Строительные правилареспублики беларусьсп 03. 012020Издание официальное
 Скачать 3.3 Mb.
|
|
9.3.1.6 Средние относительные деформации крайнего растянутого арматурного стержня опреде- ляют по относительным деформациям крайнего растянутого арматурного стержня в сечении с тре- щиной, нормальном к продольной оси элемента, умноженным на коэффициент, учитывающий нерав- номерность распределения деформаций растянутой арматуры по длине между трещинами. 9.3.1.7 Относительные деформации сжатого бетона и растянутой арматуры в сечении с трещиной, нормальном к продольной оси элемента, в общем случае определяют на основании расчета системы уравнений деформационной модели железобетонных конструкций по заданным значениям изгибаю- щего момента и продольной силы от соответствующего сочетания внешних нагрузок согласно 8.1.2. 9.3.1.8 Деформации в сжатом бетоне и растянутой арматуре допускается определять на основа- нии условно-упругого расчета сечения с трещиной, нормального к продольной оси элемента, прини- мая условно-упругую работу бетона с приведенным модулем упругости и упругую работу арматуры с соответствующим модулем упругости. 9.3.1.9 Для изгибаемых элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечений с арматурой, сосредоточенной у растянутой и сжатой граней элемента, определение относительных деформаций сжатого бетона и растянутой арматуры допускается производить по упрощенной схеме, рассматривая железобетонный элемент в виде сжатого пояса бетона и растянутого пояса арматуры с равномерным распределением напряжений по высоте сжатого и растянутого поясов. 9.3.1.10 Для участков железобетонных элементов без трещин краевые деформации элемента в общем случае определяются на основании деформационной модели железобетонного элемента без трещин. При этом расчет железобетонного элемента допускается производить как сплошного упру- гого тела с введением дополнительных коэффициентов, учитывающих неупругую работу бетона. 9.3.1.11 При использовании упрощенных методов расчета для определения деформаций железо- бетонных изгибаемых элементов, работающих с трещинами, окончательное значение проверяемого параметра определяют по формуле II I 1 , s s (9.22) где I , II — соответственно значения анализируемого параметра, в качестве которого могут рас- сматриваться кривизна, угол поворота или прогиб параметра, определенные для сечения без трещины и с трещиной; s — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения относительных дефор- маций растянутой арматуры на участках между трещинами; в общем случае определяют по формуле (9.32). 9.3.2 Определение прогибов 9.3.2.1 В общем случае прогиб железобетонных конструкций определяют по формуле a k a k,m a k,v , (9.23) где a k,m — прогиб, обусловленный деформациями изгиба; определяют по формулам: , 0 1 ( ) ; ( ) k m a M x dx r x l (9.24) , 0 ( ) ( ) ; ( ) Ed k m m M x a M x dx B x l (9.25) CП 5.03.01-2020 152 a k,v — прогиб, обусловленный деформациями сдвига; определяют по формулам: , 0 ( ) ( ) ; k v a V x x dx l (9.26) , 0 ( ) ( ) ( ) l Ed k v v V x a V x dx B x (9.27) В формулах (9.24)–(9.27): ( ) M x — изгибающий момент в сечении х от действия единичной силы, приложенной по направ- лению искомого перемещения элемента в сечении х по длине пролета, для которого опре- деляют прогиб; 1 ( ) r x — кривизна элемента в сечении х от расчетного сочетания внешних нагрузок, при кото- рых определяют прогиб; M Еd (x) — изгибающий момент в сечении х от расчетного сочетания внешних нагрузок, при кото- рых определяют прогиб; B m (x) — изгибная жесткость железобетонного элемента в сечении х; ( ) V x — поперечная сила в сечении х, определяемая от действия единичной силы, приложен- ной по направлению искомого перемещения элемента в сечении х по длине пролета, для которого определяется прогиб; (x) — деформация сдвига в сечении х от нагрузки, при которой определяется прогиб; V Еd (x) — поперечная сила в сечении х от нагрузки, при которой определяется прогиб; B v (x) — сдвиговая жесткость железобетонного элемента в сечении х. 9.3.2.2 Для железобетонных элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечений с ар- матурой, сосредоточенной у верхней и нижней граней, и усилиями, действующими в плоскости сим- метрии сечения, прогиб при изгибе a( ,t 0 ) допускается определять по упрощенной формуле 2 0 0 ( , ) , (50, ) Ed eff k M a t B t l (9.28) где k — коэффициент, учитывающий способ приложения нагрузки и схему опирания элемента; M Ed — максимальное значение расчетного изгибающего момента при проверках предельных состояний эксплуатационной пригодности; B(50, t 0 ) — изгибная жесткость элемента; определяют при длительном действии нагрузки по фор- муле (9.40). 9.3.3 Определение кривизны и изгибной жесткости 9.3.3.1 Кривизну (1/ ) cr r железобетонных элементов (участков элементов) с трещинами, нормаль- ными к продольной оси элемента, определяют по формуле 1 , cm sm cr r d (9.29) где cm — средняя относительная деформация крайнего сжатого волокна бетона на участке между трещинами; определяют по формуле , cm c cc (9.30) здесь cс — относительная деформация крайнего сжатого волокна бетона в сечении с трещиной; с — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения относительных дефор- маций сжатого бетона между трещинами; принимают равным 0,9; CП 5.03.01-2020 153 sm — средняя относительная деформация крайнего растянутого стержня продольной арматуры на участке между трещинами; определяют по формуле sm s s , (9.31) здесь s — относительная деформация растянутой арматуры в сечении с трещиной; в общем случае определяют из решения системы уравнений деформационной расчетной мо- дели сопротивления при действии изгибающего момента и продольной силы в соот- ветствии с 8.1.2; s — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения относительных дефор- маций растянутой арматуры на участках между трещинами; определяют по формуле 2 1 , sr s s (9.32) — коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки; принимают равным: 1,0 — при действии кратковременных нагрузок; 0,5 — при действии длительно действующих и многократно повторяющихся нагрузок; s — напряжения в растянутой арматуре, рассчитанные для сечения с трещиной, от усилий, вызванных расчетным сочетанием воздействий; sr — напряжения в растянутой арматуре, рассчитанные для сечения с трещиной, от усилий, при которых образуются трещины; d — расстояние между крайним сжатом волокном бетона и крайним растянутым стержнем про- дольной арматуры. В формуле (9.32) вместо отношения / sr s допускается принимать: — при осевом растяжении / ; cr Ed N N — при изгибе / cr Ed M M Усилия трещинообразования могут быть определены как для бетонного сечения по формулам: M cr f ctm W c , (9.33) N cr f ctm A c , (9.34) где f ctm — принимают по таблице 6.1. Расчетное продольное усилие N Ed и изгибающий момент M Ed определяют для соответствующего сочетания воздействий при F 1,0. Для элементов, трещинообразование которых вызвано действием только вынужденных дефор- маций, в формуле (9.32) принимают s sr Относительные деформации крайнего сжатого волокна бетона cс и крайнего растянутого стержня продольной арматуры s в сечении с трещиной в общем случае определяют из решения системы уравнений деформационной расчетной модели сопротивления при действии изгибающего момента, вызванного расчетными усилиями для предельных состояний эксплуатационной пригодности. Значения cс и s определяют по формулам: , , cс cс c red E (9.35) , s s s E (9.36) где cс — напряжение в крайнем сжатом волокне бетона в сечении с трещиной; s — напряжение в крайнем растянутом стержне продольной арматуры в сечении с трещиной. Значения cс и s допускается определять из условно-упругого расчета сечения с трещиной, нормаль- ного к продольной оси элемента, включающего сжатую зону бетона с приведенным модулем упруго- сти E c,red , сжатую и растянутую арматуру с модулем упругости E s CП 5.03.01-2020 154 Для изгибаемых элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечений с арматурой, сосре- доточенной у растянутой и сжатой граней сечения, и усилиями, действующими в плоскости симмет- рии сечения, значения cс и s определяют по формулам: , Ed cс cс M A z (9.37) , Ed s s M A z (9.38) где A cc — площадь сжатого бетона в сечении с трещиной; A s — площадь растянутой арматуры в сечении с трещиной; z — расстояние между центрами тяжести площади сечений сжатого бетона и растянутой арматуры. Значения A cc и z допускается определять из расчета изгибаемых элементов по предельным уси- лиям в сечении, нормальном к продольной оси элемента. В этом случае кривизну железобетонных элементов (1/ ) cr r определяют по формуле (9.29), при- нимая d z. 9.3.3.2 Изгибную жесткость элемента с трещинами , m cr B в общем случае определяют по формуле , (1/ ) Ed m cr cr M B r (9.39) Допускается изгибную жесткость железобетонного элемента с трещинами 0 50, B t определять по формуле , II 0 2 II I 50, , 1 1 c eff sr s E I B t I I (9.40) где E c,eff — эффективный модуль упругости бетона; принимают: при действии кратковременной нагрузки E c,eff E cm ; при действии длительной нагрузки; определяют по формуле , 0 , 1 (50, ) cm c eff E E t (9.41) здесь (50, t 0 ) — предельное значение коэффициента ползучести бетона; определяют в соот- ветствии с 6.1.4. I II , I I — соответственно момент инерции сечения с трещиной и без трещины; определяют с учетом отношения , / e s c eff E E по приложению Е. 9.3.3.3 Кривизну железобетонных элементов (участков элементов), работающих без трещин, опре- деляют по формуле 1 2 1 , c c r h (9.42) где с1 — относительная деформация крайнего сжатого волокна бетона; с2 — относительная деформация крайнего растянутого (менее сжатого) волокна бетона; h — расстояние между крайними волокнами бетона в сечении. Относительные деформации крайних волокон сечения с1 и с2 в общем случае определяют по деформационной расчетной модели сопротивления для железобетонного элемента, работающего без трещин. CП 5.03.01-2020 155 Изгибную жесткость железобетонного элемента без трещин 0 50, B t определяют по формуле (9.40), принимая: I II I I ; , c eff E — согласно 9.3.3.2; (1/ ) r — по формуле (9.43): 0 1 (50, ) Ed m M r B t (9.43) 9.3.3.4 Дополнительную кривизну от неравномерной усадки бетона (1/ ) cs r определяют по формуле , 1 , cs e cs S r I (9.44) где cs, — предельное значение усадки бетона; определяют в соответствии с 6.1.4; e — согласно 9.3.3.2; S — статический момент арматуры относительно центра тяжести сечения; I — момент инерции сечения; При расчете кривизны от неравномерной усадки бетона для элементов с трещинами значения S и I определяют дважды: для сечения без трещины и сечения с трещиной. Окончательное значение кривизны (1/ ) cs r в данном случае определяют по формуле (9.22). 9.3.4 Определение деформации сдвига и сдвиговой жесткости 9.3.4.1 Сдвиговую жесткость ( ) v B x определяют по формуле 2 ( ) ( ) , 3 v cr c B x x G bh (9.45) где G c — модуль сдвига бетона; принимают равным 0,4E cm ; cr (x) — коэффициент, учитывающий влияние трещин на деформацию сдвига. 9.3.4.2 Деформацию сдвига ( ) v x определяют по формуле ( ) ( ) , ( ) Еd v v V x x B x (9.46) где V Еd (x) — расчетная поперечная сила в сечении x; B v (x) — сдвиговая жесткость в сечении x. 9.4 Ограничение напряжений 9.4.1 Величину сжимающих напряжений в бетоне следует ограничивать для исключения образо- вания продольных трещин, микротрещин, чрезмерных деформаций ползучести, отрицательно (небла- гоприятно) влияющих на показатели эксплуатационной пригодности конструкций. 9.4.2 Образование продольных трещин, приводящих к снижению долговечности конструкции, исклю- чают дополнительными мерами при конструировании (например, увеличением толщины защитного слоя бетона, применением косвенного армирования). Если данные меры невозможно реализовать, ограничивают величину сжимающих напряжений в бетоне до значения 0,6f ck для классов экспози- ции XD, XF. Значения сжимающих напряжений в бетоне определяют при редком (характеристическом) соче- тании воздействий в соответствии с СН 2.01.01. 9.4.3 Если сжимающие напряжения в бетоне cc , определенные при практически постоянном соче- тании воздействий в соответствии с СН 2.01.01 не превышают 0,45f ck , в расчетах рассматривают линей- ную модель ползучести. При cc 0,45f ck следует применять нелинейную модель ползучести. 9.4.4 Для исключения развития неупругих деформаций растягивающие напряжения в арматуре при действии редкого (характеристического) сочетания нагрузок не должны превышать 0,8f yk . В слу- чае если растягивающие напряжения вызваны вынужденными деформациями, их величина не должна превышать 0,95f yk . Средние значения напряжений в напрягающих элементах (стержнях, проволоках, канатах) не должны превышать 0,75f pk CП 5.03.01-2020 156 10 Проверка живучести конструктивных систем в особых расчетных ситуациях 10.1 В соответствии с требованиями СН 2.01.01 здания и сооружения должны быть защищены от прогрессирующего обрушения в случае локального разрушения несущих элементов конструкций в результате возникновения особых расчетных ситуаций при особых воздействиях, не предусмотрен- ных условиями нормальной эксплуатации зданий. В случае реализации особых воздействий допускаются локальные разрушения отдельных вер- тикальных несущих элементов в пределах одного этажа, но эти первоначальные разрушения не должны приводить к обрушению значительной части или разрушению конструкций в целом, на ко- торые передается нагрузка, ранее воспринимавшаяся элементами, поврежденными в результате особых воздействий. 10.2 При проектировании новых и реконструкции зданий в общем случае учитывают следующие особые воздействия: — нагрузки, характеризующиеся давлением на внешние и внутренние поверхности зданий и их отдельные конструктивные элементы (например, взрывы, давление ветра и другие опасные метеоро- логические явления); — нагрузки, вызванные ударом (например, ударные воздействия от транспортных средств на элементы конструкции, ракеты, попадание осколков и т. д.); — вибрационные воздействия в процессе сноса; — вынужденные деформации конструктивной системы в целом или отдельных конструктивных элементов (при пожарах, осадке опор при образовании карстовых воронок и провалов в основаниях зданий и т. д.). |