WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«Сведения о своде правил 1 ИСПОЛНИТЕЛЬ – институт АО «НИЦ «Строительство» – НИИЖБ им. А.А. Гвоздева 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство» 3 ...»

СП 360.1325800.2017

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ – институт АО «НИЦ «Строительство» – НИИЖБ им. А.А .

Гвоздева

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности

и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства

Российской Федерации (Минстрой России)

4 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом Министерства строительства и

жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 11 декабря 2017 г .

№ 1642/пр и введен в действие с 12 июня 2018 г .

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) 6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке .

Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет © Минстрой России, 2017 Настоящий нормативный документ не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Минстроя России II СП 360.1325800.2017 Содержание 1 Область применения..………………………………………………………………… .

2 Нормативные ссылки ………………………………………………………………… .

3 Термины и определения ……………………………………………………………… 4 Общие требования……………………………………………………

5 Материалы…………………………………………………………………………….. .

5.1 Нормативные и расчетные характеристики стальной арматуры……………… .

5.2 Нормативные и расчетные характеристики сталефибробетона ……………… 6 Сталефибробетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры

6.1 Расчет элементов сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям первой группы……………………………………………………………

6.2 Расчет элементов сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям второй группы…………………………………………………………… 7 Предварительно напряженные сталефибробетонные конструкции ………………

7.1 Предварительные напряжения арматуры……………………………………….. .

7.2 Расчет элементов предварительно напряженных сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям первой группы………………

7.3 Расчет элементов предварительно напряженных сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям второй группы……………… 8 Конструктивные требования ………………………………………………………… Приложение А Основные буквенные обозначения …………………………………. .

Приложение Б Определение остаточной прочности сталефибробетона на растяжение ……………………………………………………… .

Приложение В Определение сопротивлений сталефибробетона растяжению и

–  –  –

Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в федеральных законах от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и содержит требования к расчету и проектированию бетонных и железобетонных конструкций, армированных стальной фиброй .

Свод правил разработан авторским коллективом АО «НИЦ «Строительство» – НИИЖБ им. А.А. Гвоздева (д-р техн. наук Т.А. Мухамедиев, кандидаты техн. наук И.В .

Волков, Б.С. Соколов) .

–  –  –

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил распространяется на проектирование сталефибробетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения .





1.2 Свод правил устанавливает требования к проектированию сталефибробетонных конструкций, изготовляемых из тяжелого и мелкозернистого бетонов, и эксплуатируемых в климатических условиях Российской Федерации (при систематическом воздействии температур не выше плюс 50°С и не ниже минус 70°С), в среде с неагрессивной степенью воздействия при статическом действии нагрузки .

2 Нормативные ссылки В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 166–89 (ИСО 3599–76) Штангенциркули. Технические условия ГОСТ 427–75 Линейки измерительные металлические. Технические условия ГОСТ 10180–2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам ГОСТ 27751–2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения ГОСТ 28840–90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб .

Общие технические требования СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07–85* Нагрузки и воздействия»

CП 63.13330.2012 «СНиП 52-01–2003 Бетонные и железобетонные конструкции .

Основные положения» (с изменениями № 1, № 2, № 3) П р и м е ч а н и е – При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия) .

Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку .

Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов .

Издание официальное СП 360.1325800.2017 3 Термины и определения

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

3.1 сталефибробетон: Тяжелый или мелкозернистый бетон на плотных заполнителях (бетон-матрица), армированный равномерно распределенными в его объеме стальными фибрами, имеющими сцепление с бетоном по их поверхности .

3.2 фибра: Стальные короткие волокна, резанные из листа, фрезерованные из сляба или рубленные из проволоки .

3.3 сталефибробетонные конструкции: Конструкции из сталефибробетона без стержневой арматуры или комбинированно армированные – с рабочей (в том числе предварительно напряженной) и/или конструктивной стержневой арматурой .

3.4 процент фибрового армирования по массе: Отношение массы фибр, содержащихся в единице объема сталефибробетона, к массе этой единицы объема, % .

3.5 коэффициент фибрового армирования по объему: Относительное содержание объема фибр в единице объема сталефибробетона .

4 Общие требования

4.1 Сталефибробетон рекомендуется применять для изготовления конструкций, в которых эффективно могут быть использованы следующие его характеристики:

- повышенные трещиностойкость, ударная прочность, вязкость разрушения, износостойкость, морозостойкость, сопротивление кавитации;

- пониженные усадка и ползучесть .

4.2 Сталефибробетонные конструкции без стержневой рабочей арматуры рекомендуется применять в случае их преимущественной работы:

- на ударные нагрузки, смятие, истирание, воздействие кавитации;

- на сжатие при расположении продольной сжимающей силы в пределах поперечного сечения элемента;

- на сжатие при расположении продольной сжимающей силы за пределами поперечного сечения элемента и на изгиб – в случаях, когда их разрушение не представляет непосредственной опасности для жизни людей, исправности и сохранности оборудования .

В остальных случаях рекомендуется применять сталефибробетонные конструкции с рабочей арматурой .

4.3 Содержание фибры в единице объема сталефибробетона следует назначать в соответствии с требованиями к его физико-механическим свойствам, заданными из условий применения и требований настоящего свода правил .

4.4 В рабочих чертежах сталефибробетонных конструкций следует указывать маркировку фибры и ее требуемое содержание (объем фибры) в 1 м3 бетонной смеси, классы и марки сталефибробетона (в том числе класс по остаточной прочности на растяжение), а в случае необходимости – приводить требования к технологическим приемам изготовления, обеспечивающим требуемые свойства сталефибробетона .

4.5 Расчеты сталефибробетонных конструкций следует проводить по предельным состояниям первой и второй групп .

4.6 Расчеты по предельным состояниям первой группы включают:

- расчет по прочности;

- расчет по устойчивости формы (для тонкостенных конструкций);

- расчет по устойчивости положения (опрокидывание, скольжение, всплывание) .

4.7 Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:

- расчет по образованию трещин;

- расчет по раскрытию трещин;

- расчет по деформациям .

СП 360.1325800.2017

4.8 При расчетах сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям следует рассматривать различные расчетные ситуации в соответствии с ГОСТ 27751, в том числе стадии изготовления, транспортирования, возведения, эксплуатации, аварийные ситуации, а в необходимых случаях – пожар .

4.9 При расчете сталефибробетонных конструкций среднюю плотность сталефибробетона допускается принимать равной:

- 2500 кг/м3 для тяжелого бетона-матрицы;

- 2400 кг/м3 для мелкозернистого бетона-матрицы .

Допускается принимать более точное значение плотности сталефибробетона, определяемое с учетом коэффициента фибрового армирования по объему и плотности бетона-матрицы .

4.10 Расчеты сталефибробетонных конструкций следует производить на все виды нагрузок, соответствующих функциональному назначению конструкций, с учетом влияния окружающей среды, а в необходимых случаях – с учетом воздействия пожара, технологических температурных и влажностных воздействий и воздействий агрессивных химических сред .

4.11 Расчеты сталефибробетонных конструкций следует производить на действие изгибающих моментов, продольных и поперечных сил, а также на местное действие нагрузки .

4.12 При расчете сборных сталефибробетонных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от их массы следует принимать с коэффициентом динамичности, равным:

- 1,60 – при транспортировании;

- 1,40 – при подъеме и монтаже .

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

4.13 При расчетах конструкций следует учитывать особенности свойств сталефибробетона и арматуры, влияния на них характера нагрузки и окружающей среды, способов армирования, совместность работы арматуры и сталефибробетона .

4.15 Расчеты по устойчивости формы конструкции, а также по устойчивости положения следует производить согласно нормативным документам на конкретные виды конструкций. В отсутствие нормативных документов минимальный коэффициент запаса по устойчивости формы следует принимать равным 3; минимальный коэффициент запаса на опрокидывание равным 1,5 при наиболее неблагоприятных значениях коэффициентов надежности по нагрузке .

4.16 Расчет по прочности сталефибробетонных конструкций следует производить:

- по нормальным сечениям (при действии изгибающих моментов и продольных сил);

- по наклонным сечениям (при действии поперечных сил);

- на местное действие нагрузки (местное сжатие, продавливание) .

5 Материалы

5.1 Нормативные и расчетные характеристики стальной арматуры 5.1.1 Нормативные и расчетные значения характеристик стальной арматуры, а при расчете конструкций по нелинейной деформационной модели – диаграммы ее деформирования, следует принимать по СП 63.13330 .

5.2 Нормативные и расчетные характеристики сталефибробетона 5.2.1 Для сталефибробетонных конструкций, проектируемых в соответствии с требованиями настоящего свода правил, в качестве бетона-матрицы следует использовать следующие конструкционные бетоны:

- тяжелый средней плотности от 2200 до 2500 кг/м3;

- мелкозернистый средней плотности от 1800 до 2200 кг/м3 .

СП 360.1325800.2017 5.2.2 Основные нормируемые и контролируемые показатели качества сталефибробетона:

- класс по прочности на сжатие Bf;

- класс по прочности на осевое растяжение Bft ;

- класс по остаточной прочности на растяжение Bft3;

- марка по морозостойкости F;

- марка по водонепроницаемости W .

5.2.3 Класс сталефибробетона по прочности на сжатие Bf соответствует значению кубиковой прочности сталефибробетона на сжатие, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная кубиковая прочность) .

Класс сталефибробетона по прочности на осевое растяжение Bft соответствует значению прочности сталефибробетона на осевое растяжение, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность сталефибробетона) .

Класс сталефибробетона по остаточной прочности на растяжение Bft3 соответствует значению остаточной прочности сталефибробетона на растяжение, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность сталефибробетона) .

Марка сталефибробетона по морозостойкости F соответствует минимальному числу циклов переменного замораживания и оттаивания, выдерживаемых образцом при стандартном испытании .

Марка сталефибробетона по водонепроницаемости W соответствует максимальному значению давления воды, МПа10-1, выдерживаемому сталефибробетонным образцом при испытании .

Классы сталефибробетона по прочности на сжатие и по прочности на осевое растяжение назначают по результатам испытаний контрольных образцов в соответствии с ГОСТ 10180. Допускается класс сталефибробетона по прочности на осевое растяжение назначать по результатам испытаний контрольных образцов-балок на изгиб (приложение Б) .

Класс сталефибробетона по остаточной прочности на осевое растяжение Bft3 назначают с указанием подкласса «a», «b», «c», «d» или «e» по результатам испытаний контрольных образцов-балок на изгиб (приложение Б). При назначении класса сталефибробетона по остаточной прочности на растяжение Bft3 нормативные значения остаточного сопротивления растяжению Rfbt3,n принимают равными числовой характеристике класса сталефибробетона по остаточной прочности на растяжение .

Числовая характеристика класса сталефибробетона по остаточной прочности на растяжение характеризует гарантированную прочность сталефибробетона на растяжение Rfbt3,n, с обеспеченностью 0,95, соответствующую значению перемещений внешних граней надреза контрольных образцов, равному 2,5 мм, при испытаниях на изгиб (приложение Б) .

Классы сталефибробетона по прочности на сжатие Bf, по прочности на осевое растяжение Bft и по остаточной прочности на растяжение Bft3 (с указанием подкласса) назначают для всех видов сталефибробетонов и конструкций .

Марку сталефибробетона по морозостойкости F назначают для конструкций, подвергающихся воздействию переменного замораживания и оттаивания .

Марку сталефибробетона по водонепроницаемости W назначают для конструкций, к которым предъявляют требования по ограничению водопроницаемости .

5.2.4 Для сталефибробетонных конструкций следует предусматривать классы сталефибробетона по прочности на сжатие, классы сталефибробетона по прочности на осевое растяжение и марки сталефибробетона, принятые в СП 63.13330 для обычного тяжелого и мелкозернистого бетонов, и классы по остаточной прочности на растяжение, приведенные в таблице 1 .

–  –  –

5.2.5 Основными прочностными характеристиками сталефибробетона являются нормативные значения:

- сопротивления сталефибробетона осевому сжатию Rfb,n;

- сопротивления сталефибробетона осевому растяжению Rfbt,n;

- остаточного сопротивления сталефибробетона осевому растяжению Rfbt2,n;

- остаточного сопротивления сталефибробетона осевому растяжению Rfbt3,n .

5.2.6 Нормативные и расчетные значения сопротивления сталефибробетона осевому сжатию (призменная прочность) принимают равными их значениям, установленным в СП 63.13330 для аналогичного класса обычного бетона .

Нормативные значения сопротивления сталефибробетона осевому растяжению Rfbt,n и остаточного сопротивления сталефибробетона осевому растяжению Rfbt2,n и Rfbt3,n определяют по результатам испытаний контрольных образцов на осевое растяжение .

Допускается определять нормативные значения сопротивления сталефибробетона осевому растяжению Rfbt,n и остаточного сопротивления осевому растяжению Rfbt2,n и Rfbt3,n по результатам испытаний контрольных образцов-балок на изгиб (приложение Б) .

Расчетные значения сопротивления осевому растяжению Rfbt, остаточного сопротивления осевому растяжению Rfbt2 и остаточного сопротивления осевому растяжению Rfbt3 определяют по формулам:

R fbt, n R fbt, (5.1) ft R fbt 2,n R fbt3, n R fbt3 R fbt 2 ;, (5.2) ft ft при этом при расчете по прочности нормальных сечений элементов по предельным усилиям принимают Rfbt3 Rfbt2.

Значение коэффициента надежности по сталефибробетону ft принимают равным:

- 1,5 – для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса сталефибробетона по прочности на сжатие;

- 1,3 – для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса сталефибробетона по прочности на растяжение .

Расчетные значения сопротивления сталефибробетона Rfb и Rfb,ser в зависимости от класса сталефибробетона по прочности на сжатие для предельных состояний первой и второй групп принимают как для обычного бетона по СП 63.13330 .

Расчетные значения остаточного сопротивления сталефибробетона растяжению Rfbt2 и Rfbt2,ser и остаточного сопротивления растяжению Rfbt3 и Rfbt3,ser в зависимости от подклассов «a», «b», «c», «d» и «e» для предельных состояний первой и второй групп приведены в таблице 2 .

Допускается принимать расчетные значения сопротивления сталефибробетона осевому сжатию Rfb и осевому растяжению Rfbt3 с учетом влияния фибрового армирования в соответствии с приложением В .

СП 360.1325800.2017

–  –  –

СП 360.1325800.2017 5.2.7 В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик сталефибробетона умножают на значения коэффициентов условий работы bi, учитывающих особенности работы сталефибробетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т.

д.):

b1 – коэффициент, вводимый к расчетным значениям сопротивлений Rfb, Rfbt и Rfbt3, и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки:

- b1 = 1,0 при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки;

- b1 = 0,9 при продолжительном (длительном) действии нагрузки;

b2 – коэффициент, вводимый для сталефибробетонных конструкций без стержневой рабочей арматуры к расчетным значениям сопротивления Rfb и учитывающий характер разрушения таких конструкций; b2 = 0,9;

b3 – коэффициент, вводимый для сталефибробетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении при высоте слоя бетонирования свыше 1,5 м, к расчетному значению сопротивления сталефибробетона Rfb ; b3 = 0,85;

b5 – коэффициент условий работы сталефибробетонных конструкций, учитывающий влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур:

- b5 = 1,0 для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше;

- в других случаях b5 1,0 и его значение принимают в зависимости от назначения конструкции и условий окружающей среды по специальным указаниям .

5.2.8 Основные деформационные характеристики сталефибробетона:

- предельные относительные деформации сталефибробетона при осевом сжатии и растяжении (при однородном напряженном состоянии бетона) fb0 и fbt0;

- начальный модуль упругости Еfb ;

- модуль сдвига G;

- коэффициент (характеристики) ползучести b,cr;

- коэффициент поперечной деформации сталефибробетона (коэффициент Пуассона) b,P;

- коэффициент линейной температурной деформации сталефибробетона bt .

Значение начального модуля упругости сталефибробетона Еfb определяется по формуле Efb = Eb (1 – fv) + Ef fv, где Eb – начальный модуль упругости бетона-матрицы;

Ef – начальный модуль упругости стальной фибры;

fv – коэффициент фибрового армирования по объему .

Значение начального модуля сдвига сталефибробетона G принимают равным 0,4 Еfb .

Значение коэффициента (характеристики) ползучести b,cr принимают как для бетона-матрицы .

5.2.9 В качестве рабочих диаграмм деформирования сталефибробетона при осевом сжатии, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями, используют криволинейные, в том числе с ниспадающей ветвью и упрощенную трехлинейную диаграммы. Параметрические точки рабочих диаграмм сжатого сталефибробетона допускается принимать как для обычного бетона по СП 63.13330, а сжимающие напряжения сталефибробетона fb в зависимости от относительных деформаций укорочения сталефибробетона fb определяют по формулам, указанным в СП 63.13330 для обычного бетона .

В качестве рабочих диаграмм деформирования сталефибробетона при осевом растяжении используют упрощенную трехлинейную диаграмму (рисунок 1) .

Растягивающие напряжения сталефибробетона fbt в зависимости от относительных деформаций укорочения сталефибробетона fbt определяют по формулам:

СП 360.1325800.2017 0 fbt fbt0 при fbt = Efb fbt ; (5.3) fbt0 fbt fbt2 fbt = Rfbt;

при

–  –  –

6.1 Расчет элементов сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям первой группы Расчет по прочности элементов конструкций на действие изгибающих моментов и продольных сил Общие положения 6.1.1 Расчет по прочности элементов сталефибробетонных конструкций при действии изгибающих моментов и продольных сил (внецентренное сжатие или растяжение) следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси .

Расчет по прочности нормальных сечений элементов следует производить на основе нелинейной деформационной модели согласно 6.1.18 – 6.1.25 .

Расчет по прочности нормальных сечений элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечений без рабочей арматуры или с арматурой, расположенной у верхней и нижней граней сечения, допускается производить по предельным усилиям .

6.1.2 При расчете по прочности нормальных сечений внецентренно сжатых элементов следует учитывать случайный эксцентриситет приложения продольной силы и влияние продольного изгиба по СП 63.13330 .

6.1.3 Для сталефибробетонных элементов, у которых предельное усилие по прочности оказывается меньше предельного усилия по образованию трещин, площадь СП 360.1325800.2017 сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по сравнению с требуемой из расчета по прочности не менее чем на 15% или определена из расчета по прочности на действие предельного усилия по образованию трещин .

–  –  –

Рисунок 2 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого сталефибробетонного элемента прямоугольного сечения без арматуры при его расчете по прочности СП 360.1325800.2017 Рисунок 3 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого сталефибробетонного элемента прямоугольного сечения с арматурой, при его расчете по прочности

–  –  –

Рисунок 6 – Схема кольцевого сечения сталефибробетонного элемента, принимаемая при его расчете по прочности на изгиб 6.1.11 Допускается при расчете по прочности нормальных сечений сталефибробетонных элементов значения сопротивления сталефибробетона сжатию Rfb и остаточного сопротивления сталефибробетона растяжению Rfbt3 вычислять в зависимости от класса по прочности на сжатие бетона-матрицы, процента фибрового армирования по объему, прочности и агрегатного состояния фибры, геометрии и размеров сечения элемента в соответствии с приложением В .

6.1.12 При расчете по прочности изгибаемых элементов рекомендуется соблюдать условие x R h0 .

В случае, когда по конструктивным соображениям или из расчета по предельным состояниям второй группы площадь растянутой арматуры принята большей, чем это требуется для соблюдения условия x R h0, допускается предельный изгибающий момент Мult определять по формуле (6.5) или (6.15), подставляя в нее значение высоты сжатой зоны x = R h0 .

Расчет внецентренно сжатых элементов

6.1.13 Расчет внецентренно сжатых сталефибробетонных элементов без рабочей арматуры при расположении продольной сжимающей силы в пределах поперечного сечения элемента производят без учета сопротивления сталефибробетона растянутой зоны (рисунок 7) из условия N Rfb Ab, (6.21) где N – действующая продольная сила;

Аb – площадь сжатой зоны бетона, определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения продольной силы N (с учетом прогиба) .

СП 360.1325800.2017 Рисунок 7 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого сталефибробетонного элемента, рассчитываемого по прочности без учета сопротивления сталефибробетона растянутой зоны

–  –  –

Рисунок 8 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого сталефибробетонного элемента, рассчитываемого по прочности с учетом сопротивления сталефибробетона растянутой зоны

Для элементов прямоугольного сечения условие (6.29) имеет вид:

–  –  –

СП 360.1325800.2017 Рисунок 9 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого сталефибробетонного элемента с рабочей арматурой, при расчете ее по прочности

–  –  –

СП 360.1325800.2017 Рисунок 10 - Схема, принимаемая при расчете кольцевого сечения сжатого элемента Расчет по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели 6.1.18 При расчете по прочности усилия и деформации в сечении, нормальном к продольной оси элемента, определяют на основе нелинейной деформационной модели, применяющей уравнения равновесия внешних сил и внутренних усилий в сечении элемента, а также следующих положений:

- распределение относительных деформаций сталефибробетона и арматуры по высоте сечения элемента принимают по линейному закону (гипотеза плоских сечений);

- связь между осевыми напряжениями и относительными деформациями сталефибробетона и арматуры принимают в виде диаграмм состояния (деформирования) сталефибробетона и арматуры .

Переход от эпюры напряжений в сталефибробетоне к обобщенным внутренним усилиям определяют с помощью процедуры численного интегрирования напряжений по нормальному сечению. Для этого нормальное сечение условно разделяют на малые участки: при косом внецентренном сжатии (растяжении) и косом изгибе – по высоте и ширине сечения; при внецентренном сжатии (растяжении) и изгибе в плоскости оси симметрии поперечного сечения элемента – только по высоте сечения. Напряжения в пределах малых участков принимают равномерно распределенными (усредненными) .

6.1.19 При расчете элементов с применением деформационной модели принимают:

- значения сжимающей продольной силы, сжимающих напряжений и деформаций укорочения сталефибробетона и арматуры со знаком «минус»;

- значения растягивающей продольной силы, растягивающих напряжений и деформаций удлинения сталефибробетона и арматуры со знаком «плюс» .

Знаки координат центров тяжести арматурных стержней и выделенных участков сталефибробетона, а также точки приложения продольной силы принимают в соответствии с назначенной системой координат ХОY. В общем случае начало координат этой системы располагают в произвольном месте в пределах поперечного сечения элемента (рисунок 11) .

СП 360.1325800.2017 Рисунок 11 – Расчетная схема нормального сечения элемента

–  –  –

Расчет по прочности сталефибробетонных элементов при действии поперечных сил Общие положения 6.1.26 Расчет по прочности элементов при действии поперечных сил следует производить по наклонному сечению на действие поперечной силы, по наклонному сечению на действие изгибающего момента и по бетонной полосе между наклонными сечениями на действие поперечной силы .

–  –  –

Расчет сталефибробетонных элементов на местное сжатие 6.1.31 Расчет сталефибробетонных элементов на местное сжатие (смятие) производят при действии сжимающей силы, приложенной на ограниченной площади нормально к поверхности сталефибробетонного элемента. При этом учитывают повышенное сопротивление сжатию сталефибробетона в пределах грузовой площади (площади смятия) за счет объемного напряженного состояния сталефибробетона под грузовой площадью, зависящее от расположения грузовой площади на поверхности элемента .

При наличии косвенной арматуры в зоне местного сжатия учитывают дополнительное повышение сопротивления сжатию сталефибробетона под грузовой площадью за счет сопротивления косвенной арматуры .

Расчет элементов на местное сжатие при отсутствии косвенной арматуры производят согласно 6.1.32, а при наличии косвенной арматуры – согласно 6.1.33 .

6.1.32 Расчет сталефибробетонных элементов на местное сжатие при отсутствии косвенной арматуры (рисунок 14) производят из условия N Rfb,loc Afb,loc (6.83) где N – местная сжимающая сила от внешней нагрузки;

– коэффициент, принимаемый равным 1,0 при равномерном и 0,75 при неравномерном распределении местной нагрузки по площади смятия;

Rfb,loc – расчетное сопротивление сталефибробетона сжатию при местном действии сжимающей силы;

Afb,loc – площадь приложения сжимающей силы (площадь смятия) .

Значение Rfb,loc определяют по формуле Rfb,loc = fb Rfb, (6.84) где fb – коэффициент, определяемый по формуле A fb,max fb 0,8, (6.85) Afb,loc но принимаемый не более 2,5 и не менее 1,0 .

В формуле (6.85):

Аfb,max – максимальная расчетная площадь, устанавливаемая по следующим правилам:

- центры тяжести площадей Аfb,loc и Аfb,max совпадают;

- границы расчетной площади Аb,max отстоят от каждой стороны площади Аfb,loc на расстояния, равные соответствующим размерам этих сторон (рисунок 14) .

СП 360.1325800.2017

а – вдали от краев элемента; б – по всей ширине элемента; в – у края (торца) элемента по всей его ширине; г – на углу элемента; д – у одного края элемента; е – вблизи одного края элемента;

1 – элемент, на который действует местная нагрузка; 2 – площадь смятия Аfb,loc;

3 – максимальная расчетная площадь Аfb,max; 4 – центр тяжести площадей Аfb,loc и Аfb,max;

5 – минимальная зона армирования сетками, при которой косвенное армирование учитывается в расчете Рисунок 14 – Схемы для расчета сталефибробетонных элементов на местное сжатие при различном положении местной нагрузки 6.1.33 Расчет сталефибробетонных элементов на местное сжатие при наличии косвенной арматуры в виде сварных сеток производят из условия N Rfbs,loc Afb,loc, (6.86) где Rfbs,loc – приведенное с учетом косвенной арматуры в зоне местного сжатия расчетное сопротивление сталефибробетона сжатию, определяемое по формуле

Rfbs,loc = Rfb,loc + 2 s,xy Rs,xy s,xy, (6.87)

где s,xy – коэффициент, определяемый по формуле A fb,loc,ef s, xy, (6.88) A fb,loc где Afb,loc,ef – площадь, заключенная внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, принимаемая в формуле (6.88) не более Аfb,max;

Rs,xy – расчетное сопротивление растяжению косвенной арматуры;

s,xy – коэффициент косвенного армирования, определяемый по формуле СП 360.1325800.2017 nx Asx l x n y Asy l y s, xy, (6.89) A fb,loc,ef s где nx, Asx, lx – число стержней, площадь сечения и длина стержня сетки, считая в осях крайних стержней, в направлении Х, соответственно;

ny, Asy, ly – то же, в направлении Y;

s – шаг сеток косвенного армирования .

Значения Rfb,loc, Аb,loc, и N принимают согласно 6.1.32 .

Значение местной сжимающей силы, воспринимаемое элементом с косвенным армированием (правая часть условия (6.86)), принимают не более удвоенного значения местной сжимающей силы, воспринимаемого элементом без косвенного армирования (правая часть условия (6.83)) .

Косвенное армирование должно соответствовать конструктивным требованиям, приведенным в СП 63.13330 .

Расчет сталефибробетонных элементов на продавливание 6.1.34 Расчет на продавливание производят для плоских сталефибробетонных элементов (плит) при действии на них (нормально к плоскости элемента) местных, концентрированно приложенных усилий – сосредоточенных силы и изгибающего момента .

При расчете на продавливание рассматривают расчетное поперечное сечение, расположенное вокруг зоны передачи усилий на элемент на расстоянии h0 нормально к его продольной оси, по поверхности которого действуют касательные усилия от сосредоточенных силы и изгибающего момента (рисунок 15) .

Действующие касательные усилия по площади расчетного поперечного сечения должны быть восприняты сталефибробетоном с сопротивлением сталефибробетона осевому растяжению Rft и поперечной арматурой, расположенной от грузовой площадки на расстоянии не более h0 и не менее h0, с сопротивлением растяжению Rsw .

При действии сосредоточенной силы касательные усилия, воспринимаемые сталефибробетоном и арматурой, принимают равномерно распределенными по всей площади расчетного поперечного сечения. При действии изгибающего момента касательные усилия, воспринимаемые сталефибробетоном и поперечной арматурой, принимают линейно изменяющимися по длине расчетного поперечного сечения в направлении действия момента с максимальными касательными усилиями противоположного знака у краев расчетного поперечного сечения в этом направлении .

–  –  –

Расчет на продавливание при действии сосредоточенной силы и отсутствии поперечной арматуры производят согласно 6.1.35, при действии сосредоточенной силы и наличии поперечной арматуры – согласно 6.1.36, при действии сосредоточенных силы и изгибающего момента и отсутствии поперечной арматуры – согласно 6.1.37 и при действии сосредоточенных силы и изгибающего момента и наличии поперечной арматуры

– согласно 6.1.39 .

Расчетный контур поперечного сечения принимают: при расположении площадки передачи нагрузки внутри плоского элемента – замкнутым и расположенным вокруг площадки передачи нагрузки (рисунок 16, а, г), при расположении площадки передачи нагрузки у края или угла плоского элемента – в виде двух вариантов: замкнутым и расположенным вокруг площадки передачи нагрузки, и незамкнутым, следующим от краев плоского элемента (рисунок 16, б, в), в этом случае учитывают наименьшую несущую способность при двух вариантах расположения расчетного контура поперечного сечения .

В случае расположения отверстия в плите на расстоянии менее 6 h от угла или края площадки передачи нагрузки до угла или края отверстия, часть расчетного контура, расположенная между двумя касательными к отверстию, проведенными из центра тяжести площадки передачи нагрузки, в расчете не учитывается .

При действии момента Мloc в месте приложения сосредоточенной нагрузки половину этого момента учитывают при расчете на продавливание, а другую половину – при расчете по нормальным сечениям по ширине сечения, включающей ширину площадки передачи нагрузки и высоту сечения плоского элемента по обе стороны от площадки передачи нагрузки .

При действии сосредоточенных моментов и силы в условиях прочности соотношение между действующими сосредоточенными моментами М, учитываемыми при продавливании, и предельными Мult принимают не более половины соотношения между действующим сосредоточенным усилием F и предельным Fult .

При расположении сосредоточенной силы внецентренно относительно центра тяжести контура расчетного поперечного сечения значения изгибающих сосредоточенных моментов от внешней нагрузки определяют с учетом дополнительного момента от внецентренного приложения сосредоточенной силы относительно центра тяжести контура расчетного поперечного сечения с положительным или обратным знаком по отношению к моментам в колонне .

СП 360.1325800.2017

–  –  –

1 – площадь приложения нагрузки; 2 – расчетный контур поперечного сечения;

2 – второй вариант расположения расчетного контура; 3 – центр тяжести расчетного контура (место пересечения осей X1 и Y1); 4 – центр тяжести площадки приложения нагрузки (место пересечения осей X и Y); 5 – поперечная арматура; 6 – контур расчетного поперечного сечения без учета в расчете поперечной арматуры; 7 – граница (край) плоского элемента Рисунок 16 – Схема расчетных контуров поперечного сечения при продавливании

–  –  –

СП 360.1325800.2017 Площадь Afb определяют по формуле Afb = u h0, (6.92) где u – периметр контура расчетного поперечного сечения;

h0 – приведенная рабочая высота сечения h0 = 0,5(h0x + h0y), h0x и h0y – рабочая высота сечения для продольной арматуры, расположенной в направлении осей Х и Y .

6.1.36 Расчет элементов с поперечной арматурой на продавливание при действии сосредоточенной силы (рисунок 16) производят из условия F Ffb,ult + Fsw,ult (6.93) где Fsw,ult – предельное усилие, воспринимаемое поперечной арматурой при продавливании;

Ffb,ult – предельное усилие, воспринимаемое сталефибробетоном, определяемое согласно 6.1.35 .

Усилие Fsw,ult, воспринимаемое поперечной арматурой, нормальной к продольной оси элемента и расположенной равномерно вдоль контура расчетного поперечного сечения, определяют по формуле Fsw,ult = 0,8 qsw u, (6.94) где qsw – усилие в поперечной арматуре на единицу длины контура расчетного поперечного сечения, расположенной в пределах расстояния 0,5h0 по обе стороны от контура расчетного сечения R A qsw sw sw, (6.95) sw здесь Asw – площадь сечения поперечной арматуры с шагом sw, расположенная в пределах расстояния 0,5h0 по обе стороны от контура расчетного поперечного сечения по периметру контура расчетного поперечного сечения;

u – периметр контура расчетного поперечного сечения .

При расположении поперечной арматуры не равномерно по контуру расчетного поперечного сечения, а сосредоточенно у осей площадки передачи нагрузки (крестообразное расположение поперечной арматуры) периметр контура u для поперечной арматуры принимают по фактическим длинам участков расположения поперечной арматуры Lswx и Lswy по расчетному контуру продавливания (рисунок 18, г) .

Значение Ffb,ult + Fsw,ult принимают не более 2Ffb,ult. Поперечную арматуру учитывают в расчете при Fsw,ult не менее 0,25 Ffb,ult .

За границей расположения поперечной арматуры расчет на продавливание производят согласно 6.1.35, рассматривая контур расчетного поперечного сечения на расстоянии 0,5h0 от границы расположения поперечной арматуры (рисунок 18). При сосредоточенном расположении поперечной арматуры по осям площадки передачи нагрузки, кроме того, расчетный контур поперечного сечения сталефибробетона принимают по диагональным линиям, следующим от края расположения поперечной арматуры (рисунок 16, г) .

Поперечная арматура должна удовлетворять конструктивным требованиям, приведенным в СП 63.13330, при нарушении которых в расчете на продавливание следует учитывать только поперечную арматуру, пересекающую пирамиду продавливания, при обеспечении условий ее анкеровки .

СП 360.1325800.2017

1 – расчетное поперечное сечение; 2 – контур расчетного поперечного сечения;

3 – границы зоны, в пределах которых в расчете учитывается поперечная арматура;

4 – контур расчетного поперечного сечения без учета в расчете поперечной арматуры;

5 – контур площадки приложения нагрузки Рисунок 18 – Схема для расчета сталефибробетонных плит с вертикальной равномерно распределенной поперечной арматурой на продавливание

–  –  –

6.2 Расчет элементов сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям второй группы 6.2.1 Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:

- расчет по образованию трещин;

- расчет по раскрытию трещин;

- расчет по деформациям .

6.2.2 Расчет по образованию трещин производят, когда необходимо обеспечить отсутствие трещин, а также как вспомогательный при расчете по раскрытию трещин и по деформациям .

6.2.3 При расчете по образованию трещин в целях их недопущения коэффициент надежности по нагрузке принимают f 1,0 (как при расчете по прочности). При расчете по СП 360.1325800.2017 раскрытию трещин и по деформациям (включая вспомогательный расчет по образованию трещин) принимают коэффициент надежности по нагрузке f = 1,0 .

–  –  –

где М – изгибающий момент от внешней нагрузки относительно оси, нормальной к плоскости действия момента и проходящей через центр тяжести приведенного поперечного сечения элемента;

Мcrc – изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин, определяемый по формуле (6.107) .

6.2.5 В тех случаях, когда выполняется условие (6.103), выполняют расчет по раскрытию трещин. Расчет сталефибробетонных элементов производят по непродолжительному и продолжительному раскрытию трещин .

Непродолжительное раскрытие трещин определяют от совместного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок, продолжительное – только от постоянных и временных длительных нагрузок .

6.2.6 Расчет по раскрытию трещин производят из условия acrc acrc,ult, (6.104) где acrc – ширина раскрытия трещин от действия внешней нагрузки, определяемая согласно 6.2.7, 6.2.14 – 6.2.16;

acrc,ult – предельно допустимая ширина раскрытия трещин .

Значения acrc,ult принимают равными:

а) из условия обеспечения сохранности арматуры:

- классов А240…А600, В500:

- 0,3 мм – при продолжительном раскрытии трещин;

- 0,4 мм – при непродолжительном раскрытии трещин;

- классов А800, А1000, Вр1200–Вр1400, К1400, К1500 (К-19) и

К1500 (К-7), К1600 диаметром 12 мм:

- 0,2 мм – при продолжительном раскрытии трещин;

- 0,3 мм – при непродолжительном раскрытии трещин;

- классов Вр1500, К1500 (К-7), К1600 диаметром 6 и 9 мм:

- 0,1 мм – при продолжительном раскрытии трещин;

- 0,2 мм – при непродолжительном раскрытии трещин;

б) из условия ограничения проницаемости конструкций (допускается для сталефибробетонных конструкций с комбинированным армированием арматурой классов А240…А600, В500):

- 0,2 мм – при продолжительном раскрытии трещин;

- 0,3 мм – при непродолжительном раскрытии трещин .

6.2.7 Расчет сталефибробетонных элементов следует производить по продолжительному и по непродолжительному раскрытию нормальных и наклонных трещин .

Ширину продолжительного раскрытия трещин определяют по формуле acrc = acrc1, (6.105) а ширину непродолжительного раскрытия трещин – по формуле acrc = acrc1 + acrc2 – acrc3, (6.106) где acrc1 – ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;

СП 360.1325800.2017 acrc2 – ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок;

acrc3 – ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок .

Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента 6.2.8 Изгибающий момент Мcrc при образовании трещин в общем случае определяется по деформационной модели согласно 6.2.13 .

Для элементов прямоугольного, таврового или двутаврового сечения с арматурой, расположенной у верхней и нижней граней, момент трещинообразования с учетом неупругих деформаций растянутого сталефибробетона допускается определять согласно 6.2.10 – 6.2.12 .

6.2.9 Допускается момент образования трещин определять без учета неупругих деформаций растянутого сталефибробетона по 6.2.12, принимая в формуле (6.107) Wpl=Wred и значение Rfbt,ser вместо значения Rfbt2,ser Если при этом условие (6.104) или условие (6.126) не удовлетворяются, то момент образования трещин следует определять с учетом неупругих деформаций растянутого сталефибробетона .

6.2.10 Момент образования трещин с учетом неупругих деформаций растянутого сталефибробетона определяют в соответствии со следующими положениями:

- сечения после деформирования остаются плоскими;

- эпюру напряжений в сжатой зоне сталефибробетона принимают треугольной формы, как для упругого тела (рисунок 19);

- эпюру напряжений в растянутой зоне сталефибробетона принимают трапециевидной формы с напряжениями, не превышающими расчетных значений сопротивления сталефибробетона растяжению Rfbt,ser;

- относительную деформацию крайнего растянутого волокна сталефибробетона принимают равной fbt1;

- напряжения в арматуре принимают в зависимости от относительных деформаций как для упругого тела .

6.2.11 Момент образования трещин с учетом неупругих деформаций растянутого сталефибробетона определяют по формуле Mcrc = Rfbt,ser Wpl N ex, (6.107) где Wpl – упругопластический момент сопротивления сечения для крайнего растянутого волокна сталефибробетона, определяемый с учетом 6.2.10;

ех – расстояние от точки приложения продольной силы N (расположенной в центре тяжести приведенного сечения элемента) до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется .

В формуле (6.107) знак «плюс» принимают при сжимающей продольной силе N, «минус» – при растягивающей силе .

СП 360.1325800.2017 1 – уровень центра тяжести приведенного поперечного сечения Рисунок 19 – Схема напряженно-деформированного состояния сечения элемента при проверке образования трещин при действии изгибающего момента (а) и изгибающего момента и продольной силы (б)

–  –  –

СП 360.1325800.2017 1 – уровень центра тяжести приведенного поперечного сечения Рисунок 20 – Схема напряженно-деформированного состояния элемента с трещинами при действии изгибающего момента (а, б), изгибающего момента и продольной силы (в)

–  –  –

где Ared, yc – площадь приведенного поперечного сечения элемента и расстояние от наиболее сжатого волокна сталефибробетона до центра тяжести приведенного сечения, определяемые по общим правилам расчета геометрических характеристик сечений упругих элементов с учетом площадей сечения cжатой и растянутой зон сталефибробетона, площадей сечения растянутой и сжатой арматуры согласно 6.2.27, принимая коэффициенты приведения арматуры и сталефибробетона растянутой зоны к сталефибробетону сжатой зоны по (6.117) .

Напряжение s допускается определять по формуле

–  –  –

Расчет элементов сталефибробетонных конструкций по деформациям 6.2.18 Расчет элементов сталефибробетонных конструкций по деформациям производят с учетом эксплуатационных требований, предъявляемых к конструкциям .

Расчет по деформациям следует производить на действие:

- постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок при ограничении деформаций технологическими или конструктивными требованиями;

- постоянных и временных длительных нагрузок при ограничении деформаций эстетическими требованиями .

6.2.19 Значения предельно допустимых деформаций элементов принимают согласно СП 20.13330 и нормативным документам на отдельные виды конструкций .

Расчет сталефибробетонных элементов по прогибам 6.2.20 Расчет сталефибробетонных элементов по прогибам производят из условия f fult, (6.126) где f – прогиб сталефибробетонного элемента от действия внешней нагрузки;

fult – значение предельно допустимого прогиба сталефибробетонного элемента .

Прогибы сталефибробетонных конструкций определяют по общим правилам строительной механики в зависимости от изгибных, сдвиговых и осевых деформационных характеристик сталефибробетонного элемента в сечениях по его длине (кривизн, углов сдвига и т. д.) .

В тех случаях, когда прогибы сталефибробетонных элементов в основном зависят от изгибных деформаций, значения прогибов определяют по жесткостным характеристикам согласно 6.2.21 и 6.2.30 .

6.2.21 Для изгибаемых элементов постоянного по длине элемента сечения без трещин прогибы определяют по общим правилам строительной механики с применением жесткости поперечных сечений, определяемой по формуле (6.130) .

–  –  –

Рисунок 21 – Приведенное поперечное сечение и схема напряженнодеформированного состояния элемента с трещинами для расчета его по деформациям при действии изгибающего момента

–  –  –

где xM – высота сжатой зоны изгибаемого элемента, определяемая по формулам (6.139), (6.140);

Ired, Ared – момент инерции и площадь приведенного поперечного сечения, определяемые для полного сечения (без учета трещин) .

Значения геометрических характеристик сечения элемента определяют по общим правилам расчета сечения упругих элементов .

В формуле (6.142) знак «плюс» принимают при сжимающей, а знак «минус» при растягивающей продольной силе .

6.2.28 Жесткость изгибаемых сталефибробетонных элементов допускается определять по формуле D Es,red As z (h0 xm ), (6.143) где z – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне .

Для элементов прямоугольного сечения при отсутствии (или без учета) сжатой арматуры значение z определяют по формуле

–  –  –

Значения коэффициента s определяют по формуле (6.125) .

Допускается принимать s = 1 и, следовательно, s2 = s1. При этом, если условие (6.126) не выполняется, расчет производят с учетом коэффициента s, определяемого по формуле (6.125) .

6.2.30 Прогибы сталефибробетонных элементов можно определять по общим правилам строительной механики с использованием вместо кривизны r непосредственно изгибных жесткостных характеристик D путем замены упругих изгибных характеристик EI в расчетных зависимостях на указанные характеристики D, вычисляемые по формулам, приведенным в 6.2.24 и 6.2.28 .

При совместном действии кратковременной и длительной нагрузок полный прогиб элементов без трещин и с трещинами в растянутой зоне определяют путем суммирования прогибов от соответствующих нагрузок по аналогии с суммированием кривизн по 6.2.23, принимая жесткостные характеристики D в зависимости от продолжительности действия рассматриваемой нагрузки .

Допускается при определении жесткостных характеристик D элементов с трещинами в растянутой зоне принимать коэффициент s = 1. В этом случае при совместном действии кратковременной и длительной нагрузок полный прогиб изгибаемых элементов с трещинами определяют путем суммирования прогибов от непродолжительного действия кратковременной нагрузки и от продолжительного действия длительной нагрузки с учетом соответствующих значений жесткостных характеристик D, т. е. подобно тому, как это принято для элементов без трещин .

–  –  –

7.2 Расчет элементов предварительно напряженных сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям первой группы Расчет предварительно напряженных сталефибробетонных элементов по прочности Общие положения 7.2.1 Расчет предварительно напряженных элементов производят для стадии эксплуатации на действие изгибающих моментов и поперечных сил от внешних нагрузок и для стадии предварительного обжатия на действие усилий от предварительного натяжения арматуры и усилий от внешних нагрузок, действующих в стадии обжатия .

7.2.2 Расчет по прочности предварительно напряженных элементов при действии изгибающих моментов следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси .

Расчет по прочности нормальных сечений в общем случае производят на основе нелинейной деформационной модели согласно 7.2.13 – 7.2.15 .

Допускается расчет сталефибробетонных элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечений с арматурой, расположенной у перпендикулярных к плоскости изгиба граней элемента, при действии усилий в плоскости симметрии нормальных сечений производить на основе предельных усилий согласно 7.2.7 – 7.2.12 .

7.2.3 Для сталефибробетонных элементов, у которых предельное усилие по прочности оказывается меньше предельного усилия по образованию трещин, площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по сравнению с СП 360.1325800.2017 требуемой из расчета по прочности не менее чем на 15% или должна удовлетворять расчету по прочности на действие момента образования трещин .

7.2.4 Расчет преднапряженных элементов в стадии обжатия производят как при внецентренном сжатии усилием предварительного обжатия в предельном состоянии согласно 7.2.10 – 7.2.12 .

7.2.5 Расчет предварительно напряженных элементов по прочности при действии поперечных сил (расчет по наклонным сечениям) и местном действии нагрузки (расчеты на смятие и продавливание) следует производить согласно указаниям 6.1 .

7.2.6 При расчете предварительно напряженных элементов по прочности следует учитывать возможные отклонения предварительного напряжения, определяемого согласно 7.1.9, путем умножения значений spj (или усилия обжатия Pj) для рассматриваемого j-го стержня или группы стержней напрягаемой арматуры на коэффициент sp .

Значения коэффициента sp принимают равными:

0,9 – при благоприятном влиянии предварительного напряжения;

1,1 – при неблагоприятном влиянии предварительного напряжения .

Расчет предварительно напряженных элементов на действие изгибающих моментов в стадии эксплуатации по предельным усилиям

–  –  –

Рисунок 22 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого предварительно напряженного элемента при его расчете по прочности в стадии обжатия

–  –  –

Расчет по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели 7.2.13 При расчете по прочности на основе нелинейной деформационной модели усилия и деформации в сечении, нормальном к продольной оси элемента, определяют с использованием 6.1.20 – 6.1.22 .

7.2.14 При расчете нормальных сечений по прочности (рисунок 23) в общем случае используют:

- уравнения равновесия внешних сил и внутренних усилий в нормальном сечении элемента:

–  –  –

Рисунок 23 – Расчетная схема нормального сечения сталефибробетонного элемента с предварительно напряженной арматурой

В уравнениях (7.33) – (7.41):

Asi, zsxi, zsyi, si – площадь, координаты центра тяжести i-го стержня напрягаемой арматуры и напряжение в нем;

si – относительная деформация i-го стержня напрягаемой арматуры от действия внешней нагрузки;

–  –  –

7.2.15 Расчет нормальных сечений сталефибробетонных элементов по прочности производят из условий, приведенных в 6.1.21 .

7.3 Расчет предварительно напряженных сталефибробетонных элементов по предельным состояниям второй группы Общие положения 7.3.1 Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:

- расчет по образованию трещин;

- расчет по раскрытию трещин;

- расчет по деформациям .

7.3.2 Расчет по образованию трещин производят, когда необходимо обеспечить отсутствие трещин, а также как вспомогательный при расчете по раскрытию трещин и по деформациям .

Требования по отсутствию трещин предъявляют к предварительно напряженным конструкциям, у которых при полностью растянутом сечении должна быть обеспечена непроницаемость (конструкции находящиеся под давлением жидкости или газов, испытывающие воздействие радиации и т. п.) к уникальным конструкциям, а также к конструкциям при воздействии сильно агрессивной среды .

7.3.3 При расчете по образованию трещин в целях их недопущения коэффициент надежности по нагрузке принимают f 1,0 (как при расчете по прочности). При расчете по раскрытию трещин и по деформациям (включая вспомогательный расчет по образованию трещин) принимают коэффициент надежности по нагрузке f = 1,0 .

7.3.4 Расчет изгибаемых предварительно напряженных элементов по предельным состояниям второй группы производят как при внецентренном сжатии на совместное действие усилий от внешней нагрузки M и продольной силы Np, равной усилию предварительного обжатия P .

Расчет предварительно напряженных сталефибробетонных элементов по образованию и раскрытию трещин 7.3.5 Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят согласно подразделу 6.2 и с учетом 7.3.6 – 7.3.10 .

Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента 7.3.6 Изгибающий момент Мcrc при образовании трещин в общем случае определяется по деформационной модели согласно 7.3.9. Допускается для простых сечений (прямоугольного и таврового сечений с арматурой, расположенной у верхней и нижней граней сечения, с полкой в сжатой зоне) определять момент трещинообразования согласно 7.3.7 .

7.3.7 Определение момента образования трещин производят с учетом неупругих деформаций растянутого сталефибробетона согласно 7.3.8 .

Допускается момент образования трещин определять без учета неупругих СП 360.1325800.2017 деформаций растянутого сталефибробетона, принимая в формуле (7.43) Wpl=Wred. Если при этом условие (6.104) или (6.126) не удовлетворяется, то момент образования трещин следует определять с учетом неупругих деформаций растянутого сталефибробетона .

7.3.8 Момент образования трещин предварительно напряженных изгибаемых элементов с учетом неупругих деформаций растянутого сталефибробетона определяют по формуле M crc R fbt,ser Wpl P eхр, (7.43) где Wpl – момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна, определяемый с учетом 6.2.10;

eхр = е0р + r – расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия P до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется;

e0p – то же, до центра тяжести приведенного сечения;

r – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, определяемое по формуле Wred r. (7.44) Ared В формуле (7.43) знак «плюс» принимают, когда направления вращения моментов Pexp и внешнего изгибающего момента M противоположны; «минус» – когда направления совпадают .

Значения Wred и Ared определяют согласно 6.2 .

Для прямоугольных сечений значение Wpl при действии момента в плоскости оси симметрии допускается определять по формуле (6.108) .

7.3.9 Момент образования трещин на основе нелинейной деформационной модели определяют согласно 7.2.13 – 7.2.15, при этом расчетные характеристики материалов принимают для предельных состояний второй группы .

Значение Mcrc определяют из решения системы уравнений, приведенных в 7.2.13 – 7.2.15, принимая относительную деформацию сталефибробетона bt,max у растянутой грани элемента от действия внешней нагрузки, равной предельному значению относительной деформации сталефибробетона при растяжении bt,ult, определяемому согласно 6.1.25 .

–  –  –

1 – уровень центра тяжести приведенного без учета растянутой зоны сталефибробетона поперечного сечения Рисунок 24 – Приведенное поперечное сечение и схема напряженнодеформированного состояния изгибаемого предварительно напряженного элемента с трещинами при его расчете по деформациям

–  –  –

здесь si(j),crc – относительная деформация растянутой арматуры в сечении с трещиной от действия внешней нагрузки сразу после образования трещин;

si(j) – усредненные относительные деформации растянутой арматуры, пересекающей трещины, в рассматриваемой стадии;

spi – относительная деформация предварительного напряжения арматуры .

При определении кривизны от непродолжительного действия нагрузки в расчете используют диаграммы кратковременного деформирования сжатого и растянутого сталефибробетона, а при определении кривизны от продолжительного действия нагрузки

– диаграммы длительного деформирования сталефибробетона с расчетными характеристиками для предельных состояний второй группы .

8 КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

8.1 Для обеспечения безопасности и эксплуатационной пригодности сталефибробетонных конструкций помимо требований к расчету следует также выполнять конструктивные требования к геометрическим размерам и армированию .

8.2 Геометрические размеры сталефибробетонных конструкций и их армирование стержневой арматурой должны соответствовать СП 63.13330, установленным к геометрическим размерам и армированию бетонных и железобетонных конструкций, и дополнительным требованиям, приведенным в 8.3 – 8.7 .

8.3 Размеры сечений сталефибробетонных элементов конструкций рекомендуется принимать исходя из следующих условий:

- толщина плоских плит или полок ребристых плит сборных конструкций – не более 30 мм;

- толщина полок или стенок элементов – не менее 15 мм, а для плит междуэтажных перекрытий – не менее 30 мм;

- толщина плит или стенок тонкостенных конструкций – не менее 1/200 их свободного пролета .

- при вертикальном изготовлении конструкций ширина ребра по верху, включая вут, больше ширины ребра по низу на размер не менее 0,5lf .

- сопряжение ребер конструкции с полками – по радиусу не менее 0,6lf или с устройством вута с размером проекции не менее 0,75lf .

8.4 В сталефибробетонных элементах при комбинированном армировании площадь сечения продольной растянутой стержневой арматуры, а также сжатой, если она требуется по расчету, в процентах площади сечения сталефибробетона, равной произведению ширины прямоугольного сечения или ширины ребра таврового (двутаврового) сечения на A рабочую высоту сечения, s s 100% следует принимать не менее:

bh0

–  –  –

8.12 Для обеспечения надежной совместной работы стальной фибры и бетонаматрицы длину применяемой фибры рекомендуется принимать из условия lf 2,5Cmax. (8.6)

8.13 Радиус свободного погиба r свежеотформованного листа при изготовлении сталефибробетонных конструкций во избежание разрывов и сдвигов рекомендуется принимать не меньше 3t и 100df,red. При специальных устройствах листогибочного поддона или последующем (повторном) вибрировании радиус погиба может быть принят меньшим по экспериментальным данным .

–  –  –

Rfb,n – нормативное сопротивление сталефибробетона осевому сжатию;

Rfb, Rfb,ser – расчетные сопротивления сталефибробетона осевому сжатию для предельных состояний соответственно первой и второй групп;

Rfbt,n – нормативное сопротивление сталефибробетона осевому растяжению;

Rfbt, Rfbt,ser – расчетные сопротивления сталефибробетона осевому растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп;

Rfbt2,n – нормативное остаточное сопротивление сталефибробетона растяжению, соответствующее значению перемещений внешних граней надреза 0,5 мм при испытаниях на изгиб;

Rfbt3,n – нормативное остаточное сопротивление сталефибробетона растяжению, соответствующее значению перемещений внешних граней надреза 2,5 мм при испытаниях на изгиб;

Rfbt2, Rfbt2,ser – расчетные остаточные сопротивления сталефибробетона растяжению, соответствующие значениям перемещений внешних граней надреза 0,5 мм при испытаниях на изгиб, для предельных состояний соответственно первой и второй групп;

Rfbt3, Rfbt3,ser – расчетные остаточные сопротивления сталефибробетона растяжению, соответствующие значениям перемещений внешних граней надреза 2,5 мм при испытаниях на изгиб, для предельных состояний соответственно первой и второй групп;

Rfb,loc – расчетное сопротивление сталефибробетона смятию;

Rbond – расчетное сопротивление сцепления арматуры с сталефибробетоном;

Rs, Rs,ser – расчетные сопротивления арматуры растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп;

Rsw – расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению;

Rsc – расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний первой группы;

Efb – начальный модуль упругости сталефибробетона при сжатии и растяжении;

Efb,red – приведенный модуль деформации сжатого сталефибробетона;

Efbt,red – приведенный модуль деформации растянутого сталефибробетона;

Es – модуль упругости арматуры;

Es,red – приведенный модуль деформации арматуры, расположенной в растянутой зоне элемента с трещинами;

fb0, ft0 – предельные относительные деформации сталефибробетона соответственно при равномерном осевом сжатии и осевом растяжении;

s0 – относительные деформации арматуры при напряжении, равном Rs;

fb,sh – относительные деформации усадки сталефибробетона;

b,cr – коэффициент ползучести сталефибробетона;

СП 360.1325800.2017

– отношение соответствующих модулей упругости арматуры Es и сталефибробетона Efb .

–  –  –

Характеристики предварительно напряженного элемента P, Np – усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента;

P(1), P(2) – усилие в напрягаемой арматуре с учетом соответственно первых и всех потерь предварительного напряжения;

sp – предварительное напряжение в напрягаемой арматуре с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента;

sp – потери предварительного напряжения в арматуре;

bp – сжимающие напряжения в сталефибробетоне в стадии предварительного обжатия с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре .

–  –  –

Определение остаточной прочности сталефибробетона на растяжение Б.1 Метод испытания Остаточная прочность сталефибробетона на растяжение определяется по результатам испытаний контрольных образцов-балок с надрезом на действие сосредоточенной нагрузки (рисунок Б.1) .

Б.2 Приборы Циркулярная пила с лезвием из корунда или алмаза с регулируемой глубиной и направлением резки под углом 90° для выполнения надрезов контрольных образцов .

Штангенциркуль для определения размеров испытательных образцов с точностью не менее 0,1 мм по ГОСТ 166–89 .

Линейка для определения размеров испытательных образцов с точностью до 1 мм по ГОСТ 427–75 .

Испытательная машина по ГОСТ 28840, обеспечивающая регулируемую скорость перемещения активной траверсы в диапазоне и измерение нагрузки и перемещения с погрешностью не более 0,5%. Минимальное регистрируемое значение для нагрузки должно быть не более 100 Н .

Датчики измерения линейного перемещения (прогибов f или перемещений внешних граней надреза afi) с точностью до 0,01 мм .

Рисунок Б.1 – Схема испытания образца

Б.3 Образцы Б.3.1 Испытательные образцы должны быть изготовлены в форме призмы (балки) со стандартными размерами: ширина b = 150 мм, высота h = 150 мм и длина L = 550 мм .

Число образцов для испытаний – не менее 6 .

Б.3.2 Испытательные образцы изготавливают и подготавливают к испытаниям согласно ГОСТ 10180 (раздел 4) и с учетом Б.3.3 и Б.3.4 .

Б.3.3 Заполнять формы бетонной или сталефибробетонной смесью следует в порядке, приведенном на рисунке Б.2. Объем заполнения формы в центральной части (участок 1) должен быть равен суммарному объему заполнения участков 2 на рисунке Б.2 .

Первоначально форму следует заполнять приблизительно на 90 % высоты испытательного образца и уплотнить на виброплощадке. При формовании образцов из СП 360.1325800.2017 самоуплотняющейся сталефибробетонной смеси форма заполняется и выравнивается без вибрации .

–  –  –

Б.3.4 Для выполнения надрезов в испытательных образцах применяют мокрую резку. Надрез следует производить посередине образца в повернутом на 90° вокруг продольной оси его положении (рисунок Б.3) .

1 – верхняя поверхность бетонирования; 2 – надрез Рисунок Б.3 – Расположение надреза, выполненного в испытательном образце Ширина надреза должна быть не более 5 мм, глубина – (25 ± 1) мм, расстояние между вершиной надреза и верхней гранью образца при его испытании hsp – (125 ± 1) мм .

Надрез в образцах следует выполнять не ранее чем через трое суток с момента их изготовления и не позднее чем за 3 ч до испытания .

Б.4 Подготовка испытательных образцов к испытанию Б.4.1 Ширину образца и расстояние между вершиной надреза и верхней гранью образца следует определять по среднему значению из двух измерений, выполняемых штангенциркулем с точностью до 0,1 мм .

Б.4.2 Длину пролета образца следует определять на основании двух измерений расстояния по оси между опорными роликами с обеих сторон образца с помощью линейки с точностью 1 мм .

Б.5 Проведение испытаний Б.5.1 В начале нагружения образца скорость перемещения активной траверсы испытательной машины следует принимать из условия обеспечения скорости приращения перемещений внешних граней надреза aF на 0,05 мм/мин, а после достижения перемещений внешних граней надреза значения aF = 1,0 мм – из условия обеспечения скорости приращения перемещений внешних граней надреза на 0,2 мм/мин .

Б.5.2 Испытания необходимо проводить до достижения значения перемещений внешних граней надреза aF = 4 мм или до разрушения образца – в зависимости от того, что наступит раньше .

Б.5.3 Результаты испытаний, в ходе которых образование трещин зафиксировано за пределами надреза, считаются недействительными .

Б.6 Обработка результатов Б.6.1 В ходе испытаний для каждого образца строят графики «F – aF» (рисунок Б.4) .

СП 360.1325800.2017 Рисунок Б.4 – График «нагрузка – перемещение внешних граней надреза»

–  –  –

где F0,5 – значение нагрузки, соответствующее перемещению внешних граней надреза aF = 0,5 мм;

F2,5 – значение нагрузки, соответствующее перемещению внешних граней надреза aF = 2,5 мм;

l – длина пролета, мм;

b – ширина образца, мм;

hsp – расстояние между вершиной надреза и верхней гранью образца, мм;

kF0,5 = 0,4 и kF2,5 = 0,34 – коэффициенты учета неупругих деформаций в сталефибробетоне растянутой зоны образца .

–  –  –

где Fel – максимальное значение нагрузки в интервале значений перемещения внешних граней надреза 0 aF 0,05 мм;

kFel = 0,6 – коэффициент учета неупругих деформаций в сталефибробетоне растянутой зоны образца .

Вычисляют нормативные значения прочности сталефибробетона на растяжение:

Rfbt,n = RFel,m (1 – 1,64 Fel,m), (Б.10) где RFel,m – среднее значения прочности сталефибробетона на растяжение, Н/мм ;

–  –  –

В.6 При расчете конструкций для определения значений Rfb и Rfbt коэффициенты kor и kn принимаются по таблицам В.1 и В.2, для отдельных частей сечения рассчитываемого элемента (верхней полки, нижней полки, стенки, ребра и т.п.), в зависимости от соотношения их размеров и длины фибры .

В.7 При расчете по прочности сталефибробетонных конструкций фибровую арматуру следует принимать равномерно распределенной по сечению элемента с коэффициентом приведенного армирования по площади, определяемым по формулам:

- для растянутой зоны fa fv kor ; (В.11)

–  –  –

где fa и fa - коэффициенты фибрового армирования по площади;

fv - коэффициент фибрового армирования по объему;




Похожие работы:

«НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА Сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции 08 ноября 2018 г . Стерлитамак, Российская Федерация АГЕНТСТВО МЕЖДУНАРОДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ AGENCY OF INTERNATIONAL...»

«Приложение № 1 к Извещению № 12-50204/434 от 04.05.2012. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ на осуществление функций по содержанию, сервисному и техническому обслуживанию комплекса объектов инженерной инфраструктуры, расположенных по адресу: Московская область, Одинцовский район, город Одинцово, ул....»

«"Ученые заметки ТОГУ" Том 5, № 1, 2014 ISSN 2079-8490 Электронное научное издание "Ученые заметки ТОГУ" 2014, Том 5, № 1, С. 354 – 363 Свидетельство Эл № ФС 77-39676 от 05.05.2010 http://pnu.edu.ru/ru/ejournal/about/ ejournal@khstu.ru УДК 621.43 © 2014 г. А. Ф. Водопьянов, канд. техн. наук (Тихоокеанский государств...»

«ДОГОВОР № 50SZS003/25 субаренды нежилого помещения _2018, именуемое в дальнейшем "Арендатор", в лице, действующего на основании года с одной стороны, и АО Петроэлектросбыт (Свидет...»

«Data Import for Oracle Руководство пользователя © 1999-2018 EMS Database Management Solutions, Ltd. Data Import for Oracle Руководство пользователя © 1999-2018 EMS Database Management Solutions, Ltd. Все права защищены Настоящий докyмент представляет собой техническую документацию к Data Impo...»

«Турникет-трипод электромеханический PERCo-TTR-04W-24 Руководство по эксплуатации РОСС. RU. МЛ02.В00145 ТУ 3428-010-80504654-2007 Содержание: 1 . НАЗНАЧЕНИЕ 2. КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ 3. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ 4. ОСНОВНЫ...»

«ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Тестовые задания 1 вариант Хабаровск 2014 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный униве...»

«РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ФИЛЬТРОВ СЕРИИ “FBI”,“FM”, “FH”, “FC” С ЭЛЕКТРОННЫМИ КЛАПАНАМИ. 1. НАЗНАЧЕНИЕ 1. Бытовые полностью автоматизированные установки серии "FBI" моделей FBI-77-08T,FBI-77-09T,FBI-77-10T,FBI-77-12T,FBI-77-13T,FBI-77-14T,FBI-77-16T предназначены для удаления из воды железа и марганца. Используется фильтрующая среда...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.