ПОСОБИЕ
по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых
и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры
(к СНиП 2.03.01-84)
РАЗРАБОТАНО ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (инженеры Б.Ф.Васильев, И.К.Никитин, А.Г.Королькова; канд. техн. наук Л.Л.Лемыш) и НИИЖБ Госстроя СССР (доктора техн. наук А.А.Гвоздев, Ю.П.Гуща, А.С.Залесов; кандидаты техн. наук Е.А.Чистяков, Л.К.Руллэ, Н.М.Мулин, Л.Н.Зайцев, В.В.Фигаровский, Н.Г.Матков, Н.И.Катин, А.М.Фридман, Н.А.Корнев, Т.А.Кузмич) с участием НИЛ ФХММ и ТП Главмоспромстройматериалов (д-р техн. наук С.Ю.Цейтлин; кандидаты техн. наук Э.Г.Ратц, Я.М.Якобсон; инж. Е.З.Ерманок), КТБ Мосоргстройматериалов (канд. техн. наук B.C.Щукин; инженеры В.Л.Айзинсон, Е.М.Травкин, Б.И.Фельцман), ДИСИ Минвуза УССР (д-р техн. наук В.М.Баташов), Гипростроммаша Минстройдормаша СССР (инженеры Л.А.Волков, М.А.Соломович, Т.П.Заневская) и ЦНИИЭП жилища Госстроя СССР (канд. техн. наук Н.С.Стронгин; инж. Е.М.Сурманидзе).
УТВЕРЖДЕНО приказом ЦНИИпромзданий Госстроя СССР от 30 ноября 1984 г. N 106а
Содержит требования СНиП 2.03.01-84 к проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры; положения, детализирующие эти требования; приближенные способы и примеры расчета, а также рекомендации, необходимые для проектирования.
Пособие содержит положения по проектированию бетонных и железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений из тяжелых и легких бетонов, выполняемых без предварительного напряжения арматуры.
В Пособии приведены требования СНиП 2.03.01-84 к проектированию упомянутых бетонных и железобетонных конструкций; положения, детализирующие эти требования; приближенные способы расчета, а также дополнительные рекомендации, необходимые для проектирования. Номера пунктов, таблиц и приложений СНиП 2.03.01-84 указаны в скобках.
В каждом разделе Пособия даны примеры расчета элементов наиболее типичных случаев, встречающихся в практике проектирования.
Материалы для проектирования редко встречающихся ненапрягаемых конструкций (например, данные для арматуры, упрочненной вытяжкой; расчет элементов с арматурой классов A-IV, A-V и A-VI, имеющей условный предел текучести; расчет элементов на выносливость и т.п.) в настоящее Пособие не включены, а приведены в "Пособии по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов" (М., ЦИТП Госстроя СССР, 1986).
В Пособии не приведены особенности проектирования конструкций статически неопределимых и сборно-монолитных, с жесткой арматурой, а также некоторых сооружений (труб, силосов и др.), в частности не рассмотрены вопросы, связанные с определением усилий в этих конструкциях. Эти вопросы освещаются в соответствующих Пособиях и Рекомендациях.
Единицы физических величин, приведенные в Пособии, соответствуют "Перечню единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве". При этом силы выражаются в ньютонах (Н) или в килоньютонах (кН); линейные размеры - в мм (в основном для сечений элементов) или в м (для элементов или их участков); напряжения, сопротивления, модули упругости - в мегапаскалях (МПа); распределенные нагрузки и усилия - в кН/м или Н/мм. Поскольку 1 МПа = 1 Н/мм, при использовании в примерах расчета формул, включающих величины в МПа (напряжения, сопротивления и т.п.), остальные величины приводятся только в Н и мм (мм).
В таблицах нормативные и расчетные сопротивления и модули упругости материалов приведены в МПа и в кгс/см.
В Пособии использованы буквенные обозначения и индексы к ним в соответствии с СТ СЭВ 1565-79. Основные буквенные обозначения применяемых величин приведены в прил.5. Поскольку для индексов используются только буквы латинского алфавита, соответствующие этим индексам поясняющие слова приняты не русские, а, как правило, английские. В связи с этим в прил.5 приведены также все примененные индексы и соответствующие им русские поясняющие слова.
1.1. Рекомендации настоящего Пособия распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций, выполняемых без предварительного напряжения арматуры из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов и эксплуатируемых при систематическом воздействии температур не выше 50 °С и не ниже минус 70 °С.
Примечания: 1. Рекомендации Пособия не распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов.
2. Термины "бетоны тяжелые", "бетоны мелкозернистые" и "бетоны легкие" применяются в соответствии с ГОСТ 25192-82.
Легкие бетоны могут быть плотной и поризованной структур, поэтому в Пособии для краткости используются термины "легкий бетон" - для обозначения легких бетонов плотной структуры и "поризованный бетон" - для обозначения легких бетонов поризованной структуры с межзерновыми пустотами в уплотненной бетонной смеси свыше 6%.
1.2. Вид легких и поризованных бетонов, а также область их применения приведены в прил.1.
1.3. Бетонные и железобетонные конструкции зданий и сооружений, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды и повышенной влажности, рекомендуется проектировать с учетом требований СНиП 2.03.11-85.
1.4(1.4). Элементы сборных конструкций должны отвечать условиям механизированного изготовления на специализированных предприятиях.
Целесообразно укрупнять элементы сборных конструкций, насколько это позволяют грузоподъемность монтажных механизмов, условия изготовления и транспортирования.
1.5(1.5). Для монолитных конструкций следует предусматривать унифицированные размеры, позволяющие применять инвентарную опалубку, а также укрупненные пространственные арматурные каркасы.
1.6(1.6). В сборных конструкциях особое внимание должно быть обращено на прочность и долговечность соединений.
Конструкции узлов и соединений элементов должны обеспечивать с помощью различных конструктивных и технологических мероприятий надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыка, а также связь дополнительно уложенного бетона в стыке с бетоном конструкции.
1.7(1.7). Бетонные элементы применяются:
а) преимущественно в конструкциях, работающих на сжатие при малых эксцентриситетах продольной силы, не превышающих значений, указанных в п.3.4;
б) в отдельных случаях в конструкциях, работающих на сжатие с большими эксцентриситетами, а также в изгибаемых конструкциях, когда их разрушение не представляет непосредственной опасности для жизни людей и сохранности оборудования (элементы, лежащие на сплошном основании, и др.).
Примечание. Конструкции рассматриваются как бетонные, если их прочность в стадии эксплуатации обеспечивается одним бетоном.
1.8(1.8). Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01-82. Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.
Влажность воздуха окружающей среды определяется как средняя относительная влажность наружного воздуха наиболее жаркого месяца в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01-82 или как относительная влажность внутреннего воздуха помещений отапливаемых зданий.
1.9. Численные значения приведенных в настоящем Пособии расчетных характеристик бетона и арматуры, предельно допустимых величин ширины раскрытия трещин и прогибов применяются только при проектировании. Для оценки качества конструкций следует руководствоваться требованиями соответствующих государственных стандартов и технических условий.
1.10(1.10). Бетонные и железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы).
а) Расчет по предельным состояниям первой группы должен обеспечивать конструкции от:
хрупкого, вязкого или иного характера разрушения (расчет по прочности с учетом в необходимых случаях прогиба конструкции перед разрушением);
потери устойчивости формы конструкции или ее положения;
усталостного разрушения (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки - подвижной или пульсирующей);
разрушения под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (периодического или постоянного воздействия агрессивной среды, действия попеременного замораживания и оттаивания и т.п.).
б) Расчет по предельным состояниям второй группы должен обеспечивать конструкции от:
чрезмерного раскрытия трещин (расчет по раскрытию трещин);
чрезмерных перемещений - прогибов, углов перекоса и поворота, колебаний (расчет по деформациям).
Расчет бетонных конструкций по предельным состояниям второй группы, а также на выносливость может не производиться.
Примечания: 1. Расчет на действие многократно повторяющейся нагрузки, в том числе на выносливость, выполняется в соответствии с рекомендациями "Пособия по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов" (М., ЦИТП Госстроя СССР, 1986).
2. Расчеты на устойчивость формы или положения конструкции, а также на совместное воздействие силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды выполняются по соответствующим нормативным документам или Пособиям.
1.11(1.11). Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов должен, как правило, производиться для всех стадий - изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации, при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям.
1.12(1.12). Значения нагрузок и воздействий, коэффициентов надежности по нагрузке , коэффициентов сочетаний, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.
Значения нагрузок необходимо умножать на коэффициенты надежности по назначению, принимаемые согласно "Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций"* , утвержденным Госстроем СССР.
_______________
* См.: Бюллетень строительной техники, 1981, N 7.
Нагрузки, учитываемые при расчете по предельным состояниям второй группы (эксплуатационные), следует принимать согласно пп.1.15 и 1.17. При этом к длительным нагрузкам относится также часть полного значения кратковременных нагрузок, оговоренных в СНиП 2.01.07-85, а вводимую в расчет кратковременную нагрузку следует принимать уменьшенной на величину, учтенную в длительной нагрузке (например, если снеговая нагрузка для III района составляет Н/м, то снеговая длительная нагрузка будет равна Н/м, а снеговая кратковременная нагрузка - Н/м).
Коэффициенты сочетаний относятся к полному значению кратковременных нагрузок.
Для не защищенных от солнечной радиации конструкций, предназначенных для работы в климатическом подрайоне IVA согласно СНиП 2.01.01-82, при расчете должны учитываться температурные климатические воздействия.
1.13(1.13). При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от веса элемента следует вводить с коэффициентом динамичности, равным:
при транспортировании | 1,60 | |||
" подъеме и монтаже | 1,40 |
В этом случае следует учитывать также коэффициент надежности по нагрузке.
1.14(1.15). Усилия в статически неопределимых железобетонных конструкциях от нагрузок и вынужденных перемещений (вследствие изменения температуры, влажности бетона, смещения опор и т.п.), а также усилия в статически определимых конструкциях при расчете их по деформированной схеме следует, как правило, определять с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин.
Для конструкций, методика расчета которых с учетом неупругих свойств железобетона не разработана, а также для промежуточных стадий расчета с учетом неупругих свойств железобетона усилия в статически неопределимых конструкциях допускается определять в предположении их линейной упругости.
1.15(1.16). Ширина непродолжительного и продолжительного раскрытия трещин для элементов, эксплуатируемых в условиях неагрессивной среды, не должна превышать величин, приведенных в табл.1.
Элементы, указанные в поз.1а табл.1, можно проектировать без предварительного напряжения лишь при специальном обосновании.
Таблица 1 (1, 2)
Предельно допустимая ширина, мм, раскрытия трещин | ||
Условия работы конструкций | непродол- жительного | продол- жительного |
1. Элементы, воспринимающие давление жидкостей или газов при сечении: | ||
а) полностью растянутом | 0,2 | 0,1 |
б) частично сжатом | 0,3 | 0,2 |
2. Элементы, воспринимающие давление сыпучих тел | 0,3 | 0,2 |
3. Элементы, эксплуатируемые в грунте при переменном уровне грунтовых вод | 0,3 | 0,2 |
4. Прочие элементы | 0,4 | 0,3 |
Примечание. Под непродолжительным раскрытием трещин понимается их раскрытие при совместном действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, под продолжительным - только постоянных и длительных нагрузок. При этом коэффициент надежности по нагрузке принимается равным единице.
1.16(1.19). Для железобетонных слабоармированных элементов, характеризующихся 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 рекомендуется производить при выполнении условия