4.17. Значение коэффициента ??m , учитывающего работу бетона растянутой зоны между трещинами, следует определять по формуле
??m = 1 - ??m , (42)
где ??m - коэффициент, принимаемый по табл. 15;
Таблица 15
|
Вид |
Коэффициент ??m при учете действия нагрузок |
|
|
арматуры |
непродолжительного |
продолжительного |
|
Периодического профиля Гладкая |
0,7 0,6 |
0,35 0,30 |
Mc - момент внешних сил (включая усилие предварительного обжатия P), при действии полной нагрузки, относительно оси, перпендикулярной к плоскости изгиба и проходящей через точку приложения равнодействующей усилий в бетоне сжатой зоны непосредственно перед образованием трещин;
Mb,cr - момент внутренних усилий, воспринимаемый бетонной частью сечения (без учета усилий в растянутой и сжатой арматуре) непосредственно перед образованием трещин относительно той же оси и определяемый по формуле
Mb,crc = Rbt,ser Wb,pl , (43)
здесь Rbt,ser - принимаются по табл. 8 с учетом указаний п. 2.11;
Wb,pl - момент сопротивления для крайнего растянутого волокна с учетом неупругих деформаций растянутого бетона, определяемый по формуле
Wb,pl = + Sbt; (44)
здесь xc - высота сжатой зоны непосредственно перед появлением трещин, определяемая без учета продольной силы N и усилия предварительного обжатия Р из условия
Sb0 + ?? (Ss0’ - Ss0) = Abt ; (45)
Ib0 - момент инерции площади сжатой зоны бетона относительно нулевой линии;
Ss0 , Ss0’- статические моменты площадей сечения соответственно растянутой и сжатой арматуры относительно нулевой линии;
Abt - площадь сечения растянутого бетона.
Для элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечения значение Wbt допускается определять по формуле
Wbt = (0,292 + 0,75??0 + 0,15??’0) bh2 , (46)
где ??0 = ; (47)
??0 = ; (48)
а значения Мс - по формулам:
а) для изгибаемых элементов с ненапрягаемой арматурой:
Mc = M; (49)
б) для изгибаемых предварительно напряженных и внецентренно сжатых элементов (кроме случаев, предусмотренных в подпункте “в”)
Mc = Ms - Ntot 0,65 h0; (50)
в) для изгибаемых предварительно напряженных и внецентренно сжатых элементов с полкой в сжатой зоне:
при ??0 = > 0,4 , (51)
Mc = Ms - Ntot . (52)
Значения коэффициента ??m , вычисленные по формуле (42), следует принимать не менее 0,25 - при учете непродолжительного действия нагрузок и не менее 0,55 - при учете продолжительного.
При расчете элементов, подвергающихся воздействию многократно повторяющейся нагрузки, значение коэффициента ??m следует принимать равным единице независимо от формы поперечного сечения, наличия предварительного напряжения арматуры или продолжительности действия статических нагрузок.
Примечания: 1. При расчете элементов с полкой в растянутой зоне вводимая в расчет ширина свесов этой полки в каждую сторону не должна превышать двойной ее высоты.
4.18. Относительную высоту сжатой зоны ??m = следует определять из уравнений равновесия внешних и внутренних усилий, составленных с учетом положений, приведенных в п. 4.8 настоящих норм. В общем случае величину xm следует определять из уравнений:
для изгибаемых элементов с ненапрягаемой арматурой (при Ntot = 0)
??pl??mSb0 + ????m S’s0 - ??Ss0 = 0 ; (53)
в остальных случаях (при Ntot ?? 0)
??pl ??m (es,tot - h0 + xm) Sb0 - ??pl ??m Ib0 + ?? ??m (es,tot - h0 + a’) S’s0 - ?? es,tot Ss0 = 0, (54)
где ??pl - принимается по указаниям п. 4.10;
??m - принимается по указаниям п. 4.17;
?? = - отношение модулей упругости арматуры и бетона;
es,tot - расстояние от точки приложения равнодействующей нормальных сил Ntot до центра тяжести площади сечения арматуры растянутой зоны, отвечающее заменяющему моменту Ms (см. п. 4.16) и определяемое по формуле
es,tot = ; (55)
Sb0, S’s0, Ss0 - статические моменты площадей соответственно сжатой зоны бетона, сжатой арматуры и рас тянутой арматуры относительно нулевой линии.
4.19. Величину zm, характеризующую положение внутренних усилий в сечении, следует определять исходя из положений, приведенных в п. 4.8, как отношение момента всех внутренних усилий в сечении относительно оси, нормальной к плоскости изгиба и расположенной на расстоянии 1/3??mh0 от наиболее сжатой грани, к величине равнодействующей внутренних усилий в растянутой зоне.
Для элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечений значение zm следует определять по формуле
zm = [1 - ?? - ???? ??m ?????? ???? + ??’ ?????? ??????] h0 (56)
где ??m - принимается по указаниям п. 4.18;
??m - принимается по указаниям п. 4.17;
??pl - принимается по указаниям п. 4.10;
??2, ??’2, ??’, ??’, ??’f ,- безразмерные геометрические характеристики сечения определяемые по формулам:
??2 = 2 ; ??’2 = 2 ; ?? ’= ; ??’= ; ??’f = (57)
4.20. Полную величину кривизны на участке с трещинами в растянутой зоне следует определять по формуле
= 4 - 5 + 6 - 3 , (58)
где 4 - кривизна от непродолжительного действия всех нагрузок, учитываемых при расчете по деформациям (см. п. 1.21 СНиП 2.03.01-84);
5 - кривизна от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;
6 - кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;
3 - кривизна, обусловленная выгибом вследствие ползучести бетона от усилия предварительного обжатия и определяемая по формуле (59) настоящих норм.
Значения 4 , 5 , 6 определяют по формуле (41) настоящих норм, причем при определении:
4 и 5 - расстояние es,tot необходимо вычислять при непродолжительном действии всех учитываемых нагрузок, а коэффициенты ??pl и ??m должны отвечать непродолжительному действию нагрузки;
6 - расстояние es,tot необходимо вычислять при действии постоянных и длительных нагрузок, а коэффициенты ??pl и ??m должны отвечать продолжительному действию нагрузки.
Величину 3 следует определять по формуле
3 = , (59)
где hbp - расстояние от крайнего сжатого волокна бетона до усилия обжатия Р;
Єbp,l и Є ’bl - относительные деформации ползучести бетона соответственно на уровне действия усилия обжатия Р (вычисляемое с учетом потерь по поз. 1-5 табл. 2) и крайнего сжатого волокна бетона, проявляющиеся за время от обжатия бетона до загружения элемента внешней нагрузкой и определяемые по формулам:
Єbp,l = ????;
(60)
Є ’bl = ????;
здесь ??’6+??’9 - принимается численно равной сумме потерь предварительного напряжения арматуры от ползучести бетона согласно поз. 6 и 9 табл. 2;
?? ’6+?? ’9 - то же, для напрягаемой арматуры, если бы она имелась на уровне крайнего сжатого волокна бетона.
Если кратковременные нагрузки отсутствуют или не учитываются при определении прогибов, полную величину кривизны следует принимать равной
= 6 - 3 . (61)
Если значения 5 и 6 оказываются отрицательными, их принимают равными нулю.
При расчете элементов с начальными трещинами в сжатой зоне полную кривизну, определенную по формуле (58), следует увеличивать на 15%.
Определение прогибов
4.21. Прогибы элементов следует определять согласно требованиям пп. 4.31-4.33 СНиП 2.03.01-84, принимая:
значение x в формулах (171) и (174) СНиП 2.03.01-84, согласно требованиям пп. 4.15 и 4.18 настоящих норм, соответственно для участков без трещин и с трещинами в растянутой зоне;
значение ??b2 в формуле (173) СНиП 2.03.01-84 - равным ?? (где ??pl - коэффициент, определяемый согласно указаниям п. 4.10 настоящих норм);
величину G в формуле (173) СНиП 2.03.01-84 - согласно указаниям п. 2.15 настоящих норм.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
5.1. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций из силикатного бетона для обеспечения условий их изготовления, долговечности и совместной работы арматуры и бетона следует выполнять конструктивные требования, приведенные в СНиП 2.03.01-84 для тяжелого бетона, а также дополнительные требования, изложенные в пп. 5.2-5.4 настоящих норм.
5.2. Минимальную толщину защитного слоя бетона для продольной рабочей арматуры, поперечной (хомутов и отогнутых стержней) и распределительной арматуры в конструкциях, предназначенных для эксплуатации при относительной влажности внутреннего воздуха помещений свыше 75%, или во влажной зоне (см. пп. 1.3 и 1.5 настоящих норм), а также в агрессивных средах следует увеличивать на 5 мм по сравнению с требованиями СНиП 2.03.01-84.
5.3. В стеновых панелях, изготовляемых из жестких бетонных смесей, необходимо предусматривать следующие дополнительные мероприятия:
толщину защитного слоя арматуры принимать равной 3 см;
длину заделки строповочных петель необходимо увеличивать на 5d по сравнению с заделкой строповочных петель в панелях, формуемых без применения жестких смесей;
расстояние строповочных петель до проема должно быть не менее 30 см.
5.4. Конструктивное армирование бетонных панелей несущих стен, как правило, должно предусматриваться двусторонним независимо от того, в какой степени используется их несущая способность, причем площадь вертикальной арматуры на 1 м длины горизонтального сечения и горизонтальной арматуры на 1 м длины вертикального сечения с каждой стороны панели должна приниматься такой же, как для панелей из тяжелого цементного бетона.
5.5. Для конструктивного армирования элементов следует применять арматуру возможно меньших диаметров, но не менее 4 мм, причем при проектировании элементов, бетонируемых в горизонтальном положении, верхняя конструктивная арматура для сохранения ее в проектном положении при бетонировании должна быть снабжена связями, установленными вдоль толщины изделия не реже чем через 85 ее диаметров по длине стержней.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН
УСИЛИЯ ОТ ВНЕШНИХ
НАГРУЗОК И ВОЗДЕЙСТВИЙ
В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ ЭЛЕМЕНТА
M - изгибающий момент;
N - продольная сила;
Q - поперечная сила;
Т - крутящий момент.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОГО ЭЛЕМЕНТА
Р - усилие предварительного обжатия, определяемое по формуле (8) СНиП 2.03.01-84, с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента;
??sp, ??’sp - предварительные напряжения соответственно в напрягаемой арматуре S и S’ до обжатия бетона (при натяжении арматуры на упоры) либо в момент снижения величины предварительного напряжения в бетоне до нуля воздействием на элемент внешних фактических или условных сил, определяемые согласно указаниям пп. 1.9, 1.11 и 1.14 настоящих норм с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента;
??bp - сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного обжатия, определяемые согласно указаниям пп. 1.11, 1.14 и 1.15 настоящих норм с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента;
??sp - коэффициент точности натяжения арматуры, определяемый согласно указаниям п. 1.27 СНиП 2.03.01-84.
ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ
Rb, Rb,ser - расчетные сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний соответственно первой и второй групп;
Rbt, Rbt,ser - расчетные сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп;
Rbp - передаточная прочность бетона, назначаемая согласно указаниям п. 2.6 СНиП 2.03.01-84 с учетом п. 1.15 настоящих норм;
Rs , Rs,ser - расчетные сопротивления арматуры растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп;
Rsw - расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению, определяемое согласно указаниям п. 2.28 СНиП 2.03.01-84;
Rsc - расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний первой группы;
Eb - начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении;
Es - модуль упругости арматуры.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛОЖЕНИЯ
ПРОДОЛЬНОЙ АРМАТУРЫ
В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ ЭЛЕМЕНТА
S - обозначение продольной арматуры:
а) при наличии сжатой и растянутой от действия внешней нагрузки зон сечения - расположенной в растянутой зоне;
б) при полностью сжатом от действия внешней нагрузки сечении -расположенной у менее сжатой грани сечения;
в) при полностью растянутом от действия внешней нагрузки сечении:
для внецентренно растянутых элементов - расположенной у более растянутой грани сечения;
для центрально растянутых элементов - всей в поперечном сечении элемента;
S’ - обозначение продольной арматуры:
а) при наличии сжатой и растянутой от действия внешней нагрузки зон сечения - расположенной в сжатой зоне;
б) при полностью сжатом от действия внешней нагрузки сечении - расположенной у более сжатой грани сечения;
в) при полностью растянутом от действия внешней нагрузки сечении внецентренно растянутых элементов - расположенной у менее растянутой грани сечения.
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
b - ширина прямоугольного сечения; ширина ребра таврового и двутаврового сечений;
bf , b’f - ширина полки таврового и двутаврового сечений соответственно в растянутой и сжатой зонах;
h - высота прямоугольного, таврового и двутаврового сечений;
hf, h’f - высота полки таврового и двутаврового сечений соответственно в растянутой и сжатой зонах;
a, a’- расстояния от равнодействующей усилий в арматуре соответственно S и S’ до ближайшей грани сечения;
h0, h0’- рабочая высота сечения, равная соответственно h - a и h - a’;
x - высота сжатой зоны бетона;
?? - относительная высота сжатой зоны бетона, равная x/h0;
