СНиП 2.03.01-84*

3.36. При расчете пространственных сечений усилия определяются исходя из следующих предпосылок:

сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;

сжатая зона пространственного сечения условно представляется плоскостью, расположенной под углом q к продольной оси элемента, а сопротивление бетона сжатию - напряжениями R_bsin²q, равномерно распределенными по сжатой зоне;

растягивающие напряжения в продольной и поперечной арматуре, пересекающей растянутую зону рассматриваемого пространственного сечения, принимаются равными расчетным сопротивлениям соответственно R_s и R_sw;

напряжение в арматуре, расположенной в сжатой зоне, принимается для ненапрягаемой арматуры - равным R_sc, для напрягаемой - согласно указаниям п. 3.14.

Элементы прямоугольного сечения

3.37. При расчете элементов на кручение с изгибом должно соблюдаться условие

где b, h - соответственно меньший и больший размеры граней элемента.

При этом значение R_b для бетона классов выше В30 принимается как для бетона класса В30.

3.38. Расчет по прочности пространственных сечений (черт. 13) должен производиться из условия

Черт. 13. Схема усилий в пространственном сечении железобетонного элемента, работающего на изгиб с кручением, при расчете его по прочности

Высота сжатой зоны х определяется из условия

Расчет должен производиться для трех расчетных схем расположения сжатой зоны пространственного сечения:

1-я схема - у сжатой от изгиба грани элемента (черт. 14, а);

2-я схема - у грани элемента, параллельной плоскости действия изгибающего момента (черт. 14, б);

3-я схема - у растянутой от изгиба грани элемента (черт. 14, в).

Черт. 14. Схемы расположения сжатой зоны пространственного сечения

а - у сжатой от изгиба грани элемента; б - у грани элемента, параллельной плоскости действия изгибающего момента; в - у растянутой от изгиба грани элемента

A_s, A¢_s - площади поперечного сечения продольной арматуры, расположенной при данной расчетной схеме соответственно в растянутой и сжатой зонах;

b, h - размеры граней элемента, соответственно параллельных и перпендикулярных линии, ограничивающей сжатую зону;

здесь с - длина проекции линии, ограничивающей сжатую зону, на продольную ось элемента; расчет производится для наиболее опасного значения с, определяемого последовательным приближением и принимаемого не более 2h + b.

В формуле (92) значения c и j_q, характеризующие соотношение между действующими усилиями Т, М и Q, принимаются:

Крутящий момент Т, изгибающий момент М и поперечная сила Q принимаются в сечении, нормальном к продольной оси элемента и проходящем через центр тяжести сжатой зоны пространственного сечения.

Значения коэффициента j_w, характеризующего соотношение между поперечной и продольной арматурой, определяются по формуле

где А_sw - площадь сечения одного стержни хомута, расположенного у грани, являющейся для рассматриваемой расчетной схемы растянутой;

s - расстояние между указанными выше хомутами.

где М - изгибающий момент, принимаемый для 2-й схемы равным нулю, для 3-й схемы - со знаком «минус»;

M_u - предельный изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением элемента.

Если значение j_w подсчитанное по формуле (96), меньше j_w,_min, то значение усилия R_sA_s, вводимое в формулы (92) и (93), унижается на отношение j_w/j_w,_min.

вместо расчета по 2-й схеме производится расчет из условия

b - ширина грани сечения, перпендикулярной плоскости изгиба;

Q_sw, Q_b - определяются согласно указаниям п. 3.31*.

Расчет железобетонных элементов на местное действие нагрузок

Расчет на местное сжатие

3.39. При расчете на местное сжатие (смятие) элементов без поперечного армирования должно удовлетворяться условие

где N - продольная сжимающая сила от местной нагрузки;

y - коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия и принимаемый равным:

R_b_,_loc - расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле

при схеме приложения нагрузки по черт. 15, а, в, г, е, и для бетона:

тяжелого, мелкозернистого и легкого классов:

R_b, R_bt - принимаются как для бетонных конструкций (см. поз. 9 табл. 15);

A_loc₂ - расчетная площадь смятия, определяемая согласно указаниям п. 3.40.

3.40. В расчетную площадь A_loc₂ включается участок, симметричный по отношению к площади смятия (см. черт. 15).

При этом должны выполняться следующие 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. 15, а);

Черт. 15. Схемы для расчета железобетонных элементов на местное сжатие

а - при местной нагрузке по всей ширине элемента; б - при местной краевой нагрузке по всей ширине элемента; в, г - при местной нагрузке в местах опирания концов прогонов и балок; д - при местной краевой нагрузке на угол элемента; е - при местной нагрузке, приложенной на части длины и ширины элемента; при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены или простенка; ж - при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены (пилястры); и - сечений сложной формы; 1 - площадь смятия; 2 - расчетная площадь смятия; 3 - минимальная зона армирования сетками, при которой косвенное армирование учитывается в расчете по формуле (104)

при местной краевой нагрузке по всей ширине элемента расчетная площадь A_loc₂ равна площади смятия A_loc₁ (см. черт. 15, б);

при местной нагрузке в местах опирания концов прогонов и балок в расчетную площадь включается участок шириной, равной глубине заделки прогона или балки, и длиной не более расстояния между серединами пролетов, примыкающих к балке (см. черт. 15, в);

если расстояние между балками превышает двойную ширину элемента, длина расчетной площади определяется как сумма ширины балки и удвоенной ширины элемента (см. черт. 15, г);

при местной краевой нагрузке на утоп элемента (см. черт. 15, д) расчетная площадь A_loc₂ равна площади смятия A_loc₁;

при местной нагрузке, приложенной на части длины и ширины элемента, расчетная площадь принимается согласно черт. 15, е. При наличии нескольких нагрузок указанного типа расчетные площади ограничиваются линиями, проходящими через середину расстояний между точками приложений двух соседних нагрузок;

при местной краевой нагрузке, расположенной в пределах выступа стены (пилястры) или простенка таврового сечения, расчетная площадь A_loc₂ равна площади смятия A_loc₁ (см. черт. 15, ж);

при определении расчетной площади для сечений сложной формы не должны учитываться участки, связь которых с загруженным участком не обеспечена с необходимой надежностью (см. черт. 15, и).

Примечание. При местной нагрузке от балок, прогонов, перемычек и других элементов, работающих на изгиб, учитываемая в расчете глубина опоры при определении A_loc₁ и A_loc₂ принимается не более 20 см.

3.41. При расчете на местное сжатие элементов из тяжелого бетона с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие

R_b_,_red - приведенная призменная прочность бетона при расчете на местное сжатие, определяемая по формуле

здесь R_s_,_xy, j, m_xy - обозначения те же, что и в п. 3.22*;

j_s - коэффициент, учитывающий влияние косвенного армирования в зоне местного сжатия; для схем черт. 15, б, д, ж принимается j_s = 1,0, при этом косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что поперечные сетки установлены на площади не менее ограниченной пунктирными линиями на соответствующих схемах черт. 15; для схем черт. 15, а, в, г, е, икоэффициент j_s определяется по формуле

здесь A_ef - площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, для которой должно удовлетворяться условие A_loc₁ А_ef £ A_loc₂.

Расчет на продавливание

3.42. Расчет на продавливание плитных конструкций (без поперечной арматуры) от действия сил, равномерно распределенных на ограниченной площади, должен производиться из условия

a - коэффициент, принимаемый равным для бетона:

u_m - среднеарифметическое значений периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты сечения.

При определении u_m и F предполагается, что продавливание происходя по боковой поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы, а боковые грани наклонены под углом 45° к горизонтали (черт. 16, а).

Продавливающая сила F принимается равной силе, действующей на пирамиду продавливания, за вычетом нагрузок, приложенных к большему основанию пирамиды продавливания (считая по плоскости расположения растянутой арматуры) и сопротивляющихся продавливанию.

Если схема опирания такова, что продавливание может происходить только по поверхности пирамиды с углом наклона боковых граней более 45° (например, в свайных ростверках, черт. 16, б), правая часть условия (107) определяется для фактической пирамиды продавливания с умножением на h₀/с. При этом значение несущей способности принимается не более значения, соответствующего пирамиде при с = 0,4 h₀, где с - длина горизонтальной проекции боковой грани пирамиды продавливания.

Черт. 16. Схемы для расчета железобетонных элементов на продавливание

а - при наклоне боковых граней пирамиды продавливания под углом 45°; б - то же, более 45°

При установке в пределах пирамиды продавливания хомутов, нормальных к плоскости плиты, расчет должен производиться из условия

но не более 2 F_b. Усилие F_b принимается равным правой части неравенства (107), а F_sw определяется как сумма всех поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, пересекающими боковые грани расчетной пирамиды продавливания, по формуле

где R_sw не должно превышать значения, соответствующего арматуре класса А-I.

При учете поперечной арматуры значение F_sw должно быть не менее 0,5 F_b.

При расположении хомутов на ограниченном участке вблизи сосредоточенного груза производится дополнительный расчет на продавливание пирамиды с верхним основанием, расположенным по контуру участка с поперечной арматурой, из условия (107).

Поперечная арматура должна удовлетворять требованиям п. 5.29.

Расчет на отрыв

3.43. Расчет железобетонных элементов на отрыв от действия нагрузки, приложенной к его нижней грани или в пределах высоты его сечения (черт. 17), должен производиться из условия

Черт. 17. Схема для расчета железобетонных элементов на отрыв

h_s - расстояние от уровня передачи отрывающей силы на элемент до центра тяжести сечения продольной арматуры;

åR_swA_sw - сумма поперечных усилий, воспринимаемых хомутами, устанавливаемыми дополнительно по длине зоны отрыва, равной:

здесь b - ширина площадки передачи отрывающей силы.

Значения h_s и b устанавливаются в зависимости от характера и условий приложения отрывающей нагрузки на элемент (через консоли, примыкающие элементы и др.).

Расчет закладных деталей

3.44. Расчет анкеров, приваренных втавр к плоским элементам стальных закладных деталей, на действие изгибающих моментов, нормальных и сдвигающих сил от статической нагрузки, расположенных в одной плоскости симметрии закладной детали (черт. 18), должен производиться по формуле

Черт. 18. Схема усилий, действующих на закладную деталь

где A_an - суммарная площадь поперечного сечения анкеров наиболее напряженного ряда;

N_an - наибольшее растягивающее усилие в одном ряду анкеров, равное:

Q_an - сдвигающее усилие, приходящееся на один ряд анкеров, равное:

N¢_an - наибольшее сжимающее усилие в одном ряду анкеров, определяемое по формуле

М, N, Q - соответственно момент, нормальная и сдвигающая силы, действующие на закладную деталь; момент определяется относительно оси, расположенной в плоскости наружной грани пластины и проходящей через центр тяжести всех анкеров;

n_an - число рядов анкеров вдоль направления сдвигающей силы; если не обеспечивается равномерная передача сдвигающей силы Q на все ряды анкеров, то при определении сдвигающего усилия Q_an учитывается не более четырех рядов;

z - расстояние между крайними рядами анкеров;

l - коэффициент, определяемый при анкерных стержнях диаметром 8-25 мм для тяжелого и мелкозернистого бетонов классов В12,5 - В50 и легкого бетона классов В12,5 - В30 по формуле

но принимаемый не более 0,7; для тяжелого и мелкозернистого бетонов классов выше В50 коэффициент l принимается как для класса В50, а для легкого бетона классов выше В30 - как для класса В30;

A_an₁ - площадь анкерного стержня наиболее напряженного ряда, см²;

b - коэффициент, принимаемый равным для бетона:

(нет прижатия); если в анкерах отсутствуют растягивающие усилия, коэффициент d принимается равным единице.

Площадь сечения анкеров остальных рядов должна приниматься рваной площади сечения анкеров наиболее напряженного ряда.

В формулах (113) и (115) нормальная сила N считается положительной, если направлена от закладной детали (см. черт. 18), и отрицательной - если направлена к ней. В случаях, когда нормальные усилия N_an и N¢_an, а также сдвигающее усилие Q_an при вычислении по формулам (113) - (115) получают отрицательные значения, в формулах (112) - (114) и (117) их принимают равными нулю. Кроме того, если N_an получает отрицательное значение, то в формуле (114) принимается N¢_an = N.

При расположении закладной детали на верхней (при бетонировании) поверхности изделия коэффициент l уменьшается на 20 %, а значение N¢_an принимается равным нулю.

3.45. В закладной детали с анкерами, приваренными внахлестку под углом от 15 до 30°, наклонные анкера рассчитываются на действие сдвигающей силы (при Q > N, где N - отрывающая сила) по формуле

где A_an_,_inc - суммарная площадь поперечного сечения наклонных анкеров;

При этом должны устанавливаться нормальные анкера, рассчитываемые по формуле (112) при d = 1,0 и при значениях Q_an, равных 0,1 сдвигающего усилия, определяемого по формуле (114).

3.46. Конструкция сырных закладных деталей с приваренными к ним элементами, передающими нагрузку на закладные детали, должна обеспечивать включение в работу анкерных стержней в соответствии с принятой расчетной схемой. Внешние элементы закладных деталей и их сварные соединения рассчитываются согласно СНиП II-23-81*. При расчете пластин и фасонного проката на отрывающую силу принимается, что они шарнирно соединены с нормальными анкерными стержнями. Кроме того, толщина пластины t расчетной закладной детали, к которой привариваются втавр анкера, должна проверяться из условия

где d_an - диаметр анкерного стержня, требуемый по расчету;

R_sq - расчетное сопротивление стали на срез, принимаемое согласно СНиП II-23-81*.

При применении типов сварных соединений, обеспечивающих большую зону включения пластины в работу при вырывании из нее анкерного стержня, и соответствующем обосновании возможна корректировка условия (119) для этих сварных соединений.

Толщина пластины должна также удовлетворять технологическим требованиям по сварке.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

3.47. Расчет железобетонных элементов на выносливость производится путем сравнения напряжений в бетоне и арматуре с соответствующими расчетными сопротивлениями, умноженными на коэффициенты условий работы g_b₁ и g_s₃, принимаемые соответственно по табл. 16 и 25*, а при наличии сварных соединений арматуры - также на коэффициент условий работы g_s₄ (см. табл. 26*).

Напряжения в бетоне и арматуре вычисляются как для упругого тела (по приведенным сечениям) от действия внешних сил и усилия предварительного обжатия Р.

Неупругие деформации в сжатой зоне бетона учитываются снижением модуля упругости бетона, принимая коэффициенты приведения арматуры к бетону a равными 25, 20, 15 и 10 для бетона классов соответственно В15, B25, В30, B40 и выше.

В случае если не соблюдается условие (140) при замене в нем значения R_bt,ser на R_bt, площадь приведенного сечения определяется без учета растянутой зоны бетона.

3.48. Расчет на выносливость сечений, нормальных к продольной оси элемента, должен производиться из условий:

где s_b,_max, s_s,_max - максимальные нормальные напряжения соответственно в сжатом бетоне и в растянутой арматуре.

В зоне, проверяемой по сжатому бетону, при действии многократно повторяющейся нагрузки следует избегать возникновения растягивающих напряжений. Сжатая арматура на выносливость не рассчитывается.

3.49. 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, по длине элемента, должна быть полностью воспринята поперечной арматурой при напряжениях в ней, равных сопротивлению R_s, умноженному на коэффициенты условий работы g_s₃ и g_s₄ (см. табл. 25* и 26*).

Для элементов, в которых поперечная арматура не предусматривается, должны быть выполнены требования п. 4.11 при замене в условиях (141) и (142) расчетных сопротивлений бетона R_b_,_serи R_bt_,_ser соответственно расчетными сопротивлениями R_b и R_bt, умноженными на коэффициент условий работы g_b₁ (см. табл. 16).

4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ВТОРОЙ ГРУППЫ

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН

4.1. Железобетонные элементы рассчитываются по образованию трещин:

Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента

4.2. Для изгибаемых, растянутых и внецентренно сжатых железобетонных элементов усилия, воспринимаемые нормальными к продольной оси сечениями при образовании трещин, определяются исходя из следующих положений:

сечения после деформации остаются плоскими;

наибольшее относительное удлинение крайнего растянутого волокна бетона равно 2 R_bt_,_ser/E_b;

напряжения в бетоне сжатой зоны (если она имеется) определяются с учетом упругих или неупругих деформаций бетона, при этом наличие неупругих деформаций учитывается уменьшением ядрового расстояния r (см. п. 4.5);

напряжения в бетоне растянутой зоны распределены равномерно и равны по величине R_bt_,_ser;

напряжения в ненапрягаемой арматуре равны алгебраической сумме напряжений, отвечающих приращению деформаций окружающего бетона, и напряжений, вызванных усадкой и ползучестью бетона;

напряжения в напрягаемой арматуре равны алгебраической сумме ее предварительного напряжения (с учетом всех потерь) и напряжения, отвечающего приращению деформаций окружающего бетона.

Указания данного пункта не распространяются на элементы, рассчитываемые на воздействие многократно повторяющейся нагрузки (см. п. 4.10).

4.3. При определении усилий, воспринимаемых сечениями элементов с предварительно напряженной арматурой без анкеров, на длине зоны передачи напряжения I_p (см. п. 2.29) при расчете по образованию трещин должно учитываться снижение предварительного напряжения в арматуре s_sp и s¢_sp путем умножения на коэффициент g_s₅ согласно поз. 5 табл. 24*.

4.4. Расчет предварительно напряженных центрально-обжатых железобетонных элементов при центральном растяжении силой N должен производиться из условия

где N_crc - усилие, воспринимаемое сечением, нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин и определяемое по формуле

4.5. Расчет изгибаемых, внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых элементов по образованию трещин производится из условия

где М_r - момент внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения, относительно оси, параллельной нулевой линии и проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется;

М_crc - момент, воспринимаемый сечением, нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин и определяемый по формуле

здесь М_rp - момент усилия Р относительно той же оси, что и для определения М_r; знак момента определяется направлением вращения («плюс» - когда направления вращения моментов M_rp и М_rпротивоположны; «минус» - когда направления совпадают).

для предварительно напряженных элементов - как внешнюю сжимающую силу;

для элементов, выполняемых без предварительного напряжения, - как внешнюю растягивающую силу, определяемую по формуле (8), принимая напряжения s_s и s¢_s в ненапрягаемой арматуре численно равными значениям потерь от усадки бетона по поз. 8 табл. 5 (как для арматуры, натягиваемой на упоры).

для внецентренно сжатых элементов (черт. 19, б)

для внецентренно растянутых элементов (черт. 19, в)

при расчете по образованию трещин в зоне сечения, растянутой от действия внешних нагрузок, но сжатой от действия усилия предварительного обжатия (см. черт. 19), по формуле

при расчете по образованию трещин в зоне сечения, растянутой от действия усилия предварительного обжатия (черт. 20), по формуле

Черт. 19. Схемы усилий и эпюры напряжений в поперечном сечении элемента при расчете его по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента, в зоне сечения, растянутой от действий внешних нагрузок, но сжатой от действия усилия предварительного обжатия

а - при изгибе; б - при внецентренном сжатии; в - при внецентренном растяжении; 1 - ядровая точка; 2 - центр тяжести приведенного сечения

r - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется.

внецентренно сжатых, изгибаемых предварительно напряженных, а также для внецентренно растянутых, если удовлетворяется условие

внецентренно растянутых, если не удовлетворяется условие (131), по формуле

изгибаемых, выполняемых без предварительного напряжения арматуры, по формуле

Черт. 20. Схема усилий и эпюра напряжений в поперечном сечении элемента при расчете его по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента, в зоне сечения, растянутой от действия усилия предварительного обжатия

1 - ядровая точка; 2 - центр тяжести приведенного сечения

здесь s_b - максимальное напряжение в сжатом бетоне от внешней нагрузки и усилия предварительного напряжения, вычисляемое как для упругого тела по приведенному сечению;

Для стыковых сечений составных и блочных конструкций, выполняемых без применения клея в швах, при расчете их по образованию трещин (началу раскрытия швов) значение R_bt_,_ser вформулах (123) и (125) принимается равным нулю.

4.6*. При расчете по образованию трещин элементов на участках с начальными трещинами в сжатой зоне (см. п. 1.18) значение М_crc для зоны, растянутой от действия внешней нагрузки, определенное по формуле (125), необходимо снижать на DM_crc = lM_crc.

причем при получении отрицательных значений он принимается равным нулю.

j_m - определяется по формуле (168) для зоны с начальными трещинами, но принимается не менее 0,45;

здесь у - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до крайнего волокна бетона, растянутого внешней нагрузкой.

Для конструкций, армированных проволочной арматурой и стержневой арматурой класса А-VI и Ат-VII, значение d, полученное по формуле (137), снижается на 15 %.

4.7. Момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна (с учетом неупругих деформаций растянутого бетона) W_pl определяется в предположении отсутствия продольной силы N и усилия предварительного обжатия P по формуле

Положение нулевой линии определяется из условия

4.8. В конструкциях, армированных предварительно напряженными элементами (например, брусками), при определении усилий, воспринимаемых сечениями при образовании трещин в предварительно напряженных элементах, площадь сечения растянутой зоны бетона, не подвергаемая предварительному напряжению, в расчете не учитывается.

4.9. При проверке возможности исчерпания несущей способности одновременно с образованием трещин (см. п. 1.19) усилие, воспринимаемое сечением при образовании трещин, определяется по формулам (123) и (125) с заменой значения R_bt_,_ser на 1,2 R_bt_,_ser при коэффициенте g_sp = 1,0 (см. п. 1.27).

4.10. Расчет по образованию трещин при действии многократно повторяющейся нагрузки производится из условия

где s_bt - максимальное нормальное растягивающее напряжение в бетоне, определяемое согласно указаниям п. 3.47.

Расчетное сопротивление бетона растяжению R_bt_,_ser в формулу (140) вводится с коэффициентом условий работы g_b₁, принимаемым по табл. 16.

Расчет по образованию трещин, наклонных к продольной оси элемента

4.11. Расчет по образованию трещин, наклонных к продольной оси элемента, должен производиться из условия

где g_b₄ - коэффициент условий работы бетона (см. табл. 15), определяемый по формуле

здесь a - коэффициент, принимаемый равным для бетона:

Значения главных растягивающих и главных сжимающих напряжении в бетоне s_mt и s_mc определяются по формуле

где s_x - нормальное напряжение в бетоне на площадке, перпендикулярной продольной оси элемента, от внешней нагрузки и усилия предварительного обжатия;

s_y - нормальное напряжение в бетоне на площадке, параллельной продольной оси элемента, от местного действия опорных реакций, сосредоточенных сил и распределенной нагрузки, а также усилия обжатия вследствие предварительного напряжения хомутов и отогнутых стержней;

t_xy - касательное напряжение в бетоне от внешней нагрузки и усилия обжатия вследствие предварительного напряжения отогнутых стержней.

Напряжения s_x, s_y и t_xy определяются как для упругого тела, за исключением касательных напряжений от действия крутящего момента, определяемых по формулам дли пластического состояния элемента.

Напряжения s_x и s_y подставляются в формулу (143) со знаком «плюс», если они растягивающие, и со знаком «минус», если сжимающие. Напряжение s_mc в формуле (142) принимается по абсолютной величине.

Проверка условия (141) производится в центре тяжести приведенного сечения и в местах примыкания сжатых полок к стенке элемента таврового и двутаврового сечений.

При расчете элементов с предварительно напряженной арматурой без анкеров должно учитываться снижение предварительного напряжения s_sp и s¢_sp на длине зоны передачи напряжения I_p(см. п. 2.29) путем умножения на коэффициент g_s₅ согласно поз. 5 табл. 24*.

4.12. При действии многократно повторяющейся нагрузки расчет по образованию трещин должен производиться согласно указаниям п. 4.11, при этом расчетные сопротивления бетона R_bt_,_ser иR_b_,_ser вводятся с коэффициентом условий работы g_b₁ принимаемым по табл. 16.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН

4.13. Железобетонные элементы рассчитываются по раскрытию трещин:

Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента

4.14. Ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента a_crc, мм* следует определять по формуле

где d - коэффициент, принимаемый равным для элементов:

j_l - коэффициент, принимаемый равным при учете:

кратковременных нагрузок и непродолжительного действия

многократно повторяющейся нагрузки, а также

продолжительного действия постоянных и длительных

при попеременном водонасыщении и высушивании 1,75

значение j_l для мелкозернистого, легкого, поризованного и ячеистого бетонов в водонасыщенном состоянии умножают на коэффициент 0,8, а при попеременном водонасыщении и высушивании - на коэффициент 1,2;

при стержневой арматуре периодического профиля 1,0

при проволочной арматуре периодического профиля и канатах 1,2

s_s - напряжение в стержнях крайнего ряда арматуры S или (при наличии предварительного напряжения) приращение напряжений от действия внешней нагрузки, определяемое согласно указаниям п. 4.15;

m - коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечения арматуры S к площади сечения бетона (при рабочей высоте h₀ и без учета сжатых свесов полок), но не более 0,02;

Для элементов, к трещиностойкости которых предъявляются требования 2-й категории, ширина раскрытия трещин определяется от суммарного действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок при коэффициенте j_l = 1,0.

Для элементов, к трещиностойкости которых предъявляются требования 3-й категории, ширина продолжительного раскрытия трещин определяется от действий постоянных и длительных нагрузок при коэффициенте j_l > 1,0. Ширина непродолжительного раскрытия трещин определяется как сумма ширины продолжительного раскрытия и приращения ширины раскрытия от действия кратковременных нагрузок, определяемого при коэффициенте j_l = 1,0.

Ширина раскрытия трещин, определенная по формуле (144), корректируется в следующих случаях:

а) если центр тяжести сечения стержней крайнего ряда арматуры S изгибаемых, внецентренно сжатых, внецентренно растянутых при e_0,_tot ³ 0,8h₀ элементов отстоит от наиболее растянутого волокна на расстоянии а₂ > 0,2h, значение a_crc должно быть увеличено путем умножения на коэффициент d_a, равный:

б) для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов из тяжелого и легкого бетонов при m £ 0,008 и M_r₂ М₀ ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия всех нагрузок допускается определять по линейной интерполяции между значением a_crc = 0 при моменте М_crc и значением a_crc вычисленным согласно указаниям настоящего пункта при моменте M₀ = М_crc + ybh² R_bt_,_ser, где y = 15 m a/h, но не более 0,6. При этом ширина продолжительного раскрытия трещин от действия постоянных и длительных нагрузок определяется путем умножения найденного значения a_crc от действия всех нагрузок на отношение

M_r₁, M_r₂ - моменты M_r соответственно от действия постоянных и длительных и от всех нагрузок (см. п. 4.5);

в) для элементов из легкого и поризованного бетонов классов В7,5 и ниже значение a_crc должно быть увеличено на 20 %.

4.15. Напряжения в растянутой арматуре (или приращении напряжений) s_s должны определяться по формулам для элементов:

внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых при e_0,_tot ³ 0,8h₀

Для внецентренно растянутых элементов при e_0,_tot h₀ значение s_s определяется по формуле (148), принимая z = z_s (где z_s - расстояние между центрами тяжести арматуры S и S¢).

Для элементов, выполняемых без предварительного напряжения арматуры, значение усилия предварительного обжатия P допускается принимать равным нулю.

В формуле (148) 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 е_s принимается со знаком «минус».

z - расстояние от центра тяжести площади сечения арматуры S до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения над трещиной, определяемое согласно указаниям п. 4.28.

При расположении растянутой арматуры в несколько рядов по высоте сечения в изгибаемых, внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых элементах при e_0,_tot ³ 0,8h₀ напряженияs_s, подсчитанные по формулам (147) и (148), должны умножаться на коэффициент d_n, равный:

где х = x h₀; значение x определяется по формуле (161);

а₁, а₂ - расстояния от центра тяжести площади сечения соответственно всей арматуры S и крайнего ряда стержней до наиболее растянутого волокна бетона.

Значение напряжения s_s + s_sp, а при многорядной растянутой арматуре d_ns_s + s_sp не должно превышать R_s_,_ser.

На участках элементов, имеющих начальные трещины в сжатой зоне (см. п. 1.18), значение усилия предварительного обжатия Р следует снижать на величину DР, определяемую по формуле

4.16. Глубина начальных трещин h_crc в сжатой зоне (см. п. 1.18) должна быть не более 0,5h₀.

Значение x определяется по формуле (161), j_m - по формуле (168) для зоны с начальными трещинами.

Расчет по раскрытию трещин, наклонных к продольной оси элемента

4.17. Ширина раскрытия трещин, наклонных к продольной оси элемента, при армировании хомутами, нормальными к продольной оси, должна определяться по формуле

где j_l - коэффициент, принимаемый равным при учете:

кратковременных нагрузок и непродолжительного действия

многократно повторяющейся нагрузки, а также

продолжительного действия постоянных и длительных

при попеременном водонасыщении и высушивании 1,75

мелкозернистого, легкого, поризованного, ячеистого - то же,
что и в формуле (144);

Напряжение в хомутах определяется по формуле

значение напряжения s_sw не должно превышать R_s_,_ser;

здесь Q и Q_b₁ - соответственно левая и правая части условия (84) при замене значения R_bt на R_bt_,_ser, при этом коэффициент g_b₄ умножается на 0,8.

При отсутствии в рассматриваемой зоне действия поперечных сил нормальных трещин, т. е. если выполняется условие (124), допускается учитывать повышение поперечного усилия Q_b₁, воспринимаемого элементом по расчету из условия (141).

Расчетные сопротивления R_bt_,_ser и R_b_,_ser не должны превышать значений, соответствующих бетону класса В30.

Для элементов из легкого бетона класса В7,5 и ниже значение a_crc, вычисленное по формуле (152), должно быть увеличено на 30 %.

При определении ширины непродолжительного и продолжительного раскрытия наклонных трещин должны учитываться указания п. 4.14 об учете длительности действия нагрузок.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ЗАКРЫТИЮ ТРЕЩИН

4.18. Железобетонные элементы должны рассчитываться по закрытию (зажатию) трещин: нормальных к продольной оси элемента; наклонных к продольной оси элемента.

Расчет по закрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента

4.19. Для обеспечения надежного закрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, при действии постоянных и длительных нагрузок должны соблюдаться следующие требования:

а) в напрягаемой арматуре S от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок не должны возникать необратимые деформации, что обеспечивается соблюдением условия

где s_s - приращение напряжения в напрягаемой арматуре S от действия внешних нагрузок, определяемое по формулам (146)-(148);

б) сечение элемента с трещиной в растянутой зоне от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок должно оставаться обжатым при действии постоянных и длительных нагрузок с нормальными напряжениями сжатия s_b на растягиваемой внешними нагрузками грани элемента не менее 0,5 МПа, при этом величина s_b определяется как для упругого тела от действия внешних нагрузок и усилия предварительного обжатия.

4.20. Для участков элементов, имеющих начальные трещины в сжатой зоне (см. п. 1.18), значение s_spв формуле (154) умножается на коэффициент, равный 1 - l, а величина Р при определении напряжения s_b умножается на коэффициент, равный 1,1 (1 - l), но не более 1,0, где значения l определяются согласно указаниям п. 4.6*.

Расчет по закрытию трещин, наклонных к продольной оси элемента

4.21. Для обеспечения надежного закрытия трещин, наклонных к продольной оси элемента, оба главных напряжения в бетоне, определяемые согласно указаниям п. 4.11 на уровне центра тяжести приведенного сечения при действии постоянных и длительных нагрузок, должны быть сжимающими и по величине не менее 0,6 МПа.

Указанное требование обеспечивается с помощью предварительно напряженной поперечной арматуры (хомутов или отогнутых стержней).

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

4.22. Деформации (прогибы, углы поворота) элементов железобетонных конструкций следует вычислять по формулам строительной механики, определяя входящие в них значения кривизны согласно указаниям пп. 4.23 - 4.30.

Величина кривизны и деформаций железобетонных элементов отсчитывается от их начального состояния, при наличии предварительного напряжения - от состояния до обжатия.

Начальная кривизна самонапряженных элементов определяется с учетом содержания и положения продольной арматуры относительно бетонного сечения и величины обжатия бетона.

а) для участков элемента, где в растянутой зоне не образуются трещины, нормальные к продольной оси элемента, - как для сплошного тела;

б) для участков элемента, где в растянутой зоне имеются трещины, нормальные к продольной оси, - 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 или если они закрыты при действии постоянных и длительных нагрузок, при этом нагрузки вводятся в расчет с коэффициентом надежности по нагрузке g_f = 1,0.

Определение кривизны железобетонных элементов на участках без трещин в растянутой зоне

4.24. На участках, где не образуются нормальные к продольной оси трещины, полная величина кривизны изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов должна определяться по формуле

где - кривизна соответственно от кратковременных (определяемых согласно указаниям п. 1.12*) и от постоянных и длительных временных нагрузок (без учета усилия Р), определяемая по формулам:

здесь М - момент от соответствующей внешней нагрузки (кратковременной, длительной) относительно оси, нормальной к плоскости действия изгибающего момента и проходящей через центр тяжести приведенного сечения;

j_b₁ - коэффициент, учитывающий влияние кратковременной ползучести бетона и принимаемый для бетонов:

j_b₂ - коэффициент, учитывающий влияние длительной ползучести бетона на деформации элемента без трещин и принимаемый по табл. 34;

- кривизна, обусловленная выгибом элемента от кратковременного действия усилия предварительного обжатия Р и определяемая по формуле

- кривизна, обусловленная выгибом элемента вследствие усадки и ползучести бетона от усилия предварительного обжатия и определяемая по формуле

здесь e_b, e¢_b - относительные деформации бетона, вызванные его усадкой и ползучестью от усилия предварительного обжатия и определяемые соответственно на уровне центра тяжести растянутой продольной арматуры и крайнего сжатого волокна бетона по формулам:

Значение s_b принимается численно равным сумме потерь предварительного напряжения от усадки и ползучести бетона по поз. 6, 8 и 9 табл. 5 для арматуры растянутой зоны, а s¢_b - тоже для напрягаемой арматуры, если бы она имелась не уровня крайнего сжатого волокна бетона.

Примечания: 1. Влажность воздуха окружающей среды принимается согласно указаниям п. 1.8.

2. Группы мелкозернистого бетона приведены в п. 2.3.

3. При попеременном водонасыщении и высушивании бетона значение j_b₂ при продолжительном действии нагрузки следует умножать на коэффициент 1,2.

4. При влажности воздуха окружающей среды свыше 75 % и при загружении бетона в водонасыщенном состоянии значения j_b₂ по поз. 2а настоящей таблицы следует умножать на коэффициент 0,8.

При этом сумма принимается не менее . Для элементов без предварительного напряжения значения кривизны и допускается принимать равными нулю.

4.25. При определении кривизны элементов с начальными трещинами в сжатой зоне (см. п. 1.18) значения , , и , определенные по формулам (156) и (157), должны быть увеличены на 15 %, а значение , определенное по формуле (158), на 25 %.

4.26. На участках, где образуются нормальные трещины в растянутой зоне, но при действии рассматриваемой нагрузки обеспечено их закрытие, значения кривизны , , и , входящие в формулу (155), увеличиваются на 20 %.

Определение кривизны железобетонных элементов на участках с трещинами в растянутой зоне

4.27. На участках, где в растянутой зоне образуются нормальные к продольной оси элемента трещины, кривизна изгибаемых, внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых при е_0,_tot ³0,8h₀ элементов прямоугольного, таврового и двутаврового (коробчатого) сечений должна определяться по формуле

где М - момент относительно оси, нормальной к плоскости действия момента и проходящей через центр тяжести площади сечения арматуры S, от всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения, и от усилия предварительного обжатия Р;

y_s - коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона на участке с трещинами и определяемый согласно указаниям п. 4.29;

y_b - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения деформаций крайнего сжатого волокна бетона по длине участка с трещинами и принимаемый равным:

для тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов класса

для легкого, поризованного и ячеистого бетонов класса

для конструкций, рассчитываемых на действие многократно

повторяющейся нагрузки, независимо от вида и класса

j_f - коэффициент, определяемый по формуле (164);

x - относительная высота сжатой зоны бетона, определяемая согласно указаниям п. 4.28;

v - коэффициент, характеризующий упругопластическое состояние бетона сжатой зоны и принимаемый по табл. 35;

N_tot - равнодействующая продольной силы N и усилия предварительного обжатия Р (при внецентренном растяжении сила N принимается со знаком «минус»).

Для элементов, выполняемых без предварительного напряжения арматуры, усилие Р допускается принимать равным нулю.

При определении кривизны элементов на участках с начальными трещинами в сжатой зоне (см. п. 1.18) значение Р снижается на величину DР, определяемую по формуле (150).

Примечания: 1. Влажность воздуха окружающей среды принимается согласно указаниям п. 1.8.

2. Виды мелкозернистого бетона приведены в п. 2.3.

3. При попеременном водонасыщении и высушивании бетона сжатой зоны значения v при продолжительном действии нагрузки следует разделить на коэффициент 1,2.

4. При влажности воздуха окружающей среды выше 75 % и при загружении бетона в водонасыщенном состоянии значения v по поз. 2а настоящей таблицы следует разделить на коэффициент 0,8.

Для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов из тяжелого бетона при M_crc M_r₂ M_crc + y bh²R_bt_,_ser) кривизну от момента M_r₂ допускается определять по линейной интерполяции между значениями кривизны, определенными при моменте М_crc как для сплошного упругого тела согласно указаниям пп. 4.24, 4.25, 4.26 и при моменте М_crc + ybh² R_bt_,_ser согласно указаниям настоящего пункта. Коэффициент y принимается согласно указаниям п. 4.14б с уменьшением его значения и два раза при учете продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок.

Для второго слагаемого правой части формулы (161) верхние знаки принимаются при сжимающем, а нижние - при растягивающем усилии N_tot (см. п. 4.27).

b - коэффициент, принимаемый равным для бетона:

е_s,_tot - эксцентриситет силы N_tot относительно центра тяжести площади сечения арматуры S; соответствует моменту М (см. п. 4.27 ) и определяется по формуле

Для внецентренно сжатых элементов значение z должно приниматься не более 0,97e_s_,_tot.

Для элементов прямоугольного сечения и таврового с полкой в растянутой зоне в формулы (163) и (166) вместо h_f подставляются значения 2 а или h_f = 0 соответственно при наличии или отсутствии арматуры S.

Расчет сечений, имеющих полку в сжатой зоне, при производится как прямоугольных шириной b_f.

Расчетная ширина полки b_f определяется согласно указаниям п. 3.16.

4.29. Коэффициент y_s для элементов из тяжелого, мелкозернистого, легкого бетонов и двуслойных предварительно напряженных конструкций из ячеистого и тяжелого бетонов определяется по формуле

Для изгибаемых элементов, выполняемых без предварительного напряжения арматуры, последний член в правой части формулы (167) допускается принимать равным нулю.

j_ls - коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки и принимаемый по табл. 36;

M_r, M_rp - см. п. 4.5, при этом за положительные принимаются моменты, вызывающие растяжение в арматуре S.

Для однослойных конструкций из ячеистого бетона (без предварительного напряжения) значение y_s вычисляется по формуле

где M_ser - момент, воспринимаемый сечением элемента из расчета по прочности при расчетных сопротивлениях арматуры и бетона для предельных состояний второй группы;

при непродолжительном действии нагрузки для арматуры

при продолжительном действии нагрузки независимо

Для конструкций, рассчитываемых на выносливость, значение коэффициента y_s принимается во всех случаях равным 1,0.

4.30. Полная кривизна для участка с трещинами в растянутой зоне должна определяться по формуле

где - кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки, на которую производится расчет по деформациям согласно указаниям п. 1.20;

- кривизна от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;

- кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;

- кривизна, обусловленная выгибом элемента вследствие усадки и ползучести бетона от усилия предварительного обжатия и определяемая по формуле (158) согласно указаниям п. 4.25.

Кривизна , и определяется по формуле (160), при этом и вычисляются при значениях y_s и v, отвечающих непродолжительному действию нагрузки, а - при y_sи v, отвечающих продолжительному действию нагрузки. Если значения и оказываются отрицательными, то они принимаются равными нулю.

Определение прогибов

4.31. Прогиб f_m, обусловленный деформацией изгиба, определяется по формуле

где - изгибающий момент в сечении х от действия единичной силы, приложенной по направлению искомого перемещения элемента в сечении х по длине пролета, для которого определяется прогиб;

- полная кривизна элемента в сечении х от нагрузки, при которой определяется прогиб; значения определяются по формулам (155) и (170) соответственно для участков без трещин и с трещинами; знак принимается в соответствии с эпюрой кривизны.

Для изгибаемых элементов постоянного сечения без предварительного напряжения арматуры, 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 изменяющейся пропорционально значениям изгибающего момента (черт. 21).

Черт. 21. Эпюры изгибающих моментов и кривизны для железобетонных элементов постоянного сечения

а - схема расположения нагрузи; б - эпюра изгибающих моментов; в - эпюра кривизны

4.32. Для изгибаемых элементов при f_tot равен сумме прогибов, обусловленных соответственно деформацией изгиба f_m и деформацией сдвига f_q.

4.33. Прогиб f_q, обусловленный деформацией сдвига, определяется по формуле

где - поперечная сила в сечении х от действия по направлению искомого перемещения единичной силы, приложенной в сечении, где определяется прогиб;

g_х - деформация сдвига, определяемая по формуле

здесь Q_x - поперечная сила в сечении х от действия внешней нагрузки;

j_b₂ - коэффициент, учитывающий влияние длительной ползучести бетона и принимаемый по табл. 34;

j_crc - коэффициент, учитывающий влияние трещин на деформации сдвига и принимаемый равным: на участках по длине элемента, где отсутствуют нормальные и наклонные к продольной оси элемента трещины, - 1,0; на участках, где имеются только наклонные к продольной оси элемента трещины, - 4,8; на участках, где имеются только нормальные или нормальные и наклонные к продольной оси элемента трещины, - по формуле

где - соответственно момент от внешней нагрузки и полная кривизна в сечении х от нагрузки, при которой определяется прогиб.

4.34. Для сплошных плит толщиной менее 25 см (кроме опертых по контуру), армированных плоскими сетками, с трещинами в растянутой зоне значения прогибов, подсчитанные по формуле (171), умножаются на коэффициент принимаемый не более 1,5, где h₀ - в см.

4.35. При расчете элементов с однорядным армированием (черт. 22) методом конечных элементов (или другими математическими методами) вместо уравнения (160) допускается использовать симметризированную систему физических зависимостей в виде:

М_act - момент внешних сил, расположенных по одну сторону рассматриваемого сечения, относительно оси y;

N_act - внешняя продольная сила, приложенная на уровне оси y и принимаемая при растяжении со знаком «плюс»;

z_s, z_b - расстояния от оси у до точки приложения равнодействующей усилий соответственно в растянутой арматуре и в сжатом бетоне;

j_f - коэффициент, определяемый по формуле (164) без учета арматуры, расположенной в сжатой зоне сечения;

Ось у располагается в пределах рабочей высоты сечения исходя из удобства расчетной схемы. Если ось у располагается выше центра тяжести площади сечения сжатой зоны, то величину z_bследует принимать отрицательной.

Черт. 22. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси элемента, с однорядным армированием при расчете по деформациям

Для второго слагаемого в формуле (176) знак «минус» принимается, если усилие Р приложено ниже оси у, если усилие Р приложено выше оси y, то следует принимать знак «плюс».

Для первого слагаемого в формуле (177) знак «плюс» принимается при растягивающем, а знак «минус» - при сжимающем усилии N_act.

4.36. При расчете элементов с многорядным расположением арматуры (черт. 23) рекомендуется использовать общую систему физических зависимостей вида:

i - порядковый номер стержня продольной растянутой арматуры;

x₁ - относительная высота сжатой зоны сечения, равная

j_f - вычисляется по формуле (164) без учета арматуры S;

z_si, z_sj - расстояния от центра тяжести i-й и j-й арматуры до оси y.

В формуле (184) значения z_si, z_sj, z_b, принимаются положительными, если откладываются ниже оси y. В противном случае их следует принимать с отрицательным знаком.

Черт. 23. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси элемента, с многорядным армированием при расчете по деформациям

Значения x₁ и y_si для зависимостей (183) - (185) допускается определять согласно указаниям пп. 4.28 и 4.29, заменяя в расчетных формулах h₀ на h₀₁, F_a на (при определенииm), j_m на

5. КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

5.1. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций для обеспечения условий их изготовления, требуемой долговечности и совместной работы арматуры и бетона надлежит выполнять конструктивные требования, изложенные в настоящем разделе.

МИНИМАЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ СЕЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

5.2. Минимальные размеры сечения бетонных и железобетонных элементов, определяемые из расчета по действующим усилиям и соответствующим группам предельных состояний, должны назначаться с учетом экономических требований, необходимости унификации опалубочных форм и армирования, а также условий принятой технологии изготовления конструкций.

Кроме того, размеры сечения элементов железобетонных конструкций должны приниматься такими, чтобы соблюдались требования в части расположения арматуры в сечении (толщины защитных слоев бетона, расстояния между стержнями и т. п.) и анкеровки арматуры.

5.3. Толщина монолитных плит должна приниматься, мм, не менее:

« междуэтажных перекрытий жилых и общественных зданий 50

для междуэтажных перекрытий производственных зданий 60

для плит из легкого бетона класса В7,5 и ниже во всех случаях 70

Минимальная толщина сборных плит должна определяться из условия обеспечения требуемой толщины защитного слоя бетона и условий расположения арматуры по толщине плиты (см. пп. 5.4 - 5.12).

Размеры сечений внецентренно сжатых элементов должны приниматься такими, чтобы их гибкость l₀/i любом направлении, как правило, не превышала:

для железобетонных элементов из тяжелого, мелкозернистого

для бетонных элементов из тяжелого, мелкозернистого, легкого

для бетонных и железобетонных элементов из ячеистого бетона 70

ЗАЩИТНЫЙ СЛОЙ БЕТОНА

5.4. Защитный слой бетона для рабочей арматуры должен обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном на всех стадиях работы конструкции, а также защиту арматуры от внешних атмосферных, температурных и тому подобных воздействий.

5.5. Для продольной рабочей арматуры (ненапрягаемой и напрягаемой, натягиваемой на упоры) толщина защитного слоя, мм, должна быть, как правило, не менее диаметра стержня или каната и не менее:

монолитных при наличии бетонной подготовки 35

монолитных при отсутствии бетонной подготовки 70

В однослойных конструкциях из легкого и поризованного бетонов класса В7,5 и ниже толщина защитного слоя должна составлять не менее 20 мм, а для наружных стеновых панелей (без фактурного слоя) - не менее 25 мм.

В однослойных конструкциях из ячеистого бетона толщина защитного слоя во всех случаях принимается не менее 25 мм.

5.6. Толщина защитного слоя бетона для поперечной, распределительной и конструктивной арматуры должна приниматься не менее диаметра указанной арматуры и не менее, мм:

В элементах из легкого и поризованного бетонов класса В7,5 и ниже, из ячеистого бетона независимо от высоты сечения толщина защитного слоя бетона для поперечной арматуры принимается не менее 15 мм.

5.7*. Толщина защитного слоя бетона у концов предварительно напряженных элементов на длине зоны передачи напряжении (см. п. 2.29) должна составлять не менее:

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.

Допускается защитный слой бетона сечения у опоры для напрягаемой арматуры с анкерами и без них принимать таким же, как для сечения в пролете, в следующих случаях:

а) для предварительно напряженных элементов с сосредоточенной передачей опорных усилий при наличии стальной опорной детали и косвенной арматуры (сварных поперечных сеток или охватывающих продольную арматуру хомутов) согласно указаниям п. 5.61;

б) в плитах, панелях, настилах и опорах ЛЭП при условии постановки у концов дополнительной поперечной арматуры (корытообразных сварных сеток или замкнутых хомутов), предусмотренной п. 5.61.

5.8. В элементах с напрягаемой продольной арматурой, натягиваемой 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 напрягаемой арматуры в пазах или снаружи сечения элемента толщина защитного слоя батона, 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 длине или ширине изделия, концы этих стержней должны отстоять от грани элемента при соответствующем размере изделия до 9 м - на 10 мм, до 12 м - на 15 мм, свыше 12 м - на 20 мм.

5.10. В полых 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 совместную работу арматуры с бетоном и назначаться с учетом удобства укладки и уплотнения бетонной смеси; для предварительно напряженных конструкций должны также учитываться степень местного обжатия бетона и габариты натяжного оборудования (домкратов, зажимов и т. п.). В элементах, изготовляемых с помощью виброштампующих машин или штыковых вибраторов, должно быть обеспечено свободное прохождение между арматурными стержнями элементов этих машин или наконечников вибраторов, уплотняющих бетонную смесь.

5.12. Расстояния а свету между отдельными стержнями продольной ненапрягаемой арматуры либо напрягаемой арматуры, натягиваемой на упоры, а также между продольными стержнями соседних плоских сварных каркасов должны приниматься не менее наибольшего диаметра стержней, а также:

а) если стержни при бетонировании занимают горизонтальное или наклонное положение - не менее: для нижней арматуры - 25 мм, для верхней - 30 мм; при расположении нижней арматуры более чем в два ряда по высоте расстояние между стержнями в горизонтальном направлении (кроме стержней двух нижних рядов) должно быть не менее 50 мм;

б) если стержни при бетонировании занимают вертикальное положение - не менее 50 мм; при систематическом контроле фракционирования заполнителей бетона это расстояние может быть уменьшено до 35 мм, но при этом должно быть не менее полуторакратного наибольшего размера крупного заполнителя.

При стесненных условиях допускается распопа-гать 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 правило, не менее диаметра канала и, во всяком случае, не менее 50 мм.

Примечание. Расстояние в свету между стержнями периодического профиля принимается по номинальному диаметру без учета выступов и ребер.

АНКЕРОВКА НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРЫ

5.13. Стержни периодического профиля, а также гладкие стержни, применяемые в сварных каркасах и сетках, выполняются без крюков. Растянутые гладкие стержни вязаных каркасов и сеток должны заканчиваться крюками, лапками или петлями.

5.14. Продольные 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 l_an, определяемую по формуле

где значения w_an, Dl_an и l_an, а также допускаемые минимальные величины l_an определяются по табл. 37. При этом гладкие арматурные стержни должны оканчиваться крюками или иметь приваренную поперечную арматуру по длине заделки. К величине R_b допускается вводить коэффициенты условий работы бетона, кроме g_b₂.

Для элементов из мелкозернистого бетона группы Б значения l_an, определяемые по формуле (186), должны быть увеличены на 10 d для растянутого бетона и на 5 d - для сжатого.

В случае, когда анкеруемые стержни поставлены с запасом по площади сечения против требуемой расчетом по прочности с полным расчетным сопротивлением, вычисленную по формуле (186) длину анкеровки l_an допускается уменьшать, умножая на отношение необходимой по расчету и фактической площадей сечения арматуры.

Если по расчету вдоль анкеруемых стержней образуются трещины от растяжения бетона, то стержни должны быть заделаны в сжатую зону бетона на длину l_an, определяемую по формуле (186).

При невозможности выполнения указанных требований должны быть приняты меры по анкеровке продольных стержней для обеспечения их работы с полным расчетным сопротивлением в рассматриваемом сечении (постановка косвенной арматуры, приварка к концам стержней анкерующих пластин или закладных деталей, отгиб анкерующих стержней). При этом величина l_anдолжна быть не менее 10 d.

Для закладных деталей должны учитываться следующие особенности. Длину растянутых анкерных стержней закладных деталей, заделанных в растянутом или в сжатом бетоне, при или , следует определять по формуле (186), пользуясь значениями w_an, Dl_an, l_an по поз. 1а табл. 37. В остальных случаях указанные значения следует принимать по поз. 1б табл. 37. Здесь s_bc - сжимающие напряжения в бетоне, действующие перпендикулярно анкерному стержню и определяемые как для упругого материала по приведенному сечению от постоянно действующих нагрузок при коэффициенте надежности по нагрузке g_f = 1,0.

При действии на анкерные стержни закладной детали растягивающих и сдвигающих усилий правая часть формулы (186) умножается на коэффициент d, определяемый по формуле

где N_an₁, Q_an₁ - соответственно растягивающее и сдвигающее усилие в анкерном стержне.

При этом длина анкерных стержней должна быть не меньше минимальных значений l_an согласно требованиям настоящего пункта.

Анкера из гладкой арматуры класса А-I следует применять только при наличии усилений на их концах в виде пластинок, высаженных головок и поперечных коротышей. Длина этих анкеров определяется расчетом на выкалывание и смятие бетона. Допускается применение анкеров из указанной стали с крюками на концах для конструктивных деталей.

5.15. Для обеспечения анкеровки всех продольных стержней арматуры, заводимых за грань опоры, на крайних свободных опорах изгибаемых элементов должны выполняться следующие требования:

а) если соблюдаются условия п. 3.32, длина запуска растянутых стержней за внутреннюю грань свободной опоры должна составлять не менее 5 d;

б) если условия п. 3.32 не соблюдаются, длина запуска стержней за внутреннюю грань свободной опоры должна быть не менее 10 d.

Длина зоны анкеровки l_an на крайней свободной опоре, на которой снижаются расчетные сопротивления арматуры (см. п. 2.28* и табл. 24*), определяется согласно указаниям п. 5.14 и поз. 1бтабл. 37.

При наличии косвенной арматуры длина зоны анкеровки снижается делением коэффициента w_an на величину 1 + 12m_v и уменьшением коэффициента Dl_an на величину 10 s_b/R_b.

Здесь m_v - объемный коэффициент армирования, определяемый:

где A_sw - площадь сечения огибающего хомута, расположенного у граней элемента; в любом случае значение m_v принимается не более 0,06.

Напряжение сжатия бетона на опоре s_b определяется делением опорной реакции на площадь опирания элемента и принимается не более 0,5 R_b.

Косвенное армирование распределяется по длине зоны анкеровки от торца элемента до ближайшей к опоре нормальной трещине.

Длина запуска стержней за внутреннюю грань опоры уменьшается против требуемой настоящим пунктом, если величина l_an d, и принимается равной l_an, но не менее 5d. В этом случае, а также при приварке концов стержней к надежно заанкеренным стальным закладным деталям снижение расчетного сопротивления продольной арматуры на опорном участке не производится.

ПРОДОЛЬНОЕ АРМИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

5.16. Площадь сечения продольной арматуры в железобетонных элементах должна приниматься не менее указанной в табл. 38.

Примечание. Минимальная площадь сечения арматуры, приведенная в настоящей таблице, относится к площади сечения бетона, равной произведению ширины прямоугольного сечения либо ширины ребра таврового (двутаврового) сечения на рабочую высоту сечения h₀. В элементах с продольной арматурой, расположенной равномерно по контуру сечения, а также в центрально-растянутых элементах указанная величина минимального армирования относится к полной площади сечения бетона.

В элементах с продольной арматурой, расположенной равномерно по контуру сечения, а также в центрально-растянутых элементах минимальная площадь сечения всей продольной арматуры должна приниматься вдвое больше величин, указанных в табл. 38.

Минимальный 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 0,05.

Требования табл. 38 не распространяются на армирование, определяемое расчетом элемента для стадий транспортирования и возведения; в этом случае площадь сечения арматуры определяется только расчетом по прочности. Если расчетом установлено, что несущая способность элемента исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне растянутой зоны, то должны учитываться требования п. 1.19 для слабоармированных элементов.

Требования настоящего пункта не учитываются при назначении площади сечения арматуры, устанавливаемой по контуру плит или панелей из расчета на изгиб в плоскости плиты (панели).

5.17. Диаметр, мм, продольных стержней сжатых элементов не должен превышать для бетона:

В изгибаемых элементах из легкого бетона с арматурой класса А-IV и ниже диаметр, мм, продольных стержней не должен превышать для бетона классов:

Для арматуры более высоких классов предельные диаметры стержней должны быть согласованы в установленном порядке.

В изгибаемых элементах из ячеистого бетона классе В10 и ниже диаметр продольной арматуры должен быть ни более 16 мм.

Диаметр продольных стержней внецентренно сжатых элементов монолитных конструкций должен быть не менее 12 мм.

5.18. В линейных внецентренно сжатых элементах расстояния между осями стержней продольной арматуры должны приниматься в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба, не более 400 мм, а в направлении плоскости изгиба - не более 500 мм.

5.19. Во внецентренно сжатых элементах, несущая способность которых при заданном эксцентриситете продольной силы используется менее чем на 50 %, а также в элементах с гибкостью l₀/i

5.20. В балках шириной свыше 150 мм число продольных рабочих стержней, заводимых за грань опоры, должно быть не менее двух. В ребрах сборных панелей, настилов, часторебристых перекрытий и т. п. шириной 150 мм и менее допускается доведение до опоры одного продольного рабочего стержня.

В плитах расстояния между стержнями, заводимыми за грань опоры, не должны 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.

В предварительно напряженных многопустотных (с круглыми пустотами) плитах, изготовляемых из тяжелого бетона, высотой 300 мм и менее расстояние между напрягаемой арматурой, заводимой за грань опоры, допускается увеличивать до 600 мм, если для сечений, нормальных к продольной оси плиты, величина момента трещинообразования M_crc, определяемого по формуле (125), составляет не менее 80 % величины момента от внешней нагрузки, принимаемой с коэффициентом надежности по нагрузке g_f = 1,0.

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 чести пролета плиты и над опорой (вверху) должны быть не более 200 мм при толщине плиты до 150 мм и не более 1,5 h при толщине плиты свыше 150 мм, где h - толщина плиты.

5.21. В изгибаемых элементах при высоте сечения свыше 700 мм у боковых граней должны ставиться конструктивные продольные стержни с расстояниями между ними по высоте не более 400 мм и площадью сечения не менее 0,1 % площади сечения бетона, имеющего размер, равный по высоте элемента расстоянию между этими стержнями, по ширине - половине ширины ребра элемента, но не более 200 мм.

ПОПЕРЕЧНОЕ АРМИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

5.22. У всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура, должна предусматриваться также поперечная арматура, охватывающая крайние продольные стержни. При этом расстояния между поперечными стержнями у каждой поверхности элемента должны быть не более 600 мм и не более удвоенной ширины грани элемента.

Во внецентренно сжатых элементах с центрально-расположенной напрягаемой продольной арматурой (например, в сваях) постановка поперечной арматуры не требуется, если сопротивление действию поперечных сил обеспечивается одним бетоном.

Поперечную арматуру допускается не ставить у граней тонких ребер изгибаемых элементов (шириной 150 мм и менее), по ширине которых располагается лишь один продольный стержень или сварной каркас.

Во внецентренно сжатых линейных элементах, а также в сжатой зоне изгибаемых элементов при наличии учитываемой в расчете сжатой продольной арматуры хомуты должны ставиться на расстоянии:

в конструкциях из тяжелого, мелкозернистого, легкого и поризованного бетонов:

в конструкциях из ячеистого бетона при сварных каркасах - не более 500 мм и не более 40d (где d - наименьший диаметр сжатых продольных стержней, мм).

При этом конструкция поперечной арматуры должна обеспечивать закрепление сжатых стержней от их бокового выпучивания в любом направлении.

Расстояния между хомутами внецентренно сжатых элементов в местах стыкования рабочей арматуры внахлестку без сверки должны составлять не более 10d.

Если насыщение элемента требуемой по расчету сжатой продольной арматурой S составляет свыше 1,5 %, а также если все сечение элемента сжато и общее насыщение арматурой S и S¢ свыше 3 %, расстояние между хомутами должно быть не более 10d и не более 300 мм.

При проверке соблюдения требований настоящего пункта продольные сжатые стержни, не учитываемые расчетом, не должны приниматься во внимание, если диаметр этих стержней не превышает 12 мм и половины толщины защитного слоя бетона.

5.23. Конструкция вязаных хомутов во внецентренно сжатых элементах должна быть такой, чтобы продольные стержни (по крайней мере, через один) располагались в местах перегиба хомутов, а эти перегибы - на расстоянии не более 400 мм по ширине грани элемента. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех допускается охват всех продольных стержней одним хомутом.

При армировании внецентренно сжатых элементов плоскими сварными каркасами два крайних каркаса (расположенные у противоположных граней) должны быть соединены друг с другом для образования пространственного каркаса. Для этого у граней элемента, нормальных к плоскости каркасов, должны ставиться поперечные стержни, привариваемые контактной сваркой к угловым продольным стержням каркасов, или шпильки, связывающие эти стержни, на тех же расстояниях, что и поперечные стержни плоских каркасов.

Если крайние плоские каркасы имеют промежуточные продольные стержни, то они не реже чем через один и не реже чем через 400 мм по ширине грани элемента должны связываться шпильками с продольными стержнями, расположенными у противоположной грани. Шпильки допускается не ставить при ширине данной грани элемента не более 500 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех.

5.24. Во внецентренно сжатых элементах с учитываемым в расчете косвенным армированием в виде сварных сеток (из арматуры классов А-I, A-II и А-III диаметром не более 14 мм и класса Вр-I) или в виде ненапрягаемой спиральной либо кольцевой арматуры должны быть приняты:

размеры ячеек сетки - не менее 45 мм, но не более 1/4 меньшей стороны сечения элемента и не более 100 мм;

диаметр навивки спиралей или диаметр колец - не менее 200 мм;

шаг сеток - не менее 60 мм, но не более 1/3 меньшей стороны сечения элемента и не более 150 мм;

шаг навивки спиралей или шаг колец - не менее 40 мм, но не более 1/5 диаметра сечения элемента и не более 100 мм.

Сетки и спирали (кольца) должны охватывать всю рабочую продольную арматуру.

При усилении концевых участков внецентренно сжатых элементов сварные сетки косвенного армирования должны устанавливаться у торца в количестве не менее четырех сеток на длине (считая от торца элемента) не менее 20d если продольная арматура выполняется из гладких стержней, и не менее 10d - из стержней периодического профиля.

5.25. Диаметр хомутов в вязаных каркасах внецентренно сжатых линейных элементов должен приниматься не менее 0,25d и не менее 5 мм, где d - наибольший диаметр продольных стержней.

Диаметр хомутов в вязаных каркасах изгибаемых элементов должен приниматься, мм, не менее:

Соотношение диаметров поперечных и продольных стержней в сварных каркасах и сварных сетных устанавливался из условия сварки по соответствующим нормативным документам.

5.26. В балочных конструкциях высотой свыше 150 мм, а также в многопустотных плитах (или аналогичных часторебристых конструкциях) высотой свыше 300 мм должна устанавливаться поперечная арматура.

В сплошных плитах независимо от высоты, в многопустотных плитах, (или аналогичных часторебристых конструкциях) высотой минее 300 мм и в балочных конструкциях высотой менее 150 мм допускается поперечную арматуру не устанавливать. При этом должны быть обеспечены требования расчета согласно указаниям п. 3.32.

5.27. Поперечная арматура в балочных и плитных конструкциях, указанных в п. 5.26, устанавливается:

на приопорных участках, равных при равномерно распределенной нагрузке 1/4 пролета, а при сосредоточенных нагрузках - расстоянию от опоры до ближайшего груза, но не менее 1/4 пролета, с шагом:

на остальной части пролета при высоте сечения элемента h свыше 300 мм устанавливается поперечная арматура с шагом не более 3/4 h и не более 500 мм.

5.28. Поперечная арматура, предусмотренная для восприятия поперечных сил, должна иметь надежную анкеровку по концам путем приварки или охвата продольной арматуры, обеспечивающую равнопрочность соединений и хомутов.

5.29. Поперечная арматура в плитах в зоне продавливания устанавливается с шагом не более 1/3 h и не более 200 мм, при этом ширина зоны постановки поперечной арматуры должна быть не менее 1,5 h (где h - толщина плиты).

Анкеровка указанной арматуры должна удовлетворять требованиям п. 5.28.

5.30. Поперечное армирование коротких консолей колонн выполняете» горизонтальными или наклонными под углом 45° хомутами. Шаг хомутов должен быть не более h/4 и не более 150 мм (где h - высота консоли).

5.31. В элементах, работающих на изгиб с кручением, вязаные хомуты должны быть замкнутыми с надежной анкеровкой по концам, а при сварных каркасах все поперечные стержни обоих направлений должны быть приварены к угловым продольным стержням, образуя замкнутый контур. При этом должна быть обеспечена равнопрочность соединений и хомутов.

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ АРМАТУРЫ И ЗАКЛАДНЫХ ДЕТАЛЕЙ

5.32*. Арматура из горячекатаной стали гладкого и периодического профиля, термически упрочненной стали классов Ат-IIIС и Ат-IVС и обыкновенной арматурной проволоки, а также закладные детали должны, как правило, изготовляться с применением для соединения стержней между собой и с плоскими элементами проката контактной сварки - точечной и стыковой. Допускается применение дуговой сварки - автоматической и полуавтоматической, а также ручной согласно указаниям п. 5.36*.

Стыковые соединения упрочненной вытяжкой арматуры класса А-IIIв должны свариваться до ее упрочнения.

Сварные соединения стержневой горячекатаной арматуры классов А-IV (из стали марки 20ХГ2Ц), А-V и А-VII, термомеханически упрочненной арматуры классов Ат-IIIС, Ат-IVС, Ат-IVК (из стали марок 10ГС2 и 08Г2С), Ат-V (из стали марки 20ГС) и Ат-VСК следует применять только типов, установленных ГОСТ 14098-85.

Сварные соединения стержневой горячекатаной арматуры класса А-IV (из стали марки 80С) и термомеханически упрочненной арматуры классов Ат-IV, Ат-IVК (из стали марки 25С2Р), Ат-V(кроме из стали марки 20ГС), Ат-VК, АтVI, Ат-VIK и Ат-VII, высокопрочной арматурной проволоки и арматурных канатов не допускаются.

5.33*. Типы сварных соединений и способы сварки арматуры и закладных деталей следует назначать с учетом условий эксплуатации конструкции, свариваемости стали, технико-экономических показателей соединений и технологических возможностей предприятия-изготовителя в соответствии с ГОСТ 14098-85.

Выполняемые контактно-точечной сваркой или дуговой сваркой прихватками крестообразные соединения, которые должны обеспечивать восприятие арматурой сеток и каркасов напряжений не менее ее расчетных сопротивлений (соединения «с нормируемой прочностью»), необходимо указывать в рабочих чертежах арматурных изделий.

Сварные крестообразные соединения с ненормируемой прочностью применяются для обеспечения взаимного расположения стержней арматурных изделий в процессе их транспортирования, бетонирования и изготовления конструкции.

5.34. В заводских условиях при изготовлении сварных арматурных сеток, каркасов и соединений по длине отдельных стержней следует применять преимущественно контактную точечную и стыковую сварку, а при изготовлении закладных деталей - автоматическую сварку под флюсом для тавровых и контактную рельефную сварку для нахлесточных соединений.

5.35. При монтаже арматурных изделий и сборных железобетонных конструкций в первую очередь должны применяться полуавтоматические способы сварки, обеспечивающие возможность контроля качества соединений.

5.36*. При отсутствии необходимого сварочного оборудования допускается выполнить в заводских и монтажных условиях крестообразные, стыковые, нахлесточные и тавровые соединения арматуры и закладных деталей, применяй приведенные в ГОСТ 14098-85 и в нормативных документах на сварную арматуру и закладные детали способы дуговой, в том числе и ручной, сварки. Не допускается применять дуговую сварку прихватками в крестообразных соединениях стержней рабочей арматуры класса А-III марки 35ГС.

Применяя ручную дуговую сварку при выполнении сварных соединений, рассчитываемых по прочности, в сетках и каркасах, следует устанавливать дополнительные конструктивные элементы в местах соединения стержней продольной и поперечной арматуры (прокладки, косынки, крючки и т. д.).

СТЫКИ НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРЫ ВНАХЛЕСТКУ (БЕЗ СВАРКИ)

5.37. Стыки ненапрягаемой рабочей арматуры внахлестку применяются при стыковании сварных и вязаных каркасов и сеток, при этом диаметр рабочей арматуры должен быть не более 36 мм.

Стыки стержней рабочей арматуры внахлестку не рекомендуется располагать в растянутой зоне изгибаемых и внецентренно 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 класса А-IV и выше.

5.38. Стыки растянутой или сжатой рабочей арматуры, а также сварных сеток и каркасов в рабочем направлении должны иметь длину перепуска (нахлестки) l не менее величины l_an, определяемой по формуле (186) и табл. 37.

5.39. 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 составлять 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 конструктивном армировании (без расчета), а также на тех участках, где арматура используется не более чем на 50 %.

5.40. 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. 24). Такие же типы стыков применяются и для стыкования внахлестку сварных каркасов с односторонним расположением рабочих стержней из всех видов арматуры.

Стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры классов А-II и А-III выполняются без поперечных стержней в пределах стыка в одной или обеих стыкуемых сетках (черт. 25).

5.41. Стыки сварных сеток в нерабочем направлении выполняются внахлестку с перепуском (считая между крайними рабочими стержнями сетки):

при диаметре распределительной (поперечной)

Черт. 24. Стыки сварных сеток внахлестку (без сварки) в направлении рабочей арматуры, выполненной из гладких стержней

а - при поперечных стержнях, расположенных в одной плоскости; б, в - то же, в разных плоскостях

Черт. 25. Стыки сварных сеток внахлестку (без сварки) в направлении рабочей арматуры, выполненной из стержней периодического профиля

а - без поперечных стержней в пределах стыка в одной из стыкуемых сеток; б - то же, в обеих стыкуемых сетках

При диаметре рабочей арматуры 16 мм и более сварные сетки в нерабочем направлении допускается укладывать впритык друг к другу, перекрывая стык специальными стыковыми сетками, укладываемыми с перепуском в каждую сторону не менее 15d распределительной арматуры и не менее 100 мм (черт. 26, в).

Сварные сетки в нерабочем направлении допускается укладывать впритык без нахлестки и без дополнительных стыковых сеток в следующих случаях:

при укладке сварных полосовых сеток в двух взаимно перпендикулярных направлениях;

при наличии в местах стыков дополнительного конструктивного армирования в направлении распределительной арматуры.

Черт. 26. Стыки сварных сеток в направлении распределительной арматуры

а - стык внахлестку с расположением рабочих стержней в одной плоскости; б - то же, с расположением рабочих стержней в разных плоскостях; в - стык впритык с наложением дополнительной стыковой сетки

СТЫКИ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

5.42. При стыковании железобетонных элементов сборных конструкций усилия от одного элемента к другому передаются через стыкуемую рабочую арматуру, стальные закладные детали, заполняемые бетоном швы, бетонные шпонки или (для сжатых элементов) непосредственно через бетонные поверхности стыкуемых элементов.

Стыкование предварительно напряженных элементов, а также конструкций, к которым предъявляются требования водонепроницаемости, должно осуществляться, как правило, бетоном на напрягающем цементе.

5.43. Жесткие стыки сборных конструкций должны, как правило, замоноличиваться путем заполнения швов между элементами бетоном. Если при изготовлении элементов обеспечивается плотная подгонка поверхностей друг к другу (например, при использовании торца одного из стыкуемых элементов в качестве опалубки для торца другого), допускается при передаче через стык только сжимающего усилия выполнение стыков насухо.

5.44. Стыки элементов, воспринимающие растягивающие усилия, должны выполняться:

в) пропуском через каналы или пазы стыкуемых элементов стержней арматурных канатов или болтов с последующим натяжением их и заполнением швов и каналов цементным раствором или мелкозернистым бетоном;

г) склеиванием элементов конструкционными полимеррастворами с использованием соединительных деталей из стержневой арматуры.

При проектировании стыков элементов сборных конструкций должны предусматриваться такие соединения закладных деталей, при которых не происходило бы разгибания их частей, а также выколов бетона.

5.45. Закладные детали должны быть заанкерены 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, А-III. Длина анкерных стержней закладных деталей при действии на них растягивающих сил должна быть не менее величины l_an, определяемой согласно указаниям п. 5.14.

Длина анкерных стержней может быть уменьшена при условии приварки на концах стержней анкерных пластин или устройства высиженных горячим способом анкерных головок диаметром не менее 2d - для арматуры классов А-I и А-II и не менее 3d - для арматуры класса А-III. В этих случаях длина анкерного стержня определяется расчетом на выкалывание и смятие бетона и принимается не менее 10d (где d - диаметр анкера, мм).

Если анкера, испытывающие растяжение, располагаются нормально к оси элемента и вдоль них могут образоваться трещины от основных усилий, действующих на элемент, концы анкеров должны быть усилены приваренными пластинами или высаженными головками.

Штампованные закладные детали должны состоять из полосовых анкеров, имеющих усиления (например, в виде сферических выступов), и участков, выполняющих функцию пластин (аналогично сварным деталям). Штампованные закладные детали следует, как правило, проектировать из полосовой стали толщиной 4-8 мм таким образом, чтобы отходы при раскрое полосы были минимальными. Деталь необходимо рассчитывать по прочности полосовых анкеров и пластин. Прочность анкеровки детали провернется из расчета бетона на раскалывание, выкалывание и смятие.

Толщина пластин закладных деталей определяется согласно указаниям п. 3.48 и в соответствии с требованиями сварки. В зависимости от технологии сварки отношение толщины пластины к диаметру анкерного стержня принимается в соответствии с требованиями ГОСТ 14098-85.

5.46. На концевых частях стыкуемых внецентренно сжатых элементов (например, на концах сборных колонн) должна устанавливаться косвенная арматура согласно указаниям п. 5.24.

ОТДЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

5.47. Осадочные швы должны, как правило, предусматриваться в случаях возведения здания (сооружения) на неоднородных грунтах основания (просадочных и др.), в местах резкого изменения нагрузок и т. п.

Если в указанных случаях осадочные швы не предусматриваются, фундаменты должны обладать достаточной прочностью и жесткостью, предотвращающей повреждение вышележащих конструкций, или иметь специальную конструкцию, служащую для достижения этой же цели.

Осадочные швы, а также температурно-усадочные швы в сплошных бетонных и железобетонных конструкциях следует осуществлять сквозными, разрезая конструкцию до подошвы фундамента. Температурно-усадочные швы в железобетонных каркасах осуществляются посредством применения двойных колонн с доведением шва до верха фундамента.

Расстояния между температурно-усадочными швами в бетонных фундаментах и стенках подвалов допускается принимать в соответствии с расстояниями между швами, принятыми для вышележащих конструкций.

5.48. В бетонных конструкциях должно предусматриваться конструктивное армирование:

а) в местах резкого изменения размеров сечения элементов;

б) в местах изменения высоты стен (на участке не менее 1 м);

в) в бетонных стенах под и над проемами каждого этажа;

г) в конструкциях, подвергающихся воздействию динамической нагрузки;

д) у менее напряженной грани внецентренно сжатых элементов, если наибольшее напряжение в сечении, определяемое как для упругого тела, превышает 0,8 R_b, а наименьшее составляет менее 1 МПа или оказывается растягивающим, при этом коэффициент армирования m принимается не менее 0,025 %.

Требования нестоящего пункта не распространяются на элементы сборных конструкций, проверяемые в стадиях 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 растянутой зоны, то следует учитывать требования п. 1.19 для слабоармированных элементов (без учета работы растянутого бетона). Если, согласно расчету с учетом сопротивления растянутой зоны бетона, арматура не требуется и опытом доказана возможность транспортирования и монтажа таких элементов без арматуры, конструктивная арматура не предусматривается.

5.49. Соответствие расположения арматуры ее проектному положению должно обеспечиваться специальными мероприятиями (установкой пластмассовых фиксаторов, шайб из мелкозернистого бетона и т. п.).

5.50. Отверстия значительных размеров в железобетонных плитах, панелях и т. п. должны окаймляться дополнительной арматурой сечением не менее сечения рабочей арматуры (того же направления), которая требуется по расчету плиты как сплошной.

5.51. При проектировании элементов сборных перекрытий следует предусматривать устройство швов между ними, заполняемых бетоном. Ширина швов назначается из условия обеспечения качественного их заполнения и должна составлять не менее 20 мм для элементов высотой сечения до 250 мм и не менее 30 мм - для элементов большей высоты.

5.52. В элементах сборных конструкций должны предусматриваться приспособления для захвата их при подъеме: инвентарные монтажные вывинчивающиеся петли, строповочные отверстия со стальными трубками, стационарные монтажные петли из арматурных стержней и т. п. Петли для подъема должны выполняться из горячекатаной стали согласно требованиям п. 2.24*.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

5.53. В предварительно напряженных элементах необходимо, как правило, обеспечивать надежное сцепление арматуры с бетоном путем применения стали периодического профиля, заполнения каналов, пазов и выемок цементным раствором или мелкозернистым бетоном.

5.54. Схемы и способы возведения статически неопределимых предварительно напряженных конструкций рекомендуется выбирать так, чтобы при создании предварительного напряжения исключалась возможность возникновения в конструкции дополнительных усилий, ухудшающих их работу. Допускается устройство временных швов или шарниров, замоноличиваемых после натяжения арматуры.

5.55. В сборно-монолитных железобетонных конструкциях должно обеспечиваться сцепление предварительно напряженных элементов с бетоном, уложенным на месте использования конструкции, а также анкеровка их концевых участков. Совместная работа элементов в поперечном направлении, кроме того, должна обеспечиваться соответствующими мероприятиями (установкой поперечной арматуры или предварительным напряжением элементов в поперечном направлении).

5.56. Часть продольной стержневой арматуры элемента допускается применять без предварительного напряжения, если при этом удовлетворяются требования расчета по трещиностойкости и деформациям.

5.57. Местное усиление участков предварительно напряженных элементов под анкерами напрягаемой арматуры, а также в местах опирания натяжных устройств рекомендуется выполнять установкой закладных деталей или дополнительной поперечной арматуры, а также увеличением размеров сечения элемента на этих участках.

5.58. У торцов элемента необходимо предусматривать дополнительную напрягаемую или ненапрягаемую поперечную арматуру, если напрягаемая продольная арматура располагается сосредоточенно у верхней и нижней граней.

Напрягаемая поперечная арматура должна напрягаться ранее натяжения продольной арматуры усилием не менее 15 % усилия натяжения всей продольной арматуры растянутой зоны опорного сечения.

Ненапрягаемая поперечная арматура должна быть надежно заанкерена по концам приваркой к закладным деталям. Сечение этой арматуры в конструкциях, не рассчитываемых на выносливость, должно быть в состоянии воспринимать не менее 20 %, а в конструкциях, рассчитываемых на выносливость, - не менее 30 % усилия в продольной напрягаемой арматуре нижней зоны опорного сечения, определяемого расчетом по прочности.

5.59. При проволочной арматуре, расположенной в виде пучка, должны предусматриваться зазоры между отдельными проволоками или группами проволок (установкой спиралей внутри пучка, коротышей в анкерах и т. п.) размерами, достаточными для прохождения между проволоками пучка цементного раствора или мелкозернистого бетона при заполнении каналов.

5.60. Напрягаемая арматура (стержневая или канаты) в пустотных и ребристых элементах должна располагаться, как правило, по оси каждого ребра элемента. Исключение из этого правила оговорено в п. 5.20.

5.61. У концов предварительно напряженных элементов должна быть установлена дополнительная поперечная или косвенная арматура (сварные сетки, охватывающие все продольные стержни арматуры, хомуты и т. п. с шагом 5-10 см) на длине участка не менее 0,6 l_p, а в элементах из легкого бетона классов В7,5 - В12,5 - с шагом 5 см на длине участка не менее l_p (см. п. 2.29) и не менее 20 см для элементов с арматурой, не имеющей анкеров, а при наличии анкерных устройств - на участке, равном двум длинам этих устройств. Установка анкеров у концов арматуры обязательна для арматуры, натягиваемой на бетон, а также для арматуры, натягиваемой на упоры, при недостаточном ее сцеплении с бетоном (гладкой проволоки, многопрядных канатов), при этом анкерные устройства должны обеспечивать надежную заделку арматуры в бетоне на всех стадиях ее работы.

При применении в качестве напрягаемой рабочей арматуры высокопрочной арматурной проволоки периодического профиля, арматурных канатов однократной свивки, горячекатаной и термически упрочненной стержневой арматуры периодического профиля, натягиваемой на упоры, установка анкеров у концов напрягаемых стержней, как правило, не требуется.

6*. УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ И КОНСТРУИРОВАНИЮ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

6.1. Настоящий раздел устанавливает требования к проектированию ранее эксплуатировавшихся бетонных и железобетонных конструкций, сохраняемых (без усиления или с усилением) в составе зданий и сооружений после реконструкции или капитального ремонта.

Раздел устанавливает правила расчета существующих конструкций (поверочного расчета), а также расчета и конструирования усиливаемых конструкций.

6.2. Поверочные расчеты существующих конструкций необходимо производить при изменении действующих на них нагрузок, объемно-планировочных решений и условий эксплуатации, а также при обнаружении дефектов и повреждений в конструкциях с целью установления, обеспечивается ли несущая способность и пригодность к нормальной эксплуатации конструкций в изменившихся условиях их работы.

6.3. Конструкции, не отвечающие требованиям поверочного расчета, подлежат усилению.

При проектировании усиливаемых конструкций следует исходить из необходимости выполнения работ без или с кратковременной остановкой производства.

6.4. Поверочные расчеты существующих конструкций, а также расчет и конструирование усиливаемых конструкций необходимо производить на основе проектных материалов, данных по изготовлению и возведению этих конструкций и их натурных обследований.

6.5. При отсутствии в конструкциях дефектов и повреждений, снижающих их несущую способность, а также при отсутствии недопустимых прогибов конструкций и раскрытия в них трещин поверочные расчеты допускается выполнять исходя из проектных данных о геометрических размерах сечений конструкций, классе (марке) бетона по прочности, классе арматурной стали, армировании и расчетной схеме конструкции.

6.6. В случаях, когда требования расчетов по проектным материалам не удовлетворяются либо при отсутствии проектных материалов, а также при наличии дефектов и повреждений, снижающих несущую способность конструкции, недопустимых прогибов конструкции или раскрытия в них трещин следует производить поверочные расчеты с учетом данных натурных обследований конструкций.

6.7. На основании натурных обследований должны быть установлены: геометрические размеры сечения, армирование конструкции, прочность бетона и вид арматуры, прогибы конструкции и ширина раскрытия трещин, дефекты и повреждения, нагрузки статическая схема конструкций.

6.8. Усиление конструкций следует предусматривать лишь в случаях, когда существующие конструкции не удовлетворяют поверочным расчетам по несущей способности или требованиям нормальной эксплуатации. Не следует усиливать существующие конструкции, если:

их фактические прогибы превышают предельно допустимые в соответствии с п. 1.20. но не препятствуют нормальной эксплуатации конструкции и не изменяют их расчетную схему;

имеются отступления от требований разд. 5, но конструкция эксплуатировалась длительное время, а ее обследование не выявило повреждений, вызванных этими отступлениями.

6.9. Расчет и конструирование усиливаемых конструкций следует выполнять с учетом данных натурных обследований, указанных в п. 6.7.

ПОВЕРОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ

6.10. Поверочные расчеты бетонных и железобетонных конструкций следует выполнять в соответствии с требованиями разд. 1-4 и настоящего подраздела.

6.11. Расчет по предельным состояниям второй группы не производится, если перемещения и ширина раскрытия трещин в существующих конструкциях меньше предельно допустимых, а усилия в сечениях элементов от новых нагрузок не превышают значений усилий от фактически действовавших нагрузок.

6.12. При расчете должны быть проверены сечения конструкций, имеющие дефекты и повреждения, а также сечения, в которых при натурных обследованиях выявлены зоны бетона, прочность которых меньше средней на 20 % и более. Учет дефектов и повреждений производится путем уменьшения вводимой в расчет площади сечения бетона или арматуры. Необходимо также учитывать влияния дефекта или повреждения на прочностные и деформативные характеристики бетона, на эксцентриситет продольной силы, на сцепление арматуры с бетоном и т. п. в соответствии с утвержденными в установленном порядке документами.

6.13. Расчетные характеристики бетона определяются согласно разд. 2 в зависимости от условного класса бетона по прочности на сжатие существующих конструкций.

6.14. При выполнении поверочных расчетов по проектным материалам, в том случае, если в проекте существующей конструкции нормируемой характеристикой бетона является его марка, значение условного класса бетона по прочности на сжатие следует принимать равным:

80 %-ной кубиковой прочности бетона, соответствующей марке по прочности для тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов;

Для промежуточных значений условного класса бетона по прочности на сжатие, отличающихся от значений параметрического ряда (см. п. 2.3), расчетные сопротивления бетона определяются линейной интерполяцией.

6.15. При выполнении поверочных расчетов по результатам натурных обследований значение условного класса бетона по прочности на сжатие определяется в соответствии с п. 6.14, принимал вместо марки бетона фактическую прочность бетона в группе конструкций, конструкции или отдельной ее зоне, полученную по результатам испытаний неразрушающими методами или испытаний отобранных от конструкций образцов бетона.

6.16. В зависимости от состояния бетона, вида конструкций и условий их работы, а также используемых методов определения прочности бетона при специальном обосновании могут быть использованы другие способы определения класса бетона. При использовании статистических методов коэффициент вариации прочности бетона определяется по ГОСТ 18105-86.

6.17. Расчетные характеристики арматуры определяются в зависимости от класса арматурной стали существующих железобетонных конструкций согласно разд. 2 с учетом требований пп. 6.18 и6.19.

6.18. При выполнении поверочных расчетов по проектным данным существующих конструкций, запроектированных по ранее действующим нормативным документам, нормативные сопротивления арматуры R_sn определяются согласно разд. 2. При этом нормативное сопротивление арматурной проволоки класса В-I принимается равным 390 МПа (400 кг/см²).

Расчетные сопротивления арматуры растяжению R_s следует определять по формуле

где g_s - коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным для расчета по предельным состояниям первой группы:

При расчете по предельным состояниям второй группы коэффициент надежности по арматуре g_s принимается равным 1,0.

Расчетные сопротивления растяжению поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) R_sw определяются умножением полученных расчетных сопротивлении арматуры R_s на соответствующие коэффициенты условий работы g_si, приведенные в разд. 2.

Расчетные сопротивления арматуры сжатию R_sc (кроме арматуры класса А-IIIв) следует принимать равными полученным расчетным сопротивлениям арматуры растяжению R_s, но не более значений, указанных в разд. 2. Для арматуры класса А-IIIв расчетные сопротивления арматуры сжатию R_sc следует принимать в соответствии с требованиями разд. 2.

Кроме того, в расчет необходимо вводить дополнительные коэффициенты условий работы арматуры согласно п. 2.28.

Значения расчетных сопротивлений арматуры принимаются с округлением до трех значащих цифр.

6.19. При выполнении поверочных расчетов по данным испытаний образцов арматуры, отобранных от обследованных конструкций, нормативные сопротивления арматуры принимаются равными средним значениям предела текучести (или условного предела текучести), полученным при испытании образцов арматуры и деленным на коэффициенты:

1,1 - для арматуры классов А-I, А-II, А-III, А-IIIв, А-IV;

Расчетные сопротивления арматуры необходимо принимать в соответствии с требованиями п. 6.18.

6.20. В зависимости от числа отобранных для испытаний образцов и состояния арматуры при специальном обосновании могут быть использованы другие способы определения расчетных сопротивлений арматуры.

6.21. Расчетные сопротивления арматуры растяжению R_s при отсутствии проектных данных и невозможности отбора образцов допускается назначать в зависимости от профиля арматуры:

для арматуры периодического профиля, имеющего выступы:

с одинаковым заходом на обеих сторонах профиля («винт») R_s = 245 МПа (2500 кгс/см²);

с одной стороны правый заход, а с другой - левый («елочка») R_s = 295 МПа (3000 кгс/см²).

При этом значение расчетных сопротивлений сжатой арматуры принимается равным R_s, а расчетных сопротивлений поперечной арматуры R_sw - равным 0,8 R_s.

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ УСИЛИВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ

6.22. Требования настоящего подраздела распространяются на проектирование и расчет железобетонных конструкций, усиливаемых стальным прокатом, бетоном и железобетоном.

Усиливаемые железобетонные конструкции следует проектировать в соответствии с требованиями разд. 1-5, СНиП II-23-81* (при усилении стальным прокатом) и данного подраздела.

6.23. При проектировании усиливаемых железобетонных конструкций необходимо обеспечить включение в работу элементов усилении и совместную их работу с усиливаемой конструкцией.

6.24. Расчет усиливаемых конструкций следует производить для двух стадий работы:

а) до включения в работу усиления - на нагрузки, включающие нагрузку от элементов усиления (только для предельных состояний первой группы);

б) после включения в работу элементов усиления - на полные эксплуатационные нагрузки (по предельным состояниям первой и второй групп). Расчет по предельным состояниям второй группы может не производиться, если эксплуатационные нагрузки не увеличиваются, жесткость и трещиностойкость конструкций удовлетворяют требованиям эксплуатации, а усиление является следствием наличия дефектов и повреждений.

6.25. Для сильно поврежденных конструкций (при разрушении 50 % и более сечения бетона или 50 % и более площади сечения рабочей арматуры) элементы усиления следует рассчитывать на полную действующую нагрузку, при этом усиливаемая конструкция в расчете не учитывается.

6.26. Площадь поперечного сечения арматуры усиливаемой конструкции следует определять с учетом фактического уменьшения в результате коррозии. Арматура из высокопрочной проволоки в расчетах не учитывается при наличии язвенной или питтинговой (скрытой) коррозии, а также если коррозия вызвана хлоридами.

6.27. Нормативные и расчетные сопротивления стальных элементов усилений необходимо назначать в соответствии с указаниями СНиП II-23-81*.

Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры усиливаемых железобетонных конструкций и элементов усилений следует назначать в соответствии с указаниями разд. 2 и пп. 6.13-6.21.

6.28. При проектировании усиливаемых конструкций следует, как правило, предусматривать, чтобы нагрузка во время усиления не превышала 65 % расчетной величины. При сложности или невозможности достижения требуемой степени разгрузки допускается выполнять усиление под большей нагрузкой. В этом случае расчетные характеристики бетона и арматуры усиления умножаются на коэффициенты условий работы бетона g_br₁ = 0,9; арматуры - g_sr₁ = 0,9.

В любом случае степень разгрузки конструкций следует выбирать из условия обеспечения безопасного ведения работ.

6.29. В случаях, если при усилении конструкция превращается в статически неопределимую, необходим учет факторов, перечисленных в п. 1.15.

6.30. Величину предварительного напряжения s_sp и s¢_sp в напрягаемой арматуре S и S¢ усилении следует назначать в соответствии с пп. 1.23 и 1.24.

При этом максимальная величина предварительного напряжения арматуры не должна превышать: для стержневой арматуры 0,9R_s_,_ser; дня проволочной - 0,7R_s,ser.

Минимальную величину предварительного напряжения арматуры следует принимать не менее 0,49R_s_,_ser.

6.31. При расчете элементов, усиленных предварительно напряженными стержнями, потери предварительного напряжения необходимо определять в соответствии с пп. 1.25 и 1.26.

При определении потерь от деформаций анкеров, расположенных у натяжных устройств, следует учитывать обжатие упорных устройств, которое при отсутствии экспериментальных данных принимается равным 4 мм.

6.32. Коэффициент точности натяжения необходимо определять в соответствии с п. 1.27 введением дополнительных коэффициентов g_sp, зависящих от конструктивных особенностей усиления:

g_sp = 0,85 - для горизонтальных и шпренгельных затяжек;

6.33. Изгибаемые и внецентренно сжатые элементы, усиливаемые бетоном и железобетоном, рассчитываются как элементы сплошного сечения при условии соблюдения конструктивных и расчетных требований по обеспечению совместной работы старого и нового бетонов. При этом неисправляемые повреждения и дефекты усиливаемых элементов (коррозия или обрывы арматуры, коррозия, расслоения и повреждения бетона и т. д.), снижающие их несущую способность, следует учитывать при расчете в такой же мере, как и при поверочных расчетах конструкций до усиления.

6.34. При наличии в конструкциях, усиливаемых батоном или железобетоном, бетона и арматуры разных классов, расположенные в сечении бетон и арматура каждого класса вводятся в расчет по прочности со своим расчетным сопротивлением.

6.35. Расчет железобетонных элементов, усиливаемых бетоном, арматурой и железобетоном, следует производить по прочности для сечений, нормальных к продольной оси элемента, наклонных и пространственных (при действии крутящих моментов), а также на местное действие нагрузки (сжатие, продавливание, отрыв) в соответствии с требованиями разд. 3 и с учетом наличия в усиливаемом элементе бетона и арматуры разных классов.

6.36. Расчет железобетонных элементов, усиливаемых бетоном, арматурой или железобетоном. следует производить по образованию, раскрытию и закрытию трещин, по деформациям в соответствии с требованиями разд. 4 и дополнительными требованиями, связанными с наличием в железобетонном элементе деформаций и напряжении до включения в работу усиления, а также с наличием в усиленном элементе бетона и арматуры разных классов.

6.37. Расчет железобетонных элементов, усиливаемых напрягаемой арматурой, не имеющей сцепления с бетоном, следует производить для предельных состояний первой и второй групп в соответствии с требованиями разд. 4 и 5 и дополнительными требованиями, связанными с отсутствием сцепления между арматурой и бетоном.

6.38. Минимальные размеры элементов усиления сечений бетоном и железобетоном необходимо принимать из расчета на действующие усилия с учетом технологических требований и не менее размеров, необходимых для выполнения требований разд. 5 в части расположения арматуры и толщины слоя бетона.

6.39. Класс бетона усиления по прочности на сжатие следует принимать, как правило, равным классу бетона усиливаемых конструкций и не менее В15 для наземных конструкций и В12,5 - для фундаментов.

6.40. В тех случаях, когда усиление предусматривается производить после разгрузки усиливаемой конструкции, загружение следует производить после достижения бетоном усиления проектной прочности.

6.41. При усилении монолитным бетоном и железобетоном необходимо предусматривать осуществление мероприятий (очистку, насечку, устройство шпонок на поверхности усиливаемой конструкции и др.), обеспечивающих прочность контактной зоны и совместную работу усиления с усиливаемой конструкцией.

6.42. При устройстве местного усиления только на длине поврежденного участка усиление необходимо распространять и на неповрежденные части, как правило, на длину не менее 500 мм и не менее:

длины анкеровки продольной арматуры усиления;

двойной ширины большой грани усиливаемого элемента (для стержневых конструкций).

6.43. Усиление элементов с ненапрягаемой арматурой под нагрузкой допускается производить приваркой дополнительной арматуры к существующей. если при действующей во время усиления нагрузке в данном сечении обеспечена прочность усиливаемого элемента без учета работы дополнительной арматуры.

Стыковые сварные соединения следует располагать вразбежку с расстоянием между ними вдоль стержней не менее 20d.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1*
Обязательное

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ И ОБЛАСТЬ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ (В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХАРАКТЕРА ДЕЙСТВУЮЩИХ НАГРУЗОК И РАСЧЕТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ)

Вид арматуры и документы, регламентирующие ее качество	Класс арматуры	Марка стали	Диаметр арматуры, мм	Условия эксплуатации конструкции при нагрузке
				статической					динамической и многократно повторяющейся
				в отапливаемых зданиях	на открытом воздухе и в неотапливаемых зданиях при расчетной температуре, °С				в отапливаемых зданиях	на открытом воздухе и в неотапливаемых зданиях при расчетной температуре, °С
				в отапливаемых зданиях	до минус 30 включ.	ниже минус 30 до минус 40 включ.	ниже минус 40 до минус 55 включ.	ниже минус 55 до минус 70 включ.	в отапливаемых зданиях	до минус 30 включ.	ниже минус 30 до минус 40 включ.	ниже минус 40 до минус 55 включ.	ниже минус 55 до минус 70 включ.
Стержневая горячекатаная гладкая,ГОСТ 5781-82 и ГОСТ 380-71	А-I	Ст3сп	6-40	+	+	+	+	+¹	+	+	-	-	-
		Ст3пс	6-40	+	+	+	-	-	+	+	-	-	-
		Ст3кп	6-40	+	+	-	-	-	+	+	-	-	-
		Ст3сп	6-40	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
		Ст3пс	6-40	+	+	+	-	-	+	+	+	-	-
		Ст3кп	6-40	+	+	-	-	-	+	+	-	-	-
		Ст3сп	6-18	+	+	+	+	+¹	+	+	+	+	+¹
То же, ТУ 14-15-154-86		Ст3сп	5,5	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Стержневая горячекатаная периодического профиля, ГОСТ 5781-82	А-II	Ст5сп	10-40	+	+	+	+¹	+¹	+	+	+¹	-	-
		Ст5пс	10-16	+	+	+	+¹	-	+	+	+¹	-	-
			18-40	+	+	-	-	-	+	+¹	-	-	-
		18Г2С	40-80	+	+	+	+	+¹	+	+	+	+	+¹
	Ас-II	10ГТ	10-32	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
	А-III	35ГС	6-40	+	+	+	+¹	-	+	+	+¹	-	-
		25Г2С	6-8	+	+	+	+	+	+	+	+	+	-
			10-40	+	+	+	+	+¹	+	+	+	+¹	-
		32Г2Рпс	6-22	+	+	+	+¹	-	+	+	+¹	-	-
	А-IV	80С	10-18	+	+	-	-	-	+	-	-	-	-
	А-IV	20ХГ2Ц	10-32	+	+	+	+²	+²	+	+	+	+²	-
	А-V	23Х2Г2Т	10-32	+	+	+	+	+²	+	+	+	+	+²
	А-VI	20Х2Г2СР	10-22	+	+	+	+²	+²	+	+	+	+²	-
		22Х2Г2ТАЮ	10-22	+	+	+	+²	+²	+	+	+	+²	-
		22Х2Г2Р	10-22	+	+	+	+²	+²	+	+	+	+²	-
То же, ТУ 14-1-4235-87		22Х2Г2С	10-40	+	+	+	+2	+²	+	+	+	+²	-
Стержневая термомеханически упрочненная периодического профиля, ГОСТ 10884-81	Ат-IIIС	Ст5пс, Ст5сп, Ст5пс, Ст5сп	10-32	+	+	+	+¹	-	+	+	+¹	-	-
Стержневая термомеханически упрочненная периодического профиля, ГОСТ 10884-81	Ат-IV	20ГС	10-32	+	+	+	+	-	+	+	+	+	-
	Aт-IVC	25Г2С	10-32	+	+	+	+²	+²	+	+	+	+²	-
	Aт-IVC	28С, 35ГС	12-32	+	+	+	+	-	+	+	+	+	-
	Ат-IVК	10ГС2, 08Г2С, 25С2Р	10-32	+	+	+	+	-	+	+	+	+	-
	Ат-V	20ГС, 20ГС2, 10ГС2, 08Г2С, 28С, 25Г2С	10-32	+	+	+	+	-	+	+	+	+	-
	Ат-V	25С2Р, 35ГС	18-32	+	+	+	+	-	+	+	+	+	-
	Ат-VК	20ГС, 25С2Р, 35ГС	18-32	+	+	+	+	-	+	+	+	+	-
	Ат-VСК	20ХГС2	10-28	+	+	+	+²	-	+	+	+	+²	-
	Ат-VI	20ГС2, 20ГС, 25С2Р	10-32	+	+	+	+	-	+	+	+	+	-
	Аг-VIК	20ХГС2	10-16	+	+	+	+	-	+	+	+	+	-
	Ат-VII	30ХС2	10-28	+	+	+	-	-	+	+	+	-	-
Обыкновенная арматурная проволока периодического профиля, ГОСТ 6727-80	Вр-I	-	3-5	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Высокопрочная арматурная проволока, ГОСТ 7348-81	В-II; Вр-II	-	3-8	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Арматурные канаты, ГОСТ 13840-68	К-7	-	6-15	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Арматурные канаты, ТУ 14-4-22-71	К-19	-	14	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Стержневая, упрочненная вытяжкой, периодического профиля	А-IIIв	25Г2С	6-40	+	+	+	-	-	+	+	-	-	-
Стержневая, упрочненная вытяжкой, периодического профиля	А-IIIв	35ГС	6-40	+	+	-	-	-	+	-	-	-	-

¹ Допускается применять только в вязаных каркасах и сетках.

² Следует применять только в виде целых стержней мерной длины.

Примечания: 1. В таблице знак «+» означает допускается, знак «-» - не допускается.

2. Расчетная температура принимается согласно указаниям п. 1.8.

3. В данной таблице нагрузки следует относить к динамическим, если доля этих нагрузок при расчете конструкций по прочности превышает 0,1 статической нагрузки; к многократно повторяющимся нагрузкам - нагрузки, при которых коэффициент условий работы арматуры g_s₃

4. Область применения горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры диаметров больших, чем указано в таблице, следует принимать при соответствующем обосновании аналогично установленной в настоящей таблице для арматурной стали соответствующих классов и марок.

5. Сварные соединения арматуры - согласно указаниям п. 5.32*.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОКАТА ИЗ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ОБЫКНОВЕННОГО КАЧЕСТВА ДЛЯ ЗАКЛАДНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Примечания: 1. Расчетную температуру принимают согласно указаниям п. 1.8.

2. Для листового проката группа проката не устанавливается (Ст3кп2, Ст3пс5 к Ст3сп5).

3. Вместо указанного в таблице проката по ГОСТ 535-88 допускается применение фасонного и листового проката для строительных стальных конструкций по ГОСТ 27772-88:

4. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применение проката из полуспокойной к спокойной стали вместо указанной в таблице соответственно кипящей и полуспокойной, а также применение проката групп II и III.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Справочное

ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении элемента

Характеристики предварительно напряженного элемента

Р - усилие предварительного обжатия, определяемое по формуле (8), с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента;

s_sp, s¢_sp - предварительные напряжения соответственно в напрягаемой арматуре S и S до обжатия бетона (при натяжении арматуры на упоры) либо в момент снижения величины предварительного напряжения в бетоне до нуля воздействием на элемент внешних фактических или условных сил, определяемые согласно указаниям пп. 1.23 и 1.28 с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента:

s_bp - сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного обжатия, определяемые согласно указаниям пп. 1.28 и 1.29 с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента:

g_sp - коэффициент точности натяжения арматуры, определяемый согласно указаниям п. 1.27.

R_b, R_b_,_ser - расчетные сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний соответственно первой и второй групп;

R_bt, R_bt_,_ser - расчетные сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп;

R_b,loc - расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле (102);

R_bp - передаточная прочность бетона, назначаемая согласно указаниям п. 2.6*;

R_s, R_s_,_ser - расчетные сопротивления арматуры растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп;

R_sw - расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению, определяемое согласно указаниям п. 2.28*;

R_sc - расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний первой группы;

E_b - начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении;

Характеристики положения продольной арматуры в поперечном сечении элемента

а) при наличии сжатой и растянутой от действия внешней нагрузки зон сечения - расположенной в растянутой зоне;

б) при полностью сжатом от действия внешней нагрузки сечении - расположенной у менее сжатой грани сечения;

в) при полностью растянутом от действия внешней нагрузки сечении:

для внецентренно растянутых элементов - расположенной у более растянутой грани сечения;

для центрально-растянутых элементов - всей в поперечном сечении элемента;

а) при наличии сжатой и растянутой от действия внешней нагрузки зон сечения - расположенной в сжатой зоне;

б) при полностью сжатом от действия внешней нагрузки сечении - расположенной у более сжатой грани сечения;

в) при полностью растянутом от действия внешней загрузки сечении внецентренно растянутых элементов - расположенной у менее растянутой грани сечения.

b - ширина прямоугольного сечения; ширина ребра таврового и двутаврового сечений;

b_f, b¢_f - ширина полки таврового и двутаврового сечений соответственно в растянутой и сжатой зонах;

h - высота прямоугольного, таврового и двутаврового сечений;

h_f, h¢_f - высота полки таврового и двутаврового сечений соответственно а растянутой и сжатой зонах;

а, а¢ - расстояния от равнодействующей усилий в арматуре соответственно S и S¢ до ближайшей грани сечения;

h₀, h¢₀ - рабочая высота сечения, равная соответственно h - а и h - a¢;

x - относительная высота сжатой зоны бетона, равная

s - расстояние между хомутами, измеренное по длине элемента;

е₀ - эксцентриситет продольной силы N относительно центра тяжести приведенного сечения, определяемый согласно указаниям п. 1.21;

е_0р - эксцентриситет усилия предварительного обжатия Р относительно центра тяжести приведенного сечения, определяемый согласно указаниям п. 1.28;

e_0,_tot - эксцентриситет равнодействующей продольной силы N и усилия предварительного обжатия Р относительно центра тяжести приведенного сечения;

е, е¢ - расстояния от точки приложения продольной силы N до равнодействующей усилий в арматуре соответственно S и S¢;

e_s, e_sp - расстояния соответственно от точки приложения продольной силы N и усилия предварительного обжатия Р до центра тяжести площади сечения арматуры S;

l₀ - расчетная длина элемента, подвергающегося действию сжимающей продольной силы; значение l₀ принимается по табл. 32 и п. 3.25;

i - радиус инерции поперечного сечения элемента относительно центра тяжести сечения;

d - номинальный диаметр стержней арматурной стали;

А_s, A¢_s - площади сечения ненапрягаемой и напрягаемой арматуры соответственно S и S¢; при определении усилия предварительного обжатия P - площади сечения ненапрягаемой части арматуры соответственно S и S¢;

A_sp, A¢_sp - площади сечения напрягаемой части арматуры соответственно S и S¢;

А_sw - площадь сечения хомутов, расположенных в одной нормальной к продольной оси элемента плоскости, пересекающей наклонное сечение;

A_s_,_inc - площадь сечения отогнутых стержней, расположенных в одной наклонной к продольной оси элемента плоскости, пересекающей наклонное сечение;

m - коэффициент армирования, определяемый как отношение площади сечения арматуры S к площади поперечного сечения элемента bh₀ без учета свесов сжатых и растянутых полок;

А - площадь всего бетона в поперечном сечении;

A_bt - площадь сечения растянутой зоны бетона;

A_red - площадь приведенного сечения элемента, определяемая согласно указаниям п. 1.28;

S¢_b_o, S_b₀ - статические моменты площадей сечения соответственно сжатой и растянутой зон бетона относительно нулевой линии;

S_s₀, S¢_s₀ - статические моменты площадей сечения арматуры соответственно S и S¢ относительно нулевой линии;

I - момент инерции сечения бетона относительно центра тяжести сечения элемента;

I_red - момент инерции приведенного сечения элемента относительно его центра тяжести, определяемый согласно указаниям п. 1.28;

I_s - момент инерции площади сечения арматуры относительно центра тяжести сечения элемента;

I_b₀ - момент инерции площади сечения сжатой зоны бетона относительно нулевой линии;

I_s₀, I¢_s₀ - моменты инерции площадей сечения арматуры соответственно S и S¢ относительно нулевой линии;

W_red - момент сопротивления приведенного сечения элемента для крайнего растянутого волокна, определяемый как для упругого материала согласно указаниям п. 1.28.

Все документы, представленные в каталоге, не являются их официальным изданием и предназначены исключительно для ознакомительных целей.

СНиП 2.03.01-84*(3)

|1 страница| |2 страница|

Расчет по прочности пространственных сечений (элементов, работающих на кручение с изгибом)

Элементы прямоугольного сечения