Сталезалізобетонні конструкції

5.6.2.5 Розрахунок залізобетонних елементів за утворенням похилих тріщин за нелінійною деформаційною моделлю виконують на основі діаграм стану арматури, розтягнутого та стисненого бетону як суцільного тіла та при плоскому напруженому стані "стиск-розтяг". Критерієм утворення похилих тріщин є досягнення граничних відносних деформацій у розтягнутому бетоні.

5.6.2.6 Розрахунок сталезалізобетонних конструкцій за розкриттям тріщин слід виконувати за умови, що ширина розкриття тріщин у конструкції від зовнішніх зусиль не повинна перевищувати гранично-допустимих значень з урахуванням умов експлуатації, впливу навколишнього середовища і характеристик матеріалів.

Для конструкцій, що експлуатуються захищеними від кліматичних впливів, призначена гранично-допустима ширина розкриття тріщин не повинна перевищувати 0,5 мм; для конструкцій, які зазнають кліматичних дій, - 0,4 мм; для конструкцій, які експлуатуються в агресивних середовищах, -0,3 мм; для конструкцій з арматурою з підвищеною чутливістю до корозії - 0,2 мм.

5.6.2.7 Розрахунок сталезалізобетонних конструкцій за деформаціями слід виконувати за умови, що прогини, кути повороту, переміщення та коливання сталезалізобетонних конструкцій від зовнішніх навантажень та дій не повинні перевищувати гранично-допустимих значень, які встановлюються залежно від виду конструкцій за відповідною нормативною та (або) технічною документацією.

5.7 Основні змінні

5.7.1    Дії та впливи навколишнього середовища

5.7.1.1  Впливи, які повинні враховуватись при проектуванні сталезалізобетонних конструкцій, можна взяти з відповідних частин ДБН В.1.2-2 та ДБН В.1.2-14. При розрахунку конструкцій необхідно розглядати дії та впливи навколишнього середовища, наведені в 5.2.2.

5.7.1.2  При перевірці сталевих настилів у якості опалубки необхідно враховувати вплив наповнення (збільшення висоти бетону внаслідок прогину настилів).

5.7.2    Характеристики матеріалів і виробів

5.7.2.1 Бетон

Вимоги до бетону приймаються згідно з ДБН В.2.6-98.

5.7.2.2 Арматура

Вимоги до арматури приймаються згідно з ДБН В.2.6-98.

5.7.2.3 Сталевий прокат

Вимоги до сталевого прокату приймаються згідно з ДБН В.2.6-135.

5.7.3 Класифікація впливів

5.7.3.1 Як основні впливи повинні кваліфікуватись наступні: вплив усадки і повзучості бетону та нерівномірні зміни температури, які спричиняють внутрішні зусилля у перерізах, скривлення та поздовжні деформації в елементах; впливи, які виникають у статично визначених і статично невизначених конструкціях, коли сумісність деформацій не розглядається.

5.7.3.2 У статично визначених конструкціях основні впливи від усадки, повзучості і температури вважаються як додаткові впливи, котрі сумісні із загальними впливами; такі впливи необхідно кваліфікувати як вторинні та розглядати як непрямі дії.

5.8 Перевірка за допомогою методу коефіцієнтів надійності

5.8.1 Розрахункові величини

5.8.1.1  Розрахункові значення дій

Для попереднього напруження прикладанням деформацій, наприклад, домкратами на опорах, коефіцієнт надійності γ_р повинен призначатись для граничних станів з урахуванням сприятливих та несприятливих дій.

Примітка. Рекомендується приймати γ_р = 1,0.

5.8.1.2  Розрахункові значення характеристик матеріалів або виробів

5.8.1.2.1  Якщо не вимагається визначення міцності за вищими значеннями, то коефіцієнти надійності повинні застосовуватись до нижніх характеристичних або номінальних значень міцності.

5.8.1.2.2  Для бетону необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γ_с. Розрахункова міцність на стиск повинна визначатись за формулою:

де характеристичне значення f_ck та коефіцієнт γ_с необхідно приймати згідно з ДБН В.2.6-98.

5.8.1.2.3 Для сталевої арматури необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γ_s.

Примітка. Величини γ_s приймають згідно з ДБН В.2.6-98.

5.8.1.2.4 Для сталевого прокату, профнастилу та з'єднувальних елементів необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γ_м. Якщо інше не встановлено, то для сталевого прокату необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γ_мо.

Примітка 1. Величини γ_м відповідають ДБН В.2.6-163.

Примітка 2. Рекомендується приймати γ_мо = 1,0.

Для зсувних з'єднань необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γ_v.

Примітка. Рекомендується приймати γ_v = 1,25.

5.8.1.2.6 При поздовжньому зсуві комбінованих плит будівель необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γ_v,s.

Примітка. Рекомендується приймати γ_v,s = 1,25.

5.8.1.2.7 При перевірці з'єднувальних елементів на втому необхідно застосовувати коефіцієнти надійності γ_Mf і γ_Mf,s.

Примітка 1. Величина γ_Mf відповідає використаній у відповідних частинах ДБН В.2.6-163.

Примітка 2. Рекомендується приймати γ_Mf,s = 1,0.

5.8.1.3  Геометричні дані

Геометричні дані для поперечних перерізів і систем можна приймати за стандартами на вироби або робочими кресленнями та розглядати як номінальні значення. Правила для геометричних даних наведені у ДБН В.1.2-14.

5.8.1.4  Розрахунковий опір

Для сталезалізобетонних конструкцій розрахункові опори повинні визначатись згідно з ДБН В.1.2-14, вирази (6.6а) або (6.6с).

5.8.2 Сполучення впливів

Загальні параметри сполучення впливів наведені у ДБН В. 1.2-2.

6 МАТЕРІАЛИ

6.1       Бетон

6.1.1    Загальні положення

6.1.1.1 Характеристики бетону повинні визначатись згідно з ДБН В.2.6-98, якщо інше не визначено у цих Нормах.

6.1.1.2 Цей розділ не поширюється на проектування сталезалізобетонних конструкцій із бетону класів міцності нижче 10 та вище ніж 60.

6.1.2    Залежність "напруження-переміщення" бетону для нелінійних розрахунків сталезалізобетонних конструкцій

6.1.2.1 У загальному випадку для визначення несучої здатності, кривизни, переміщень, перерозподілу зусиль у статично невизначених конструкціях необхідно виходити з напружено-деформованого стану сталезалізобетонних перерізів, визначеного на основі використання нелінійної діаграми "напруження-деформації" згідно з ДБН В. 2.6-98.

6.1.2.2 Можливе використання інших нелінійних залежностей "напруження-деформації", якщо вони належним чином представляють характер роботи бетону, що розглядається.

6.1.2.3 Для розрахунку комбінованих поперечних перерізів можливе використання і спрощених діаграм залежності "напруження-деформації" бетону, якщо вони є еквівалентними або більш консервативними, як визначено у ДБН В. 2.6-98.

6.1.2.4 Усадка і повзучість бетону повинна визначатись з урахуванням вологості навколишнього середовища, розмірів елемента і складу бетону згідно з ДБН В. 2.6-98.

6.2  Арматурна сталь

Характеристики приймаються згідно з ДБН В.2.6-98.

6.3  Конструкційна сталь

6.3.1 Характеристики приймаються згідно з ДБН В.2.6-135.

6.3.2 Для розрахунку поперечних перерізів сталезалізобетонних конструкцій можуть використовуватись спрощені діаграми залежності "напруження-деформації" конструкційної сталі (рисунок 6.1).

6.3.3 Ступінь розвитку пластичних деформацій у сталевому профілі залежить від наступних параметрів:

-   співвідношення граничного опору на розтяг f_и до номінального опору конструктивної сталі на границі текучості f_y(f_и / f_y);

-   видовження при розриві на довжині вимірювання  (де А₀ - початкова площа попереч­ного перерізу);

-   граничної деформації ε_au, яка відповідає граничному опору на розтяг f_u.

Примітки. Рекомендоване наступне:

1. Співвідношення f_и / f_y ≥ 1,10

2. Видовження при розриві не менше ніж 15 %.

3. Гранична деформація ε_au ≥ 15 ε_y, де ε_y - деформації на границі текучості (ε_y = f_и / E_a).

6.4  З'єднувальні елементи

З'єднання бетонних і сталевих частин сталезалізобетонних конструкцій слід виконувати, як правило, жорсткими у вигляді стрижнів з головками, або металевими кутиками.

6.5  Профільовані сталеві настили для комбінованих плит будівель

Характеристики необхідно приймати згідно з ДСТУ Б В.2.6-9.

Примітка. Рекомендована мінімальна товщина сталевих настилів 0,7 мм.

Рисунок 6.1 - Дволінійна залежність "напруження-деформації" для конструкційної сталі

7 ДОВГОВІЧНІСТЬ

7.1       Загальні положення

7.1.1 Довговічна конструкція повинна задовольняти вимоги стосовно придатності до експлуатації, міцності і стійкості через забезпечення проектного строку служби без суттєвих втрат споживчої якості або значних непередбачених витрат на утримання (загальні вимоги див. ДБН В.1.2-14). Крім того, необхідно дотримуватись вимог відповідних положень, наведених у ДБН В.2.6-98 та ДБН В.2.6-135.

7.1.2 Потрібний рівень захисту конструкції повинен встановлюватися через аналіз її передбаченого використання, проектного строку служби, програми обслуговування та дій.

7.1.3 Повинна бути врахована можлива значимість безпосередніх і опосередкованих дій, умов навколишнього середовища і викликаних ними впливів.

7.2 Умови навколишнього середовища

Вплив навколишнього середовища, якого зазнає конструкція додатково до механічних дій, може бути хімічним або фізичним.

7.3 Профільовані сталеві настили для комбінованих плит будівель

7.3.1 Відкриті поверхні сталевих настилів повинні бути достатньо захищеними від впливу особливих атмосферних умов.

7.3.2 Цинкове покриття, у разі необхідності, повинно задовольняти вимоги відповідних чинних стандартів.

7.3.3 Цинкове покриття загальною масою 275 г/м² (з обох сторін) може застосовуватись для внутрішніх перекриттів у неагресивному середовищі, але технічні вимоги можуть змінюватись залежно від умов експлуатації.

8 КОНСТРУКТИВНИЙ РОЗРАХУНОК

8.1 Конструктивне моделювання для розрахунку

8.1.1    Конструктивне моделювання та основні передумови

8.1.1.1 Конструктивна модель та основні передумови повинні визначатись відповідно до ДБН В.2.6-98та ДБН В.2.6-135 і відображати передбачений характер роботи поперечних перерізів, елементів, вузлів та опор.

8.1.1.2 Метою конструктивного розрахунку є визначення розподілу внутрішніх сил і моментів або напружень, деформацій і переміщень по всій конструкції або її частині. За необхідності виконується розрахунок на місцеву дію навантаження.

Примітка. Для більшості випадків розрахунок застосовується для визначення розподілу внутрішніх сил і моментів, а кінцева перевірка або демонстрація несучої здатності поперечних перерізів ґрунтується на наслідках цих дій; однак, результати за деякими методами розрахунку (наприклад, за методом скінченних елементів) представлені переважно у вигляді напружень, деформацій і переміщень, а не внутрішніх сил і моментів. Для застосування цих даних і отримання відповідних результатів перевірки потрібно використовувати спеціальні методи.

8.1.1.3 Розрахунок повинен виконуватись із використанням ідеалізації як геометрії, так і характеру роботи конструкції. Вибрана ідеалізація повинна відповідати характеру задачі, яка розв'язується.

8.1.1.4 У розрахунках необхідно враховувати вплив геометрії і характеристик конструкції на характер її роботи на кожній стадії будівництва.

8.1.1.5 При аналізі сполучень навантажень і впливів повинні розглядатись відповідні випадки з метою визначення всіх перерізів конструкції або її частини, де можливе виникнення критичних розрахункових умов.

8.1.1.6 Розділ 5 застосовується для сталезалізобетонних конструкцій, у яких більшість конструктивних елементів і з'єднань є комбінованими або із конструктивної сталі. Якщо характер роботи конструкції в значній мірі відповідає роботі залізобетонної або попередньо напруженої залізобетонної конструкції при незначній частці комбінованих елементів, загальний розрахунок, зазвичай, здійснюється згідно з ДБН В.2.6-98.

8.1.1.7 Розрахунок комбінованих плит із профільованих сталевих настилів у будівлях необхідно виконувати згідно з розділом 11.

8.1.2    Моделювання з'єднань

8.1.2.1 Впливами характеру роботи з'єднань на розподіл внутрішніх сил та моментів у межах конструкції та на загальні деформації конструкції, як правило, можна знехтувати, але якщо такі впливи значні (такі, як у напівжорстких з'єднаннях), їх необхідно враховувати.

8.1.2.2 Для визначення необхідності врахування характеру роботи з'єднань при розрахунку можна проаналізувати наступні відмінності між трьома моделями з'єднань:

-  просте (розрізне), у якому можна припустити, що з'єднання не передає згинальних моментів;

-  нерозрізне (жорстке), у якому можна припустити, що жорсткість і/або міцність з'єднання дає повну нерозривність елемента при розрахунку;

-  напівжорстке, у якому характер роботи з'єднання необхідно враховувати у розрахунку.

8.1.3    Взаємодія системи "основа-споруда"

8.1.3.1 Якщо деформаційні властивості опор є значними, то їх необхідно враховувати при розрахунку.

Примітка. При врахуванні нерівномірних осідань можуть використовуватись обчислені прогнозні значення осідань.

8.1.3.2 Впливи нерівномірних осідань повинні враховуватись при перевірці за граничними станами за міцністю, стійкістю і придатністю до експлуатації.

8.2 Конструктивна стійкість

8.2.1 Впливи деформованої схеми конструкції

8.2.1.1 Впливи можуть, зазвичай, визначатись за допомогою:

-   розрахунку першого порядку з використанням початкової геометрії конструкції;

-   розрахунку другого порядку з урахуванням впливу деформації конструкції.

8.2.1.2 Впливи деформованої схеми (впливи другого порядку) повинні враховуватись, якщо вони суттєво збільшують зусилля або значно міняють характер роботи конструкції.

8.2.1.3 Розрахунок першого порядку застосовується, коли зростання відповідних внутрішніх сил або моментів, спричинене деформаціями, отриманими при розрахунку першого порядку, є меншим ніж 10 %. Можна припускати, що ця умова виконується, якщо задовольняється наступний критерій:

де α_cr - коефіцієнт, за якого розрахункове навантаження повинно зрости до величини, що спричинить втрату стійкості.

8.2.1.4 При визначенні жорсткості конструкції необхідно вводити коефіцієнт надійності, що враховує утворення тріщин, повзучість бетону та характер роботи з'єднань.

8.2.2 Методи розрахунку для будівель

8.2.2.1 Плоскі рами із колон та балок можна перевіряти на горизонтальний зсув за розрахунком першого порядку, якщо критерій (8.1) задовольняється для кожного поверху.