- •Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к сНиП 2.03.01-84)
- •Предисловие
- •1. Общие рекомендации основные положения
- •Основные расчетные требования
- •2. Материалы для бетонных и железобетонных конструкций бетон
- •Арматура
- •Нормативные и расчетные характеристики арматуры
- •3. Расчет бетонных и железобетонных элементов по предельным состояниям первой группы
- •Расчет бетонных элементов по прочности
- •Внецентренно сжатые элементы
- •Черт. 1. Схема усилий к эпюра напряжении в поперечном сечении внецентренно сжатого бетонного элемента без учета сопротивления бетона растянутой зоны
- •Черт. 2. К определению Ab1
- •Черт. 3. График несущей способности внецентренно сжатых бетонных элементов Изгибаемые элементы
- •Примеры расчета
- •Расчет железобетонных элементов по прочности
- •Изгибаемые элементы
- •Примеры расчета
- •Элементы, работающие на косой изгиб
- •Черт. 33. Сжатые элементы с косвенным армированием
- •Черт. 34. Схема усилий в поперечном прямоугольном сечении внецентренно сжатого элемента
- •Черт. 35. Графики несущей способности внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения с симметричной арматурой
- •Черт. 36. Схема, принимаемая при расчете внецентренно сжатого элемента прямоугольного сечения с арматурой, расположенной по высоте сечения
- •Прямоугольные сечения с несимметричной арматурой
- •Черт. 46. К примеру расчета 28
- •Черт. 47. К примеру расчета 29
- •Черт. 48. К примеру расчета 32
- •Черт. 49. К примерам расчета 33, 34 и 39
- •Черт. 50. К примерам расчета 38 и 40
- •I граница сжатой зоны в первом приближении; II окончательная граница сжатой зоны
- •Черт. 51. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно растянутого железобетонного элемента, при расчете его по прочности
- •Черт. 52. Схема усилий в пространственном сечении
- •Черт. 53. Схема усилий в пространственном сечении
- •Черт. 54. Определение изгибающего и крутящего моментов поперечной силы, действующих в пространственном сечении
- •Черт. 55. Расположение расчетных пространственных сечений
- •1, 2 Расчетные пространственные сечения;
- •Черт. 56. Разделение на прямоугольники сечений, имеющих входящие углы, при расчете на кручение с изгибом
- •Черт. 57. Схемы расположения сжатой зоны в пространственном сечении 1-й схемы железобетонного элемента двутаврового и таврового сечений, работающего на кручение с изгибом
- •Черт. 58. Схемы расположения сжатой зоны в пространственном сечении 2-й схемы железобетонного элемента двутаврового, таврового и г-образного сечений, работающего на кручение с изгибом
- •Черт. 59 Пространственное сечение железобетонного элемента кольцевого поперечного сечения, работающего на кручение с изгибом
- •Черт. 60. График для определения коэффициента при расчете элементов кольцевого поперечного сечения на кручение с изгибом
- •Черт. 61. К примеру расчета 46
- •Черт. 62. К примеру расчета 47
- •Черт. 63. Определение расчетной площади Aloc2 при расчете на местное сжатие при местной нагрузке
- •Черт. 64. К примеру расчета 48
- •Черт. 65. Схема пирамиды продавливания при угле наклона ее боковых граней к горизонтали
- •Черт. 66. Схема для определения длины зоны отрыва
- •Черт. 67. Армирование входящего угла, расположенного в растянутой зоне железобетонного элемента
- •Черт. 68. Расчетная схема для короткой консоли при действии поперечной силы
- •Черт. 69. Расчетная схема для короткой консоли при шарнирном опирании сборной балки, идущей вдоль вылета консоли
- •Черт. 70. К примеру расчета 49
- •Черт. 71. Схема усилий, действующих на закладную деталь
- •Черт. 72. Схема выкалывания бетона анкерами закладной детали с усилениями на концах при nan 0
- •1 Точка приложения нормальной силы n; 2 поверхность выкалывания; 3 — проекция поверхности выкалывания на плоскость, нормальную к анкерам
- •Черт. 73. Схема выкалывания бетона анкерами закладной детали без усилений на концах при n'an 0
- •1 Точка приложения нормальной силы n; 2 поверхность выкалывания; 3 проекция поверхности выкалывания на плоскость, нормальную к анкерам
- •Черт. 75. Конструкция закладной детали, не требующей расчета на выкалывание
- •Черт. 76. Схема для расчета на откалывание бетона нормальными анкерами закладной детали
- •Черт. 77. К примеру расчета 50
- •Черт. 78. К примеру расчета 51
- •Черт. 79. Незамоноличенный стык колонны
- •1 Центрирующая прокладка; 2 распределительный лист; 3 ванная сварка арматурных выпусков; 4 — сетки косвенного армирования торца колонны
- •Черт. 80. Расчетное сечение замоноличенного стыка колонны с сетками косвенного армирования в бетоне колонны и в бетоне замоноличивания
- •1 Бетон колонны; 2 бетон замоноличивания; 3 сетки косвенного армирования
- •Черт. 81. К примеру расчета 52
- •1 Арматурные выпуски; 2 — распределительный лист; 3 центрирующая прокладка
- •Черт. 82. Схема для расчета шпонок, передающих сдвигающие усилия от сборного элемента монолитному бетону
- •1 Сборный элемент; 2 монолитный бетон
- •Черт. 83. Схемы усилий и эпюры напряжений в поперечном сечении элемента при расчете его по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •Черт. 84. Положение опорных реакций в жестких узлах, принимаемое для определения коэффициента loc
- •Черт. 85. Расчетные схемы для определения коэффициента loc
- •Черт. 86. К примеру расчета 53
- •Черт. 87. Эпюра кривизны в железобетонном элементе с переменным по длине сечением
- •Черт. 88. Эпюры изгибающих моментов и кривизны в железобетонном элементе постоянного сечения
- •Черт. 89. К примеру расчета 59
- •Черт. 130. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие требуемую толщину s защитного слоя бетона
- •Черт. 131. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие требуемое расстояние
- •Черт. 132. Фиксаторы однократного использования, обеспечивающие одновременно требуемые толщину защитного слоя бетона и расстояние между отдельными арматурными элементами
- •Усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении элемента
- •Характеристики материалов
- •Характеристика положения продольной арматуры в поперечном сечении элемента
- •Геометрические характеристики
Нормативные и расчетные характеристики арматуры
2.18 (2.25). За нормативные сопротивления арматуры Rsn принимаются наименьшие контролируемые значения:
для стержневой арматуры — физического предела текучести;
для обыкновенной арматурной проволоки — напряжения, равного 0,75 временного сопротивления разрыву.
Нормативные сопротивления Rsn для основных видов ненапрягаемой арматуры приведены в табл. 14.
2.19 (2.26). Расчетные сопротивления арматуры растяжению и сжатию соответственно Rs и Rsc для предельных состояний первой группы определяются путем деления нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по арматуре s принимаемые равными:
а) для стержневой арматуры классов:
А-I и А-II ........................................................ 1,05
Ат-IIIC и А-III диаметром 10-40 мм .............1,07
А-III диаметром 6-8 мм .................................1,10
б) для проволочной арматуры класса Вр-I ..... 1,10
Таблица 11 (18)
|
Бетон |
Начальные модули упругости бетона Eb · 10–3, МПа (кгс/см2), при классе бетона по прочности на сжатие |
|||||||||||||||
|
|
B2,5 |
B3,5 |
B5 |
B7,5 |
B10 |
B12,5 |
B15 |
B20 |
B25 |
B30 |
B35 |
B40 |
B45 |
B50 |
B55 |
B60 |
|
Тяжелый: естественного твердения |
— |
9,5 (96,9) |
13,0 (133) |
16,0 (163) |
18,0 (184) |
21,0 (214) |
23,0 (235) |
27,0 (275) |
30,0 (306) |
32,5 (331) |
34,5 (352) |
36,0 (367) |
37,5 (382) |
39,0 (398) |
39,5 (403) |
40,0 (408) |
|
подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении |
— |
8,5 (86,7) |
11,5 (117) |
14,5 (148) |
16,0 (163) |
19,0 (194) |
20,5 (209) |
24,0 (245) |
27,0 (275) |
29,0 (296) |
31,0 (316) |
32,5 (332) |
34,0 (347) |
35,0 (357) |
35,5 (362) |
36,0 (367) |
|
Мелкозернистый групп: А — естественного твердения |
— |
7,0 (71,4) |
10,0 (102) |
13,5 (138) |
15,5 (158) |
17,5 (178) |
19,5 (199) |
22,0 (224) |
24,0 (245) |
26,0 (265) |
27,5 (280) |
28,5 (291) |
— |
— |
— |
— |
|
подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении |
— |
6,5 (66,3) |
9,0 (92) |
12,5 (127) |
14,0 (143) |
15,5 (158) |
17,0 (173) |
20,0 (204) |
21,5 (219) |
23,0 (235) |
24,0 (245) |
24,5 (250) |
— |
— |
— |
— |
|
Б — естественного твердения |
— |
6,5 (66,3) |
9,0 (91,8) |
12,5 (127) |
14,0 (143) |
15,5 (158) |
17,0 (173) |
20,0 (204) |
21,5 (219) |
23,0 (235) |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении |
— |
5,5 (56,1) |
8,0 (81,6) |
11,5 (117) |
13,0 (133) |
14,5 (148) |
15,5 (158) |
17,5 (178) |
19,0 (194) |
20,5 (209) |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
В — автоклавного твердения |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
16,5 (168) |
18,0 (184) |
19,5 (199) |
21,0 (214) |
22,0 (224) |
23,0 (235) |
23,5 (240) |
24,0 (245) |
24,5 (250) |
25,0 (255) |
|
Легкий и поризованный марки по средней плотности D: 800 |
4,0 (40,8) |
4,5 (45,9) |
5,0 (51,0) |
5,5 (56,1) |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
1000 |
5,0 (51,0) |
5,5 (56,1) |
6,3 (64,2) |
7,2 (73,4) |
8,0 (81,6) |
8,4 (85,7) |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
1200 |
6,0 (61,2) |
6,7 (68,3) |
7,6 (77,5) |
8,7 (88,7) |
9,5 (96,9) |
10,0 (102) |
10,5 (107) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1400 |
7,0 (71,4) |
7,8 (79,5) |
8,8 (89,7) |
10,0 (102) |
11,0 (112) |
11,7 (119) |
12,5 (127) |
13,5 (138) |
14,5 (148) |
15,5 (158) |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
1600 |
— |
9,0 (91,8) |
10,0 (102) |
11,5 (117) |
12,5 (127) |
13,2 (135) |
14,0 (143) |
15,5 (158) |
16,5 (168) |
17,5 (178) |
18,0 (184) |
— |
— |
— |
— |
— |
|
1800 |
— |
— |
11,2 (114) |
13,0 (133) |
14,0 (143) |
14,7 (150) |
15,5 (158) |
17,0 (173) |
18,5 (189) |
19,5 (199) |
20,5 (209) |
21,0 (214) |
— |
— |
— |
— |
|
2000 |
— |
— |
— |
14,5 (148) |
16,0 (163) |
17,0 (173) |
18,0 (184) |
19,5 (199) |
21,0 (214) |
22,0 (224) |
23,0 (235) |
23,5 (240) |
— |
— |
— |
— |
Примечания: 1. Группы мелкозернистого бетона приведены в п. 2.1.
2. Для легкого и поризованного бетонов при промежуточных значениях марок по средней плотности начальные модули упругости принимают по линейной интерполяции.
3. Для легкого и поризованного бетонов значения Eb даны при эксплуатационной весовой влажности w, составляющей для бетона класса В12,5 и выше — 5 %, класса B10 и ниже —10 %. Если для бетонов класса B10 и ниже весовая влажность конструкций w, определенная согласно СНиП II-3-79**, существенно превышает 10 %, значения Eb при необходимости можно несколько увеличить, определяя их по табл. 11 при условной марке по средней плотности, равной D (100 + w)/110 (где D — принятая марка по средней плотности).
4. Для тяжелого бетона, подвергнутого автоклавной обработке, значения Eb, указанные в табл. 11 для бетона естественного твердения, следует умножать на коэффициент 0,75.
5. Для не защищенных от солнечной радиации конструкций, предназначенных для работы в климатическом подрайоне IVA согласно СНиП 2.01.01-82, значения Eb, указанные в табл. 11, следует умножать на коэффициент 0,85.
Таблица 12 (прил. 1)
|
|
|
|
|
Условия эксплуатации конструкции при нагрузке |
|||||||||
|
|
|
|
|
статической |
Динамической и многократно повторяющейся |
||||||||
|
Вид арматуры и документы, регламентирующие |
Класс арматуры |
Марка стали |
Диаметр арматуры, |
в отапли- |
На открытом воздухе и в неотапливаемых зданиях при расчетной температуре, °С |
в отапли- |
На открытом воздухе и в неотапливаемых зданиях при расчетной температуре, °С |
||||||
|
ее качество |
|
|
мм |
ваемых зданиях |
до минус 30 в ключ. |
ниже минус 30 до минус 40 включ. |
ниже минус 40 до минус 55 включ. |
ниже минус 55 до минус 70 включ. |
ваемых зданиях |
до минус 30 включ. |
ниже минус 30 до минус 40 включ. |
ниже минус 40 до минус 55 включ. |
ниже минус 55 до минус 70 включ. |
|
Стержневая горячекатаная |
А-I |
Ст3сп3 |
6-40 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+1 |
+ |
+ |
– |
– |
– |
|
гладкая, ГОСТ 5781-82 и ГОСТ 380-71 |
|
Ст3пс3 |
6-40 |
+ |
+ |
+ |
– |
– |
+ |
+ |
– |
– |
– |
|
|
|
Ст3кп3 |
6-40 |
+ |
+ |
– |
– |
– |
+ |
+ |
– |
– |
– |
|
|
|
ВСт3сп2 |
6-40 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
ВСт3пс2 |
6-40 |
+ |
+ |
+ |
– |
– |
+ |
+ |
+ |
– |
– |
|
|
|
ВСт3кп2 |
6-40 |
+ |
+ |
– |
– |
– |
+ |
+ |
– |
– |
– |
|
|
|
ВСт3Гпс2 |
6-18 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+1 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+1 |
|
Стержневая горячекатаная |
А-II |
ВСт5сп2 |
10-40 |
+ |
+ |
+ |
+1 |
+1 |
+ |
+ |
+1 |
– |
– |
|
периодического |
|
ВСт5пс2 |
10-16 |
+ |
+ |
+ |
+1 |
– |
+ |
+ |
+1 |
– |
– |
|
профиля, |
|
|
18-40 |
+ |
+ |
– |
– |
– |
+ |
+1 |
– |
– |
– |
|
ГОСТ 5781-82 |
|
18Г2С |
40-80 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+1 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+1 |
|
|
Ас-II |
10ГТ |
10-32 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
А-III |
З5ГС |
6-40 |
+ |
+ |
+ |
+1 |
– |
+ |
+ |
+1 |
– |
– |
|
|
|
25Г2С |
6-8 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
|
|
|
|
10-40 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+1 |
+ |
+ |
+ |
+1 |
– |
|
|
|
32Г2Рпс |
6-22 |
+ |
+ |
+ |
+1 |
– |
+ |
+ |
+1 |
– |
– |
|
Стержневая термомеханически упрочненная периодического профиля, ГОСТ 10884-81 |
Ат-IIIС |
БСт5пс; БСт5сп |
10-22 |
+ |
+ |
+ |
+1 |
– |
+ |
+ |
+1 |
– |
– |
|
Обыкновенная арматурная проволока периодического профиля, ГОСТ 6727-80 |
Вр-I |
— |
3-5 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
_____________
1 Допускается применять только в вязаных каркасах и сетках.
Примечания: 1. В таблице знак „+" означает допускается, знак „–" — не допускается.
2. Расчетная температура принимается согласно указаниям п. 1.8.
3. В данной таблице нагрузки следует относить к динамическим, если доля этих нагрузок при расчете конструкций по прочности превышает 0,1 статической нагрузки; к многократно повторяющимся — нагрузки, при которых требуется расчет конструкций на выносливость.
Таблица 13 (прил. 2)
|
Характеристика |
Расчетная температóра, °С |
|||
|
закладных деталей |
до минус 30 включ. |
ниже минус 30 до минус 40 включ. |
||
|
|
марка стали по ГОСТ 380-71 |
толщина проката, мм |
марка стали по ГОСТ 380-71 |
толщина проката, мм |
|
1. Рассчитываемые на усилия от нагрузок: а) статических |
ВСт3кп2 |
4-30 |
ВСт3пс6 |
4-25 |
|
б) динамических и многократно |
ВСт3пс6 |
4-10 |
ВСт3пс6 |
4-10 |
|
повторяющихся |
ВСт3Гпс5 |
11-30 |
ВСт3Гпс5 |
11-30 |
|
|
BCт3сп5 |
11-25 |
ВСт3сп5 |
11-25 |
|
2. Конструктивные (не рассчитываемые на |
БСт3кп2 |
4-10 |
БСт3кп2 |
4-10 |
|
силовые воздействия) |
ВСт3кп2 |
4-30 |
BCт3кп2 |
4-30 |
Примечания: 1. Расчетная температура принимается согласно указаниям п. 1.8.
2. При применении низколегированной стали, например, марок 10Г2С1, 09Г2С, 15ХСНД, а также при расчетной температуре ниже минус 40 °С выбор марки стали и электродов для закладных деталей следует производить как для стальных сварных конструкций в соответствии с требованиями СНиП II-23-81.
3. Расчетные сопротивления стали указанных марок принимаются согласно СНиП II-23-81.
Таблица 14 (19, 20)
|
Вид и класс арматуры |
Нормативные сопротивления растяжению Rsn и расчетные сопротивления растяжению для предельных состояний второй группы Rs,ser, МПа (кгс/см2) |
Вид и класс арматуры |
Нормативные сопротивления растяжению Rsn и расчетные сопротивления растяжению для предельных состояний второй группы Rs,ser, МПа (кгс/см2) |
|
Стержневая классов: А-I |
235 (2400) |
Проволочная класса Вр-I диаметром, мм: 3 |
410 (4200) |
|
А-II |
295 (3000) |
4 |
405 (4150) |
|
А-III и Ат-IIIC |
390 (4000) |
5 |
395 (4050) |
Таблица 15 (22, 23)
|
|
Расчетные сопротивления арматуры для предельных сопротивлений первой группы, МПа (кгс/см2) |
||
|
Вид и класс арматуры |
растяжению |
сжатию Rsc |
|
|
|
продольной Rs |
поперечной (хомутов и отогнутых стержней) Rsw |
|
|
Стержневая классов: А-I |
225 (2300) |
175 (1800) |
225 (2300) |
|
А-II |
280 (2850) |
225 (2300) |
280(2850) |
|
А-III диаметром, мм: 6-8 |
355 (3600) |
285 (2900) * |
355 (3600) |
|
10-40 |
365 (3750) |
290 (3000) * |
365 (3750) |
|
Ат-IIIC |
365 (3750) |
290 (3000) * |
365 (3750) |
|
Проволочная класса Вр-II диаметром, мм: 3 |
375 (3850) |
270 (2750); 300 (3050) ** |
375 (3850) |
|
4 |
365 (3750) |
265 (2700); 295 (3000) ** |
365 (3750) |
|
5 |
360 (3700) |
260 (2650); 290 (2950) ** |
360 (3700) |
_____________
* В сварных каркасах для хомутов из арматуры классов А-III и Ат-IIIC, диаметр которых менее 1/3 диаметра продольных стержней, значения Rsw принимаются равными 255 МПа (2600 кгс/см2).
** Для случая применения в вязаных каркасах.
Расчетные сопротивления арматуры растяжению для предельных состояний второй группы принимаются равными нормативным сопротивлениям.
Расчетные сопротивления арматуры растяжению и сжатию, используемые при расчете по предельным состояниям первой группы, приведены в табл. 15, а при расчете по предельным состояниям второй группы — в табл. 14.
2.20 (2.28). Расчетные сопротивления поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) Rsw снижаются по сравнению с Rs путем умножения на коэффициенты условий работы s1 и s2:
а) независимо от вида и класса арматуры — на коэффициент s1 = 0,8, учитывающий неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине рассматриваемого сечения;
б) для стержневой арматуры классов А-III и Ат-IIIC диаметром менее 1/3 диаметра продольных стержней и для проволочной арматуры класса Вр-I в сварных каркасах — на коэффициент s2 = 0,9, учитывающий возможность хрупкого разрушения сварного соединения.
Расчетные сопротивления Rsw с учетом указанных коэффициентов условий работы s1 и s2 приведены в табл. 15.
Кроме того, при расположении рассматриваемого сечения в зоне анкеровки арматуры расчетные сопротивления Rs и Rsc умножаются на коэффициент условий работы s5, учитывающий неполную анкеровку арматуры н определяемый согласно п. 3.44.
Для элементов из легкого бетона класса В7,5 и ниже расчетные сопротивления Rsw поперечной арматуры классов А-I и Вр-I умножаются на коэффициент условий работы s7 = 0,8.
2.21 (2.30). Значения модуля упругости арматуры Еs принимаются равными для арматуры классов:
А-I и А-II ................. 210 000 МПа (2 100 000 кгс/см2)
А-III и Ат-IIIС ......... 200 000 „ (2 000 000 „ )
Вр-I ......................... 170 000 „ (1 700 000 „ )