ВСН В.2.6.-33-2.3-01-99 С.19
- относительная высота сжатой зоны бетона, которая определяется из условия равновесия;
R- предельная относительная высота сжатой зоны бетона.
2.36. Коэффициенты условий работы арматуры при расчетах по предельным состояниям второй группы принимаются равными единице.
3. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАСЧЕТУ КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Расчет бетонных и железобетонных конструкций выполняется по методу предельных состояний с учетом класса ответственности сооружений и категорий ответственности конструктивных элементов, изменчивости свойств материалов, нагрузок и влияний, геометрических характеристик и условий работы конструкции в соответствии с разделом 2.
Классы гидротехнических сооружений назначаются согласно СНиП 2.06.01 (таблица 3 приложения 2).
3.2. Расчет бетонных и железобетонных конструкций должен выполняться по предельным состояниям первой и второй групп.
3.2.1. Первая группа включает предельные состояния, наступление которых приводит до полной непригодности конструкций к эксплуатации вследствие:
- разрушения хрупкого, вязкого, усталостного и иного характера, включая разрушение при совместном действии внешних нагрузок и неблагоприятного влияния окружающей среды (периодического или постоянного влияния агрессивной среды, действие попеременного замораживания, действие пожара и т.п.);
- потери устойчивости положения.
3.2.2. Вторая группа включает предельные состояния, наступление которых усложняет нормальную эксплуатацию конструкций или приводит к сокращению их установленного срока службы вследствие:
- образования или чрезмерного раскрытия трещин (если по условиям эксплуатации образование или чрезмерное раскрытие трещин не допустимо);
- чрезмерных перемещений (прогибы, углы поворотов, колебания).
3.3. К трещиностойкости конструкций (или их частей) устанавливаются требования соответствующих категорий в зависимости от условий, в которых они работают, и от вида использованной арматуры:
1-я категория – не допускается образование трещин (трещиностойкие конструкции);
2-я категория – допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин при условии обеспечения их последующего закрытия (нетрещиностойкие конструкции);
3-я категория – допускается ограниченное по ширине непродолжительное
и продолжительное раскрытие трещин (нетрещиностойкие конструкции).
Под непродолжительным раскрытием трещин понимается их раскрытие при совместном действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, а под продолжительным – только постоянных и длительных нагрузок.
С.20 ВСН В.2.6.-33-2.3-01-99
3.4. Расчет бетонных и железобетонных конструкций должен гарантировать
с необходимой степенью надежность от наступления предельных состояний на стадиях изготовления, транспортирования, возведения, эксплуатации и, в случае необходимости, реконструкции.
3.5. Расчет бетонных и железобетонных конструкций должен выполняться на основании рассмотрения расчетных ситуаций, предусмотренными соответствующими нормами проектирования гидротехнических сооружений, которые характеризуются схемой (моделью) конструкций и соответственно ситуациям видами нагрузок и влияний, включая влияние окружающей среды.
Расчетная модель и основные предпосылки расчета конструкций должны отображать действительные условия их работы (положение в составе системы сооружения, проявление физической и геометрической нелинейности, характер трещинообразования и т.п.), которые отвечают рассматриваемому предельному состоянию.
3.6. Как основные методы расчета бетонных и железобетонных конструкций должны использоваться:
При соответствующем обосновании расчет может выполняться на основе специально выполненных теоретических и (или) экспериментальных исследований на моделях или натурных конструкциях.
3.7. Усилия, напряжения и деформации от внешних нагрузок и воздействий окружающей среды в бетонных и железобетонных конструкциях и в системах сооружений необходимо определять по общим правилам строительной механики с учетом физической и геометрической нелинейности работы конструкций в системе.
3.8. Нормативные значения нагрузок и воздействий определялись согласно со СНиП 2.06.04, СНиП 2.01.07 и согласно с соответствующими нормами проектирования отдельных видов сооружений и конструкций.
Перечень нагрузок и воздействий на гидротехнические конструкции и сооружения приведены в приложении 4 СНиП 2.06.01.
Расчетные значения нагрузок и воздействий определяются умножением нормативных значений на соответствующий коэффициент надежности по нагрузкам.
Значения коэффициентов надежности по нагрузкам ??f при расчетах по предельным состояниям первой группы следует принимать в соответствие с приложением 3, а при расчетах по предельным состояниям второй группы – равным ??f =1.0 за исключением случаев, когда ??f устанавливается нормами проектирования отдельных конструкций.
3.9. Значения нагрузок и воздействий необходимо умножать на коэффициент надежности по ответственности ??n и коэффициент сочетания нагрузок ??lc.
Коэффициент надежности по ответственности сооружений, учитывающий капитальность и значимость последствий при наступлении тех или иных
предельных состояний, при расчетах конструкций по предельным состояниям
ВСН В.2.6.-33-2.3-01-99 С.21
первой группы принимается для классов сооружений: І класс ??n = 1,25; ІІ-1,20;
ІІІ-1,15; ІV-1,10. При расчетах по предельным состояниям второй группы следует принимать для всех классов сооружений ??n = 1,0.
Коэффициенты сочетания нагрузок и воздействий ??lc следует принимать:
- при расчетах по предельным состояниям первой группы – для основного сочетания нагрузок и воздействий в период нормальной эксплуатации ??lc =1,0;
3.10. В расчетных формулах, приведенных в разделах 4,5 и 6, предусматривается, что усилия от внешних нагрузок и воздействий определены с учетом коэффициентов надежности по нагрузкам ??f, надежности по ответственности ??n и коэффициента сочетания нагрузок ??lc.
3.11. Расчетные значения характеристик материалов следует умножать на коэффициент условий работы ??с, который учитывает тип сооружения, конструкций, вид материалов, приближенность расчетных схем, вид предельного состояния и иные факторы и устанавливается действующими нормативными документами на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений и их конструкций.
В расчетных формулах разделов 4,5 и 6 коэффициенты условий работы бетона ??bi, которые определяются согласно 2.19, и коэффициенты условий работы арматуры ??si, которые определяются согласно 2.33-2.36, условно не включены с целью упрощения написания расчетных формул.
3.12. Сборно-монолитные конструкции с несущей арматурой следует рассчитывать по двум стадиям работы конструкций:
- до приобретения бетоном, уложенным на месте использования конструкций, заданной прочности – на действие собственного веса этого бетона и других нагрузок, действующих на данном этапе возведения сооружения;
- после приобретения бетоном, уложенным на месте эксплуатации конструкции, заданной прочности – на нагрузки, которые действуют во время эксплуатации, включая собственный вес.
Расчет по прочности выполняется на действие расчетных нагрузок отдельно для двух стадий без суммирования усилий и напряжений.
3.13. Для заанкерных в основание плотины наряду с расчетом конструкций следует выполнять экспериментальные исследования для определения несущей способности анкерных устройств, релаксации напряжений в бетоне и анкерах. Необходимо предусматривать мероприятия по защите анкеров от коррозии. Для предварительно напряженных конструкций в проектах необходимо предусматривать возможность повторного натяжения анкеров или их замену, а также проведение контрольных наблюдений за состоянием анкеров в бетоне
3.14. При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузки от собственного веса элемента следует вводить с коэффициентом динамичности, равным:
С.22 ВСН В.2.6.-33-2.3-01-99
- при транспортировании 1,60
- при подъеме и монтаже1,40
Для указанных коэффициентов динамичности допускается принимать более низкие значения, обоснованные в установленном порядке, но не ниже 1,25.
3.15. Величину противодавления воды в расчетных сечениях элементов следует определять с учетом условий работы конструкций в эксплуатационный период, а также с учетом конструктивных и технологических мероприятий согласно с 7.2 и 7.3.
В элементах массивных и подводных бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений противодавление воды необходимо учитывать как объемную силу, которая определяется согласно СНиП 2.06.06.
В стержневых и плитных сооружениях противодавление воды следует учитывать как растягивающую силу, приложенную в рассматриваемом расчетном сечении, при этом удельный вес материала принимается без учета взвешивания.
Противодавление воды следует учитывать как при расчете сечений, совпадающих со швами бетонирования, так и монолитных сечений.
3.16. Усилие противодавления в расчетных сечениях напорных стержневых и плитных элементов следует принимать равными площади эпюры напряжений, обусловленных воздействием противодавления. Указанные напряжения в отдельных точках сечения принимаются равными , где p – интенсивность гидростатического давления; - коэффициент эффективной площади противодавления в бетоне.
Для трещиностойких элементов следует принимать линейный закон изменения интенсивности гидростатического давления воды p от величины давления на напорной (верховой) грани до величины давления на низовой грани.
Для нетрещиностойких элементов линейный закон изменения интенсивности гидростатического давления следует принимать только в пределах сжатой зоны сечения. В пределах трещины принимается равномерное давление, определяемое заглублением трещины под уровень воды.
Коэффициенты эффективной площади противодавления для сооружений І и ІІ классов следует определять на основании экспериментальных исследований с учетом противофильтрационных устройств.
При отсутствии данных экспериментальных исследований в сечениях изгибаемых, внецентренно сжатых и плитных элементов допускается принимать следующие значения :
= 1 в растянутой зоне сечений и в зоне распространения трещин;
= 0 в сжатой зоне сечений элементов.
Высота сжатой зоны бетона определяется исходя из гипотезы плоских сечений. В нетрещиностойких элементах работа растянутого бетона не учитывается и форма эпюры напряжений бетона в сжатой зоне сечения принимается треугольной.
Вид напряженного состояния сечения при определении дополнительных напряжений устанавливается исходя из гипотезы плоских сечений при действии
ВСН В.2.6.-33-2.3-01-99 С.23
всех нагрузок без учета силы противодавления.
3.17. Расчет элементов конструкций на выносливость необходимо производить при числе циклов изменения нагрузки 2??106 и более за весь расчетный срок эксплуатации сооружения (например, проточные части гидроагрегатов, водосбросы, плиты водобоя, подгенераторные конструкции и др.).
3.18. При проверке несущей способности к пригодности к нормальной эксплуатации внутренние усилия (напряжения) и перемещения следует определять, как правило, с учетом неупугого поведения конструкций, обусловленного трещинообразованием и ползучестью бетона, нелинейной зависимостью между напряжениями и деформациями материалов, а также с учетом последовательности возведения и нагружения сооружения.
Допускается усилия (напряжения) в сечениях определять в предположении упругой работы конструкций в тех случаях, когда методика расчета конструкций с учетом их неупругого поведения не разработана или расчет выполняется на промежуточной стадии проектирования.
3.19. При расчетах статически определимых стержневых конструкций, у которых ( h- максимальная высота поперечного сечения; l- пролет в свету), по предельным состояниям первой и второй групп внутренние усилия (нормальные и перерезывающие силы), изгибающие и крутящие моменты), а также перемещения и углы поворота следует определять методами сопротивления материалов. При определении линейных перемещений и углов поворота необходимо учитывать изменение жесткости сечений в результате трещинообразования в бетоне. Условия трещинообразования следует принимать в соответствии с 5.3.
3.20. В статически неопределимых стержневых конструкциях внутренние усилия и перемещения следует определять методами строительной механики стержневых систем, как правило, с учетом неупругой работы, обусловленной изменением жесткости сечений в результате трещинообразования в бетоне.
3.21. При расчете бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений необходимо учитывать дополнительные связи строительного периода, носящие постоянный характер (эстакады, балки подкрановых путей, дополнительная арматура для производства работ и т.п.).
3.22. Расчеты, которые не регламентированы настоящими нормами (расчеты предварительно напряженных конструкций, расчет коротких консолей, расчет на косое внецентренное сжатие и косой изгиб, расчет закладных деталей и др.), следует выполнять по указаниям СНиП 2.03.01, а при проектировании портовых и транспортных сооружений также СНиП 2.05.03. При этом необходимо учитывать коэффициенты, принятые в настоящих нормах.
С.24 ВСН В.2.6.-33-2.3-01-99
4. РАСЧЕТ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ
