Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента

Расчетную ширину раскрытия трещин w_k, нормальных к продольной оси, следует определять по формуле (8.6) как для железобетонных элементов с тем, что среднее значение относительных деформаций следует рассматривать как прирост относительных деформаций в напрягаемой и ненапрягаемой арматуре от состояния, соответствующего погашению начальных сжимающих напряжений в бетоне на уровне напрягаемой арматуры, до состояния, соответствующего предельно допустимой ширине раскрытия трещин w_lim по таблице 5.1.

9.8.3 Прогибы элементов

9.8.3.1 Прогибы предварительно напряженных конструкций в общем случае следует рассчитывать на основе расчетной деформационной модели согласно 5.5.3.2. При этом в условиях равновесия (5.3) следует учитывать усилие предварительного обжатия, определяемое согласно 9.4.

9.8.3.2 При использовании упрощенного метода расчета, прогибы предварительно напряженных конструкций допускается рассчитывать исходя из принципа суперпозиции, т. е. суммируя прогибы от внешних нагрузок и предварительного обжатия

, (9.42)

где M_Sd — расчетный момент, определенный для комбинации длительно действующих нагрузок;

N_pd = P_k,sup или N_pd = P_k,inf ;

a_k — коэффициент, зависящий от схемы приложения нагрузки;

a_р — коэффициент, зависящий от трассировки напрягаемого стержня (a =1/8 — для стержней с прямолинейной осью трассы; a =5/48 — для отгибаемых по параболе);

В(¥,t₀) — изгибная жесткость предварительно напряженного элемента.

Конструкции без сцепления напрягаемой продольной арматуры с бетоном

9.9.1Предварительное напряжение в напрягаемой арматуре без сцепления с бетоном следует назначать в соответствии с требованиями 9.2.

9.9.2В предварительно напряженных конструкциях с напрягаемой арматурой без сцепления с бетоном, в растянутой при эксплуатационных нагрузках зоне, следует предусматривать установку арматуры, имеющей сцепление с бетоном. Предварительно количество арматуры, имеющей сцепление с бетоном, определяется расчетом из условия ограничения ширины раскрытия трещин, как для внецентренно сжатого элемента при продольной силе N_pd, величина которой определяется согласно 9.3.2.6. Минимальный процент армирования арматурой, имеющей сцепление с бетоном, при этом должен быть не менее, чем 0,15 %.

9.9.3Расчет предварительно напряженных элементов с напрягаемой арматурой без сцепления с бетоном по предельным состояниям первой и второй групп производится согласно требованиям раздела 7. Усилие предварительного обжатия, определенное с учетом всех потерь, следует рассматривать как внешнее усилие, приложенное к конструкции.

Конструкции, подверженные воздействию многократно повторяющихся нагрузок (нагружений)

Общие положения

10.1.1Влияние многократно повторяющихся нагружений, которые могут вызвать усталостное разрушение конструкции, следует учитывать в расчетах, если они появляются не менее 5´10⁵–кратно в преду-

СНБ 5.03.01-02

смотренном интервале эксплуатации конструкции и составляют не менее 60% полного нагружения конструкции (примером таких конструкций могут быть подкрановые балки).

10.1.2В случае воздействия многократно повторяющихся нагрузок не следует применять бетонные и сборно-монолитные конструкции.

10.1.3При воздействии многократно повторяющихся нагрузок, конструкции должны удовлетворять требованиям двух групп предельных состояний при статических расчетах конструкций.

10.1.4Для армирования конструкций, подвергнутых воздействию многократно повторяющихся нагружений, рекомендуется использовать арматуру согласно номенклатуре, представленной в таблицах 6.5 и 6.6.

10.2 Усталостная прочность элементов конструкций

Проверка усталостной прочности основана на утверждении, что усталостные повреждения бетона и стали в рассчитываемых сечениях элемента, вызванные многократно повторяющимися нагрузками, не превышают допустимых значений.

Возможность исчерпания усталостной прочности материалов следует определять из условий:

¾ напряжения в бетоне и арматуре вычисляются как для упругого тела (по приведенным сечениям) от действия внешних сил и усилия предварительного обжатия P_d;

¾ неупругие деформации в сжатой зоне бетона учитываются снижением модуля упругости бетона, принимая коэффициенты приведения арматуры к бетону a' равными 25, 20, 15 и 10для бетонов классов соответственно С¹²/₁₅; C²⁰/₂₅; C³⁰/₃₇; C³⁵/₄₅ и выше;

¾ в случае, если s_с > f_ctd, площадь приведенного сечения определяется без учета растянутой зоны бетона;

¾ максимальные нормальные напряжения в арматуре s_s,max, определенные при условии линейного распределения напряжений по приведенному сечению, не должны превышать допустимых s_sR, которые следует принимать:

для ненапрягаемой арматуры — ;

для напрягаемой арматуры — ;

¾ значения коэффициентов g_sR и g_sRs следует принимать по таблицам 10.1 и 10.2;

¾ максимальный интервал изменения напряжений в арматуре Ds_s,max не должен превышать допустимого интервала напряжений Ds_sR : Ds_s,max £Ds_sR ;

¾ значения допустимого интервала напряжений Ds_sR при числе циклов многократно повторяющихся нагрузок не превышающем 10⁶ следует принимать по таблице 10.3;

¾ максимальные нормальные напряжения в бетоне s_c,max, определенные при условии линейного распределения напряжений по приведенному сечению, не должны превышать допустимых s_cR

s_c,max £ s_cR ,

где ;

g_cR — коэффициент, учитывающий условия работы бетона при многократно повторяющейся нагрузке, принимается по таблице 10.4.

В зоне, проверяемой по сжатому бетону, при действии многократно повторяющейся нагрузки следует избегать возникновения растягивающих напряжений. Сжатая арматура на выносливость не рассчитывается.

Расчет на выносливость сечений, наклонных к продольной оси элемента, должен производиться из условия, что равнодействующая главных растягивающих напряжений, действующих на уровне центра тяжести приведенного сечения по длине элемента, должна быть полностью воспринята поперечной арматурой при напряжениях в ней

s_s,max £ s_sR ,

где .

Для элементов, в которых поперечная арматура не предусматривается, должно быть выполнено требование: главные растягивающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести приведенного сечения не должны превышать .

При достаточном научном обосновании допускается возможность проверки установленной прочности на основании анализа предельного количества циклов нагружения либо анализа допустимых нагружений.

СНБ 5.03.01-02

Таблица 10.1

Класс арматуры	Коэффициент условий работы арматуры gsR при многократном повторении нагрузки и коэффициенте асимметрии цикла КsR, равном
–1,0	–0,2		0,2	0,4	0,7	0,8	0,9	1,0
S240 S400, S500 S800 S1200 S1400	0,41 0,31 — — —	0,63 0,36 — — —	0,70 0,40 — — —	0,77 0,45 — — —	0,90 0,55 0,27 0,19 —	1,00 0,81 0,55 0,53 0,68	1,00 0,91 0,69 0,67 0,84	1,00 0,95 0,87 0,87 1,00	1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Примечание — При расчете изгибаемых элементов из тяжелого бетона с ненапрягаемой арматурой для продольной арматуры принимается: KsR = 0,30 при ; при ; при ,   где Mmin, Mmax — соответственно наименьший и наибольший изгибающие моменты в расчетном сечении элемента в пределах цикла изменения нагрузки; , ss,min, ss,max — соответственно наименьшее и наибольшее напряжения в арматуре в пределах цикла изменения нагрузки.

Таблица 10.2

Таблица 10.3—Значения допустимого интервала изменения напряжений в арматуреDs_sR

Таблица 10.4

Состояние бетона по влажности	Коэффициент условий работы gcR при многократно повторяющейся нагрузке и коэффициенте асимметрии циклов КcR, равном
0—0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
Естественной влажности Водонасыщенный	0,75 0,50	0,80 0,60	0,85 0,70	0,90 0,80	0,95 0,90	1,00 0,95	1,00 1,00
Примечание — , где sc,min, sc,max — соответственно наименьшее и наибольшее напряжения в бетоне в пределах цикла изменения нагрузки.

Требования по конструированию

При проектировании бетонных, железобетонных и предварительно напряженных конструкций, для обеспечения совместной работы бетона и арматуры, требуемых показателей качества при изготовлении, долговечности следует выполнять конструктивные требования, изложенные в настоящем разделе.

Бетонные конструкции

11.1.1Арматура в бетонных конструкциях может полностью отсутствовать или устанавливаться для восприятия внутренних усилий от усадки, изменения температур и других вынужденных деформаций исходя из конструктивных требований по 11.1.2.

11.1.2В бетонных конструкциях необходимо предусматривать конструктивное армирование:

¾ в местах резкого изменения размеров сечения элементов;

¾ в местах изменения высоты стен (на участке, протяженностью менее 1м);

¾ в бетонных стенах над и под проемами каждого этажа;

¾ в конструкциях, подверженных воздействию динамической нагрузки;

¾ для внецентренно сжатых элементов вдоль менее напряженной грани, если напряжения, определенные как для упругого тела, составляют 0,8f_сd и выше, наименьшее — 1Н/мм² и ниже; при этом коэффициент армирования r_l должен быть не менее 0,025% .

11.1.3 Размещать арматуру в сечении следует по возможности равномерно с толщиной защитного слоя бетона не менее величин, приведенных в 11.2.11 и таблице 11.4.

11.1.4 Минимальные размеры поперечного сечения бетонных элементов следует определять:

¾ из условия опирания и примыкания соседних элементов;

¾ из условия качественного уплотнения бетонной смеси (размера зерен крупного заполнителя, рабочей части глубинного вибратора и др.);

¾ из условия предельно допустимой гибкости l₀/i < 90.