Конструкции без напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84), часть 15

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8
• часть 9
• часть 10
• часть 11
• часть 12
• часть 13
• часть 14
• часть 15
• часть 16
• часть 17
• часть 18
• часть 19
• часть 20

где

(314)

где  — кривизны соответственно на опоре, на расстоянии от опоры, на расстоянии от опоры и в середине пролета; значения кривизн подсчитываются со своими знаками согласно эпюре кривизн.

В остальных случаях прогиб в середине пролета рекомендуется определять по формуле (294).

Входящие в формулы (311) ¾ (314) значения кривизн определяются по формулам (271), (272), (282), (286), (309) и (310) при наличии трещин в растянутой зоне и по формулам (269) и (270) — при их отсутствии.

Для сплошных плит толщиной менее 250 мм необходимо учитывать указания п. 4.24.

4.30. Для коротких элементов (l /h < 10) постоянного сечения, работающих как свободно опертые балки, прогиб вычисляется согласно п. 4.29 и умножается на коэффициент P_q , учитывающий влияние деформаций сдвига. Коэффициент P_q определяется по формуле

(315)

где j _q = 0,5 — при отсутствии как нормальных, так и наклонных трещин, т.е. при выполнении условий (233) и (248) ;

j _q = 1 ,5 — при наличии нормальных или наклонных трещин;

р_m  — см. табл. 35.

Примеры расчета

Пример 57 . Дано: железобетонная плита перекрытия гражданского здания прямоугольного сечения размерами h = 120 мм, b = 1000 мм, h_o = 105 мм; пролет l = 3,1 м; бетон тяжелый класса В25 (E_b = 2,7× 10⁴ МПа; R_bt.ser = 1,6 МПа); растянутая арматура класса А-II (Е_s = 2,1× 10⁵ МПа), площадь ее поперечного сечения А_s = 393 мм² (5 Æ 10) ; полная равномерно распределенная нагрузка q_tot = 7 кН/м, в том числе ее часть от постоянных и длительных нагрузок q_l = 6 кН/м; прогиб ограничивается эстетическими требованиями.

Требуется рассчитать плиту по деформациям.

Расчет. Определим необходимость расчета плиты по деформациям согласно п. 4.27:

Из табл. 33 по ma = 0,029 и j _f = j _ft = 0 находим l _lim = 21. Так как h < 250 мм, то l _lim корректируем путем деления на коэффициент Тогда

Учитывая примечание к п. 4.27 (случай «а»), имеем

Поскольку - расчет по деформациям необходим.

Определим кривизну в середине пролета от действия момента М_l (так как прогиб ограничивается эстетическими требованиями).

Принимаем без расчета, что элемент имеет трещины в растянутой зоне, в связи с чем кривизну определим по формуле (309).

Из табл. 34 по ma = 0,028 и j _f = j _ft = 0 находим значения j ₁ = 0,393 и j ₂ = 0,10, соответствующие продолжительному действию нагрузки.

Прогиб определим согласно п. 4.29а, принимая, согласно табл. 35, :

Так как h < 250 мм, полный прогиб равен f = 13,5 × 1,23 = 16,6 мм, что больше предельно допустимого прогиба (см. табл. 2).

Поскольку m = 0,00375 < 0,005, согласно п. 4.296 уточним значение f по формуле (312). Для этого вычислим величины и M_crc .

Так как рассчитывается слабоармированный элемент (m < 0,01), I_red и М_crc определим как для бетонного сечения (см. пп. 4.2 и 4.3):

j _b1 = 0,85 (как для тяжелого бетона);

Коэффициент р_{сr с} определим по табл. 36 при

.

С учетом поправки на малую высоту сечения (h < 250 мм) f = 9,84× 1,23 = 12,1 мм, что меньше предельно допустимого прогиба f = 15,5 × мм.

Поскольку l /h > 10, влиянием деформаций сдвига пренебрегаем.

Пример 58: Дано: ригель перекрытия общественного здания прямоугольного сечения размерами b = 200 мм, h = 600 мм; a = 80 мм; пролет ригеля l = 4,8 м; бетон тяжелый класса В25 (Е_b = 2,7 ´ 10⁴ МПа; R_bt,ser = 1,6 МПа); рабочая арматура класса А-III (E_s = 2 × 10⁵ МПа), площадь ее поперечного сечения А_s = 2463 мм (4 Æ 28); полная равномерно распределенная нагрузка q_tot = 85,5 кН/м, в том числе ее часть от постоянных и длительных нагрузок q_l = 64 кН/м; прогиб ограничивается эстетическими требованиями; влажность воздуха в помещении свыше 40 %.

Требуется рассчитать ригель по деформациям.

Расчет. Определим необходимость расчета по деформациям согласно п. 4.27.

h_o = 600   80 = 520 мм ;

Так как l /h = 4,8/0,6 = 8 < 10, необходимо учитывать влияние деформаций сдвига на прогиб элемента: l /h_o = 4,8/0,52 = 9,3. По табл. 33 при ma = 0,176 и j _f = j _ft = 0 находим l _{li m} = 8.

т. е. расчет по деформациям необходим.

Поскольку m = 0,238 > 0,005, согласно п. 4.1 кривизну определим с учетом наличия трещин в растянутой зоне. Так как прогиб ограничивается эстетическими требованиями, расчет производим на действие момента М_l . Кривизну в середине пролета вычислим по формуле (309).

По табл. 34 при ma = 0,176 и j _f = j _ft = 0 находим j ₁ = 0,206 и j ₂ = 0.

Полный прогиб определим согласно пп. 4.29а и 4.30 с учетом влияния деформаций сдвига. Согласно табл. 35,

т. е. прогиб ригеля меньше предельно допустимого (см. табл. 2).

Пример 59. Дано: железобетонная плита покрытия с расчетным пролетом 5,7 м; размеры поперечного сечения (для половины сечения плиты) — по черт. 89; бетон легкий класса В25 (R_b,ser = 18,5 МПа; R_bt,ser = 1,6 МПа), марки по средней плотности D1600 (E_b =16,5× 10³ МПа); рабочая арматура класса А-II (E_s = 2,1× 10⁵ МПа), площадь ее сечения A_s = 3 80 мм² (1Æ 22); постоянная и длительная равномерно распределенные нагрузки на плиту q_l = 8,75 кН/м; прогиб плиты ограничивается эстетическими требованиями; помещение, перекрываемое плитой, имеет нормальную влажность воздуха (40 ¾ 75 %).

Требуется рассчитать плиту по деформациям.

Черт. 89. К примеру расчета 59

Расчет. Момент в середине плиты от постоянных и длительных нагрузок для половины сечения равен:

Из черт. 89 имеем: h_o = 300   31 = 269 мм; b = (95 + 65) /2 = 80 мм; b'_f = 730 мм; h_f = 30 мм.

Поскольку приближенные методы расчета по деформациям не относятся к конструкциям из легкого бетона, расчет кривизны производим по формулам пп. 4.15 ¾ 4.17 как для элементов с трещинами в растянутой зоне ( т. е., согласно п. 4.1, в растянутой зоне имеются трещины).

Определим кривизну плиты в середине пролета по формуле (271). Момент M_s при действии постоянных и длительных нагрузок равен M_s = М = 17,8 кН× м.

Относительную высоту сжатой зоны бетона x находим по формуле (274). Для этого вычислим величины:

b = 1,8 (как для легкого бетона), подставив которые в формулу (274), получим

Так как продолжим расчет как для таврового сечения. Плечо внутренней пары сил z определим по формуле (279):

Определим коэффициент y _s согласно п. 4.17. Для этого находим по формуле (246) величину W_pl :

Коэффициент j _m определим по формуле (281), учитывая, что для изгибаемого элемента M_r = М:

Из табл. 32 имеем j _ls = 0,8; y _s = 1,25 ¾ j _ls j _m = 1,25 ¾ 0,8 × 0,464 = 0,879 < 1,0.

Кривизну плиты в середине пролета определим по формуле (271), принимая коэффициенты v = v_l = 0,15 (см. табл. 31) и y¢ _b = 0,9:

Так как l/h = 5700/300 = 19 > 10, согласно п. 4.29, прогиб f = f_m , который определим по формуле (311). Согласно табл. 35,

т. е. прогиб плиты меньше предельно допустимого (см. табл. 2).

5. КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

5.1(5.1). При проектировании бетонных и железобетонных конструкций и изделий для обеспечения условий их экономичного и качественного изготовления, требуемой долговечности и совместной работы арматуры и бетона надлежит выполнять конструктивные требования настоящего раздела.

5.2. Конструкции следует принимать простого очертания. Рекомендуется использовать арматуру, закладные детали и строповочные петли, выпускаемые в виде товарной продукции по нормалям и государственным стандартам. Арматуру следует проектировать в виде укрупненных блоков и пространственных каркасов для сокращения времени укладки в форму (опалубку).

Распалубочную и отпускную прочность бетона следует назначать минимально возможной для ускорения оборота форм (опалубки) и интенсивного использования производственных площадей.

Необходимо стремиться к унификации арматуры и закладных деталей в отдельных конструкциях и их сериях, к небольшому числу разных марок и диаметров стали, типов арматурных элементов ¾ сеток и каркасов, шагов продольных и поперечных стержней.

МИНИМАЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ СЕЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

5.3(5.2). Минимальные размеры сечения бетонных и железобетонных элементов, определяемые из расчета по действующим усилиям и соответствующим группам предельных состояний, должны назначаться с учетом экономических требований, необходимости унификации опалубочных форм и армирования, а также условий принятой технологии изготовления конструкций.

Кроме того, размеры сечения элементов железобетонных конструкций необходимо принимать такими, чтобы соблюдались требования в части расположения арматуры в сечении (толщины защитных слоев бетона, расстояния между стержнями и т. п.) и анкеровки арматуры.

5.4(5.3). Толщина¹ монолитных плит должна приниматься, мм, не менее:

для покрытий................................................................................ 40

для междуэтажных перекрытий жилых и общественных

зданий. .......................................................................................... 50

для междуэтажных перекрытий производственных зданий........ 60

для плит из легкого бетона класса В7,5 и ниже во всех

случаях......................................................................................... 70

¹ Здесь и далее по тексту величины размеров сечений, толщины защитного слоя бетона и др., приведенные в настоящем Пособии, относятся к номинальным значениям, назначаемым при проектировании и указываемым в чертежах. От этих номинальных значений возможны отклонения в натуре, не превышающие величин, указанных в соответствующих государственных стандартах, технических условиях и др.

Минимальная толщина сборных плит должна определяться из условия обеспечения требуемой толщины защитного слоя бетона и условий расположения арматуры по толщине плиты (см. пп. 5.32-5.41).

Размеры сечений внецентренно сжатых элементов должны приниматься такими, чтобы их гибкость l_o /i в любом направлении, как правило, не превышала:

для железобетонных

элементов............................................... 200 (для прямоугольных

сечений при l_o /h £ 60)

для колонн, являющихся элементами

зданий..................................................... 120 (при l_o /h £ 35)

для бетонных элементов.......................... 90 (для прямоугольных

сечений при l_o /h £ 26)

ГАБАРИТЫ И ОЧЕРТАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

5.5. Размеры сборных бетонных и железобетонных элементов следует назначать с учетом грузоподъемности и габаритных ограничений технологического, транспортного и монтажного оборудования на заводах-изготовителях и на строительных площадках. В необходимых случаях следует учитывать возможность подъема железобетонного изделия вместе с формой.

5.6. Во избежание повреждений от местных концентраций напряжений при резком изменении направлений граней изделия (например, во внутренних углах) рекомендуется предусматривать смягчение очертания в виде уклонов, фасок или закруглений по возможности небольшой величины (до 50 мм), чтобы не требовалось местное армирование (черт. 90, а, б, в).

Во внешних острых углах во избежание откалывания бетона следует устраивать скосы или закругления (черт. 90, г).

Черт. 90. Закругления и фаски

а ¾ закругления в ребристой плите; б ¾ - фаска между полкой и стенкой в тавровой балке; в ¾ сочетание фаски и закругления в узле фермы; г ¾ смягчение острого угла в ригеле; д ¾ закругления в отверстии для пропуска коммуникаций, строповки и т. д.

5.7. Отверстия в железобетонных элементах для пропуска коммуникаций, строповки и т. п. следует принимать по возможности небольшими и располагать в пределах ячеек арматурных сеток и каркасов так, чтобы не нужно было перерезать арматуру и армировать по месту. Углы отверстий желательно делать плавными (черт. 90, д).

5.8. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций их очертание следует принимать с учетом устройства и способа использования форм (опалубки).

При применении форм с откидными бортами очертание изделия не должно препятствовать повороту борта (черт. 91, а) при распалубке.

При применении неразъемных форм для возможности извлечения изделия из них должны предусматриваться технологические уклоны не менее 1:10 (черт. 91, б, в). В случае применения неразъемных форм с использованием выпрессовывания уклон должен быть не менее 1:15 (черт. 91, г).

При немедленной распалубке с обеспечением фиксированного (во избежание нарушения бетона) вертикального перемещения формующего элемента оснастки (черт. 91, д, е) уклон должен быть не менее 1:50.

При использовании форм с одним неподвижным и одним откидным бортом для возможности вертикального подъема конструкции при распалубке следует переход от большей ширины изделий к меньшей [например, от нижней полки к стенке (черт. 91, ж)] принимать плавным под углом не менее 45°. Это требование можно не учитывать, если форма снабжена выпрессовывающим устройством (черт. 91, з).

Применение выпрессовывания и немедленной распалубки должно согласовываться с изготовителем изделия.

Черт. 91. Технологические уклоны

а ¾ в форме с откидными бортами; б, в ¾ в неразъемной форме; г — то же, с применением выпрессовщика; д, е — при немедленной распалубке; ж ¾ в форме с глухим бортом; з ¾ то же, с выпрессовщиком; 1 — изделие; 2 ¾ форма; 3 ¾ откидной борт; 4 ¾ выпрессовщик; 5 ¾ вкладыш; 6 ¾ формующая рамка

АРМАТУРА, СЕТКИ И КАРКАСЫ

Отдельные арматурные стержни

5.9. Сортамент арматурных стержней для железобетонных конструкций приведен в прил. 4.

5.10. При проектировании железобетонных конструкций, особенно с большим насыщением арматурой, необходимо учитывать следующие характеристики арматурных стержней:

размеры поперечных сечений стержней периодического профиля с учетом допускаемых отклонений от них;

радиусы загиба стержней и соответствующие габариты гнутых элементов;

допускаемые отклонения от проектных размеров при размещении стержней сварных сеток, каркасов, закладных деталей и т. п.

5.11. При проектировании гнутых стержней диаметры и углы загиба должны отвечать требованиям табл. 37. Длина гнутых стержней определяется по оси стержня.

Таблица 37

* Допускается загибать стержни на 180° при снижении расчетного сопротивления растяжению на 10 %.

Размеры крюков для анкеровки гладких стержней арматуры должны приниматься в соответствии с черт. 92.

Черт. 92. Размеры крюков на концах стержней гладкой рабочей арматуры

Сварные соединения арматуры

5.12(5.32). Арматура из горячекатаной стали гладкого и периодического профилей, термически упрочненной стали класса Ат-III С и обыкновенной арматурной проволоки должна, как правило, изготовляться с применением для соединения стержней между собой контактной сварки — точечной и стыковой. Допускается применение полуавтоматической дуговой сварки, а также ручной согласно п. 5.18.

5.13 (5.33). Типы сварных соединений и способы сварки арматуры должны назначаться с учетом условий эксплуатации и свариваемости стали, технико-экономических показателей и технологических возможностей предприятия-изготовителя в соответствии с указаниями государственных стандартов и нормативных документов на сварную арматуру (табл. 38).

Соединения, не предусмотренные действующими нормативными документами, допускается выполнять по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.

Стыковые соединения стержней могут предусматриваться без применения сварки с помощью обжатых обойм по согласованию с предприятием-изготовителем.

5.14(5.34). В заводских условиях при изготовлении сварных арматурных сеток, каркасов и соединений по длине отдельных стержней следует применять преимущественно контактную сварку — точечную и стыковую (см. поз. 1, 2 и 5 табл. 38).

5.15(5.35).При монтаже арматурных изделий и сборных железобетонных конструкций для соединения встык стержней диаметром 20 мм и более следует предусматривать ванную сварку в инвентарных (съемных) медных или графитовых формах (см. поз. 7-9 табл. 38), а также ванную, ванно-шовную и сварку многослойными швами на остающихся стальных скобах-накладках¹ (см. поз. 10-13 табл. 38). При этом в первую очередь должны применяться механизированные способы сварки (см. поз. 7, 8, 10, 12 табл. 38), обеспечивающие возможность контроля качества соединений. Допускается при специальном обосновании сварка вертикальных стержней многослойными швами без дополнительных технологических элементов (см. поз. 14 табл. 38).

¹ Скоба-накладка ¾ дополнительная конструктивно-технологическая деталь, воспринимающая часть осевой нагрузки, площадь сечения которой составляет не менее 50 % площади сечения стыкуемых стержни.

5.16. Проектирование сварных стыковых соединений арматуры с применением инвентарных форм и других формующих элементов производится с учетом следующих требований:

а) расстояния между стыкуемыми стержнями, а также от стыкуемых стержней до ближайшей грани железобетонного элемента должны назначаться с учетом возможности установки формующих элементов и удаления инвентарных форм. Размеры и способы установки инвентарных форм стальных скоб-накладок следует принимать согласно нормативным документам по сварке. Общая длина выпусков должна соответствовать расстоянию между гранями стыкуемых железобетонных элементов и быть не менее 350 мм. Расстояние от торцов стыкуемых выпусков до граней элементов (с учетом защиты бетона от перегрева) принимается не менее 100 мм (черт. 93, а);

б) расположение стыкуемых стержней должно обеспечивать возможность ввода электрода под углом не более 30° к вертикали (черт. 93, б, в);

в) зазоры между стыкуемыми стержнями при дуговой ванной сварке должны выполняться в соответствии с требованиями государственных стандартов и нормативных документов по сварке. При зазорах, превышающих максимально допустимые, соединение стержней допускается производить с применением промежуточного элемента — вставки из арматурного стержня того же диаметра и класса, что и стыкуемые стержни.

Черт. 93. Дуговая ванная сварка выпусков арматуры.

а — стыковое соединение стержней; б — горизонтальный стык; в ¾ вертикальный стык

5.17. Для соединения между собой стержневой арматуры диаметром 10 ¾ 18 мм при монтаже, а также для соединения стержневой арматуры с сортовым прокатом (закладными деталями) или с анкерными и закрепляющими устройствами должна применяться ручная дуговая сварка протяженными швами (см. поз. 15 и 16 табл. 38 и поз. 1 табл. 53). При пониженных требованиях к прочности соединения (не более 50 % прочности стыкуемого стержня) допускается сварка стержней диаметром 8 мм. Сварка стержней протяженными швами при диаметрах 20 мм и более допускается при специальном обосновании.

5.18. При отсутствии оборудования для контактной сварки допускается применять дуговую сварку в следующих случаях:

а) для соединения по длине заготовок арматуры диаметром 10 мм и более (см. поз. 15 и 16 табл. 38);

б) при выполнении крестообразных соединений арматурных сеток с ненормированной прочностью (см. п. 5.19 и поз. 3 табл. 38).

Таблица 38

Продолжение табл. 38

Примечание. Указания по сварке высокопрочной стержневой арматуры классов A-IV, Ат-IVC, A-V и A-VI приведены в СНиП 2.03.01-84 (см. обязательное приложение 3) и ГОСТ 14098-85.

в) при выполнении сварных соединений с нормированной прочностью в сетках и каркасах с обязательными дополнительными конструктивными элементами в местах соединения стержней (косынок, прокладок, крюков и т. п.) или с принудительным формированием шва (см. поз. 4 табл. 38).

5.19. Крестообразные сварные соединения с ненормированной прочностью допускаются в следующих случаях:

а) в сетках с рабочей арматурой периодического профиля, предназначенных для армирования плит, стенок и т. п.;

б) в местах соединения продольных или поперечных стержней плоских сеток со стержнями, объединяющими их в пространственный каркас, если элемент не работает на кручение и продольные стержни не учитываются в расчете как сжатые;

в) в местах соединения продольной арматуры пространственных каркасов с поперечной арматурой в виде непрерывной спирали.

Во всех других случаях, в том числе при приваривании анкерующих стержней сеток (см. пп. 3.44, 5.45 и 5.46), сварные соединения должны обладать нормированной прочностью.

Крестообразные соединения с ненормированной прочностью могут выполняться дуговой сваркой точечными прихватками (см. поз. 3 табл. 38), а также контактной точечной сваркой (см. поз. 1 и 2 табл. 38) при пониженных требованиях к прочности соединения, регламентированной ГОСТ 10922—75, при пониженных требованиях к минимальной относительной осадке h/d' (см. эскиз поз. 1 табл. 38), регламентированной ГОСТ 14098-85, но не менее указанной в табл. 8 СН 393-78.

5.20. Допускается стыкование стержней сваркой в любом сечении по длине изделия. Стыки (швы), выполняемые дуговой сваркой, следует располагать таким образом, чтобы они не препятствовали бетонированию, т. е. устраивать их в местах, менее насыщенных арматурой, избегать устройства нескольких стыков в одном сечении и т. п.

Плоские сварные сетки¹

¹ Здесь и далее по тексту термин «плоские сварные сетки» включает в себя любые плоские сварные арматурные изделия (сетки, каркасы).

5.21. При проектировании плоских сеток следует учитывать требования унификации габаритов, шагов и диаметров продольной и поперечной арматуры. Сетки должны быть удобны для транспортирования, складирования и укладки в форму. В первую очередь рекомендуется предусматривать использование товарных сеток и сеток централизованного изготовления размерами по действующим стандартам или нормалям.

Арматурные сетки, не отвечающие этим параметрам, следует проектировать с учетом их изготовления с помощью контактной точечной сварки на многоэлектродных машинах.

5.22. Параметры широких сварных сеток, изготовляемых на серийно выпускаемых многоэлектродных машинах, приводятся в табл. 39, узких сеток — в табл. 40.

В целях сокращения числа переналадок многоэлектродных машин рекомендуется при проектировании унифицировать шаги арматуры, главным образом продольной, для железобетонных изделий данной серии или каталога.

Таблица 39

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8
• часть 9
• часть 10
• часть 11
• часть 12
• часть 13
• часть 14
• часть 15
• часть 16
• часть 17
• часть 18
• часть 19
• часть 20