Страница 5: ДБН В.2.6-98:2009. Бетонні та залізобетонні конструкції (32525)

3.1.6 Спрощені залежності напруження-деформації бетону для розрахунку конструкцій

3.1.6.1 Для розрахунку залізобетонних конструкцій можуть бути використані спрощені діаграми залежності напруження-деформації бетону, якщо вони є еквівалентними або більш консервативними (результати розрахунків дають більший запас) ніж визначені у 3.1.5, наприклад, дволінійна, що показана на рисунку 3.2, із величинами згідно з таблицею 3.1.

3.1.6.2 При виконанні перевірочних розрахунків прямокутних перерізів або близьких до них можна припускати рівномірний характер розподілу нормальних стискальних напружень у стиснутій зоні (рисунок 3.3). Коефіцієнт визначає розрахункову висоту стиснутої зони, коефіцієнт визначає вплив різних факторів на міцність бетону. Рекомендованою величиною є .

Рисунок 3.2 – Дволінійна залежність напруження-деформації бетону

Таблиця 3.1 – Характеристики міцності і деформативності бетону

Рисунок 3.3 – Рівномірний характер розподілу напружень у стиснутій зоні

3.1.7 Бетон при двовісному стиску

1. Двовісний стиск бетону викликає деяку зміну фактичної залежності напруження-де формації: досягається вища міцність та більші критичні деформації. Інші основні характеристики матеріалу можна приймати для розрахунку без змін.
2. За відсутності більш точних даних допускається використовувати залежність напруження-деформації, показану на рисунку 3.4 (деформації стиску відображені позитивними), при збільшенні нормативного опору і деформацій згідно з залежностями:

Рисунок 3.4 – Залежність напруження-деформації бетону при двовісному стиску

3.2 Арматура

3.2.1 Загальні положення

1. Нижченаведені вимоги являють собою основні положення і правила для арматури у формі стрижнів, прутків гладкого круглого прокату, зварних сіток. Вони не розповсюджуються на стрижні зі спеціальним покриттям.
2. Вимоги до характеристик арматури застосовуються як до матеріалу, розміщеного у бетоні.
3. Якщо використовується інша арматура, не регламентована ДСТУ 3760, ГОСТ 5781, ГОСТ 10884 та ДСТУ ENV 10080, то її характеристики потрібно перевіряти на відповідність 3.2.2-3.2.6.
4. Необхідні для розрахунку характеристики арматури потрібно перевіряти та визначати за допомогою випробувань згідно з чинними нормативними документами.
5. Для армування залізобетонних конструкцій слід використовувати арматуру, яка відповідає вимогам чинних нормативних документів.

Арматуру для залізобетонних конструкцій поділяють на такі види:

• гарячекатану гладку та періодичного профілю з постійною та змінною висотою виступів (відповідно кільцевої та серпоподібної форми) діаметром від 5,5 мм до 40 мм;
• термомеханічно зміцнену періодичного профілю з постійною та змінною висотою виступів (відповідно кільцевої та серпоподібної форми) діаметром від 6 мм до 40 мм;
• холоднодеформовану періодичного профілю діаметром від 3 мм до 12 мм;
• арматурні канати діаметром від 6 мм до 15 мм;

3.2.1.6 Основним показником якості арматури, який встановлюється при проектуванні, є клас арматури за міцністю на розтяг, який позначають:

• А – для гарячекатаної та термомеханічно зміцненої арматури;
• В – для холоднодеформованої арматури;
• К – для арматурних канатів.

Класи арматури за міцністю на розтяг А, В і К відповідають гарантованому значенню межі текучості (з округленням) з забезпеченістю 0,95.

Крім того, у необхідних випадках до арматури пред'являють вимоги з додаткових показників якості: зварюваності, пластичності, холодостійкості тощо.

3.2.1.7 Для звичайних залізобетонних конструкцій, які проектують у відповідності з вимогами цих Норм, слід передбачати арматуру:

• гладку класу А240С;
• періодичного профілю класів А400С, А500С, В500.

Для попередньо ненапружених залізобетонних конструкцій арматуру, яку встановлюють відповідно до розрахунку, слід переважно приймати періодичного профілю класів А400С і А500С, а також арматуру класу В500 у зварних сітках і каркасах. При обґрунтуванні економічної доцільності допускається використовувати арматуру більш високих класів.

1. Для попередньо напружених залізобетонних конструкцій слід використовувати стрижні та канати класів А600, А600С, А600К, А800, А800К, А800СК, А1000, К-7 та дріт класів В, Вр.
2. При виборі видів і марок сталі для арматури, яку встановлюють за розрахунком, а також прокатних сталей для закладних деталей слід ураховувати температурні умови експлуатації конструкцій та характер їх навантаження.

У конструкціях, які експлуатують при статичному навантаженні в опалюваних будівлях, а також на відкритому повітрі та у неопалюваних будівлях при розрахунковій температурі мінус 30 °С і нижче, може бути використана арматура всіх вказаних вище класів, за винятком арматури класу А240С марки сталі Ст3кп, яка застосовується при розрахунковій температурі не нижче мінус 30 °С.

За інших умов експлуатації клас арматури та марку сталі приймають за спеціальними вказівками.

Проектуючи анкерування арматури у бетоні та з'єднань арматури внапуск (без зварювання), слід ураховувати характер поверхні арматури. Проектуючи зварні з'єднання арматури, слід ураховувати спосіб виготовлення арматури.

3.2.1.10 Для монтажних (підйомних) петель елементів збірних залізобетонних і бетонних конструкцій слід використовувати гарячекатану арматурну сталь класу А240С марок Ст3сп і Ст3пс.

3.2.2 Характеристики

3.2.2.1 Характер роботи арматурної сталі визначається наступними характеристиками:

• характеристичне значення міцності на межі текучості ;
• максимальна фактична міцність на межі текучості ;
• міцність при розтягу ;
• пластичність ;
• гнучкість;
• властивості зчеплення ;
• розміри перерізу і допуски;
• опір на втомленість;
• зварюваність;
• міцність на зсув та міцність зварювання для зварних сіток і решітчастих блоків.

3.2.2.2 Ці Норми поширюються на арматуру періодичного профілю, включаючи зварювану у вигляді сіток.

Примітка. Характеристики і правила використання стрижнів періодичного профілю у збірних залізобетонних виробах наведені у відповідних стандартах на ці вироби.

1. Характеристики поверхні стрижнів періодичного профілю повинні бути такими, щоб забезпечити достатнє їх зчеплення з бетоном.
2. Арматура повинна мати необхідну гнучкість, котра дозволяє дотримувати мінімальні діаметри отворів і здійснювати її випрямлення.

а – арматурна сталь, що має фізичну площадку текучості; б – арматурна сталь, що не має фізичної площадки текучості

Рисунок 3.5 – Діаграма напруження-деформацїї розтягу для звичайної арматурної сталі

3.2.3 Міцність

Міцність на межі текучості (або 0,2 % – умовна межа текучості ) і міцність на розтяг визначаються відповідно як характеристичне значення навантаження, за якого відбувається текучість арматури або характеристичне максимальне навантаження при безпосередньому осьовому розтягу арматури, віднесених до номінальної площі поперечного перерізу.

3.2.4 Характеристики пластичності

3.2.4.1 Арматура повинна мати необхідну пластичність у відповідності з міцністю на розтяг і відносним видовженням при максимальних напруженнях.

3.2.4.2 На рисунку 3.5 показано діаграми напруження-деформацїї фізичного стану арматурної сталі.

3.2.5 Зварювання

1. Процеси зварювання арматурних стрижнів повинні відповідати вимогам таблиці 3.2, а зварюваність – ГОСТ 23858 та ДСТУ ENV 10080.
2. Усі види зварювання арматурних стрижнів повинні виконуватися згідно з ГОСТ 14098 та ДСТУ 3760.
3. Міцність зварних з'єднань вздовж ділянки анкерування зварних сіток повинна бути достатньою для сприйняття розрахункових зусиль.

Таблиця 3.2 – Рекомендовані методи зварювання і приклади застосування арматури

3.2.5.4 Міцність зварних з'єднань зварних сіток може вважатись достатньою, якщо кожне зварне з'єднання може сприймати поперечні зусилля не менше 25 % сили, еквівалентної фактичним характеристичним значенням напружень текучості, обчислених для номінальної площі перерізу. Ця сила повинна діяти на площі меншого діаметра стержня у разі наявності арматури різних діаметрів.

3.2.6 Характеристичні та розрахункові значення міцності та деформаційних характеристик арматури

3.2.6.1 Основними показниками міцності та деформативності арматури є характеристичні значення їх міцнісних і деформаційних характеристик. Основною характеристикою опору арматури при розтягу (стиску) є характеристичне значення опору , яке дорівнює значенню фізичної границі текучості або умовної, що відповідає залишковому видовженню (скороченню) у .

Крім того, характеристичне значення міцності арматури при стиску обмежують значеннями, які відповідають величинам граничних відносних деформацій скорочення бетону, який оточує стиснуту арматуру, що розглядається.

3.2.6.2 Встановлені такі основні деформаційні характеристики арматури:

• модуль пружності арматури ;
• відносні деформації видовження арматури при досягненні напруженнями міцності ;
• граничні деформації арматури .

1. Для арматури з фізичною межею текучості значення відносної деформації видовження арматуривизначають як пружні відносні деформації при відповідних (характеристичних або розрахункових) значеннях міцності арматури та її модуля пружності.
2. Для арматури з умовною межею текучості значення відносної деформації видовження арматури визначають як суму залишкового видовження, що дорівнює , та пружних відносних деформацій при напруженні, яке дорівнює умовній межі текучості.
3. Для стиснутої арматури значення відносної деформації скорочення приймають такими ж, як при розтягу, за винятком спеціально зазначених випадків, але не більшими від граничних відносних деформацій скорочення бетону.
4. Значення модуля пружності арматури при стиску та розтягу приймають однаковими і встановлюють для відповідних видів і класів арматури.
5. Як узагальнену характеристику механічних властивостей арматури слід приймати діаграму стану (деформування) арматури, яка встановлює зв'язок між напруженнями та відносними деформаціями арматури у разі короткочасного одноразового прикладання навантаження (згідно зі стандартними випробуваннями) до руйнування. Діаграми стану арматури при розтягу та стиску приймають однаковими за винятком випадків, коли розглядають роботу арматури, у якої раніше були непружні деформації протилежного знака. Характер діаграми напруження-деформації арматури встановлюють у залежності від її виду.
6. Розрахункові значення опору арматури визначають діленням характеристичних значень міцності арматури на коефіцієнт надійності .

Значення коефіцієнта надійності слід приймати у залежності від класу арматури та граничного стану, що розглядається, але не менше ніж наведені в таблиці 2.1.

3.2.6.9 Розрахункове значення модуля пружності арматури приймають таким, що дорівнює його характеристичній величині.

3.2.6.10 Вплив характеру навантаження, навколишнього середовища, напруженого стану арматури, технологічних факторів та інших умов роботи, які не враховують безпосередньо у розрахунках, слід ураховувати коефіцієнтом умов роботи арматури .

3.2.7 Втома

У разі необхідності перевірка міцності на втому здійснюється згідно з чинними нормативними документами.

3.2.8 Розрахункові передумови

1. Розрахунок повинен виконуватися з використанням номінальної площі перерізу арматури, а розрахункові значення величин визначаються з їх характеристичних значень згідно з 3.2.6.
2. Для звичайного розрахунку можна прийняти одну з наступних передумов (рис. 3.6):

а) похилу верхню гілку з граничною деформацієюі максимальними напруженнями при ;

б) горизонтальну верхню гілку з граничною деформацією .

Примітка. Величина може встановлюватися згідно з відповідними нормативними документами. Рекомендованим є значення .

Рисунок 3.6 – Ідеалізована і розрахункова діаграми напруження-деформації для арматури (при розтягу і стиску)

1. Середнє значення густини арматурної сталі можна прийняти 7850 кг/м3.
2. Розрахункове значення модуля пружності можна прийняти 200 ГПа.
3. Допускається, при відповідному обґрунтуванні, використовувати інші залежності для опису діаграми деформування арматури, які більш повно відображають реальні властивості арматурної сталі.