4. Три категории требований к трещиностойкости железобетонных конструкций

Трещиностойкостью железобетонной конструкции называют ее сопротивление образованию трещин в стадии I напряженно-деформированного состояния или сопро­тивление раскрытию трещин в стадии II напряженно-деформированного состояния.

К трещиностойкости железобетонной конструкции или ее частей предъявляются при расчете различные требования в зависимости от вида применяемой армату­ры. Эти требования относятся к нормальным и наклон­ным к продольной оси элемента трещинам и подразде­ляются на три категории:

первая категория — не допускается образование тре­щин;

вторая категория — допускается ограниченное по ши­рине непродолжительное раскрытие трещин при условии их последующего надежного закрытия (зажатия);

третья категория — допускается ограниченное по ши­рине непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин.

Непродолжительным считается раскрытие трещин при действии постоянных, длительных и кратковремен­ных нагрузок; продолжительным считается раскрытие трещин при действии только постоянных и длительных нагрузок. Предельная ширина раскрытия трещин (а_arc1 — непродолжительная и а_arc2 продолжительная), при которой обеспечиваются нормальная эксплуатация зданий, коррозионная стойкость арматуры и долговеч­ность конструкции, в зависимости от категории требова­ний по трещиностойкости не должна превышать 0,05— 0,4мм.

Предварительно напряженные элементы, находящие­ся под давлением жидкости или газов (резервуары, на­порные трубы и т.п.), при полностью растянутом сече­нии со стержневой или проволочной арматурой, а также при частично сжатом сечении с проволочной арматурой диаметром 3 мм и менее должны отвечать требованиям первой категории. Другие предварительно напряженные элементы в зависимости от условий работы конструкции и вида арматуры должны отвечать требованиям второй или третьей категории.

5. Основные положения расчета

Предельные состояния первой группы. В расчетах на прочность исходят из III стадии напряженно-деформи­рованного состояния. Сечение конструкции обладает необходимой прочностью, если усилия от расчетных нагру­зок не превышают усилий, воспринимаемых сечением при расчетных сопротивлениях материалов с учетом коэффициента условий работы. Усилие от расчетных нагрузок Т (например, изгибающий момент или продольная сила) является функцией нормативных нагрузок, коэффициентов надежности и других факторов С (рас­четной схемы, коэффициента динамичности и др.). Усилие, воспринимаемое сечением Т_рег, является, в свою очередь, функцией формы и размеров сечения S, прочности материалов R_bn, R_sn, коэффициентов надежности по 'материалам γ_b γ_s и коэффициентов условий работы γ_bi, γ_si

Условие прочности выражается неравенством

Т(g_n , υ_n , γ_f , γ_n , C) ≤ Т_рег (S, R_bn, γ_b, γ_bi, R_sn, γ_s, γ_si)

Предельные состояния второй группы. Расчет по об­разованию трещин, нормальных и наклонных к продоль­ной оси элемента, производят для проверки трещиностойкости элементов, к которым предъявляют требования первой категории, а также чтобы установить, появ­ляются ли трещины в элементах, к трещиностойкости которых предъявляют требования второй и третьей ка­тегории. Считается, что трещины, нормальные к про­дольной оси, не появляются, если усилие (изгибаю­щий момент или продольная сила) от действия нагрузок не будет превосходить усилия Т_crc, которое может быть воспринято сечением элемента

Т≤Т_crc,

Считается, что трещины, наклонные к продольной оси элемента, не появляются, если главные растягиваю­щие напряжения в бетоне не превосходят расчетных зна­чений.

Расчет по раскрытию трещин, нормальных и наклон­ных к продольной оси, заключается в определении ши­рины раскрытия трещин на уровне растянутой армату­ры и сравнении ее с предельной шириной раскрытия.

Расчет по перемещениям заключается в определении прогиба элемента от нагрузок с учетом длительности их действия и сравнении его с предельным прогибом.

Предельные прогибы устанавливаются различными требованиями: технологическими, обусловленными нор­мальной работой кранов, технологических установок, машин и т. п.; конструктивными, обусловленными влия­нием соседних элементов, ограничивающих деформации, необходимостью выдерживать заданные уклоны и т. п.; эстетическими.

Предельные прогибы предварительно напряженных элементов могут быть увеличены на высоту выгиба, ес­ли это не ограничивается технологическими или конст­руктивными требованиями.

Порядок учета нагрузок при расчете прогибов уста­новлен следующий: при ограничении технологическими или конструктивными требованиями — на действие по­стоянных, длительных и кратковременных нагрузок; при ограничении эстетическими требованиями — на дейст­вие постоянных и длительных нагрузок. При этом коэф­фициент надежности по нагрузке принимается γ_f = 1.