граничні значення нормальних розтягувальних напружень у бетоні – ;
граничні значення розрахункової ширини розкриття тріщин – 0,01 см.
При розрахунку необхідно враховувати зниження попередніх напружень в напружуваній арматурі, відповідне до втрат за рік.
3.98 В елементах конструкцій, що проектуються за категоріями вимог з тріщиностійкості 2а, 2б і 3б, у зонах бетону, стиснутих на стадії експлуатації конструкцій під постійним та тимчасовим навантаженням, не слід допускати при інших стадіях роботи виникнення розтягувальних напружень, які перевищують величину .
3.99 Тріщиностійкість залізобетонних конструкцій мостів і труб забезпечується обмеженнями розтягувальних і стискальних напружень, а в бетонних конструкціях – стискальних напружень.
Граничні величини зазначених напружень приймаються в залежності від умов, які необхідно забезпечити:
а) поява (утворення) тріщин в елементах конструкції неприпустима;
б) поява тріщин з обмеженим їх розкриттям по ширині допустима (можлива).
3.100 Утворення поздовжніх тріщин від нормальних стискальних напружень у всіх конструкціях і на всіх стадіях їхньої роботи неприпустиме. Нормальні стискальні напруження, що виникають від діючих нормативних навантажень і впливів у перерізах елементів, не повинні перевищувати:
у бетонних і залізобетонних конструкціях з ненапружуваною арматурою – розрахункових опорів (з урахуванням 3.48 та 3.97);
у обтисненій зоні бетону попередньо напружених конструкцій – розрахункових опорів (на стадії виготовлення і монтажу) і (на стадії постійної експлуатації).
Головні стискальні напруження, що виникають в бетоні стінок попередньо напружених балок, не повинні у всіх випадках перевищувати розрахунковий опір бетону .
3.101 Утворення тріщин, нормальних до поздовжньої осі елемента (перпендикулярних до напрямку дії нормальних розтягувальних напружень), не припускається в конструкціях мостів, проектованих за категорією вимог з тріщиностійкості 2а за винятком випадку перевірки на пропуск по мосту монтажного крана. При цьому не виключається імовірність утворення випадкових поперечних тріщин.
Для виконання цих умов нормальні розтягувальні напруження в обтиснутому бетоні не повинні перевищувати значень, вказаних у 3.97 і табл. 3.22.
3.102 У конструкціях, що проектуються за категоріями вимог з тріщиностійкості 2б, 3а, 3б і 3в припускається утворення поперечних тріщин. При цьому можливість утворення поперечних тріщин у конструкціях, що проектуються по категоріях вимог з тріщиностійкості 2б і 3а, обмежується двома показниками, зазначеними в табл. 3.22, – гранично припустимими розтягувальними напруженнями і розрахунковою шириною можливого розкриття поперечних тріщин.
Крім цього, у попередньо напружених конструкціях, що проектуються за категорією вимог з тріщиностійкості 2б, необхідно забезпечувати ,,затиснення" поперечних тріщин: граничні значення мінімальних стискальних напружень у обтискуваному бетоні при відсутності на мосту тимчасового навантаження мають бути не менше значень, наведених у табл. 3.22.
3.103 Головні розтягувальні напруження у бетоні стінок попередньо напружених балок повинні обмежуватися з урахуванням головних стискальних напружень до розрахункового опору бетону на стиск при розгляданні перерізу як суцільного.
Граничні значення головних розтягувальних напружень в залежності від відношення зазначених величин повинні прийматися не більше наведених у табл. 3.23
Таблиця 3.23
|
Граничні значення головних розтягувальних напружень , у мостах |
||
|
залізничних |
автодорожніх та міських |
|
|
, але не більше, ніж 1,75 Мпа (18 кгс/см2) |
але не більше, ніж 2,15 Мпа (22 кгс/см2) |
|
|
Примітка 1. Для проміжних значень відношень граничні значення треба визначати за інтерполяцією. Примітка 2. Попередні величини розтягувальних напружень в бетоні зон біля клейових стиків в складених конструкціях прогонових будов слід зменшувати на 10%. Довжина зони приймається такою, що дорівнює висоті стика в кожен бік від стика. |
||
3.104 Головні стискальні і головні розтягувальні напруження, зазначені в пп. 3.100 і 3.103, слід визначати за формулою
, (3.83)
де – нормальне напруження в бетоні уздовж поздовжньої осі від зовнішнього навантаження і від зусиль в напружуваній арматурі з урахуванням втрат;
– нормальне напруження в бетоні в напрямку, нормальному до поздовжньої осі елемента, від напружуваних хомутів, нахиленої арматури і напружень від опорної реакції, при цьому розподіл стискальних зусиль від опорної реакції необхідно прийняти під кутом 45°
– дотичне напруження в бетоні стінки (ребра), вирахуване за формулою
(3.84)
У формулі (3.84):
– дотичні напруження від поперечної сили, викликаної дією зовнішнього навантаження і попереднього напруження;
– те ж, від кручення;
– коефіцієнт, що враховує вплив поперечного обтиснення бетону згідно з 3.27;
– розрахунковий опір бетону сколюванню при згині, прийнятий відповідно до табл. 3.6.
При розрахунку стінок (ребер) складених за довжиною балок з бетонними стиками на головні напруження згідно з формулою (3.83) дотичні напруження по контакту між попередньо стиснутим бетоном та блоками, що входять у формулу, слід обмежувати значенням, наведеним у формулі (3.84), до правої частини якої поряд з коефіцієнтом необхідно вводити також і коефіцієнт . При необтиснутих стиках замість коефіцієнта слід вводити коефіцієнт . Переріз бетону омонолічування допускається вираховувати при розрахунку за граничними станами другої групи і в тому разі якщо, розрахунком обґрунтовано, а конструктивно забезпечено передачу зсувного зусилля по контакту бетону омонолічування з бетоном блоків і якщо сколювальні напруження в бетоні по контакту не перевищують 0,5 згідно з табл.3.6. Переріз ін’єкційованого розчину в закритих каналах допускається враховувати в розрахунку повністю.
Визначення нормальних і дотичних напружень в елементах висотою, що змінюється за довжиною прогону, слід виконувати з урахуванням змінності перерізу.
3.105 Ширину розкриття нормальних і нахилених до поздовжньої осі тріщин см, у залізобетонних елементах, що проектуються за категоріями вимог з тріщиностійкості 2б, За, 3б і Зв, необхідно визначати за формулою
, (3.85)
де – розтягувальне напруження, воно дорівнює для ненапружуваної арматури напруженню у найбільш розтягнутих (крайніх) стержнях, для напружуваної – збільшенню напружень після погашення обтиснення бетону;
– модуль пружності відповідно для ненапружуваної і напружуваної арматури, прийнятий згідно з табл. 3.17;
– коефіцієнт розкриття тріщин, що визначається в залежності від радіуса армування (враховує вплив бетону розтягнутої зони, деформації арматури, її профіль і умови роботи елемента) і прийнятий згідно з 3.109;
– граничне значення розрахункової ширини розкриття тріщин, см, прийняте згідно з табл. 3.22.
3.106 При визначенні ширини тріщин згідно з формулою (3.85) при змішаному армуванні значення з урахуванням розтягувальних напружень в ненапружуваній арматурі та прирощення напруження в ненапружуваній арматурі після погашення попереднього обтискання бетону до нуля визначається за формулою:
(3.86)
де – коефіцієнт розкриття тріщин для ненапружуваної арматури згідно з 3.109.
– те ж для напружуваної арматури згідно з 3.109.
3.107 Розтягувальні напруження у поперечній і поздовжній арматурі стінок (ребер) балок припускається визначати за формулою
(3.87)
де – напруження в попередньо напружених балках, що не мають напружуваних хомутів, його приймають таким, що дорівнює головному розтягувальному напруженню на рівні центра тяжіння перерізу, у балках з ненапружуваною арматурою – таким, що дорівнює дотичному напруженню на тому ж рівні;
– коефіцієнт армування стінки стержнями, які перетинають похилий переріз (між вутами поясів), що визначається як відношення площі перерізу цих стержнів на нормаль до похилого перерізу – до площі бетону похилого перерізу;
– коефіцієнт, що враховує перерозподіл напружень у зоні утворення нахилених тріщин і обчислюваний за формулою
, (3.88)
де – довжина, см, передбачуваної нахиленої тріщини на ділянці між вутами поясів (у таврових балках початок похилого перерізу приймається від крайнього, вбік нейтральної осі, ряду розтягнутої арматури); нахил тріщин необхідно приймати згідно з 3.79.
Рис.10. Проекції зусиль у поперечній арматурі на нормаль до нахиленого перерізу
1 – нормаль; 2 – хомут; 3 – похилий переріз; 4 – поздовжня арматура;
5 – дотична до пучка; 6 – вут
3.108 При визначенні ширини нормальних тріщин у розтягнутій зоні попередньо напружених елементів необхідно враховувати всю розтягнуту арматуру.
При визначенні ширини тріщин у попередньо напружених палях припускається враховувати всю арматуру розтягнутої зони.
Збільшення розтягувального напруження в напружуваній арматурі, згідно з 3.105, що виникає після зниження під тимчасовим навантаженням попереднього стискального напруження в бетоні до нуля, припускається визначати за формулою
, (3.89)
де – розтягувальне напруження у бетоні на рівні центра тяжіння площі розтягнутої зони бетону;
– коефіцієнт армування, що визначається як відношення площі поперечного перерізу, що враховується в розрахунку, поздовжньої арматури до площі всієї розтягнутої зони бетону (арматура, що не має зчеплення з бетоном, при обчисленні не враховується).
При змішаному армуванні напруження в бетоні визначається на рівні центра тяжіння тієї частини площі розтягнутої зони бетону, у межах якої розтягувальні напруження не перевищують .
Напруження в ненапружуваній арматурі при змішаному армуванні припускається визначати за формулою
,
де – напруження в бетоні на рівні центра тяжіння частини площі розтягнутої зони бетону, у межах якої напруження в бетоні перевищують ;
.
3.109 Коефіцієнти розкриття тріщин необхідно приймати в залежності від радіуса армування (см) такими, що дорівнюють:
– для гладкої стержневої арматури, арматурних пучків із гладкого дроту і для сталевих закритих канатів;
– для стержневої арматури періодичного профілю, дротів періодичного профілю, пучків з цього дроту, канатів класу К-7 і пучків з них і сталевих канатів зі спіральним і подвійним скрутом, а також для будь-якої арматури в стінках.
3.110 При розрахунку ширини нормальних тріщин радіус армування має визначатися за формулою
, (3.90)
де – площа зони взаємодії для нормального перерізу, прийнята обмеженою зовнішнім контуром перерізу і радіусом взаємодії ;
– коефіцієнт, що враховує ступінь зчеплення арматурних елементів з бетоном згідно з табл. 3.24;
– число арматурних елементів з однаковим номінальним діаметром ;
– діаметр одного стержня (включаючи випадки розташування стержнів у групах) .
Для непрямокутних перерізів з арматурою, рівномірно розподіленою по контуру, радіус взаємодії приймається .
Для пучків і канатів відповідає зовнішньому контуру арматурного елемента, a .
Таблиця 3.24
|
Вид армування конструкції |
Коефіцієнт |
|
1. Одиночні стержні (гладкі і періодичного профілю), одиночні дроти періодичного профілю або арматурні канати класу К-7 |
1,0 |
|
2. Вертикальні ряди з двох стержнів (без просвітів), групи зі здвоєних стержнів (із просвітами між групами стержнів) |
0,85 |
|
3 Те ж, із трьох стержнів (із просвітами між групами стержнів), сталеві канати зі спіральним і подвійним скрутом, пучки з арматурних канатів класу К-7 |
0,75 |
|
4 Пучки з числом дротів до 24 включно |
0,65 |
|
5 Пучки з числом дротів більше 24 або сталеві закриті канати |
0,5 |
Радіус взаємодії необхідно відкладати від крайнього, найближчого до нейтральної осі ряду стержня. Якщо в крайньому ряді встановлено менше половини площі поперечного перерізу стержнів від площі арматури в кожнім з інших рядів, то необхідно відкладати від передостаннього ряду з повним числом стержнів; у круглих перерізах необхідно відкладати від осі найбільш напруженого стержня убік нейтральної осі, а при пучках стержнів – від осі внутрішнього стержня найбільш напруженого пучка.
Зона взаємодії не повинна виходити за нейтральну вісь, і її висота не повинна перевищувати висоти перерізу, а в центрально-розтягнутих елементах приймається такою, що дорівнює всій площі перерізу. У круглих перерізах площа зони взаємодії і радіус армування необхідно визначати для найбільш напруженого стержня або пучка.
При розрахунку ширини нахилених тріщин радіус армування необхідно визначати за формулою
, (3.91)
де – площа зони взаємодії для нахиленого перерізу, вирахувана за формулою
;
– довжина нахиленого перерізу стінки згідно з 3.107;
– товщина стінки;
– число нахилених стержнів, віток хомутів і поздовжніх стержнів у межах нахиленого перерізу;
– діаметри відповідно нахилених стержнів (або пучків), хомутів і поздовжніх стержнів, що перерізають похилий переріз у межах стінки;
– кути між похилими стержнями (або пучками), хомутами, поздовжніми стержнями і нормаллю до нахиленого перерізу згідно з рис.10.
3.111 Тріщиностійкість елементів від місцевих напружень, викликаних сконцентровано прикладеними силами попререднього напруження та згин стінок від місцевого навантаження, припускається забезпечувати постановкою додаткової арматури, що сприймає з бетону все розтягувальне зусилля від місцевих впливів, що передається на неї, у припущенні утворення тріщин на розглянутій ділянці. При цьому обчислена ширина тріщин не повинна перевищувати нормовану для категорій вимог за тріщиностійкістю 3б або 3в (табл. 3.22). Для ділянок, де зазначені напруження не перевищують , армування дозволяється здійснювати конструктивно.
