Строительные правилареспублики беларусьсп 03. 012020Издание официальное
 Скачать 3.3 Mb.
|
|
А.1.13 При проверках предельных состояний несущей способности эффекты от воздействий в расчетных сечениях (изгибающие моменты и перерезывающие силы) следует включать в основное расчетное сочетание в соответствии с требованиями СН 2.01.01. При проверках предельных состояний несущей способности эффекты от постнапряжения следует учитывать с частным коэффи- циентом p 1. А.2 Компоновка конструктивной системы А.2.1 Применение постнапряжения при возведении плоских плит перекрытий наиболее рацио- нально для пролетов от 6 до 13 м. А.2.2 При предварительной компоновке конструктивной системы толщину постнапряженных в двух направлениях плит перекрытий, опирающихся на колонны, следует принимать на основании ориенти- ровочных значений, обеспечивающих требования жесткости и сопротивление местному срезу (про- давливанию), приведенных в таблице А.1. Таблица А.1 — Рекомендуемые значения отношения L / h для постнапряженных плит L / h Перекрытие Покрытие От 40 до 45 включ. или 48* либо (от 28 до 36)** От 45 до 48 включ. или 52* * Значение с учетом требований жесткости (ограничения прогибов). ** Для перекрытий с повышенной нагрузкой. А.2.3 Высоту сечения монолитной постнапряженной плоской плиты следует принимать не ме- нее 200 мм. А.2.4 При выборе схемы размещения на плане колонн и стен следует учитывать следующие рекомендации оптимального проектирования: а) уменьшать размер крайнего пролета плит или смещать колонны внутрь периметра здания и устраивать консольные участки плит, если это позволяют архитектурные решения (рисунок А.1); Рисунок А.1 — Характерное расположение колонн и стен в плане здания из условия достижения максимального эффекта от постнапряжения б) уменьшать, при необходимости, жесткость колонн или стен по направлению передачи усилия обжатия (натяжения напрягающих элементов) для минимизации потерь усилия обжатия, исключения образования трещин в ограничивающих элементах (при чрезмерном ограничении). На рисунке А.2 приведены характерные расположения колонн и стен в плане здания, в том числе на рисунке А.2 а) — рекомендуемое размещение стен и колонн, на рисунке А.2 б) — неблагоприятное с точки зрения влияния ограничения деформаций со стороны конструктивной системы на эффективность пост- напряжения. CП 5.03.01-2020 181 Рисунок А.2 — Характерное расположение колонн и стен (диафрагм жесткости) в плане здания из условия снижения потерь предварительного напряжения и исключения трещинообразования: а — рекомендуемое размещение; б — нерекомендуемое размещение А.3 Определение эффектов воздействий в элементах конструктивной системы с плоскими постнапряженными плитами А.3.1 Общие положения А.3.1.1 Для определения эффектов воздействий в элементах конструктивной системы с плоскими постнапряженными плитами рекомендуется использовать расчетные модели, основанные на приме- нении МКЭ. А.3.1.2 При расчете перекрытия по МКЭ всю конструктивную систему следует рассматривать одно- временно в соответствии с требованиями для используемых программных комплексов. А.3.1.3 Для определения внутренних усилий в плоской постнапряженной плите допускается исполь- зовать упрощенные методы, например метод эквивалентной рамы в соответствии с А.3.2. А.3.1.4 Независимо от метода, применяемого для определения эффектов воздействий, в эле- ментах конструкции перекрытия в расчетных ситуациях следует учитывать постоянные, переменные нагрузки, а также эффекты, возникающие в плите от действия усилия обжатия в напрягающих кана- тах, включая вторичные эффекты от постнапряжения, расчет которых приведен в приложении К. А.3.2 Метод эквивалентной рамы А.3.2.1 При расчете по методу эквивалентной рамы конструктивную систему, включающую пло- ские плиты перекрытия, опирающиеся на колонны, представляют в виде отдельных плоских рам, выделяемых в ортогональных направлениях в соответствии с рекомендациями, изложенными в ТКП EN 1992-1-1 (приложение Е). А.3.2.2 При определении эффектов воздействий по методу эквивалентной рамы, необходимо корректировать жесткость элементов в узлах сопряжения колонн с плитами. Для моделирования повышенной гибкости плиты в узле сопряжения с колонной рекомендуется производить расчет с использованием эквивалентной длины колонны kl act , при определении которой коэффициент k рас- считывают по формуле 1(2) 0,5 , 6 c p k b h l (А.2) где l 1(2) — расстояние между колоннами (шаг колонн); b c — ширина колонны; h p — толщина плиты. CП 5.03.01-2020 182 А.3.3 Расчетные модели, основанные на применении метода конечных элементов (МКЭ) А.3.3.1 Если для определения эффектов воздействий в элементах конструктивной системы при- меняют расчетные модели, основанные на МКЭ, ширину расчетной полосы следует определять исходя из положения линий нулевых перерезывающих сил в поле проектируемой плиты перекрытия. В общем случае расчетную ширину плиты определяют как сумму расстояний от оси колонн до линий нулевых перерезывающих сил. А.3.3.2 Положение линий нулевых перерезывающих сил следует определять при основном рас- четном сочетании нагрузок, действующих на перекрытие, принятом при проверках предельных со- стояний несущей способности согласно СН 2.01.01. А.3.3.3 Изгибающие моменты, действующие в пролетах, допускается рассматривать как равномерно распределенные поперек расчетной полосы по ширине плиты. Ширина расчетной полосы для опре- деления пролетных моментов может быть принята равной расстоянию между линиями нулевых пере- резывающих сил. В случае если арматура, имеющая сцепление с бетоном, неравномерно распределена по ширине расчетной полосы, при проверках предельного состояния трещинообразования расчетная ширина бетона может быть разделена на несколько отдельных полос, в пределах которых распределение моментов и армирования считается равномерным. Это применимо как при проверках ограничения напряжений в плитах, работающих без трещин, так и ширины раскрытия трещин в плитах, работаю- щих с трещинами и имеющих арматуру со сцеплением с бетоном в растянутой зоне сечения. А.3.3.4 Если в проектируемой плите предусматривается установка напрягающих элементов, не имеющих сцепления с бетоном, а ненапрягаемая арматура в растянутой зоне сечения отсутствует, при проверках предельных состояний эксплуатационной пригодности для расчетных полос следует применять допустимые значения напряжений, приведенные в таблице А.2. Таблица А.2 — Допустимые значения напряжений на верхней и нижней гранях плиты для МКЭ Положение плиты Сжатие Растяжение элементов с арматурой, имеющей сцепление с бетоном 2) элементов без арматуры, имеющей сцепление с бетоном Опора 0,4f ck 1) 1,2f ctm 0,4f ctm Пролет 1) Арматурой, имеющей сцепление с бетоном, могут быть напрягающие элементы со вторичным сцеплением или ненапрягаемая арматура. 2) При проверке деформативности данные значения могут быть превышены. Примечание — Расстояние между стержнями или напрягающими элементами, имеющими сцепление с бето- ном, должно быть не более 500 мм, в противном случае применяют значения, указанные для элементов без арматуры, имеющей сцепление с бетоном. Если в проектируемой плите предусматривается установка напрягающих элементов, имеющих вторичное сцепление с бетоном, и (или) в растянутой зоне сечения устанавливается ненапрягаемая арматура, допустимые значения, приведенные в таблице А.2 (для элементов с арматурой, имеющей сцепление с бетоном), допускается применять при условии, что расстояние между канатами или стерж- нями арматуры не превышает 500 мм. В противном случае следует использовать допустимые значе- ния для элементов без арматуры, имеющей сцепление с бетоном (см. таблицу А.2). А.3.3.5 При расчетах опорных сечений в соответствии с характером эпюр распределения опор- ных моментов выделяют четыре расчетные полосы согласно рисунку А.3. Расчетные полосы (позиции 2, 3), расположенные по противоположным граням колонн, должны быть шириной 0,4 (w 1 w 2 ) (где w 1 и w 2 — расстояния между осью колонны и линиями нулевых пере- резывающих сил в каждую сторону от оси колонны соответственно). В пределах выделяемых расчетных полос допускается принимать равномерное распределение опорных изгибающих моментов и разме- щать арматуру. Две дополнительные расчетные полосы (позиции 4, 5) принимают по линии оси колонн в попе- речном направлении. Ширину расчетной полосы распределяют в равных долях пролета от линии нуле- вого среза. CП 5.03.01-2020 183 Рисунок А.3 — Расчетные полосы для моментов относительно оси х А.3.3.6 Для характерных (расчетных) сечений выделенных расчетных полос определяют усилия (изгибающие моменты) путем интегрирования (численного интегрирования) эпюры распределения погонных усилий вдоль расчетного сечения. А.3.3.7 При проверках опорных сечений по предельным состояниям несущей способности и экс- плуатационной пригодности, в отличие от пролетных сечений, следует рассматривать не средние, а максимальные значения моментов, действующих в выделенных расчетных полосах. А.3.3.8 Если требования по ограничению напряжений согласно таблице А.2 для расчетных полос не выполняются, необходимо производить проверку ширины раскрытия трещин в соответствии с 9.2. В случае когда проверку ширины раскрытия трещин не производят, следует вносить изменения в конструктивные решения плиты (например, предусматривать установку дополнительной арматуры для ограничения ширины раскрытия трещин). А.4 Проектирование напрягающих элементов А.4.1 Проектирование напрягающих элементов основано на выборе горизонтального и верти- кального профиля трассы канатов, определении требуемого количества напрягаемой арматуры в сече- ниях расчетных полос плиты. А.4.2 На рисунке А.4 приведены характерные схемы размещения напрягающих элементов в плане перекрытия при регулярной сетке колонн, приближающейся к прямоугольной. Рисунок А.4 — Характерные схемы размещения напрягающих элементов в плане перекрытия при регулярной сетке колонн А.4.3 В перекрытиях с большими пролетами при относительно большой (примерно 300 мм) тол- щине плиты следует применять равномерное размещение напрягаемых элементов в поле плит в двух направлениях или концентрированное размещение в межколонной полосе согласно рисунку А.4 а). Наиболее благоприятным является размещение, приведенное на рисунке А.4 б). При толщине плиты менее 300 мм технологически более выгодным являются размещения, приведенные на ри- сунке А.4 в) и г). Размещение, приведенное на рисунке А.4 а), обеспечивает повышение сопротивления плиты при местном срезе. CП 5.03.01-2020 184 А.4.4 В плитах перекрытий с размещением напрягаемой арматуры в виде переплетения следует принимать во внимание, что в двух направлениях плиты имеют различную рабочую высоту. Поэтому при создании постнапряжения в плитах рекомендуется применять канаты, имеющие небольшие диаметры. А.4.5 Как в одном, так и в другом направлении плиты не менее двух напрягающих элементов должны располагаться над колонной, а шаг между соседними, равномерно распределенными напря- гаемыми канатами в поле плиты S не должен превышать 8h pl (где h pl — толщина плиты). А.4.6 Вертикальная трассировка напрягающих элементов (расположение каната(-ов) в вертикаль- ной плоскости плиты) должна обеспечить наиболее эффективное восприятие нагрузки за счет возни- кающих поперечных усилий или эквивалентной поперечной нагрузки обратного знака по отношению к направлению действующих расчетных нагрузок и передачу их на опоры (полностью или частично). Особенности трассировки оси вертикального профиля напрягающих элементов и соответствую- щие зависимости для определения эквивалентной нагрузки от бокового давления каната на стенки каналообразователя приведены в А.5. А.4.7 Профиль оси трассы напрягающих элементов, площадь их поперечного сечения и усилие натяжения должны обеспечить восприятие расчетного значения собственного веса монолитной плиты перекрытия в пределах от 80 % до 100 % за счет возникающей эквивалентной нагрузки от бокового давления каната на стенки каналообразователя. А.5 Трассировка напрягающих элементов в постнапряженных конструкциях. Определение эквивалентных нагрузок А.5.1 Трассировка напрягающих элементов А.5.1.1 Для создания эквивалентных вертикальных нагрузок, направленных противоположно действию постоянных и переменных нагрузкок, для соответствующей расчетной ситуации напрягаю- щие элементы, не имеющие сцепления с бетоном, следует рационально размещать по высоте сече- ния и в плане. Эквивалентными вертикальными нагрузками моделируют реакции, направленные вертикально, кото- рые возникают при натяжении напрягающих элементов, имеющих криволинейный профиль трассы. А.5.1.2 Геометрические параметры профиля трассы напрягающего элемента назначают исходя из расчета таким образом, чтобы очертание эпюры моментов, создаваемой усилием натяжения, имело форму, близкую к очертанию эпюры изгибающих моментов от соответствующего сочетания нагрузок, но противоположную по знаку. А.5.1.3 Величину подъема профиля трассы каната а, принимаемую при расчетах эквивалентных равномерно распределенных нагрузок, определяют как расстояние по вертикали от точки, лежащей на середине отрезка, соединяющего точки перегиба на профиле трассы для данного пролета, до оси профиля трассы в соответствующей области (рисунки А.5–А.7). а — величина подъема профиля трассы каната Рисунок А.5 — Идеализированная схема профиля трассы напрягающего элемента для неразрезного элемента с консолью при действии равномерно распределенных нагрузок CП 5.03.01-2020 185 Рисунок А.6 — Идеализированная схема профиля трассы напрягающего элемента для неразрезного элемента при действии сосредоточенной силы в пролете L 2 Рисунок А.7 — Фактическая схема профиля трассы напрягающего элемента и соответствующее распределение эквивалентных равномерно распределенных нагрузок А.5.1.4 С учетом конструктивно-технологических требований, например, напрягающие канаты не должны иметь «острых» перегибов (в отличие от идеализированных схем, приведенных на рисун- ках А.5 и А.6,), канаты в общем случае следует трассировать в соответствии с фактической схемой, приведенной на рисунке А.7. А.5.1.5 В общем случае отношение L / L (см. рисунок А.7) следует принимать равным 0,05 при отношении L / d 40. В случае применения круглых каналов, в которых размещена группа нескольких одиночных канатов, радиус закругления на опоре должен составлять не менее 70 duct (где duct — диаметр канала), для одиночного каната (моностренда) — не менее 2,5 м. Дополнительные указания, касающиеся конструктивно-технологических требований, действую- щих при проектировании профиля трассы напрягающих элементов, могут быть установлены в техни- ческих аттестатах для конкретной системы постнапряжения. А.5.2 Определение эквивалентных нагрузок А.5.2.1 Систему сил, прикладываемых к бетонному элементу посредством напрягающих канатов, следует представлять как эквивалентную равномерно распределенную нагрузку, компенсирующую полностью или частично внутренние усилия (эффекты) от постоянных и части переменных нагрузок, действующих в соответствующей расчетной ситуации. При проектировании постнапряженных плоских перекрытий профиль оси трассы напрягающих элементов, площадь их поперечного сечения и усилие натяжения должны обеспечивать восприятие расчетного значения собственного веса монолитной плиты перекрытия в пределах от 80 % до 100 % за счет возникающей эквивалентной нагрузки от бокового давления каната на стенки каналооб- разователя. А.5.2.2 В соответствии со схемой, показанной на рисунке А.7, внутренние эквивалентные усилия, являющиеся результатом натяжения канатов, имеющих параболический профиль трассы, направлены вверх и равномерно распределены по длине трассы в пролете. На концевых участках элемента кон- структивной системы вертикальные составляющие усилия обжатия, создаваемого канатом, пере- даются на бетон через анкерные устройства и приспособления. При этом следует проверять условие, CП 5.03.01-2020 186 в соответствии с которым все действующие усилия, относящиеся к категории внутренних, являются взаимно уравновешенными. А.5.2.3 При параболическом профиле трассы напрягающего элемента значение равномерно рас- пределенной эквивалентной нагрузки w i в общем случае следует определять по формуле , 2 8 , m t i P a w L (А.3) где L — расстояние между точками перегиба профиля трассы напрягающего элемента (в нераз- резных плитах L S, см. рисунок А.7); а — величина подъема профиля трассы каната, измеряемая по вертикали в центре отрезка, соединяющего точки перегиба трассы напрягающего элемента (см. рисунок А.7); P m,t — среднее значение усилия натяжения к моменту времени t. А.6 Вторичные эффекты постнапряжения А.6.1 При проверках предельных состояний конструктивных систем с постнапряженными плоски- ми плитами следует учитывать, что эквивалентные равномерно распределенные нагрузки от пост- напряжения создают первичные и вторичные эффекты в элементах конструктивной системы. Вторич- ные эффекты в общем случае являются реакциями в элементах статически неопределимой системы, не подвергаемых непосредственно постнапряжению (колоннах, стенах, опорных конструкциях). |