при непродолжительном действии нагрузки для арматуры периодического профиля......0,6
то же, для гладкой арматуры......................................................0,7
при продолжительном действии нагрузки независимо от профиля арматуры ............0,8
Для конструкций, рассчитываемых на выносливость, значение коэффициента ??s принимается во всех случаях равным 1,0.
4.30. Полная кривизна для участка с трещинами в растянутой зоне должна определяться по формуле
= - + - , (170)
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 ??s и v, отвечающих непродолжительному действию нагрузки, а - при ??s и v, отвечающих продолжительному действию нагрузки. Если значения и оказываются отрицательными, то они принимаются равными нулю.
Определение прогибов
4.31. Прогиб fm, обусловленный деформацией изгиба, определяется по формуле
fm = , (171)
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 нагрузки; б - эпюра изгибающих моментов (M); в - эпюра кривизны ().
4.32. Для изгибаемых элементов при < 10 необходимо учитывать влияние поперечных сил на их прогиб. В этом случае полный прогиб ftot равен сумме прогибов, обусловленных соответственно деформацией изгиба fm и деформацией сдвига fq.
4.33. Прогиб fq, обусловленный деформацией сдвига, определяется по формуле
fq = , (172)
где - поперечная сила в сечении х от действия по направлению искомого перемещения единичной силы, приложенной в сечении, где определяется прогиб;
??x - деформация сдвига, определяемая по формуле
??x = , (173)
здесь - поперечная сила в сечении х от действия внешней нагрузки;
G - модуль сдвига бетона (см. п. 2.16);
??b2 - коэффициент, учитывающий влияние длительной ползучести бетона и принимаемый по табл. 34;
??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
??crc = , (174)
где Mx, - соответственно момент от внешней нагрузки и полная кривизна в сечении х от нагрузки, при которой определяется прогиб.
4.34. Для сплошных плит толщиной менее (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:
(175)
где
М = Мact ; (176)
N = ?? Nact - Р ; (177)
B11 = ; (178)
B12 = ; (179)
B22 = ; (180)
= 2 v; (181)
E0 - удлинения или укорочения вдоль оси у;
Mact - момент внешних сил, расположенных по одну сторону рассматриваемого сечения, относительно оси у;
Nact - внешняя продольная сила, приложенная на уровне оси у и принимаемая при растяжении со знаком "плюс";
zs, zb - расстояния от оси у до точки приложения равнодействующей усилий соответственно в растянутой арматуре и в сжатом бетоне;
- определяется согласно указаниям п. 4.28;
v - коэффициент, принимаемый по табл. 35;
??f - коэффициент, определяемый по формуле (164) без учета арматуры, расположенной в сжатой зоне сечения;
??s - определяется согласно указаниям п. 4.29;
??b - определяется согласно указаниям п. 4.27.
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 zb следует 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 у, то следует принимать знак "плюс".
Для первого слагаемого в формуле (177) знак "плюс" принимается при растягивающем, а знак "минус" - при сжимающем усилии Nact.
4.36. При расчете элементов с многорядным расположением арматуры (черт. 23) рекомендуется использовать общую систему физических зависимостей вида:
(182)
где
D11 = + + ; (183)
D12 = + + ; (184)
D22 = + + ; (185)
i - порядковый номер стержня продольной растянутой арматуры;
j - то же, сжатой арматуры;
- относительная высота сжатой зоны сечения, равная =;
??f - вычисляется по формуле (164) без учета арматуры S';
zsi, zsj - расстояния от центра тяжести i-й и j-й арматуры до оси у.
В формуле (184) значения zsi, zsj, zb принимаются положительными, если откладываются ниже оси у. 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 и ??si для зависимостей (183) - (185) допускается определять согласно указаниям пп. 4.28 и 4.29, заменяя в расчетных формулах h0 на h01, Fa на (при определении ??), ??m на ??mi = ??m.
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:
для покрытий...........................................................40
" 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 в любом направлении, как правило, не превышала:
для железобетонных элементов из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов .......200
для колонн, являющихся элементами зданий ....................................120
для бетонных элементов из тяжелого, мелкозернистого,
легкого и поризованного бетонов ...................................................90
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:
в плитах и стенках толщиной, мм:
до 100 включ. ....................................................10
св. 100 ........................................................15
в балках и ребрах высотой, мм:
менее 250 ........................................................15
250 и более ...............................................................................20
в колоннах ...............................................................................20
в фундаментных балках ...................................................30
в фундаментах:
сборных ...........................................................30
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 , а для наружных стеновых панелей (без фактурного слоя) - не менее .
В однослойных конструкциях из ячеистого бетона толщина защитного слоя во всех случаях принимается не менее .
5.6. Толщина защитного слоя бетона для поперечной, распределительной и конструктивной арматуры должна приниматься не менее диаметра указанной арматуры и не менее, мм:
при высоте сечения элемента менее ..........................................................................................10
" " " " равной 250 и более...................................................................................15
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 .
5.7*. Толщина защитного слоя бетона у концов предварительно напряженных элементов на длине зоны передачи напряжений (см. п. 2.29) должна составлять не менее:
для стержневой арматуры классов А-IV, A-IIIв .....................................2 d
для стержневой арматуры классов А-V, A-VI, Aт-VII ..................................3 d
для арматурных канатов .........................................................2 d
(где d - в мм).
Кроме того, толщина защитного слоя бетона на указанном участке длины элемента должна быть не менее - для стержневой арматуры всех классов и не менее - 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 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 бетона, образуемого последующим торкретированием или иным способом, должна приниматься не менее .
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 - на , до - на , свыше - на .
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 в 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 - , для верхней - ; 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 ;
