Конструкции зданий и сооружений. БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ВСН В.2.6-33-2.3-01-99 (рус)

мелкозернистого и легкого бетона при классах

нагрузки

ниже В30

30В50

выше В50

1. Непродолжительное действие

1,0

1,0

1,0

2. Продолжительное действие при

влажности воздуха окружую-

щей среды W, %

менее 40

4,0

3,4

2,9

40W60

3,5

3,0

2,5

60<W80

3,0

2,6

2,0

80<W100

2,5

2,2

1,9

Примечание 1. Влажность воздуха окружающей среды принимается в

соответствии со СНиП 2.01.01.

Примечание 2. Для мелкозернистого бетона групп Б и В значения _b2 следует

умножать на коэффициент, который принимается равным соответственно1,15 и 0,80.

Примечание 3. Группа мелкозернистого бетона определяется в соответствии со

СНиП 2.03.01.

Кривизна определяется по формуле (139), при этом вычисляется по значениям _b2, что соответствует непродолжительному действию нагрузки,

С.74 ВСН В.2.6.-33-2.3-01-99

- при _b2, что соответствует продолжительному действию нагрузки.

5.19. На участках, где в растянутой зоне образуются трещины, нормальные к продольной оси элемента, кривизну изгибаемых, внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых при e_0,tot  0,8h₀ стержневых элементов без предварительного напряжения прямоугольного, таврового и двутаврового (коробчатого) сечений следует определять по формуле

(140)

где M – момент относительно оси, нормальной к плоскости действия момента и

проходящей через центр тяжести площади сечения растянутой арматуры S, от всех внешних сил, расположенных с одной стороны от сечения рассматриваемого элемента;

z - расстояние от центра тяжести площади сечения арматуры S до точки

приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения над

трещиной, которое определяется в соответствии с 5.20.

_s - коэффициент, учитываюший работу растянутого бетона на участках

с трещинами и определяющийся в соответствии с 5.21.

x - высота сжатой зоны бетона, определяющаяся в соответствии с 5.20;

N –продольная сила от внешней нагрузки.

В формуле (140) знак «плюс» принимается для внецентренно сжатых, а знак «минус» - для внецентренно растянутых элементов.

5.20. Высота сжатой зоны бетона вычисляется по формуле

(141)

где

(142)

где

_b1 и _b2, - то же, что и в формуле (139);

_b – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения

деформаций крайнего волокна бетона вдоль участка с трещинами и

принимается равным:

а) для бетона класса В7,5 и выше - 0,9

б) для легкого бетона В7,5 и ниже - 0,7

в) для конструкций, которые рассчитывают на действие многократно

ВСН В2.6.-33-2.3-01-99 С.75

повторяющихся нагрузок независимо от вида и класса бетона - 1,0

_f – коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и

двутавровых элементах, определяется по формуле

(143)

_s – коэффициент, который учитывает влияние арматуры S^’ в сжатой зоне и

определяется по формуле

(144)

_n – коэффициент, который учитывает эксцентриситет приложения

продольной силы, определяется по формуле

(145)

где y – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до центра тяжести

площади сечения арматуры S;

r – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки,

которое определяется согласно с 5.22;

e_s,tot - эксцентриситет силы N относительно центра тяжести площади сечения

арматуры S, отвечает моменту M и определяется по формуле

(146)

В формуле (145) знак «минус» принимается при сжимающей, а знак «плюс» - при растягивающей силе N.

Значение z вычисляется по формуле

(147)

где

Для внецентренно сжатых элементов значение z должно приниматься не более 0,97 e_s,tot.

Расчет сечений, которые имеют полку в сжатой зоне, при <h_f^’/h проводится как для прямоугольных шириной b_f^’. Расчетная ширина полки b_f^’ определяется в соответствии с 4.18.

5.21. Коэффициент _s для элементов из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов определяется по формуле

С.76 ВСН В.2.6.-33-2.3-01-99

,

(148)

но не более 1,0, при этом следует принимать

Для изгибаемых элементов последний член в правой части формулы (148) разрешается принимать равным нулю.

В формуле (148):

_ls – коэффициент, который учитывает влияние продолжительности действия

нагрузки и принимается в соответствии с таблицей 25;

e_s,tot - определяется по формуле (146);

,

(149)

но не более 1,0;

где W_pl – момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого

волокна с учетом неупругих деформаций растянутого бетона,

определяется по формуле

(150)

I_bo – момент инерции площади сечения сжатой зоны бетона относительно

нулевой линии;

I_so ,I_so^’ - момент инерции площади сечения арматуры соответственно S и S^’

относительно нулевой линии;

S_bo – статический момент площади сечения растянутой зоны бетона

относительно нулевой линии.

Таблица 25 – Значения коэффициента _ls

Длительность действия

Коэффициент _ls для класса бетона

нагрузки

выше В 7,5

В 7,5 и ниже

1.Непродолжительное действие

нагрузки:

а) стержневой

- гладкой,

1,0

0,7

- периодического профиля;

1,1

0,8

б) проволочной

1,0

0,7

2. Длительное действие (независимо

0,8

0,6

от вида арматуры)

ВСН В2.6.-33-2.3-01-99 С.77

Положение нулевой линии определяется из условия

(151)

где S_bo^’ – статический момент площади сечения сжатой зоны бетона относительно

нулевой линии;

A_bt – площадь сечения растянутой зоны бетона.

В формуле (149):

М_r – момент внешних сил, расположенных с одной стороны от рассматрива-

емого сечения, относительно оси, параллельной нулевой линии и которая

проходит через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны,

определяется по формулам:

а) для изгибаемых элементов

(152)

б) для внецентренно сжатых элементов

(153)

в) для внецентренно растянутых элементов

(154)

где - e₀ – эксцентриситет приложения продольной силы относительно центра

тяжести приведенного сечения.

В формуле (149) со знаком «плюс» принимается момент, который вызывает растяжение в арматуре S.

Для конструкций, которые рассчитываются на выносливость, значения коэффициента_s во всех случаях принимают равным 1,0.

5.22. Расстояние r определяется по формулам для элементов:

а) изгибаемых

(155)

б) внецентренно сжатых

(156)

в) внецентренно растянутых

(157)

С.78 ВСН В.2.6.-33-2.3-01-99

В формулах (155)-(157):

(158)

но не менее 0,7 и не более 1,0;

где _b – максимальное напряжение в сжатом бетоне от внешней нагрузки,

которое вычисляется как для упругого тела по приведенному сечению;

W_pl – определяется по формуле (150);

A - площадь всего бетона в поперечном сечении;

A_red- площадь приведенного сечения;

W_red- момент сопротивления приведенного сечения элемента для крайнего

растянутого волокна, определяется как для упругого материала.

5.23. Полная кривизна 1/r для участка с трещинами в растянутой зоне должна определяться по формуле

(159)

где - кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки;

- кривизна от непродолжительного действия постоянных и длительных

временных нагрузок;

- кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных

временных нагрузок.

Кривизна определяется по формуле (140), при этом кривизна вычисляется при значениях _b2 и _s, соответствующих непродолжительному действию нагрузки, кривизна - при _b2 и _s, соответствующих длительному действию нагрузки.

ВСН В2.6.-33-2.3-01-99 С.79

6.РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

КОНСТРУКЦИЙ НА ТЕМПЕРАТУРНЫЕ И

ВЛАЖНОСТНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

6.1. Учет температурных воздействий следует производить:

- при расчете бетонных конструкций по прочности в соответствии с п.4.1, а так же при расчете по образованию (недопущению) трещин в случаях, когда нарушение монолитности этих конструкций может изменить статическую схему их работы, вызвать дополнительные внешние силовые воздействия или увеличение противодавления, привести к снижению водонепроницаемости и долговечности конструкций;

- при расчете статически неопределимых железобетонных конструкций, а также при расчете железобетонных конструкций по образованию (недопущению) трещин в случаях, указанных в 5.2;

- при определении деформаций и перемещения элементов сооружений для назначения конструкций температурных швов и противофильтрационных уплотнений;

- при назначении температурных режимов, требуемых по условиям возведения сооружения и нормальной его эксплуатации;

- при расчете тонкостенных железобетонных элементов непрямоугольного сечения (тавровые, кольцевые), контактирующих с грунтом.

6.2. При расчете бетонных и железобетонных конструкций следует учитывать температурные воздействия эксплуатационного и строительного периодов.

К температурным воздействиям эксплуатационного периода относятся климатические колебания температуры наружного воздуха, воды в водоемах и эксплуатационный подогрев ( или охлаждение) сооружения.

Температурные воздействия строительного периода определяются с учетом экзотермии и других условий твердения бетона, включая конструктивные и технологические мероприятия по регулированию температурного режима конструкции, температуры замыкания строительных швов, полного остывания конструкции до среднемноголетних эксплуатационных температур, колебаний температуры наружного воздуха и воды в водоемах.

В железобетонных конструкциях температурные напряжения могут вызывать:

- неоднородность структуры бетона, который состоит из элементов с разными коэффициентами температурного расширения;

- неоднородность температурного поля, включая явление экзотермии в период твердения и набора прочности бетона;

- наличие арматуры, которая имеет разный с бетоном коэффициент линейного температурного расширения;

- статическая неопределенность конструкции или их элементов, которая препятствует свободным температурным деформациям.

Конкретный перечень температурных воздействий, которые следует учитывать в расчетах бетонных и железобетонных конструкций основных гидротехнических сооружений, должен устанавливаться нормами проектирования

С.80 ВСН В.2.6.-33-2.3-01-99

соответствующих видов сооружений.

6.3. В расчетах бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений на температурные воздействия при соответствующем обосновании допускается учитывать тепловое влияние солнечной радиации. Поверхностный нагрев может вызывать возникновение поверхностных сжимающих напряжений, которые суммируются с эксплуатационными напряжениями сжатия.

6.4. Учет влажностных воздействий при расчете бетонных и железобетонных конструкций должен быть обоснован в зависимости от возможности развития усадки или набухания бетона этих конструкций.

Изменение гидротехнического равновесия бетона относительно окружающей среды или непосредственное увлажнение бетона вызывает появление влажностных деформаций. Препятствие свободной влажностной деформации приводит к увеличению влажностных напряжений, которые могут проявиться в виде усадочных трещин.

Допускается не учитывать усадку бетона в расчетах:

массивных конструкций;

- тонкостенных конструкций, находящихся под водой, контактирующих с водой или засыпаных грунтом, если были предусмотрены меры по предотвращению высыхания бетона в период строительства.

6.5. Температурные и влажностные поля конструкций рассчитываются методами строительной физики с использованием основных положений, принятых для нестандартных процессов.

6.6. Данные о температуре и влажности окружающей среды и другие климатологические характеристики должны приниматься на основе метеорологических наблюдений в районе строительства. При отсутствии таких наблюдений необходимые сведения следует принимать по СНиП 2.01.01 и по официальным документам Государственной гидрометеорологической службы.

Температура воды в водоемах должна определяться на основе специальных расчетов и по аналогам.

6.7. Для сооружений І класса теплофизические характеристики бетона устанавливаются на основании специальных исследований. Для сооружений других классов и при предварительном проектировании сооружений I класса указанные характеристики бетонов допускается принимать по таблицам 6.1 и 6.2 приложения 6.

6.8. Деформативные характеристики бетона, необходимые для расчета термонапряженного состояния конструкций, допускается принимать:

а) начальный модуль упругости бетона, МПа, в возрасте менее 180 суток – по формуле

(160)

где - безразмерный параметр, принимаемый по табл. 6.3 приложения 6;

t - возраст бетона, сут.;

ВСН В2.6.-33-2.3-01-99 С.81

б) начальный модуль упругости бетона в возрасте 180 суток и более следует принимать в соответствии с 2.21.

Учет ползучести бетона в расчетах бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений производится согласно известных методик с использованием соответствующих теорий ползучести. Вид используемой теории ползучести определяется необходимой точностью расчета.

Характеристики ползучести бетона следует принимать по таблице 6.4 приложения 6.

Для сооружений І класса деформативные характеристики бетона следует уточнять исследованиями на образцах из бетона производственного состава.