СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ
к СНиП


ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

РАЗРАБОТАНО к СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции". Содержит основные положения по проектированию сборно-монолитных конструкций из тяжелого бетона, расчет по предельным состояниям первой группы (в том числе прочности контактных швов), расчет по предельным состояниям второй группы, конструктивные требования и примеры расчета.

Для инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организаций.

РЕКОМЕНДОВАНО к изданию Научно-техническим советом НИИЖБ Госстроя СССР.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие содержит положения по проектированию железобетонных элементов из тяжелого бетона сборно-монолитных конструкций зданий и сооружений для промышленного, гражданского и сельскохозяйственного строительства.

Рассматриваются элементы железобетонных сборно-монолитных конструкций, поперечные сечения которых состоят из сборных элементов и дополнительно уложенных на месте использования конструкций монолитного бетона и арматуры.

Проектирование сборных элементов до приобретения монолитным бетоном заданной прочности следует производить по СНиП 2.03.01-84. При проектировании сборно-монолитных конструкций необходимо учитывать требования СНиП 2.03.01-84 и настоящего Пособия. Требования норм, не содержащие специфики сборно-монолитных конструкций, в настоящее Пособие не включены, но приведены соответствующие ссылки на разделы, пункты и формулы СНиП 2.03.01-84.

Разделы Пособия сопровождаются примерами расчета элементов сборно-монолитных конструкций.

В расчете прочности по нормальным и наклонным сечениям расчетные зависимости построены с учетом различной прочности бетона сборного элемента и монолитного бетона.

Рассмотрен вопрос расчета прочности контактных швов между бетоном сборного элемента и дополнительно уложенным бетоном. Расчет контактных швов производится исходя из предельного состояния по поверхности шва, ограниченного наклонными трещинами. Более подробно с использованием основных положений Строительных норм и правил изложена методика расчета по образованию нормальных и наклонных трещин. Расчет по деформациям увязан с методикой расчета, принятой в СНиП 2.03.01-84. Раздел конструктивных требований дополнен примерами наиболее современных конструктивных решений сборно-монолитных конструкций.

Пособие разработано НИИЖБ Госстроя СССР (д-ра техн. наук, проф. А.С.Залесов, Е.А.Чистяков - разд.1-4, канд. техн. наук А.Е.Кузьмичев - разд.4), при участии НИИСК Госстроя СССР (д-р техн. наук, проф. А.Б.Голышев, кандидаты техн. наук В.Я.Бачинский, А.В.Харченко - разд.2, пп.2.34-2.37, разд.3), СамГАСИ (канд. техн. наук В.Ф.Усманов - разд.3), Казанского ИСИ (канд. техн. наук Я.Г.Сунгатуллин, инженеры Г.С.Валеев, Ю.Н.Волков - разд.2, пп.2.25-2.33) и Курского ПИ (канд техн. наук В.П.Полищук - разд.2, пп.2.1-2.24).

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В Пособии рассматриваются элементы железобетонных сборно-монолитных конструкций, поперечные сечения которых состоят из заранее изготовленных элементов (сборных элементов) и дополнительно уложенных на месте использования конструкций монолитного бетона (бетона омоноличивания) и арматуры (рис.1).

Рис.1. Сечения сборно-монолитных конструкций
(заштрихован - монолитный бетон)

1.2. В качестве сборных элементов можно применять как специально запроектированные, так и типовые железобетонные обычные или преднапряженные элементы сборных конструкций.

Сборные элементы рекомендуется проектировать так, чтобы они отвечали условиям механизированного изготовления их на специализированных предприятиях и по возможности использовались в качестве опалубки во время монтажа конструкции.

Размеры сборных элементов назначают из условий простоты их изготовления, эффективного расположения в конструкции и обеспечения требуемой прочности швов сопряжения с бетоном омоноличивания. Примеры решения некоторых сборных элементов показаны на рис.2.

Рис.2. Сечения сборных элементов

1.3. Сборно-монолитные железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы).

Сборно-монолитные конструкции следует рассчитывать по прочности, образованию и раскрытию трещин и по деформациям для следующих двух стадий работы конструкций:

до приобретения бетоном, уложенным на месте использования конструкции (бетоном омоноличивания), заданной прочности - на воздействие массы этого бетона и других нагрузок, действующих на данном этапе возведения конструкции;

после приобретения бетоном, уложенным на месте использования конструкции (бетоном омоноличивания), заданной прочности - на нагрузки, действующие на этом этапе возведения и при эксплуатации конструкции.

Расчет сборных элементов до приобретения бетоном омоноличивания заданной прочности производится в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84; расчет элементов сборно-монолитных конструкций после приобретения бетоном омоноличивания заданной прочности - в соответствии с рекомендациями настоящего Пособия. При этом в тексте Пособия характеристики, относящиеся к сборным элементам, имеют индекс 1, а к бетону омоноличивания - 2.

1.4. Значения нагрузок и воздействий, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов сочетаний, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

1.5. Материалы для сборно-монолитных конструкций и их характеристики принимают в соответствии с разд.2 СНиП 2.03.01-84.

1.6. Надежную связь бетона омоноличивания с бетоном сборных элементов рекомендуется осуществлять с помощью арматуры, выпускаемой из сборных элементов, путем устройства бетонных шпонок или шероховатой поверхности, продольных выступов, или с помощью других надежных, проверенных способов. При этом в проектах рекомендуется предусматривать меры по обеспечению проектного положения выпущенной из сборных элементов арматуры, а также по защите ее от коррозии и давать указание о том, что поверхности сборных элементов конструкций, подлежащие обетонированию, должны быть тщательно очищены и промыты.

     
2. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО
ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ

2.1. Расчет прочности сборно-монолитных элементов по сечениям, нормальным и наклонным к продольной оси элемента, производится согласно указаниям пп.2.2-2.24. Кроме того, производится расчет по прочности контактных швов между сборным элементом и монолитным бетоном согласно указаниям пп.2.25-2.33. Расчет прочности по пространственным сечениям (при наличии крутящих моментов), а также на местное действие нагрузки производится по СНиП 2.03.01-84 с учетом конкретных особенностей сборно-монолитных конструкций.

Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента

2.2. Предельные усилия в сечении элемента определяют с учетом п.3.10 СНиП 2.03.01-84.

2.3. При наличии в сечении сборно-монолитного элемента арматуры и бетонов разных классов каждую арматуру и бетон с соответствующей частью сечения элемента вводят в расчет прочности с расчетными сопротивлениями, отвечающими этим классам.

2.4. Расчет сечений в общем случае производят в соответствии с п.3.28 СНиП 2.03.01-84. При этом в формулах (65) и (66) вместо и следует подставлять суммы и , где - расчетное сопротивление сжатию -го бетона (соответствующего класса) в сечении сборно-монолитного элемента; - статический момент площади сечения сжатой зоны -го бетона относительно соответствующей оси, принятой для определения момента в формуле (65). В изгибаемых элементах положение оси принимают таким, как и во внецентренно сжатых; - часть площади сечения сжатой зоны бетона соответствующего класса.

Кроме того, при определении характеристики сжатой зоны  по формуле (26) п.3.12 СНиП 2.03.01-84 значение принимают равным

     
                                                                                                  (1)

где и - статические моменты соответственно всей площади поперечного сечения сборно-монолитного элемента и площадей, образованных -м бетоном с прочностью бетона, относительно оси, проходящей по центру тяжести крайнего растянутого стержня арматуры.

2.5. Расчет сечений сборно-монолитных элементов в случае, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных указанной плоскости граней элемента, производят в соответствии с пп.3.11-3.14, 3.16, 3.27 СНиП 2.03.01-84 и пп.2.4, 2.7-2.14 настоящего Пособия.

2.6. Для железобетонных слабоармированных элементов, характеризуемых тем, что их несущая способность исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне растянутой зоны, площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по сравнению с требуемой из расчета по прочности не менее чем на 15%.

Такое увеличение армирования следует производить при выполнении условий: ; , где - момент трещинообразования, определяемый по п.3.3 с заменой на 1,2и при =0; - момент, соответствующий исчерпанию несущей способности, определяемой согласно пп.2.5, 2.7-2.11, 2.15-2.17, для внецентренно сжатых и растянутых элементов значения определяют относительно оси, проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны;, - соответственно относительная высота сжатой зоны и ее граничное значение, определяемые при расчете по прочности.

     
Изгибаемые элементы

Прямоугольные сечения  

2.7. Расчет прямоугольных сечений с арматурой, сосредоточенной у растянутой и сжатой граней сборно-монолитного элемента (рис.3) при ( определяют по формуле (25) СНиП 2.03.01-84), производят в зависимости от положения границы сжатой зоны:

     а) если соблюдается условие

                                                                                (2)

расчет производят как для элемента, выполненного из бетона одного класса (в данном случае монолитного), из условия

                                                                     (3)

     При этом высоту сжатой зоны определяют по формуле

                                                                                            (4)

     Если 0, прочность проверяется из условия

.

     Если высота сжатой зоны, определенная с учетом половины сжатой арматуры

расчетную несущую способность сечения можно несколько увеличить, производя расчет по формулам (3) и (4) без учета сжатой арматуры ;

б) если условие (2) не соблюдается, т. е. > (см. рис.3), расчет производят с учетом различного бетона в сжатой зоне элемента из условия

                                   (5)

где .

     Высоту сжатой зоны определяют по формуле