книги из ГПНТБ / Пахомов, В. А. Бетон и железобетон в гидротехническом строительстве

внецентренно сжатых (—) и внецентренно растянутых ( + )

предварительно напряженных изгибаемых, внецентренно сжа­

Мя — момент внешних расчетных или нормативных сил, со­ ответствующих 1 и 2-й категориям трещиностойкости, расположенных по одну сторону рассматриваемого се­ чения относительно той же ядровой точки, что для Моя , определяемый для элементов:

изгибаемых М„ =М;

внецентренно растянутых МЯ=Ы (С0+гя‘ ).

Для внецентренно растянутых элементов условие трещино­ стойкости (270) используют в том случае, если в предельном состоянии растягивающая сила не превышает усилия обжатия, что характеризуется следующими условиями;

а) сила обжатия Л'0 и ядровая точка расположены по одну сторону от внешней силы JV;

б) расстояние между внешней силой N и силой обжатия

N0

Если хоть одно из этих условий не выполняется, то расчет производят по той же формуле (270), но все моменты (внешних

132

и внутренних усилий) берутся относительно условной ядровой точки, отстоящей от центра тяжести сечения на расстоянии

Ц?пр

(275)

Рбп

Железобетонные предварительно напряженные изгибаемые и внецентренно сжатые элементы таврового сечения с полкой в рас­ тянутой зоне (или других форм сечений, близких по форме к указанному) следует рассчитывать по образованию трещин с учетом развития пластических деформаций (эпюра сжимающих напряжений отклоняется от треугольной) в том случае, если не соблюдается условие

, Предварительно напряженные железобетонные элементы можно рассчитывать на трещиностойкость и по формулам (265), (268) и (269), только в левой части указанных формул необхо­ димо учесть силы предварительного обжатия, определяя алгеб­ раическую сумму внешних усилий и усилий обжатия.

Расчет на трещиностойкость по наклонным сечениям должен удовлетворять условию

Расчет по раскрытию трещин

Ограничение ширины раскрытия трещин назначается для предотвращения коррозии арматуры и бетона при воздействиях различных агрессивных факторов, уменьшения водопроницае­ мости и фильтрации воды в растянутых частях элементов.

При совместном действии кратковременных и длительных на­ грузок ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, определяют по формуле от нормативных нагрузок

133

Таблица 58. Предельная ширина раскрытия трещин атп (СНиП П-И. 14—69)

Предельная

ширина рас­ Характеристика конструкций и условия их работы крытия тре­

щин, мм

Для сооружений II, III и IV классов капитальности величины раскрытия трещин определяются путем умножения значений атп по табл. 58 на коэффи­ циенты: для сооружений II класса— 1,3; III класса— 1,6; IV класса — 2,0; При этом значения атп принимаются не более 0,3 мм.

ходятся в зоне переменного уровня морской воды, уменьшаются в два раза.

При бикарбонатной щелочности воды-среды, меньшей 0,25 мг-экв/л, при отсутствии защитных средств и мероприятий, конструкции должны проектироваться трещиностойкими.

При диаметрах арматуры свыше 40 мм разрешается увели­ чивать допускаемую величину предельного раскрытия трещин во всех случаях на 25%.

Предельная ширина раскрытия трещин в железобетонных элементах при использовании защитных мероприятий, а также при наличии специальных требований устанавливается нормами проектирования отдельных видов сооружений.

К безнапорным допускается относить конструкции с градиен­ том напора не более 1. При определении градиента расчетную длину падения напора разрешается принимать равной высоте сечения элемента.

Нормы рекомендуют формулу (СНиП П-И. 14—69)

134

б) для элементов с двухзначной эпюрой напряжений: изгибае­

где SA— коэффициент, учитывающий длительность действия на­ грузки и принимаемый равным: при кратковременном действии — 0,7; при длительном действии — 0,35;

б) изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растя­ нутых по формулам (258) и (259) при Мбт/Мн< 1 и т = 1;

135

Рис. 37. Расчетные схемы нормального сечения предварительно напряжен­ ных элементов при расчете на образование трещин:

136

ебрс — средняя остаточная деформация бетона между трещи­ нами при растяжении, которую можно принимать рав­ ной 1•10~4;

анач — начальное растягивающее напряжение в арматуре: для конструкций, находящихся в воде, разрешается прини­ мать 0нач =200 кГ/см2-, для конструкций, подвержен­ ных длительному высыханию, в том числе во время строительства, следует принимать анач =0;

обыкновенной арматурной проволоки, применяемой в сварных каркасах и сетках— 1,25;

еа — расстояние от центра тяжести площади сечения растя­ нутой арматуры А до силы N0]

Zi — плечо внутренней пары по формуле (254);

е — эксцентриситет приложения внешней силы NH относи­ тельно центра тяжести арматуры А;

(289)

В формуле (284) знак «плюс» принимается при внецентренном растяжении, а знак «минус» — при внецентренном сжатии. Если оа1 > о а, то в формулу (281) при определении величины

/т подставляется оат =сга, а величина Щ, умножается на коэффи­ циент условий работы т тр =0,75. Величину Z\ для расчета на­ пряжений аа по формулам (283) и (284) разрешается принимать

где т} — коэффициент, принимаемый по табл. 59;

137

где R — радиус кольца или радиус круга;

а — расчетная толщина защитного слоя.

Для обычных элементов формулы соответственно упрощают­ ся, если принять FH=0, N0= 0 и т. д.

Ширина раскрытия наклонных трещин в изгибаемых эле­

dx, d0— диаметры стержней соответственно поперечных и отог­ нутых;

Дмакс — наибольший из этих диаметров;

(294)

их, «о — расстояние между поперечными и отогнутыми стержня­ ми, причем «о— расстояние по нормам между отгибами. При разных расстояниях между отгибами эта величина определяется как полусумма, начиная от опоры

Отгибы могут учитываться в расчете лишь на тех участках, где расстояние от грани опоры до начала первого отгиба, а так­ же расстояние между концом предыдущего и началом следую­ щего не превышает 0,2 h. Допускается уменьшать величину ат в 1,5 раза против определенной по формуле (292), если балка заармирована поперечными стержнями, нормальными к оси эле­ мента, и продольными — того же диаметра с расстояниями по высоте сечения, равными шагу поперечных стержней.

138

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ * НА ТЕМПЕРАТУРНЫЕ И ВЛАЖНОСТНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Влажностные и температурные воздействия учитываются при расчете несущей способности бетонных и железобетонных стати­ чески неопределимых и статически определимых конструкций, испытывающих дополнительные температурно-влажностные воз­ действия; при проверке трещиностойкости тех конструкций, к которым предъявляются требования водонепроницаемости или нарушения монолитности, изменяющих статическую схему рабо­ ты и снижающих надежность и долговечность. Кроме того, тем­ пературно-влажностные воздействия влияют при назначении температурно-усадочных швов, противофильтрационных уплот­ нений, при назначении температурных режимов возведения со­ оружений и нормальной их эксплуатации, при обосновании про­ граммы наблюдений за сооружениями в строительный и эксплуа­ тационный период.

Температурные воздействия относятся: для бетонных соору­ жений — к основным сочетаниям, для железобетонных — к осо­ бым. Влажностные воздействия, учитываемые одновременно с температурными, относят к особому сочетанию нагрузок и воз­ действий. При проверке трещиностойкости бетонных элементов принимается только одно сочетание нагрузок и воздействий. Вы­ бор расчетного сочетания (основное или особое) должен быть обоснован. Не разрешается учитывать в особом сочетании наи* более тяжелых температурных условий совместно с другими воз­ действиями взрыв, сейсмическое воздействие и т. п. В этом случае следует учитывать лишь температурные воздействия в основном сочетании.

Тепло- и влагофизические характеристики бетона, необходи­ мые для расчетов температурного и влажностного режима и на­ пряженного состояния бетонных сооружений I и II классов ка­ питальности, следует определять на стадии рабочих чертежей экспериментальным путем. На стадии проектного задания для сооружений всех классов и стадии рабочих чертежей для сооружений III и IV классов капитальности разрешается принимать тепло- и влагофизические характеристики тяжелого бетона по табл. 60. Допускается принимать в расчетах на ста­ дии рабочих чертежей для сооружений I и II классов капиталь­ ности значения, приведенные в табл. 60, следующих характери­ стик бетона: удельной теплоемкости С, коэффициентов тепло­ отдачи р, линейной усадки и набухания ау, анг, анк >диффузии влаги ав, влагоотдачи рв. Лабораторным путем получают дан­ ные о тепловыделении бетона производственного состава для со­ оружений I и II классов капитальности на стадии рабочих чер­ тежей. Для сооружений I и II классов капитальности на стадии технического проекта, а для сооружений III и IV классов — на

139

Таблица 60. Тепло- и влагофизические характеристики тяжелого бетона

(СНиП П-И. 14-69)

всех стадиях проектирования допускается принимать значения тепловыделения бетона по справочным данным и аналогам.

Температурные и влажностные воздействия рекомендуется учитывать в два этапа:

1)расчет температурного и, при необходимости, влажностно­ го режима сооружений, конструкций и их отдельных элементов;

2)определение усилий напряжений, возникающих при темпе­ ратурных и влажностных воздействиях.

Средняя расчетная температура (или влажность) элемента, изменение которой вызывает его осевые деформации, принимает­ ся равной площади действительной эпюры распределения тем­ пературы (или эффективной влажности) по толщине попереч­ ного сечения элемента, деленной на толщину элемента в рас­ сматриваемом направлении. При определении расчетного пере­ пада температуры (или влажности) действительная эпюра рас­ пределения температуры (или эффективной влажности) по тол­ щине поперечного сечения элемента заменяется эквивалентной ей (по площади и статическому моменту площади) условной трапецеидальной эпюрой с краевыми ординатами t\ и i2 (щ и ы2) согласно рис. 38, после чего расчетные перепады принимаются равными:

140

влажности

Эпюра распределения эффективной влажности по сечению элемента находится из действительной эпюры распределения влажности бетона по толщине поперечного сечения элемента,

Рис. 38. Эпюры распреде­ ления температуры и

/ — действительные эпюры; 2 — условные эпюры.

отбрасывая ее части, лежащие выше критической влажности икр при расчете усадки и ниже при расчете набухания. Критическая влажность тяжелого бетона при усадке определяется по фор­ муле

определяются по интерполяции. В зависимости от модуля по­ верхности элемента конструкций т в м~1 (отношение поверх­ ности элемента, открытой для его высыхания в ж2 к его объему в мг) бетонные и железобетонные конструкции подразделяются на:

141