ДСТУ Б В.2.7-214:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Методи визначення міцності за контрольними зразками
ДСТУ Б В.2.7-170:2008 Будівельні матеріали. Бетони. Методи визначення середньої густини, вологості, водопоглинання, пористості і водонепроникності
ДСТУ Б В.2.7-224:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Правила контролю міцності
ДСТУ Б В.2.7-220:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Визначення міцності механічними методами неруйнівного контролю
3.1.1 Показники якості та використання їх при проектуванні
Для виготовлення бетонних та залізобетонних конструкцій, що проектуються у відповідності з даним стандартом, використовується важкий конструкційний бетон з середньою густиною від 2000 кг/м3 до 2500 кг/м3 включно.
Основними показниками якості бетону, які встановлюються при проектуванні згідно з ДБН В.2.6-98, є:
клас бетону за міцністю на стиск С;
марка бетону за морозостійкістю F (призначається для конструкцій, які піддаються впливу поперемінного заморожування та відтавання);
марка бетону за водонепроникністю W (призначається для конструкцій, до яких пред'являються вимоги щодо обмеження водопроникності).
Клас бетону за міцністю на стиск С відповідає гарантованій міцності бетону за стандартними кубами в МПа, з забезпеченістю 0,95.
3.1.1.3 Для бетонних та залізобетонних конструкцій приймаються, як правило, бетони наступ них класів і марок:
- класів бетону за міцністю на стиск:
С8/10; С12/15; С16/20; С20/25; С25/30; С30/35; С32/40; С35/45; С40/50; С45/55; С50/60;
марок бетону за морозостійкістю:
F50; F75; F100; F150; F200;
марок бетону за водонепроникністю:
W2; W4; W6.
Залежно від реальних умов експлуатації і на вимогу замовника можуть призначатись і більш високі класи за морозостійкістю та водонепроникністю F300; F400; F500; і W8; W10; W12 відповідно.
3.1.1.4 Вік бетону, який відповідає його класу за міцністю на стиск, призначають при проекту ванні, виходячи з можливих реальних строків завантаження конструкцій проектними навантаженнями. За відсутності таких даних клас бетону призначається в віці 28 діб.
Значення відпускної міцності бетону в елементах збірних конструкцій повинно відповідати "Технічному регламенту будівельних виробів, будівель і споруд" та технічній документації на виріб.
Для залізобетонних конструкцій не рекомендується використовувати бетон класу за міцністю на стиск нижче С12/15.
Клас бетону, в якому розміщена попередньо напружена арматура без анкерів: для арматури класів А600, А800, Вр1400, Вр1500 – не нижче С16/20; для арматури класів А1000, Вр1200, Вр1300, К1400, К1500 – не нижче С25/30.
Передаточну міцність бетону (передаточна міцність бетону на час його обтиснення, яка контролюється аналогічно класу бетону на стиск) слід призначати не менше С12/15 і не менше 50 % прийнятого класу бетону.
Марку бетону за морозостійкістю призначають у залежності від вимог, яким повинні відповідати конструкції, класу умов їх експлуатації (табл. 4.1 ДБН В.2.6-98) та діапазону зміни температури навколишнього середовища в холодний період.
Для надземних конструкцій, які піддаються впливу навколишнього середовища за розрахункової температури зовнішнього повітря в холодний період від мінус 5 °С до мінус 40 °С, приймають марку бетону за морозостійкістю не нижче F75, а за розрахункової температури зовнішнього повітря вище мінус 5 °С у вказаних конструкціях марку бетону за морозостійкістю не нормують.
3.1.1.9 Марку бетону за водонепроникністю призначають у залежності від вимог, яким повинні відповідати конструкції, та класу умов їх експлуатації (табл. 4.1 ДБН В.2.6-98).
Для надземних конструкцій, які піддаються впливу навколишнього середовища за розрахункової температури повітря вище мінус 40 °С, а також для зовнішніх стін опалюваних будівель марку бетону за водонепроникністю не нормують.
В інших випадках необхідну марку бетону за водонепроникністю призначають відповідно до спеціальних вказівок.
3.1.2 Характеристичні і розрахункові значення характеристик бетону
3.1.2.1 Базовими міцнісними характеристиками бетону для розрахунку конструкцій є їх характеристичне значення:
опір бетону осьовому стиску ;
опір бетону осьовому розтягу
У разі необхідності для аварійних розрахункових ситуацій може використовуватись значення бетону при осьовому розтягу
Характеристичні значення опору бетону осьовому стиску (призмова міцність) та осьовому розтягу приймають у залежності від класу бетону на стиск С згідно з табл. 3.1 ДБН В.2.6-98.
3.1.2.2 Розрахункове значення міцності бетону на стиск визначається, як:
Величина може змінюватися в межах від 0,8 до 1,0. Конкретна величина коефіцієнта у вказаних межах, в залежності від призначення конструкції і тривалості впливу, несприятливих дій призначається проектувальником за погодженням із замовником. Рекомендованим є значення = 1,0.
3.1.2.3 Коефіцієнт надійності може застосовуватись із меншим значенням, якщо доведено,
що система контролю якості на виробництві забезпечує в конструкції коефіцієнт варіації міцності бетону, що не перевищує 10 %. У такому разі коефіцієнт надійності = 1,22.
3.1.2.4 Розрахункове значення міцності бетону на розтяг визначається, як
3.1.2.5 Розрахункові значення опору бетону осьовому стиску та осьовому розтягу приймають у залежності від класу бетону на стиск С згідно з табл. 3.1 ДБН В.2.6-98.
У необхідних випадках розрахункові значення міцнісних характеристик бетону перемножують на наступні коефіцієнти умов роботи , які враховують особливості роботи бетону в конструкції:
а) - коефіцієнт, який враховує тривалість впливу статичного навантаження:
= 1 – при нетривалій (короткочасній) дії навантаження;
= 0,9 – при тривалій дії навантаження;
б) – коефіцієнт, який враховує характер руйнування бетонних конструкцій, = 0,9;
в) – коефіцієнт для бетонних і залізобетонних конструкцій, які бетонуються в вертикальному положенні, при висоті шару бетонування більше 1,5 м, = 0,85.
3.1.3 Деформаційні характеристики бетону
3.1.3.1 Основними деформаційними характеристиками бетону є:
граничні відносні деформації бетону при осьовому стиску і розтягу (при однорідному напруженому стані бетону) ;
початковий модуль пружності ;
коефіцієнт (характеристика) повзучості ;
коефіцієнт поперечної деформації бетону (коефіцієнт Пуассона)
коефіцієнт лінійної температурної деформації .
Граничні відносні деформації бетону при осьовому стиску, початковий модуль пружності наведені в табл. 3.1 ДБН В.2.6-98. Значення коефіцієнта поперечної деформації бетону (коефіцієнт Пуассона – коефіцієнт поперечної деформації бетону при рівні напружень у бетоні, що не перевищує 0,5 та коефіцієнта лінійної температурної деформації наведені в 3.1.3 ДБН В.2.6-98.
Якщо відсутні більш точні дані, граничні відносні деформації бетону при осьовому розтягу можна приймати .
3.1.3.2 При тривалій дії навантаження значення модуля деформацій бетону допускається визначати за залежністю:
У випадку, коли вплив повзучості і усадки викликає значні напруження і деформації в залізобетонних конструкціях, а також може призвести до появи надмірних тріщин, необхідно враховувати вплив усадки та повзучості. Повзучість і усадка бетону залежать від вологості навколишнього середовища, рзооздмчіирйів елемента і складу бетону, тривалості та величини навантаження. На повзучість також впливає вік бетону в момент прикладання навантаження.
Коефіцієнт повзучості пов'язаний з (тангенціальним модулем), що може прийматись як 1,10
3.1.3.5 Деформація повзучості бетону для при постійних напруженнях стиску прикладених до бетону у віці , може бути представлена виразом:
3.1.3.6 Якщо напруження стиску бетону у віці перевищують величину , то повзучість треба розглядати як нелінійну. Такі високі напруження можуть виникати у результаті попереднього напруження, наприклад, у збірних елементах на рівні прикладення напружень. У таких випадках коефіцієнт нелінійної повзучості можна визначати так:
У випадку, коли немає більш точних даних, величину граничного коефіцієнта повзучості можна приймати згідно з таблицею 3.1.
3.1.3.8 Повна деформація усадки складається з двох компонент: деформації усадки при висиханні та деформації внутрішньої усадки. Деформація усадки при висиханні розвивається повільніше, оскільки вона залежить від міграції води у бетоні, що твердіє. Деформація внутрішньої усадки розвивається у процесі твердіння бетону. Отже, більша частина розвивається в перші дні після укладки бетону. Внутрішня усадка лінійно залежить від міцності бетону. Окремо необхідно розглядати випадок, коли новий бетон укладається поверх затверділого бетону. Таким чином, значення загальної деформації усадки визначається, як:
Таблиця 3.1 – Граничний коефіцієнт повзучості
|
Відносна вологість навколишнього середовища, % |
Значення граничного коефіцієнта повзучості при класі бетону на стиск |
|||||||||
|
С12/15 |
С16/20 |
С20/25 |
С25/30 |
С30/35 |
С32/40 |
С35/45 |
С40/50 |
С45/55 |
С50/60 |
|
|
Вище 75 |
2,6 |
2,2 |
2,0 |
1,8 |
1,7 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
|
40-75 |
3,6 |
3,0 |
2,7 |
2,5 |
2,3 |
2,0 |
1,9 |
1,7 |
1,6 |
1,5 |
|
Нижче 40 |
5,0 |
4,2 |
3,8 |
3,4 |
3,2 |
3,0 |
2,7 |
2,5 |
2,3 |
2,0 |
|
Примітка. Відносну вологість повітря навколишнього середовища приймають згідно з відповідними нормативними документами як середньомісячну відносну вологість найбільш теплого місяця для району будівництва. |
||||||||||
Кінцеве значення деформації усадки при висиханні дорівнює і може бути прийняте за таблицею 3.2 (очікуване середнє значення з коефіцієнтом варіації близько 30 %).
Таблиця 3.2 – Номінальні значення усадки при висиханні для бетону нормального твердіння на цементі згідно з ДСТУ Б В.2.7-46
|
, МПа |
Відносна вологість, % |
|||||
|
20 |
40 |
60 |
80 |
90 |
100 |
|
|
16/20 |
0,68 |
0,60 |
0,52 |
0,33 |
0,18 |
0,00 |
|
32/40 |
0,54 |
0,51 |
0,43 |
0,27 |
0,14 |
0,00 |
|
50/60 |
0,43 |
0,42 |
0,34 |
0,22 |
0,12 |
0,00 |
Розвиток деформації усадки при висиханні випливає з
Таблиця 3.3 – Масштабний коефіцієнт
|
100 |
1,0 |
|
200 |
0,85 |
|
300 |
0,75 |
|
≥ 500 |
0,70 |
Деформації внутрішньої усадки визначають:
3.1.3.9 У разі необхідності врахування впливу усадки при перевірці граничного стану необхідно застосовувати коефіцієнт надійності . Якщо відсутні більш точні дані, рекомендованою вели чиною є = 1.
3.1.4 Діаграми механічного стану бетону
3.1.4.1 В якості базових для розрахунку залізобетонних конструкцій використовуються криволінійна і дволінійна діаграми стану бетону, які визначають зв'язок між напруженнями і відносними деформаціями бетону (рис. 3.1 і 3.2 ДБН В.2.6-98).
Діаграми стану бетону використовуються при розрахунку залізобетонних елементів за нелінійною деформаційною моделлю.
Як правило, для розрахунків статично невизначених конструкцій використовується криволінійна діаграма стану бетону.
3.1.4.2 При використанні криволінійної діаграми стану бетону залежність між і , яка показана на рисунку 3.1 ДБН В.2.6-98, для короткотривалого осьового навантаження описується рівняннями типу (3. 4) або (3.5) з застосуванням даних табл. 3.1 та додатка Д (ДБН В.2.6-98).
3.1.4.3 При використанні дволінійної діаграми (рис. 3.2 ДБН В.2.6-98) напруження стиску бетону в залежності від відносних деформацій визначають за формулами:
Значення модуля пружності та деформацій призначаються:
при короткочасній дії навантаження згідно з табл. 3.1 ДБН В.2.6-98;
при тривалій дії навантаження з урахуванням 3.1.3.2-3.1.3.8.
3.1.4.4 Напруження розтягу бетону в залежності від відносних деформацій при використанні дволінійної діаграми визначають за формулами:
При розрахунку несучої здатності залізобетонних елементів за нелінійною деформаційною моделлю для оцінки напружено-деформованого стану розрахункового перерізу можуть бути використані діаграми стану стиснутого бетону, наведені в 3.1.4.2, 3.1.4.3, з деформаційними характеристиками, які відповідають короткочасній дії навантаження.
При розрахунку на тріщиноутворення в залізобетонних елементах за нелінійною деформаційною моделлю для оцінки напружено-деформованого стану розрахункового перерізу може бути використана дволінійна діаграма стану стиснутого та розтягнутого бетону, наведена в 3.1.4.3, 3.1.4.4, з деформаційними характеристиками, які відповідають короткочасній дії навантаження.
При розрахунку прогинів та переміщень залізобетонних елементів за нелінійною деформаційною моделлю для оцінки напружено-деформованого стану розрахункового перерізу можуть бути використані діаграми стану стиснутого та розтягнутого бетону, наведені в 3.1.4.2, 3.1.4.3 і 3.1.4.4, з деформаційними характеристиками, які відповідають короткочасній і тривалій дії навантаження.
