Страница 5: СНиП 2.03.02-86. Бетонные и железобетонные конструкции из плотного силикатного бетона (54053)

коэффициент условий работы бетона bi - по табл. 11 настоящих норм;

коэффициент а в формуле (142) СНиП 2.03.01-84 равным 0,02.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН

Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента

4.2. Ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента аcrс, мм, на уровне центра тяжести растянутой арматуры следует определять по формуле

,                                                    (26)

где jl3 - коэффициент, принимаемый равным при учете:

кратковременных нагрузок и непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок - 1,0;

многократно повторяющейся нагрузки, а также продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок - 1,5;

??     - коэффициент, принимаемый согласно указаниям п. 4.14 СНиП 2.03.01-84;

s -   напряжение на уровне центра тяжести арматуры S или (при наличии предварительного напряжения) приращение напряжений от действия внешней нагрузки, определяемое согласно указаниям п. 4.3 настоящих норм;

Gsb - модуль деформации смещения арматуры относительно бетона на участках между трещинами, принимаемый равным для бетона:

на известково-песчаном вяжущем                  0,67Eb

на известково-шлаковом вяжущем                 0,62Eb

us - периметр сечения растянутой арматуры;

а1 - коэффициент, определяемый: при двузначной эпюре напряжений в сечении элемента по формуле

;                              (27)

при однозначной эпюре напряжений в сечении элемента по формуле

;                                                           (28)

значение a1 принимается не менее 0,4.

В формулах (27) и (28):

 - коэффициент, учитывающий положение растянутой арматуры по высоте сечения;

m - относительная высота сжатой зоны элемента с усредненными деформациями в сжатой зоне и растянутой арматуре, определяемая согласно п. 4.18;

а2 - коэффициент, принимаемый равным

,                                                       (29)

При расположении растянутой арматуры в несколько рядов по высоте растянутой зоны ширина раскрытия трещин на уровне стержней, наиболее удаленных от нейтральной линии, вычисляется по формуле (26) с умножением на коэффициент a3, определяемый по формуле

,                                                        (30)

где Сs - расстояние от центра тяжести площади сечения всей растянутой арматуры до центра тяжести ряда стержней, наиболее удаленного от нейтральной линии.

Ширина непродолжительного раскрытия трещин определяется:

для элементов 2-й категории трещиностойкости от непродолжительного действия полной нагрузки (постоянной, длительной, кратковременной) - по формуле (26);

для элементов 3-й категории трещиностойкости- по формуле

,                                                 (31)

где  - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия полной нагрузки;

 - ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;

 - ширина продолжительного раскрытия трещин от действия постоянных и длительных нагрузок.

Значения ,  и  определяются по формуле (26) настоящих норм. Входящие в нее величины ??m и еs,tot вычисляют по формулам (42) и (55) при значениях ??pl определяемых по формулам (37) и (38), и ??m - по табл. 15, причем ??pl и ??m находят при вычислении:

 и  - от действия полной нагрузки;

   - действия постоянной и длительной нагрузок.

Ширина продолжительного раскрытия трещин для элементов, к трещиностойкости которых предъявляются требования 3-й категории, определяются от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок.

На участках элементов, имеющих начальные трещины в сжатой зоне, ширину раскрытия трещин, вычисленную по формуле (31), следует увеличивать на 15 %.

4.3. Напряжения (или их приращения) следует определять по формулам:

для центрально растянутых элементов

;                                                         (32)

для изгибаемых, а также внецентренно растянутых при e0,tot ³ 0,8h0 и внецентренно сжатых элементов

,                                             (33)

для внецентренно растянутых элементов при e0,tot < 0,8h0

.                                                  (34)

В формулах (32) - (34):

Ntot и Ms    - соответственно равнодействующая продольных сил и заменяющий момент, определяемые согласно требованиям п. 4.16; при определении значения Мs эксцентриситет продольных усилий относительно оси, проходящей через центр тяжести растянутой арматуры, следует считать положительным, если он направлен в сторону сжатой (менее растянутой) зоны сечения;

xm - относительная высота сжатой зоны (см. п. 4.2);

zm   - величина, характеризующая положение внутренних усилий в сечении и определяемая согласно требованиям п. 4.19;

zs   - расстояние между центрами тяжести растянутой и сжатой арматуры, равное h0 - a;

e0,tot    -  эксцентриситет равнодействующей продольной силы N и усилия предварительного обжатия P относительно центра тяжести приведенного сечения.

4.4. Глубину начальных трещин в сжатой зоне hcrc, образующихся при предварительном обжатии, транспортировании или монтаже элементов, следует определять по формуле

.                                                     (35)

Значения m следует определять по формулам (53) - (56). Значение hcrc не должно превышать 0,5h.

Расчет по раскрытию трещин, наклонных к продольной оси элемента

4.5. Ширину раскрытия трещин, наклонных к продольной оси элемента, в месте пересечения поперечной арматурой наклонной трещины следует определять согласно указаниям п. 4.17 СНиП 2.03.01-84, принимая усилие обжатия Р с учетом потерь по табл. 2 настоящих норм и значения ??l = l3, указанных в п. 4.2 настоящих норм.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ЗАКРЫТИЮ ТРЕЩИН

4.6. Расчет железобетонных элементов по закрытию (зажатию) трещин следует производить согласно указаниям пп. 4.18, 4.19 и 4.21 СНиП 2.03.01-84, принимая:

расчетные характеристики материалов согласно разд. 2 настоящих норм;

значения ??sp и Р с учетом потерь - по табл. 2 настоящих норм;

значение ??s - по формулам (32)-(34) настоящих норм;

главные напряжения в бетоне на уровне центра тяжести приведенного сечения - по п. 4.11 СНиП 2.03.01-84 с учетом указаний п. 4.1 настоящих норм.

Для участков элементов, имеющих начальные трещины в сжатой зоне, значение ??sp, приведенное в формуле (154) СНиП 2.03.01-84, должно быть снижено на 15 %.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

4.7. Деформации (прогибы, углы поворота) элементов железобетонных конструкций следует вычислять по формулам строительной механики, определяя входящие в них значения кривизны согласно указаниям настоящего раздела.

Величина кривизны и деформаций железобетонных элементов отсчитывается от их начального состояния, при наличии предварительного напряжения - от состояния до обжатия бетона.

4.8. Кривизну железобетонных элементов следует определять по средним деформациям в сжатой и растянутой зонах исходя из следующих основных положений (черт. 2):

сечения после деформирования остаются плоскими как на участках, где в растянутой зоне имеются трещины, нормальные к продольной оси элемента, так и на участках, где эти трещины не образуются либо они закрыты;

напряжения в бетоне распределяются по линейному закону (треугольная форма эпюры напряжений) и определяются с учетом неупругих деформаций бетона (см. п. 4.10);

на участках элемента, где трещины в растянутой зоне не образуются либо они закрыты, сечения рассматриваются сплошными, состоящими из бетона и арматуры в сжатой и растянутой зонах;

на участках элемента, где в растянутой зоне имеются трещины, нормальные к продольной оси, сечения рассматриваются состоящими в сжатой зоне из бетона и сжатой арматуры (если она имеется), а в растянутой зоне - только из арматуры, напряжения которой определяются с учетом стесняющего воздействия растянутого бетона на участках между трещинами (см. п. 4.11).

Черт. 2. Схемы усилий и эпюры деформаций и напряжений в поперечном сечении элемента при расчете его по деформациям

а - на участках, где в растянутой зоне отсутствуют трещины, нормальные к продольной оси; б - на участках, где в растянутой зоне имеются трещины, нормальные к продольной оси; 1 - сечения; 2 - эпюры деформаций; 3 - схемы усилий и эпюры напряжений

4.9. Элементы или участки элементов рассматриваются без трещин в растянутой зоне, если трещины не образуются при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок или они закрыты при действии постоянных и длительных нагрузок, при этом нагрузки вводятся в расчет с коэффициентом надежности по нагрузке f = 1,0.

4.10. Неупругие деформации бетона сжатой и растянутой зон на участках элемента без трещин и бетона сжатой зоны на участках с трещинами следует учитывать умножением величины Eb, на коэффициент wpl, принимаемый равным:

при непродолжительном действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок

wpl = 0,9;                                                           (36)

при продолжительном действии постоянных и длительных нагрузок

,                                                        (37)

где ??b - величина, определяемая согласно требованиям п. 2.13;

при расчете по деформациям элементов, воспринимающих многократно повторяющуюся нагрузку, независимо от продолжительности действия нагрузки

,                                                        (38)

где а - коэффициент приведения арматуры к бетону при многократно повторяющихся нагрузках, определяемый в соответствии с указаниями п. 3.14.

4.11. При определении кривизны на участках элемента с трещинами в растянутой зоне усилия в бетоне растянутой зоны между трещинами, оказывающие стесняющее воздействие на средние деформации арматуры, следует учитывать делением модуля упругости арматуры на коэффициент m, определяемый согласно п. 4.17.

4.12. Для изгибаемых элементов при l/h < 10 необходимо учитывать влияние поперечных сил на их прогиб согласно требованиям п. 4.21.

4.13. Если при изготовлении, транспортировании и монтаже конструкций в зоне, которая впоследствии под действием нагрузки будет сжата, могут возникнуть трещины, наличие этих трещин должно быть учтено согласно требованиям пп. 4.15 и 4.20.

Определение кривизны железобетонных элементов на участках без трещин в растянутой зоне

4.14. На участках, где не образуются нормальные к продольной оси трещины, кривизну изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов следует определять по формуле

,                                                       (39)

где М -   момент внешних сил (включая усилие предварительного обжатия) относительно оси, нормальной к плоскости действия изгибающего момента и проходящей через центр тяжести приведенного сечения;

pl - коэффициент, принимаемый в соответствии с п. 4.10;

Еb   - принимается согласно п. 2.12.

Примечание. При определении приведенного сечения арматуру следует приводить к бетону с модулем деформации, равным plEb.

4.15. Полную величину кривизны на участке, где не образуются трещины в растянутой зоне, следует определять по формуле

,                                               (40)

где  - кривизна от кратковременных нагрузок;

 - кривизна от постоянных и длительных нагрузок;

 - кривизна, обусловленная выгибом вследствие ползучести бетона от усилия предварительного обжатия.

Величины  и  - определяют по формуле (39), а величину  - согласно п. 4.20.

На участках, где нормальные трещины образуются, но при действии рассматриваемых нагрузок обеспечено их закрытие, полная кривизна должна быть увеличена на 20 % по сравнению с расчетной.

При расчете элементов с начальными трещинами в сжатой зоне полная кривизна должна быть увеличена на 15 % по сравнению с полученной по формуле (39).

Определение кривизны железобетонных элементов на участках с трещинами в растянутой зоне

4.16. На участках элемента, где образуются нормальные к продольной оси трещины в растянутой зоне, кривизну изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов следует определять по формуле

,                                 (41)

где Ms -   момент относительно оси, нормальной к плоскости действия изгибающего момента и проходящий через центр тяжести площади сечения арматуры S, от всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения, включая усилие предварительного обжатия (заменяющий, момент). Для изгибаемых элементов с ненапрягаемой арматурой Мs = М;

Ntot -   равнодействующая продольной силы и усилия предварительного обжатия Р (при внецентренном растяжении сила N принимается со знаком «минус»). Для изгибаемых элементов с ненапрягаемой арматурой N = 0;

xт - величина, определяемая согласно п. 4.18;

m - коэффициент, учитывающий работу бетона растянутой зоны между трещинами и определяемый согласно п. 4.17;

zт - величина, определяемая согласно п. 4.19.

Для гибких внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов при определении Мs следует учитывать влияние прогиба на эксцентриситет силы N, определяя деформации таких элементов методом последовательных приближений.

4.17. Значение коэффициента m, учитывающего работу бетона растянутой зоны между трещинами, следует определять по формуле

,                                                 (42)

где ??m - коэффициент, принимаемый по табл. 15;

Таблица 15

Mc -    момент внешних сил (включая усилие предварительного обжатия Р, 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;