9.9 Конструкции без сцепления напрягаемой продольной арматуры с бетоном

9.9.1 Предварительное напряжение в напрягаемой арматуре без сцепления с бетоном следует назначать в соответствии с требованиями 9.2.

9.9.2 В предварительно напряженных конструкциях с напрягаемой арматурой без сцепления с бетоном, в растянутой при эксплуатационных нагрузках зоне, следует предусматривать установку арматуры, имеющей сцепление с бетоном. Предварительно количество арматуры, имеющей сцепление с бетоном, определяется расчетом из условия ограничения ширины раскрытия трещин, как для внецентренно сжатого элемента при продольной силе N_pd, величина которой определяется согласно 9.3.2.6. Минимальный процент армирования арматурой, имеющей сцепление с бетоном, при этом должен быть не менее, чем 0,15 %.

9.9.3 Расчет предварительно напряженных элементов с напрягаемой арматурой без сцепления с бетоном по предельным состояниям первой и второй групп производится согласно требованиям раздела 7. Усилие предварительного обжатия, определенное с учетом всех потерь, следует рассматривать как внешнее усилие, приложенное к конструкции.

10 Конструкции, подверженные воздействию многократно повторяющихся нагрузок (нагружений)

10.1 Общие положения

10.1.1 Влияние многократно повторяющихся нагружений, которые могут вызвать усталостное разрушение конструкции, следует учитывать в расчетах, если они появляются не менее 510⁵ –кратно в преду-

99

СНБ 5.03.01-02

смотренном интервале эксплуатации конструкции и составляют не менее 60 % полного нагружения конструкции (примером таких конструкций могут быть подкрановые балки).

10.1.2 В случае воздействия многократно повторяющихся нагрузок не следует применять бетонные и сборно-монолитные конструкции.

10.1.3 При воздействии многократно повторяющихся нагрузок, конструкции должны удовлетворять требованиям двух групп предельных состояний при статических расчетах конструкций.

10.1.4 Для армирования конструкций, подвергнутых воздействию многократно повторяющихся нагружений, рекомендуется использовать арматуру согласно номенклатуре, представленной в таблицах 6.5 и 6.6.

10.2 Усталостная прочность элементов конструкций

Проверка усталостной прочности основана на утверждении, что усталостные повреждения бетона и стали в рассчитываемых сечениях элемента, вызванные многократно повторяющимися нагрузками, не превышают допустимых значений.

Возможность исчерпания усталостной прочности материалов следует определять из условий:

напряжения в бетоне и арматуре вычисляются как для упругого тела (по приведенным сечениям) от действия внешних сил и усилия предварительного обжатия P_d;

неупругие деформации в сжатой зоне бетона учитываются снижением модуля упругости бетона, принимая коэффициенты приведения арматуры к бетону ' равными 25, 20, 15 и 10 для бетонов классов соответственно С¹²/₁₅; C²⁰/₂₅; C³⁰/₃₇; C³⁵/₄₅ и выше;

в случае, если _с > f_ctd, площадь приведенного сечения определяется без учета растянутой зоны бетона;

максимальные нормальные напряжения в арматуре _s,max, определенные при условии линейного распределения напряжений по приведенному сечению, не должны превышать допустимых _sR, которые следует принимать:

для ненапрягаемой арматуры — ;

для напрягаемой арматуры — ;

значения коэффициентов _sR и _sRs следует принимать по таблицам 10.1 и 10.2;

максимальный интервал изменения напряжений в арматуре _s,max не должен превышать допустимого интервала напряжений _sR : _s,max  _sR ;

значения допустимого интервала напряжений _sR при числе циклов многократно повторяющихся нагрузок не превышающем 10⁶ следует принимать по таблице 10.3;

максимальные нормальные напряжения в бетоне _c,max, определенные при условии линейного распределения напряжений по приведенному сечению, не должны превышать допустимых _cR

_c,max  _cR ,

где ;

_cR — коэффициент, учитывающий условия работы бетона при многократно повторяющейся нагрузке, принимается по таблице 10.4.

В зоне, проверяемой по сжатому бетону, при действии многократно повторяющейся нагрузки следует избегать возникновения растягивающих напряжений. Сжатая арматура на выносливость не рассчитывается.

Расчет на выносливость сечений, наклонных к продольной оси элемента, должен производиться из условия, что равнодействующая главных растягивающих напряжений, действующих на уровне центра тяжести приведенного сечения по длине элемента, должна быть полностью воспринята поперечной арматурой при напряжениях в ней

_s,max  _sR ,

где .

Для элементов, в которых поперечная арматура не предусматривается, должно быть выполнено требование: главные растягивающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести приведенного сечения не должны превышать .

При достаточном научном обосновании допускается возможность проверки установленной прочности на основании анализа предельного количества циклов нагружения либо анализа допустимых нагружений.

100

СНБ 5.03.01-02

Таблица 10.1

Класс арматуры	Коэффициент условий работы арматуры sR при многократном повторении нагрузки и коэффициенте асимметрии цикла КsR, равном
	–1,0	–0,2	0	0,2	0,4	0,7	0,8	0,9	1,0
S240 S400, S500 S800 S1200 S1400	0,41 0,31 — — —	0,63 0,36 — — —	0,70 0,40 — — —	0,77 0,45 — — —	0,90 0,55 0,27 0,19 —	1,00 0,81 0,55 0,53 0,68	1,00 0,91 0,69 0,67 0,84	1,00 0,95 0,87 0,87 1,00	1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Примечание — При расчете изгибаемых элементов из тяжелого бетона с ненапрягаемой арматурой для продольной арматуры принимается: KsR = 0,30 при ; при ; при , где Mmin, Mmax — соответственно наименьший и наибольший изгибающие моменты в расчетном сечении элемента в пределах цикла изменения нагрузки; , s,min, s,max — соответственно наименьшее и наибольшее напряжения в арматуре в пределах цикла изменения нагрузки.

Таблица 10.2

Класс арматуры	Группа сварных соединений	Коэффициент условия работы арматуры sRs при многократном повторении нагрузки и коэффициенте асимметрии цикла КsR, равном
		0	0,20	0,40	0,70	0,80	0,90	1,00
S240	1	0,90	0,95	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
	2	0,65	0,70	0,75	0,90	1,00	1,00	1,00
	3	0,25	0,30	0,35	0,50	0,65	0,85	1,00
S400, S500	1	0,90	0,95	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
	2	0,60	0,65	0,65	0,70	0,75	0,85	1,00
	3	0,20	0,25	0,35	0,45	0,60	0,80	1,00
S800	1	—	—	0,95	0,95	1,00	1,00	1,00
	2	—	—	0,75	0,75	0,80	0,90	1,00
	3	—	—	0,35	0,40	0,50	0,70	1,00
Примечания 1 Группы сварных соединений, приведенные в настоящей таблице, включают следующие типы сварных соединений по ГОСТ 14098, допускаемые для конструкций, рассчитываемых на выносливость: 1-я группа — стыковые типов С3-Км, С4-Кп; 2-я группа — крестообразное типа К1-Кт; стыковые типов С1-Ко, С5-Мф, С6-Мп, С7-Рв, С8-Мф, С9-Мп, С10-Рв и С20-Рм — все соединения при отношении диаметров стержней, равном 1,0; 3-я группа — крестообразное типа К2-Кт; стыковые типов С11-Мф, С12-Мп, С13-Рв, С14-Мп, С15-Рс, С16-Мо, С17-Мп, С18-Мо, С19-Рм, С21-Рн и С22-Ру; тавровые типов Т6-Кс, Т7-Ко. 2 В таблице даны значения sRs для арматуры диаметром до 20 мм. 3 Значения коэффициента sRs должны быть снижены на 5 % при диаметрах стержней от 22 до 32 мм и на 10 %  при диаметрах св. 32 мм.

101

_{Таблица 10.3 — Значения допустимого интервала изменения напряжений в арматуре sR}

Вид арматурного элемента	sR, Н/мм2
Ненапрягаемая арматура: Линейные и отогнутые стержни при диаметрах отгибов  15; Отогнутые стержни при диаметрах отгибов < 15 Стержни в конструкциях и элементах, эксплуатирующихся в условиях, характеризуемых классами XF и XA Сварные соединения стержней встык или при помощи двусторонних накладок Напрягаемая арматура: При натяжении на упоры В других случаях Анкерные и соединительные устройства	100 60 35 35 60 45 35

Таблица 10.4

Состояние бетона по влажности	Коэффициент условий работы cR при многократно повторяющейся нагрузке и коэффициенте асимметрии циклов КcR, равном
	0—0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
Естественной влажности Водонасыщенный	0,75 0,50	0,80 0,60	0,85 0,70	0,90 0,80	0,95 0,90	1,00 0,95	1,00 1,00
Примечание — , где c,min, c,max — соответственно наименьшее и наибольшее напряжения в бетоне в пределах цикла изменения нагрузки.