Клас бетону за міцністю на стиск С відповідає гарантованій міцності бетону за стандартними кубами в МПа, з забезпеченістю 0,95.
Для сталезалізобетонних конструкцій не рекомендується використовувати бетон класу за міцністю на стиск нижче С12/15.
Вік бетону, який відповідає його класу за міцністю на стиск, призначають при проектуванні, 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 необхідно призначати згідно з Технічним регламентом будівельних виробів, будівель і споруд та нормативно-технічною документацією на виріб.
Марку бетону за морозостійкістю призначають в залежності від вимог, яким повинні відповідати конструкції, класу умов їх експлуатації (таблиця 4.1 ДБН В.2.6-98) та діапазону зміни температури навколишнього середовища в холодний період.
Марку бетону за водонепроникністю призначають в залежності від вимог, яким повинні відповідати конструкції, та класу умов їх експлуатації (таблиця 4.1 ДБН В.2.6-98).
В інших випадках необхідну марку бетону за водонепроникністю призначають відповідно до спеціальних вказівок.
Для армування сталезалізобетонних конструкцій слід використовувати арматуру відповідно до ДБН В.2.6-98.
Для армування сталезалізобетонних конструкцій слід використовувати:
гладку арматуру класу А240С;
арматуру періодичного профілю класів А400С, А500С, В500.
Для виготовлення сталезалізобетонних конструкцій, що проектуються у відповідності з цим стандартом, використовуються сталеві конструкції з фасонного, сортового, листового, широко- поличкового і універсального прокату і холодногнутих профілів.
Положення цього стандарту застосовуються для конструкційної сталі з номінальним опором на границі текучості не більше ніж 430 Н/мм2.Міцнісні характеристики бетону і арматури
Згідно з ДБН В.2.6-98 базовими міцнісними характеристиками бетону для розрахунку конструкцій є їх характеристичне значення:
ОПІр беТОНу На ОСЬОВИЙ СТИСК fck,prism’
опір бетону ОСЬОВОМУ розтягу ^0,05-
разі необхідності для аварійних розрахункових ситуацій може використовуватись значення бетону при ОСЬОВОМУ розтягу ^0,95-
Характеристичні значення опору бетону осьовому стиску (призмова міцність) та осьовому розтягу приймають у залежності від класу бетону на стиск С згідно з таблицею 3.1 ДБН В.2.6-98.
Розрахункове значення міцності бетону на стиск згідно з ДБН В.2.6-98 визначається як:
^cd ~^cc^ckhc ’ (3*1)
де ус - коефіцієнт надійності для бетону (див. 2.4.1 ДБН В.2.6-98);
асс - коефіцієнт, що ураховує вплив тривалості дій та несприятливих впливів, що викликані способом прикладання навантаження, на міцність бетону при стиску.
Величина асс може змінюватися в межах від 0,8 до 1,0. Конкретна величина коефіцієнта асс у вказаних межах в залежності від призначення конструкції і тривалості впливу несприятливих дій призначається проектувальником з погодженням з замовником. Рекомендованим є значення асс = 1,0.
Коефіцієнт надійності ус може застосовуватись із меншим значенням в разі, якщо доведено, що система контролю якості на виробництві забезпечує в конструкції коефіцієнт варіації міцності бетону, що не перевищує 10 %. В такому разі коефіцієнт надійності ус = 1,22.
Розрахункове значення міцності бетону на розтяг згідно з ДБН В.2.6-98 визначається як
fctd ==acf ^cfk.O.Os/Ycf > (3-2)
де yct - коефіцієнт надійності для бетону (див. п. 2.4.1 ДБН В.2.6-98);
act - коефіцієнт, що ураховує вплив на міцність бетону при розтягу тривалості дій та несприятливих впливів, що викликані способом прикладання навантаження.
Якщо немає інших вказівок, то рекомендованим є значення a ct = 1,0.
Основною характеристикою міцності арматури є її характеристичне значення на межі фізичної або умовної текучості (fskабо f02k)> яке» як правило, наводиться у відповідної нормативно-технічній документації на арматуру. При цьому, характеристичні значення опору арматури розтягу fsk для граничних станів першої групи необхідно приймати такими, що дорівнють найменшим значенням, які регламентовані чинною нормативно-технічною документацією відповідних нормативних документів на арматуру.
Розрахункове значення опору арматури розтягу fsd визначається за формулою
4</=К (3-3)
Ys
де ys - коефіцієнт надійності для арматури, який приймається згідно з таблицею 2.1 ДБН В.2.6-98.
Розрахункові значення опору арматури на стиск приймаються такими, що дорівнють розрахунковому значенню опору арматури на розтяг fsd, але не більше, що відповідають граничному значенню деформацій стиску бетону (єси1, єси3), в якому знаходиться арматура, при короткочасній або тривалій дії навантаження. Для арматури класу В500 граничні значення опору стиску приймаються з коефіцієнтом умов роботи 0,9.
Розрахункові значення опору поперечної арматури (хомутів і відігнутих стрижнів) fsywd знижують порівняно з fsd шляхом множення на коефіцієнт умов роботи 0,8, але приймають не більше 300 МПа.
Деформаційні характеристики бетону і арматури
Згідно з ДБН В.2.6-98 основними деформаційними характеристиками бетону є:
граничні відносні деформації бетону при осьовому стиску і розтягу (при однорідному напруженому стані бетону) єси1, Ecfu1;
початковий модуль пружності Ес;
коефіцієнт (характеристика) повзучості <р(ґ, f0);
коефіцієнт поперечної деформації бетону (коефіцієнт Пуассона) v,
коефіцієнт лінійної температурної деформації a c(fj.
Граничні відносні деформації бетону при осьовому стиску, початковий модуль пружності наведені в таблиці 3.1 ДБН В.2.6-98. Значення коефіцієнта поперечної деформації бетону (коефіцієнт Пуассона - коефіцієнт поперечної деформації бетону при рівні напружень в бетоні, що не перевищує 0,5 fcd) 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 ccf0 = -2fctd/Ecd.
При тривалій дії навантаження значення модуля деформацій бетону допускається визначати за залежністю:
E
(3.4)
c(t,t0) =— ,1 + <р(оо,Г0)
де <p(oo,t0) - граничний коефіцієнт повзучості, який приймається відповідно до 3.1.3.7.
У випадку, коли вплив повзучості і усадки викликає значні напруження і деформації в сталезалізобетонних конструкціях, а також може призвести до появи надмірних тріщин, необхідно ураховувати вплив усадки та повзучості. Повзучість і усадка бетону залежить від вологості навколишнього середовища, розмірів елемента і складу бетону, тривалості та величини навантаження. На повзучість також впливає вік бетону в момент прикладання навантаження.
Коефіцієнт повзучості <р(ґ,ґ0) пов’язаний з Ес, тангенціальним модулем, що може прийматись як 1,10 Ест.
Деформація повзучості бетону есс (оо,ї0)дляґ = » при постійних напруженнях стиску ос, прикладених до бетону у віці ї0 , може бути представлена виразом:
£сс (°°-ґо) = ф(°°До)хстс/Ес- (З-5)
Якщо напруження стиску бетону у віці ї0 перевищують величину 0,45fck (f0), 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 наступним чином:
Фк Wo) = <р(<юЛо)ехр[1,5(ка -0,45)] , (3.6)
де <рк (оо, t0) - коефіцієнт умовної нелінійної повзучості, що заміняє <р(оо, t0);
ka - співвідношення "напруження-міцність" ос/fcm (f0);
ос - напруження стиску, a fcm (f0) - середня міцність бетону на стиск у момент навантаження.
У випадку, коли немає більш точних даних, величину граничного коефіцієнта повзучості можна приймати згідно з таблицею 3.1 ДБН В.2.6-98.
Згідно з ДБН В.2.6-98 повна деформація усадки складається з двох компонентів: деформація усадки при висиханні та деформація 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 у перші дні після укладки. Внутрішня усадка лінійно залежить від міцності бетону.
Кінцеве значення деформації усадки може бути прийняте за таблицею 3.2 ДБН В.2.6-98 з урахуванням масштабного коефіцієнта згідно з таблицею 3.3.
У разі необхідності, врахування впливу усадки при перевірці граничного стану необхідно застосовувати коефіцієнт надійності ySH. Якщо відсутні більш точні дані, рекомендованою величиною є =1.
Основними деформаційними характеристикам звичайної арматури, яка використовується в сталезалізобетонних елементах, згідно з ДБН В.2.6-98 є значення:
модуль пружності арматури Es;
відносні деформації видовження арматури es0 при досягненні напружень розрахункового опору fsd(fsk);
граничні відносні деформації видовження арматури Esd.
Відносні деформації видовження арматуриes0 визначаються наступною залежністю
ts0=fsd(fsk)/Es. (3.7)
Характеристичні значення опору та деформаційних характеристик арматури наведено в таблиці 3.4 ДБН В.2.6-98.
Значення модуля пружності арматури Es приймається однаковим при розтягу і стиску.
Діаграми механічного стану бетону і арматури
Для розрахунку сталезалізобетонних конструкцій використовуються криволінійна і дво- лінійна діаграми стану бетону, які визначають зв’язок між напруженнями і відносними деформаціями бетону, як це показано на рисунках 3.1 і 3.2 ДБН В.2.6-98.
Діаграми стану бетону використовуються при розрахунку сталезалізобетонних елементів за нелінійною деформаційною моделлю.
Як правило, для розрахунків статично невизначених конструкцій використовується криволінійна діаграма стану бетону.
При використанні криволінійної діаграми стану бетону залежність між стс і єс, 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 таблиці 3.1 та додатка Д (ДБН В.2.6-98).
При використанні дволінійної діаграми (рисунок 3.2 ДБН В.2.6-98) напруження стиску бетону ос в залежності від відносних деформацій єс визначають за формулами:
при 0 < Єс < ^c3(cdабоск)
°с ~ E(cda6ock) хєс3 > (3-8)
при єс3(сс/абос/с) - £с - £cu3(cd абоск)
Сс =f(cda6ock) •
Значення модуля пружності E(cda6ock) та деформацій tC3(cda6ock) призначаються:
при короткочасній дії навантаження згідно з таблицею 3.1 ДБН В.2.6-98;
при тривалій дії навантаження з урахуванням 3.1.3.2 - 3.1.3.8.
Напруження розтягу бетону acf в залежності від відносних деформацій Ect при використанні дволінійної діаграми визначають за формулами:
при 0 > -Ect > -Ect3
°ct = Ecd x “ecf ; (3-9)
При ——— ~^ctu3
°ct = ~fctd » (3.10)
Д6 —£c/3 ~~^ctd!^cd^ ~£ctu =~^ctd/^cd-
При розрахунку несучої здатності сталезалізобетонних 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 сталезалізобетонних 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 сталезалізобетонних 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.
При розрахунку ширини розкриття тріщин сталезалізобетонних 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 дії навантаження.
При розрахунку сталезалізобетонних елементів в якості розрахункової діаграми стану деформування арматури, яка встановлює зв’язок між напруженнями os і відносними деформаціями £s арматури, приймають дволінійну діаграму (рисунок 3.1).
