- •#G0пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры
- •Предисловие
- •1. Общие рекомендации основные положения
- •Основные расчетные требования
- •2. Материалы для бетонных и железобетонных конструкций бетон показатели качества бетона и их применение при проектировании
- •Нормативные и расчетные характеристики бетона
- •Арматура показатели качества арматуры
- •Нормативные и расчетные характеристики арматуры
- •3. Расчет элементов бетонных и железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы расчет бетонных элементов по прочности общие положения
- •Расчет внецентренно сжатых элементов
- •Расчет изгибаемых элементов
- •Примеры расчета
- •Прямоугольные сечения
- •Тавровые и двутавровые сечения
- •Примеры расчета
- •Тавровые и двутавровые сечения
- •Элементы, работающие на косой изгиб
- •Примеры расчета
- •Расчет железобетонных элементов при действии поперечных сил
- •Расчет железобетонных элементов по полосе между наклонными сечениями
- •Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие поперечных сил
- •Элементы, армированные отгибами
- •Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие моментов
- •Примеры расчета
- •Внецентренно сжатые элементы общие положения
- •Расчет при действии поперечных сил
- •Учет влияния прогиба элементов
- •Расчет нормальных сечений по предельным усилиям Прямоугольные сечения с симметричной арматурой
- •Прямоугольные сечения с несимметричной арматурой
- •Двутавровые сечения с симметричной арматурой
- •Кольцевые сечения
- •Круглые сечения
- •Расчет элементов на косое внецентренное сжатие
- •Примеры расчета
- •Двутавровые сечения
- •Кольцевые сечения
- •Круглые сечения
- •Элементы, работающие на косое внецентренное сжатие
- •Расчет наклонных сечений
- •Центрально и внецентренно растянутые элементы центрально растянутые элементы
- •Внецентренно растянутые элементы
- •Примеры расчета
- •Расчет нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели
- •Элементы, работающие на кручение с изгибом элементы прямоугольного сечения Расчет на совместное действие крутящего и изгибающего моментов
- •Расчет на совместное действие крутящего момента и поперечной силы
- •Примеры расчета
- •Расчет железобетонных элементов на местное действие нагрузок расчет на местное сжатие
- •Примеры расчета
- •Расчет элементов на продавливание Общие положения
- •Расчет на продавливание элементов без поперечной арматуры
- •Расчет на продавливание элемента с поперечной арматурой
- •Примеры расчета
- •4. Расчет элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы расчет железобетонных элементов по раскрытию трещин общие положения
- •Определение момента образования трещин
- •Определение ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •Примеры расчета
- •Расчет железобетонных конструкций по деформациям общие положения
- •Расчет железобетонных элементов по прогибам
- •Определение кривизны железобетонных элементов общие положения
- •Кривизна железобетонного элемента на участке без трещин в растянутой зоне
- •Кривизна железобетонного элемента на участке с трещинами в растянутой зоне
- •Определение кривизны железобетонных элементов на основе нелинейной деформационной модели
- •Определение углов сдвига железобетонного элемента
- •Примеры расчета
- •5. Конструктивные требования общие положения
- •Геометрические размеры конструкций
- •Армирование защитный слой бетона
- •Минимальные расстояния между стержнями арматуры
- •Продольное армирование
- •Поперечное армирование
- •Анкеровка арматуры
- •Соединения арматуры
- •Гнутые стержни
- •Требования к бетонным и железобетонным конструкциям
- •Фиксация арматуры
- •Сортамент арматуры
- •Основные буквенные обозначения усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении элемента
- •Характеристики материалов
- •Характеристики положения продольной арматуры в поперечном сечении элемента
- •Геометрические характеристики
4. Расчет элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы расчет железобетонных элементов по раскрытию трещин общие положения
4.1. Расчет железобетонных элементов производят по непродолжительному раскрытию трещин и продолжительному раскрытию трещин.
Непродолжительное раскрытие трещин определяют от совместного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок; продолжительные - только от постоянных и временных длительных нагрузок.
4.2. Расчет по раскрытию трещин производят из условия
, (4.1)
где - ширина раскрытия трещин от действия внешней нагрузки, определяемая согласно пп.4.10-4.14;
- предельно допустимая ширина раскрытия трещин.
Значения принимают равными:
а) из условия сохранности арматуры (для любых конструкций)
0,3 мм - при продолжительном раскрытии трещин;
0,4 мм - при непродолжительном раскрытии трещин;
б) из условия ограничения проницаемости конструкций (для конструкций, подверженных непосредственному давлению жидкостей, газов, сыпучих тел)
0,2 мм - при продолжительном раскрытии трещин;
0,3 мм - при непродолжительном раскрытии трещин.
4.3. Расчет по раскрытию трещин не производится, если соблюдается условие
, (4.2)
где - момент от внешней нагрузки относительно оси, нормальной к плоскости действия момента и проходящей через центр тяжести приведенного поперечного сечения элемента; при этом учитываются все нагрузки (постоянные и временные) с коэффициентом надежности по нагрузке =1;
- момент, воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин, определяемый согласно пп.4.4-4.8.
Для центрально растянутых элементов условие (4.2) преобразуется в условие
, (4.3)
где - продольное растягивающее усилие, воспринимаемое элементом при образовании трещин, определяемое согласно п.4.9
Определение момента образования трещин
4.4. Изгибающий момент при образовании трещин определяется на основе деформационной модели с учетом неупругих деформаций растянутого бетона согласно пп.4.7 и 4.8.
Допускается определять момент без учета неупругих деформаций бетона согласно пп.4.5 и 4.6. Если при этом условие (4.1) не удовлетворяется, то момент образования трещин следует определять с учетом неупругих деформаций бетона.
4.5. Момент образования трещин без учета неупругих деформаций бетона определяют как для сплошного упругого тела по формуле
, (4.4)
где - момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна бетона:
- расстояние от центра тяжести приведенного сечения элемента до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется.
Значения и определяются согласно п.4.6.
В формуле (4.4) знак "плюс" принимают при сжимающей продольной силе , знак "минус" - при растягивающей силе.
4.6. Момент сопротивления и расстояние определяют по формулам:
, (4.5)
, (4.6)
где - момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести, определяемый по формуле
; (4.7)
, , - моменты инерции сечения соответственно бетона, растянутой и сжатой арматуры;
- площадь приведенного сечения, равная
, (4.8)
- коэффициент приведения арматуры к бетону;
- расстояние от наиболее растянутого волокна бетона до центра тяжести приведенного сечения элемента.
При значения и допускается определять без учета арматуры.
4.7. Определение момента образования трещин на основе нелинейной деформационной модели производят исходя из положений, приведенных в пп.3.72-3.75 (черт.4.1). При этом учитывается работа бетона в растянутой зоне, определяемая двухлинейной диаграммой согласно п.3.72. Приведенные модули деформаций сжатого и растянутого бетона в двухлинейной диаграмме принимаются равными соответственно и ,
где и .
Черт.4.1. Схема напряженно-деформированного состояния сечения элемента при проверке образования трещин при действии изгибающего момента (а), изгибающего момента и продольной силы (б)
1 - уровень центра тяжести приведенного сечения
Значение определяется из решения системы уравнений (3.144)-(3.146), принимая относительную деформацию бетона у растянутой грани равной:
при двухзначной эпюре деформаций в поперечном сечении ;
при однозначной эпюре деформаций , где - отношение деформаций бетона на противоположных сторонах сечения.
4.8. Для прямоугольных, тавровых и двутавровых сечений при действии момента в плоскости оси симметрии момент образования трещин с учетом неупругих деформаций растянутого бетона допускается определять по формуле (4.4) с заменой значения на , где - см. табл.4.1
Таблица 4.1
#G0Сечение |
Коэффи- циент
|
Форма поперечного сечения |
1. Прямоугольное
|
1,30 |
|
2. Тавровое с полкой, расположенной в сжатой зоне
|
1,30 |
|
3. Тавровое с полкой (уширением), расположенной в растянутой зоне:
|
|
|
а) при независимо от отношения
|
1,25 |
|
б) при и
|
1,25
|
|
в) при и
|
1,20
|
|
4. Двутавровое симметричное (коробчатое):
|
|
|
а) при независимо от отношения
|
1,30
|
|
б) при независимо от отношения
|
1,25
|
|
в) при и
|
1,25
|
|
г) при и
|
1,20
|
|
д) при и
|
1,15
|
|
5. Двутавровое несимметричное, удовлетворяющее условию :
|
|
|
а) при независимо от отношения
|
1,30
|
|
б) при независимо от отношения
|
1,25
|
|
в) при и
|
1,25
|
|
6. Двутавровое несимметричное, удовлетворяющее условие :
|
|
|
а) при независимо от отношения
|
1,25
|
|
б) при и
|
1,25
|
|
в) при и
|
1,20 |
|
7. Двутавровое несимметричное, удовлетворяющие условию :
|
|
|
а) при
|
1,35 |
|
б) при . |
1,30 |
|
4.9. Усилие при образовании трещин в центрально растянутых элементах определяют по формуле
, (4.9)
где 20 (МПа) - напряжение во всей арматуре перед образованием трещин в бетоне.