3.2.2 Характеристики прочности арматуры

Основными показателями прочности арматуры являются их нормативные значения. Нормативное значение сопротивления арматуры растяжению (R_s,n) принимают равным наименьшему контролируемому значению физического предела текучести (σ_Т). Количественно указанную величину определяют по апроксимированным диаграммам растяжения арматуры, как неупрочненной, так и упрочненной (см. рис.1.15) арматуры.

Рис.1.15 Апроксимация диаграммы растяжения арматурных сталей

а - горячекатаная арматурная сталь классов А240,А300,А400.

б - горячекатаная упрочненная арматурная сталь классов А500,А600 и выше, упрочненная арматурная проволока.

Основные определения указанных характеристик прочности сталей были ранее рассмотрены в курсах «Сопротивление материалов» и «Металлические конструкции».

Буквенные обозначения приведенных выше величин, которые применяют при проектировании и расчетах строительных конструкций, а также индексы к буквенным обозначениям приняты по СП52-101-2003 и СП52-102-2004.

Количественные величины нормативных значений сопротивления растяжению (R_s,n) приведены в таблице 7 (см. СП52-102-2004).

При проектировании железобетонных конструкций используют исключительно расчетные значения сопротивления арматуры растяжению. Их определяют по формуле:

, (1.13)

где γ_s - коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным:

- для предельных состояний первой группы:

γ_s = 1,1- для арматуры классов А240, А300 и А400;

γ_s = 1,15- для арматуры класса А500, А600,А800;

γ_s = 1,2 - для арматуры класса А1000, В500, Вр1200-Вр1500, К1400, К1500;

- для предельных состояний второй группы

γ_s = 1,0 – для всех классов арматуры.

Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению R_s приведены (с округлением) для предельных состояний первой группы в таблице 8, для второй группы - в таблице 7. СП52-102-2004.

При этом значения R_s,n для предельных состояний первой группы, согласно определению, следует вычислять по формулам:

; (1.14)

; (1.15)

где χ – коэффициент, характеризующий принятую при проекти- ровании доверительную вероятность (при нормальном законе распределения величины и вероятности 95% величина χ =1,64).

Формулу (1.14.) используют для арматуры классов А240, А300, А400. Формулу (1.15) используют для остальных классов арматуры.

Так как для расчетов по второй группе предельных состояний (на раскрытие трещин, деформативность) величину (γ_s) принято считать равной единице, то:

R_s,ser= R_s,n, (1.16)

где R_s,ser - расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельных состояния второй группы;

Расчетные сопротивления арматуры сжатию (R_sc,) принимают равными расчетным значениям сопротивления арматуры растяжению (R_s), но не более значений, соотвествующих предельным деформациям укорочения бетона, то есть

- для кратковременных нагрузок и - для длительных нагрузок.

Для арматуры класса А600, В500 и выше граничные значения сопротивления сжатию принимаются с коэффициентом условий работы, равным γ_s = 0,9.(для расчетов по 1 группе предельных состояний при кратковременном действии нагрузки).

Для учета условий работы арматуры в конкретной конструкции расчетные значения прочностных характеристик арматуры умножают (согласно СП52-102-2004) на коэффициенты условий работы γ_si, тем самым увеличивая коэффициент запаса по арматуре. Значение γ_si, назначают в каждом конкретном случае по техническим условиям на рассчитываемую конструкцию.

Расчетные значения сопротивления поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) R_sw снижают по сравнению с R_s путем умножения на коэффициент условий работы (γ_s1 = 0,8). R_sw определяют для арматуры А240 – А500, В500 в виде:

(1.17)

Для арматуры классов А600 - А1000, Вр1200 - Вр1500 и канатной величину R_sw принимают не более 0,8σ_sp(2) (с учетом всех потерь) и не более 300 МПа.