при змінах перерізу:
поблизу зосереджених навантажень; – у місцях, де стрижні обриваються;
- у зонах високих напружень зчеплення, особливо на кінцях з'єднань внапуск.
На такі місця слід звернути особливу увагу, щоб мінімізувати зміну напружень, наскільки це можливо. Однак, вищенаведені правила запобігання утворенню тріщин, зазвичай, будуть достатніми для забезпечення контролю вказаних місць за умови застосування правил конструювання армування, наведених у розділах 7 і 8.
Таблиця 5.2– Максимальний діаметр стрижня для обмеження тріщиноутворення1
|
Напруження в арматурі 2, МПа |
Максимальний діаметр стрижня, мм, при ширині тріщин |
||
|
= 0,4 мм |
= 0,3 мм |
= 0,2 мм |
|
|
160 |
40 |
32 |
25 |
|
200 |
32 |
25 |
16 |
|
240 |
20 |
16 |
12 |
|
280 |
16 |
12 |
8 |
|
320 |
12 |
10 |
6 |
|
360 |
10 |
8 |
5 |
|
400 |
8 |
6 |
4 |
|
450 |
6 |
5 |
- |
|
1 Значення у таблиці ґрунтуються на наступних передумовах: с =25 мм; =2,9 МПа; 2 При визначальному сполученні навантажень. |
|||
Таблиця 5.3 – Максимальний крок стрижнів для обмеження тріщиноутворення1
|
Напруження в арматурі 2, МПа |
Максимальний крок стрижня, мм, при ширині тріщин |
||
|
= 0,4 мм |
= 0,3 мм |
= 0,2 мм |
|
|
160 |
300 |
300 |
200 |
|
200 |
300 |
250 |
150 |
|
240 |
250 |
200 |
100 |
|
280 |
200 |
150 |
50 |
|
320 |
150 |
100 |
- |
|
360 |
100 |
50 |
- |
|
1 Значення у таблиці ґрунтуються на наступних припущеннях: 2 При визначальному сполученні навантажень. |
|||
5.3.3.5 Можна вважати, що тріщиноутворення внаслідок впливу дотичних дій достатньо обмежується, якщо враховані правила конструювання, надані у 8.2.6, 8.2.7, 8.3.2 і 8.4.3.
5.3.4 Визначення ширини розкриття тріщин
5.3.4.1 Ширина тріщин може визначатись за виразом:
5.3.4.2 може визначатись за наступним виразом:
5.3.4.3 У випадках, коли зчеплена арматура розміщена достатньо близько в центрах у межах розтягнутої зони (крок ) та одинокого стрижня, максимальний кінцевий крок тріщин
можна визначити за виразом (рисунок 5.2):
У випадку розтягу з ексцентриситетом або для локальних зон необхідно застосовувати проміжні значення , які можна визначити із відношення:
Якщо крок зчепленої арматури перевищує (рисунок 5.2) або якщо зчеплена арматура у розтягнутій зоні відсутня, то можна знайти верхню межу ширини тріщини за припущення максимального кроку тріщин
5.3.4.4 Якщо кут між віссю головних напружень і напрямком арматури для елементів, армованих у двох ортогональних напрямках, є суттєвим (>15°), то крок тріщин може визначатись за наступним виразом:
5.3.4.5 Для стін, що зазнають ранньої термічної усадки, а площа перерізу горизонтальної арматури не відповідає вимогам 5.3.2, і якщо низ стіни обмежений попередньо виконаною основою, то можна припускати, що дорівнює 1,3 висоти стіни.
Рисунок 5.2 – Ширина тріщин на поверхні бетону в залежності від відстані між стрижнями
5.4.1 Загальні передумови
Вимоги щодо обмеження прогинів наведено в 7.4 ДБН В.2.6-98. Для запобігання несприятливому впливу деформацій елемента або конструкції на їх належне функціонування і зовнішній вигляд необхідно встановлювати відповідні граничні величини прогинів з урахуванням характеру конструкції, оздоблення, перегородок і закріплень, а також функціонального призначення.
Деформації не повинні перевищувати тих, які можуть сприйняти інші закріплені елементи, такі як перегородки, скління, лицювання, комунікації або оздоблення. В окремих випадках обмеження необхідні для забезпечення належного функціонування обладнання або апаратури, що обпираються на конструкцію, або для запобігання деформаціям від затоплення плоских покрівель.
Примітка. Граничні прогини, наведені у 5.4.1.3 і 5.4.1.4, взяті з ISO 4356, повинні забезпечувати прийнятні характеристики житлових будинків, офісів, громадських будівель або підприємств. Слід звернути увагу, що допустимі прогини відповідають конкретним конструкціям, які розглядаються, і що немає спеціальних вимог. Подальшу інформацію стосовно прогинів і граничних величин можна отримати з ISO 4356.
Зовнішній вид та загальне використання конструкції може погіршуватись, якщо визначений прогин балки, плити або консолі при основному сполученні навантажень перевищує 1/250 прольоту. Прогин обчислюється відносно опор. Для компенсації певної частини або всього прогину може застосовуватись "будівельний підйом", зворотній вигин, сформований опалубкою, який не повинен перевищувати 1/250 прольоту.
Необхідно обмежувати прогини, які можуть спричинити пошкодження прилеглих частин конструкції. Після завершення будівництва прийнятним є граничний прогин 1/500 прольоту при основному сполученні навантажень. У залежності від чутливості прилеглих частин можуть розглядатись інші допустимі значення.
Граничний стан за деформацією може перевірятись:
шляхом обмеження співвідношення проліт/висота згідно з 5.4.2;
порівнянням прогину, визначеного згідно з 5.4.3, з гранично-допустимим.
Примітка. Фактичні деформації можуть відрізнятись від обчислених, особливо коли прикладені моменти, близькі до моментів тріщиноутворення. Відхилення залежать від дисперсії характеристик матеріалів, умов навколишнього середовища, послідовності навантаження, закріплення на опорах, ґрунтових умов тощо.
5.4.2 Випадки, коли обчислення можна не виконувати
5.4.2.1 При забезпечені розмірів залізобетонних балок і плит у будівлях так, що відношення прольотів до висот менше граничних, то можна вважати, що їх прогини не перевищують допустимих, вказаних у 5.4.1.3 і 5.4.1.4. Граничне співвідношення проліт/висота можна визначити за виразами (5.16а) і (5.16б) з наступним множенням на поправочні коефіцієнти для врахування типу арматури та інших змінних. При виведенні нижченаведених виразів "будівельний підйом" ніяк не враховувався.
Залежності (5.16а) і (5.16б) були одержані за умови, що напруження у сталі при відповідному розрахунковому навантаженні за II групою граничних станів у середині прольоту балки або на опорі консолі становить 310 МПа (що наближено відповідає = 500 МПа).
Якщо застосовуються інші рівні напружень, то значення, отримані за залежністю (5.16), необхідно помножити на 310/ . Зазвичай, консервативно приймають, що:
Для перерізів з полицями, якщо відношення ширини полиці до ширини ребра перевищує 3, то величини , визначені за виразами (4.16), необхідно помножити на 0,8.
Для балок і плит, окрім плоских плит, прольотом більш ніж 7 м, і у яких при надмірних прогинах можуть пошкоджуватись обперті перегородки, величини , визначені за виразом (5.16), необхідно помножити на ( , м, див. 6.3).
Для плоских плит, якщо більший проліт перевищує 8,5 м, і у яких при надмірних прогинах можуть пошкоджуватись обперті перегородки, величини , визначені за виразами (5.16), необхідно помножити на ( , м).
Примітка. Величину коефіцієнта К, якщо відсутні більш точні дані, рекомендується приймати згідно з таблицею 5.4. Ці величини одержано за виразами (5.16) для звичайних випадків (С30/35, = 310 МПа, різних конструктивних системах і проценті армування = 0,5 % і = 1,5 %).
Величини, визначені за виразом (5.16) і таблицею 5.4, були одержані за результатами параметричних досліджень, виконаних для серій шарнірно обпертих балок або плит прямокутного перерізу при використанні загального підходу, наведеного у 5.4.3; Розглядались різні класи міцності бетону при характеристичному опорі текучості арматури 500 МПа. Для заданої площі розтягнутої арматури визначався граничний момент за умови, що основне сполучення навантажень становить приблизно 50 % від загального розрахункового навантаження. Одержані граничні значення проліт/висота задовольняли допустимий граничний прогин, вказаний у 5.4.1.3.
Таблиця 5.4 – Основні показники проліт/фактична висота для залізобетонних елементів без осьового стиску
|
Конструктивна система |
К |
Бетон при високому рівні напружень = 1,5 % |
Бетон при незначному рівні напружень = 0,5 % |
|
Шарнірно обперта балка; шарнірно обперта в одному або двох напрямках плита |
1,0 |
14 |
20 |
|
Крайній проліт нерозрізної балки або нерозрізної в одному напрямку плити, або обпертої в двох напрямках і нерозрізної вдовж довшої сторони |
1,3 |
18 |
26 |
|
Внутрішній проліт балки або плити, обпертої в одному чи двох напрямках |
1,5 |
20 |
ЗО |
|
Плити, обперті на колони, без балок (плоскі перекриття) на основі довшого прольоту |
1,2 |
17 |
24 |
|
Консолі |
0,4 |
6 |
8 |
|
Примітка 1. Наведені величини визначені, зазвичай, як консервативні і обчислення можуть часто показувати, що можна вибирати тонші елементи. Примітка 2. Для плит, обпертих у двох напрямках, перевірка повинна виконуватись на основі коротшого прольоту. Для плоских плит необхідно враховувати довший проліт. Примітка 3. Граничні значення, наведені для плоских плит, відповідають менш жорстким обмеженням порівняно з прогином 1/250 прольоту відносно колон. Практика показала, що цього достатньо. |
|||
5.4.3 Перевірка прогинів розрахунком
5.4.3.1 Для згинальних елементів у загальному випадку прогин визначається за формулою
Величина визначається за залежностями розділу 4 з використанням характеристик матеріалів, призначених для розрахунку за II групою граничних станів.
Величина , в залежності від розрахункової ситуації, може мати такі складові:
кривизна, обумовлена короткочасною дією попереднього напруження;
кривизна, обумовлена тривалою дією попереднього напруження;
кривизна, обумовлена усадкою;
кривизна, обумовлена дією постійних та тривалих навантажень;
кривизна, обумовлена короткочасною дією епізодичних навантажень.
Для статично невизначених конструкцій розподіл М та по довжині елемента слід визначати з урахуванням фактичної жорсткості його перерізів.
Тривалу дію навантаження при визначенні прогину допускається враховувати шляхом множення відповідного значення кривизни, визначеного як для короткочасної дії навантаження, на коефіцієнт повзучості, що відповідає навантаженню і інтервалу часу (3.1.3).
Для статично визначених елементів постійного перерізу, що працюють за балковою схемою, прогин допускається визначати за формулою
При цьому складові кривизни визначаються в залежності від розрахункової ситуації. Якщо прогин, визначений за формулою (5.19), перевищує допустимий, його слід уточнити за формулою (5.18).
Таблиця 5.5 – Величини коефіцієнта
Примітка. При завантаженні елемента одночасно за декількома схемами (де ... – відповідно коефіцієнт та найбільший згинальний момент для кожної схеми навантаження). У цьому випадку величина визначається при значенні , яке дорівнює сумі найбільших згинальних моментів, визначених для кожної схеми навантаження.
Вимоги щодо врахування впливу геометричних недосконалостей наведені в 5.2 ДБН В.6.2-98.
Нижченаведені положення застосовуються для позацентрово стиснутих елементів і конструкцій при вертикальному навантаженні переважно у будівлях. Числові значення відносяться до звичайних відхилень при зведенні. При використанні інших відхилень значення повинні уточнюватись відповідним чином.
Неточності можуть виражатись через нахил , виражений, як:
6.1.4 У виразі (6.1) значення і залежать від впливу, що розглядається, і для якого вирізняють три основних класи (рисунок 6.1):
вплив на окремий елемент: = фактична довжина елемента, = 1;
влив на систему в'язей: = висота будівлі, = кількість вертикальних елементів, що пере дають горизонтальні зусилля на систему в'язей;
- вплив на диски перекриттів та покриттів, які розподіляють горизонтальні навантаження: = висота поверху, = кількість вертикальних елементів у поверсі (поверхах), що формують сумарне значення горизонтальної сили на перекриття.
а – окремі елементи з ексцентриситетом осьової сили або горизонтальною силою: б – в'язева система
Рисунок 6.1 – Приклади впливу геометричних неточностей
