сп 63. СП 63.13330.2018. Сведения о своде правил
 Скачать 4.99 Mb.
|
|
СП 63.13330.2018 86 При отсутствии данных допускается принимать мм. При электротермическом способе натяжения арматуры потери от деформации анкеров не учитывают. 9.1.7 При натяжении арматуры на бетон потери от деформации анкеров натяжных устройств определяют по формуле (9.7), в которой принимают мм, а Потери от трения о стенки каналов или поверхность конструкции определяют по формуле ; 1 1 7 sp x sр e где – основание натуральных логарифмов; – коэффициенты, определяемые по таблице 9.1; – длина участка от натяжного устройства до расчетного сечения, м; – суммарный угол поворота оси арматуры, рад; – принимается без потерь. Т а б л и ц а 9.1 Канал или поверхность Коэффициенты для определения потерь от трения арматуры при арматуре в виде пучков, канатов стержней периодического профиля 1 Канал: с металлической поверхностью 0,0030 0,35 0,40 с бетонной поверхностью, образованный жестким каналообразователем 0 0,55 0,65 то же, гибким каналообразователем 0,0015 0,55 0,65 2 Бетонная поверхность 0 0,55 0,65 9.1.8 Потери от усадки бетона при натяжении арматуры на упоры определяют по формуле , (9.8) где – деформации усадки бетона, значения которых можно приближенно принимать в зависимости от класса бетона равными: 0,0002 – для бетона классов В35 и ниже; 0,00025 – для бетона класса В40; 0,0003 – для бетона классов В45 и выше. Для бетона, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении, потери от усадки бетона вычисляют по формуле (9.8) с умножением полученного результата на коэффициент, равный 0,85. Потери от усадки бетона при натяжении арматуры на бетон определяют по формуле (9.8) с умножением полученного результата независимо от условий твердения бетона на коэффициент, равный 0,75. Допускается потери от усадки бетона определять более точными методами. 2 l 4 sp 2 l e , x sp 5 sp 5 , sp b sh s E , b sh 5 sp 5 sp СП 63.13330.2018 87 9.1.9 Потери от ползучести бетона определяют по формуле , (9.9) где – коэффициент ползучести бетона, определяемый согласно 6.1.16; – напряжения в бетоне на уровне центра тяжести, рассматриваемой j-й группы стержней напрягаемой арматуры; – расстояние между центрами тяжести сечения рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры и приведенного поперечного сечения элемента; , – площадь приведенного сечения элемента и ее момент инерции относительно центра тяжести приведенного сечения; μ spj – коэффициент армирования, равный A spj /A, где A и A spj – площади поперечного сечения элемента и рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры соответственно. Для бетона, подвергнутого тепловой обработке, потери вычисляют по формуле (9.9) с умножением полученного результата на коэффициент, равный 0,85. Допускается потери от ползучести бетона определять более точными методами. Напряжения определяют по правилам расчета упругих материалов, принимая приведенное сечение элемента, включающее площадь сечения бетона и площадь сечения всей продольной арматуры (напрягаемой и ненапрягаемой) с коэффициентом приведения арматуры к бетону , согласно 9.1.11. При < 0 принимается и 9.1.10 Полные значения первых потерь предварительного напряжения арматуры (9.1.3 – 9.1.6) определяют по формуле , (9.10) где i – номер потерь предварительного напряжения. Усилие предварительного обжатия бетона с учетом первых потерь равно: , (9.11) где и – площадь сечения j-й группы стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента и предварительное напряжение в группе с учетом первых потерь Здесь – начальное предварительное напряжение рассматриваемой группы стержней арматуры. Полные значения первых и вторых потерь предварительного напряжения арматуры (9.1.3–9.1.8) определяют по формуле 6 sp , 6 2 , 0,8 1 1 1 0,8 b cr bpj sp sj red spj b cr red y A I , b cr bpj sj y red A red I bpj s b E E bpj 6 0 sp 5 0 sp (1) sp spi i (1) (1) ( ) spj sp j j P A spj A (1) sp j (1) (1) sp j spj sp j spj СП 63.13330.2018 88 (9.12) Усилие в напрягаемой арматуре с учетом полных потерь равно , (9.13) где При проектировании конструкций полные суммарные потери для арматуры, расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента (основной рабочей арматуры), следует принимать не менее 100 МПа. При определении усилия предварительного обжатия бетона Р с учетом полных потерь напряжений следует учитывать сжимающие напряжения в ненапрягаемой арматуре, численно равные сумме потерь от усадки и ползучести бетона на уровне этой арматуры. При определении усилий обжатия с учетом ненапрягаемой арматуры на уровне ненапрягаемой арматуры, потери от ползучести на этом уровне принимают равными , где – потери от ползучести для стержней напрягаемой арматуры, ближайшей к рассматриваемой ненапрягаемой арматуре; и – напряжения в бетоне на уровне рассматриваемой ненапрягаемой и напрягаемой арматуры соответственно. 9.1.11 Предварительные напряжения в бетоне при передаче усилия предварительного обжатия , определяемого с учетом первых потерь, не должны превышать: если напряжения уменьшаются или не изменяются при действии внешних нагрузок – , если напряжения увеличиваются при действии внешних нагрузок – Напряжения в бетоне определяют по формуле (1) (1) 0 p bp red red red P P e y M y A I I , (9.14) где – усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь; – изгибающий момент от внешней нагрузки, действующий в стадии обжатия (собственный вес элемента); – расстояние от центра тяжести сечения до рассматриваемого волокна; 0 p e – эксцентриситет усилия относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента. 9.1.12 Длину зоны передачи предварительного напряжения на бетон для арматуры без дополнительных анкерующих устройств определяют по формуле , (9.15) но не менее 10 и 200 мм, а для арматурных канатов также не менее 300 мм. В формуле (9.15): – предварительное напряжение в напрягаемой арматуре с учетом первых потерь; (2) sp spi i (2) (2) ( ) spj sp j j P A (2) (2) sp j spj sp j (2) sp j 6 bs spj bp 6 spj bs bp bp (1) P 0,9 bp R 0, 7 bp R bp (1) P M y (1) P sp s p bond s A l R u s d sp СП 63.13330.2018 89 – сопротивление сцепления напрягаемой арматуры с бетоном, отвечающее передаточной прочности бетона и определяемое согласно 10.3.24; , – площадь и периметр стержня арматуры. Передачу предварительного напряжения с арматуры на бетон следует осуществлять плавно. 9.2 Расчет элементов предварительно напряженных железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы Расчет предварительно напряженных железобетонных элементов по прочности Общие положения 9.2.1 Расчет предварительно напряженных элементов производят для стадии эксплуатации на действие изгибающих моментов и поперечных сил от внешних нагрузок и для стадии предварительного обжатия на действие усилий от предварительного натяжения арматуры и усилий от внешних нагрузок, действующих в стадии обжатия. 9.2.2 Расчет по прочности предварительно напряженных элементов при действии изгибающих моментов следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси. Расчет по прочности нормальных сечений в общем случае производят на основе нелинейной деформационной модели согласно 9.2.13–9.2.15, а также на основе предельных усилий согласно 9.2.7–9.2.12. 9.2.3 Для железобетонных элементов, у которых предельное усилие по прочности оказывается меньше предельного усилия по образованию трещин, площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по сравнению с требуемой из расчета по прочности не менее чем на 15 % или должна удовлетворять расчету по прочности на действие момента образования трещин. 9.2.4 Расчет преднапряженных элементов в стадии обжатия производят как при внецентренном сжатии усилием предварительного обжатия в предельном состоянии согласно 9.2.10–9.2.12. 9.2.5 Расчет предварительно напряженных элементов по прочности при действии поперечных сил (расчет по наклонным сечениям) и местном действии нагрузки (расчеты на смятие и продавливание) следует производить согласно подразделу 8.1. 9.2.6 При расчете предварительно напряженных элементов по прочности следует учитывать возможные отклонения предварительного напряжения, определяемого согласно 9.1.10, путем умножения значений (или усилия обжатия ) для рассматриваемого j-го стержня или группы стержней напрягаемой арматуры на коэффициент Значения коэффициента принимают равными: 0,9 – при благоприятном влиянии предварительного напряжения; 1,1 – при неблагоприятном влиянии предварительного напряжения. Расчет предварительно напряженных элементов на действие изгибающих моментов в стадии эксплуатации по предельным усилиям 9.2.7 Расчет по прочности нормальных сечений следует производить согласно подразделу 8.1 с учетом 9.2.8–9.2.9. При этом в формулах подраздела 8.1 обозначения площадей сечения и следует относить как к напрягаемой, так и к ненапрягаемой арматуре. Допускается принимать для растянутой арматуры с условным пределом текучести напряжения выше , но не более 1,1 в зависимости от соотношения и R (8.1.5). 9.2.8 Значение R принимают по формуле (8.1), в которой значения относительной деформации арматуры растянутой зоны следует определять по формулам: для арматуры с условным пределом текучести bond R s A s u spj j P sp sp s A s A s R s R , s el СП 63.13330.2018 90 ; (9.16) где – предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и ; Значения , , E s в формуле (9.16) принимают в МПа. для ненапрягаемой арматуры с физическим пределом текучести 9.2.9 Для напрягаемой арматуры, расположенной в сжатой зоне, расчетное сопротивление сжатию следует заменить напряжением , равным: – при учете коэффициента условий работы бетона (6.1.12); – при Здесь принимают в МПа. Значения определяют с коэффициентом Во всех случаях напряжение принимают не более Расчет предварительно напряженных элементов в стадии предварительного обжатия 9.2.10 При расчете элемента в стадии предварительного обжатия усилие в напрягаемой арматуре вводится в расчет как внешняя продольная сила, равная , (9.17) где и – площади сечения напрягаемой арматуры, расположенной соответственно в наиболее обжатой и в растянутой (менее обжатой) зонах сечения; и – предварительные напряжения с учетом первых потерь и коэффициента sp =1,1 в арматуре с площадью сечения и 9.2.11 Расчет по прочности элементов прямоугольного сечения в стадии предварительного обжатия производят из условия , (9.18) где – расстояние от точки приложения продольной силы с учетом влияния изгибающего момента M от внешней нагрузки, действующей в стадии изготовления (собственная масса элемента), до центра тяжести сечения ненапрягаемой арматуры растянутой или наименее сжатой (при полностью сжатом сечении элемента) от этих усилий (рисунок 9.1), определяемое по формуле , (9.19) 0 p e – расстояние от точки приложения силы до центра тяжести сечения элемента; , 400 s sp s el s R E sp 0,9 sp s R sp , s s el s R E sc R sc 500 sp 1 0,9 b 400 sp 1 1, 0 b sp sp 1,1 sp sc sc R ( 330) p sp sp sp sp N A A sp A sp A sp sp sp A sp A 0 0 ( 0, 5 ) ( ) p p b sc s N e R b x h x R A h a p e p N 0 0,5 p p p M e e h a N p N СП 63.13330.2018 91 – расчетное сопротивление бетона сжатию, принимаемое по линейной интерполяции (таблица 6.8) как для класса бетона по прочности на сжатие, численно равного передаточной прочности бетона ; – расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры сжатию, принимаемое в стадии предварительного обжатия не более 330 МПа; – площадь сечения ненапрягаемой арматуры, расположенной в наиболее сжатой зоне сечения элемента. Высоту сжатой зоны бетона определяют в зависимости от величины , определяемой по формуле (8.1) с подстановкой в нее значения , где – расчетное сопротивление растянутой ненапрягаемой арматуры , и 0,003: а) при (рисунок 9.1) по формуле , (9.20) б) при по формуле (9.21) Рисунок 9.1 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого предварительно напряженного элемента при его расчете по прочности в стадии обжатия 9.2.12 Расчет по прочности элементов таврового и двутаврового сечений в стадии предварительного обжатия производят в зависимости от положения границы сжатой зоны: b R bp R sc R s A R , s s el s R E s R s A , b ult 0 R x h p s s sc s b N R A R A x R b 0 R x h ' 0 1 1 2 (1 ) R p s s sc s R s s b R N R A R A x R A R b h СП 63.13330.2018 92 а) если граница сжатой зоны проходит в полке (рисунок 8.2, а), т. е. соблюдается условие , (9.22) расчет производят как для прямоугольного сечения шириной согласно 9.2.11; б) если граница сжатой зоны проходит в ребре (рисунок 8.2, б), т. е. условие (9.22) не соблюдается, расчет производят из условия , (9.23) где 0 p p s p M e e z N ; 0 p e – см. 9.2.11; – расстояние от центра тяжести сечения элемента до растянутой (наименее сжатой) ненапрягаемой арматуры. Высоту сжатой зоны определяют по формулам: а) при ( – см. 9.2.11) ; (9.24) б) при (9.25) Расчет по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели 9.2.13 При расчете по прочности на основе нелинейной деформационной модели усилия и деформации в сечении, нормальном к продольной оси элемента, определяют с применением положений 8.1.20 – 8.1.22. 9.2.14 При расчете нормальных сечений по прочности (рисунок 9.2) в общем случае применяют: уравнения равновесия внешних сил и внутренних усилий в нормальном сечении элемента ; (9.26) ; (9.27) ; (9.28) уравнения, определяющие распределение деформаций от действия внешней нагрузки по сечению элемента p b f f s s sc s N R b h R A R A f b 0 0 0 ( 0, 5 ) ( ) ( 0, 5 ) ( ) p p b b f f f sc s N e R b x h x R b b h h h R A h a s z 0 R x h R ( ) p s s sc s b f f b N R A R A R b b h x R b 0 R x h 0 1 ( ) 1 2 (1 ) R p s s sc s b f f R s s b R N R A R A R b b h x R A R b h x bi bi bxi sj sj sxj si si sxi i j i M A Z A Z A Z y bi bi byi sj sj syj si si syi i j i M A Z A Z A Z bi bi sj sj si si i j i N A A A |