Строительные правилареспублики беларусьсп 03. 012020Издание официальное
 Скачать 3.3 Mb.
|
|
б — внецентренно-растянутых элементов 9.2.2 Минимальная площадь растянутой арматуры, необходимая для ограничения ширины раскрытия трещин 9.2.2.1 Минимальную площадь ненапрягаемой растянутой арматуры в сечении A s,min , назначае- мую из условия ограничения ширины раскрытия трещин, определяют исходя из равенства усилия, воспринимаемого растянутым бетоном перед образованием трещин, и усилия, воспринимаемого арма- турой непосредственно после образования трещин. При этом напряжения в арматуре в сечении с тре- щиной не должны превышать предела текучести арматуры. В случае когда арматура устанавливается из условия ограничения ширины раскрытия трещин, нормируемое значение напряжения ,lim , s МПа, допускается принимать менее значения предела текучести арматуры. 9.2.2.2 В предварительно напряженных элементах конструкций минимальное количество нена- прягаемой арматуры в соответствии с требованиями настоящего подраздела допускается не уста- навливать, если при действии усилий, вызванных характеристическим сочетанием воздействий и харак- теристическим значением усилия обжатия, в бетоне на уровне наиболее растянутой грани действуют сжимающие напряжения или растягивающие напряжения не превышают значения средней прочности на осевое растяжение f ctm CП 5.03.01-2020 146 9.2.2.3 Для тавровых и коробчатых сечений минимальное количество армирования следует уста- навливать отдельно для полок и стенок. Минимальную площадь арматуры в отдельном элементе поперечного сечения (полке или стенке) A s,min , устанавливаемой у наиболее растянутой грани 1 ,min, s w A и у наименее растянутой грани 2 ,min, s w A рассматриваемой части сечения, определяют по следующим формулам: — при действии только изгибающих моментов 1 2 , , , , ,min, ,lim ,min, 0,8 0,2 , 0; c eff ct eff c eff h ct eff c s w s yk s w h h f A k f A h A f A (9.3) — при действии осевого растяжения 1 2 , , , ,min, ,min, ,lim 0,5 ; ct eff c eff h ct eff c s w s w s yk f A k f A A A f (9.4) — при совместном действии изгибающего момента и осевой силы 1 , , , ,min, ,lim , , , ,lim 0,3 0,2 0,3 0,8 0 , 0,5 max ; Ed h ct eff c eff yk Ed ct eff c eff s w s ct eff c eff h ct eff c s yk N k f A h h f N f A h A f A k f A f (9.5) 1 2 1 ,min, ,min, ,min, ,lim , 0 s w Ed s w s w s A N A A (9.6) где c A — площадь рассматриваемой части сечения бетона; Ed N — расчетное осевое усилие для проверок предельных состояний эксплуатационной при- годности, действующее в рассматриваемой части сечения (сжатые со знаком «плюс») и определяемое из рассмотрения характеристического значения усилия преднапряже- ния и осевых усилий от соответствующей комбинации воздействий; ,lim s — максимальное допустимое напряжение в арматуре, возникающее непосредственно после образования трещины, которое принимают равным yk f или рассчитывают по формуле , 2 ,lim lim, , 1,45 1,2 ; ct eff s s cal ct eff f E c w c f (9.7) , ct eff f — средняя эффективная прочность бетона на растяжение к моменту образования первой трещины; , ct eff ctm f f В случаях когда трещинообразование вызвано вынужденными деформациями (например, при усадке бетона), средняя эффективная прочность бетона на растяжение может быть принята в возрасте от 3 до 5 сут после бетонирования в зави- симости от условий хранения, формы элемента и технологии выполнения работ. Значе- ния , ct eff ctm f f принимают по таблице 6.1 в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие, установленного к моменту образования трещин. Когда время образования трещин (менее 28 сут) не может быть установлено достоверно, допускается значение средней эффективной прочности бетона на растяжение принимать равным 3 МПа; h k — коэффициент, учитывающий влияние неравномерного распределения по сечению самоуравновешенных собственных напряжений, снижающих прочность на растяжение; определяют по формуле CП 5.03.01-2020 147 0,8 1,30 min( , ) , 0,5 h k b h (9.8) здесь , b h — размеры рассматриваемой части сечения, м. 9.2.2.4 Напрягающие элементы, имеющие сцепление с бетоном, в растянутой зоне сечения могут быть учтены при расчете трещиностойкости в пределах расстояния от центра напрягающего элемента не более 150 мм. Это влияние может быть учтено добавлением слагаемого 1 p р A в левую часть формул (9.3)–(9.6), где p A — площадь сечения предварительно напрягаемых и постнапрягаемых арматурных элемен- тов в пределах эффективной площади растянутой зоны сечения бетона, окружающего арматуру или напрягающие элементы, А c,eff , с высотой h c,eff , где h c,eff принимают как меньшее значение 2,5·(h d); (h x) / 3; h / 2 (см. рисунок 9.1); p — отклонение напряжения в напрягающих элементах от состояния нулевых относительных деформаций в бетоне на том же уровне; 1 — поправочный коэффициент к прочности сцепления, учитывающий разные диаметры напря- гаемой и ненапрягаемой арматуры; определяют по формуле 1 , s b p (9.9) здесь b — отношение прочности сцепления бетона с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой; определяют по таблице 9.1; s — наибольший диаметр ненапрягаемой арматуры; p — эквивалентный диаметр напрягаемой арматуры, равный: для пучков — 1,6 ; p A для отдельных 7-проволочных канатов — 1,75 ; wire для отдельных 3-проволочных канатов — 1,20 , wire wire — диаметр проволоки. Если для ограничения ширины раскрытия трещин используется только напрягаемая арматура, то действует условие 1 b b Таблица 9.1 — Отношение прочности сцепления бетона с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой b Напрягаемая арматура Значение отношения b Предварительно напряженная арматура Со сцеплением, постнапряженная арматура для бетонов класов прочности С50/60 и ниже С70/85 и выше Гладкая проволока Не применяется 0,3 0,15 Канаты 0,6 0,5 0,25 Профилированная проволока 0,7 0,6 0,3 Стержни периодического профиля 0,8 0,7 0,35 Примечание — Для бетонов промежуточных классов прочности между С50/60 и С70/85 допускается исполь- зовать линейную интерполяцию. CП 5.03.01-2020 148 9.2.3 Проверка ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси железобетонного элемента 9.2.3.1 Расчетную ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, w k опре- деляют по формуле w k s r,max ( sm cm ), (9.10) где s r,max — среднее расстояние между трещинами; sm — средняя относительная деформация арматуры, определяемая для соответствующих соче- таний воздействий, включая эффекты от вынужденных деформаций; сm — средняя относительная деформация бетона на участке между трещинами. 9.2.3.2 Разность средних относительных деформаций sm cm определяют по формуле , , , 1 0,6 , ct eff s t e p eff p eff s sm cm s s f k E E (9.11) где s — напряжение в растянутой арматуре, определяемые для сечения с трещиной; для пред- варительно напряженных элементов s может быть заменено на р — приращение на- пряжения в напрягающих элементах от состояния нулевых относительных деформаций в бетоне на уровне напрягаемой арматуры (от состояния декомпрессии); k t — коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки; принимают равным: 0,6 — при кратковременном действии нагрузки; 0,4 — при длительном действии нагрузки; , ct eff f — по 9.2.2.3; е E s / E cm ; 1 , , , s p p eff c eff A A A (9.12) здесь A c,eff и p A — по 9.2.2.4; 1 — по формуле (9.9). Для элементов, трещинообразование которых вызвано действием только вынужденных дефор- маций, в формуле (9.11) допускается принимать s sr Ширину раскрытия трещин w k для расчетных ситуаций, когда растягивающие напряжения выз- ваны совместным действием вынужденных деформаций (например, при усадке или действии темпе- ратуры) и усилий от нагрузок (эффектов воздействий), определяют по формуле (9.10). В данном слу- чае относительные деформации арматуры, рассчитанные для сечения с трещиной от действующих усилий, вызванных нагрузкой, следует суммировать с вынужденными деформациями. 9.2.3.3 При распределении растянутой арматуры в пределах растянутой зоны сечения на рас- стоянии, не превышающем 5 (с / 2), максимальное расстояние между трещинами ,max r s опреде- ляют по формуле ,max 3 1 2 4 , , r cr cr cr cr p eff s k с k k k (9.13) где — диаметр арматурного стержня. При применении в одном сечении арматурных стержней различных диаметров в расчете следует принимать эквивалентный диаметр eq . При исполь- зовании в одном сечении стержней n 1 диаметром 1 и стержней n 2 диаметром 2 эквива- лентный диаметр eq вычисляют по формуле 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 ; eq n n n n (9.14) с — толщина защитного слоя бетона для продольной арматуры; CП 5.03.01-2020 149 k 1cr — коэффициент, учитывающий условия сцепления арматуры с бетоном, равный: для стержней периодического профиля — 0,8; для гладкой проволоки — 1,6; k 2cr — коэффициент, учитывающий распределение относительных деформаций по высоте сече- ния элемента (рисунок 9.2); принимают равным: при изгибе — 0,5; при осевом растяжении — 1,0; при внецентренном растяжении: если 1 2 , определяют по формуле 1 2 2 1 ; 2 cr k (9.15) если 2 0, k 2cr 0,5. Принимают коэффициенты: k 3cr 3,4; k 4cr 0,425. k 2cr 1,0 1 2 2 1 2 cr k k 2cr 0,5 k 2cr 0,5 Рисунок 9.2 — Схема для определения коэффициента k 2cr 9.2.3.4 Для изгибаемых элементов, расстояние между продольными стержнями которых превы- шает 5c , при расчете ширины раскрытия трещин по формуле (9.10) максимальное расстояние между трещинами s r,max определяют по формуле s r,max 1,3 (h x), (9.16) где h — полная высота сечения элемента; х — высота сжатой зоны бетона. 9.2.4 Проверка ширины раскрытия трещин, наклонных к продольной оси железобетонного элемента Расчетную ширину раскрытия трещин w k определяют по формуле (9.10) с заменой максимального расстояния между трещинами s r,max на s m , рассчитываемое по формуле (9.17). Для элементов, имеющих ортогональное армирование, в случае, когда образуются трещины наклонные под углом 150 к продольной оси элемента (направлению продольного армирования, рисунок 9.3), среднее расстояние между наклонными трещинами s m определяют по формуле , , 1 , sin cos m m x m y s s s (9.17) где — угол между направлением продольного армирования (продольной осью элемента) и направ- лением главных сжимающих напряжений; принимают в соответствии с 8.2.3; s m,x — среднее расстояние между вертикальными трещинами в направлении, параллельном продольной оси элемента, при осевом растяжении; определяют по формуле , 1 , 2 0,25 ; 10 x x m x x w x s s c k l (9.18) CП 5.03.01-2020 150 s m,y — среднее расстояние между горизонтальными трещинами в направлении, перпендикуляр- ном продольной оси элемента, при поперечном растяжении; определяют по формуле , 1 2 0,25 10 y sw m y y w sw s s c k (9.19) В формулах (9.18) и (9.19): , x sw — соответственно диаметры продольных и поперечных арматурных стержней; c x , c y — расстояния от центра тяжести сечения до центров тяжести продольной и попереч- ной арматуры соответственно; sw — коэффициент поперечного армирования; определяют по формуле ; sw sw w A b s (9.20) ,x l — коэффициент продольного армирования; определяют по формуле , , ; s x x c A A l (9.21) 1 0,4. w k Рисунок 9.3 — Схемы для определения расчетных параметров при вычислении среднего расстояния между наклонными трещинами 9.3 Расчет железобетонных конструкций по деформациям 9.3.1 Общие положения 9.3.1.1 Предельное состояние железобетонных конструкций по деформациям проверяют из условий: — ограничения соотношения геометрических параметров конструкции (например, отношения эффективного пролета к рабочей высоте сечения элемента конструкции) без дополнительного рас- чета перемещений; — непревышения расчетными перемещениями предельно допустимых значений, установленных соответствующими ТНПА: a k a lim , где a k — прогиб (перемещение) железобетонной конструкции от расчетного сочетания воздействий, мм; a lim — предельно допустимый прогиб (перемещение), мм; принимают по соответствующим ТНПА. 9.3.1.2 Прогибы (перемещения) железобетонных конструкций рассчитывают по правилам строитель- ной механики, используя распределения значений продольных деформаций, поперечных деформа- ций и кривизны от расчетных воздействий и их сочетаний по длине железобетонных конструкций. CП 5.03.01-2020 151 9.3.1.3 Кривизну железобетонных элементов принимают равной разности краевых относитель- ных деформаций элемента в сечении, нормальном к продольной оси, деленной на высоту сечения. 9.3.1.4 Для участков железобетонных элементов с трещинами кривизну определяют как разность средних относительных деформаций крайнего сжатого волокна бетона и средних относительных дефор- маций крайнего растянутого арматурного стержня на этом участке, деленную на расстояние между крайним сжатым волокном бетона и центром тяжести крайнего растянутого арматурного стержня. 9.3.1.5 Средние относительные деформации крайнего сжатого волокна бетона определяют по отно- сительным деформациям крайнего сжатого волокна бетона в сечении с трещиной, нормальном к про- дольной оси элемента, умноженным на коэффициент, учитывающий неравномерность распределения деформаций сжатого бетона по длине между трещинами. |