сп 63. СП 63.13330.2018. Сведения о своде правил
 Скачать 4.99 Mb.
|
|
СП 63.13330.2018 93 ; (9.29) ; (9.30) ; (9.31) зависимости, связывающие напряжения и относительные деформации бетона и арматуры: бетона ; (9.32) ненапрягаемой арматуры ; (9.33) напрягаемой арматуры (9.34) Рисунок 9.2 – Расчетная схема нормального сечения предварительно напряженного железобетонного элемента В уравнениях (9.26)–(9.34) : A si , Z sxi , Z syi , si – площадь, координаты центра тяжести i-го стержня напрягаемой арматуры и напряжение в нем; 0 1 1 bi bxi byi x y Z Z r r 0 1 1 sj sxj syj x y Z Z r r 0 1 1 si sxi syi x y Z Z r r bi b bi bi E sj sj sj sj E ( ) si si si si spi E СП 63.13330.2018 94 – относительная деформация i-го стержня напрягаемой арматуры от действия внешней нагрузки; – относительная деформация предварительного напряжения арматуры, определяемая с учетом потерь предварительного напряжения, соответствующих рассматриваемой расчетной стадии; Е si – модуль упругости i-го стержня напрягаемой арматуры; si – коэффициент упругости i-го стержня ненапрягаемой арматуры, остальные параметры – см. 8.1.23. Значения коэффициентов bi и sj определяют по указаниям 8.1.23, а значения коэффициентов si – по формуле (9.35) 9.2.15 Расчет нормальных сечений железобетонных элементов по прочности производят из условий, приведенных в 8.1.24. 9.3 Расчет предварительно напряженных элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы Общие положения 9.3.1 Расчеты по предельным состояниям второй группы включают: - расчет по образованию трещин; - расчет по раскрытию трещин; - расчет по деформациям. 9.3.2 Расчет по образованию трещин производят когда необходимо обеспечить отсутствие трещин, а также как вспомогательный при расчете по раскрытию трещин и по деформациям. Требования по отсутствию трещин предъявляют к предварительно напряженным конструкциям, у которых при полностью растянутом сечении должна быть обеспечена непроницаемость (находящихся под давлением жидкости или газов, испытывающих воздействие радиации и т.п.), к уникальным конструкциям, а также к конструкциям при воздействии сильно агрессивной среды. 9.3.3 При расчете по образованию трещин в целях их недопущения коэффициент надежности по нагрузке принимают f > 1,0 (как при расчете по прочности). При расчете по раскрытию трещин и по деформациям (включая вспомогательный расчет по образованию трещин) принимают коэффициент надежности по нагрузке f = 1,0. 9.3.4 Расчет изгибаемых предварительно напряженных элементов по предельным состояниям второй группы производят как при внецентренном сжатии на совместное действие усилий от внешней нагрузки: изгибающего момента и продольной силы , равной усилию предварительного обжатия . Расчет предварительно напряженных железобетонных элементов по образованию и раскрытию трещин 9.3.5 Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят согласно общим положениям подраздела 8.2 и 9.3.6–9.3.10. Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента 9.3.6 Изгибающий момент М crc при образовании трещин в общем случае определяется по деформационной модели согласно 9.3.10. Допускается для простых сечений si spi ( ) si si si si spi E M p N P СП 63.13330.2018 95 (прямоугольного и таврового сечений с арматурой, расположенной у верхней и нижней граней сечения, с полкой в сжатой зоне) определять момент трещинообразования согласно 9.3.7. 9.3.7 Определение момента образования трещин производят с учетом неупругих деформаций растянутого бетона согласно 9.3.8. Допускается момент образования трещин определять без учета неупругих деформаций растянутого бетона, принимая в формуле (9.36) W pl =W red . Если при этом условия (8.118) и (8.139) не удовлетворяются, то момент образования трещин следует определять с учетом неупругих деформаций растянутого бетона. 9.3.8 Момент образования трещин предварительно напряженных изгибаемых элементов с учетом неупругих деформаций растянутого бетона определяют по формуле , (9.36) где W pl – момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна с учетом 8.2.10; 0 яp р e e r – расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия P до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется; 0 p e – то же, до центра тяжести приведенного сечения; – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, (9.37) В формуле (9.36) знак «плюс» принимают, когда направления вращения моментов и внешнего изгибающего момента противоположны; «минус» – когда направления совпадают. Значения и A red определяют согласно указаниям 8.2. Для прямоугольных сечений и тавровых сечений с полкой, расположенной в сжатой зоне, значение W pl при действии момента в плоскости оси симметрии допускается определять по формуле (8.122). 9.3.9 Усилие N crc при образовании трещин в центрально-растянутых элементах определяют по формуле (8.127). 9.3.10 Определение момента образования трещин на основе нелинейной деформационной модели производят согласно 6.1.24, 9.2.13–9.2.15, но с учетом работы бетона в растянутой зоне нормального сечения, определяемой диаграммой состояния растянутого бетона согласно 6.1.22. Расчетные характеристики материалов принимают для предельных состояний второй группы. Значение M crc определяют из решения системы уравнений, представленных в 9.2.13– 9.2.15, принимая относительную деформацию бетона bt,max у растянутой грани элемента от действия внешней нагрузки, равной предельному значению относительной деформации бетона при растяжении bt,ult , определяемому согласно указаниям 8.1.30. Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента 9.3.11 Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле (8.128), в которой значение напряжений в растянутой арматуре изгибаемых предварительно напряженных элементов от внешней нагрузки определяют по формуле , (9.38) , яp crc bt ser pl M R W P e r red red W r A яр P e M red W s 0 1 ( ) p c p s s red red M h y N I A СП 63.13330.2018 96 где – момент инерции, площадь приведенного поперечного сечения элемента и расстояние от наиболее сжатого волокна до центра тяжести приведенного сечения, определяемые с учетом площади сечения только сжатой зоны бетона, площадей сечения растянутой и сжатой арматуры согласно 8.2.27, принимая в соответствующих формулах значения коэффициента приведения арматуры к бетону ; – внешняя продольная сила, равная усилию предварительного обжатия (9.3.4); – изгибающий момент от внешней нагрузки и усилия предварительного обжатия, определяемый по формуле 0 p p p M M N e , (9.39) где 0 p e – расстояние от точки приложения внешней продольной силы до центра тяжести приведенного сечения. Знак «минус» в формуле (9.39) принимают, когда направления вращений моментов и 0 p p N e не совпадают, и «плюс» – когда совпадают. Допускается напряжение s определять по формуле , (9.40) где – расстояние от центра тяжести арматуры, расположенной в растянутой зоне сечения, до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне элемента; – расстояние от центра тяжести той же арматуры до точки приложения внешней продольной силы N p Для элементов прямоугольного поперечного сечения при отсутствии (или без учета) сжатой арматуры значение определяют по формуле (9.41) где – высота сжатой зоны, определяемая согласно 8.2.28с учетом действия внешней продольной силы N p Для элементов прямоугольного, таврового (с полкой в сжатой зоне) и двутаврового поперечного сечения допускается значение z принимать равным 0 0, 7h . Напряжения s , определяемые по формулам (9.38), (9.40), не должны превышать (R s,ser sp ). Расчет предварительно напряженных железобетонных элементов по деформациям 9.3.12 Расчет предварительно напряженных элементов по деформациям производят согласно указаний 8.2.19–8.2.32 и с учетом 9.3.13–9.3.15. , , red red c I A y 2 1 s s p N p M p N M ( ) p sp s s M N z e z A z sp e z 0 3 N x z h N x СП 63.13330.2018 97 9.3.13 Полную кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов для вычисления их прогибов определяют по 8.2.24, при этом значения кривизн , и в формулах (8.140), (8.141) определяют по 9.3.14 с учетом усилия предварительного обжатия. Допускается при определении кривизны учитывать влияние деформаций усадки и ползучести бетона в стадии предварительного обжатия. 9.3.14 Кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов от действия соответствующих нагрузок определяют по формуле 0 1 p p M N e r D , (9.42) где М – изгибающий момент от внешней нагрузки; и 0 p e – продольная сила, равная усилию предварительного обжатия, и ее эксцентриситет относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента; D – изгибная жесткость приведенного поперечного сечения элемента, определяемая по 8.2 как для внецентренно сжатого усилием предварительного обжатия элемента с учетом изгибающего момента от внешней нагрузки (рисунок 9.3). 1 – уровень центра тяжести приведенного без учета растянутой зоны бетона поперечного сечения Рисунок 9.3 – Приведенное поперечное сечение (а) и схема напряженно-деформированного состояния изгибаемого предварительно напряженного элемента с трещинами (б) при его расчете по деформациям 9.3.15 Кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов допускается определять по формуле , (9.43) 1 1 r 2 1 r 3 1 r 1 r p N , 0 1 ( ) p p s red s N M N z r E A z h x СП 63.13330.2018 98 где – расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне; – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне; – высота сжатой зоны с учетом влияния предварительного обжатия. Высоту сжатой зоны определяют как для изгибаемых элементов без преднапряжения согласно 8.2.28 с умножением значения на Значения и допускается определять, принимая расстояние от точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне до наиболее сжатого волокна сечения равным Определение кривизны предварительно напряженных элементов на основе нелинейной деформационной модели 9.3.16 Полную кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов на участках без трещин в растянутой зоне сечения определяют по формуле (8.140), а на участках с трещинами в растянутой зоне сечения – по формуле (8.141). Значения кривизн, входящих в формулы (8.140) и (8.141), определяют из решения системы уравнений (9.26)–(9.34) с учетом 9.2.13. При этом для элементов с нормальными трещинами в растянутой зоне напряжение в напрягаемой арматуре, пересекающей трещины, определяют по формуле , (9.44) а в ненапрягаемой арматуре , (9.45) где (9.46) Здесь – относительная деформация растянутой арматуры в сечении с трещиной от действия внешней нагрузки сразу после образования трещин; – относительные деформации растянутой арматуры, пересекающей трещины, в рассматриваемой стадии; – относительная деформация предварительного напряжения арматуры. При определении кривизны от непродолжительного действия нагрузки в расчете применяют диаграммы кратковременного деформирования сжатого и растянутого бетона, а при определении кривизны от продолжительного действия нагрузки – диаграммы длительного деформирования бетона с расчетными характеристиками для предельных состояний второй группы. 10 Конструктивные требования 10.1 Общие положения 10.1.1 Для обеспечения безопасности и эксплуатационной пригодности бетонных и железобетонных конструкций помимо требований к расчету следует также выполнять конструктивные требования к геометрическим размерам и армированию. p z z N x s 1 p p N z M p z z 0 0,3h si si si si spi si si E E sj sj sj sj E ( ) ( ), ( ) 1 1 0,8 si j si j crc si j ( ), si j crc ( ) si j spi СП 63.13330.2018 99 Конструктивные требования устанавливают для случаев, когда: - расчетом не представляется возможным достаточно точно и определенно полностью гарантировать сопротивление конструкции внешним нагрузкам и воздействиям; - конструктивные требования определяют граничные условия, в пределах которых могут быть использованы принятые расчетные положения; - конструктивные требования обеспечивают выполнение технологии изготовления бетонных и железобетонных конструкций. 10.2 Требования к геометрическим размерам 10.2.1 Геометрические размеры бетонных и железобетонных конструкций должны быть не менее величин, обеспечивающих: - возможность размещения арматуры, анкеровки и совместной работы с бетоном, с учетом подраздела 10.3; - ограничение гибкости сжатых элементов; - требуемые показатели качества бетона в конструкции (ГОСТ 13015). 10.2.2 Размеры сечений внецентренно сжатых элементов для обеспечения их жесткости следует принимать такими, чтобы их гибкость в любом направлении не превышала: 200 – для железобетонных элементов; 120 – для колонн, являющихся элементами зданий; 90 – для бетонных элементов. 10.2.3 В конструкциях зданий и сооружений следует предусматривать их разрезку постоянными и временными температурно-усадочными швами, расстояния между которыми назначают в зависимости от климатических условий, конструктивных особенностей сооружения, последовательности производства работ и т.п. При неравномерной осадке фундаментов следует предусматривать разделение конструкций осадочными швами. 10.3 Требования к армированию Защитный слой бетона 10.3.1 Защитный слой бетона должен обеспечивать: - совместную работу арматуры с бетоном; - анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов; - сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в том числе агрессивных); - огнестойкость конструкций. 10.3.2 Толщину защитного слоя бетона следует принимать исходя из требований настоящего подраздела с учетом роли арматуры в конструкциях (рабочая или конструктивная), типа конструкций (колонны, плиты, балки, элементы фундаментов, стены и т.п.), диаметра и вида арматуры, а также СП 28.13330. Минимальные значения толщины слоя бетона рабочей арматуры (в том числе арматуры, расположенной у внутренних граней полых элементов кольцевого или коробчатого сечения) следует принимать по таблице 10.1. Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры, указанные в таблице 10.1, уменьшают на 5 мм. Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры. Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует также принимать не менее диаметра стержня арматуры и не менее 10 мм. В однослойных конструкциях из легкого и поризованного бетонов классов В7,5 и ниже толщина защитного слоя должна составлять не менее 20 мм, а для наружных стеновых 0 l i |