сп 63. СП 63.13330.2018. Сведения о своде правил
 Скачать 4.99 Mb.
|
В.13 Расчет конструктивных систем производят методами строительной механики. При этом в общем случае применяют метод конечных элементов, метод конечных разностей и другие численные методы. В.14 Для оценки несущей способности перекрытий допускается применять метод предельного равновесия. В.15 Расчет конструктивной системы методом конечных элементов производится как пространственной статически неопределимой системы. В.16 Моделирование конструктивных систем производят с применением оболочечных, стержневых и, при необходимости, объемных конечных элементов. В.17 При создании пространственной модели конструктивной системы следует учитывать характер совместной работы стержневых, оболочечных и объемных конечных элементов, связанный с различным числом степеней свободы для каждого из указанных элементов. В.18 Деформативные свойства основания следует учитывать применением общепринятых расчетных моделей основания, различных типов конечных элементов или СП 63.13330.2018 126 краевых условий с заданной податливостью, моделированием всего массива грунта под зданием из объемных конечных элементов, или комплексно – с применением всех вышеперечисленных методов. В.19 На первой стадии расчета конструктивной системы деформативность основания допускается учитывать с помощью коэффициента постели, принимаемого по усредненным характеристикам грунтов. В.20 При использовании свайных или свайно-плитных фундаментов сваи следует моделировать как железобетонные конструкции или учитывать их совместную работу с грунтом обобщенно, рассматривая основание как единое целое с приведенными коэффициентами постели. В.21 При построении конечно-элементной расчетной модели размеры и конфигурацию конечных элементов следует задавать, исходя из возможностей применяемых конкретных расчетных программ, и принимать такими, чтобы была обеспечена необходимая точность определения усилий по длине колонн и по площади плит перекрытий, фундаментов и стен. В.22 Жесткостные характеристики конечных элементов на первоначальной стадии расчета конструктивной системы, когда армирование конструкций еще не известно, следует определять по линейным деформационным характеристикам. В.23 После определения требуемого содержания арматуры в плитах перекрытий и покрытий следует произвести дополнительный расчет прогибов этих конструкций, принимая уточненные значения изгибных жесткостных характеристик плит с учетом армирования в двух направлениях. В.24 Рекомендуется выполнить также дополнительный расчет конструктивной системы для более точной оценки изгибающих моментов в элементах перекрытий, покрытий и фундаментных плитах, а также продольных сил в стенах и колоннах с учетом нелинейных жесткостных характеристик конечных элементов. В.25 Расчет конструктивных систем методом конечных элементов следует производить с применением специальных сертифицированных компьютерных программ. Для конструктивных систем зданий и сооружений класса КС-3 с повышенным уровнем ответственности по ГОСТ 27751, расчет необходимо выполнять не менее чем по двум различным компьютерным программам независимыми организациями. В.26 Расчет несущей способности перекрытий методом предельного равновесия следует производить, используя в качестве критерия равенство работ внешних нагрузок и внутренних сил на перемещениях в предельном равновесии плиты перекрытия с наиболее опасной схемой излома, характеризующей ее разрушение. В.27 Расчет конструктивных систем зданий и сооружений класса КС-3 с повышенным уровнем ответственности по ГОСТ 27751, следует выполнять при научно-техническом сопровождении специализированной организации. СП 63.13330.2018 127 Приложение Г Диаграммы деформирования бетона Г.1 Аналитическая зависимость криволинейных диаграмм деформирования бетона принимается в виде: (Г.1) где ε m , σ m , E m – соответственно относительные деформации, напряжения, начальные модули упругости (d – знак дифференциала); m – индекс материала (для бетона m = b, bt; для арматуры m = s); ν m – коэффициент изменения секущего модуля, определяемый по формуле , (Г.2) здесь – значение коэффициента в вершине диаграммы (при ); ν 0 – начальный коэффициент изменения секущего модуля (в начале диаграммы или в начале ее криволинейного отрезка); , – коэффициенты, характеризующие полноту диаграммы материала, ; – уровень приращения напряжений, который определяется как отношение , (Г.3) ; – напряжения, соответствующие пределу упругости материала; – коэффициент изменения касательного модуля, связанный с коэффициентом изменения секущего модуля соотношением (Г.4) В формулах (Г.2) и (Г.4) знак плюс принимают для диаграммы деформирования арматуры и для восходящей ветви диаграммы деформирования бетона, а знак минус – для нисходящей ветви диаграммы деформирования бетона. Нисходящую ветвь диаграммы разрешается использовать до уровня напряжений (с учетом Г.2). Г.2 При одноосном и однородном сжатии бетона исходная диаграмма деформирования бетона (рисунок Г.1) описывается зависимостями (Г.1)–(Г.4), в которых следует принимать: для обеих ветвей диаграммы , (Г.5) для восходящей ветви , (Г.6) для нисходящей ветви , , m m m m k m m m m E d d E 2 0 1 2 1 m m m m m m 1 2 2 1 1 , , m m el m m el , 0 m m el , m el k m 0 1 2 2 2 , 1 2 2 1 1 2 1 m m k m m m m m el 0, 85 , , ; 0; ; b b ser b el b b b b b b R E 0 1 1; 2 2, 5 b СП 63.13330.2018 128 , (Г.7) Рисунок Г.1 – Криволинейные диаграммы деформирования бетона Абцисса вершины диаграммы осевого сжатия бетона определяется по формуле , (Г.8) где В – класс бетона по прочности на сжатие; – безразмерный коэффициент, зависящий от вида бетона и принимаемый равным: – для тяжелого и мелкозернистого бетона; – для легкого бетона средней плотности D, (кг/м 3 ); – для ячеистого бетона. При одноосном и однородном растяжении бетона исходная диаграмма деформирования бетона описывается зависимостями (Г.1)–(Г.3), в которых следует принимать: btq tn btn bt bt bt el bt btq ser bt bt R R R 15 , 0 6 , 0 ; 0 ; 0 , , , (Г.9) где – коэффициент, принимаемый при центральном растяжении равным единице; для изгибаемых элементов , (Г.10) здесь см – некоторая эталонная высота сечения, h – высота сечения, см, R 0tn = 2,5 МПа. Параметры , , вычисляют по формулам (Г.6), (Г.7) с заменой на 0 1 2, 05 ; 1,95 0,138 b b 1 0, 75 60 0, 2 0,12 60 0, 2 b b B B B B B E 1 2400 D 0, 25 0, 35B btq 5 э 0, 007 , 0, 9 2 btq h h h h э 30 h 0 1 2 b bt б) а) СП 63.13330.2018 129 Приложение Д Расчет колонн круглого и кольцевого сечений Д.1 Расчет прочности кольцевых сечений колонн (рисунок Д.1) при соотношении внутреннего и наружного радиусов r 1 /r 2 ≥ 0,5 и арматуре, равномерно распределенной по окружности (при минимум семи продольных стержнях), производятся в зависимости от относительной площади сжатой зоны бетона (Д.1) а) при 0,15 < ξ cir < 0,6 – из условия (Д.2) б) при ξ cir ≤ 0,15 – из условия ; 295 , 0 sin , 1 , s tot s s sir s tot s sc m b r A R r A R Ar R M , (Д.3) где в) при ξ cir ≥0,6 – из условия (Д.4) где (Д.5) В формулах (Д.1) – (Д.5): A s,tot – площадь сечения всей продольной арматуры; r s –радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней продольной арматуры. Момент М определяется с учетом влияния прогиба элемента. Рисунок Д.1 – Схема, принимаемая при расчете кольцевого сечения сжатого элемента , , ; ( 1, 7 ) s s tot cir b sc s s tot N R A R A R R A , , sin 1 1, 7 0, 2 1, 3 ; cir b m sc s tot s s s tot s cir cir M R Ar R A r R A r , 1 , 0, 75 ; s s tot cir b sc s tot N R A R A R A 2 , sin , cir b m sc s tot s M R Ar R A r 2 , cir b sc s tot N R A R A 1 2 ; 2 m r r r СП 63.13330.2018 130 Д.2 Расчет прочности круглых сечений колонн (рисунок Д.2) с арматурой, равномерно распределенной по окружности (при числе минимум семи продольных стержней), при классе арматуры не выше А400 проверяется из условия , sin sin 3 2 , 3 s sir tot s s sir b r A R Ar R M (Д.6) где r – радиус поперечного сечения; ξ cir – относительная площадь сжатой зоны бетона, определяемая следующим образом: при выполнении условия , 645 , 0 77 , 0 ,tot s s b A R A R N (Д.7) из решения уравнения (Д.8) при невыполнении условия (Д.7) – из решения уравнения (Д.9) φ – коэффициент, учитывающий работу растянутой арматуры и принимаемый равным: при выполнении условия (Д.7) φ = 1,6(1 – 1,55ξ cir )ξ cir , но не более 1,0; при невыполнении условия (Д.7) φ = 0; A s,tot – площадь сечения всей продольной арматуры; r s – радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней продольной арматуры. Момент М определяется с учетом влияния прогиба элемента. Рисунок Д.2 – Схема, принимаемая при расчете круглого сечения внецентренно сжатого элемента , , sin2 2 ; 2, 55 cir s s tot b cir b s s tot N R A R A R A R A , sin2 2 ; cir b cir b s s tot N R A R A R A СП 63.13330.2018 131 Приложение Е Расчет бетонных шпонок Е.1Размеры бетонных шпонок, передающих сдвигающие усилия между сборным элементом и дополнительно уложенным бетоном или раствором, определяют по формулам: (Е.1) , (Е.2) где Q – сдвигающая сила, передающаяся через шпонки; t k , h k , l k – глубина, высота и длина шпонки; п k – число шпонок, вводимое в расчет и принимаемое не более трех. При наличии сжимающей силы N высоту шпонок допускается определять по формуле (Е.3) и принимать уменьшенной по сравнению с высотой, определяемой по формуле (Е.2), не более чем в два раза. При соединении шпонками элементов настила длина шпонки, вводимая в расчет, должна составлять не более половины пролета элемента, при этом значение Q принимается равным сумме сдвигающих усилий по всей длине элемента. По формулам (Е.1) – (Е.3) следует проверять шпонки сборного элемента и шпонки из дополнительно уложенного бетона, принимая расчетные сопротивления бетона шпонок R b и R bt как для бетонных конструкций. При расчете на выдергивание растянутой ветви двухветвевой колонны из стакана фундамента допускается учитывать работу пяти шпонок (рисунок Е.1). 1 – сборный элемент; 2 – монолитный бетон Рисунок Е.1 – Схема для расчета шпонок, передающих сдвигающие усилия от сборного элемента монолитному бетону ; k b k k Q t R l n ; 2 k bt k k Q h R l n 0, 7 , 2 k bt k k Q N h R l n СП 63.13330.2018 132 Приложение Ж Расчет коротких консолей Ж.1 Расчет коротких консолей колонн при l 1 0,9 h 0 (рисунок Ж.1) на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой следует производить из условия Q 0,8 R b b l sup sin 2 (1 + 5 w ), (Ж.1) в котором правая часть принимается не более 3,5 R bt b h 0 и не менее 2,5 R bt b h 0 . В условии (Ж.1): l sup – длина площадки опирания нагрузки вдоль вылета консоли; – угол наклона расчетной сжатой полосы к горизонтали, определяемый из уравнения ; – коэффициент армирования хомутами, расположенными по высоте консоли; здесь s w – расстояние между хомутами, измеренное по нормали к ним. При расчете учитывают горизонтальные и наклонные хомуты под углом не более 45 ° к горизонтали. Напряжение сжатия в местах передачи нагрузки на консоль должно быть не более расчетного сопротивления бетона смятию R b,loc Для коротких консолей, входящих в жесткий узел рамной конструкции с замоноличиванием стыка, значение l sup в условии (Ж.1) принимают равным вылету консоли l 1 , если при этом выполняются условия М/Q 0,3 м и l sup /l 1 2/3 (где М и Q –момент, растягивающий верхнюю грань ригеля, и поперечная сила в нормальном сечении ригеля по краю консоли соответственно). В этом случае правую часть условия (Ж.1) принимают не более 5R th bh 0 . Рисунок Ж.1 – Расчетная схема для короткой консоли при действии поперечной силы 2 2 0 2 2 0 1 sin h h l sw w w A bs СП 63.13330.2018 133 При шарнирном опирании на короткую консоль балки, идущей вдоль вылета консоли, при отсутствии специальных выступающих закладных деталей, фиксирующих площадку опирания (рисунок Ж.2), значение l sup в условии (Ж.1) принимается равным 2/3 длины фактической площадки опирания. Поперечное армирование коротких консолей должно удовлетворять конструктивным требованиям. Рисунок Ж.2 – Расчетная схема для короткой консоли при шарнирном опирании сборной балки, идущей вдоль вылета консоли Ж.2 При шарнирном опирании балки на консоль колонны продольная арматура консоли проверяется из условия , (Ж.2) где l 1 , h 0 – см. рисунок Ж.1. При этом продольная арматура консоли должна быть доведена до свободного конца консоли и иметь надлежащую анкеровку. При жестком соединении ригеля и колонны с замоноличиванием стыка и привариванием нижней арматуры ригеля к арматуре консоли через закладные детали продольная арматура консоли проверяется из условия , (Ж.3) где l 1 , h 0 – соответственно вылет и рабочая высота короткой консоли; N s – горизонтальное усилие, действующее на верх консоли от ригеля, равное: (Ж.4) 1 0 s s l Q R A h 1 0 s s s l Q N R A h sup 0 / 2 s b M Ql N h |