Бетонні та залізобетонні конструкції

d

Робоча висота поперечного перерізу

^eo

Випадковий ексцентриситет прикладення сили

e

Ексцентриситет прикладення сили

f_ccl Розрахункове значення міцності бетону на стиск

/_сд. Характеристичне значення міцності бетону на стиск у віці 28 діб

f_cm Середнє значення міцності бетону на стиск

/_Cffc Характеристичне значення міцності бетону на осьовий розтяг

fp Значення міцності на розтяг попередньо напруженої арматури

fpk Характеристичне значення міцності попередньо напруженої арматури

_/рО,і 0,1 % умовна границя текучості попередньо напруженої арматури

fpOjk Характеристична 0,1 % умовна границя текучості попередньо напруженої арматури

/р0,2к Характеристична 0,2 % умовна границя текучості арматури

f_t Значення міцності арматури на розтяг

fk Характеристичне значення міцності арматури на розтяг

fy Значення міцності арматури на границі текучості

fyd Розрахункове значення міцності арматури на границі текучості

fylt Характеристичне значення міцності арматури на границі текучості

f_ywd Розрахункове значення міцності поперечної арматури

h Висота

h Загальна висота перерізу

і Радіус інерції

h_d Глибина отвору

к Коефіцієнт; стала величина

І (І або L) Довжина; проліт

т Маса

г Радіус «■'

Mr Кривизна в певному перерізі

t Конкретний момент часу

t₀ Вік бетону в момент прикладання навантаження

и Периметр бетонного перерізу площею А_с

и, v, w Компоненти переміщень то4ки

х Висота стиснутої зони перерізу

х, у, z Координати

z Плече пари внутрішніх сил

Грецькі малі букви а Кут; множник

Р Кут; множник; коефіцієнт

Р_с Коефіцієнт прямолінійності

у Коефіцієнт надійності

Уд Коефіцієнт надійності для аварійних впливів А

у с Коефіцієнт надійності для бетону

ур Коефіцієнт надійності для впливу F

IF,fat Коефіцієнт надійності для впливу втоми

Ус,fat Коефіцієнт надійності при визначенні втоми бетону

у с Коефіцієнт надійності для постійних впливів G

Ум Коефіцієнт надійності для властивості матеріалу з урахуванням невизначеностей самої

властивості матеріалу, відхилів у геометрії та використаної розрахункової моделі

ур Коефіцієнт надійності для впливів, пов'язаних із попереднім напруженням Р

Yq Коефіцієнт надійності для змінних впливів Q

у₅ Коефіцієнт надійності для арматурної і попередньо напруженої сталі

y_s j_at Коефіцієнт надійності для арматурної і попередньо напруженої сталі при впливі втоми

уу Коефіцієнт надійності для впливів без урахування невизначеностей моделі

у^ Коефіцієнт надійності для постійних впливів без урахування невизначеностей моделі

у_т Коефіцієнт надійності Для властивості матеріалу з урахуванням невизначеностей тільки

властивості матеріалу

8 Показник збільшення / перерозподілу

С, Показник зменшення / коефіцієнт перерозподілу

є_с Значення відносних деформацій стиску бетону

е_с1 Значення відносних деформацій стиску бетону при максимальних напруженнях/_с

е_си Значення відносних граничних деформацій стиску бетону

e_ctu Значення відносних граничних деформацій розтягу бетону

г_и Значення відносних деформацій арматурної або попередньо напруженої сталі при максимальному навантаженні

Нормативне значення відносних деформацій арматурної або попередньо напруженої сталі при максимальному навантаженні

0 Кут

X Гнучкість

р. Коефіцієнт тертя між пучками та їх каналами

v Коефіцієнт Пуассона

v Коефіцієнт зниження міцності бетону з тріщинами при зсуві

Співвідношення міцності зчеплення попередньо напруженої і звичайної арматурної сталі р Густина бетону в абсолютно сухому стані, кг/м³

РіООО Величина втрат від релаксації (%) через 1000 год після попереднього напруження і при середній температурі 20 °С

pj Коефіцієнт армування для поздовжньої арматури

p_w Коефіцієнт армування для поцеречної арматури

ст_с Напруження стиску у бетоні

<з_ср Напруження стиску у бетоні від осьового навантаження або попереднього напруження

а_си Напруження стиску у бетоні при граничній деформації стиску е_си

т Крутні напруження зрізу

Тр _d Розрахункове напруження анкерування від осьового зусилля

0 Діаметр арматурного стрижня або каналу для попереднього напруження

0_п Еквівалентний діаметр арматурного стрижня або пучка арматурних стрижнів

ф(ї, to) Коефіцієнт повзучості, що визначає повзучість за проміжок часу між t і t₀ відносно пружних

деформацій на 28 добу

ф(оо, f₀) Граничне значення коефіцієнта повзучості

ці Коефіцієнти, що визначають характерні величини змінних впливів:

Фо - для комбінації величин,

Фі - для повторюваних величин,

Ф2 - Д^ля умовно постійних величин

2 ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ

Вимоги

Основні вимоги

Проектування залізобетонних конструкцій повинно здійснюватися у відповідності з загальними положеннями, встановленими у ДБН В. 1.2.-14. Положення цих Норм поширюються на проектування бетонних і залізобетонних конструкцій будівель і споруд різного призначення, що експлуатуються в кліматичних умовах України.

Додаткові вимоги, наведені у цьому розділі для залізобетонних конструкцій, також повинні виконуватися.

Для залізобетонних конструкцій повинні задовольнятися основні вимоги:

проектування за граничними станами у поєднанні з забезпеченістю надійності будівлі чи споруди протягом усього терміну експлуатації відповідно до ДБН В.1.2.-14;

навантаження та впливи, а також сполучення навантажень та впливів згідно з ДБН В. 1.2-2;

опір, довговічність і придатність до експлуатації - згідно з ДБН В. 1.2-14.

Бетонні та залізобетонні конструкції усіх типів повинні задовольняти вимоги:

несучої здатності, довговічності та експлуатаційної придатності згідно з цими Нормами, а також додаткові вимоги, які визначають у завданні на проектування;

пожежної безпеки згідно з ДБН В. 1.2-7 та ДБН В.1.1-7.

Для забезпечення вимог безпеки конструкції повинні мати такі початкові властивості, щоб із необхідним ступенем надійності для різних розрахункових ситуацій у процесі будівництва і експлуатації будівель та споруд була виключена можливість руйнування будь-якого характеру або порушення експлуатаційної придатності, пов'язаних із завданням шкоди для життя або здоров'я людини, майна або навколишнього середовища.

Для забезпечення вимог експлуатаційної придатності конструкція повинна мати такі початкові властивості, щоб із належним ступенем надійності для різних розрахункових впливів не утворювалися або надмірно розкривалися тріщини, а також не виникали надмірні переміщення, коливання та інші пошкодження, які ускладнюють нормальну експлуатацію (порушення вимог комфорту щодо перебування людёй, до зовнішнього вигляду конструкції, технологічних вимог за умов нормальної роботи обладнання, механізмів, конструктивних вимог щодо сумісної роботи елементів та інших вимог, встановлених для проектування).

У необхідних випадках конструкції повинні мати характеристики, які забезпечують вимоги теплоізоляції, звукоізоляції, біологічного захисту тощо.

Вимоги щодо відсутності тріщин пред'являють до залізобетонних конструкцій, у яких для повністю розтягнутого перерізу повинна бути забезпечена непроникність (ті, що знаходяться під тиском рідин або газів, зазнають впливу радіації тощо), до унікальних конструкцій з підвищеними вимогами з довговічності, а також до конструкцій, які експлуатуються під дією сильно агресивного середовища.

Для решти залізобетонних конструкцій утворення тріщин допускається і до них пред'являють вимоги обмеження ширини розкриття тріщин.

Для забезпечення вимог довговічності конструкція повинна мати такі початкові власти­вості, щоб у встановлений строк експлуатації вона задовольняла вимоги з безпеки та експлуа­таційної придатності з урахуванням впливу на геометричні характеристики конструкцій та механічні властивості матеріалів різних розрахункових впливів (тривала дія навантаження, несприятливі кліматичні та технологічні умови, зміна температури та вологості, змінне заморожу­вання та відтавання, агресивні впливи тощо).

Безпека, експлуатаційна придатність, довговічність бетонних і залізобетонних конст­рукцій та інші встановлені завданням на проектування вимоги повинні бути забезпечені дотри­манням:

вимог до бетону та його складових;

вимог до арматури;

вимог до розрахунків конструкцій;

технологічних вимог;

вимог щодо експлуатації; ,

вимог щодо межі вогнестійкості конструкцій.

Вимоги стосовно навантажень та впливів, межі вогнестійкості, непроникності, морозостій­кості, граничних показників деформацій (прогинів, переміщень, амплітуди коливань), розрахун­кових значень температури зовнішнього повітря та відносної вологості навколишнього середо­вища, захисту будівельних конструкцій від впливу агресивних середовищ тощо встановлюють відповідно до чинних нормативних документів.

При проектуванні надійність бетонних і залізобетонних конструкцій встановлюють згідно з напівімовірнісним методом розрахунку шляхом використання розрахункових значень навантажень і впливів, розрахункових характеристик бетону і арматури (або конструкційної сталі), які визначають за допомогою відповідних коефіцієнтів надійності до характеристичних значень цих величин з урахуванням рівня відповідальності будівель та споруд.

Значення показників навантажень та впливів, коефіцієнтів надійності для навантажень, а також коефіцієнтів, що приймаються з урахуванням призначення будівлі, споруди та конструкції, встановлюють відповідними нормативними документами на будівельні конструкції. Розрахункові значення навантажень та впливів приймають у залежності від виду розрахункового граничного стану та розрахункової ситуації. Рівень надійності розрахункових значень характеристик матеріалів встановлюють у залежності від розрахункової ситуації та від небезпеки досягнення відповідного граничного стану і регулюють значенням коефіцієнтів надійності для бетону і арма­тури (або конструкційної сталі).

Бетонні конструкції застосовують:

а) переважно в конструкціях, які працюють на стиск у разі розташування поздовжньої сили стиску в межах поперечного перерізу елемента при обмеженні ексцентриситету прикладення сили

величиною 0,6 відстані від геометричного центра до найбільш стиснутої грані перерізу. При — >14

і

необхідно враховувати вплив прогину на значення ексцентриситету поздовжнього зусилля е шляхом множення ексцентриситету е₀ ^на Л) Д^е Л ^_ коефіцієнт врахування впливу прогину на значення ексцентриситету поздовжнього зусилля, і - радіус інерції;

б) в окремих випадках у конструкціях, які працюють на стиск, у разі розташування поздовж­ньої стискальної сили за межами поперечного перерізу елемента, а також у згинальних конст­рукціях, коли їх руйнування не становить безпосередньої небезпеки для життя людей і зберігання обладнання та коли застосування бетонних конструкцій доцільне.

Конструкції розглядають як бетонні, якщо їх несуча здатність у стадії експлуатації забезпечена лише одним бетоном, або їх армування менше від мінімального, встановленого для залізобетонних конструкцій.

Навантаження та впливи. Розрахункові ситуації

Характеристичні значення навантажень та впливів, коефіцієнтів сполучень, коефіцієн­тів надійності за навантаженнями, коефіцієнтів надійності за відповідальністю конструкцій, а також поділ навантажень на постійні та тимчасові (тривалі та короткочасні) приймають згідно з ДБН В. 1.2-2. Характеристичні значення навантажень можуть бути призначені замовником або проектувальником за узгодженням із замовником. У цьому випадку величини характеристичних навантажень не повинні бути меншими від значень, встановлених ДБН В. 1.2-2.

Розраховуючи бетонні та залізобетонні конструкції, слід розглядати розрахункові ситуа­ції, які характеризуються розрахунковою схемою конструкції, сполученнями розрахункових значень впливів, умовами навколишнього середовища, стадій роботи конструкцій тощо.

Під час розрахунку конструкцій необхідно розглядати такі розрахункові ситуації:

стала (постійна), яка має таку саму тривалість, що і строк служби будівельного об'єкта;

перехідна (тимчасова), яка ійає невелику тривалість у порівнянні зі строком служби бу­дівельного об'єкта;

особлива (аварійна), яка має невелику ймовірність появи та невелику тривалість, але є важ­ливою з точки зору досягнення граничних станів, що можуть виникнути у цьому разі.

Крім розрахунку конструкції у сталих (постійних) ситуаціях, які зазначені для призна­ченого об'єкта, може існувати необхідність перевірки перехідних (тимчасових) ситуацій, які вини­кають:

під час чергових етапів зведення монолітних конструкцій;

під час розпалубки, транспортування і монтажу збірних конструкцій;

у момент передачі зусиль обтиску у попередньо напружених конструкціях;

під час монтажу до набуття проектної міцності монолітним бетоном у збірно-монолітних конструкціях;

під час виконання капітального ремонту, реконструкції та демонтажу.

Надійність конструкцій в аварійних розрахункових ситуаціях має забезпечуватися ви­конанням конструктивних та інших вимог, викладених у відповідних розділах. В окремих випадках для таких ситуацій слід виконувати перевірку за першою групою граничних станів із викорис­танням характеристичних значень міцнісних і деформативних характеристик матеріалів.

Аварійні розрахункові ситуації можуть виникати у зв'язку із землетрусом, вибухом, аваріями обладнання, пожежами та в інших випадках, а також безпосередньо після відмови будь-якого елемента конструкції. При цьому переміщення та ширина розкриття тріщин не обмежуються.

Загальні вимоги до розрахунків

Розрахунок бетонних і залізобетонних конструкцій слід виконувати за граничними ста­нами, як правило, з урахуванням класу відповідальності будівель і споруд та категорій відпо­відальності конструктивних елементів, встановлених відповідними нормативними документами, мінливості властивостей матеріалів, навантажень та впливів, геометричних характеристик, строку експлуатації та умов роботи конструкцій.

Розрахунок бетонних і залізобетонних конструкцій слід виконувати за граничними станами першої та другої груп.

Перша група містить у собі граничні стани, настання яких призводить до повної непри­датності конструкцій для експлуатації внаслідок:

втрати несучої здатності у зв'язку з крихким, в'язким руйнуванням або руйнуванням від втоми та іншого характеру, включаючи руйнування при сумісній дії зовнішніх навантажень та несприятливому впливі навколишнього середовища (періодичному або постійному впливі агресивного середовища, змінного заморожування та відтавання, дії пожежі тощо);

втрати стійкості форми або положення.

Друга група містить у собі граничні стани, настання яких ускладнює нормальну експлуа­тацію конструкцій або призводить до скорочення встановленого строку служби внаслідок:

утворення або надмірного розкриття тріщин, якщо за умовами експлуатації вони недо­пустимі;

надмірних переміщень (прогинів, кутів повороту, коливань).

Розрахунок бетонних і залізобетонних конструкцій повинен гарантувати необхідний ступінь надійності від досягнення граничних станів”на стадіях виготовлення, транспортування, зведення та експлуатації.

Розрахунок бетонних і залізобетонних конструкцій слід виконувати на базі розрахун­кових ситуацій, які характеризуються розрахунковою схемою (моделлю) конструкції та відповід­ними до ситуації сполученнями навантажень і впливів, включаючи вплив навколишнього середовища.

Розрахункова модель та основні передумови розрахунку конструкцій повинні відображати дійсні умови 'іх роботи (положення у складі системи будівель і споруд, фізичної та геометричної нелінійностей, характер тріщиноутворення тощо), які відповідають граничному стану, що розгля­дається.

Розрахункові значення навантажень та впливів слід приймати за відповідними нормативними документами залежно від граничного стану.