Конструкції будинків і споруд БЕТОННІ ТА ЗАЛІЗОБЕТОННІ КОНСТРУКЦІЇ Основні положення проектування Бамбура А.М., завідувач відділу надійності будівельних. - презентация

1 Конструкції будинків і споруд БЕТОННІ ТА ЗАЛІЗОБЕТОННІ КОНСТРУКЦІЇ Основні положення проектування Бамбура А.М., завідувач відділу надійності будівельних конструкцій ДП НДІБК, доктор техн. наук Гурківський О.Б., завідувач лабораторії надійності залізобетонних конструкцій ДП НДІБК, канд. техн. наук Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій

2

3 Метою розробки є створення нормативного документа на проектування будівельної продукції, що відповідає умовам несучої здатності, надійності і довговічності, а також усуває перешкоди між національними границями і сприяє об'єднанню з Єдиним Європейським Ринком. Таким чином, основною задачею є гармонізація національних норм з Євронормами ( EN і ENV). У нормативному документі, що розробляється, досягнуто часткового наближення до європейського стандарту EN деяких положень проектування з врахуванням існуючих у нашій країні традицій і умов, а також гарантія забезпечення відповідних вимог щодо єврокодів. У перспективі передбачена загальна уніфікація методів розрахунку і проектування будинків і споруд з бетону і залізобетону відповідно до Еврокоду–2 у форматі європейського стандарту EN. Запропонований підхід передбачає деякий період адаптації, протягом якого всі сторони будівельного процесу одержать досвід роботи з Європейськими стандартами без радикальних змін в існуючій практиці. Положення, що включені в норми, базуються на національному досвіді і беруть до уваги тип продукції, умови виробництва, необхідну точність і т.п. Однак, усі вони повинні гарантувати безпеку. Основною принциповою відмінною рисою норм, що розроблюються, є повний перехід на деформаційні методи розрахунку. Основною перевагою діючих нині норм (СНиП) виступає їхня простота, яка базується переважно на емпіричних методах розрахунку, що призвело до втрати фізичного смислу розрахунків. Однак, з огляду на широку компютеризацію розрахунків, ця перевага втратила свою актуальність. Використання компютерів дозволяє проектувати складні конструктивні системи враховуючи геометричну і фізичну нелінійність при складних силових і деформаційних впливах. Методи загальної теорії залізобетону дозволяють досить точно оцінити не тільки напружено-деформований стан залізобетонної конструкції, але і її несучу здатність у цілому. Інші методи розрахунку в багатьох випадках не можуть дати достовірних результатів оцінювання як у кількісному, так і в якісному відношенні.

4 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Структура У нормах розглядаються наступні питання: 1. Загальні положення. 2. Основи проектування. 3. Матеріали. 4. Довговічність та захисний шар бетону для арматури. 5. Розрахунок конструкцій. 6. Граничні стани за несучою здатністю (Перша група). 7. Граничні стани за придатністю до експлуатації (Друга група). 8. Основні правила конструювання елементів з використанням звичайної і попередньо напруженої арматури. 9. Особливі правила конструювання конструкцій. 10. Додаткові вимоги до збірних залізобетонних елементів і конструкцій. 11. Залізобетонні конструкції з бетонів конструкційних легких. 12. Конструкції із неармованого і мало армованого бетону.

5 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Нові позначення

6 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Нові позначення

7 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Основи проектування. Основні вимоги Основні вимоги Проектування залізобетонних конструкцій повинно здійснюватися у відповідності до загальних положень встановлених у ДБН В Положення цих норм поширюються на проектування бетонних і залізобетонних конструкцій будівель і споруд різного призначення, що експлуатуються в кліматичних умовах України Додаткові положення, наведені у цьому розділі для залізобетонних конструкцій, також повинні застосовуватися Вважається, що для залізобетонних конструкцій повинні задовольнятися основні вимоги, які застосовуються у поєднанні з наступним: -проектування за граничними станами у поєднанні з забезпеченістю надійності будівлі чи споруди протягом усього терміну експлуатації відповідно до вимог ДБН В ; -навантаженнями та впливами згідно з ДБН В ; -сполученнями навантажень та впливів згідно з ДБН В ; -опором, довговічністю і придатністю до експлуатації згідно з ДБН В Бетонні та залізобетонні конструкції усіх типів повинні задовольняти вимогам: - несучої здатності, довговічності та експлуатаційної придатності згідно з цими нормами, а також додатковим вимогам, які визначають у завданні на проектування; - пожежної безпеки згідно з ДБН В та ДБН В Для забезпечення вимог безпеки конструкції повинні мати такі початкові властивості, щоб з необхідним ступенем надійності для різних розрахункових ситуацій у процесі будівництва і експлуатації будівель та споруд була виключена можливість руйнування будь-якого характеру або порушення експлуатаційної придатності, пов'язаного із спричиненням шкоди для життя або здоров'я людини, майна або навколишнього середовища.

8 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Основи проектування. Основні вимоги Безпека, експлуатаційна придатність, довговічність бетонних і залізобетонних конструкцій та інші встановлені завданням на проектування вимоги повинні бути забезпечені дотриманням: - вимог до бетону та його складових; - вимог до арматури; - вимог до розрахунків конструкцій; - технологічних вимог; - вимог щодо експлуатації; - вимог щодо межі вогнестійкості конструкцій. Вимоги стосовно навантажень та впливів, межі вогнестійкості, непроникності, морозостійкості, граничних показників деформацій (прогинів, переміщень, амплітуди коливань), розрахункових значень температури зовнішнього повітря та відносної вологості оточуючого середовища, із захисту будівельних конструкцій від впливу агресивних середовищ тощо, встановлюють відповідно до чинних нормативних документів При проектуванні надійність бетонних і залізобетонних конструкцій встановлюють згідно з напівімовірнісним методом розрахунку шляхом використання розрахункових значень навантажень і впливів, розрахункових характеристик бетону і арматури (або конструкційної сталі), які визначають за допомогою відповідних коефіцієнтів надійності до характеристичних значень цих величин з урахуванням рівня відповідальності будівель та споруд. Значення показників навантажень та впливів, значення коефіцієнтів надійності для навантажень, а також коефіцієнтів що приймаються з урахуванням призначення будівлі, споруди та конструкції встановлюють відповідними нормативними документами на будівельні конструкції. Розрахункові значення навантажень та впливів приймають в залежності від виду розрахункового граничного стану та розрахункової ситуації. Рівень надійності розрахункових значень характеристик матеріалів встановлюють у залежності від розрахункової ситуації та від небезпеки досягнення відповідного граничного стану і регулюють значенням коефіцієнтів надійності для бетону і арматури (або конструкційної сталі).

9 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Основи проектування. Основні вимоги Загальні вимоги до розрахунків Розрахунок бетонних і залізобетонних конструкцій слід виконувати за граничними станами, як правило, з урахуванням класу відповідальності будівель і споруд та категорій відповідальності конструктивних елементів, встановлених відповідними нормативними документами, мінливості властивостей матеріалів, навантажень та впливів, геометричних характеристик, строку експлуатації і умов роботи конструкцій Розрахунок бетонних і залізобетонних конструкцій слід виконувати за граничними станами першої та другої груп Розрахунок бетонних і залізобетонних конструкцій слід виконувати на базі розрахункових ситуацій, які характеризуються розрахунковою схемою (моделлю) конструкції та відповідними до ситуації сполучення навантажень і впливів, включаючи вплив навколишнього середовища. Розрахункова модель та основні передумови розрахунку конструкцій повинні відображати дійсні умови їхньої роботи (положення у складі системи будівель і споруд, фізичної та геометричної нелінійностей, характер тріщиноутворення тощо), які відповідають граничному стану, що розглядається. Розрахункові значення навантажень та впливів слід приймати за відповідними нормативними документами, виходячи з розгляду граничного стану Як основний метод розрахунку бетонних і залізобетонних конструкцій слід використовувати метод перерізів (нормальних, похилих, просторових) з урахуванням реальних властивостей матеріалів. За відповідним обґрунтуванням розрахунок допускається виконувати на основі: - спеціально розроблених і виконаних теоретичних і (або) експериментальних досліджень на моделях або натурних конструкціях; - числового методу, який ґрунтується на методі кінцевих елементів; - методів розрахунку на основі повного імовірнісного розрахунку за наявності достатніх даних про мінливість основних факторів, які містять розрахункові залежності та відповідного обґрунтування точності розрахункового апарату Зусилля, напруження і деформації від зовнішніх навантажень та впливів оточуючого середовища в бетонних і залізобетонних конструкціях та в системах будівель і споруд слід визначати за загальними правилами будівельної механіки з урахуванням фізичної та геометричної нелінійності роботи конструкції у системі. В статично невизначених конструкціях необхідно ураховувати перерозподіл зусиль в елементах системи внаслідок нелінійних деформацій бетону і арматури та процесів тріщиноутворення за граничним станом, що розглядається Розрахунок бетонних і залізобетонних конструкцій у загальному випадку слід виконувати з використанням діаграм стану (деформування) бетону і арматури, які встановлюють зв'язок між нормальними напруженнями та відносними поздовжніми деформаціями у разі короткочасного або тривалого одноразового осьового стиску (розтягу) та деформаційного методу.

10 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Основи проектування. Основні вимоги Безпека, експлуатаційна придатність, довговічність бетонних і залізобетонних конструкцій та інші встановлені завданням на проектування вимоги повинні бути забезпечені дотриманням: - вимог до бетону та його складових; - вимог до арматури; - вимог до розрахунків конструкцій; - технологічних вимог; - вимог щодо експлуатації; - вимог щодо межі вогнестійкості конструкцій. Вимоги стосовно навантажень та впливів, межі вогнестійкості, непроникності, морозостійкості, граничних показників деформацій (прогинів, переміщень, амплітуди коливань), розрахункових значень температури зовнішнього повітря та відносної вологості оточуючого середовища, із захисту будівельних конструкцій від впливу агресивних середовищ тощо, встановлюють відповідно до чинних нормативних документів При проектуванні надійність бетонних і залізобетонних конструкцій встановлюють згідно з напівімовірнісним методом розрахунку шляхом використання розрахункових значень навантажень і впливів, розрахункових характеристик бетону і арматури (або конструкційної сталі), які визначають за допомогою відповідних коефіцієнтів надійності до характеристичних значень цих величин з урахуванням рівня відповідальності будівель та споруд. Значення показників навантажень та впливів, значення коефіцієнтів надійності для навантажень, а також коефіцієнтів що приймаються з урахуванням призначення будівлі, споруди та конструкції встановлюють відповідними нормативними документами на будівельні конструкції. Розрахункові значення навантажень та впливів приймають в залежності від виду розрахункового граничного стану та розрахункової ситуації. Рівень надійності розрахункових значень характеристик матеріалів встановлюють у залежності від розрахункової ситуації та від небезпеки досягнення відповідного граничного стану і регулюють значенням коефіцієнтів надійності для бетону і арматури (або конструкційної сталі).

11 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Основи проектування. Розрахунок за граничними станами 2.2 Принципи розрахунку за граничними станами Розрахунок залізобетонних конструкцій за несучою здатністю при дії згинального моменту і повздовжніх сил слід виконувати на основі розрахункової моделі нормального перерізу з використанням деформаційного методу. За критерій появи граничного стану, що розглядається, приймають досягнення деформаціями стиснутого бетону або розтягнутої арматури у перерізі граничних значень відносних деформацій ε cu й ε su з відповідних діаграм їх стану. Розрахунок треба виконувати на основі рівнянь рівноваги зовнішніх і внутрішніх зусиль у нормальному перерізі, умов деформування нормального перерізу, діаграм стану бетону і арматури. Як умову рівноваги у розрахунках нормальних перерізів слід приймати рівняння рівноваги згинальних моментів і поздовжніх сил від зовнішніх і внутрішніх зусиль у бетоні та арматурі у нормальному перерізі, що розглядається. Лінійний розподіл поздовжніх деформацій бетону і арматури по висоті перерізу є умовою деформування нормального перерізу. Напруження в бетоні та арматурі слід визначати за відповідними діаграмами станів за сумарними деформаціями від усіх видів впливів, включаючи початкові (усадка, попереднє напруження тощо) та зовнішніх Розрахунок несучої здатності залізобетонних конструкцій у разі сумісної дії згинальних моментів та поперечних сил слід виконувати на осинові загальної деформаційної моделі, використовуючи: - рівняння рівноваги для залізобетонного елемента в умовах плоского напруженого стану; - рівняння сумісності деформацій для залізобетонного елемента в умовах плоского напруженого стану; - діаграми деформування бетону для плоского напруженого стану; - діаграми деформування арматури з урахуванням поздовжньо-поперечного згину; - залежності, які пов'язують дотичні напруження та переміщення у перерізі, що проходить по похилій тріщині Розрахунок несучої здатності залізобетонних конструкцій у разі дії крутних моментів та згину треба виконувати на основі розрахункової просторової моделі (моделях) руйнування залізобетонного елемента у просторовому перерізі, що розглядається (модель просторового перерізу). Під час розрахунку мають бути розглянуті усі можливі положення просторової тріщини та стиснутої зони над нею по відношенню до граней елемента. Розрахунок міцності залізобетонних конструкцій за просторовими пере-різами у загальному випадку треба виконувати на основі рівнянь рівноваги у просторовому перерізі та умов деформування конструкції або її частин, розділених просторовим перерізом (перерізами).

12 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Основи проектування. Розрахунок за граничними станами 2.2.3Розрахунок бетонних і залізобетонних конструкцій за граничними станами другої групи Розрахунок бетонних і залізобетонних конструкцій за граничними станами другої групи містить в собі розрахунки: - за утворенням тріщин; - за розкриттям тріщин; - за деформаціями (прогинами, кутами повороту, переміщеннями, коливаннями) Розрахунок залізобетонних конструкцій за утворенням тріщин, нормальних до поздовжньої осі, виконують у разі дії згинальних моментів і поздовжніх сил на основі розрахункової моделі нормального перерізу, приймаючи за критерій утворення тріщини досягнення деформаціями крайнього розтягнутого волокна бетону в перерізі, що розглядається граничних значень ε ctu з відповідної діаграми стану. При цьому, розрахунок слід виконувати на основі рівнянь рівноваги зовнішніх і внутрішніх зусиль у нормальному перерізі, умов деформування нормального перерізу, діаграми стану бетону та арматури. Напруження в арматурі та бетоні слід визначати за відповідними діаграмами станів згідно з сумарними деформаціями від усіх видів впливів, включаючи початкові (усадка, попереднє напруження тощо) та зовнішні. Розрахунок залізобетонних конструкцій за утворенням тріщин, нормальних до поздовжньої осі, допускається виконувати з використанням діаграми стану бетону як ідеального пружно- пластичного матеріалу, приймаючи за критерій утворення тріщин досягнення деформаціями крайнього розтягнутого волокна бетону в перерізі, що розглядається, граничних значень з відповідної діаграми для граничних станів другої групи Розрахунок залізобетонних конструкцій за утворенням тріщин, похилих до поздовжньої осі, виконують у разі дії поперечних сил і крутних моментів на основі розрахункової моделі (моделей) похилого перерізу, приймаючи за критерій утворення тріщин досягнення відносних граничних значень деформацій у розтягнутому бетоні ε ctu з відповідної діаграми граничних станів другої групи Розрахунок залізобетонних конструкцій за утворенням тріщин, нормальних і похилих до поздовжньої осі, при дії багаторазово повторного навантаження слід виконувати на основі реальних моделей нормальних і похилих перерізів, приймаючи за критерій утворення тріщин досягнення у крайньому розтягнутому волокні бетону відносних граничних значень деформацій ε ctu з відповідної діаграми граничних станів другої групи при відповідному напруженому стані з урахуванням коефіцієнтів умов роботи Розрахунок за розкриттям тріщин, нормальних до поздовжньої осі конструкції, виконують у разі дії згинальних моментів і поздовжніх сил на основі розрахункової моделі нормального перерізу, приймаючи за розрахункове максимальне значення ширини розкриття тріщини, на рівні осі стрижня нижнього ряду поздовжньої розтягнутої арматури. Напруження у поздовжній арматурі у перерізі слід визначати, виходячи з рівнянь рівноваги згинальних моментів і поздовжніх сил від зовнішніх навантажень і внутрішніх зусиль у перерізі, що розглядається, умови деформування нормального перерізу у вигляді лінійного розподілення за висотою перерізу середніх відносних деформацій бетону і арматури, а також не-пружних деформацій бетону та тривалості дії навантаження.

13 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Основи проектування. Розрахунок за граничними станами Деформації залізобетонних конструкцій (прогини, кути нахилу, переміщення і коливання) слід визначати за формулами будівельної механіки за значеннями кривизни, відносних деформацій або за інших жорсткістних параметрів конструкцій, обчислених за деформаційним методом з урахуванням наявності тріщин і нелінійних деформацій бетону і арматури. При цьому, величину кривизни і деформацій обчислюють від їх початкового стану, а за наявності попереднього напруження – від стану до обтиску. Кривизну і поздовжні деформації у напрямку поздовжньої осі залізобетонних конструкцій, слід визначати на основі єдиної з розрахунком за розкриттям тріщин (згідно з 5.4.4) розрахункової моделі нормального перерізу, виходячи з лінійного розподілу деформацій за висотою перерізу, що розглядається, середніх деформацій бетону і арматури на довжині ділянки між тріщинами, якщо такі утворилися. Напруження (деформації) у бетоні і арматурі в нормальному перерізі слід визначати, виходячи з рівнянь рівноваги моментів і поздовжніх сил від зовнішніх навантажень і внутрішніх зусиль у перерізі, що розглядається, умови деформування перерізу у вигляді лінійного розподілу середніх деформацій за висотою, діаграм стану бетону і арматури, а також з урахуванням тривалої дії навантаження Розрахунок бетонних і залізобетонних конструкцій (стержневих, плоских, об'ємних) допускається виконувати методом скінчених елементів (МСЕ). Матрицю жорсткості скінчених елементів слід формувати на основі загальних моделей деформування та міцності бетону і залізобетону при різних напружених станах конструкцій. Особливості деформування та руйнування конструкцій з різним видом напружених станів слід ураховувати у фізичних співвідношеннях, які відображають зв'язок відносних деформацій та напружень Розрахунок масивних бетонних і залізобетонних конструкцій допускається виконувати методом теорії пружності з використанням блочної моделі. Як критерій вичерпання несучої здатності та тріщиностійкості масивних бетонних і залізобетонних конструкцій слід приймати умову досягнення деформаціями їх відповідних граничних значень (граничних деформацій ε cu ε ctu та ε u ). У разі використання блочних моделей слід розглядати систему блоків, розділених нормальними або похилими тріщинами та контактуючих між собою через бетон стиснутої зони і арматуру розтягнутої зони.

14 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій 2.3 Основні змінні Навантаження та впливи навколишнього середовища Загальні положення Навантаження та впливи, що застосовуються при проектуванні, можна класифікувати за відповідними частинами ДБН В та ДБН В Під час розрахунку конструкцій необхідно розглядати навантаження та впливи навколишнього середовища які наведені в Температурні впливи Нерівномірні осідання, переміщення Попереднє напруження Властивості матеріалів і виробів Усадка і повзучість Усадка і повзучість бетону являються характеристиками, що залежать від часу. Їхні впливи, як правило, потрібно ураховувати для перевірки граничних станів за придатністю до експлуатації Для граничних станів першої групи впливи усадки і повзучості потрібно ураховувати тільки у разі, якщо вони є суттєвими При урахуванні повзучості її розрахунковий вплив потрібно оцінювати для сполучення квазіпостійних впливів, незалежно від розрахункового випадку, що розглядається, наприклад, довготривалий, короткотривалий чи аварійний. Примітка. У більшості випадків, впливи повзучості можна оцінювати при постійних навантаженнях і середній величині попереднього напруження Деформації бетону Наслідки деформації, спричиненої температурою, повзучістю і усадкою, потрібно ураховувати у розрахунках Вплив цих дій, як правило, ураховується через дотримання правил застосування даних норм. Також необхідно дотримуватися наступних правил: -мінімізувати деформації і утворення тріщин, спричинених початковими переміщеннями, повзучістю і усадкою, шляхом підбору складу бетонної суміші; -мінімізувати обмеження деформацій шляхом відповідного обладнання опор і з'єднань; -при наявності обмежень забезпечувати урахування їхнього впливу при проектуванні Для конструкцій будівель, впливи температури і усадки можна не ураховувати у загальному розрахунку при умові, що з'єднання здійснюються на певній мінімально допустимій відстані, яка забезпечує розподіл кінцевих деформацій.

15 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Основні змінні

16 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Величина коефіцієнта γ с призначена, виходячи із значення коефіцієнта варіації міцності бетону на стиск 13,5 %, на розтяг γ ct – 15 %, для сталі γs – від 7 до 10 %. При відповідному контролі якості можна приймати фактичні коефіцієнти варіації, що не охоплені конкретними положеннями цих норм Значення коефіцієнтів надійності для матеріалів при перевірці граничного стану за придатністю до експлуатації повинні прийматися такими, що дорівнюють вказаним значенням у конкретних положеннях цих норм Сполучення навантажень та впливів Загальні параметри сполучення навантажень та впливів для граничних станів першої та другої груп наведені у ДБН В До конструкції необхідно прикладати меншу або більшу розрахункову величину (залежно від того, яке значення діє несприятливо) кожного постійного навантаження чи впливу. 2.5Проектування з використанням випробувань Проектування конструкцій або елементів може супроводжуватися випробуваннями. 2.6Додаткові вимоги для основ 2.6.1У випадках, коли характер взаємодії «основа-споруда» значно впливає на результат впливів у споруді, необхідно ураховувати властивості ґрунту і вплив взаємодії згідно з чинними нормативними документами Якщо можливі нерівномірні осідання, то їхній вплив на результат дій у конструкції потрібно перевіряти Залізобетонні фундаменти потрібно конструювати з урахуванням вимог чинних нормативних документів У відповідних випадках розрахунок повинен охоплювати впливи таких явищ як просідання, здимання, замерзання, відтавання, ерозію тощо.

17 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Матеріали. Бетон 3.1.2Міцність Міцність бетону на стиск визначається через класи міцності бетону С, які пов'язані з характеристичною кубиковою міцністю ƒ ck,cube, гарантованою з 95 % - ою імовірністю Класи міцності у даних нормах ґрунтуються на характеристичній кубиковій міцності ƒ ck,cube, визначеній на 28 добу з максимальним значенням С max = С50/60 і з статистичною забезпеченістю 0,95. До накопичення достатньої для нормування бази даних щодо фізико-механічних характери-тик бетону класів С55/70 – С100/115, використання їх в практиці проектування та будівництва можливе за умови виконання експериментальних досліджень, виконаних базовою організацією з науково-технічної діяльності згідно затвердженої міністерством програми Характеристичні значення міцності ƒ ck,cube і відповідні механічні характеристики бетону, необхідні для проектування, наведені у таблиці У певних випадках (наприклад, попереднє напруження) доцільно визначати міцність бетону на стиск у віці до або після 28 діб, на основі випробування зразків, що зберігались в умовах, відмінних від визначених за ГОСТ Міцність бетону на розтяг ґрунтується на найбільших напруженнях, що виникають при розтязі і може бути визначена через клас його міцності У разі визначенні опору на розтяг через міцність на розтяг при розколюванні ƒ ct,sp, відповідне значення осьової міцності на розтяг ƒ ct може прийматись як: ƒ ct = 0,9 ƒ ct,sp.

18 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Матеріали. Бетон

19 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Матеріали. Бетон

20 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Матеріали. Бетон

21 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Матеріали. Бетон

22 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Матеріали. Бетон

23 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Матеріали. Арматура 3.2 Арматура Вимоги до характеристик арматури застосовуються як до матеріалу, розміщеного у бетоні Якщо використовуються інша арматура, не регламентована ДСТУ 3760 та ДСТУ ЕNV 10080, то її характеристики потрібно перевіряти на відповідність 3.2.2… Арматуру для залізобетонних конструкцій поділяють на такі види: -гарячекатану гладку та періодичного профілю з постійною та змінною висотою виступів (відповідно кільцевої та серповидної форми) діаметром від 3 мм до 40 мм; -термомеханічно зміцнену періодичного профілю з постійною та змінною висотою виступів (відповідно, кільцевої та серповидної форми) діаметром від 6 мм до 40 мм; - холодно деформовану періодичного профілю, діаметром мм; -арматурні канати діаметром від 6 мм до 15 мм; Основним показником якості арматури, який встановлюється при проектуванні, є клас арматури за міцністю на розтяг, який позначають: - А – для гарячекатаної та термомеханічно зміцненої арматури; - В – для холоднодеформованої арматури; - К – для арматурних канатів Для ненапружених конструкцій, які проектують у відповідності до вимог цих норм, слід передбачати арматуру: -гладку класу А240С; -періодичного профілю класів А400С, А500С, В500. Для ненапружених залізобетонних конструкцій арматуру, яку встановлюють відповідно до розрахунку, слід переважно приймати періодичного профілю класів А400С і А500С, а також арматуру класу В500 у зварних сітках і каркасах. При обґрунтуванні економічної доцільності допускається використовувати арматуру більш високих класів Для напружених залізобетонних конструкцій слід використовувати стрижні та канати класів А600, А600С, А600К, А800, А800К, А800СК, А1000, К-7 та проволоку класів В, Вр.

24 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Матеріали. Арматура Характеристики Характер роботи арматурної сталі визначається наступними характеристиками: -характеристичне значення міцності на межі текучості (ƒ yk або ƒ0,2k); -максимальна фактична міцність на межі текучості (ƒ y, max); -міцність при розтягу (ƒ t ); -пластичність (ε uk i ƒ t /f yk ); -гнучкість; -властивості зчеплення (ƒ R ); -розміри перерізу і допуски; -опір на втомленість; -зварюваність; -міцність на зсув та міцність зварювання для зварних сіток і решіткових блоків. Примітка. Характеристики і правила використання стрижнів періодичного профілю у збірних залізобетонних виробах наведені у відповідних стандартах на ці вироби Правила цих норм при застосуванні в розрахунках і конструюванні справедливі для визначеного діапазону міцності на межі текучості, ƒ yk = МПа Характеристики поверхні стрижні періодичного профілю повинні бути такими, щоб забезпечити достатнє їх зчеплення з бетоном Міцність Міцність на межі текучості f yk (або 0,2 % - а умовна межа текучості) і міцність на розтяг f tk, визначаються, відповідно, як характеристичне значення навантаження, при якому відбувається текучість арматури, або характеристичне максимальне навантаження, при безпосередньому її осьовому розтязі, віднесених до номінальної площі поперечного перерізу.

25 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Матеріали. Арматура

26 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Матеріали. Арматура Характеристичні та розрахункові значення міцності та деформаційних характеристик арматури Основними показниками міцності та деформативності арматури є характеристичні значення їх міцністних і деформаційних характеристик. Основною характеристикою опору арматури при розтягу (стиску) є характеристичні значення опору f уk, яке дорівнює значенню фізичної межі текучості або умовної, що відповідає залишковому видовженню (скороченню) у 0,2 %, f0,2k. Крім того, характеристичне значення міцності арматури при стиску обмежують значеннями, які відповідають величинам граничних відносних деформацій скорочення бетону, який оточує стиснуту арматуру, що розглядається Встановлені такі основні деформаційні характеристики арматури: -модуль пружності арматури Е s ; -відносні деформації видовження арматури εs1 при досягненні напруженнями міцності ƒ yk ; - граничні деформації арматури ε su Як узагальнену характеристику механічних властивостей арматури слід приймати діаграму стану (деформування) арматури, яка встановлює зв'язок між напруженнями σ s та відносними деформаціями ε s арматури у разі короткочасного одноразового прикладання навантаження (згідно зі стандартними випробуваннями) до руйнування. Діаграми стану арматури при розтязі та стиску приймають однаковими за виключенням випадків, коли розглядають роботу арматури, у якої раніше були непружні деформації протилежного знаку. Характер діаграми «напруження- деформації» арматури встановлюють у залежності від її виду Розрахункові значення опору арматури визначають діленням нормативних значень міцності арматури на коефіцієнт надійності γ s. Значення коефіцієнта надійності γ s слід приймати у залежності від класу арматури та граничного стану, що розглядається, але не менше ніж наведені в таблиці Розрахункові значення модуля пружності арматури Е s приймають таким, що дорівнює їхній нормативній величині Вплив характеру навантаження, оточуючого середовища, напруженого стану арматури, технологічних факторів та інших умов роботи, які не ураховують безпосередньо у розрахунках, слід ураховувати коефіцієнтом умов роботи арматури γ sі.

27 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Матеріали. Арматура

28 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Довговічність та захисний шар бетону

29 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Довговічність та захисний шар бетону

30 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Довговічність та захисний шар бетону

31 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Довговічність та захисний шар бетону

32 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Розрахунок конструкцій 5.4 Нелінійний розрахунок 5.4.1При визначенні зусиль у конструкціях, як правило, потрібно використовувати нелінійні методи розрахунку за обома групами граничних станів при забезпеченні умов рівноваги і сумісності деформацій та урахуванні нелінійного характеру роботи матеріалів. Розрахунок потрібно виконувати на дію або впливи першого чи другого порядку При граничному стані потрібно перевіряти здатність розрахункового поперечного перерізу сприймати будь-які передбачені розрахунком зусилля з відповідним урахуванням невизначеностей Для конструкцій, що зазнають дії, переважно, статичних навантажень, впливом попередніх навантажень, зазвичай, можна знехтувати та припускати, що зростання інтенсивності дій відбувається монотонно При застосуванні нелінійного методу розрахунку використовуються характеристики матеріалів, які відображаються реальними діаграмами деформування бетону і арматури. Потрібно застосовувати тільки такі методики розрахунку, які є справедливими у відповідних межах і підтверджуються експериментом Для гнучких конструкцій, у яких не можна знехтувати впливами другого порядку, необхідно враховувати вплив поздовжнього прогину на їх несучу здатність.

33 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Розрахунок конструкцій 5.5Лінійно-пружний розрахунок 5.5.1Визначення зусиль при відповідному обґрунтуванні можна виконувати за лінійно-пружним розрахунком елементів на основі загальних правил будівельної механіки для першого і другого граничних станів Для визначення впливу дій лінійний розрахунок можна виконувати за припущеннями: (і) відсутності тріщин у перерізах; (іі) близької до лінійної залежності «напруження-деформації»; (ііі) відповідності величини модуля пружності розрахунковій ситуації Для урахування температурної деформації, осідання і дії усадки при граничному стані за несучою здатністю і стійкістю можна приймати знижену жорсткість, що відповідає перерізу з тріщинами, нехтуючи жорсткістю на розтяг, але ураховуючи вплив повзучості. При граничному стані за придатністю до експлуатації (SLS) необхідно розглядати поступовий розвиток тріщин. 5.6Лінійно-пружний розрахунок з обмеженим перерозподілом При лінійно-пружному розрахунку з обмеженим перерозподілом необхідно враховувати вплив перерозподілу моментів. Пластичність у критичних перерізах повинна бути достатньою для того, щоб передбачений механізм міг реалізуватися. Розрахунок з урахуванням пластичних деформацій повинен ґрунтуватись або на методі нижньої границі (статичному), або на методі верхньої границі (кінематичному) Розрахунок балок, рам і плит з урахуванням пластичних деформацій може виконуватись для граничних станів без здійснення безпосередньої перевірки граничного повороту перерізу за умови, що виконується вимога

34 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Розрахунок конструкцій 5.7 Розрахунок впливів другого порядку при стиску Загальні положення Цей підрозділ стосується елементів і конструкцій, характер роботи яких суттєво залежить від впливів другого порядку (наприклад, колони, пілони, стіни, палі, арки та оболонки). Загальні впливи другого порядку можуть проявлятись і у конструкціях з гнучкою в'язевою системою Якщо ураховуються впливи другого порядку то рівновага і опір конструкції потрібно перевіряти у деформованому стані. Деформації потрібно визначати з урахуванням відповідного впливу тріщиноутворення, нелінійних властивостей матеріалів і повзучості. Примітка. При розрахунку з припущенням лінійного характеру роботи матеріалів, ці впливи можна ураховувати шляхом зниження характеристик жорсткості У відповідних випадках, розрахунок повинен ураховувати вплив гнучкості прилеглих елементів і фундаментів (взаємодія «основа-споруда») Впливами другого порядку можна знехтувати, якщо вони разом становлять менше, ніж 10 % відповідних впливів першого порядку Повзучість Вплив повзучості потрібно ураховувати при розрахунку впливів другого порядку з обов'язковим розглядом як загальних умов щодо повзучості (див ), так і тривалості сполучень різних навантажень, що розглядаються Методи розрахунку Методи розрахунку охоплюють загальний метод, що ґрунтується на нелінійному розрахунку другого порядку (див ), і наступні два спрощені методи, що ґрунтуються: (а) на номінальній жорсткості; (b) на номінальній кривизні Загальний метод Загальний метод ґрунтується на нелінійному розрахунку включно з геометричною нелінійністю, тобто впливами другого порядку. Застосовуються загальні правила нелінійного розрахунку Необхідно застосовувати графіки «напруження-деформації» бетону і арматурної сталі, які придатні для загального розрахунку. Потрібно ураховувати вплив повзучості Величину граничного навантаження можна отримати безпосередньо із розрахунку на основі використання розрахункових залежностей «напруження- деформації» для бетону і арматурної сталі, наведених у 3.1.5, (вирази (3.4) та (3.5)), рисунках (3.1, 3.6) і у (рисунок 3.8) та деформаційного методу розрахунку. При цьому, для визначення величини k в виразі (3.4) величини f cm замінюється розрахунковою міцністю на стиск f cd, а Е сm замінюється на Е сd При відсутності більш точних моделей повзучість може бути урахована шляхом множення усіх величин деформацій за графіком «напруження-деформації» бетону на коефіцієнт (1+ φ еf )

35 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Розрахунок конструкцій

36 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Розрахунок конструкцій

37 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Перша група граничних станів

38 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Перша група граничних станів

39 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Перша група граничних станів

40 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Перша група граничних станів

41 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Перша група граничних станів

42 Новий нормативний документ з розрахунку залізобетонних конструкцій Друга група граничних станів