- •Содержание
- •Введение
- •Свод правил
- •1 Область применения
- •2 Нормативные ссылки
- •Расположение мостов и труб
- •Основные требования к конструкциям
- •Габариты
- •Расчет мостов и труб на воздействие водного потока
- •Расчет несущих конструкций и оснований мостов и труб
- •Деформации, перемещения, продольный профиль конструкций
- •Верхнее строение пути на железнодорожных мостах
- •Мостовое полотно автодорожных и городских мостов
- •Сопряжение мостов с подходами
- •Отвод воды
- •Эксплуатационные обустройства
- •Авторский надзор, научно-техническое сопровождение и мониторинг
- •6 Нагрузки и воздействия Сочетания нагрузок
- •Постоянные нагрузки и воздействия
- •Временные нагрузки от подвижного состава и пешеходов
- •Прочие временные нагрузки и воздействия
- •7 Бетонные и железобетонные конструкции Основные расчетные требования
- •Материалы для бетонных и железобетонных конструкций Бетон
- •Арматура
- •Расчетные характеристики арматуры
- •Расчет по предельным состояниям первой группы Расчет по прочности и устойчивости
- •Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента
- •Расчет изгибаемых железобетонных элементов
- •Расчет внецентренно сжатых бетонных элементов
- •Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов
- •Расчет центрально-растянутых элементов
- •Расчет внецентренно растянутых элементов
- •Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента
- •Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы
- •Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие изгибающих моментов
- •Расчет стыков на сдвиг
- •Расчет на местное сжатие (смятие)
- •Расчет на выносливость
- •Расчет по предельным состояниям второй группы Расчет по трещиностойкости
- •Расчет по образованию трещин
- •Расчет по раскрытию трещин
- •Определение прогибов и углов поворота
- •Конструктивные требования
- •Минимальные размеры сечения элементов
- •Наименьшие диаметры ненапрягаемой арматуры
- •Защитный слой бетона
- •Минимальные расстояния между арматурными элементами
- •Анкеровка ненапрягаемой арматуры
- •Анкеровка напрягаемой арматуры
- •Продольное армирование элементов
- •Поперечное армирование элементов
- •Сварные соединения арматуры
- •Стыки ненапрягаемой арматуры внахлестку (без сварки)
- •Стыки элементов сборных конструкций
- •Дополнительные указания по конструированию предварительно напряженных железобетонных элементов
- •Закладные изделия
- •Конструирование опор
- •Гидроизоляция конструкций
- •8 Стальные конструкции Общие положения
- •Материалы и полуфабрикаты
- •Расчетные характеристики материалов и соединений
- •Учет условий работы и назначения конструкций
- •Расчеты Общие положения
- •Расчеты по прочности Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы
- •Изгибаемые элементы
- •Элементы, подверженные действию осевой силы с изгибом
- •Расчет на прочность и ползучесть стальных канатов
- •Расчеты по устойчивости
- •Расчет по устойчивости полок и стенок элементов, не подкрепленных ребрами жесткости
- •Расчет по устойчивости полок и стенок элементов, подкрепленных ребрами жесткости
- •Предельная гибкость стержневых элементов
- •Расчет на выносливость элементов стальных конструкций и их соединений
- •Особенности расчета несущих элементов и соединений Элементы главных ферм
- •Элементы проезжей части
- •Элементы связей
- •Расчет соединений
- •Расчет соединительных планок и перфорированных листов
- •Расчет опорных частей
- •Конструирование Общие положения
- •Сечения элементов
- •Ребра жесткости сплошных изгибаемых балок
- •Предварительно напряженные пролетные строения
- •Сварные, фрикционные и болтовые соединения
- •Детали конструкции
- •Конструкция планок и перфорированных листов
- •Особенности конструкции болтосварных пролетных строений
- •Конструкция ортотропной плиты проезжей части
- •Конструкция опорных частей
- •9 Сталежелезобетонные конструкции Общие положения
- •Расчеты Основные положения
- •Расчет конструкций Расчет по прочности
- •Расчет на выносливость
- •Расчет по трещиностойкости
- •Расчет объединения железобетонной плиты со стальной конструкцией
- •Проверка жесткости, определение строительного подъема и расчет по горизонтальным нагрузкам
- •Конструирование
- •10 Деревянные конструкции Общие указания
- •Материалы
- •Расчетные характеристики материалов и соединений
- •Расчеты Определение усилий и моментов
- •Расчетная длина сжатых элементов и гибкость элементов
- •Расчет элементов конструкций
- •Расчет соединений
- •Конструирование Основные требования
- •Наименьшие размеры элементов и допускаемые их гибкости
- •Стыки и соединения
- •Элементы пролетных строений и опор
- •11 Основания и фундаменты Общие положения
- •Расчеты
- •Конструирование
- •Приложение а (обязательное) Перечень нормативных документов
- •Приложение б (обязательное) Термины и определения
- •Приложение в (справочное) Обозначения в разделе 5 «Основные положения»
- •В разделе 6 «Нагрузки и воздействия»
- •В разделе 7 «Бетонные и железобетонные конструкции» Характеристики материалов
- •В разделе 8 «Стальные конструкции»
- •В разделе 9 «Сталежелезобетонные конструкции»
- •В разделе 10 «Деревянные конструкции»
- •В разделе 11 «Основания и фундаменты»
- •Приложение д (справочное) Коэффициент сочетаний η для временных нагрузок и воздействий
- •Приложение е (обязательное) Методика определения равнодействующей нормативного горизонтального (бокового) давления от собственного веса грунта на опоры мостов
- •Приложение ж (обязательное) Методика определения коэффициента вертикального давления грунта при расчете звеньев (секций) труб
- •Приложение к (обязательное) Нормативная временная вертикальная нагрузка ск от железнодорожного подвижного состава и правила загружения ею линий влияния
- •Приложение л (справочное) Эквивалентные нагрузки от одиночных автомобилей, стоящих и движущихся колонн автомобилей нагрузки аб
- •Приложение м (обязательное) Методика определения горизонтального (бокового) давления грунта на береговые опоры (устои) от транспортных средств железных и автомобильных дорог
- •Приложение н (обязательное) Аэродинамические коэффициенты
- •Приложение п (обязательное) Нормативная ледовая нагрузка
- •Приложение р (обязательное) Потери предварительного напряжения арматуры
- •Приложение с (обязательное) Расчет жестких звеньев круглых железобетонных труб
- •Приложение т (обязательное) Определение жесткостей сечений железобетонных элементов для расчета прогибов и углов поворота с учетом ползучести бетона
- •Приложение у (обязательное) Коэффициенты условий работы канатов
- •Приложение ф (обязательное) Коэффициенты для расчета по устойчивости стержней и балок
- •Коэффициенты влияния формы сечения η
- •Приложение X (обязательное) Расчет по устойчивости полок и стенок элементов, подкрепленных ребрами жесткости
- •Приложение ц (обязательное) Коэффициенты для расчета на выносливость
- •Приложение ш (обязательное) Расчет ортотропной плиты проезжей части по прочности и устойчивости
- •Усилия в ортотропной плите при работе на изгиб между главными балками
- •Расчет элементов ортотропной плиты по прочности
- •Расчет элементов ортотропной плиты по устойчивости
- •Приложение щ (обязательное) Учет ползучести, виброползучести бетона и обжатия поперечных швов в сталежелезобетонных конструкциях
- •Приложение э (обязательное) Определение напряжений в сталежелезобетонных балках от усадки бетона и температурных воздействий
- •Приложение ю (обязательное) Распределение сдвигающих усилий по шву объединения железобетонной плиты и стальной конструкций в сложных случаях воздействий
- •Приложение я (обязательное) Расчеты по прочности объединения железобетона и стали гибкими упорами и анкерами
- •Приложение 1 (обязательное) Расчеты по прочности объединения железобетона и стали высокопрочными болтами, обжимающими железобетон
- •Приложение 2 (обязательное) Расчетное сопротивление грунтов основания осевому сжатию
- •Приложение 3 (обязательное) Методика проверки несущей способности по грунту фундамента из свай или опускного колодца как условного фундамента мелкого заложения
- •Приложение 4 (обязательное) Методика проверки несущей способности подстилающего слоя грунта
- •Приложение 5 (обязательное) Методика определения дополнительных давлений на основание устоя от веса примыкающей части подходной насыпи
- •Библиография
Расчет по предельным состояниям первой группы Расчет по прочности и устойчивости
Общие указания
7.49 Расчет бетонных и железобетонных элементов мостов и труб следует производить, сопоставляя расчетные усилия от внешних нагрузок с предельными усилиями.
Применение изгибаемых, центрально- и внецентренно растянутых бетонных элементов в конструкциях не допускается.
7.50 Расчетные усилия в статически неопределимых конструкциях следует определять с учетом перераспределения усилий от усадки и ползучести бетона, саморазогрева бетона в процессе твердения, искусственного регулирования и предварительного напряжения. Суммарное расчетное усилие от этих факторов допускается определять умножением на коэффициент надежности по нагрузке 1,1 (или 0,9).
7.51 Предельные усилия в элементах конструкций следует определять в сечениях, нормальных и наклонных к продольной оси элемента.
7.52 При расчете бетонных и железобетонных элементов на воздействие сжимающей продольной силы N за предельное значение усилия необходимо принимать меньшее, полученное из расчетов по прочности и устойчивости. При расчете по прочности следует учитывать случайный эксцентриситет ес,cл = (1/400) l0 (l0 - геометрическая длина элемента или ее часть между точками закрепления элемента, принимаемая с учетом требований 7.16).
При расчете по трещиностойкости и деформациям случайный эксцентриситет учитывать не следует.
В элементах статически определимых конструкций эксцентриситет ес (относительно центра тяжести приведенного сечения) находится как сумма эксцентриситетов, определяемая из статического расчета конструкции и случайного еc,сл.
Для элементов статически неопределимых конструкций величина эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения ес принимается равной эксцентриситету, полученному из статического расчета, но не менее ес,сл.
7.53 Расчет по прочности и устойчивости сжатых, внецентренно сжатых бетонных и железобетонных элементов прямоугольного, таврового, двутаврового и коробчатого сечений в зависимости от величины эксцентриситета ес = M/N производится в соответствии с таблицей 7.20.
Таблица 7.20
Вид расчета |
Конструкции |
|||
бетонные |
железобетонные |
|||
Номера настоящих норм, в соответствии с которыми следует выполнять расчеты при эксцентриситетах |
||||
eс ≤ r |
ес > r |
ес ≤ r |
eс > r |
|
По прочности |
7,68 |
7,68 |
7,69, б |
7,70 |
7,54 |
7,54 |
- |
7,54 |
|
По устойчивости |
7,66 |
- |
7,69, а |
- |
7,55 |
- |
7,55 |
- |
|
Примечание - r - ядровое расстояние. |
Сжатые элементы с расчетным начальным эксцентриситетом ес > r следует рассчитывать на внецентренное сжатие.
Влияние прогиба на увеличение расчетного усилия внецентренно сжатого элемента при расчете по недеформируемой схеме следует учитывать путем умножения эксцентриситета ес на коэффициент η, определяемый по 7.54.
При расчете на устойчивость при ес ≤ r коэффициент продольного изгиба φ следует принимать в соответствии с 7.55.
7.54 Коэффициент η, учитывающий влияние прогиба по прочности, определяется по формуле
|
(7.8) |
где Ncr - условная критическая сила, определяемая по формулам:
для бетонных элементов
|
(7.9) |
для железобетонных элементов
|
(7.10) |
где Ib - момент инерции площади сечения бетона определяется без учета трещин в бетоне;
Is - момент инерции площади сечения ненапрягаемой и напрягаемой арматуры.
Моменты инерции определяются относительно осей, проходящих через центр тяжести приведенного сечения.
В формулах (7.9) и (7.10) коэффициентами φl и φp учитывается соответственно влияние на прогиб длительного действия нагрузки, предварительного напряжения арматуры и относительной величины эксцентриситета.
Значение коэффициента φl следует принимать равным
φl = 1 + Мl/М, |
(7.11) |
где М - момент относительно наиболее растянутой или наименее сжатой грани сечения от действия постоянных и временных нагрузок;
Мl - то же, от действия постоянных нагрузок.
Значение коэффициента δ следует принимать равным ес/h, но не менее определяемого по формуле
|
(7.12) |
где Rb - расчетное сопротивление бетона, МПа;
l0 - расчетная длина элемента.
Если моменты (или эксцентриситеты) от полной нагрузки и от постоянной имеют разные знаки, то при абсолютном значении эксцентриситета полной нагрузки ес ≥ 0,1h следует принимать φl = 1,0, а при ес < 0,1h φl = 1,05.
Значение коэффициента φр, учитывающего влияние предварительного натяжения арматуры на жесткость элемента, следует определять по формуле
|
(7.13) |
где σbр - предварительное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести продольной арматуры с учетом всех потерь согласно приложению Р;
для кольцевых и круглых сечений h = D.
В формуле (7.13) расчетные сопротивления Rb принимаются без учета коэффициентов условий работы бетона, а значения ec/h не должны превышать 1,5.
Сжатые железобетонные элементы должны иметь характеристики, при которых обеспечивается условие
N/Ncr ≤ 0,7 |
(7.14) |
При расчете элементов на внецентренное сжатие из плоскости изгиба, созданного внецентренным приложением нагрузки, необходимо учитывать значение случайного эксцентриситета (7.52).
Для железобетонных элементов, имеющих несмещаемые опоры или опоры, одинаково перемещающиеся при вынужденных деформациях (например, при температурных удлинениях), значения коэффициента η следует принимать:
для сечений в средней трети длины элемента - по формуле (7.8);
то же, в пределах крайних третей длины элемента - по интерполяции между значениями, вычисленными для средней трети, и единицей, принимаемой для опорных сечений.
7.55 Коэффициент продольного изгиба φ при расчетах сжатых (ес = 0) и внецентренно сжатых элементов, имеющих относительный эксцентриситет ес/r ≤ 1, следует определять по формуле
|
(7.15) |
где φm - коэффициент продольного изгиба, учитывающий воздействие временной нагрузки;
φl - то же, постоянных нагрузок;
Nl - расчетное продольное усилие от постоянной нагрузки с учетом усилия в напрягаемой арматуре, не имеющей сцепления с бетоном;
Nm - расчетное продольное усилие от временной нагрузки;
N = Nl + Nm - полное расчетное продольное усилие.
Значения коэффициентов φm и φl, при вычислении которых учтены также значения случайных эксцентриситетов по 7.52, следует принимать для железобетонных элементов по таблице 7.21, для бетонных элементов - по таблице 7.22.
Таблица 7.21
Характеристики гибкости элемента |
Коэффициенты продольного изгиба |
||||||
φm при относительных эксцентриситетах ес/r |
φl |
||||||
l0/b |
l0/d |
l0/i |
0 |
0,25 |
0,50 |
1,00 |
|
4 |
3,5 |
14 |
1 1 |
0,90 0,90 |
0,81 0,81 |
0,69 0,69 |
1 |
10 |
3,6 |
35 |
1 1 |
0,86 0,86 |
0,77 0,77 |
0,65 0,65 |
0,84 |
12 |
10,4 |
40 |
0,95 0,95 |
0,83 0,83 |
0,74 0,74 |
0,62 0,62 |
0,79 |
14 |
12,1 |
48,5 |
0,90 0,85 |
0,79 0,74 |
0,70 0,65 |
0,58 0,53 |
0,70 |
16 |
13,8 |
55 |
0,86 0,78 |
0,75 0,67 |
0,66 0,58 |
0,55 0,47 |
0,65 |
18 |
15,6 |
62,5 |
0,82 0,75 |
0,71 0,64 |
0,62 0,55 |
0,51 0,44 |
0,56 |
20 |
17,3 |
70 |
0,78 0,70 |
0,67 0,59 |
0,57 0,47 |
0,48 0,40 |
0,47 |
22 |
19,1 |
75 |
0,72 0,64 |
0,60 0,52 |
0,52 0,44 |
0,43 0,35 |
0,41 |
24 |
20,8 |
83 |
0,67 0,59 |
0,55 0,47 |
0,47 0,39 |
0,38 0,30 |
0,32 |
26 |
22,5 |
90 |
0,62 0,53 |
0,51 0,42 |
0,44 0,35 |
0,35 0,26 |
0,25 |
28 |
24,3 |
97 |
0,58 0,50 |
0,49 0,41 |
0,43 0,35 |
0,34 0,26 |
0,20 |
30 |
26 |
105 |
0,53 0,46 |
0,45 0,38 |
0,39 0,32 |
0,32 0,25 |
0,16 |
32 |
27,7 |
110 |
0,48 0,42 |
0,41 0,35 |
0,36 0,30 |
0,31 0,25 |
0,14 |
34 |
29 |
120 |
0,43 0,39 |
0,36 0,32 |
0,31 0,27 |
0,25 0,21 |
0,10 |
38 |
33 |
130 |
0,38 0,33 |
0,32 0,28 |
0,28 0,24 |
0,24 0,20 |
0,08 |
40 |
34,6 |
140 |
0,35 0,32 |
0,29 0,26 |
0,25 0,22 |
0,21 0,18 |
0,07 |
43 |
37,5 |
150 |
0,33 0,30 |
0,28 0,25 |
0,24 0,21 |
0,21 0,18 |
0,06 |
Примечание - Над чертой приведены значения для железобетонных элементов с ненапрягаемой арматурой и предварительно напряженных элементов при отсутствии на данной стадии их работы сцепления напрягаемой арматуры с бетоном, под чертой - для предварительно напряженных элементов при наличии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном. |
Таблица 7.22
Характеристики гибкости элемента |
Коэффициенты продольного изгиба |
φl |
||||
φm при относительных эксцентриситетах ес/r |
||||||
l0/b |
l0/i |
0 |
0,25 |
0,50 |
1,00 |
|
4 |
14 |
1 |
0,86 |
0,77 |
0,65 |
1 |
6 |
21 |
0,98 |
0,84 |
0,75 |
0,63 |
0,94 |
8 |
28 |
0,95 |
0,81 |
0,72 |
0,60 |
0,88 |
10 |
35 |
0,92 |
0,78 |
0,69 |
0,57 |
0,80 |
12 |
42 |
0,88 |
0,76 |
0,67 |
0,55 |
0,72 |
14 |
49 |
0,85 |
0,74 |
0,65 |
0,53 |
0,62 |
16 |
56 |
0,79 |
0,68 |
0,59 |
0,48 |
0,58 |
18 |
63 |
0,74 |
0,63 |
0,54 |
0,43 |
0,43 |
20 |
70 |
0,67 |
0,56 |
0,46 |
0,37 |
0,32 |
22 |
77 |
0,63 |
0,51 |
0,43 |
0,34 |
0,26 |
24 |
84 |
0,58 |
0,46 |
0,38 |
0,29 |
0,20 |
26 |
91 |
0,49 |
0,38 |
0,31 |
0,22 |
0,16 |
В таблицах 7.21 и 7.22 обозначены:
b - сторона прямоугольного сечения, нормальная к направлению перемещения элемента;
d - диаметр круглого сечения элемента;
l0/i - гибкость элемента (i - наименьший радиус инерции поперечного сечения);
ес/r - относительный эксцентриситет силы N;
ес - эксцентриситет силы N относительно центра тяжести приведенного сечения;
r = Wred/Ared - ядровое расстояние (Wred и Ared - момент сопротивления и площадь приведенного сечения).