- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
- •Введение
- •СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ
- •ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕКОНСТРУКЦИИ
- •1 общие указания
- •1.1 Основные положения
- •1.2 Основные расчетные требования
- •2 материалы для предварительно напряженных железобетонных конструкций
- •2.1 Бетон
- •2.1.1 Показатели качества бетона и их применение при проектировании
- •2.1.2 Нормативные и расчетные значения характеристик бетона
- •Нормативные значения прочностных характеристик, бетона
- •Расчетные значения прочностных характеристик бетона
- •2.2 Арматура
- •2.2.1 Показатели качества арматуры
- •2.2.2 Нормативные и расчетные значения характеристик арматуры
- •2.2.3 Предварительные напряжения арматуры
- •3 расчет элементов предварительно напряженных железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы
- •3.1 Расчет предварительно напряженных железобетонных элементов по прочности
- •3.1.1 Общие положения
- •3.1.2 Расчет предварительно напряженных элементов на действие изгибающих моментов в стадии эксплуатации но предельным усилиям
- •3.1.3 Расчет предварительно напряженных элементов в стадии предварительного обжатия
- •3.1.4 Расчет по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели
- •3.1.5 Расчет предварительно напряженных элементов при действии поперечных сил
- •4 расчет предварительно напряженных элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы
- •4.1 Общие положения
- •4.2 Расчет предварительно напряженных железобетонных элементов по раскрытию трещин
- •4.2.1 Общие положения
- •4.2.2 Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •4.2.3 Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •4.3 Расчет предварительно напряженных железобетонных элементов по деформациям
- •4.3.1 Общие положения
- •4.3.2 Расчет предварительно напряженных элементов по прогибам
- •4.3.3 Определение кривизны изгибаемых предварительно напряженных элементов
- •4.3.4 Определение кривизны предварительно напряженных элементов на основе нелинейной деформационной модели
- •5 конструктивные требования
- •5.1 Общие положения
- •5.2 Защитный слой бетона
- •5.3 Анкеровка арматуры
- •Приложение А
- •Основные буквенные обозначения
- •Приложение Б
- •Перечень нормативных документов, на которые даны ссылки в тексте
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
σs |
= |
Rs |
(14)
Значения εs0, Es и Rs принимают согласно пп. 2.2.2.5, 2.2.2.6 и 2.2.2.2. Значения относительной деформации εs2 принимают равными 0,025.
2.2.2.9 Напряжения в арматуре σs согласно трехлинейной диаграмме состояния арматуры определяют в зависимости от относительных деформаций εs по формулам:
при 0 < εs < εs1
σs = εs Es; |
(15) |
при εs1 ≤ εs ≤ εs2
. (16)
Значения εs0, Es и Rs принимают согласно пп. 2.2.2.5, 2.2.2.6 и 2.2.2.2.
Значения напряжений σs1 принимают равными 0,9Rs, а напряжений σs2 - равными 1,1Rs.
Значения относительных деформаций εs1 принимают равными
, а деформации εs2 - равными 0,015.
2.2.3 Предварительные напряжения арматуры
2.2.3.1 Предварительные напряжения арматуры σsp принимают не более 0,9Rs,n для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры и не более 0,8 Rs,n для холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов.
27
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
2.2.3.2 При расчете предварительно напряженных конструкций следует учитывать снижение предварительных напряжений вследствие потерь предварительного напряжения до передачи усилий натяжения на бетон (первые потери) и после передачи усилия натяжения на бетон (вторые потери).
Первые потери предварительного напряжения включают потери от релаксации предварительных напряжений в арматуре, потери от температурного перепада при термической обработке конструкций, потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров).
Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона.
2.2.3.3 Потери от релаксации напряжений арматуры Δσsp1, определяют по формулам:
для арматуры классов А600 - А1000 при способе натяжения: |
|
механическом - Δσsp1 = 0,lσsp - 2,0; |
(17) |
электротермическом - Δσsp1 = 0,03σsp; |
(18) |
для арматуры классов Вр1200 - Вр1500, К1400, К1500 при способе натяжения:
механическом -
; |
(19) |
электротермическом - Δσsp1 = 0,5σsp. |
(20) |
Здесь σsp принимается без потерь в МПа. |
|
При отрицательных значениях Δσsp1 принимают Δσsp1 = 0.
При наличии более точных данных о релаксации арматуры допускается принимать иные значения потерь от релаксации.
2.2.3.4 Потери Δσsp2 (МПа) от температурного перепада Δt (°C), определяемого как разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилия натяжения при нагреве бетона, принимают равными:
28
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
Δσsp2 = 1,25 Δt. |
(21) |
При отсутствии точных данных по температурному перепаду допускается принимать Δt = 65 °С.
При наличии более точных данных о температурной обработке конструкции допускается принимать иные значения потерь от температурного перепада.
2.2.3.5 Потери от деформации стальной формы (упоров) Δσsp3 при неодновременном натяжении арматуры на форму определяют по формуле
, |
(22) |
где п - число стержней (групп стержней), натягиваемых неодновременно;
Δl - сближение упоров по линии действия усилия натяжения арматуры, определяемое из расчета деформации формы;
l - расстояние между наружными гранями упоров.
При отсутствии данных о конструкции формы и технологии изготовления допускается принимать Δσsp3 = 30 МПа.
При электротермическом способе натяжения арматуры потери от деформации формы не учитываются.
2.2.3.6 Потери от деформации анкеров натяжных устройств Δσsp4 определяют по формуле
, |
(23) |
где Δl - обжатие анкеров или смещение стержня в зажимах анкеров;
29
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
l - расстояние между наружными гранями упоров.
При отсутствии данных допускается принимать Δl = 2 мм.
При электротермическом способе натяжения арматуры потери от деформации анкеров не учитывают.
2.2.3.7 Потери от усадки бетона Δσsp5 определяют по формуле
Δσsp5 = εb,sh Es, |
(24) |
где εb,sh - деформации усадки бетона, значения которых можно приближенно принимать в зависимости от класса бетона равными:
0,0002 - для бетона классов В35 и ниже;
0,00025 - для бетона класса В40;
0,0003 - для бетона классов В45 и выше.
Допускается потери от усадки бетона определять более точными методами.
2.2.3.8 Потери от ползучести бетона Δσsp6 определяют по формуле
, |
(25) |
где φb,cr - коэффициент ползучести бетона, определяемый согласно п. 2.1.2.7;
σbpj - напряжения в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j-й группы стержней напрягаемой арматуры;
ysj - расстояние между центрами тяжести сечения рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры и приведенного поперечного сечения элемента;
Ared, Ired - площадь приведенного сечения элемента и ее момент инерции относительно центра тяжести приведенного сечения;
30
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
μspj - коэффициент армирования, равный Aspj / А, где А и Aspj - площади поперечного сечения соответственно элемента и рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры.
Допускается потери от ползучести бетона определять более точными методами.
Напряжения σbpj определяют по правилам расчета упругих материалов, принимая приведенное сечение элемента, включающее площадь сечения бетона и площадь сечения всей продольной арматуры (напрягаемой и ненапрягаемой) с коэффициентом приведения арматуры к бетону
согласно п. 2.2.3.10.
2.2.3.9 Полные значения первых потерь предварительного напряжения арматуры (по пп. 2.2.3.3-2.2.3.6) определяют по формуле
, |
(26) |
где i - номер потерь предварительного напряжения.
Усилие предварительного обжатия бетона с учетом первых потерь равно:
, |
(27) |
где Aspj и σsp(1)j - площадь сечения j-й группы стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента и предварительное напряжение в группе с учетом первых потерь
σsp(1)j = σspj - Δσsp(1)j.
31
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
Здесь σspj - начальное предварительное напряжение рассматриваемой группы стержней арматуры.
Полные значения первых и вторых потерь предварительного напряжения арматуры (по пп. 2.2.3.3-2.2.3.8) определяют по формуле
. |
(28) |
Усилие в напрягаемой арматуре с учетом полных потерь равно:
, |
(29) |
где σsp(2)j = σspj - Δσsp(2)j.
При проектировании конструкций полные суммарные потери Δσsp(2)j для арматуры, расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента, следует принимать не менее 100 МПа.
При определении усилия предварительного обжатия бетона Р с учетом полных потерь напряжений следует учитывать сжимающие напряжения в ненапрягаемой арматуре, численно равные сумме потерь от усадки и ползучести бетона на уровне этой арматуры.
2.2.3.10 Предварительные напряжения в бетоне σbp при передаче усилия предварительного обжатия Р(1), определяемого с учетом первых потерь, не должны превышать: если напряжения уменьшаются или не изменяются при действии внешних нагрузок - 0,9Rbp; если напряжения увеличиваются при действии внешних нагрузок - 0,7Rbp.
Напряжения в бетоне σbp определяют по формуле
32
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
, |
(30) |
где Р(1) - усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь;
М - изгибающий момент от внешней нагрузки, действующей в стадии обжатия (собственный вес элемента);
e0p - эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента;
у - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого волокна.
2.2.3.11 Длину зоны передачи предварительного напряжения на бетон для арматуры без дополнительных анкерующих устройств определяют по формуле
, |
(31) |
но не менее 10ds и 200 мм, а для арматурных канатов - также не менее 300 мм.
В формуле (31):
σsp - предварительное напряжение в напрягаемой арматуре с учетом первых потерь;
Rbond - сопротивление сцепления напрягаемой арматуры с бетоном, отвечающее передаточной прочности бетона и определяемое согласно п. 5.3;
As, us - площадь и периметр стержня арматуры.
Передачу предварительного напряжения с арматуры на бетон рекомендуется осуществлять плавно.
33