сп 63. СП 63.13330.2018. Сведения о своде правил
 Скачать 4.99 Mb.
|
|
5.2 Требования к расчету бетонных и железобетонных элементов по прочности 5.2.1 Расчет бетонных и железобетонных элементов по прочности производят: - по нормальным сечениям (при действии изгибающих моментов и продольных сил) – по нелинейной деформационной модели, а также на основе предельных усилий; - по наклонным сечениям (при действии поперечных сил), по пространственным сечениям (при действии крутящих моментов), на местное действие нагрузки (местное сжатие, продавливание) – по предельным усилиям. Расчет по прочности коротких железобетонных элементов (коротких консолей и других элементов) производят на основе каркасно-стержневой модели. 5.2.2 Расчет по прочности бетонных и железобетонных элементов по предельным усилиям производят из условия (5.1), что усилие от внешних нагрузок и воздействий F в рассматриваемом сечении не должно превышать предельного усилия F ult , которое может быть воспринято элементом в этом сечении (5.1) Расчет бетонных элементов по прочности 5.2.3 Бетонные элементы в зависимости от условий их работы и требований, предъявляемых к ним, следует рассчитывать по нормальным сечениям по предельным усилиям без учета (5.2.4) или с учетом (5.2.5) сопротивления бетона растянутой зоны. 5.2.4 Без учета сопротивления бетона растянутой зоны производят расчет внецентренно сжатых бетонных элементов при значениях эксцентриситета продольной силы, не превышающих 0,9 расстояния от центра тяжести сечения до наиболее сжатого волокна. При этом предельное усилие, которое может быть воспринято элементом, определяют по расчетным сопротивлениям бетона сжатию R b , равномерно распределенным по условной сжатой зоне сечения с центром тяжести, совпадающим с точкой приложения продольной силы. Для массивных бетонных конструкций следует принимать в сжатой зоне треугольную эпюру напряжений, не превышающих расчетного значения сопротивления бетона сжатию R b . При этом эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести сечения не должен превышать 0,65 расстояния от центра тяжести до наиболее сжатого волокна бетона. 5.2.5 С учетом сопротивления бетона растянутой зоны производят расчет внецентренно сжатых бетонных элементов с эксцентриситетом продольной силы, большим приведенного в 5.2.4, изгибаемых бетонных элементов (которые допускаются к применению), а также внецентренно сжатых элементов с эксцентриситетом продольной силы, равным приведенному в 5.2.4, но в которых по условиям эксплуатации не допускается образование трещин. При этом предельное усилие, которое может быть воспринято сечением элемента, определяют как для упругого тела при максимальных растягивающих напряжениях, равных расчетному значению сопротивления бетона осевому растяжению R bt ult F F СП 63.13330.2018 10 5.2.6 При расчете внецентренно сжатых бетонных элементов следует учитывать влияние продольного изгиба и случайных эксцентриситетов. Расчет железобетонных элементов по прочности нормальных сечений 5.2.7 Расчет железобетонных элементов по предельным усилиям следует проводить, определяя предельные усилия, которые могут быть восприняты бетоном и арматурой в нормальном сечении, исходя из следующих положений: - сопротивление бетона растяжению принимают равным нулю; - сопротивление бетона сжатию представляется напряжениями, равными расчетному сопротивлению бетона сжатию и равномерно распределенными по условной сжатой зоне бетона; - растягивающие и сжимающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопротивления растяжению и сжатию соответственно. 5.2.8 Расчет железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели производят на основе диаграмм состояния бетона и арматуры, исходя из гипотезы плоских сечений. Критерием прочности нормальных сечений является достижение предельных относительных деформаций в бетоне или арматуре. 5.2.9 При расчете внецентренно сжатых железобетонных элементов следует учитывать случайный эксцентриситет и влияние продольного изгиба. Расчет железобетонных элементов по прочности наклонных сечений 5.2.10 Расчет железобетонных элементов по прочности наклонных сечений производят: по наклонному сечению на действие поперечной силы, по наклонному сечению на действие изгибающего момента и по полосе между наклонными сечениями на действие поперечной силы. 5.2.11 При расчете железобетонного элемента по прочности наклонного сечения на действие поперечной силы предельную поперечную силу, которая может быть воспринята элементом в наклонном сечении, следует определять как сумму предельных поперечных сил, воспринимаемых бетоном в наклонном сечении и поперечной арматурой, пересекающей наклонное сечение. 5.2.12 При расчете железобетонного элемента по прочности наклонного сечения на действие изгибающего момента предельный момент, который может быть воспринят элементом в наклонном сечении, следует определять как сумму предельных моментов, воспринимаемых пересекающей наклонное сечение продольной и поперечной арматурой, относительно оси, проходящей через точку приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне. 5.2.13 При расчете железобетонного элемента по полосе между наклонными сечениями на действие поперечной силы предельную поперечную силу, которая может быть воспринята элементом, следует определять исходя из прочности наклонной бетонной полосы, находящейся под воздействием сжимающих усилий вдоль полосы и растягивающих усилий от поперечной арматуры, пересекающей наклонную полосу. Расчет железобетонных элементов по прочности пространственных сечений 5.2.14 При расчете железобетонных элементов по прочности пространственных сечений предельный крутящий момент, который может быть воспринят элементом, следует определять как сумму предельных крутящих моментов, воспринимаемых продольной и поперечной арматурой, расположенной у каждой грани элемента. Кроме того, следует производить расчет по прочности железобетонного элемента по бетонной полосе, расположенной между пространственными сечениями и находящейся под воздействием сжимающих усилий вдоль полосы и растягивающих усилий от поперечной арматуры, пересекающей полосу. Расчет железобетонных элементов на местное действие нагрузки 5.2.15 При расчете железобетонных элементов на местное сжатие предельную сжимающую силу, которая может быть воспринята элементом, следует определять исходя СП 63.13330.2018 11 из сопротивления бетона при объемном напряженном состоянии, создаваемом окружающим бетоном и косвенной арматурой, если она установлена. 5.2.16 Расчет на продавливание производят для плоских железобетонных элементов (плит) при действии сосредоточенных силы и момента в зоне продавливания. Предельное усилие, которое может быть воспринято железобетонным элементом при продавливании, следует определять как сумму предельных усилий, воспринимаемых бетоном и поперечной арматурой, расположенной в зоне продавливания. 5.3 Требования к расчету железобетонных элементов по образованию трещин 5.3.1 Расчет железобетонных элементов по образованию нормальных трещин производят по предельным усилиям или по нелинейной деформационной модели. Расчет по образованию наклонных трещин производят по предельным усилиям. 5.3.2 Расчет по образованию трещин железобетонных элементов по предельным усилиям производят из условия (5.2), по которому усилие от внешних нагрузок и воздействий F в рассматриваемом сечении не должно превышать предельного усилия F crc,ult , которое может быть воспринято железобетонным элементом при образовании трещин (5.2) 5.3.3 Предельное усилие, воспринимаемое железобетонным элементом при образовании нормальных трещин, следует определять исходя из расчета железобетонного элемента как сплошного тела с учетом упругих деформаций в арматуре и неупругих деформаций в растянутом и сжатом бетоне при максимальных нормальных растягивающих напряжениях в бетоне, равных расчетным значениям сопротивления бетона осевому растяжению R bt,ser 5.3.4 Расчет железобетонных элементов по образованию нормальных трещин по нелинейной деформационной модели производят на основе диаграмм состояния арматуры, растянутого и сжатого бетона и гипотезы плоских сечений. Критерием образования трещин является достижение предельных относительных деформаций в растянутом бетоне. 5.3.5 Предельное усилие, которое может быть воспринято железобетонным элементом при образовании наклонных трещин, следует определять исходя из расчета железобетонного элемента как сплошного упругого тела и критерия прочности бетона при плоском напряженном состоянии «сжатие-растяжение». 5.4 Требования к расчету железобетонных элементов по раскрытию трещин 5.4.1 Расчет железобетонных элементов производят по раскрытию различного вида трещин в тех случаях, когда расчетная проверка на образование трещин показывает, что трещины образуются. 5.4.2 Расчет по раскрытию трещин производят из условия (5.3), по которому ширина раскрытия трещин от внешней нагрузки a crc не должна превосходить предельно допустимого значения ширины раскрытия трещин a crc,ult (5.3) 5.4.3 Ширину раскрытия нормальных трещин определяют как произведение средних относительных деформаций арматуры на участке между трещинами и длины этого участка. Средние относительные деформации арматуры между трещинами определяют с учетом работы растянутого бетона между трещинами. Относительные деформации арматуры в трещине определяют из условно упругого расчета железобетонного элемента с трещинами с применением приведенного модуля деформации сжатого бетона, установленного с учетом влияния неупругих деформаций бетона сжатой зоны, или по нелинейной деформационной модели. Расстояние между трещинами определяют из условия, по которому разность усилий в продольной арматуре в сечении с трещиной и между трещинами должна быть воспринята усилиями сцепления арматуры с бетоном на длине этого участка. Ширину раскрытия нормальных трещин следует определять с учетом характера действия нагрузки (повторяемости, длительности и т.п.) и вида профиля арматуры. , crc ult F F , crc crc ult a a СП 63.13330.2018 12 5.4.4 Предельно допустимую ширину раскрытия трещин a crc,ult следует устанавливать исходя из эстетических соображений, наличия требований к проницаемости конструкций, а также в зависимости от длительности действия нагрузки, вида арматурной стали и ее склонности к развитию коррозии в трещине (СП 28.13330). 5.5 Требования к расчету железобетонных элементов по деформациям 5.5.1 Расчет железобетонных элементов по деформациям производят из условия (5.4), по которому прогибы или перемещения конструкций f от действия внешней нагрузки не должны превышать предельно допустимых значений прогибов или перемещений f ult f f ult (5.4) 5.5.2 Прогибы или перемещения железобетонных конструкций определяют по общим правилам строительной механики в зависимости от изгибных, сдвиговых и осевых деформационных характеристик железобетонного элемента в сечениях по его длине (кривизна, углы сдвига и т. д.). 5.5.3 В случаях, когда прогибы железобетонных элементов в основном зависят от изгибных деформаций, значения прогибов определяют по кривизнам элементов или по жесткостным характеристикам. Кривизну железобетонного элемента определяют как частное деления изгибающего момента на жесткость железобетонного сечения при изгибе. Жесткость рассматриваемого сечения железобетонного элемента определяют по общим правилам сопротивления материалов: для сечения без трещин – как для условно упругого сплошного элемента, а для сечения с трещинами – как для условно упругого элемента с трещинами (принимая линейную зависимость между напряжениями и деформациями). Влияние неупругих деформаций бетона учитывают с помощью приведенного модуля деформаций бетона, а влияние работы растянутого бетона между трещинами – с помощью приведенного модуля деформаций арматуры. Расчет деформаций железобетонных конструкций с учетом трещин производят в тех случаях, когда расчетная проверка на образование трещин показывает, что трещины образуются. В противном случае производят расчет деформаций как для железобетонного элемента без трещин. Кривизну и продольные деформации железобетонного элемента также определяют по нелинейной деформационной модели исходя из уравнений равновесия внешних и внутренних усилий, действующих в нормальном сечении элемента, гипотезы плоских сечений, диаграмм состояния бетона и арматуры и средних деформаций арматуры между трещинами. 5.5.4 Расчет деформаций железобетонных элементов следует производить с учетом длительности действия нагрузок. При вычислении прогибов жесткость участков элемента следует определять с учетом наличия или отсутствия нормальных к продольной оси элемента трещин в растянутой зоне его поперечного сечения. 5.5.5 Значения предельно допустимых деформаций принимают в соответствии с 8.2.20. При действии постоянных и временных длительных и кратковременных нагрузок прогиб железобетонных элементов во всех случаях не должен превышать 1/150 пролета и 1/75 вылета консоли. 6 Материалы для бетонных и железобетонных конструкций 6.1 Бетон 6.1.1 Для бетонных и железобетонных конструкций, проектируемых в соответствии с настоящим сводом правил, следует предусматривать конструкционные бетоны: - тяжелый, в т. ч. напрягающий средней плотности от 2200 до 2500 кг/м 3 включительно; - мелкозернистый средней плотности от 1800 до 2200 кг/м 3 включительно; СП 63.13330.2018 13 - легкий средней плотности от 800 до 1400 кг/м 3 включительно; - ячеистый средней плотности от 500 до 1200 кг/м 3 включительно. 6.1.2 При проектировании бетонных и железобетонных сооружений в соответствии с требованиями, предъявленными к конкретным конструкциям, должны быть установлены вид бетона и его нормируемые показатели качества, контролируемые на производстве. 6.1.3 Основными нормируемыми и контролируемыми показателями качества бетона являются: - класс по прочности на сжатие B; - класс по прочности на осевое растяжение B t ; - марка по морозостойкости F; - марка по водонепроницаемости W; - марка по средней плотности D; - марка по самонапряжению S p Класс бетона по прочности на сжатие B соответствует значению кубиковой прочности бетона на сжатие, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная кубиковая прочность). Класс бетона по прочности на осевое растяжение B t соответствует значению прочности бетона на осевое растяжение, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность бетона). Допускается принимать иное значение обеспеченности прочности бетона на сжатие и осевое растяжение в соответствии с нормативными документами для отдельных специальных видов сооружений. Марка бетона по морозостойкости F – соответствует числу циклов замораживания и оттаивания, при которых характеристики бетона обеспечиваются в нормируемых пределах. Марка бетона по водонепроницаемости W соответствует максимальному значению давления воды, МПа10 -1 , выдерживаемому бетонным образцом при испытании. Марка бетона по средней плотности D соответствует среднему значению объемной массы бетона, кг/м 3 Марка напрягающего бетона по самонапряжению представляет собой значение предварительного напряжения в бетоне, МПа, создаваемого в результате его расширения при коэффициенте продольного армирования = 0,01. При необходимости устанавливают дополнительные нормируемые показатели качества бетона, связанные с теплопроводностью, температуростойкостью, огнестойкостью, деформацией усадки, ползучестью, выносливостью, тепловыделением, коррозионной стойкостью (как самого бетона, так и находящейся в нем арматуры), биологической защитой и с другими требованиями, предъявляемыми к бетону конструкций (СП 50.13330, СП 28.13330). Нормируемые показатели качества бетона следует устанавливать при проектировании бетонных и железобетонных конструкций на основании результатов расчета и условий эксплуатации конструкций. Нормируемые показатели качества бетона должны быть обеспечены соответствующим составом бетона для конструкций и сооружений с учетом технологии его приготовления и производства бетонных работ. Нормируемые показатели качества бетона должны контролироваться, как при производстве бетона, так и непосредственно бетона конструкций. Необходимые нормируемые показатели качества бетона следует устанавливать при проектировании бетонных и железобетонных конструкций в соответствии с расчетом и условиями изготовления и эксплуатации конструкций с учетом различных воздействий окружающей среды и защитных свойств бетона по отношению к принятому виду арматуры. Класс бетона по прочности на сжатие В назначают для всех видов бетонов и конструкций. СП 63.13330.2018 14 Класс бетона по прочности на осевое растяжение B t назначают в случаях, когда эта характеристика – главенствующая в работе конструкции и ее контролируют на производстве. Марку бетона по морозостойкости F назначают для бетона конструкций, подвергающихся воздействию переменного замораживания и оттаивания и устанавливают по первому базовому методу F 1 и по второму базовому методу F 2 в соответствии с действующими стандартами. Марку бетона по водонепроницаемости W назначают для конструкций, к которым предъявляют требования по ограничению водопроницаемости. Марку бетона по самонапряжению необходимо назначать для самонапряженных конструкций, когда эту характеристику учитывают в расчете и контролируют на производстве. 6.1.4 Для бетонных и железобетонных конструкций следует предусматривать бетоны классов и марок, приведенных в таблицах 6.1–6.6. Т а б л и ц а 6.1 Бетон Классы бетона по прочности на сжатие Тяжелый бетон В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; В70; В80; В90; В100 Напрягающий бетон В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; В70 Мелкозернистый бетон групп: А – естественного твердения или подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40 Б – подвергнутый автоклавной обработке В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60 Легкий бетон марок по средней плотности: D800, D900 В2,5; B3,5; В5; В7,5 D1000, D1100 B2,5; B3,5; В5; В7,5; В10; B12,5 D1200, D1300 B2,5; B3,5; B5; В7,5; В10; B12,5; B15; В20 D1400, D1500 B3,5; B5; B7,5; B10; В12,5; B15; B20; B25; В30 D1600, D1700 B7,5; B10; В12,5; В15; В20; В25; B30; B35; В40 D1800, D1900 В15; В20; B25; B30; В35; В40 D2000 В25; В30; В35; В40 Ячеистый бетон марок по средней плотности: Автоклавный Неавтоклавный D500 B1,5; В2; В2,5 – D600 B1,5; В2; В2,5; В3,5 В1,5; В2 D700 В2; В2,5; В3,5; В5 В1,5; В2; В2,5 D800 В2,5; В3,5; В5; В7,5 В2; В2,5; В3,5 D900 В3,5; В5; В7,5; В10 В2,5; В3,5; В5 D1000 В7,5; В10; В12,5 В5; В7,5 D1100 В10; В12,5; В15; В17,5 В7,5; В10 D1200 В12,5; В15; В17,5;В20 В10; В12,5 Поризованный бетон марок по средней плотности: D800, D900, D1000 B2,5; В3,5; В5 D1100, D1200, D1300 B7,5 D1400 B3,5; В5; В7,5 |