Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Ашрабов, А. Б

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
11.98 Mб
Скачать

Для первой

группы

предельных

состояний / ^ б с и

К6 = 1,2, для

второй

группы предельных состояний

Отношение

призменной прочности

бетона к кубико-

вой выражается для тяжелых бетонов на пористых за-

полнителях в

виде отношения

=. 0,8 — 0,0001 R,

но

не

менее 0,75.

 

 

 

Расчетные

сопротивления1

бетона определяются

пу­

тем

деления

соответствующих

нормативных сопротив­

лений на коэффициенты безопасности бетона при сжа­

тии Кбс

и л и П Р И

растяжении

Клу

 

В необходимых случаях

расчетные сопротивления

бетона

могут снижаться

или

повышаться против их

значений, путем

умножения

на

коэффициент

условий

работы

rtift, учитывающий

условия, характер

и стадию

работы

элемента,

способ

его

изготовления,

размеры

сечения, специфику данного вида конструкции или сооружения.

Для зданий и сооружений повышенной степени от­ ветственности и капитальности, а также в случае не­ достаточной изученности действительной работы бетона в предельных состояниях отдельных видов конст­ рукций, расчетные сопротивления бетона следует снижать против их значений, путем деления на коэф­ фициент надежности /Сн .

Для бетона марок 600 и 800 в расчетное сопротив­ ление бетона сжатию Rn? вводится коэффициент усло­ вий работы OTgM = 0,9, учитывающий особенности де­ формации бетона указанных марок.

При наличии специального обоснования коэффици­ ент условий работы можно не учитывать.

Для бетонных конструкций расчетные сопротивле­ ния бетона сжатию и растяжению умножаются на коэффициент условия работы /яб б = 0,9.

При расчете прочности железобетонных и-бетонных

элементов в

расчетные

сопротивления

бетона

сжатию

и растяжению вводится

коэффициент

условий

работы

Значения

расчетных сопротивлений бетона

(с округлением),

коэффициентов

С у , Кб с , К б р

и т 6 приведены

в

проекте новых

•СН и П.

 

 

 

 

 

90

тб , учитывающий влияние вероятной длительности действия расчетных усилий и условий нарастания проч­

ности бетона во

времени.

mQ

 

 

 

Значения коэффициента

 

принимаются, как пра­

вило, равными:

 

 

 

 

 

— при

учете

постоянных

и

временных

нагрузок,

кроме „особо кратковременных",

дабд=0,85;

— при

учете

также и

„особо кратковременных"

нагрузок

во всех случаях

тб,

=

I , I .

временных

Допускается

при учете

постоянных и

нагрузок, кроме „особо кратковременных", для бетона естественного твердения принимать т= \, если кон­ струкция эксплуатируется в условиях, благоприятных для нарастания прочности бетона (при относительной влажности помещения не ниже 40% или на открытом воздухе, кроме республик Средней Азии).

При расчете на выносливость, а также по образованию трещин при многократно повторяющейся нагрузке, расчетные сопротивления бетона сжатию и растяже­ нию снижаются путем умножения их основных значе­ ний на коэффициент mgp меньше единицы, зависящий от характеристики цикла напряжений (отношения наи­

меньшего

напряжения цикла

нагрузки

к

наибольшему

а б . min

1

в сжатом

и

растянутом

Рб =

1 соответственно

"б. max /

бетоне, от ожидаемого числа циклов за срок службы конструкции, а также от вида бетона.

Для тяжелого бетона на цементном вяжущем при ожидаемом числе циклов за срок службы сооружения, равном 2. 106,

При

тбр

= 0,7 +

0,43

рб .

сов­

расчете железобетонных

конструкций на

местное

воздействие

нагрузки

и

неблагоприятных

ус­

ловий внешней среды расчетные сопротивления бетона

сжатию

снижаются путем

их умножения

на

коэффи­

циент условий работы

тб с

меньше единицы, зависящий

от уровня образования

микротрещин

и

условий экс­

плуатации зданий и сооружений.

 

 

 

Расчет прочности на однократное кратковременное

(0,2 сек

и менее) воздействие усилий большой

интен­

сивности

допускается для

обычных

тяжелых

бетонов

91

марок

200 — 600

путем

умножения

на

коэффициент

условий работы

6

учитывающий

повышение

проч­

ности бетона на сжатие при больших скоростях

наг-

ружения.

 

 

 

 

m6v

 

 

 

 

 

 

 

Значение коэффициента

принимается

 

равным,

1,2,

когда

нагружение

конструкции

кратковременной

расчетной

нагрузкой

происходит

в

течение

0,1—0,2

сек.

При

более

высоких

скоростях

нагружения

значе­

ние

коэффициента

отбупри

соответствующем

 

обосно­

вании может быть повышено.

 

 

 

 

 

 

 

При

учете коэффициента

т6 v

коэффициент

/ л б д

в

расчет

не

вводится.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для конструкций, подвергающихся воздействию по­

вышенных

технологических

температур,

расчетные

сопротивления бетона следует снижать путем умноже­ ния на коэффициенты условий работы т, t меньше еди­ ницы, учитывающее изменение сопротивления бетона сжатию и растяжению при кратковременном и дли­ тельном действии нагрева в зависимости от темпера­ туры и вида бетона.

Расчетное сопротивление арматуры определяется произведением нормативного сопротивления на соот­

ветствующий

коэффициент однородности

Ка

и в

необ­

ходимых случаях

на коэффициент условий

работы т&,

т. е. Ra =

Rl-Ka-ma.

 

 

 

 

Нормативные сопротивления для стержневой арма­

туры установлены по пределу текучести,

для

проволоч­

ной арматуры — по временному

сопротивлению.

 

Коэффициент

однородности

для

горячекатаной

стержневой

арматуры в зависимости от

класса

стали

Ка = 0 , 9 -г- 0,85.

Принятые нормами расчетные сопротивления арма­

туры при

расчете

железобетонных конструкций

при­

ведены в

табл.

II .

4.

 

 

 

Площадь сечения рабочей

арматуры

определяется

расчетом. Согласно проекту новых СН и П при

про­

ектировании железобетонных

конструкций

необходимо

учитывать

следующие свойства арматурных сталей:

а) основные

механические

характеристики:

проч­

ностные, характеризуемые пределом текучести (физи­ ческим или условным) и временным сопротивлением

92

Таблица //. 4

Расчетные сопротивления стержневой арматуры

иобыкновенной проволоки

Расчетное сопротивление арматуры,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KZJCM'1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

растянутой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

продольной,

попереч­

 

 

 

 

 

Виды арматуры

 

 

 

поперечной и ной,отогну­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отогнутой при той при рас-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расчете

на

чете

на по­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изгиб по накл.

перечную

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сечению

R я

силу

# а . х

 

Сталь

 

горячекатаная

круглая

 

 

 

 

 

(гладкая)

класса

A - I , а также поло

 

 

 

 

 

совая,

угловая

и

фасонная

группы

2100

 

1700

2100

марок

Ст.З

 

 

 

периодичес­

 

Сталь

горячекатаная

2700

 

2150

2700

кого профиля класса А-П

. . . .

 

 

То же, класса А-Ш

 

 

 

3400

 

2700

3400

То же, класса

A - I V

упрочненная

5100

 

4100

3600

То

же,

термически

5100

 

4100

3600

класса

A t - I V

А-5

и

термически

 

То же, класса

6400

 

5100

3600

упрочненная класса A t - V

 

 

 

То

же,

термически

упрочненная

7600

 

6100

3600

класса

A t - V I

 

 

 

вытяжкой,

 

Сталь,

 

упрочненная

 

 

 

 

 

класса А-Пв:

 

 

напряжений

и

 

 

 

 

 

 

а) с

контролем

3700

 

3000

2700

 

 

удлинений

 

только

удлине­

 

 

б) с контролем

3250

 

2600

2700

ний без контроля

напряжений . . .

 

То же, класса А-Шв:

 

 

и

 

 

 

 

 

 

а) с

контролем

напряжений

4500

 

3600

3400

 

 

удлинений

 

 

 

 

 

 

 

б) с контролем только удлинений

4000

 

3200

3400

 

 

без контроля напряжений . .

 

Проволока арматурная

обыкновен­

 

 

 

 

 

ная

(при применении

в сварных сет­

 

 

 

 

 

ках

и каркасах)

диаметром:

 

3150

 

2200

3150

 

 

 

от 3 до 5,5 мм

 

 

 

 

 

 

 

от 6 до 8 мм

 

 

 

2500

 

1750

2500

разрыву,

пластические,

характеризуемые

относитель­

ным удлинением при разрыве и углом загиба или чис­ лом перегибов в холодном состоянии; упругопластические, характеризуемые формой диаграммы деформа­ ций, для конструкций, в которых может учитываться

93

работа арматуры при напряжениях выше условного предела текучести:

б) особые свойства:, свариваемость; реологические свойства (релаксация напряжений и ползучесть); склон­ ность к хладноломкости (хрупкому разрушению), кор­ розионная стойкость.

Кроме того, необходимо учитывать изменения пе­ речисленных выше свойств арматуры в зависимости от: условий изготовления и эксплуатации конструкций; воз­

действия

повышенных

положительных

и

пониженных

отрицательных

температур;

многократного

повторения

нагрузки;

скорости

загружения

конструкции

и

т. п.

Выбор

арматурных

сталей

следует

производить в

зависимости от вида и марки

бетона,

типа

конструкции,

а также

 

от условий возведения и службы

конструк­

ции или сооружения, учитывая свойства

сталей.

 

За нормативное сопротивление арматуры (/?")

при­

нимается

браковочный

минимум; для стержневой ар­

матуры — предел

текучести,

физический или

условный,

равный

величине

напряжения,

соответствующей

 

оста­

точному

относительному удлинению

0,2%;

 

 

 

 

— для

проволочной

арматуры — временное

сопро­

тивление

разрыву

(для

витой

проволочной

арматуры

это

значение

определяется

 

по

 

величине

разрывного

усилия пряди или каната в целом).

 

 

 

 

 

 

Расчетные

сопротивления

арматуры

определяются

путем деления

соответствующих

нормативных

сопро­

тивлений на коэффициент безопасности арматуры.

 

Коэффициент безопасности арматуры (/Са) принима­

ется

равным:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) для

стержневой

 

арматуры: горячекатаной

 

клас­

сов

A - I , А - II, А - III,

 

К = 1,\5;

горячекатаной

класса

А - 4

и

 

термически

 

упрочненной

класса

A T - IV,

/ ( а = 1 , 2 0 ;

горячекатаной

класса

А - V

и

термически

упрочненной классов

A T - V

и

A T - VI, /Са

=

1,25.

и ви­

б) для

проволочной

арматуры:высокопрочной

той

проволочной арматуры,

подвергаемой

низкотемпе­

ратурному

отпуску, а также обыкновенной

арматурной

проволоки

периодического

профиля — Ка

=

1,55;

витой

арматуры

из высокопрочной

проволоки,

не

подверга­

емой

низкотемпературному

отпуску,

и гладкой

обык­

новенной арматурной проволоки, применяемой в свар­ ных каркасах и сетках, Ка = 1,8.

94

Расчетные сопротивления арматуры могут снижать­ ся (а в отдельных случаях — повышаться) против их значений путем умножения на соответствующие коэф­ фициенты условий работы та и деления на коэффици­ ент надежности 7(н .

Коэффициенты условий работы арматуры должны учитывать:

возможность неполного использования ее проч­ ностных характеристик в связи с неравномерным рас­ пределением напряжений в сечении, низкой прочно­ стью бетона (марки 100 и ниже), особенностями техно­ логии изготовления конструкции, расположением арматуры в сечении элемента, условиями ее анкеровки, наличием загибов и т. п.;

характер диаграммы растяжения стали;

изменение ее свойств в зависимости от условий работы конструкции (повышенной или пониженной температуры, скорости приложения нагрузки, ее мно­ гократного повторения и т. п.).

Коэффициенты надежности должны учитывать по­ вышенную степень ответственности и капитальности зданий и сооружений и значимость последствий на­ ступления предельных состояний, а также недостаточ­ ную изученность действительной работы арматуры в предельных состояниях отдельных видов конструкций.

При расчете элементов на действие поперечной силы расчетные сопротивления поперечной арматуры (хому­ тов и отогнутых стержней) из сталей любого вида и класса снижаются путем введения коэффициента усло­ вий работы т а х = 0,8, учитывающего неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине на­ клонного сечения с трещиной. Кроме того, для сварной поперечной арматуры из обыкновенной арматурной проволоки и стали класса А- III вводится коэффициент даар, = 0,9, учитывающий возможность хрупкого разру­ шения сварного соединения хомутов.

При расчете железобетонных конструкций на вы­ носливость в расчетные сопротивления арматуры вво­

дится

дополнительный

коэффициент условий

работы

тяр, устанавливаемый для

каждого класса

арматуры и

марки

стали

в

зависимости

от

характеристики

цикла

напряжений

в

арматуре

при

многократно

повторяю­

щихся

нагрузках (отношения наименьшего

напряжения

95

цикла к наибольшему) Р а = - 1 ^ , Г д е з а т а х и оа m i n COOT-

З а max

ветственно наибольшее и наименьшее значения напря­ жений в растянутой арматуре.

Для арматуры, имеющей сварные соединения и рас­ считываемой на выносливость, расчетные сопротивления

должны быть, кроме того, снижены

путем

умножения

на

дополнительный коэффициент

т

зависящий от ви­

да

сварного соединения, класса

арматурной

стали, ха­

рактеристики цикла напряжений в арматуре и ее диа­ метра.

По первому

предельному состоянию на

однократ­

ное кратковременное

(0,2 сек

и менее)

воздействие

усилий большой

интенсивности допускается

для

горя­

чекатаной стержневой арматуры

классов

A- I ,

А- II,

А- III, имеющей

четко

выраженную площадку

теку­

чести, увеличивать значения расчетных сопротивлений

путем умножения

величин

на

коэффициент

условий

работы

m a v , учитывающий

повышение

физического

предела

текучести

арматурных

сталей

при

больших

скоростях загружения.

Сортамент арматурных сталей устанавливается по номинальным диаметрам стержней, выраженным в мил­ лиметрах. Сортамент стержневой арматуры для арма­ турной проволоки гладкого и периодического профиля принимается единым. Для каждого класса стержневой арматуры устанавливается определенный предел диа­ метров стержней. Кроме того, пределы диаметров ус­

танавливаются

для каждого

класса

и

вида арматурной

проволоки.

 

 

 

 

Прокатная

углеродистая

сталь-

обыкновенного ка­

чества группы

марок „Сталь 3"

по

ГОСТ 380 71

применяется, в основном, для закладных деталей и соединительных накладок.

Для специальных конструкций закладные детали

могут изготовляться из

легированных,

нержавеющих,

окалиностойких, жаропрочных и других видов

сталей.

В качестве

арматуры

железобетонных

конструкций

в строительной

практике

 

нашли применение арматур­

ные стали

следующих видов:

 

 

 

а) класс А- I , гладкая

горячекатаная,

марки

Ст. 3,

диаметром

6 — 40 мм,

с

временным

сопротивлением

96

3800 кг/см2,

используется в виде

монтажной

арматуры,

поперечных стержней и хомутов в каркасах;

 

б)

класс

А- II, горячекатаная

периодического

про­

филя,

марки

Ст. 5, диаметром

10 — 40

мм,

марки

18Г2С, диаметром 40 —90 мм и новой марки 10ГТ, диа­

метром 10 — 32 мм,

с временным

сопротивлением до

5000 кг: см2,

имеет

часторасположенные выступы в виде

трехзаходной

винтовой

линии

с

двумя

продольными

ребрами.

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

А- III,

горячекатаная периодического

профиля,

повышенной

прочности, марки

25Г2С или 35ГС, диамет­

ром 6 — 40 мм и марки 18Г2С,

диаметром 6 — 9

мм,

имеет выступы, идущие навстречу друг другу,

„в

елоч­

ку". Временное сопротивление стали этого

класса —

6000 кг 1см2;

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

класса

А- IV, периодического профиля,

высоко­

прочная, с временным

сопротивлением 9000 кг/см2,

мар­

ки 20ХГ2Ц и 20ХГСТ, диаметром

10 — 32 мм и

марки

80С, диаметром 10—18 мм, продольные

ребра

обра­

зуют

„елочку".

 

 

 

 

 

 

 

д) класса А- V, периодического профиля, высоко­ прочная, с временным сопротивлением 10000 кг\см2, мар­ ки 23Х2Г2Ц, диаметром 10 — 18 мм.

Вышеперечисленная стержневая арматура исполь­ зуется для железобетонных элементов с обычной гиб­ кой арматурой, причем наибольшее распространение в качестве рабочей арматуры получила сталь классов А- II и А- III. Кроме того, для армирования конструк­ ций выпускаются гладкие холоднотянутые проволоки из малоуглеродистой стали класса В- I , высокопрочная уг­ леродистая проволока класса В-П и периодического профиля Вр-I, Вр-П.

В качестве арматуры для конструкций без предва­ рительного растяжения широкое применение получили сварные сетки и плоские каркасы. Сварные сетки изго­ тавливаются из низкоуглеродистой холоднотянутой про­ волоки класса В-1, диаметром 3 — 7 мм и горячекатаной низколегированной стали класса А- III периодического профиля, диаметром 6 — 9 мм посредством контактной точечной сварки в местах пересечений продольных и поперечных стержней.

Метизной промышленностью сварные сетки выпус­ каются двух типов: плоские с максимальными размера-

7—286

97

ми 2,5 X 9 ж и рулонные шириной 0,9 — 3,5 м и дли­ ной, определяемой весом рулона (100— 150 кг). В ру­ лонных сетках наибольший диаметр рабочих стержней равен 7 мм.

§ 4. АРМИРОВАНИЕ ПЛИТ И БАЛОК

Плита. Основными конструкциями плоских железо­ бетонных перекрытий являются плиты и балки. Плиты имеют толщину значительно меньшую, чем длина и ширина.

Для армирования железобетонных плит рекоменду­ ется применять горячекатаную арматурную сталь клас­

сов А- II и

А-Ш, а

также

обыкновенную

проволоку

диаметром

3 — 3,5

мм

в виде сварных сеток.

Рабочая

арматура

плиты

располагается

вдоль про­

лета и воспринимает растягивающие усилия. В проле­

тах плит сварные сетки

размещаются

по

низу

плиты,

а в многопролетных неразрезных плитах

также

и

над

промежуточными опорами поверху. Рабочая

арматура

принимается диаметром

3—10

мм

и

укладывается с

шагом

100 — 200 мм

друг от друга.

 

 

 

 

 

Распределительная арматура

размещается

в

 

попе­

речном направлении пролета плиты

и обеспечивает

про­

ектное

положение

рабочих

стержней,

способствуя

уменьшению объемных деформаций конструкций. Пло­

щадь сечения

распределительной арматуры

составляет

не

менее

10%

от

площади сечения

рабочей

арматуры

в

месте наибольшего изгибающего

момента,

с шагом

250 — 300

мм.

 

 

 

 

 

 

Консольные

и

однопролетные плиты,

как

правило,

изготовляются

в

сборном железобетоне.

Многопролет­

ные — в монолитном железобетоне.

Рекомендуемые пролеты балочных плит перекрытия гражданского здания 2,0—4,5 м. Толщина балочных плит определяется расчетом по наибольшему изгибающему моменту в пролете. Согласно СН и П II - В. I - 62* толщину плит рекомендуется принимать не менее: для

покрытия — 50

мм,

для

междуэтажных

перекрытий

гражданских зданий — 60

мм, производственных зда­

ний — 70 мм,

под проездами — 80

мм. В

многопролет­

ных балочных

плитах

с

равными

пролетами толщина

98

обычно определяется по моменту в

первом пролете, и

эта толщина сохраняется во всех

остальных про­

летах.

При армировании неразрезных балочных плит обыч­

но половина

пролетной

арматуры

переводится

у

опор

наверх с

уклоном

1 : 2,

а другая

половина

доводится

до опор,

причем количество стержней, доходящих до

опор, должно

быть

не

менее

трех

на

I м

 

ширины

плиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перегибы

сеток

отстоят

на

расстояниях 0,25 проле­

та от оси

опор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При опирании

плит

на

кладку

стен

ширина

опор­

ной части должна быть не менее толщины плиты.

Сварные сетки

 

разделяются

на

рулонные

и

плос­

кие.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В практике проектирования применяются два

спо­

соба армирования

плит

сварными

сетками:

непрерыв­

ный, когда рулонные сетки с продольной рабочей ар­ матурой укладываются путем их раскатки вдоль пролета плиты; по способу раздельного армирования плит — рулонные сетки с поперечным расположением рабочей арматуры укладываются вдоль балок —- ребер,являю ­ щихся опорой плит.

Расстояние между рабочими стержнями в средней части пролета и над опорой (вверху) должно быть не более 200 мм при толщине плитьГдо 150 мм и не бо­ лее 1,5 //„при толщине плиты более 150 мм., где hn толщина плиты. На всех участках многопролетных не­ разрезных плит расстояние между осями стержней как

рабочей, так и распределительной арматуры не

долж­

но превышать 350 мм. В пролетах расстояние

между

стержнями, доводимыми до опоры, не должно превы­

шать

350 мм,

причем площадь сечения этих

стержней

.

пог. м

1

площади

на 1

должна составлять не менее -g-

сечения нижних стержней в пролете.

 

Величины

моментов и поперечных сил

расчетных

сечений неразрезных плит с равными или отличающи­

мися не более чем на

20%

пролетами

и временной

нагрузкой, не превышающей

постоянную

более чем в

5 раз, определяются с

учетом влияния

пластических

деформаций.

 

 

 

99