2.16. Применяемая в железобетонных конструкциях арматура имеет предел текучести:

физический (стержневая классов А-I, А-II и АIII);

условный, равный величине напряжений, соответствующих остаточному относительному удлинению 0,2 % (стержневая классов A-IV и выше, проволочная арматура классов В-II, Bp-II, К-7 и К-19).

Упрочненная вытяжкой арматура класса А-IIIв и обыкновенная арматурная проволока класса Вр-I по особенностям расчета условно отнесены к арматуре, имеющей физический предел текучести.

2.17 (2.21). В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных элементов:

при длине до 12 м включ.

следует преимущественно применять

а) термическя и термомеханически упрочненную арматуру классов Ат-VI и Ат-V;

допускается применять:

б) арматурную проволоку классов В-II, Bp-II и арматурные канаты классов К-7 и К-19;

в) горячекатаную арматуру классов A-VI, A-V, A-IV;

г) стержневую арматуру класса А-IIIв;

при длине элементов свыше 12 м:

следует преимущественно применять:

д) арматурную проволоку классов В-II и Bp-II и арматурные канат классов К-7 и К-19;

е) горячекатаную арматуру классов A-VI и A-V;

допускается применять

ж) стержневую арматуру классов A-IV, Ат-IVC и А-IIIв.

П р и м е ч а н и е. Для армирования предварительно напряженных конструкций из легкого бетона классов В7,5 - В12,5 следует преимущественно применять стержневую арматуру класса A-IV.

2.18. (2.22). В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных элементов, находящихся:

под давлением газов, жидкостей или сыпучих тел:

следует преимущественно применять:

а) арматурную проволоку классов В-II, Bp-II и арматурные канаты классов К-7 и К-19;

б) стержневую арматуру классов A-V и A-VI;

допускается применять

в) стержневую арматуру классов A-IV и А-IIIв;

под воздействием агрессивной среды следует преимущественно применять горячекатаную арматуру класса A-IV и термомеханически упрочненную классов Ат-VIK, Ат-VCK, Ат-IVK.

2.19 (2.19). В качестве ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций:

следует преимущественно применять:

а) стержневую арматуру класса А-III;

б) арматурную проволоку класса Вр-I (в сварных сетках и каркасах);

допускается применять:

в) стержневую арматуру классов А-II и А-I — для поперечной арматуры, а также в качестве продольной арматуры, если другие виды ненапрягаемой арматуры не могут быть использованы;

г) термомеханически упрочненную арматуру класса Ат-IVC — для продольной арматуры сварных каркасов и сеток;

д) горячекатаную арматуру классов A-IV, A-V, A-VI, а также термомеханически упрочненную классов Ат-V и Ат-VI — только для продольной рабочей арматуры вязаных каркасов и сеток.

Арматура классов A-V, Ат-V, A-VI, Ат-VI в конструкциях без предварительного напряжения может применяться как сжатая арматура, а в составе предварительно напряженных — как сжатая и растянутая арматура.

Ненапрягаемую арматуру классов А-III, Вр-I, А-II и А-I рекомендуется применять в виде сварных каркасов и сварных сеток.

2.20 (2.23). При выборе вида и марок стали для арматуры, устанавливаемой по расчету, должны учитываться температурные условия эксплуатации конструкций и характер их нагружения согласно табл. 17.

В климатических зонах с расчетной зимней температурой ниже минус 40 ^oС в случаях проведения строительно-монтажных работ в холодное время года несущая способность в стадии возведения конструкций с арматурой, допускаемой к применению только в отапливаемых зданиях, должна быть обеспечена исходя из расчетного сопротивления арматуры с понижающим коэффициентом 0,7 и расчетной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке g_f = 1,0.

2.21 (2.24). Для монтажных (подъемных) петель элементов сборных железобетонных конструкций должна применяться горячекатаная арматурная сталь класса Ас-II, марки 10ГТ и класса А-I, марок ВСт3сп2 и ВСт3пс2.

В случае, если возможен монтаж конструкций при расчетной зимней температуре ниже минус 40 ^oС, для монтажных петель не допускается применять сталь марки ВСтЗпс2.

Нормативные и расчетные характеристики арматуры

2.22 (2.25). За нормативные сопротивления арматуры R_sn принимаются наименьшие контролируемые значения:

для стержневой арматуры, высокопрочной проволоки и арматурных канатов — предела текучести, физического или условного;

для обыкновенной арматурной проволоки — напряжения, равного 0,75 временного сопротивления разрыву.

Указанные контролируемые характеристики арматуры принимаются в соответствии с государственными стандартами или техническими условиями на арматурные стали и гарантируются с вероятностью не менее 0,95.

Нормативные сопротивления R_sn для основных видов стержневой и проволочной арматуры приведены соответственно в табл. 18 и 19.

Таблица 18(19)

Таблица 19(20)

2.23 (2.26). Расчетные сопротивления арматуры растяжению для предельных состояний первой и второй групп определяются путем деления нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по арматуре g_s, принимаемые по табл. 20.

Таблица 20(21)

Расчетные сопротивления арматуры растяжению (с округлением) для основных видов стержневой и проволочной арматуры при расчете конструкций по предельным состояниям первой группы приведены соответственно в табл. 21 и 22, а при расчете по предельным состояниям второй группы - в табл. 18 и 19.

2.24 (2.27). Расчетные сопротивления арматуры сжатию R_sc, используемые при расчете конструкций по предельным состояниям первой группы, при наличии сцепления арматуры с бетоном принимаются равными соответствующим расчетным сопротивлениям арматуры растяжению R_s, но не более 400 МПа, а для арматуры класса А-IIIв - R_sc = 200 МПа.

Значения расчетных сопротивлений арматуры сжатию для основных видов стержневой и проволочной арматуры приведены соответственно в табл. 21 и 22.

Таблица 21 (22)

* В сварных каркасах для хомутов из арматуры класса А-III, диаметр которых менее 1/3 диаметра продольных стержней, значения R_sw принимаются равными 255 МПа (2600 кгс/см²).

Таблица 22 (23)

* Для случая применения в вязаных каркасах.

При расчете конструкций, для которых расчетное сопротивление бетона принято с учетом коэффициента условий работы g_b2 = 0,9 (см. п. 3.1), допускается при соблюдении соответствующих конструктивных требований п. 5.39 принимать значения R_sc, МПа, равными для арматуры классов:

A-IV, Ат-IVK ........................................................................... 450

Ат-IVC, A-V, Ат-V, Ат-VCK, A-VI, Ат-VI, Ат-VIK, В-II,
Вр-II, K-7 и K-19 ...................................................................... 500

При отсутствии сцепления арматуры с бетоном принимается значение R_sc = 0.

2.25 (2.28). Расчетные сопротивления арматуры для предельных состоянии первой группы снижаются (или повышаются) путем умножения на соответствующие коэффициенты условий работы g_si, учитывающие опасность усталостного разрушения, неравномерное распределение напряжений в сечении, условия анкеровки, работу арматуры при напряжениях выше условного предела текучести и т.п.

Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний второй группы R_s,ser вводят в расчет с g_s = 1,0.

Расчетные сопротивления поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) R_sw снижаются по сравнению с R_s путем умножения на коэффициенты условий работы g_s1 и g_s2:

а) независимо от вида и класса арматуры - на коэффициент g_s1 = 0,8, учитывающий неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине рассматриваемого сечения;

б) для стержневой арматуры класса А-III, диаметром менее 1/3 диаметра продольных стержней и проволочной арматуры класса Вр-I в сварных каркасах — на коэффициент g_s2 = 0,9, учитывающий возможность хрупкого разрушения сварного соединения.

Расчетные сопротивления растяжению поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) R_sw с учетом указанных выше коэффициентов условий работы приведены в табл. 21 и 22.

Расчетные сопротивления растяжению арматуры с условным пределом текучести умножаются на коэффициент условий работы g_s6, учитывающий работу арматуры с напряжением выше условного предела текучести; определение этого коэффициента и порядок его использования приведены в п. 3.7.

Кроме того, расчетные сопротивления R_s и R_sw в соответствующих случаях следует умножать на коэффициенты условий работы согласно табл. 23.

Таблица 23 (24)

П р и м е ч а н и я: 1. Коэффициенты g_s3 и g_s4 по поз. 1 и 2 учитываются только при расчете на выносливость; для арматуры, имеющей сварные соединения, эти коэффициенты учитываются одновременно.

2. Коэффициенты g_s3, g_s4 и g_s11 по поз. 1, 2 и 5 учитываются при определении расчетных сопротивлении арматуры R_s и R_sw, а коэффициенты g_s5 и g_s10 по поз. 3 и 4 - только при определении R_s.

2.26 (2.29). Длину зоны передачи напряжений l_р для напрягаемой арматуры без анкеров следует определять по формуле

, (18)

где w_p и l_р принимаются по табл. 24.

К значению R_bp при необходимости вводятся коэффициенты условий работы бетона g_bi (см. табл. 14).

Величина s_tp в формуле (18) принимается равной большему из значений R_s и s_sp с учетом первых потерь по поз. 1-5 табл. 4.

В элементах из мелкозернистого бетона группы Б (см. п. 2.1) и из легкого бетона при пористом мелком заполнителе (кроме классов В7,5—В12,5) значения w_p и l_p увеличиваются в 1,2 раза по сравнению с приведенными в табл. 24.

Таблица 24(28)

П р и м е ч а н и е. Для элементов из легкого бетона классов В7,5-В12,5 значения w_р и l_р увеличиваются в 1,4 раза по сравнению с приведенными в настоящей таблице.

Для стержневой арматуры периодического профиля всех классов величина l_р принимается не менее 15d.

При мгновенной передаче усилия обжатия на бетон для стержневой арматуры периодического профиля значения w_р и l_р увеличиваются в 1,25 раза. При диаметре стержней более 18 мм мгновенная передача усилий не допускается.

Начало зоны передачи напряжений при мгновенной передаче усилия обжатия на бетон для проволочной арматуры (за исключением высокопрочной проволоки класса Вр-II с внутренними анкерами по длине заделки) принимается на расстоянии 0,25 l_р от торца элемента.

2.27 (2.30). Величины модуля упругости арматуры Е_s принимаются по табл. 25.

Таблица 25 (29)

3. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ
ПЕРВОЙ ГРУППЫ

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ

Общие указания

3.1. С целью учета влияния длительности действия нагрузок на прочность бетона расчет железобетонных элементов по прочности в общем случае производится:

а) на действие постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, кроме нагрузок непродолжительного действия, суммарная длительность действия которых за период эксплуатации мала (ветровые нагрузки; крановые нагрузки; нагрузки от транспортных средств; нагрузки, возникающие при изготовлении, транспортировании и возведении, и т.п.), а также на действие особых нагрузок, вызванных деформациями просадочных, набухающих, вечномерзлых и т. п. грунтов; в этом случае расчетные сопротивления бетона сжатию и растяжению R_b и R_bt принимаются по табл. 13 при g_b2 = 0,9;

6) на действие всех нагрузок, включая нагрузки непродолжительного действия, в этом случае расчетные сопротивления бетона R_b и R_bt принимаются по табл. 13 при g_b2 = 1,1*.

* Если при учете особых нагрузок вводится дополнительный коэффициент условий работы согласно указаниям соответствующих нормативных документов (например, при учете сейсмических нагрузок), коэффициент g_b2 принимается равным единице.

Если конструкция эксплуатируется в условиях, благоприятных для нарастания прочности бетона (под водой, во влажном грунте или при влажности окружающего воздуха выше 75 %, см. п. 1.5), расчет по случаю «а» производится при g_b2 = 1,0.

При расчете прочности в стадии изготовления коэффициент g_b2 принимается равным единице.

Условие прочности должно удовлетворяться при расчете как по случаю «а», так и по случаю «б».

При отсутствии нагрузок непродолжительного действия, а также аварийных нагрузок расчет прочности производится только по случаю «а».

При наличии нагрузок непродолжительного действия или аварийных нагрузок расчет производится только по случаю «б», если выполняется условие

F_I < 0,82 F_II , (19)

где F_I — усилие (момент M_I, поперечная сила Q_I или продольная сила N_I) от нагрузок, используемых при расчете по случаю «а»; при этом в расчете сечений, нормальных к продольной оси внецентренно нагруженных элементов, момент М_I принимается относительно оси, проходящей через наиболее растянутый (или наименее сжатый) стержень арматуры;

F_II — усилие от нагрузок, используемых при расчете по случаю «б».

Допускается производить расчет только по случаю «б» и при невыполнении условия (19), принимая расчетные сопротивления бетона R_b и R_bt (при g_b2 = 1,0) с коэффициентом

g_bl = 0,9 F_II / F_I £ 1,1 . (20)

Для внецентренно сжатых элементов, рассчитываемых по недеформированной схеме, значения F_I и F_II можно определять без учета прогиба элемента.

Для конструкций, эксплуатируемых в условиях, благоприятных для нарастания прочности бетона, условие (19) приобретает вид F_I < 0,9 F_II, а коэффициент g_bl следует принимать равным g_bl = F_II / F_I.

3.2 (3.9). Расчет по прочности железобетонных элементов должен производиться для сечений, нормальных к их продольной оси, а также для наклонных к ней сечений наиболее опасного направления. При наличии крутящихся моментов следует проверить прочность пространственных сечений, ограниченных в растянутой зоне спиральной трещиной наиболее опасного из возможных направлений. Кроме того, производится расчет элементов на местное действие нагрузки (смятие бетона, в том числе под анкерами напрягаемой арматуры, продавливание, отрыв), выполняемый в соответствии с рекомендациями «Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры» (М., ЦИТП Госстроя СССР, 1986).

При напрягаемой арматуре, не имеющей сцепления с бетоном, расчет элементов по прочности производится по специальным рекомендациям.

Изгибаемые элементы

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЙ, НОРМАЛЬНЫХ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ЭЛЕМЕНТА

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

3.3 (3.11). Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда изгибающий момент действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных указанной плоскости граней элемента, должен производиться согласно пп. 3.6—3.16 в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона x = x/h₀, определяемой из соответствующих условий равновесия, и значением относительной высоты сжатой зоны бетона x_R (см. п. 3.6), при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R_s.

П р и м е ч а н и е. Если часть арматуры S с условным пределом текучести (см. п. 2.16) применяется без предварительного напряжения, то при расчете по вышеуказанным пунктам необходимо учесть следующее:

величина A_sp заменяется на A_sp1 - суммарную площадь сечения напрягаемой и ненапрягаемой арматуры S с условным пределом текучести; при этом в значении А_s учитывается только ненапрягаемая арматура с физическим пределом текучести;

предварительное напряжение s_sp в арматуре с площадью сечения A_sp1 принимается равным усредненному его значению s_sp,m = s_sp .

3.4 (3.18). Расчет изгибаемых элементов кольцевого сечения при соотношении внутреннего и наружного радиусов ³ 0,5 с арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее 6), должен производиться как и для внецентренно сжатых элементов согласно п. 3.49, принимая значение продольной силы N = 0 и подставляя вместо Ne₀ значение изгибающего момента М.

3.5. Расчет нормальных сечений, не оговоренных в пп. 33, 3.4 и 3.17, следует производить, пользуясь формулами общего случая расчета нормального сечения изгибаемого элемента согласно п. 3.18.

3.6 (3.12, 3.28). Значение определяется по формуле

, (21)

где w — характеристика сжатой зоны бетона, равная:

w = a - 0,008 R_b , (22)

здесь a — коэффициент, принимаемый равным для бетона:

тяжелого .................... 0,85

мелкозернистого (см. п. 2.1)

групп:

А...................... 0,80

Б и В ............... 0,75

легкого ...................... 0,80

Для тяжелого и легкого бетонов, подвергнутых автоклавной обработке, коэффициент a снижается на 0,05;

R_b - в МПа;

s_sR - напряжение в арматуре растянутой зоны, МПа, принимаемое равным:

для арматуры с условным пределом текучести (см. п. 2.16)

s_sR = R_s + 400 - s_sp - Ds_sp;

для арматуры с физическим пределом текучести (см. п. 2.16)

s_sR = R_s - s_sp ;

s_sR - принимается при коэффициенте g_sp < 1,0 (см. п. 1.18);

Ds_sp - напряжение, равное:

при механическом, а также автоматизированных электротермическом и электротермомеханическом способах натяжения арматуры классов A-IV, A-V и A-VI

Ds_sp = 1500 ³ 0 ,

здесь

s_sp1 - определяется при коэффициенте g_sp < 1,0 с учетом потерь по поз. 3-5 табл. 4;

при иных, кроме указанные выше .способах натяжения арматуры классов A-IV, A-V и A-VI, а также для арматуры классов В-II, Вр-II, К-7 и К-19 при любых способах натяжения Ds_sp = 0;

s_sc,u - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, МПа, принимаемое равным:

500 - при использовании коэффициента условий работы бетона g_b2 = 0,9 (см. п. 3.1);

400 - при использовании коэффициента g_b2 = 1,0 или g_b2 = 1,1.

При наличии напрягаемой и ненапрягаемой арматуры s_sR определяется по напрягаемой арматуре. При напрягаемой арматуре разных классов допускается принимать наибольшее значение s_sR.

Для некоторых классов арматуры значения x_R приведены в табл. 26 (для элементов из тяжелого бетона) и в табл. 27 (для элементов из легкого бетона и мелкозернистого бетона группы А).

Таблица 26