СНиП 2.06.08-87 стр.5 Дополнительныеуказания по конструированию предварительно напряженных…

 

 

Дополнительные указания по конструированию предварительно напряженных железобетонных элементов

 

3.24. При конструировании предварительно напряженных элементов следует выполнять требования СНиП 2.03.01-84, СНиПов на проектирование отдельных видов сооружений и требования пп. 3.25 —3.30.

3.25. Приварка и прихватка к натянутой арматуре каких-либо деталей не допускается.

Это требование не распространяется на приварку деталей к концам напрягаемой арматуры, выступающим из изделия, после передачи усилий обжатия бетона.

3.26. Продольную ненапрягаемую арматуру следует располагать ближе к наружной поверхности элемента с тем, чтобы поперечная арматура (хомуты) охватывала напрягаемую арматуру.

3.27. Стержневую напрягаемую арматуру в ребристых элементах следует располагать по оси каждого ребра элемента или симметрично ей.

3.28. Соединение по длине заготовок арматурных стержней из горячекатаной стали периодического профиля диаметром 10 мм и более, как правило, следует производить контактной стыковой сваркой. При отсутствии оборудования для контактной сварки допускается применять дуговую сварку. Стержни арматуры класса А-IIIв необходимо сваривать до вытяжки. Сварные стыки растянутых стержней не рекомендуется располагать в местах наибольших усилий.

3.29. У концов предварительно напряженных элементов должна быть установлена дополнительная поперечная арматура (сварные сетки, охватывающие все продольные стержни арматуры, хомуты и т. п. с шагом 5—10 см) на длине участка не менее 60 % зоны передачи напряжений и не менее 20 см.

Если напрягаемая продольная арматура у торцов элемента располагается сосредоточенно у верхней или нижней грани, то на концевых участках необходимо предусматривать поперечную арматуру (не учитываемую в расчете на поперечные силы). Суммарная площадь поперечной арматуры должна воспринимать в конструкциях, не рассчитываемых на выносливость, 20%, а в конструкциях, рассчитываемых на выносливость, 30% усилия натяжения в продольной напрягаемой арматуре, которая расположена у одной грани сечения, с учетом первых потерь.

Суммарную площадь сечения дополнительной поперечной арматуры необходимо определять по формулам:

для конструкций, не рассчитываемых на выносливость,

 

                                    (5)

 

для конструкций, рассчитываемых на выносливость,

 

                                  (6)

 

где   — предварительное напряжение в арматуре с учетом первых потерь, принимаемое по СНиП 2.03.01-84;

Аsp большая из площадей сечения напрягаемой продольной арматуры, расположенной внутри хомутов у одной грани сечения.

 

3.30. Дополнительную поперечную арматуру рекомендуется предусматривать в виде сварных замкнутых хомутов из арматурной стали классов А-II или А-III

Если, из условия опирания элемента, на его концевом участке устанавливают стальную опорную плиту, то дополнительную поперечную арматуру следует соединять с ней сваркой.

 

4. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

4.1. Расчеты бетонных и железобетонных конструкций необходимо производить по методу предельных состояний в соответствии со СНиП 2.06.01-86.

Бетонные и железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по предельным состояниям первой группы при всех сочетаниях нагрузок и воздействий, а по предельным состояниям второй группы — только при основном сочетании нагрузок и воздействий.

Расчет по предельным состояниям, как правило, следует производить для всех стадий возведения, транспортирования, монтажа и эксплуатации конструкции.

4.2. Бетонные конструкции необходимо рассчитывать по предельным состояниям первой группы:

на прочность с проверкой устойчивости положения и формы конструкции — по разд. 5:

по предельным состояниям второй группы:

по образованию трещин — в соответствии с разд. 7.

Железобетонные конструкции следует рассчитывать по предельным состояниям первой группы:

на прочность с проверкой устойчивости положения и формы конструкции, на выносливость при многократно повторяющейся нагрузке — по разд. 5;

по предельным состояниям второй группы:

по деформациям — в тех случаях, когда величина перемещений может ограничить возможность нормальной эксплуатации конструкции или находящихся на ней механизмов, — по разд. 6;

по образованию трещин — в тех случаях, когда по условиям нормальной эксплуатации сооружения не допускается их образование (трещиностойкие) или по ограничению величины раскрытия трещин (нетрещиностойкие), — по разд. 6.

4.3. Сборно-монолитные конструкции, а также конструкции с несущей арматурой надлежит рассчитывать для двух стадий работы конструкции:

до приобретения бетоном, уложенным на месте использования конструкции, заданной прочности — на действие собственного веса этого бетона и других нагрузок, действующих на данном этапе возведения сооружения;

после приобретения бетоном, уложенным на месте использования конструкции, заданной прочности — на нагрузки, действующие при эксплуатации конструкции, включая собственный вес.

Расчет на прочность производится на расчетные нагрузки раздельно по двум стадиям без суммирования усилий и напряжений.

4.4. Для заанкеренных в основание плотин наряду с расчетом конструкций следует производить экспериментальные исследования для определения несущей способности анкерных устройств, релаксации напряжений в бетоне и анкерах. Необходимо предусматривать мероприятия по защите анкеров от коррозии. Для предварительно напряженных конструкций в проекте необходимо предусматривать возможность повторного натяжения анкеров или их замены, а также проведение контрольных наблюдений за состоянием анкеров в бетоне.

4.5. При расчете элементов сборных конструкций на усилия, возникающие при подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от собственного веса элемента следует вводить в расчет с коэффициентами динамичности, назначаемыми по СНиП 2.03.01-84.

4.6. Величину противодавления воды в расчетных сечениях элементов следует определять с учетом условий работы конструкции в эксплуатационный период, а также с учетом конструктивных и технологических мероприятий, указанных в п. 1.7.

В элементах массивных напорных и подводных бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений противодавление воды необходимо учитывать как объемную силу и определять по СНиП 2.06.06-85.

В стержневых и плитных элементах противодавление воды следует учитывать как растягивающую силу, приложенную в рассматриваемом расчетном сечении, при этом удельный вес материала принимается без учета взвешивания.

Противодавление воды следует учитывать как при расчете сечений, совпадающих со швами бетонирования, так и монолитных сечений.

4.7. Усилие противодавления в расчетных сечениях напорных стержневых и плитных элементов следует принимать равным площади эпюры напряжений, обусловленных воздействием противодавления. Указанные напряжения в отдельных точках сечения принимаются равными , где р — интенсивность гидростатического давления;  — коэффициент эффективной площади противодавления в бетоне.

Для трещиностойких элементов следует принимать линейный закон изменения интенсивности гидростатического давления воды р от величины давления на напорной (верховой) грани до величины давления на низовой грани.

Для нетрещиностойких элементов линейный закон изменения интенсивности гидростатического давления следует принимать только в пределах сжатой зоны сечения. В пределах трещин принимается равномерное давление, определяемое заглублением трещин под уровень воды.

Коэффициенты эффективной площади противодавления  для сооружений I и II классов следует определять на основании экспериментальных исследований с учетом противофильтрационных устройств.

При отсутствии данных экспериментальных исследований в сечениях изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых стержневых и плитных элементов допускается принимать следующие значения :

1 — в растянутой зоне сечений и в зоне распространения трещин;

0 — в сжатой зоне сечений элементов.

Высота сжатой зоны бетона определяется исходя из гипотезы плоских сечений. В нетрещиностойких элементах работа растянутого бетона не учитывается и форма эпюры напряжений бетона в сжатой зоне сечения принимается треугольной.

Вид напряженного состояния сечения при определении дополнительных напряжений устанавливается исходя из гипотезы плоских сечений при действии всех нагрузок без учета силы противодавления.

4.8. Расчет элементов конструкций на выносливость необходимо производить при числе циклов изменения нагрузки 2-106 и более за весь расчетный срок эксплуатации сооружения (например, проточные части гидроагрегатов, водосбросы, плиты водобоя, подгенераторные конструкции и др.).

4.9. При проверке несущей способности и пригодности к нормальной эксплуатации внутренние усилия (напряжения) и перемещения следует определять, как правило, с учетом неупругого поведения конструкций, обусловленного трещинообразованием и ползучестью бетона, нелинейной зависимостью между напряжениями и деформациями материалов, а также с учетом последовательности возведения и нагружения сооружения.

Допускается усилия (напряжения) в сечениях элементов определять в предположении упругой работы конструкции в тех случаях, когда методика расчета конструкций с учетом их неупругого поведения не разработана или расчет выполняется на промежуточной стадии проектирования сооружения.

4.10. При расчете статически определимых стержневых конструкций, у которых h/l< 1/3 (h — максимальная высота поперечного сечения, l — пролет в свету), по предельным состояниям первой и второй групп внутренние усилия (нормальные и перерезывающие силы, изгибающие и крутящие моменты), а также перемещения и углы поворота следует определять методами сопротивления материалов. При определении линейных перемещений и углов поворота необходимо учитывать изменение жесткости сечений в результате трещинообразования в бетоне. Условия трещинообразования следует принимать в соответствии с п. 6.2.

4.11. В статически неопределимых стержневых конструкциях внутренние усилия и перемещения следует определять методами строительной механики стержневых систем, как правило, с учетом неупругой работы, обусловленной изменением жесткости сечений в результате трещинообразования в бетоне.

4.12. При расчете элементов бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений необходимо учитывать дополнительные связи строительного периода, носящие постоянный характер (эстакады, пазовые конструкции, балки подкрановых путей, дополнительная арматура для производства работ и т. п.).

4.13. Расчеты, которые не регламентированы настоящими нормами (расчеты предварительно напряженных конструкций, расчет сечений в общем случае, в том числе расчет на косое внецентренное сжатие и косой изгиб, расчет коротких консолей, расчет на продавливание и отрыв, расчет закладных деталей и др.), следует выполнять по указаниям СНиП 2.03.01-84, а при проектировании портовых и транспортных сооружений также СНиП 2.05.03-84. При этом необходимо учитывать коэффициенты, принятые в настоящих нормах.

 

5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРОЧНОСТЬ И ВЫНОСЛИВОСТЬ

 

Расчет бетонных элементов на прочность

 

5.1. Расчет на прочность бетонных элементов следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси. Расчет на прочность элементов, в которых условия наступления предельного состояния не могут быть выражены через усилия в сечениях, следует выполнять для площадок действия главных напряжений.

Внецентренно сжатые моменты, в которых по условиям эксплуатации допускается образование трещин, рассчитывают без учета сопротивления бетона растянутой зоны сечения.

Все изгибаемые элементы, а также внецентренно сжатые элементы, в которых по условиям эксплуатации не допускается образование трещин, рассчитывают с учетом сопротивления бетона растяжению.

5.2. Бетонные конструкции, прочность которых определяется прочностью бетона растянутой зоны сечения, допускается применять в том случав, если образование трещин в них не приводит к разрушению, к недопустимым деформациям или к нарушению водонепроницаемости конструкции. При этом должна быть проведена проверка трещиностойкости элементов таких конструкций с учетом темпера-турно-влажностных вoздейcтвий в соответствии с требованиями разд. 7.

 

Изгибаемые элементы

 

5.3. Расчет бетонных изгибаемых элементов симметричных относительно плоскости действия нагрузки необходимо производить по формуле

 

                          (7)

 

где  —  коэффициенты, принимаемые по СНиП 2.06.01-86;

 — коэффициент условий работы сооружения, принимаемый по строительным нормам и правилам на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений;

 — коэффициент, учитывающий влияние на прочность изгибаемого элемента градиента деформаций по сечению и зависящий от класса бетона и высоты растянутой зоны сечения;

 — коэффициент, принимаемый по табл. 4;

 — коэффициент, учитывающий влияние на прочность изгибаемого элемента формы его поперечного сечения и зависящий от соотношения размеров сечения;

Wt — момент сопротивления для растянутой грани сечения, определяемый в предположении упругой paботы бетона.

Коэффициент  следует определять на основании экспериментальных исследований Для сооружений I и II классов на предварительной стадии проектирования, а для сооружений III и IV классов во всех случаях  допускается определять по формуле

 

                                   (8)

 

где с — параметр, определяемый по табл. 14, при c>ht следует принимать с=ht;

ht  — высота растянутой зоны сечения, см, определяемая в предположении линейно упругой работы бетона.

Коэффициент  для прямоугольных, круговых, крестовых сечений, а также для тавровых с полкой в сжатой зоне принимается равным 1. Для тавровых сечений с полкой в растянутой зоне, для коробчатых, двутавровых сечений, а также для кольцевых сечений коэффициент  следует определять по формуле

 

                          (9)

 

где k коэффициент, зависящий от соотношения размеров сечения;

 — коэффициент, определяемый по формуле (8).

Для кольцевых сечений коэффициент k равен oтношению внутреннего и наружного диаметров.Для тавровых сечений с полкой в растянутой зоне, для коробчатых и двутавровых сечений коэффициент k следует определять:

 при  по формуле

                                           (10)

 

где bf и hf ширина и высота сечения растянутой полки;

при — по номограмме обязательного приложения 3.

Внецентренно сжатые элементы

 

5.4. Внецентренно сжатые элементы бетонных конструкций, симметричные относительно плоскости действия нагрузки, следует рассчитывать в предположении упругой работы бетона (черт. 1), из условия ограничения величин краевых сжимающих и растягивающих напряжений по следующим формулам.

 

 

 

 

Черт. 1. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении,нормальном к продольной оси внецентренно сжатого бетонного элемента

 

а — без учета сопротивления бетона растянутой зоны;

б — с учетом сопротивления бетона растянутой зоны

 

Таблица 14.

 

Класс бетона по прочности на сжатие

В5

В7,5

В10

В12,5

В15

B20

B25

B30

B35

B40

с, см

8,0

7,9

7,7

7,5

7,3

6,7

6,1

5,5

4,9

4,4

 

При расчете без учета сопротивления растянутой зоны сечения

 

                         (11)

 

где  — краевое сжимающее напряжение;

 — коэффициент, учитывающий влияние гибкости элемента и принимаемый по табл. 15.

Прямоугольные сечения рассчитываются по формуле

 

                             (12)

 

где А=bh площадь поперечного сечения элемента;

 — относительный эксцентриситет приложения нагрузки.

При расчете с учетом сопротивления растянутой зоны сечения

 

                                   (13)

 

                             (14)

 

где Wt=I/yt моменты сопротивления сечения;

Wc=I/yc

 — коэффициенты, определяемые согласно п. 5.3.

По формуле (13) следует рассчитывать также внецентренно сжатые бетонные конструкции с однозначной эпюрой напряжений при .

 

Таблица 15.

 

l0/b для сечения прямоугольной формы

10/r для сечения произвольной симметричной формы

Коэффициент

До 4

До 14

1,00

4

14

0,98

6

21

0,96

8

28

0,91

10

35

0,86

 

Обозначения, принятые в табл. 15:

l0  — расчетная длина элемента;

b наименьший размер прямоугольного сечения;

r — наименьший радиус инерции сечения.

5.5. При расчете гибких бетонных элементов при l0/b>12 или 10/r >35 следует учитывать влияние длительного действия нагрузки на несущую способность конструкции в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84 с введением расчетных коэффициентов, принятых в настоящих нормах.

5.6. В элементах, рассчитываемых по формулам (11) и (12), величина эксцентриситета расчетного усилия относительно центра тяжести сечения не должна превышать 0,6y при основном сочетании нагрузок и 0,65y— при особом сочетании нагрузок, включающем сейсмические воздействия, где у — расстояние от центра тяжести сечения до его наиболее напряженной грани.

 

Расчет железобетонных элементов на прочность

 

5.7. Расчет на прочность железобетонных элементов надлежит производить для сечений, нормальных к их продольной оси, а также для наклонных к оси сечений наиболее опасного направления. При наличии крутящих моментов следует проверить прочность пространственных сечений, ограниченных в растянутой зоне спиральной трещиной наиболее опасного из возможных направлений. Кроме того, следует производить расчет элементов на местное действие нагрузки (смятие, продавливание, отрыв).

5.8. При установке в сечении элемента арматуры разных видов и классов ее вводят в расчет прочности с соответствующими расчетными сопротивлениями.

 

 

Расчет на прочность сечений, нормальных к продольной оси элемента

 

5.9. Предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси элемента, следует определять исходя из следующих предпосылок:

сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;

сопротивление бетона сжатию представляется напряжениями, равными Rb, распределенными равномерно по сжатой зоне бетона;

растягивающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопротивления растяжению Rs;

сжимающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопротивления сжатию Rsc.

5.10. Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных к указанной плоскости граней элемента, необходимо производить в зависимости от соотношения между относительной высотой сжатой зоны бетона =x/h0 и относительной высотой сжатой зоны бетона , при которой предельное состояние наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению RS, с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры. Относительная высота сжатой зоны определяется из соответствующих условий равновесия элемента под действием системы внешних и внутренних сил.

Изгибаемые и внецентренно растянутые с большими эксцентриситетами железобетонные элементы, как правило, должны удовлетворять условию . Для элементов, симметричных относительно плоскости действия момента и нормальной силы, армированных ненапрягаемой арматурой. Граничные значения надлежит принимать по табл.16, а армированных напрягаемой арматурой — по СНиП 2.03.01-84.

5.11. Если высота сжатой зоны, определяемая без учета сжатой арматуры, меньше 2‘. то сжатую арматуру в расчете можно не учитывать.

 

Таблица 16.

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *