеди нение с металлической накладкой и з листовой стали ; б - ст ыковое соединение по ГОСТ 19292-75; в - стыковое соединение по ГОСТ 14098-68 ; г - нахлесточное соединение

В стыках панелей, передающих усилия от арматуры через косынку на стыковую накладку с эксцентриситетом, обязательно должны предусматриваться анкеры из арматуры периодического профиля. Длина анкерных стержней, приваренных к пластине втавр или внахлестку, должна быть не менее lan , определяемой по указаниям п. 5.14. Если необходимую расчетную длину анкеров трудно выдержать из-за температуры, превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры, устанавливаемой по расчету (см. табл. 24 ), то допускается уменьшать д л ину анкеров с обязательной приваркой к их концам дополнительных пластин (черт. 36).

Черт. 36. Деталь стыка арматуры четырех па н елей из жаростойкого железобетона

1 - арматура; 2 - косынка; 3 - стыковая накладка; 4 - сварка; 5 - анкер арматуры; 6 - анкер косынки; 7 - а нкерующая пластинка

ОТДЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

5.46. Осадочные швы должны, как правило, предусматриваться в случаях возведения здания (сооружения) на неоднородных грунтах основания (пр о сад очны х и др.), в местах резкого изменения нагрузок и т.п.

Осадочные швы, а также темпера ту рно- ус ад очны е швы в сплошных бетонных и железобетонных конструкц иях должны выполняться сквозными, разрезая конструкцию до подошвы фундамента. Т емперату рно- усад очны е швы в железобетонных каркасах осущ ествляются посредством двойных колонн с доведением шва до верха фун дамента.

Расстояния между тем п ерату рно-усад очны ми швами в бетонных фундамен тах и стенках подвалов допускается принимать в соответствии с расстояниями между швами, принятыми для вышележащ их конструкций.

5.47 ( 5.1 3). Ширина температурно-уса д очн ого шва b в зависимости от расстояния между швами l должна определяться по формуле

b = εtl .                                                              (308)

Относит ел ьное удл инение оси элемента εt следует вычислять в зависимости от вида конструкции и характера нагрева по требованиям пп . 1.39 - 1.43.

Ширину тем п ерату рно-усад очн ого шва, вычисленную по формуле ( 308), следует увеличивать на 30 %, если шов заполняется асбесто вермикулитовы м раствором, каоли новой ватой и ли шнуровым асбестом, смоч енным в глиняном ра створе (черт. 37, а).

Т емперату рно-усад очны е швы в бетонных и железобетонных конструкциях следует принимать шириной не менее 20 мм. Когда давление в рабочем пространстве теплового агрегата не равно атмосферному, темп ерату рно-ус ад очный шов должен иметь уши рение для установки бетонного бруса. Брус должен устанавливаться насухо без раствора. Между брусом и менее нагретой поверхностью шов следует заполнять легко деформируемым теплоизоляционным материалом (черт. 37, б).

В печах, где требуется герметичность рабочего пространства, с наружной поверхности в температурно-уса д очн ом шве должен предусматриваться компенсатор (черт. 37, в).

Черт. 37. Тем п ературные швы в конструкциях и з жаростойкого бетона

а - шов, заполненный шнуровым асбестом; б - то же, с бетонным бруском; в - то же, с металлическим компенсатором; 1 - ш нуро вый асбест, смоченный в глиняном растворе; 2 - бетонный брусок; 3 - компенсатор; 4 - стальной стержень диаметром 6 мм

5 .48 (5 .14). Для о рганизованного развития усадочных трещин в бетоне со стороны рабочего пространства теплового агрегата должны предусматриваться усадочные швы. Швы шириной 2 - 3 мм и глубиной, равной 1/10 высоты сечения, но не менее 20 мм, следует располагать через 60 - 90 см в двух вз аимно перпендикулярных направлениях (черт. 38 , б).

Черт. 38. Швы со стороны нагреваемой поверхности в ко н струкц иях из жаростойкого бетона

а - компенса ц ионные; б - усадочные; 1 - компенсац ионный шов шири ной 2 - 5 мм; 2 - усадочный шов глубиной 0,1 h f и шириной 2 - 3 мм

5.49. В бетонных конструкциях должно предусматриваться конструктивное армирование:

в мес т ах резкого изменения размеров сечения э лементов;

в местах изменения высоты стен (на участке н е менее 1 м);

в бетонных стенах под и над проемами каждого этажа;

в конструкциях, подвергающихся воздействию динамической нагру з ки;

у менее напряженной грани в н ец ентренно сжатых элементов, если наиб ольшее напряжение в сечении, определяемое как для упругого тела, превышает 0,8 Rb γbt , а наименьшее составляет менее 1 МП а или оказывается растягивающим; при этом коэффициент армирования μ принимается не менее 0,025 % .

Требования настоя щ его пункта не распространяются на элементы сборных конструкций, проверяемые в стадии транспортирования и монтажа; в этом случае необходимое армирование определяется расчетом по прочности.

Если расчетом установлено, что прочность элемента исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне рас т янутой зоны, то следует учитывать требован ия п. 1.20 для слабоармированных элементов (без учета работы растянутого бетона). Если согласно расчету с учетом сопротивления растянутой з оны бетона арматура не требуется и опыт ом доказана возможн ость транспортирования и монтажа таких элементов без арматуры, конструктивная арматура не предусматривается.

5.50. Соответствие расположения арматуры ее проектному положению должно обеспечиваться спе ци ал ьн ыми мероприятиями (установкой пластмассовых фиксаторов, шайб из мелкозернистого бетона и т.п.).

5.51. Отверстия значительных ра з меров в железобетонных плит ах, панелях и т.п. должны окаймляться дополнительной арматурой сечением не менее сечения рабочей арматуры (того же напряжения), которая требуется по расчету плиты как сплошной.

5.52. При проектировании э лементов сборных перекрытий должно предусматриваться устройство швов между ними, заполняемых бетоном. Ширина швов должна назначаться из условия обеспечения качественного заполнения их и должна составлять не менее 20 мм для элементов высотой сечения до 250 мм и не менее 30 мм - для элементов большей высоты.

5.53 (5. 1 5). Усилия от неравномерного нагре в а бетона по высоте сечения элемента допускается уменьшать:

устройством к омпенсационны х швов в более нагретой сжатой зоне бетона (черт. 38, а ). Компенсационные ш вы ши рин ой 2 - 5 мм следует располагать через 60 - 90 см на глуб ину не более 0,5 высоты сечения элемента в направлении , перпендикулярно м действию сж имающих усилий от возд ействия температуры;

повышени е м т емпературы растянутой арма тур ы, расположенной у менее нагретой грани бетона, п осредством ув еличения толщ ины защ итного слоя бетона или уст ройством наружной теплоиз оляции.

5.54 (5.16). В ж е лезобет онных конструкциях из жаростойкого бетона для в осприятия растяги вающи х усили й, как правило, след ует уст анавливать армат уру у менее нагретой гран и сечения э лемента.

Если в ко н струкц иях от нагрузки растягива ющие усилия возникают со стороны более нагретой гран и сечения элем ента, то арматура может восприни мать растягивающие усилия при температуре, не превышающей преде льно допустимую температуру приме нения арматуры, уста навливаемой по расчету (см. табл. 24).

Для сниже ни я темп ературы а рматуры допускается увеличивать толщину защ итного слоя бетона у более нагретой г рани сеч ения элемента до 6 диаметров продольной армат уры или предусматривать тепл оизо ляцию из легкого ж аростойкого бетон а.

На границ е бе тонов разных видов следует устанавлива ть конструкт ив ную а рматуру из жаростойкой стали диаметром не более 4 мм, кото рая должна быть п ри варен а к хомутам (черт. 39).

Температура на г рев а конструктивн ой арматуры не должна превышать пред ельно допуст имую те мпературу применения конструк тивной а рматуры, указанную в табл. 24.

Че рт . 39. Ко нструкци я из гиба емого желез обетонного э лемента, н агрев аемого до темп ературы бо лее 400 °С со стороны р аст ян утой з оны

1 - тяжелый ж аростойки й бето н; 2 - теплоиз оляционн ый слой из ле гкого жаростойкого б етона; 3 - сетка из жаростой кой стали д иаметром 4 мм; 4 - прод ольн ая рабоч ая а рматура

5.55 (5.17). Несущие и н енесущи е конструкц ии тепловых аг рег атов следует выполнять и з сборных однослойн ых или многослойных элементов. Сборные ограждающие кон струкции, как правило, предусматриваются из бл око в, плит и пане лей.

В двухслойных п анелях, проектируемых из разн ых видов жаростойкого бетона, теп лоизоля ционный легкий жаростойкий бетон может п редусматри ватьс я как со сторон ы раб очего пространства, так и с на ружн ой сторон ы теплового агрегата.

Для улучшения совместной работы о т ельных слоев бетона допускается предусматрив ать уст ановку конструктивной арматуры или анкеров . А рматура должна заходить в каждый слой бетона на глубин у не менее 50 мм. Если в зоне сопряжения отдельных слоев бетона температура превышает предельно допу сти мую температуру применения конструктивной арматуры, указанную в табл. 24, то для усиления св язи между слоями допускается устраивать выступы или бетонные шпонки.

В ребристых панелях плиту и ребра следует вып олнять из тяжелого или легкого конструкционн ого жаростойкого бетона (см. черт. 38, б). В местах со пряжения ребер с плитой необходимо устраивать вуты . Между ребрами с менее нагретой стороны следует располагать тепловую и золяцию из легкого жарост ойкого бетона или из теплоизоляционных материа лов. В ребрах панели след ует предусматривать арм ату рны е каркасы , которые должны быть заведены в бетон плиты не менее чем на 50 мм. При необходимости снижения температуры рабочей арматуры, устанавливаемой в ребрах, ребра могут выступать за наружную п оверхность тепловой изоляц ии. Плиту п анели следует армировать конструктивной сварной сеткой из арматуры диаметром не более 4 мм с рассто яниями между стержнями не менее 10 0 мм.

Температура нагрева сварной сетки не должна превышать предельно допустиму ю т емпературу применения конструктивной арматуры, ука занную в табл. 24. Если температура нагрева плиты панели превышает предельн о допустимую температуру применения конструктивной а рматуры, допускается плиту не армирова ть.

Для ненесущих облегченных ограждающих конструкций тепловых агрегатов следует предусматривать легкие жаростойкие бетоны и эффективные теплоизоляционные материалы.

В двухслойных па н елях на металлическом листе легкий жаростойкий бетон следует крепить анкерами, приваренными к листу (черт. 40, а ). Ан керы должны приниматься из стержней диаметром 6 - 1 0 мм ил и полосы размером 3 × 20 мм. Длина анкера должна быт ь не менее половины толщины футеровки, а расстояния между ними - не более 250 мм. Металлический лист толщиной н е менее 3 мм долже н иметь отогнутые края или приваренные «на перо» по контуру уголки.

В панелях с окаймляю щ им каркасом прямоугольного или трапециевидного сечени я ребра должны предусматрив аться из тяжелого или легкого конструкционного жаростойкого бетона, а пространство между ребрами на всю толщину следует заполнять теплоизоляционным легким жаростойким бетоном. Ребра следует армировать плоскими каркасами, расположенными с менее нагретой стороны (черт. 40, б).

В панелях с окаймляющим арматурным каркасом сварной каркас следует располагать по периметру панели у менее нагретой стороны (черт. 40, в ).

Крепление панелей к каркасу должно осуществляться так , чтобы они могли свободно перемещать ся при нагреве.

В конструкциях тепловых агрегатов и з монолитного железобетон а со стороны рабочего простран ства в углах сопряжения стен, а также стен с покрытием и перекрытием следует предусматривать вуты .

При температуре рабочего пространства тепловых агрегатов выше 800 °С огражда ю щую конструкц ию с целью увеличени я ее термического сопротивления следует решать многослойной с включением в ее состав слоев из эффективной теплоиз оляц ии (черт. 40, г).

Ч е рт. 40. Конструкции панелей из легкого жаростой кого бетона

а - двухслойная панель на металлическом листе; б - панель с окаймляю щ им каркасом из тяжелого жаростойкого бетона; в - пан ель с окаймляющи м арматурным каркасом; г - панель со стальными анкерами и эффекти вной тепл оизо ляци ей; 1 - уголок жесткости панели ; 2 - мет алли ческий лист; 3 - анкер; 4 - легкий жаростойкий бетон D 1100 и менее; 5 - легкий жаростойкий бетон с D 1200 и более; 6 - ока й мляющи й каркас из тяжелого жаросто йко го бетона; 7 - арматурный каркас; 8 - эффективная теплоизоляция; 9 - усадочный шов; 10 - шайба

Многослойная несущая или самонесущая конструкция со стороны рабочего пространства долж н а иметь фут еро вочну ю плиту из жаростойкого бетона, с ненагреваемой стороны - несущее основание в виде железобетонной плиты или металлического листа с окаймляющими уголками, а между ними слой теплоизоляции; причем волокнистые огнеупорные материалы следует применять в температурных зонах сечения конструкции, где нельзя применить более дешевые и менее дефиц итные материалы, например, плиты или маты из минеральной ваты.

Для обеспечения надежного соединения несущего и ф ут еро вочн ого слоев многослойной футеровки рекомендуется применять пространственные анкеры в виде соединенных между собой крестообразно установленных гнутых стержней, расположенных перпендикулярно арматурной сетке (черт. 41). Пространственные анкеры устанавливают в швах пли тной и мин ерал оватн ой изоляции.

Черт. 41. Пространстве н ный ан кер в многослойн ой конструкц ии панели с желез обетонной несущей плитой

1 - пространстве н ный ан кер; 2 - железобетонная несуща я пли та; 3 - минерал оватн ая из оляция; 4 - пли тная из оляция; 5 - арматурная сетка; 6 - фут еровочн ая пли та из жаростойкого бетона

Расстояние между анкерам и рекомендуется при нимать в пределах 0,7 - 1 м, а расстояние от краев панели до центра пространственного анкера - кратным размеру плит теплоизоляции и равным половине расстояния между анкерами. Плита из жаростойкого бетона, закрепленная с помощью анкеров, от действия собственного веса в горизонтальном положении бу д ет работать как д ву хконсо льная система с максимальными значениями растягивающ их у сили й в сечениях под пространственными анкерами, г де имеются местные арматурные сетки, включенные в пространственный анкер для увеличения площади ан керо вки.

Фут еровочн ая плита из жаростойкого бетона в укрупненных монтажных элементах раз резается швами шириной 2 мм на отдельные части с таким расчетом, чтобы каждый отдельный монолитный участок бетонной футеровки крепился к основанию п анели четырьмя или двумя анкерами.

5.56 ( 5 .18) . Конструкции, перекрываю щ ие рабочее пространство теплового агрегата, могут быть свободно опертыми на стены, подвесными или монолитно связанными со стен ами. Дл я покрытий при пролетах более 4 м должны предусматриваться преимущественно подвесные балки, плиты и панели. Расчетную схему работы подвесной конструкц ии следует принимать как для д вухк онсо льной балки, при этом не допускается воз никновение растягивающих напряжений в бетоне со стороны более нагретой поверхности. Подвесные конструкц ии не должны воспринимать никаких внешних нагрузок, кроме собственного веса, и на них не должны устраиваться мостики или настилы для хождения обслуживающего персонала.

Купола и своды должны иметь стрелу под ъ ема не менее 1/12 пролета в свету. Нижняя криволинейная п оверхность их должна сопрягаться со стенами по переходной кривой, радиус которой принимается не менее толщ ины стены.

Купола и своды с плоской верхней поверхностью у пяты должны иметь компенсационный шов шириной 20 - 4 0 мм на глубину, равную высоте сечения в замке (черт. 42). Следует предусматривать заполнение шва легко деформируемым материалом и окраску пят тонким слоем битумного лака. За осевую линию в таких куполах и сводах допускается принимать дуг у окружности, проведенную через ц ентр пяты и середину высоты сечения в центре пролета.

Черт. 42. Конструкц ии для круг лого теп лового агрегата:

а - купола перекрытия с технологическим и отверсти ями из жаростойкого б етона; б - желез обетонного купола покрытия с плоской верхней поверхностью из жаростойкого бетона; 1 - кожух; 2 - сетка из проволоки диаметром до 6 мм; 3 - компе нсаци онный шов шириной 20 - 40 мм, заполненн ый легко деформи руемым материалом; 4 - купол; 5 - пята купола; 6 - теплоизоляци онная прослойка толщ иной 20 - 40 мм; 7 - рабочая арма тура опорного кольца; 8 - то же, купола; 9 - хомут и з проволоки диаметром 6 мм; 10 - опорное кольцо; 11 - шов бетонировани я

В куполах и сводах с плоской верх н ей пов ерхностью при высоте сечения в замке более 250 мм кроме основной рабочей арматуры, установленной со стороны менее нагретой пов ерхности, необходимо предусматривать конструктивную сетку из проволоки диаметром не более 6 мм с ячейкой не менее 100 × 100 мм, которую следует располагать в бетоне с температурой, не превышающей п редельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры (см. табл. 24). Эта сетка должна соединяться хомутами с основной арматурой (см. черт. 42, б ).

5.57 (5.1 9). Рабочую арматуру в железобетонных конструкциях, перерезаемую различными технологическими отверстиями, следует приваривать к рамкам и з арматуры или проката, устанавливаемым вокруг отверстий. Размеры рамки должны приниматься такими, чтобы толщ ина бетона со стороны отверстия была достаточной для обеспечения температуры рамки, не превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры, устанавливаемой расчетом по табл. 24.

Площадь сечения рамки в каждом направлении должна быть достаточной д л я восприятия усилий в перерезанных стержнях.

Отверстия большого размера следует окаймлять армированными бортовыми замкнутыми рамами. Сечение стенок бортовых рам определяют из расчета на усилия от воздействия тем п ературы и нагрузки.

5 . 58 (5. 20). Фундаменты, борова и другие сооружения, расположенные под землей и подвергающиеся нагреву, должны находиться выше наиболее возможного уровня грунтовых вод. Пр и наличии воды следует предусматривать гидроизоляцию.

5 . 59 (5. 21). Кожухи тепловых агрегатов из листовой стали допускается предусматривать, когда необходимо обеспечить газонепроницаемость конструк ц ии и когда и меется большое количество отверстий или точек крепления оборудования.

Соединение кожуха с бетоном следует осуществлять арматурными сетками или анкерам и, приваренными к кожуху (см. черт. 42).

5.60 (5.2 2) . Если жаростойкий бетон подвержен сильному истираю щ ему воздействию со стороны рабочего пространства, то его следует защищать металлической панц ирной сеткой, по которой наносится слой торкретбетона, или блоками из наиболее стойкого в этих условиях жаростойкого бетона или огнеуп ора.

5.61. В элементах сборных конструкций должны предусматриваться мероприятия для захвата их при подъеме (инвентарные монтажные вывинчивающиеся петли, ст роповочны е отверстия со стальными трубками, стационарные монтажные петли из арматурных стержней и т.п.). Петли для подъема должны выполняться из горячекатаной стали согласно требованиям п. 2.25.

Для подъема и монтажа жаростойких бетонных и железобетонных элементов лучше использовать цанговые или клещевые захваты.

5.62. Указания по конструированию предварительно напряженных железобетонных элементов принимаются согласно требованиям пп. 5.53 - 5.61 СНиП 2.03.01-84.

ТРЕБОВАНИЯ, УКАЗЫВАЕМЫЕ В ПРОЕКТАХ

5.6 3 ( 5.23). В рабочих чертежах конструкций или в пояснительной записке к проекту должны быть дополнительно указаны:

наибольшая температура нагрева конструкции при э ксплуатации, п ринятая в расчете;

вид и класс бетона по предельно допустимой температуре применения;

класс бетона по прочности на сжатие и требуемая прочность бетона при температуре во время эксплуатации ;

в и ды (классы) арматуры и марка жаростойкой стали;

вид увлажнения бетона и его периодичность при эксплуатаци и;

прочность бетона при отпуске сбор н ых элементов предприятием- изготовителем;

способы обето ни ро вани я стыков и узлов, марка и состав раствора для заполнения швов в стыках элементов.

6. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

В данной главе п риводится расчет и конструирование некоторых элементов конструкций из обычного и жаростойкого бетона и железобетона, работающих в условиях воздействия температуры.

ФУНДАМЕНТЫ

6 .1 . Фундаменты под колонны и стены теплотехнических сооружен и й конструируют:

из сборных бетонных блоков или и з монолитного бетона, если температура нагрева превышает предельно допусти мую температуру применения арматуры, указанную в табл. 24;

из сборного или монолитного железобетона, если температура нагрева не превышает предельно допустимую температуру применения арматуры.

Арматура, установленная на монтажную нагрузку, не учитывается при расчете фундамента на период эксплуатации, если ее температура нагрева превышает предельно допустимую температуру приме н ения арматуры, устанавливаемой по расчету (см. табл. 24).

6 . 2. Прямоугольная фундаментная плита толщиной t и размером в плане 2 l × 2 b , причем l b , имеет арматуру по контуру. Фундамент по высоте нагрет равномерно, а в горизонтальной плоскости - неравномерно от максимальной величины tb в центре до tsb и tsl на арматуре у короткой и длинной сторон (черт. 43, а ).

Черт. 43. Расчетные схемы р а спред еления

а - темпер а туры; б - на пря жен ий в пря моугольной желез обетонной плите при неравномерном н агрев е бетона с криволинейным ра спред елением т емп ерату ры от ц ентра плиты до ее сторон; 1 - бе тон; 2 - а рма тура

Плита, имеющая трещины в растянутой зоне, условно разрезается на две полуплиты по более длинной осевой линии I - I . Каждая полуплита рассчитывается как защемленная статически неопределимая балка с высотой сечения b .

Изгибающий момент в сечении II - II полуплиты от воздействия температуры определяется по формуле ( 50), в которой величина Mt , умножается на коэффициент φ , который принимается по табл. 57 в зависимости от отношения сторон плиты .

Таблица 57

Коэффициент

Отношение сторон  прямоугольной плиты

1,0

1,5

2,0

4,0 и более

φ

0,80

0,90

0,95

1,00

φ1

1,0

1 ,5

1,8

2,0

Кр и визна  оси и жесткость B полуплиты в ысотой b от во з действия температуры оп ределяю тся соответственно по формулам ( 47) и ( 45) при h 0 = b 0 .

Расчет плиты производится методом последова т ельного приближения. В первом приближении для более длинной стороны 2 l плиты определяем м и ним альное количество арматуры по формуле ( 49), в к оторой принимаем b = t , а h 0 = b 0 .

Вычисленный момент Mtl должен удовлетворять у сл овию прочности при изгибе согласно выражению ( 105). Если условие ( 105) не удовлетворяется, то не обходи м повторный расчет с увел иченным колич еством арматуры.

Площадь растянутой арматуры, устанавливаемой по короткой стороне 2 b плиты, определяют по формуле

.                                                            (309)

Ко э ффициент φ1 принимается по табл. 57.

Ширину раскрытия трещин в растянутой зоне п л иты проверяют по формуле ( 267) при н ап ряжении в арматуре, вычисленном по формуле ( 272), в к оторой M = Mtl , As = А sl и z = z a . Расстояние z от це нт ра тяжести площади сечения арматуры Asb д о т о чки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне бетона сечения II - II полуплиты определяется по формуле ( 288) при h 0 = l 0 (см. черт. 43 ). По рядок расчета прямоугольного железобетонного фунд амента на воздействие температуры п рини мается с огласно требованиям п. 6.6.

6.3. Круглая фундаментная плита армирована по периме т ру коль цевой арматурой. Круглая плита по толщине нагрета равномерно, а в горизонтальной плоскости - неравномерно. Максимальная темп ература бетона tb в центре плиты уменьшается к ее краю до температуры в арматуре ts (черт. 44 , а ). Кривизна  от воздействия температуры (т.е. относительный угол поворота вертикального сеч е ния плиты) определяется по формуле ( 36 ) при h 0 = rs .

Изгибаю щ ий момент, действующий в вертикальном сечении полуплиты на длине радиуса rs (черт. 44, б ), определяют по формуле ( 50 ), в которой жесткость B вертикального сечения плиты в ысот ой h 0 = rs по растя н утой зоне вычисляют по формуле ( 299).

Ко э ффициент армирования плиты при ни мается равны м

,                                                              (310)

где t -         толщина плиты.

Расчетный и з гибающ ий момент, вычисленный по формуле ( 50), должен уд овлетворять условию прочности плиты согласно выражению ( 105) при M = Mt .

Раскрытие тре щ ин в плите проверяют по формуле ( 267) при напряжении в арматуре, вычисленном по формуле ( 272).

Порядок рас ч ета круглого железобетонного фундамента на воздействие температуры принимается согласно требованиям п. 6.6.

Черт. 4 4. Расчетные схемы распределени я

а - т емперату ры и деформац ий; б - напряжений в круглой желез обетонной пли те при неравномерном нагреве бетона с линейным распре делением температуры от центра плиты до ее края

6.4. Снижение напряжений в металлическом кожухе теплового агрегата может бы т ь достигнуто путем повышения его температуры устройством наружной теплоизоляц ии или прослойки между кожухом и бетоном из легко деформи руемого материала.

В этом случае круглую фундаментную плиту следует рассчитывать согласно требованиям п. 6.5.

6. 5 . Круглая бето н ная фундаментная плита имеет кожух, между кожухом и бетоном плиты положена прослойка из легко деформируемого материала: асбеста, крошки из ди атоми товог о кирпича, углеродистой набойки и др. (черт. 45 ). Такую плиту рассчитывают согласно требованиям п. 6.3 . При вычислении жесткости B по формуле ( 299 ) принимается коэффициент ψ s = 1, ψ b = 1 и вместо E s βs - условный модуль упругости стали E stc , определяемый по формуле

,                                               (311)

где δs , δi -   соответственно толщина кожуха и прослойки;

r s -        радиус кожуха, см;

vi -        коэффи ц иент упругости прослойки из легко деформируемого материала, принимаемый равным 0,1 ;

Ei -       модуль упругости материала прослойки, принимаемый равным: 100 МПа для асбеста и засыпки из ди атомитового кирпича, 120 МПа - для углеродистой набойки и 15 0 МПа - для засыпки из шамотного песка или мергеля.

Величины коэффициента упругости и модуля упругости материалов прослойки могут быть уточнены на основании опытной проверки их деформаций под нагрузкой.

Расчетный изгибающий момент, вычисленный по формуле ( 50), должен удовлетворять условию прочности плиты согласно выражению ( 105) при M = Mt . В плитах, армированных стальным кожухом, раскрытие трещин в бетоне не проверяется.

Черт. 4 5. Расчетные схемы распределени я

а - температур и д еформаций ; б - нап ряжений в круглой бетонной плите с наружным кожухом при неравномерном нагреве бетона с линейным распределением температуры от цен тра плиты до кожуха; 1 - кожух; 2 - эластичная прокладка; 3 - жаростойки й бетон

6.6. Расчет конструкций фундаментов , указанных в пп. 6.1 - 6.5 , производят в следующем порядке.

При принятом составе бетона и его температуре в центре плиты определяют температуру арматуры по методике расчета температур ограждающих конструкций (см. пп. 1.47 - 1.53).

Для принятых к л асса и состава бетона, а также класса арматуры определяют необходимые для расчета характеристики бетона и арматуры.

Задаваясь минимальным коэффициентом армирования по формуле ( 49) и принимая в первом приближении Mt равным правой части уравнения ( 105), по формуле ( 74) вычисляют величи н у коэффициента αstm .

По формуле ( 47) вычисляют криви з ну э лемента от воздействия температуры.

Относительную высоту сжатой зоны в сечении с трещиной вычисляют по формуле ( 283) и коэффи ц иент ψ s - по формуле ( 289 ).

Жесткость плиты с трещинами в растянутой зоне бетона вычисляют по формуле ( 299). В случае прямоугольной плиты жесткость определяют по сечению II - II ( см . ч ерт . 43).

Имея величины  и B , по формуле ( 50) определяют первое значение Mt . По найденному первому значению Mt снова вычисляют ξ, ψ s и B . По новому значению жесткости B определяют второе значение M t и так далее до тех пор, пока расхождение между последним и предыдущим значениями Mt не будет превышать ±5 % . После определения из гибающего момента от воздействия температуры производят проверку прочности плит и раскрытие трещин.

СТЕНЫ

6.7. Стены тепловых агрегатов из жаростойкого бетона и железобетона предназначаются для защиты от воздействия высокой температуры. В зависимости от схемы конструкции и условий работы теплового агрегата стены разделяются на несущие и ненес ущи е.

К несущим стенам относятся конструкции, в которых от собственного веса, нагрузки и неравномерного нагрева по высоте сечения возникают напряжения сжатия более 10 МПа.

К ненесущим стенам относятся конструкции, в которых о т сутствуют усилия от внешней нагрузки и неравномерного нагрева по высоте сечения, а напряжения от собственного веса не превышают 10 МПа.

Толщина ненесущих стен определяется теплотехническим расчетом. Толщину несущих стен сначала определяют теплотехническим расчетом, а затем проверяют расчетом на прочность.

6.8. Стены ограждающих конструкций тепловых агрегатов проектируют:

однослойными из сборного или монолитного же л езобетона (черт. 46, а);

то же, с т еплоизоляционной наружной штукатуркой (черт. 46, б);

то же, с теплоизоляцией и металлическим кожухом (чер т . 46, в);

двухслойными и многослойными из сборного или моноли т ного железобетона с теплоизоляционной прослойкой (черт. 47, а);

из панелей с пустотами, которые могут быть заполнены теплоизоляцией из легкого жаростойкого бетона или другого материала (черт. 47, б ) ;

и з панелей ребристой конструкц ии с тепловой изоляц ией, расположенной межд у ребрами (черт. 47, в).

Черт. 46. Железобетонные стены тепловых агрегато в

а - однослойная из сборного или моноли тного желез обетона; б - то же, с теплоизоляционной штука туркой; в - то же, с тепл оиз ол яц ией и стальны м кожухом; 1 -арматура; 2 - теплоизоляционн ая штукатурка; 3 - металлическая сетка; 4 - стальной кожух; 5 - теплои золяция

Черт. 47. Желе з об етонны е стены тепловых агрегатов

а - двухслойные и з сборного или монолитного бетона; б - из панеле й с пустотами; в - из ребристых панелей; 1 - бетон; 2 - легкий жаростойкий бетон; 3 - металлические косынки; 4 - арматура

В тепловом агрегате, имею щ ем в плане круглое, квадратное или прямоугольное очертание и стены одинаковой толщ ины, при нагреве с внутренней стороны возникает изгибающ ий момент, одинаковый в продольном и поперечном направлениях.

Количество горизонтальной арматуры, устанавливаемой у наружной поверхности стен, определяют по формуле ( 110), в которой момен т M = Mt находят по формуле ( 50 ). Этот момент должен удовлетворять условию прочности вертикального сечения стены при изгибе согласно неравенству ( 105).

Прочность горизонтального сечения стены проверяют на совместное действие сжимаю щ ей силы от собственного веса, нагрузки и н еравномерного нагрева, как это принято для сжатых э лемен тов. Раскрытие трещин в стенах проверяют по формуле ( 267).

6.9. В железобетонных стенах тепловых агрегатов кольцевого или коробчатого очертаний в плане с компенсационными швами (см. п. 5.53) определ е ни е изгибающего момента от воздействия температуры производят по формуле ( 50). При этом в формулы для определения крив изны и жесткости сечений вместо h 0 подставляют условную высоту сечения э лемента h 0 u , вычисляемую по формуле

,                                            (312)

г де lj -          расстоя н ие между комп енсационными швами, которое д олжно уд овлетворять условию

lj ≥ 6(h0 - h0j);                                                           (3 13)

h 0 j -        высота сечения по шву.

ПОКРЫТИЯ

6. 1 0. Для покрытия цехов, имеющих повышенную температуру, рекомендуется применять сборные железобетонные плиты, предварительно рассчитав их на совместное действие температуры и нагрузки.

При применении т иповых сборных железобетонных предварительно напряженных плит покрытий допускается не проводить проверочного расчета. В этом случае заданную для расчета нагрузку делят на коэффициент γft , учитывающий влияние повышенной температуры на прочность и деформативнос ть плит. Коэффициент γft п ринимается по черт. 48 в зависимости от температуры крайнего волокна бетона растянутой зоны.

Например, для цеха с температурой 150 ° С и нормативной нагрузкой 3000 Н/м2 с учетом собственного веса плиты необходимо выбрать плиту покрытия раз мером 3 × 6 м.

Черт. 48. Ко э ффици ент γft , учи тывающ ий вли яние температуры крайнего растянутого волокна бетона на величин у нагрузки, прини маемой при выборе ти повой плиты с арма турой класса

1 - A- III в , A- I V, AT- IV; 2 - A-V, A т -V , B p-II ; 3 - Ат -V I , К - 7

На черт. 48 для плиты с арматурой класса A - IV коэффициент γft при 150 ° С равен 0, 6. Заданную нормативную нагрузку делим на коэффициент γft (3000 : 0,6 = 5000 Н /м2) и для этой нагруз ки при нимаем типовую плиту с арматурой класса A - IV .

6.11. Сферическ и й купол из жаростойкого железобетона (см. п. 5.56 , черт. 49 ) монолитно сопряжен с опорным кольцом и подвергается воздействию равномерно распределенной вертикальной н агрузки и нагреву со стороны нижней поверхности . Купол и опорное кольцо неравномерно нагреты по высоте сечения.

Черт. 49. Расчет н ые схемы

1 - т емп ерату р; 2 - деформац ий; 3 - кольц евых усилий; 4 - моментов от неравномерного нагрева по высоте сечени я купола и опорного кольца из жаростойкого желе з обетона

Распор от нагрева купола воспринимается арматурой опор н ого кольца. От неравномерного нагрева по высоте сечения купола возникают равные по величине изгибающие моменты в кольце вом и радиальном нап равлениях, вызывающ ие в кольцевой и радиальной арматуре усилия растяжения, а в бетоне со стороны более нагретой поверхности - усилия сжатия. Эти моменты в любом сечении купола, нормальном к его срединной поверхности, определяют по формуле ( 50).

Вследствие ограничения деформац и й купола опорным кольцом при нагревании возн икает распор, воспринимаемый арматурой опорного кольц а. Кроме тог о, в бетоне краевой зоны купола возникают меридиональные T 1 t и кольцевые T 2 t усилия сжатия , которые достигают своего максимума в опорном сечении I - I (см. черт. 49) по плоскости сопряжения купола с опорным кольцом. В расчете учитывают только кольцевые усилия T 2 t , так как меридиональные усилия T 1 t по своей величине в несколько раз меньше кольцевых и о н и в данном случае могут не учитываться.

При высоте сечения опорного кольца h 0 = ( rs - r 1 ) ≥ 0, 1 rs по формуле ( 50) определяют также и згибающ ий момент Mt 1 от неравномерного нагрева по высоте сечения опорного кольца в радиальном направлении.

Распор от нагрузки и собственного веса, воспринимаемый арматурой опорного кольца, а также кольцевое и меридиональное усилия сжатия в куполе находят по правилам строительной механики, используя безмоме нтную теорию.

Усилия в опорном кольце и в куполе от воздействия температуры определяют из условия нера з рывности деформаций наружной грани купола и опорного кольца. Распор от воздействия температуры на один сантиметр периметра опорного кольца определяют по формуле

,                                               (314)

где  -    темпе рату ра бетона на уровне срединной поверхности купола;

tb 1 -                     температура менее нагретой поверхности купола;

ts -                      температура арматуры опорного кольца

rb = ri sinα ;                                                              (315)

;                                                           (316)

r -                       радиус срединной поверхности купола;

B -                      жесткость сечения шириной 1 см купола по растянутой зоне, вычисляемая по формуле ( 299 );

γt -                      коэффициент перегрев а , принимаемый по требованиям п. 1.39;

A s -                     площадь арматуры опорного кольца;

ψ s -                     коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона в опорном кольце, определяемый по формуле ( 289) как для растяжения, если высота сечения опорного кольца rs - r 1 < 0 ,1 rs , и как при изгибе, если rs - r 1 ≥ 0,1 rs .

Коэффициент армирования принимается по площади сечения опорного кольца Ab = h 1 ( rs - r 1 ). При наличии в пяте купола шва о пи рани е купола можно считать шарнирным и в знаменателе формулы ( 314) коэффициент φ принимается равным 2. Пр и монолитном сопряжении купола с опорным кольцом, г де а рматура купол а анк еру етс я в опор ном кольце, коэффициент φ принимается равным 4.

Усилие в арматуре опорного кольца от распора, вызванного воздействием температуры, вычисляют по формуле

Nt = Htrs .                                                                (317)

Максимальное усилие T 2 t сжатия бетона от воздействия температуры в опорном сечении I - I шириной b = 1 см, расположе н ном на границе сопряжен ия купола с опорным кольцом, определяют по формуле

,                                                  (318)

г де Eb βb и  -          принимаются по табл. 16, 17 и 18 при средней температуре бетона в сечении купола, а коэффициент φ - как в формуле ( 314 ).

Длина участка купола, на котором возникают кольцевые усилия в бетоне T 2 t , равна

.                                                       (319)

Распор в опорном кольце от равномерно распределенной нагрузки и собственного веса купола определяется по формуле

,                                                        (320)

где q -                       равномерно распределенная нагрузка с учетом собственного веса купола, М П а.

Усилие в арматуре опорного кольца от нагрузки определяют по формуле

N f = Hfr 1 .                                                              (321)

Кольцевое усилие сжатия в опорном сечении I - I купола шириной b = 1 см от н агрузки и собственного веса вычисляют по формуле

,                                             (322)

а максимальное мери д иональное усилие сжатия - по формуле

.                                                       (323)

Усилия в опорном кольце и в куполе от совместного воздействия температуры, собственного веса и нагрузки алгебраически суммируются. При высоте сече н ия опорного кольца ( r s - r 1 ) < 0 ,1 r s расчетное усилие растяжения N = Nt + N f в кольцевой арматуре должно удовлетворять условию прочности при ц ентральном растяжении согласно формуле ( 170). При устройстве компенсационных швов и высоте сечения опорного кольца ( r s - r 1 ) ≥ 0 ,1 r s и л и h 0 j > 0 ,1 r s расчетное усилие в кольцевой арматуре N и момент Mt 1 вызывают в опорном кольце вне ц ент ренное растяжение.

Эксцентриситет продольной силы N относительно центра тяжести приведенного сечени я опорного кольца вычисляют по формуле

,                                                        (324)

где e 1 -                      расстояние от центра тяжести пло щ ади сечения кольцевой арматуры до центра тяжести приведенного сечения опорного кольца.

Расчет прочности и раскрытия тре щ ин в бетоне опорного кольца с од носторонним армированием с учетом Mt 1 производят как для первого случая внеце нт ренн ого растяжения элемента (с большим эксцентриситетом). При этом проверку прочности арматуры кольца производят согласно неравенству ( 173) при A s = 0, раскрытие тре щ ин определяют по формуле ( 267).

Расчет прочности и раскрытия трещин в бетоне опорного кольца с односторо н ним армированием без учета Mt 1 производят как для центрально растянутого элемента.

Расчет прочности купола производят по наиболее напряженному опорному сечению I - I на расчетное кольцевое усилие T 2 = T 2 f + T 2 t и момен т Mt от неравномерного нагрева по высоте сечения купола. Прочность опорного сечения купола проверяют по формуле ( 136) на сжатие силой T 2 , приложенной с эксцентриситетом  относительно центра тяжести приведенного сечения купола.

Раскрыт и е кольцевых или меридиональных трещин в бетоне проверяют в сечении купола II - II в центре пролета при действии кольцевого усилия  и момента Mt от неравномерного нагрева по высоте сечен и я как при внецент ренн ом сжатии.

При длительном нагреве проверяется только прочность наиболее напряженного опорного сечения купола I - I на внеце нт ренн ое сжатие силой Т 2 в кольцевом направлении. При этом должно также удовлетворяться условие прочности опорного сечения купола при сжатии от действия только меридионального усилия T 1 f , выч и сленного по формуле ( 323).

Прогиб сферического купола в центре пролета при его за г ружении равномерно распределенной нагрузкой допускается вычислять по формуле

,                                                     (325)

где

;

;

φ w -                   коэффициент, учитывающий геометрические параметры купола, принимается по табл . 58.

Значения Eb , β b и  пр и нимаются по табл . 16, 17 и 18 при средней температуре бетона в сечении купола .

Табл иц а 58

a

Коэффициент φw · 103 в зависимости от λ , равной

10

20

30

40

50

0,50

200,00

133,80

85,36

55,84

38,07

0,70

136,20

57,69

28,09

15,66

9,67

0,75

119,60

45,87

21 , 36

11,65

7,12

1,00

55,84

15,01

6,16

3,25

2,01

1,25

24,92

5,63

2 , 31

1,27

0,81

1,50

11 ,65

2,52

1,09

0,61

0,39

Примечан ие . При промежуточных з начени ях a и λ коэффи ц иент φ w определяется интерполяцией.

6.12. Купол из жаростойкого бетона с опорным кольцом из жаростойкого железобетона (см. п. 5.56 ) подвергае т ся одностороннему нагреву и равн омерно распред еленной нагрузке (черт. 50 ).

Черт. 50. Расчетные с х емы

1 - температур; 2 - деформац ий; 3 - кольц евых уси лий; 4 - моме нто в от неравноме рного нагрева по высоте сечения купола из жаростойкого бе тона и опорного кольца из жаростойкого железобетон а; 5 - пята свод а

Распор от воздействия температуры на один сантиметр периметра опорного кольца определяют по формуле ( 314) пр и φ = 2.

В формуле ( 314) все величины принимаются такими же, как для железобетонного купола, кроме жесткости B . В э том случае жесткост ь купола вычисляют по формуле ( 298), принимая Eb , β b и  по табл. 16, 17 и 18 в зависимости от средней температуры бетона сечения купола. При нагреве бетонного купола, в котором от нагрузки и собственного веса возникают усилия до 0,1 от несущей способност и купола, определение приведенного момента ин ерции сечения Ired производится по формул е ( 11). Высота сечения купола при определении I red по формуле ( 11) принимается в зависимости от температуры наиболее нагретой грани бетона, °С:

до 600 ................................................................................. h

1000 и более ................................................................. 2/3 h

Для температур бетона от 600 до 1000 ° С изменение высоты сечения купола принимается по интерполяции. При ус и лиях в куполе более 0,1 от несущей способности независимо от температуры нагрева высота сечения принимается равной h .

Д л я бетонного купола момент в меридиональном и кольцевом направлениях от неравномерного нагрева по в ысоте сечения купола принимают равным нулю.

6.13. При монолитном сопряжении сво д а со стенами, когд а арматура свода ан керуется в стене, своды являются элементами рамных конструкций и расчетные усилия в них определяются как для статически неопределимых конструк ций (см. пп. 1.45 - 1.46).

В конструкциях тепло в ых агрегатов с металлическим или железобетонным каркасом передача распора от сводов на каркас осущ ествляется через опорные балки, имеющие наклонную пяту для опи рани я свода. Если температура нагрева не превыш ает предельно допустимую температуру применения арматуры (см. табл. 24), то применяют железобетонные своды.

6.14. Цилин д рический желез обетонный св од покрытия теплового агрегата имеет одностороннее армирование, расположенное в менее нагретых слоях бетона, и неподвижные опоры (черт. 51 ). В зоне с о пряжения свода с опорной балкой предусматривается шов. Свод подвергается н еравномерному нагреву по высоте сечения со стороны нижней поверхности и действию равномерно распределенной нагруз ки.

Черт. 51 . Расчетная схема ци ли ндри ческого свода из жаростойкого бетона при одностороннем нагрев е

Распор от воздействия температуры определяют как д ля свода с тремя пластическими шарнирами, расположенными в опорных сечениях и в центре пролета, по формуле

.                                                      (326)

При этом наибольший распор в своде вычисляют при крат к овременном нагреве с учетом указ аний п. 1.23.

Продольная сила N 1 t в замке свода (сечение I - I ) от воздействия температуры равна распору Ht , а в опорном сечении II - II она выч и сляется по формуле

N 2 t = Htcos α .                                                             (327)

Момент в замке от воздейств и я температуры

M 1t = - (Mt + Htlc),                                                      (328)

а в опорном сечении

M 2 t = Ht ( f - lc ) - Mt .                                                      (329)

При этом расчетный момент в опорно м сечен ии должен удовлетворять условию

| M 2 t | ≤ 0,5 Hthcos α .                                                        (330)

Если это условие не удовлетворяется, то момент принимается рав н ым 0 ,5 Hthcos α .

В формулах ( 326 ) - ( 330) принято:

εt -      деформация оси свода в на п равлении пролета от нагрева, определяемая по формуле ( 35);

B -      жесткость сечения свода в замке по растянутой зоне, определяемая по формуле ( 299 );

η -      ко э ффиц иент, учитывающ ий влияние продольных сил на величину распора. При температуре бетона более н аг ретой поверхности свода:

д о 400 °С в клю ч.

;                                                            (331)

более 400 ° С

,                                                           (332)

где Ared и Ired -   соответственно площадь и момент ин ерции приведенного сечения свода в замке, определяемые по формулам ( 6) и ( 11).

Для свода с высотой сечения h ≤ 0 , 5 l , а так же для свода с подъемом f ≥ 1 /8 l и высотой сечения h ≤ 0,1 l коэффициентом η можно пре н ебречь.

Δ -               горизонтальное перемещение конца жесткой консоли в основной системе, вы з ванное поворотом сечений в пласти ческих шарнирах

Δ = f θ .                                                              (333)

,                                              (334)

где

,                                                   (335)

μ -                коэффициент армирования свода, % , принимаемый не более 2 , 5 % ; при μ = 0 φ = 50, а при μ = 2 , 5 % φ = 0;

 -          кривизна железобето н ного свода с т рещи нами в растянутой зоне, вычисляемая по формуле ( 36).

При определении у г ла θ ко э ффициенты βb и   при н имают соответственно по табл. 16 и 18 в зависимости от средней т емперат уры бет она в сечении свода. Коэффициент φ 1 в формуле ( 326) и φ 2 в формулах ( 331) и ( 332) зависят от величины центрального у г ла свода 2 α и принимаются по табл. 59 .

Таблица 59

Угол дуги свода 2α, град

Коэффициенты

φ1

φ2

φ3

φ4

φ5

φ6

φ7

35

0,000118

5019

1,09

0,0186

0,0463

0,000361

0,006330

40

0,000185

3700

1,06

0,0277

0,0603

0,000597

0,010688

45

0,000310

2500

1,03

0,0391

0,0766

0,000969

0,016932

50

0,000560

1295

1,00

0,0533

0,0937

0,001450

0,025515

60

0,001750

543

0 , 97

0,0906

0,1340

0,0029 3 0

0,051461

70

0,003610

299

0,94

0,1410

0,1810

0,005310

0,092155

80

0,006790

175

0,91

0 , 2060

0,2340

0,008830

0,151455

90

0,012300

105

0,88

0 , 2850

0,2930

0,013700

0 , 232242

100

0,020000

68

0,84

03800

0,3570

0,020200

0,337199

110

0,031900

45

0,81

0,4900

0,4260

0,028400

0,467923

120

0,047800

31

0,78

0,6140

0 , 5000

0,038500

0,625000

Длина жесткой консоли l c в основной системе определяется по формуле

.                                                   ( 336)

Момент в своде от воз д ействия температуры определяется с учетом поворота сечений в пластических шарнирах по формуле

.                                               (337)

При действии равномерно распределенной нагрузки и собственного веса в замке и в опорном сечении свода определяют продольную силу и изгибающий момент. В замке свода продольная сила N 1 f равна распору Hf .

Распор от равномерно распределенной нагрузки и собственного веса определяют как для бесшарнирного свода по формуле