Расчет жбк по предельным состояниям

Расчет жбк по предельным состояниям

Расчет жбк по предельным состояниям
СОДЕРЖАНИЕ
0

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее Пособие разработано в развитие Свода Правил СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры».В Пособии приведены все указания по проектированию СП 52-101-2003, положения, детализирующие эти указания, примеры расчета элементов, а также рекомендации по проектированию.

Материалы по проектированию редко встречаемых конструкций с ненапрягаемой высокопрочной арматурой (классов А600 и выше) в настоящее Пособие не включены, а приведены в «Пособии по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона».В Пособии не приведены особенности проектирования конструкций отдельных видов зданий и сооружений, связанные с определением усилий в этих конструкциях.

Эти вопросы освещены в соответствующих Сводах Правил и пособиях.Единицы физических величин, приведенные в Пособии: силы выражены в ньютонах (Н) или килоньютонах (кН); линейные размеры — в мм (для сечений) или в м (для элементов или их участков); напряжения, сопротивления, модули упругости — мегапаскалях (МПа);

распределенные нагрузки и усилия — в кН/м или Н/мм. Поскольку 1 МПа =1 Н/мм, при использовании в примерах расчета формул, включающих величины в МПа (напряжения, сопротивления и т.п.), остальные величины приводятся только в Н и мм (мм).В таблицах нормативные и расчетные сопротивления и модули упругости материалов приведены в МПа и в кгс/см.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1.
Рекомендации настоящего Пособия распро­страняются на проектирование бетонных и
железо­бетонных конструкций, выполняемых без предва­рительного
напряжения арматуры из тяжелого, мел­козернистого и
легкого бетонов и эксплуатируе­мых при систематическом воздействии температур не выше 50°С
и не ниже минус 70°С.

Примечания: 1. Рекомендации Пособия не распро­страняются на проектирование бетонных
и железобетон­ных конструкций
гидротехнических сооружений, мостов, транспортных
тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

2. Термины „бетоны тяжелые», „бетоны мелкозернис­тые»
и „бетоны легкие» применяются в
соответствии с ГОСТ 25192-82.

Легкие бетоны могут быть плотной и поризованной
структур, поэтому в Пособии для краткости используются термины „легкий бетон»— для обозначения легких бетонов плотной структуры и „поризованный бетон»— для обо­значения легких
бетонов поризованной структуры с меж­зерновыми пустотами в уплотненной бетонной
смеси свыше 6 %.

1.2.
Вид легких и поризованных бетонов, а также областьих применения приведены в прил. 1.

1.3.
Бетонные и железобетонные конструкции зданий и сооружений, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды и повышенной
влаж­ности, рекомендуется проектировать с учетом требований СНиП 2.03.11-85.

1.4 (1.4).
Элементы сборных конструкций долж­ны отвечать условиям механизированного изготов­ления на специализированных
предприятиях.

Целесообразно
укрупнять элементы сборных конструкций, насколько
это позволяют грузо­подъемность монтажных
механизмов, условия изго­товления и транспортирования.

1.5(1.5).
Для монолитных конструкций следует предусматривать унифицированные размеры,
позво­ляющие применять инвентарную опалубку, а также укрупненные
пространственные арматурные кар­касы.

Расчет жбк по предельным состояниям

1.6(1.6).
В сборных конструкциях особое вни­мание должно быть обращено на прочность и дол­говечность соединений.

Конструкции
узлов и соединений элементов должны обеспечивать с
помощью различных кон­структивных и технологических
мероприятий надежную передачу усилий, прочность самих эле­ментов
в зоне стыка, а также связь дополнительно уложенного бетона в стыке с бетоном
конструкции.

а)
преимущественно в конструкциях, работаю­щих на сжатие при малых
эксцентриситетах продольной силы, не превышающих значений,
ука­занных в п. 3.4;

б) в отдельных
случаях в конструкциях, работаю­щих на сжатие с большими эксцентриситетами, а
также в изгибаемых конструкциях, когда их раз­рушение
не представляет непосредственной опас­ности для жизни людей и сохранности
оборудова­ния (элементы, лежащие на сплошном основании, и др.).

Примечание. Конструкции
рассматриваются как бетонные, если их прочность в стадии эксплуатации обес­печивается
одним бетоном.

1.8 (1.8).
Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя тем­пература
воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства
согласно СНиП
2.01.01.82. Расчетные технологические тем­пературы
устанавливаются заданием на проектиро­вание.

Влажность
воздуха окружающей среды опреде­ляется как средняя относительная влажность
наруж­ного воздуха наиболее жаркого месяца в зависи­мости от района
строительства согласно СНиП 2.01.01-82
или как относительная влажность внутреннего воздуха помещений отапливаемых зда­ний.

1.9.Численные
значения приведенных в настоя­щем Пособии расчетных характеристик бетона и
арматуры, предельно допустимых величин ширины раскрытия трещин и прогибов
применяются только при проектировании. Для оценки качества кон­струкций следует
руководствоваться требованиями соответствующих государственных стандартов и
технических условий.

1.10(1.10). Бетонные и железобетонные кон­струкции
должны удовлетворять требованиям рас­чета по несущей способности (предельные
состоя­ния первой группы) и по пригодности к нормаль­ной
эксплуатации (предельные состояния второй группы).

хрупкого,
вязкого или иного характера разру­шения (расчет по прочности с учетом в
необходи­мых случаях прогиба конструкции перед разруше­нием);

потери
устойчивости формы конструкции или ее положения;

усталостного разрушения (расчет на выносли­вость
конструкций, находящихся под воздействием многократно
повторяющейся нагрузки — подвиж­ной или
пульсирующей);

Предлагаем ознакомиться:  Расчет водосточной системы и водостока для крыши. Расчет водосточных воронок

Расчет жбк по предельным состояниям

разрушения под
совместным воздействием сило­вых факторов и неблагоприятных влияний внешней
среды (периодического или постоянного воздей­ствия
агрессивной среды, действия попеременного замораживания и оттаивания и т. п.).

чрезмерного
раскрытия трещин (расчет по рас­крытию трещин);

чрезмерных
перемещений— прогибов, углов перекоса и
поворота, колебаний (расчет по дефор­мациям).

Расчет
бетонных конструкций по предельным со­стояниям второй группы, а также на
выносливость может не производиться.

Примечания: 1. Расчет на действие многократно
повторяющейся нагрузки, в том числе на
выносливость, выполняется в соответствии с рекомендациями „Пособия по проектированию
предварительно напряженных желе­зобетонных
конструкций из тяжелых и легких бетонов» (М., ЦИТП Госстроя СССР, 1986).

2. Расчеты на устойчивость формы или положения кон­струкции, а также на совместное воздействие
силовых фак­торов и неблагоприятных влияний внешней среды выпол­няются по
соответствующим нормативным документам или Пособиям.

1.11 (1.11).
Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее
элемен­тов должен, как правило, производиться для всех стадий— изготовления, транспортирования, возве­дения и
эксплуатации, при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным
реше­ниям.

1.12 (1.12).
Значения нагрузок и воздействий, коэффициентов «надежности
по нагрузкеgf, коэф­фициентов
сочетаний, а также подразделение на­грузок на постоянные и временные должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

Значения
нагрузок необходимо умножать на коэффициенты надежности по назначению, прини­маемые
согласно „Правилам
учета степени ответ­ственности зданий и сооружений
при проектирова­нии конструкций»1 , утвержденным Госстроем СССР.

Нагрузки,
учитываемые при расчете по предель­ным состояниям второй группы (эксплуатацион­ные),
следует принимать согласно пп. 1.15 и
1.17. При этом к длительным нагрузкам относится также часть полного
значения кратковременных нагру­зок, оговоренных в СНиП 2.01.07-85,
а вводимую в расчет кратковременную нагрузку следует прини­мать уменьшенной на
величину, учтенную в дли­тельной нагрузке (например, если снеговая нагруз­ка
для III района
составляетs= 1000
Н/м2, то сне­говая длительная нагрузка
будет равнаs
= 0,3 х 1000 = 300 Н/м2, а снеговая кратковременная нагрузка—s = 1000 – 300 = 700 Н/м2).

Коэффициенты
сочетаний относятся к полному значению кратковременных нагрузок.

Для не
защищенных от солнечной радиации кон­струкций, предназначенных для работы в
клима­тическом подрайоне IVA согласно СНиП 2.01.01-82, при расчете должны учитываться температурные
климатические воздействия.

при транспортировании ………1,60

  „    подъеме и
монтаже ……….1,40

В этом случае
следует учитывать также коэффи­циент надежности по нагрузке.

1.14 (1.15).
Усилия в статически неопределимых железобетонных конструкциях от нагрузок и
выну­жденных перемещений (вследствие изменения температуры, влажности бетона,
смещения опор и т.п.), а также усилия в статически определимых конструкциях при
расчете их по деформирован­ной схеме следует, как
правило, определять с уче­том неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия
трещин.

_____________

1 См.: Бюллетень строительной
техники, 1981,№7.

Для
конструкций, методика расчета которых с учетом
неупругих свойств железобетона не раз­работана, а также для промежуточных
стадий рас­чета с учетом неупругих свойств железобетона уси­лия в статически
неопределимых конструкциях допускается определять в предположении их линей­ной
упругости.

1.15(1.16).
Ширина непродолжительного и про­должительного раскрытия трещин для элементов,
эксплуатируемых в условиях неагрессивной среды, не должна превышать величин,
приведенных в табл. 1.

Элементы,
указанные в поз. 1 а табл. 1, можно проектировать без предварительного
напряжения лишь при специальном обосновании.

Таблица 1 (1,2)

Условия
работы

Предельно допустимая
ширина,
мм,

раскрытия трещин

конструкций

непродолжи­тельного

acrc1

продолжительного

acrc2

1. Элементы, воспринимаю­щие давление
жидкостей или газов при сечении:

а) полностью растяну­том

0,2

0,1

б) частично сжатом

0,3

0,2

2. Элементы, воспринимаю­щие давление сыпучих
тел

0,3

0,2

3. Элементы, эксплуатируе­мые в грунте при
перемен­ном уровне грунтовых вод

0,3

0,2

4. Прочие элементы

0,4

0.3

Примечание. Под
непродолжительным раскры­тием трещин понимается их раскрытие при совместном дей­ствии
постоянных, длительных и кратковременных нагру­зок,
под продолжительным—
только постоянных и длитель­ных нагрузок. При этом коэффициент надежности по на­грузке принимается
равным единице.

1.16 (1.19).
Для железобетонных слабоармиро­ванных элементов, характеризующихся тем, что их
несущая способность исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне
растянутой зоны, площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть
увеличена по сравнению с требуемой из расчета по прочности не менее чем на 15 %.

Такое
увеличение армирования рекомендуется производить при выполнении
условия

где  Mcrc— момент трещинообразоьания, опреде­ляемый
согласно п. 4.2
с заменой значения Rbt,ser на 1,2 Rbt,ser;

Мu — момент, соответствующий исчерпанию
несущей способности и определяемый согласно пп.
3.15—3.80; для внецентренно
сжатых и растянутых элемен­тов значения Мu определяются отно­сительно оси, проходящей через ядро­вую
точку, наиболее удаленную от растянутой зоны (см. п. 4.2).

Предлагаем ознакомиться:  Турецкая баня хамам: польза и вред для здоровья женщин

1. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Рекомендации настоящего Пособия распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений, выполняемых из тяжелого бетона классов по прочности на сжатие от В10 до В60 без предварительного напряжения арматуры и эксплуатируемых при систематическом воздействии температур не выше 50 °С и не ниже минус 40 °С в среде с неагрессивной степенью воздействия при статическом действии нагрузки.

Рекомендации Пособия не распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов и некоторых других специальных сооружений.Примечание. Термин «тяжелый бетон» применен в соответствии с ГОСТ 25192.

1.2. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций, кроме выполнения расчетных и конструктивных требований настоящего Пособия, должны выполняться технологические требования по изготовлению и возведению конструкций, а также должны быть обеспечены условия для надлежащей эксплуатации зданий и сооружений с учетом требований по экологии согласно соответствующим нормативным документам.

1.3. В сборных конструкциях особое внимание должно быть уделено на прочность и долговечность соединений.

а) преимущественно в конструкциях, работающих на сжатие при расположении продольной силы в пределах поперечного сечения элемента;

б) в отдельных случаях в конструкциях, работающих на сжатие при расположении продольной силы за пределами поперечного сечения элемента, а также в изгибаемых конструкциях, когда их разрушение не представляет непосредственной опасности для жизни людей и сохранности оборудования (например, элементы, лежащие на сплошном основании).Конструкции рассматривают как бетонные, если их прочность в стадии эксплуатации обеспечена одним бетоном.

1.5. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 23-01-99. Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

Расчет жбк по предельным состояниям

4.12(4.22) Деформации (прогибы, углы
поворота) элементов железобетонных конструкций следует вычислять по формулам
строительной механики, определяя входящие в них значения кривизны в
соответствии с указаниями пп.4.13 — 4.21.

а) для
участков элемента, где в растянутой зоне не образуются трещины, нормальные к
продольной оси элемента (см. п. 4.1), ¾ как для сплошного
тела;

б) для
участков элемента, где в растянутой зоне имеются трещины, нормальные к
продольной оси, — как отношение разности средних деформаций крайнего волокна
сжатой зоны бетона и продольной растянутой арматуры к рабочей высоте сечения
элемента.

При расчете по
деформациям усилие от усадки бетонаNshr
принимается равным нулю.

4.14(4.24). На участках, где не
образуются нормальные к продольной оси трещины, полная величина кривизны должна
определяться по формуле

                                  (269)

                               (270)

тяжелого,
мелкозернистого и легкого при плотном

мелком
заполнителе……………………………………………
0,85

легкого при
пористом мелком заполнителе и

поризованного……………………………………………………
0,70

jb2¾ коэффициент,
учитывающий влияние длительной ползучести бетона на деформации элемента без
трещин и принимаемый по табл. 31.

Таблица 31(34,35)

Коэффициентыjb2иvl при влажности воздуха
окружающей среды, %

Вид бетона

40¾75 (нормальной)

ниже 40 (пониженной)

св. 75 (повышенной)

jb2

vl

jb2

vl

jb2

vl

Тяжелый,
легкий

2,0

0,15

3,

0,10

1,6

0,19

Поризованный

2,0

0,07

3,0

0,04

1,6

0,09

Мелкозернистый

групп:

А

2,6

,10

3,9

,07

2,1

0,125

Б

3,0

0,08

4,5

0,05

2,4

,10

В

2,0

0,15

3,0

0,10

1,6

0,19

Примечания: 1. Влажность воздуха окружающей
среды принимается согласно указаниям п. 1.8.

2. Группы
мелкозернистого бетона см. п. 2.1.

3. При
попеременном водонасыщении и высушивании бетона значенияjb2, следует умножать, а значенияvl¾
делить на коэффициент 1,2.

Расчет жбк по предельным состояниям

4.15 (4.27). На участках, где в
растянутой зоне образуются нормальные к продольной оси элемента трещины,
кривизна изгибаемых, внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых при eо³ 0,8hoэлементов прямоугольного, таврового и двутаврового
(коробчатого) сечений должна определяться по формуле

                 (271)

Для изгибаемых
элементов последнее слагаемое правой части формулы (271) принимается равным
нулю. Знак «минус» в этой формуле принимается при внецентренном сжатии, знак
«плюс» — при внецентренном растяжении.

для
изгибаемых элементов Мs = М;

для
внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов Мs = Nes;


расстояние от центра тяжести площади сечения арматуры S до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне сечения
над трещиной (плечо внутренней пары сил), определяемое согласно указаниям п.
4.16;

ys
— коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона на участке с трещинами и
определяемый согласно указаниям п. 4.17;

для тяжелого,
мелкозернистого и легкого бетонов

класса В10 и
выше ………………………………………………………0,9

для легкого и
поризованного бетонов класса В7,5 и ниже… 0,7

Предлагаем ознакомиться:  Расчет мощности электропечи для сауны

jf¾ коэффициент, определяемый
по формуле (277);

Расчет жбк по предельным состояниям

x=
x/ho —
определяется согласно указаниям п. 4.16;

при
непродолжительном действии нагрузки ¾коэффициенту
vsh = 0,45;

при
продолжительном действии нагрузки ¾ коэффициентуvl,
определяемому по табл. 31.

Для изгибаемых
и внецентренно сжатых элементов из тяжелого бетона приMr
{amp}lt;Moкривизну допускается определять с учетом работы растянутого
бетона над трещинами по формуле

    (272)

                            (273)

¾кривизна, определенная по
формуле (271) при моменте Мs,

для изгибаемых
элементов Мs
= Мo;

для
внецентренно сжатых элементовMs
= Мo
Nуsr;

уsr
= yo
‑а r—
расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до оси, проходящей через
наиболее удаленную ядровую точку (см. п. 4.2);

Мr— момент,
определяемый согласно п. 4.2 от полной нагрузки, включающей постоянную,
длительную и кратковременные нагрузки;

Мo¾
момент, при котором растянутый бетон над трещинами выключается из работы,
определяемый по формуле (256), в которой y
уменьшается вдвое при учете продолжительного действия постоянных и длительных
нагрузок;

Mcrc,r¾см. п. 4.2;

M, Mtot—
моменты внешних сил относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения,
соответственно от рассматриваемой и от полной нагрузки;

jb1, jb2— см. п. 4.14; при непродолжительном действии нагрузкиjb2
= 1,0.

4.16(4.28). Значение xвычисляется
по формуле

Расчет жбк по предельным состояниям

                              (274)

но принимается не более 1,0, при
этомes/ho принимается не менее
0,5.

Для изгибаемых
элементов последнее слагаемое правой части формулы (274) принимается равным
нулю.

В формуле
(274) верхние знаки принимаются при сжимающем, а нижние — при растягивающем
усилииN.

тяжелого и
легкого………………………………………… 1,8

мелкозернистого…………………………………………….
1,6

поризованного………………………………………………..
1,4

                                         (275)

                                   (276)

;                      (277)

.                                        (278)

Значениеz
вычисляется по формуле

                                      (279)

Расчет жбк по предельным состояниям

Для элементов
прямоугольного сечения и таврового сечения с полкой в растянутой зоне в формулы
(276) и (279) вместоh¢f подставляются значения 2a’ или h¢f = 0 соответственно при наличии или отсутствии
арматуры S¢.

Если , то для изгибаемых элементов приjf³jf1, где , значения z и  — определяются при  иjf=jf1,
а приjf {amp}lt; jf1, значенияjf,x, z и  — определяются без учета арматуры S¢.
Для внецентренно нагруженных элементов при  допускается всегдазначения  jf,x, z и
 определять без учета арматурыS¢.

Расчет
сечений, имеющих полку в сжатой зоне, при  производится
как прямоугольных ширинойb¢f.

Расчетная
ширина полки b¢f
определяется согласно указаниям п. 3.23.

Для
внецентренно сжатых элементов значение z
должно приниматься не более 0,97es.

Расчет жбк по предельным состояниям

4.17 (4.29).
Коэффициент ys
определяется по формуле

                  (280)

но не более
1,0, при этом следует приниматьes/ho³
1,2/jls.

Для изгибаемых
элементов последний член в правой части формулы (280) принимается равным нулю.

jls¾
коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки и принимаемый
по табл. 32;

                                      (281)

Таблица 32(36)

Длительность действия

Коэффициентjls при классе бетона

нагрузки

В 10 и выше

В7,5 и ниже

1.   
Непродолжительное
действие при арматуре классов:

А-II, А-III

1,1

0,8

А-I, Вр-I

1,0

0,7

2.
Продолжительное действие

0,8

0,6

но
не более 1,0;

здесьWpl¾ см. п. 4.3;

Расчет жбк по предельным состояниям

Mr— см. п. 4.2.

4.18. Кривизна внецентренно растянутых
элементов с продольной силойN,
приложенной между центрами тяжести площадей арматуры S и S¢,
на участках с нормальными трещинами в растянутой зоне определяется по формуле

                       (282)

гдеzs =ho ‑ a¢ — расстояние между центрами тяжести
площадей арматуры S иS’;

                                  (283)

                                   (284)

непродолжительном……………………………………. 0,70

продолжительном……………………………………….. 0,35

.                               (285)

и принимаются
не болееN; кроме того, при r’ {amp}lt; ео значение N¢crc принимается равным N.

Wpl, W¢pl¾ значения Wpl, определенные согласно п. 4.3 соответственно
для более и менее растянутой сторон сечения;

r, r¢¾
расстояния от центра тяжести приведенного сечения до ядровых точек,наиболее удаленных соответственно от
более и менее растянутой сторон сечения; значенияr
иr¢ определяются по формуле
(242).

                      (286)

4.20. Для элементов прямоугольного
сечения с симметричной арматурой, испытывающих косое внецентренное сжатие,
кривизны вычисляются по формуле

                                       (287)

где  — кривизна,
вычисленная как для плоского внецентренного сжатия согласно пп. 4.15-4.17 в
предположении действия силы N с
эксцентриситетом еo в плоскости оси симметрии сечения х, при этом принимается, что силовая
плоскость расположена между осью х и
диагональю сечения;

jb
— коэффициент, учитывающий влияние угла наклона силовой плоскости на величину
деформаций кососжимаемых элементов и определяемый по формуле

;         (288)

здесь   ¾
площади арматуры, расположенной у грани сечения, нормальной к осям
соответственно х и у, при этом угловой стержень учитывается
как при вычислении mх,
так и mу;

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector