Введение - arm-plast.ru · СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и...

СП 295.1325800.2017

СВОД ПРАВИЛ

КОНСТРУКЦИИ БЕТОННЫЕ, АРМИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРНОЙКОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРОЙ. ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Concrete structures reinforced with fibre-reinforced polymer bars. Design rules

ОКС 91.080.40

Дата введения 2018-01-12

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - АО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева,АНО "Стандарткомпозит", Объединение юридических лиц "Союзпроизводителей композитов"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465"Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительнойдеятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 11 июля 2017 г. N 988/пр ивведен в действие с 12 января 2018 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническомурегулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕВ случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил

соответствующее уведомление будет опубликовано в установленномпорядке. Соответствующая информация, уведомление и текстыразмещаются также в информационной системе общего пользования - наофициальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Введение

http://docs.cntd.ru/document/456096536

Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований,установленных в Федеральных законах от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "Отехническом регулировании", от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Техническийрегламент о безопасности зданий и сооружений", и содержит требования кпроектированию конструкций из бетона, армированных композитнойполимерной арматурой.

Свод правил разработан авторским коллективом АО "НИЦ"Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева (д-р техн. наук Т.А.Мухамедиев(руководитель работы) - разделы 1-8, канд. техн. наук Д.В.Кузеванов -разделы 6-8; д-р техн. наук В.Ф.Степанова, канд. хим. наук В.Р.Фаликман,канд. техн. наук А.В.Бучкин - разделы 1-3, 5) при участии АНО"Стандарткомпозит" (инж. А.В.Гералтовский), Объединения юридических лиц"Союз производителей композитов" (инж. С.Ю.Ветохин) и ОАО "Роснано" (инж.Ю.Г.Ткачук).

1 Область примененияНастоящий свод правил распространяется на проектирование конструкций

из бетона, армированных композитной полимерной арматурой на основеуглеродных, арамидных, базальтовых или стеклянных волокон.

Свод правил устанавливает требования к проектированию конструкций,изготовляемых из тяжелого и мелкозернистого бетонов, эксплуатируемых пристатическом действии нагрузки в климатических условиях РоссийскойФедерации.

2 Нормативные ссылки

http://docs.cntd.ru/document/901836556http://docs.cntd.ru/document/902192610

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки наследующие документы:

СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные

конструкции. Основные положения" (с изменениями N 1, N 2)СП 70.1330.2012* "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции"

(с изменением N 1)________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СП 70.13330.2012. -Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 13015-2003 Изделия железобетонные и бетонные длястроительства. Общие технические требования. Правила приемки,маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 31938-2012 Арматура композитная полимерная для армированиябетонных конструкций. Общие технические условия

ГОСТ 32492-2015 Арматура композитная полимерная для армированиябетонных конструкций. Методы определения физико-механическиххарактеристик

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований.Основные положения

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразнопроверить действие ссылочных документов в информационной системеобщего пользования - на официальном сайте федерального органаисполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или поежегодному информационному указателю "Национальные стандарты",который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускамежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" затекущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дананедатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующуюверсию этого документа с учетом всех внесенных в данную версиюизменений. Если заменен ссылочный документ, на который данадатированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этогодокумента с указанным выше годом утверждения (принятия). Если послеутверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на которыйдана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, накоторое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учетаданного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, тоположение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части,не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правилцелесообразно проверить в Федеральном информационном фондестандартов.

3 Термины и определенияВ настоящем своде правил применяются термины, установленные в СП

63.13330 и ГОСТ 31938.

4 Общие положения

http://docs.cntd.ru/document/456044318http://docs.cntd.ru/document/1200095246http://docs.cntd.ru/document/1200122784http://docs.cntd.ru/document/1200134703http://docs.cntd.ru/document/456055939http://docs.cntd.ru/document/1200097510http://docs.cntd.ru/document/1200036309http://docs.cntd.ru/document/1200101115http://docs.cntd.ru/document/1200129491http://docs.cntd.ru/document/1200115736http://docs.cntd.ru/document/1200095246http://docs.cntd.ru/document/1200101115

Композитную полимерную арматуру рекомендуется применять дляармирования конструкций из бетона:

- при строительстве объектов дорожно-транспортной и городскойинженерной инфраструктуры, сельскохозяйственного назначения, химическихпроизводств, токсичных захоронений, водоподготовки и водоочистки,мелиорации;

- при строительстве шахт, тоннелей, сооружений, эксплуатируемых вусловиях высоких электромагнитных полей и разности потенциалов, морских иприпортовых сооружений;

- при реконструкции, ремонте и усилении конструкций зданий исооружений,

а также для армирования фундаментов, многослойных теплосберегающихограждающих конструкций, трубопроводов, опор линий электропередач,емкостных сооружений и других конструкций, эксплуатируемых в условияхвоздействия агрессивных сред.

4.1 Расчеты конструкций с композитной полимерной арматурой следуетпроизводить по предельным состояниям первой и второй групп.

4.2 Расчеты по предельным состояниям первой группы включают в себя:- расчет по прочности;- расчет по устойчивости формы (для тонкостенных конструкций);- расчет по устойчивости положения (опрокидывание, скольжение,

всплывание).

4.3 Расчеты по предельным состояниям второй группы включают в себя:- расчет по образованию трещин;- расчет по раскрытию трещин;- расчет по деформациям.

4.4 При расчетах конструкций с композитной полимерной арматурой попредельным состояниям следует рассматривать различные расчетныеситуации в соответствии с ГОСТ 27751, в том числе стадии изготовления,транспортирования, возведения, эксплуатации, аварийные ситуации, а внеобходимых случаях - пожар.

4.5 Расчеты конструкций с композитной полимерной арматурой следуетпроизводить на все виды нагрузок, отвечающих функциональному назначениюконструкций, с учетом влияния окружающей среды, а в необходимых случаях -с учетом воздействия пожара, технологических температурных и влажностныхвоздействий и воздействий агрессивных химических сред.

4.6 Конструкции с композитной полимерной арматурой следуетрассчитывать на действие изгибающих моментов, продольных сил,поперечных сил и крутящих моментов, а также на местное действие нагрузки.

4.7 При расчете сборных конструкций с композитной полимернойарматурой на воздействие усилий, возникающих при их подъеме,транспортировании и монтаже, нагрузку от их массы следует принимать скоэффициентом динамичности, равным:

1,60 - при транспортировании,1,40 - при подъеме и монтаже.Допускается принимать более низкие, обоснованные в установленном

порядке, значения коэффициентов динамичности, но не ниже 1,25.


4.8 При расчетах конструкций следует учитывать особенности свойствбетона и композитной полимерной арматуры, влияния на них характеранагрузки и окружающей среды, способов армирования, совместность работыарматуры и бетона.

4.9 Расчеты по устойчивости формы конструкции, а также по устойчивостиположения следует производить согласно указаниям нормативных документовна отдельные виды конструкций.

4.10 Расчет по прочности конструкций с композитной полимернойарматурой следует производить:

- по нормальным сечениям (при действии изгибающих моментов ипродольных сил);

- по наклонным сечениям (при действии поперечных сил);- на местное действие нагрузки (местное сжатие, продавливание).

5 Материалы5.1 Нормативные и расчетные характеристики бетона истальной арматуры

5.1.1 Нормативные и расчетные значения характеристик бетона и стальнойарматуры, а при расчете конструкций по нелинейной деформационной модели- диаграммы их деформирования, следует принимать по СП 63.13330.

5.2 Нормативные и расчетные характеристикикомпозитной полимерной арматуры

5.2.1 Для армирования конструкций следует применять отвечающуютребованиям ГОСТ 31938 композитную полимерную арматуру следующихвидов:

- стеклокомпозитную (АСК);- базальтокомпозитную (АБК);- углекомпозитную (АУК);- арамидокомпозитную (ААК);- комбинированную (АКК).

5.2.2 Вид композитной полимерной арматуры следует выбирать взависимости от условий эксплуатации конструкций и характера их нагружения.

5.2.3 Основными прочностными и деформационными характеристикамикомпозитной полимерной арматуры являются нормативные значения:

- сопротивления растяжению ;

- модуля упругости ;

- предельных относительных деформаций ;

- коэффициента линейной температурной деформации .


5.2.4 Нормативные значения: сопротивления растяжению , модуля

упругости и предельных относительных деформаций следуетопределять с обеспеченностью не менее 0,95 по результатам испытанийобразцов композитной полимерной арматуры в соответствии с ГОСТ 32492.

Нормативные значения прочностных и деформационных характеристиккомпозитной полимерной арматуры различных видов должны быть не нижезначений, указанных в таблице 1.

Таблица 1

Наименованиепоказателя

Значение показателя композитной полимернойарматуры вида

АСК АБК АУК ААК АКК

Предел прочностипри растяжении,

, МПа

800 800 1400 1400 1000

Модуль упругостипри растяжении,

, ГПа

50 50 130 70 100

5.2.5 Расчетное значение модуля упругости композитной полимернойарматуры следует принимать равным его нормативному значению.

5.2.6 Расчетное значение сопротивления растяжению композитнойполимерной арматуры следует принимать равным

, (5.1)*


________________* Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базв

данных.

где - коэффициент надежности по материалу, принимаемый при расчете попредельным состояниям второй группы равным 1,0, а при расчете попредельным состояниям первой группы - из условия обеспечениядоверительной вероятности не менее 0,997, в зависимости от значениякоэффициента вариации , равным:

1,2 - при 0,1;1,5 - при 0,1 0,15;

- коэффициент, учитывающий условия эксплуатации конструкции скомпозитной полимерной арматурой, принимаемый по таблице 2;

Таблица 2

Условиеэксплуатацииконструкции

Значение для композитной полимернойарматуры вида


Во внутреннихпомещениях

0,8 0,9 1,0 0,9 0,9

На открытом воздухеи в грунте

0,7 0,8 1,0 0,8 0,8

5.2.7 При расчете конструкции по предельным состояниям первой группына действие только постоянных и длительных нагрузок расчетное значениесопротивления растяжению композитной полимерной арматуры следуетопределять по формуле:

, (5.2)

гд е - коэффициент снижения сопротивления растяжению композитнойполимерной арматуры при длительном действии нагрузки, принимаемый потаблице 3.Таблица 3

Значение для композитной полимерной арматуры вида


0,3 0,4 0,6 0,4 0,4

5.2.8 Расчетное значение предельных относительных деформацийкомпозитной полимерной арматуры следует принимать равным:

. (5.3)

5.2.9 Расчетное значение сопротивления композитной полимернойарматуры сжатию следует принимать равным нулю.

5.2.10 Расчетное значение сопротивления композитной полимернойарматуры растяжению при расчете прочности сечений, наклонных кпродольной оси элемента, следует принимать равным

- при радиусе загиба хомутов из стержней диаметром , равном не

менее 6 :

, (5.4)

- при радиусе загиба хомутов менее 6 - по данным производителякомпозитной полимерной арматуры, но не более значения, вычисленного поформуле (5.4).

Во всех случаях расчетное значение сопротивления композитнойполимерной арматуры растяжению при расчете прочности сечений, наклонныхк продольной оси элемента, следует принимать не более 300 МПа.

5.2.11 Расчетные диаграммы деформирования (состояния) композитнойполимерной арматуры, устанавливающие связь между напряжениями иотносительными деформациями при растяжении, следует приниматьлинейными.

6 Конструкции без предварительногонапряжения композитной полимернойарматуры6.1 Расчет конструкций по предельным состояниямпервой группы

Расчет по прочности конструкций на действие изгибающих моментови продольных сил

Общие положения

6.1.1 Расчет по прочности конструкции при действии изгибающих моментови продольных сил (внецентренное сжатие или растяжение) следуетпроизводить для сечений, нормальных к их продольной оси.

Расчет по прочности нормальных сечений конструкций следуетпроизводить на основе нелинейной деформационной модели согласно 6.1.15-6.1.20.

Расчет по прочности нормальных сечений конструкций прямоугольного,таврового и двутаврового сечений с композитной полимерной арматурой,расположенной у верхней и нижней граней сечения, а также сжатыхконструкций прямоугольного, круглого и кольцевого поперечных сеченийдопускается производить по предельным усилиям.

6.1.2 При расчете по прочности нормальных сечений внецентренно сжатыхконструкций следует учитывать случайный эксцентриситет приложенияпродольной силы и влияние продольного изгиба.

6.1.3 Для конструкций, в сечениях которых при эксплуатации допускаетсяобразование трещин, предельное усилие по прочности нормальных сеченийконструкции должно превышать предельное усилие по образованию трещинне менее чем на 50%.

Расчет по прочности нормальных сечений по предельным усилиям

6.1.4 Расчет по прочности нормальных сечений конструкций попредельным усилиям следует производить, определяя предельные усилия,которые могут быть восприняты бетоном и композитной полимернойарматурой в нормальном сечении, исходя из следующих положений:

- сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;- сопротивление бетона сжатию представляется напряжениями, равными

расчетному сопротивлению бетона сжатию и равномерно распределеннымипо условной сжатой зоне бетона;

- сопротивление композитной полимерной арматуры сжатию принимаетсяравным нулю;

- растягивающие напряжения в композитной полимерной арматурепринимаются не более ее расчетного сопротивления растяжению.

6.1.5 Расчет по прочности нормальных сечений следует производить взависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой

зоны бетона , определяемым из соответствующих условий равновесия,

и значением граничной относительной высоты сжатой зоны , при которомпредельное состояние конструкции наступает одновременно с достижением врастянутой композитной полимерной арматуре напряжения, равного

расчетному сопротивлению .

6.1.6 Значение следует определять по формуле

, (6.1)

гд е - характеристика сжатой зоны бетона, принимаемая для тяжелогобетона классов до В60 включительно равной 0,8, а для тяжелого бетонаклассов В70-В100 и для мелкозернистого бетона - равной 0,7;

- расчетное значение предельных относительных деформацийкомпозитной полимерной арматуры, вычисляемое по формуле (5.3);

- относительные деформации сжатого бетона при напряжениях ,принимаемые по СП 63.13330.

Расчет изгибаемых конструкций

6.1.7 Расчет по прочности сечений изгибаемых конструкций следуетпроизводить из условия

, (6.2)

где М - изгибающий момент от внешней нагрузки;

- предельный изгибающий момент, который может быть воспринятсечением элемента.

6.1.8 Значение для изгибаемых конструкций прямоугольного сечения

(рисунок 1) при определяют по формуле

(6.3)

где х - высота сжатой зоны бетона

. (6.4)

6.1.9 Значение для изгибаемых конструкций с полкой в сжатой зоне

(тавровые и двутавровые сечения), при , определяют в

зависимости от положения границы сжатой зоны:

а) если граница проходит в полке (рисунок 2, а), т.е. соблюдается условие

, (6.5)

значение определяют по 6.1.8 как для прямоугольного сечения шириной

;

б) если граница проходит в ребре (рисунок 2,б), т.е. условие (6.5) не

соблюдается, значение определяют по формуле

, (6.6)

при этом высоту сжатой зоны бетона определяют по формуле


. (6.7)

Рисунок 1 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении,нормальном к продольной оси изгибаемой конструкции, при еерасчете по прочности

Рисунок 1 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном кпродольной оси изгибаемой конструкции, при ее расчете по прочности

Рисунок 2 - Положение границы сжатой зоны в сеченииизгибаемой конструкции

/picture/get?id=P009F0000&doc_id=456096924

Рисунок 2 - Положение границы сжатой зоны в сечении изгибаемойконструкции

Значение , вводимое в расчет, принимают по СП 63.13330.

6.1.10 При расчете по прочности изгибаемых конструкций рекомендуется

соблюдать условие .В случае, когда площадь растянутой арматуры принята большей, чем это

требуется для соблюдения условия , предельный изгибающий

момент для изгибаемых конструкций прямоугольного сечения следуетопределять по формуле (6.3), подставляя в нее значение высоты сжатой зоны,вычисленное по формуле

, (6.7а)

где ; ; ;

- предельное значение относительной деформации бетона при сжатии,принимаемое согласно 6.1.20 СП 63.13330;

- см. формулу (6.1).Расчет по прочности изгибаемых конструкций таврового или двутаврого

сечений с полкой в сжатой зоне и высотой сжатой зоны следуетпроизводить по деформационной модели согласно указаниям 6.1.15-6.1.20.

Расчет внецентренно сжатых конструкций

6.1.11 Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно сжатыхконструкций производят из условия


, (6.8)

где N - продольная сила от внешней нагрузки; - расстояние от точки приложения продольной силы N до центра

тяжести сечения растянутой арматуры

, (6.9)

здесь - случайный эксцентриситет, принимаемый по СП 63.13330; - коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба (прогиба)

элемента на его несущую способность и определяемый согласно 6.1.12.Высоту сжатой зоны определяют:

а) при (рисунок 3) по формуле

; (6.10)

б) при по формуле

. (6.11)

Рисунок 3 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении,нормальном к продольной оси внецентренно сжатой конструкции,при расчете ее по прочности


Рисунок 3 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном кпродольной оси внецентренно сжатой конструкции, при расчете ее попрочности

6.1.12 Значение коэффициента при расчете конструкций понедеформированной схеме определяют по формуле

, (6.12)

где N - продольная сила от внешней нагрузки;

- условная критическая сила, определяемая по формуле

, (6.13)

здес ь D - жесткость конструкции в предельной по прочности стадии,определяемая согласно указаниям расчета по деформациям;

- расчетная длина конструкции, определяемая по СП 63.13330.Значение D допускается определять по формуле

, (6.14)

где ;

/picture/get?id=P00BA0000&doc_id=456096924http://docs.cntd.ru/document/1200095246

- модуль упругости бетона; - момент инерции площади поперечного сечения конструкции

относительно оси, проходящей через его центр тяжести;

- коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки

,

здесь , - моменты относительно центра наиболее растянутого илинаименее сжатого (при целиком сжатом сечении) стержня соответственно отдействия полной нагрузки и от действия постоянных и длительных нагрузок;

- относительное значение эксцентриситета продольной силы ,принимаемое не менее 0,15 и не более 1,5.

Расчет центрально растянутых конструкций

6.1.13 Расчет по прочности сечений центрально растянутых конструкцийследует производить из условия

, (6.15)

где N - продольная растягивающая сила от внешних нагрузок;

- предельное значение продольной силы, которое может бытьвоспринято конструкцией.

Значение силы определяют по формуле

, (6.16)

гд е - площадь сечения всей продольной композитной полимернойарматуры.

Расчет внецентренно растянутых конструкций

6.1.14 Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентреннорастянутых конструкций следует производить в зависимости от положенияпродольной силы N:

а) если продольная сила N приложена между равнодействующими усилий варматуре S и (рисунок 4, а) - из условий

; (6.17)

, (6.18)

где и - усилия от внешних нагрузок;

и - предельные усилия, которые может воспринять сечение.

Усилия и определяют по формулам

; (6.19)

; (6.20)

б) если продольная сила N приложена за пределами расстояния междуравнодействующими усилий в арматуре S и (рисунок 4, б) - из условия

(6.17), определяя предельный момент по формуле

, (6.21)

при этом высоту сжатой зоны определяют по формуле

. (6.22)

Если значение , полученное из расчета по формуле (6.22), больше

значения , то в формулу (6.21) подставляют , где определяют согласно 6.1.6.

Рисунок 4 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении,нормальном к продольной оси внецентренно растянутойконструкции...

а)

б)

Рисунок 4 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном кпродольной оси внецентренно растянутой конструкции, при расчете ее попрочности при приложении продольной силы N между равнодействующимиусилий в арматуре (а) и за пределами расстояния между равнодействующимиусилий в арматуре (б)

/picture/get?id=P00E100010000&doc_id=456096924/picture/get?id=P00E100030000&doc_id=456096924

Расчет по прочности нормальных сечений на основе нелинейнойдеформационной модели

6.1.15 При расчете по прочности усилия и деформации в сечении,нормальном к продольной оси конструкции, определяют на основе нелинейнойдеформационной модели в СП 63.13330, а также следующих положений:

- связь между осевыми напряжениями и относительными деформациямирастянутой композитной полимерной арматуры принимают линейной;

- сопротивление композитной полимерной арматуры сжатию неучитывается.

6.1.16 Расчет нормальных сечений по прочности в общем случае (см.рисунок 5) производят с использованием:

- уравнений равновесия внешних сил и внутренних усилий в нормальномсечении конструкции:

; (6.23)

; (6.24)

; (6.25)

уравнений, определяющие распределение деформаций по сечениюконструкции

; (6.26)

; (6.27)

зависимостей, связывающих напряжения и относительные деформациибетона и композитной полимерной арматуры

; (6.28)

, (6.29)


где , , , - площадь, координаты центра тяжести i-го участкабетона и напряжение на уровне его центра тяжести;

, , , - площадь, координаты центра тяжести j-го растянутогостержня композитной полимерной арматуры и напряжение в нем;

- относительная деформация волокна, расположенного на пересечениивыбранных осей (в точке 0);

, - кривизна продольной оси в рассматриваемом поперечном

сечении элемента в плоскостях действия изгибающих моментов и ;

- начальный модуль упругости бетона;

- модуль упругости j-го растянутого стержня композитной полимернойарматуры;

- коэффициент упругости бетона i-го участка.

Значения коэффициентов определяют по СП 63.13330.

Рисунок 5 - Расчетная схема нормального сечения конструкции


Рисунок 5 - Расчетная схема нормального сечения конструкции

Расчет нормальных сечений конструкций по прочности производят изусловий:

; (6.30)

, (6.31)

где - относительная деформация наиболее сжатого волокна бетона внормальном сечении конструкции от действия внешней нагрузки;

- относительная деформация наиболее растянутого стержнякомпозитной полимерной арматуры в нормальном сечении конструкции отдействия внешней нагрузки;

- предельное значение относительной деформации бетона присжатии, принимаемое согласно СП 63.13330;

- предельное значение относительной деформации удлинениякомпозитной полимерной арматуры, принимаемое согласно 5.2.7.

6.1.17 Для конструкций, на которые действуют изгибающие моменты двух

направлений и продольная сила (рисунок 5), деформации бетона и

арматуры в нормальном сечении произвольной формы определяют изрешения системы уравнений (6.32)-(6.34) с использованием уравнений (6.26) и(6.27)

; (6.32)

; (6.33)

, (6.34)

в которых жесткостные характеристики (i, j=1,2,3) определяют поформулам

; (6.35)

; (6.36)

; (6.37)

; (6.38)


; (6.39)

. (6.40)

Обозначения в формулах - см. 6.1.16.

6.1.18 Для конструкций, на которые действуют только изгибающие моменты

двух направлений и (косой изгиб), в уравнении (6.34) принимают N=0.

6.1.19 Для внецентренно сжатых в плоскости симметрии поперечногосечения конструкций и при расположении оси в этой плоскости в

уравнениях (6.32)-(6.34) принимают =0 и .

6.1.20 Для изгибаемых в плоскости симметрии поперечного сеченияконструкций и расположения оси в этой плоскости в уравнениях (6.32)-

(6.34) принимают N=0, =0, .Расчет по прочности конструкций при действии поперечных силОбщие положения

6.1.21 Расчет по прочности конструкций при действии поперечных силследует производить по наклонному сечению на действие поперечной силы,по наклонному сечению на действие изгибающего момента и по полосе междунаклонными сечениями на действие поперечной силы.

Расчет конструкций по полосе между наклонными сечениями

6.1.22 Расчет изгибаемых конструкций по бетонной полосе междунаклонными сечениями производят по 8.1.32 СП 63.13330.2012.

Расчет конструкций по наклонным сечениям на действие поперечныхсил

6.1.23 Расчет изгибаемых конструкций по наклонному сечению на действиепоперечных сил следует производить по 8.1.33, 8.1.34 СП 63.13330.2012, приэтом в расчетные зависимости вместо характеристик стальной арматурыследует подставлять характеристики композитной полимерной арматуры.

Расчет конструкций по наклонным сечениям на действие моментов

6.1.24 Расчет изгибаемых конструкций по наклонным сечениям надействие моментов следует производить по 8.1.36 СП 63.13330.2012, при этомв расчетные зависимости вместо характеристик стальной арматуры следуетподставлять характеристики композитной полимерной арматуры.

Расчет конструкций на местное сжатие

6.1.25 Расчет конструкций с композитной полимерной арматурой наместное сжатие (смятие) при действии сжимающей силы, приложенной наограниченной площади нормально к поверхности конструкции, следуетпроизводить по СП 63.13330.

Расчет конструкций на продавливание

http://docs.cntd.ru/document/1200095246http://docs.cntd.ru/document/1200095246http://docs.cntd.ru/document/1200095246http://docs.cntd.ru/document/1200095246

6.1.26 Расчет на продавливание следует производить для плоскихконструкций (плит) при действии на них концентрированно приложенныхсосредоточенных силы и момента в зоне продавливания.

Расчет на продавливание следует производить по СП 63.13330, при этом врасчетные зависимости вместо характеристик стальной арматуры следуетподставлять характеристики композитной полимерной арматуры.

6.2 Расчет конструкций по предельным состояниямвторой группы

Общие положения

6.2.1 Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:- расчет по образованию трещин;- расчет по раскрытию трещин;- расчет по деформациям.

6.2.2. Расчет по образованию трещин производят, когда необходимообеспечить отсутствие трещин, а также как вспомогательный при расчете пораскрытию трещин и по деформациям.

6.2.3 При расчете по образованию трещин для их недопущения

коэффициент надежности по нагрузке принимают >1,0 (как при расчете попрочности). При расчете по раскрытию трещин и по деформациям (включаявспомогательный расчет по образованию трещин) принимают коэффициент

надежности по нагрузке =1,0.Расчет конструкций по образованию и раскрытию трещин

6.2.4 Расчет элементов по образованию трещин производят из условия

, (6.41)

г д е М - изгибающий момент от внешней нагрузки относительно оси,нормальной к плоскости действия момента и проходящей через центр тяжестиприведенного поперечного сечения элемента;

- изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечениемэлемента при образовании трещин, определяемый по 6.2.8-6.2.11.

Для центрально растянутых элементов образование трещин определяютиз условия

, (6.42)

где N - продольное растягивающее усилие от внешней нагрузки;

- продольное растягивающее усилие, воспринимаемое элементом приобразовании трещин, определяемое согласно 6.2.12.

6.2.5 В тех случаях, когда выполняются условия (6.41) или (6.42),выполняют расчет по раскрытию трещин. Расчет элементов производят понепродолжительному и продолжительному раскрытию трещин.

Непродолжительное раскрытие трещин определяют от совместногодействия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок,продолжительное - только от постоянных и временных длительных нагрузок.


6.2.6 Расчет по раскрытию трещин производят из условия

, (6.43)

г д е - ширина раскрытия трещин от действия внешней нагрузки,определяемая согласно 6.2.7, 6.2.14-6.2.17.

- предельно допустимая ширина раскрытия трещин.

Значения принимают равными не более:0,7 мм - при непродолжительном раскрытии трещин;0,5 мм - при продолжительном раскрытии трещин.

6.2.7 Расчет конструкций следует производить по продолжительному и понепродолжительному раскрытию нормальных и наклонных трещин.

Ширину продолжительного раскрытия трещин определяют по формуле

, (6.44)

а ширину непродолжительного раскрытия трещин - по формуле

, (6.45)

г д е - ширина раскрытия трещин от продолжительного действияпостоянных и временных длительных нагрузок;

- ширина раскрытия трещин от непродолжительного действияпостоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок;

- ширина раскрытия трещин от непродолжительного действияпостоянных и временных длительных нагрузок.

Значения , и следует определять по 6.2.14-6.2.17 .Определение момента образования трещин, нормальных к

продольной оси элемента

6.2.8 Изгибающий момент при образовании трещин следуетопределять с учетом неупругих деформаций растянутого бетона согласно6.2.9-6.2.12 или по деформационной модели согласно 6.2.13.

6.2.9 Момент образования трещин с учетом неупругих деформацийрастянутого бетона определяют в соответствии со следующими положениями:

- сечения после деформирования остаются плоскими;- эпюру напряжений в сжатой зоне бетона принимают треугольной формы,

как для упругого тела (рисунок 6);- эпюру напряжений в растянутой зоне бетона принимают трапециевидной

формы с напряжениями, не превышающими расчетных значений

сопротивления бетона растяжению ;- относительную деформацию крайнего растянутого волокна бетона

принимают равной ее предельному значению при кратковременномдействии нагрузки (см. 8.1.30 СП 63.13330.2012); при двухзначной эпюре

деформаций в сечении элемента =0,00015;- напряжения в растянутой композитной полимерной арматуре принимают

в зависимости от относительных деформаций как для упругого тела;- сопротивление композитной полимерной арматуры сжатию принимают

равным нулю.

6.2.10 Момент образования трещин с учетом неупругих деформацийрастянутого бетона определяют по формуле

(6.46)

где - упругопластический момент сопротивления сечения для крайнегорастянутого волокна бетона, определяемый с учетом положений 6.2.9;

- расстояние от точки приложения продольной силы N (расположеннойв центре тяжести приведенного сечения элемента) до ядровой точки,наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которойпроверяется.

В формуле (6.46) знак "плюс" принимают при сжимающей продольной силеN, "минус" - при растягивающей силе.

Рисунок 6 - Схема напряженно-деформированного состояниясечения элемента при проверке образования трещин придействии изгибающего момента (а), изгибающего момента ипродольной силы (б)


а) б)

1 - Уровень центра тяжести приведенного поперечного сечения

Рисунок 6 - Схема напряженно-деформированного состояния сеченияэлемента при проверке образования трещин при действии изгибающегомомента (а), изгибающего момента и продольной силы (б)

Для прямоугольных сечений и тавровых сечений с полкой, расположенной

в сжатой зоне, значение при действии момента в плоскости осисимметрии допускается принимать равным

, (6.47)

г д е - упругий момент сопротивления приведенного сечения порастянутой зоне сечения, определяемый в соответствии с 6.2.11.

6.2.11 Момент сопротивления и расстояние определяют поформулам

, (6.48)

, (6.49)

где - момент инерции приведенного сечения элемента относительно егоцентра тяжести

/picture/get?id=P014100020000&doc_id=456096924

, - моменты инерции сечений бетона и растянутой композитнойполимерной арматуры соответственно.

- площадь приведенного поперечного сечения элемента,определяемая формуле

; (6.51)

- коэффициент приведения арматуры к бетону

; (6.52)

, - площади поперечного сечения бетона и растянутой композитнойполимерной арматуры соответственно;

- расстояние от наиболее растянутого волокна бетона до центратяжести приведенного поперечного сечения элемента

, (6.53)

з д ес ь - статический момент площади приведенного поперечногосечения элемента относительно наиболее растянутого волокна бетона.

Момент сопротивления допускается определять без учетакомпозитной полимерной арматуры.

6.2.12 Усилие при образовании трещин в центрально растянутыхэлементах определяют по формуле

. (6.54)

6.2.13 Определение момента образования трещин на основе нелинейнойдеформационной модели производят по 6.1.15-6.1.20 , но с учетом работыбетона в растянутой зоне нормального сечения, определяемой диаграммойсостояния растянутого бетона. Расчетные характеристики материаловпринимают для предельных состояний второй группы.

З н а ч е н и е определяют из решения системы уравнений,представленных в 6.1.17 и с учетом 6.1.18-6.1.20, принимая относительную

деформацию бетона у растянутой грани элемента от действиявнешней нагрузки, равной предельному значению относительной деформации

бетона при растяжении , определяемому согласно СП 63.13330.Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси

элемента

6.2.14 Ширину раскрытия нормальных трещин (i=1, 2, 3 - см. 6.2.7)определяют по формуле

, (6.55)


, (6.55)

гд е - напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальномсечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки, определяемоесогласно 6.2.15;

- базовое расстояние между смежными нормальными трещинами,определяемое согласно 6.2.16;

- коэффициент, учитывающий неравномерное распределениеотносительных деформаций растянутой арматуры между трещинами;

допускается принимать коэффициент =1; если при этом условие (6.43) не

удовлетворяется, то значение следует определять по 6.2.17;

- коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки,принимаемый равным:

1,0 - при непродолжительном действии нагрузки;1,4 - при продолжительном действии нагрузки;

- коэффициент, учитывающий профиль продольной композитнойполимерной арматуры, принимаемый для арматуры периодического профиляравным 0,7;

- коэффициент, учитывающий характер нагружения, принимаемыйравным:

1,0 - для элементов изгибаемых и внецентренно сжатых;1,2 - для растянутых элементов.Для композитной полимерной арматуры с показателями сцепления с

бетоном не ниже, чем у стальной арматуры, значение коэффициента допускается принимать в соответствии с СП 63.13330.

6.2.15 Значения напряжения в растянутой арматуре изгибаемыхэлементов определяют по формуле

, (6.56)

г д е , - момент инерции и высота сжатой зоны приведенногопоперечного сечения элемента, определяемые с учетом площади сечениятолько сжатой зоны бетона и площади сечения растянутой арматуры согласно6.2.26 .

Для изгибаемых элементов (рисунок 7), где - высота сжатой зоныбетона, определяемая согласно 6.2.27.

Значение коэффициента приведения арматуры к бетону определяютпо формуле

,

где - приведенный модуль деформации сжатого бетона, учитывающийнеупругие деформации сжатого бетона и определяемый по формуле


. (6.57)

Относительную деформацию бетона принимают равной 0,0015.

Допускается напряжение определять по формуле

, (6.58)

гд е - расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точкиприложения равнодействующей усилий в сжатой зоне элемента.

Рисунок 7 - Схема напряженно-деформированного состоянияэлемента с трещинами при действии изгибающего момента (а),изгибающего момента и продольной силы (б)

1 - уровень центра тяжести приведенного поперечного сечения

Рисунок 7 - Схема напряженно-деформированного состояния элемента стрещинами при действии изгибающего момента (а), изгибающего момента ипродольной силы (б)

Для элементов прямоугольного поперечного сечения значение определяют по формуле

. (6.59)

/picture/get?id=P016A0000&doc_id=456096924

Для элементов прямоугольного, таврового (с полкой в сжатой зоне) и

двутаврового поперечного сечения допускается значение принимать

равным 0,8 .При действии изгибающего момента М и продольной силы N напряжение

в растянутой арматуре определяют по формуле

, (6.60)

гд е , - площадь приведенного поперечного сечения элемента ирасстояние от наиболее сжатого волокна бетона до центра тяжестиприведенного сечения, определяемые по общим правилам расчетагеометрических характеристик сечений упругих элементов с учетом площадисечения только сжатой зоны бетона и площади сечения растянутой арматуры

согласно 6.2.27, принимая коэффициент приведения арматуры к бетону .

Допускается напряжение определять по формуле

, (6.61)

гд е - расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точки

приложения продольной силы N с учетом эксцентриситета, равного .

Для элементов прямоугольного сечения значение допускаетсяопределять по формуле (6.59), в которой - высота сжатой зоны бетона сучетом влияния продольной силы, определяемая согласно 6.2.27.

Для элементов прямоугольного, таврового (с полкой в сжатой зоне) и

двутаврового поперечных сечений допускается значение принимать

равным 0,7 .В формулах (6.60) и (6.61) знак "плюс" принимают при растягивающей, а

знак "минус" - при сжимающей продольной силе.

Напряжения не должны превышать .

6.2.16 Значения базового расстояния между трещинами определяют поформуле

(6.62)

и принимают не менее 10 и 10 см и не более 20 и 20 см.

Здесь - площадь сечения растянутого бетона;

- площадь сечения растянутой арматуры;

- номинальный диаметр арматуры.

Значения определяют по высоте растянутой зоны бетона ,используя правила расчета момента образования трещин согласно 6.2.8-6.2.13.

В любом случае значение принимают равным площади сечения при еевысоте в пределах не менее 2 и не более 0,5 .

6.2.17 Значения коэффициента определяют по формуле

, (6.63)

гд е - напряжение в продольной растянутой арматуре в сечении стрещиной сразу после образования нормальных трещин, определяемое по

6.2.15, принимая в соответствующих формулах значения ;

- то же при действии рассматриваемой нагрузки.

Для изгибаемых элементов значение коэффициента допускаетсяопределять по формуле

, (6.64)

где определяют по 6.2.10.Расчет конструкций по деформациям

6.2.18 Расчет элементов конструкций по деформациям производят сучетом эксплуатационных требований, предъявляемых к конструкциям.

Расчет по деформациям следует производить на действие:- постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок - при

ограничении деформаций технологическими или конструктивнымитребованиями;

- постоянных и временных длительных нагрузок - при ограничениидеформаций эстетическими требованиями.

6.2.19 Значения предельно допустимых деформаций элементов принимаютсогласно СП 20.13330 и нормативным документам на конкретные видыконструкций.

Расчет элементов конструкций по прогибам

6.2.20 Расчет элементов по прогибам производят из условия

, (6.65)


где - прогиб элемента от действия внешней нагрузки;

- значение предельно допустимого прогиба элемента.Прогибы конструкций определяют по общим правилам строительной

механики в зависимости от изгибных, сдвиговых и осевых деформационныххарактеристик элемента в сечениях по его длине (кривизн, углов сдвига и т.д.).

В тех случаях, когда прогибы элементов в основном зависят от изгибныхдеформаций, значения прогибов определяют по жесткостнымхарактеристикам согласно 6.2.21 и 6.2.30.

6.2.21 Для изгибаемых элементов постоянного по длине элемента сеченияи без трещин прогибы определяют по общим правилам строительной механикис использованием значений жесткости поперечных сечений, определяемых поформуле (6.69).

Определение кривизны элементов конструкций

6.2.22 Кривизну изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентреннорастянутых элементов для вычисления их прогибов определяют:

для элементов или участков элемента, где в растянутой зоне необразуются нормальные к продольной оси трещины, согласно 6.2.23, 6.2.25;

для элементов или участков элемента, где в растянутой зоне имеютсятрещины, согласно 6.2.23, 6.2.24 и 6.2.26.

Элементы или участки элементов рассматривают без трещин, еслитрещины не образуются (т.е. условие (6.41) не выполняется) при действииполной нагрузки, включающей постоянную, временную длительную икратковременную нагрузки.

Кривизну элементов с трещинами и без трещин можно также определятьна основе деформационной модели согласно 6.2.31.

6.2.23 Полную кривизну изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентреннорастянутых элементов определяют по формулам:

- для участков без трещин в растянутой зоне

; (6.66)

- для участков с трещинами в растянутой зоне

. (6.67)

В формуле (6.66):

, - кривизны от непродолжительного действия кратковременных

нагрузок и от продолжительного действия постоянных и временныхдлительных нагрузок соответственно.

В формуле (6.67):

- кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки, на

которую производят расчет по деформациям;

- кривизна от непродолжительного действия постоянных и

временных длительных нагрузок;

- кривизна от продолжительного действия постоянных и временных

длительных нагрузок.

Кривизны , и определяют согласно 6.2.24.

6.2.24 Кривизну элементов от действия соответствующих нагрузок

определяют по формуле

, (6.68)

гд е М - изгибающий момент от внешней нагрузки (с учетом момента отпродольной силы N) относительно оси, нормальной плоскости действияизгибающего момента и проходящей через центр тяжести приведенногопоперечного сечения элемента;

D - изгибная жесткость приведенного поперечного сечения элемента,определяемая по формуле

, (6.69)

где - модуль деформации сжатого бетона, определяемый в зависимостиот продолжительности действия нагрузки и с учетом наличия или отсутствиятрещин;

- момент инерции приведенного поперечного сечения относительноего центра тяжести, определяемый с учетом наличия или отсутствия трещин.

Значения модуля деформации бетона и момента инерции

приведенного сечения для элементов без трещин в растянутой зоне и стрещинами определяют по 6.2.25 и 6.2.26 соответственно.

Жесткость элемента на участке без трещин в растянутой зоне

6.2.25 Жесткость элемента D на участке без трещин определяют поформуле (6.69).

Момент инерции приведенного поперечного сечения элементаотносительно его центра тяжести определяют как для сплошного тела пообщим правилам сопротивления упругих элементов с учетом всей площадисечения бетона и площадей сечения растянутой арматуры с коэффициентомприведения арматуры к бетону

, (6.70)

гд е - момент инерции бетонного сечения относительно центра тяжестиприведенного поперечного сечения элемента;

- момент инерции площади сечения растянутой арматуры относительноцентра тяжести приведенного поперечного сечения элемента;

- коэффициент приведения арматуры к бетону,

. (6.71)

Значение определяют по общим правилам расчета геометрическиххарактеристик сечений упругих элементов.

Допускается определять момент инерции без учета арматуры.Значения модуля деформации бетона в формулах (6.69) и (6.71)

принимают равными:- при непродолжительном действии нагрузки

; (6.72)

- при продолжительном действии нагрузки

, (6.73)

где - принимают по таблице 6.12 СП 63.133300.2012*.________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СП 63.13330.2012. -Примечание изготовителя базы данных.

Жесткость элемента на участке с трещинами в растянутой зоне.


6.2.26 Жесткость элемента на участках с трещинами в растянутой зонеопределяют с учетом следующих положений:

- сечения после деформирования остаются плоскими;- напряжения в бетоне сжатой зоны определяют как для упругого тела;- работу растянутого бетона в сечении с нормальной трещиной не

учитывают;- работу растянутого бетона на участке между смежными нормальными

трещинами учитывают посредством коэффициента .Жесткость элемента D на участках с трещинами определяют по формуле

(6.69) и принимают не более жесткости без трещин.

Значения модуля деформации сжатого бетона принимают равными

значениям приведенного модуля деформации , определяемого поформуле

. (6.74)

где - относительные деформации бетона, принимаемые равными:- 0,0015 - для тяжелого бетона при непродолжительном действии нагрузки;- по СП 63.13330 - для тяжелого бетона при продолжительном действии

нагрузки.

Момент инерции приведенного поперечного сечения элемента относительно его центра тяжести определяют по общим правиламсопротивления упругих элементов с учетом площади сечения бетона толькосжатой зоны и площади сечения растянутой арматуры с коэффициентом

приведения арматуры к бетону

, (6.75)

гд е , - моменты инерции площадей сечения сжатой зоны бетона ирастянутой арматуры соответственно относительно центра тяжестиприведенного без учета бетона растянутой зоны поперечного сечения.

Значение определяют по общим правилам сопротивления материалов,принимая расстояние от наиболее сжатого волокна бетона до центра тяжести

приведенного (с коэффициентом приведения ) поперечного сечения безучета бетона растянутой зоны (рисунок 8); для изгибаемых элементов

,

где - средняя высота сжатой зоны бетона, учитывающая влияние работырастянутого бетона между трещинами и определяемая согласно 6.2.27(рисунок 8).

Значения и определяют по общим правилам расчетагеометрических характеристик сечений упругих элементов.

Значения коэффициента приведения растянутой арматуры к бетону определяют по 6.2.29.


6.2.27 Для изгибаемых элементов положение нейтральной оси (средняявысота сжатой зоны бетона) определяют из уравнения

, (6.76)

гд е и - статические моменты сжатой зоны бетона и растянутойарматуры соответственно относительно нейтральной оси.

Для прямоугольных сечений высоту сжатой зоны определяют по формуле

, (6.77)

где .

Для тавровых (с полкой в сжатой зоне) и двутавровых сечений высотусжатой зоны определяют по формуле

, (6.78)

где .

- площадь сечения свесов сжатой полки.

Рисунок 8 - Приведенное поперечное сечение (а) и схеманапряженно-деформированного состояния элемента с трещинами(б) для расчета его по деформациям при действии изгибающегомомента

1 - уровень центра тяжести приведенного без учета растянутой зоны бетонапоперечного сечения

Рисунок 8 - Приведенное поперечное сечение (а) и схема напряженно-деформированного состояния элемента с трещинами (б) для расчета его подеформациям при действии изгибающего момента.

Для внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементовположение нейтральной оси (высоту сжатой зоны) определяют из уравнения

, (6.79)

где - расстояние от нейтральной оси до точки приложения продольнойсилы N, отстоящей от центра тяжести полного сечения (без учета трещин) на

расстоянии ;

, , , - моменты инерции и статические моментысоответственно сжатой зоны бетона и растянутой арматуры относительнонейтральной оси.

Допускается для элементов прямоугольного сечения высоту сжатой зоныпри действии изгибающих моментов М и продольной силы N определять поформуле

, (6.80)

гд е - высота сжатой зоны изгибаемого элемента, определяемая поформулам (6.77)-(6.78);

, - момент инерции и площадь приведенного поперечногосечения, определяемые для полного сечения (без учета трещин).

Значения геометрических характеристик сечения элемента определяют пообщим правилам расчета сечения упругих элементов.

В формуле (6.80) знак "плюс" принимают при сжимающей, а знак "минус"при растягивающей продольной силе.

6.2.28 Жесткость изгибаемых железобетонных элементов допускаетсяопределять по формуле

, (6.81)

гд е z - расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точкиприложения равнодействующей усилий в сжатой зоне.

Для элементов прямоугольного сечения

Введение - arm-plast.ru · СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и...

Documents