Страница 10: ДСТУ Б В.2.6-156:2010. Бетонні та залізобетонні конструкції з важкого бетону (34087)

Доs тах -діапазон максимальних напружень при відповідному сполученні навантажень.

1. Інші перевірки
2. Для незварюваних арматурних стрижнів при розтягу допускається приймати, що необхідний опір втомі забезпечується, якщо діапазон напружень при повторюваному циклічному навантаженні, сполученому з основною комбінацією, становить До5 < /с1 = 70 МПа.

Для зварюваних арматурних стрижнів при розтягу допускається приймати, що необхідний опір втомі забезпечується, якщо діапазон напружень при повторюваному навантаженні, сполученому з основною комбінацією, становить Да5 < к2 =35 МПа.

1. Як спрощення вищенаведеного 4.11.4.1 перевірка може виконуватись із використанням часто повторюваного сполучення навантажень. Якщо така перевірка задовольняється, то у подальших перевірках немає необхідності.
2. Якщо застосовується з’єднання зварюванням або з’єднувальними пристроями у попередньо напруженому бетоні, то у бетонному перерізі не допускається розтяг у межах 200 мм від попередньо напруженої або звичайної сталі при дії повторюваного сполучення навантажень, з урахуванням коефіцієнта зниження кг для середнього значення сили напруження Рт.

Величину кг рекомендується приймати 0,9.

1. Перевірка бетону при стиску або зсуві
2. Опір бетону втомі може вважатись достатнім, якщо виконується умова:

Red,max,equ + 0,43 д/і - Requ ^ 1.(4.106)

де

оRed, min,equ

Requ = р■(4-107)

^cd, max, equ

r-°cd,min,egu,,

^cd, max, equ }>(4.108)

Tcd,fat

r-Gcd,max,equ

Red,max,equ ~ T — 1(4.109)

'ed.fat

Requ - показник напруження;

Red,mm,equ ~ мінімальний рівень напружень стиску в циклі;

RCd,max,equ ~ максимальний рівень напружень стиску в циклі;

°сd так equ ~ найвищі напруження граничної амплітуди при N циклів; °cd,min equ ~ найнижчі напруження граничної амплітуди при N циклів. Величина N приймається: N = 106 циклів.

1 _ fsk

ґ г

Ьcd,fat ~ ^і Рсс №

(4.110)

250

де t0 - час початку циклічного навантаження бетону, днів;

Рсс(ґ0) - коефіцієнт міцності бетону при першому прикладанні навантаження і визначається з виразу:

ґос

26 t )

1-

(4.111)

Рсс(0= 0-25

де t - вік бетону, діб.

Величину /с, при N = 106 циклів рекомендується приймати 0,85.

1. Перевірка на втому для бетону при стиску вважається достатньою, якщо задовольняється умова:

! !Т£^< 0,5 + 0,45^^ <0,9 при fsk <50МПа,(4.112)

tcd,fat1cd,fat

де ос max - максимальні напруження стиску у фібрі при повторюваній комбінації навантаження (стиск вважається додатнім); сс mjn - мінімальні напруження стиску у тій же фібрі, де має місце ас max.

Якщоас mjn - зусилля розтягу, тоас тіп належить приймати 0.

1. Вираз (4.112) також застосовується до стиснутих умовних елементів для конструкцій, що піддаються зсуву. У цьому випадку міцність бетону fcd fat, повинна зменшуватись коефіцієнтом зниження міцності (див. 4.6.2.8).
2. Для елементів, що за розрахунком не потребують поперечної арматури у граничному стані, можна вважати, що бетон опирається втомі, спричиненій впливом зсуву, якщо виконується наступне:

___ ^Ed.min п

- для >0

^Ed, max

0,5 + 0,45!^= |S0'9 Я° С50/6°;(4.113)

VRdcVRdJ[<0,8більшеніжС55/67

г. no ^Ed, minn

• ДЛЯ <0

v Ed,max

Vr-wttw•

Ed, maxn c г Ed, min

<0,5-', ,(4.114)

VRd,c |VRd,c|

де VEd max - розрахункова величина максимальної прикладеної сили при повторюваному сполученні навантажень;

VEd, min “ розрахункова величина мінімальної прикладеної сили при повторюваному сполученні навантажень у перерізі, де має місце VEd max;

VRd с - розрахункова величина опору зсуву згідно з виразом (4.36).

5 РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ БЕТОННИХ І ЗАЛІЗОБЕТОННИХ КОНСТРУКЦІЙ ЗА ГРАНИЧНИМИ СТАНАМИ II ГРУПИ

1. Загальні положення
2. Проектування залізобетонних конструкцій за II групою граничних станів виконується згідно з вимогами, наведеними в 7 ДБН В.2.6.-98.
3. При розрахунках напружень і прогинів вважається, що поперечні перерізи працюють без тріщин при забезпеченні умови, коли напруження розтягу в бетоні не повинні перевищувати fctm за умови, що розрахунок мінімального армування на розтяг також ґрунтується на тому ж значенні. Для розрахунку ширини розкриття тріщин і жорсткості при розтягу необхідно використовувати fctm.
4. Обмеження рівня напружень
5. Напруження стиску у бетоні повинні обмежуватись для запобігання виникненню поздовжніх тріщин або високих рівнів повзучості. Поздовжні тріщини можуть виникати, якщо рівень напружень при нормативному сполученні навантажень перевищує критичну величину. Такі тріщини можуть призводити до зменшення довговічності. За відсутності інших заходів, таких як збільшення захисного шару для арматури у стиснутій зоні або встановлення поперечної арматури, можливо обмежити напруження стиску до величини k^fck у зонах із середовищем класів впливу XD, XF і XS (таблиця 4.1 ДБН В.2.6.-98).

За відсутності більш точних даних величину /о, рекомендується приймати = 0,6.;

1. Якщо напруження у бетоні при квазіпостійних навантаженнях менші ніж 0,45 fcA., можна

приймати лінійний характер повзучості. При перевищенні напружень у бетоні 0,45 fck необхідно враховувати нелінійний характер повзучості.

1. Можна вважати, що! неприйнятному утворенню тріщин або деформуванню можна запобігти, якщо при основній комбінації навантажень для II групи граничних станів деформації розтягу в арматурі крайнього шару не перевищують є5 < 0,0015. Середня величина напружень у попередньо напруженій арматурі не повинна перевищувати 0,75 fyk.
2. Обмеження розкриття тріщин
3. Загальні передумови
4. Утворення тріщин є нормальним для залізобетонних конструкцій, на які діє, згин, зріз, крутіння або розтяг, викликані безпосереднім навантаженням або обмеженням прикладених деформацій. Утворення тріщин повинно обмежуватись до рівня, за якого вони не впливають на належне функціонування конструкції або вони є прийнятними.
5. Тріщини можуть також виникати з інших причин, таких як усадка або значні хімічні реакції у тужавіючому бетоні. Такі тріщини можуть бути неприйнятно значними, але запобігання їм не є предметом розгляду у цьому нормативному документі.
6. Утворення вказаних в 5.3.1.2 тріщин може бути прийнятним, якщо їх ширина не перевищує ширини тріщин для відповідних умов експлуатації і при забезпеченні умови, що вони не впливають на функціонування конструкції.
7. Повинна встановлюватись величина обмеження wmax обчисленої ширини розкриття

тріщин wk, з урахуванням передбаченого функціонування і характеру конструкції, а також витрат на обмеження тріщиноутворення.

Рекомендовані величини wmax для відповідних класів впливу наведені у таблиці 5.1.

За відсутності особливих вимог (наприклад, жорсткості води) можна вважати, що обмеження визначеної ширини розкриття тріщин wmax, наведені в таблиці 5.1, при основному сполученні навантажень буде достатнім для залізобетонних елементів у будівлях стосовно зовнішнього вигляду і довговічності.

1. На довговічність попередньо напружених елементів може більш критично впливати тріщиноутворення. За відсутності більш точних вимог можна припускати, що обмеження визначеної ширини розкриття тріщин wmax, наведені в таблиці 5.1, при повторюваному сполученні навантажень’буде достатнім для залізобетонних попередньо напружених елементів. Обмеження декомпресії вимагає, щоб усі частини напруженої арматури або каналів розміщалися щонайменше на 25 мм всередину стиснутого бетону.
2. Для елементів з напруженою арматурою без зчеплення з бетоном застосовуються ті самі вимоги, що і для залізобетонних елементів без попереднього напруження арматури. Для елементів із комбінованою зчепленою і незчепленою напруженою арматурою застосовуються вимоги для попередньо напружених елементів із зчепленням напруженої арматури.
3. Для елементів, що знаходяться у середовищі з класом впливу XD3, можуть знадобитись спеціальні заходи. Вибір заходів залежить від природи наявних агресивних речовин.
4. При використанні стиснуто-розтягнутих моделей з орієнтацією стиснутих умовних елементів відповідно до траєкторій напружень стиску у стані без тріщин можливо використовувати зусилля у розтягнутих умовних елементах для визначення відповідних напружень арматури з метою оцінки ширини розкриття тріщин.
5. Ширину розкриття тріщин можна обчислювати згідно з 5.3.4. Альтернативою є обмеження розміру стрижня або кроку згідно з 5.3.3.
6. Мінімальна площа армування

5.3.2А Якщо за більш точними розрахунками не показано, що менша площа достатня, то мінімальну площу арматури обчислюють за нижченаведеним виразом. У профільованих перерізах, таких як Т-подібні і коробчасті балки, мінімальне армування необхідно визначати для окремих частин перерізу (стінки, полиці).

j^s.min^s=^ct ’(5.1)

де As min- мінімальна площа армування у розтягнутій зоні;

Act - площа бетону у розтягнутій зоні. Розтягнута зона - це частина перерізу, яка за

розрахунком повинна зазнавати розтягу безпосередньо перед утворенням першої тріщини;

as - абсолютне значення максимально допустимих напружень у арматурі зразу після

утворення тріщини. Вони можуть прийматись такими, що дорівнюють опору текучості арматури fyk . Однак, може знадобитись нижче значення для задоволення вимог стосовно обмежень ширини розкриття тріщин відповідно до максимального розміру стрижня або кроку (5.3.3);

fct eff - середня величина міцності бетону на розтяг, що має місце в момент часу, коли очікується поява тріщин:

fct eff = fctm або нижче fctm (t), якщо поява тріщин очікується раніше ніж через 28 діб; к - коефіцієнт, що враховує вплив нерівномірних самоврівноважених напружень, які зменшують зусилля у з'єднаннях:

1. для стінок при h < 300 мм або полиць при ширині менше ніж 300 мм;

0,65 для стінок при h > 800 мм або полиць при ширині більше ніж 800 мм; проміжні значення можуть визначатись інтерполяцією; кс - коефіцієнт, що враховує розподіл напружень у межах перерізу безпосередньо перед утворенням тріщин і зміною плеча пари: для чистого розтягу кс= 1,0; для згину або сполучення згину і осьових сил:

- для прямокутних перерізів і стінок коробчастих перерізів та Т-подібних перерізів:

1~

< 1,

(5.2)

кг =0,4х

-для полиць коробчастих перерізів та Т-подібних перерізів:

>0,5,

F„

(5.3)

»

кс =0,9х

A f

ncr 'cr.eff

де стс - середні напруження у бетоні, що діють на частину перерізу, який розглядається:

N,

Ed

bh

(5.4)

N,

JEd - осьова сила, що діє у граничному стані за придатністю до нормальної експлуатації на частину поперечного перерізу, який розглядається (сила стиску додатна).

NEd повинна визначатись з урахуванням характеристичних величин сил поперечного напруження і осьових зусиль при відповідному сполученні дій; h* = h при h < 1,0 м;

/?* = 1,0 м при h < 1,0 м.

к* - коефіцієнт, що враховує впливи осьових сил на розподіл напружень:

2h_

3/7

к< =

к 1 = 1,5, якщо NEd - сила стиску;

, якщо NEd - сила розтягу;

- абсолютна величина зусилля розтягу у полиці безпосередньо перед утворенням тріщин, обумовлена моментом тріщиноутворення, обчисленим при fct eff .

1. Можна припускати, що зчеплена напружена арматура у розтягнутій зоні запобігає утворенню тріщин на відстані < 150 мм від центра напруженої арматури. Це може враховуватибь додаванням члена ^Лр Аор у ліву частину виразу (5.1), де А'р- площа напруженої на упори або на бетон арматури в межах Ас eff;

Ас eff- фактична площа розтягнутого бетону, що оточує звичайну або напружену арматуру,

на висоті hc eff, де hc eff - менше із значень 2,5(h-d), (h -x)l 3 або h12 (рисунок 5:1)

1- поправочний коефіцієнт міцності зчеплення, який враховує різницю вдіаметрах

попередньо напруженої і звичайної арматури:

cr

Де

(5.5)

- коефіцієнт міцності зчеплення попередньо напруженої і звичайної арматури згідно 3 6.7.2. ДБН В.2.6-98.

Астр - зміна напруження у попередньо напруженій арматурі від стану нульової деформації бетону на тому ж самому рівні;

0S - найбільший діаметр стрижня звичайної арматури;

0р - еквівалентний діаметр попередньо напруженої арматури згідно з 6.7.2. ДБН В.2.6-98.

Якщо для запобігання тріщиноутворенню застосовується тільки напружена арматура, то

а

1. Попередньо напружені елементи не потребують мінімального армування у випадках, коли при основному сполученні навантажень і характеристичній величині попереднього напруження бетон стиснутий, або абсолютна величина напружень розтягу у бетоні менша ніж °ct,p =fc,eff згідно з 5.3.2.1.

б

площа

В

а - балки; б - плити; в - розтягнуті елементи Рисунок 5.1 - Ефективна розтягнута зона (типові випадки)

1. Обмеження тріщиноутворення без прямих розрахунків
2. Якщо на армовані звичайною або напруженою арматурою залізобетонні плити у будівлях діє згин без значного осьового розтягу, то можна не передбачати спеціальних заходів для обмеження тріщиноутворення за умови, що загальна товщина плити не перевищує 200 мм і застосовано положення щодо конструювання 7.3.
3. Правила, наведені у 5.3.4, можна для спрощення представити у формі таблиці при обмеженні діаметра стрижня або кроку.