5. Степень ответственности зданий и сооружений

Степень ответственности здании и сооружений опре­деляется размером материального и социального ущер­ба. При проектировании конструкций следует учитывать коэффициент надежности по назначению γn, значение которого зависит от класса ответственности зданий или сооружений. На коэффициент надежности по назначе­нию следует делить предельные значения несущей спо­собности, расчетные значения сопротивлений, предельные значения деформаций, раскрытия трещин или умножать на этот коэффициент расчетные значения нагрузок, уси­лий или иных воздействий. Установлены три класса от­ветственности зданий и сооружений;

класс I,γ_n=1 - здания и сооружения, имеющие обо­снованное народнохозяйственное и (или) социальное значение: главные корпуса ТЭС, АЭС, теле­визионные башни, промышленные трубы высотой более 200 м, резервуары для нефтепродуктов вместимостью более 10 тыс. м³, крытые спортивные сооружения с трибунами, здания театров, кинотеатров, цирков, рынков, учебных заведений, детских дошкольных учреждений, музеев, государственных архивов;

класс II,γ_n=0,95 - здания и сооружения промыш­ленного и гражданского строительства

(не входящие в классы IиIII);

класс III,γ_n=0,9 - различные склады, одноэтажные жилые дома, вре­менные здания.

6. Нормативные и расчетные сопротивления бетона

Класс бетона по прочности устанавливается с учетом статистической изменчивости прочности и принимается равным наименьшему кон­тролируемому значению временного сопротивле­ния бетона. Доверитель­ная вероятность нормами установлена не ниже 0,95. Так, например, при испы­тании на сжатие партии из большого числа стан­дартных кубов наблюда­ется статистическая из­менчивость прочности: n₁ кубов могут иметь вре­менное сопротивлениеR₁;n₂кубов —R₂...;n_kкубов -R_k­ . Общее число кубовn=n₁+n₂+…+n_k.

Рис. 11.5. Кривые распределения 1 - теоретическая; 2 – опытная (статистическая)

Откладывая по оси абсцисс значения R₁,R₂, ...,R_k, а по оси ординат - соответствующие числаn₁,n₂, …,n_kполучают статистическую кривую распределения (рис. П.5). Результаты испытаний подвергают статистической обра­ботке и определяют: среднее значение временного сопро­тивления сжатий R=(n₁R₁ + n₂R₂ +… + n_kR_k)/n

отклонения Δ₁=R₁-R , Δ₂=R₂-R, … , Δ_k=R_k-R

среднее квадратическое отклонение, называемое стандартом,

σ=√(n₁Δ²₁ + n₂Δ²₂ + n_kΔ²_k) / (n-1) .

Наименьшее контролируемое значение временного со­противления бетонных кубов при сжатии — класс бетона по прочности на сжатие В — расположено на оси абсцисс

на расстоянии иσ от среднего значения R

B=R - иσ или B=R(1 — иυ), (II.12)

где υ=σ/R— коэффициент вариации прочности (коэффициент измен­чивости); и — число стандартов (показатель надежности).

Опытные исследования, проведенные на заводах сбор­ных железобетонных изделий, показали, что для тяжелых бетонов и бетонов на пористых заполнителях коэффици­ент вариации υ=0,135, который и принят в нормах.

В математической статистике с помощью иσ или иυ оценивается вероятность повторения значений временно­го сопротивления, меньших В. Если принять и=1,64, то вероятно повторение значений <В не более чем у 5 % (и значения В не менее чем у 95 %) испытанных образ­цов. При этом достигается нормированная обеспечен­ность не менее 0,95.

Нормативными сопротивлениями бетона являются: со­противление осевому сжатию призм — призменная проч­ность R_bn, сопротивление осевому растяжениюR_btn, ко­торые определяются в зависимости от класса бетона по прочности, при обеспеченности 0,95.

Нормативная призменная прочность определяется по эмпирической формуле

R_bn = В (0,77-0,00125B), (П. 13) но не менее 0,72 В.

Нормативное сопротивление осевому растяжению R_btnопределяется в соответствии с зависимостью (1.2) и с понижающим коэффициентом

₃ ____

R_btn = 0.5k √ B₂ (II.14)

где k=0,8— для бетонов класса В35 и ниже,k=0,7 для бетонов класса В 40 и выше.

При контроле класса бетона по прочности на осевое растяжение нормативное сопротивление бетона осевому растяжению R_btnпринимают равным его гарантирован­ной прочности (классу) на. осевое растяжение.

Значения нормативных сопротивлений бетона с округ­лением приведены в прил. III.

Расчетные сопротивления бетонадля расчета по пер­вой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэф­фициенты надежности по бетону при сжатииγ_bc=1,3 при растяжении γ_bt= 1,5 , а при контроле прочности на рас­тяжение γ_bt=1,3. Расчетное сопротивление бетона осе­вому сжатию

R_b = R_bn/γ_bc (П. 15)

расчетное сопротивление бетона осевому растяжению

R_bt = R_btn/γ_bt (П. 16)

Расчетное сопротивление сжатию тяжелого бетона классов В50, В55, В60 умножают на коэффициенты, учи­тывающие особенность механических свойств высоко­прочного бетона (снижение деформаций ползучести), со­ответственно равные 0,95; 0,925 и 0,9.

Значения расчетных сопротивлений бетона с округле­нием приведены в прил. I.

При расчете элементов конструкций расчетные сопро­тивления бетона R_bиR_bt уменьшают, а в отдельных слу­чаях увеличивают умножением на соответствующие ко­эффициенты условий работы бетона γ_biучитывающие особенности свойств бетонов: длительность действия на­грузки и ее многократную повторяемость; условия, ха­рактер и стадию работы конструкции; способ ее изготов­ления, размеры сечения и т. п. Значения коэффициентов γ_biприведены в прил. П.

Расчетные сопротивления бетонадля расчета по вто­рой группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по бетону γ_b= 1, т. е. принима­ют равным нормативным значениямR_b,ser =Rbn;R_bt,ser =R_btnи вводят в расчет с коэффициентом условий рабо­ты бетона γ_bi=1, за исключением случаев расчета желе­зобетонных элементов по образованию трещин при дей­ствии многократно повторной нагрузки, когда следует вводить коэффициент γ_bi.