СНиП

11-56-77

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

Часть II

НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Глава 56

Бетонные и конструкции сооружении

железобетонные 1 гидротехнических

1.... ..........

| 3". ::.а Ш я Г; _с о,\ с/, ss йс ; 3* : Имш \ БьТ 5"- Ш с. /*?.

СНиП

СТРОИТЕЛЬНЫЕ

Н-56-77

НОРМЫ И ПРАВИЛА

Часть II

НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Глава 56

Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений

- ем? п4зе1 /v'/YSот ***** с <4.0/.

постановлением Государственного комитета P+ctt ■# £{ ~ 0*tt Совета Министров СССР по делам строительства .с?"’ / с оз 21 /« л. от 22 февраля 1977 г. № 8 UOQT. /✓«**? О Г ОТ /-£, Г/ «

от. о?, 44 - г. с. #

S3

МОСКВА СТРОИИЗДАТ 1977

2.20.    Расчетные сопротивления арматуры при расчете на выносливость предварительнонапряженных конструкций определяются в соответствии с главой СНиП П-21-75.

2.21.    Величины модуля упругости ненапря-гаемой арматуры и стержневой напрягаемой арматуры принимаются по табл. 10 настоящих норм; величины модуля упругости арматуры других видов принимаются по табл. 29 главы СНиП П-21-75.

2.22.    При расчете железобетонных конструкций на выносливость неупругие деформации в сжатой зоне бетона следует учитывать

3. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ

РАСЧЕТ БЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ

3.1.    Расчет по прочности элементов бетонных конструкций следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси, а элементов, рассчитываемых в соответствии с п. 1.10 настоящих норм, — для площадок действия главных напряжений.

В зависимости от условий работы элементов они рассчитываются как без учета, так и с учетом сопротивления бетона растянутой зоны сечения.

Без учета сопротивления бетона растянутой зоны сечения рассчитываются внецентрен-но-сжатые элементы, в которых по условиям эксплуатации допускается образование трещин.

С учетом сопротивления бетона растянутой зоны сечения рассчитываются все изгибаемые элементы, а также внецентренно-сжа-тые элементы, в которых по условиям эксплуатации не допускается образование трещин.

3.2.    Бетонные конструкции, прочность которых определяется прочностью бетона рас-

тянутой зоны сечения, допускаются к применению в том случае, если образование трещин в них не приводит к разрушению, к недопустимым деформациям или к нарушению водонепроницаемости конструкции. При этом является обязательной проверка трещиностой-кости элементов таких конструкций с учетом температурно-влажностных воздействий в соответствии с разделом 5 настоящих норм.

3.3.    Расчет внецентренно-сжатых бетонных элементов без учета сопротивления бетона растянутой зоны сечения производится по сопротивлению бетона сжатию, которое условно характеризуется напряжениями, равными /?пр, умноженными на коэффициенты условий работы бетона Шб-

3.4.    Влияние прогиба внецентренно-сжатых бетонных элементов на их несущую способность учитывается умножением величины предельного усилия, воспринимаемого сечением, на коэффициент ср, принимаемый по табл. 12.

При расчете гибких бетонных элементов при —->10 или -^->35 следует учитывать

влияние длительного действия нагрузки на несущую способность конструкции в соответствии с главой СНиП Н-21-75 с введением расчетных коэффициентов, принятых в настоящих нормах.

Изгибаемые элементы

3.5. Расчет бетонных изгибаемых элементов должен производиться по формуле

k_an_cM^m_hm6R_vWt,    (5)

где тн — коэффициент, определяемый в зависимости от высоты сечения по табл. 13;

— момент сопротивления для растянутой грани сечения, определяемый с

учетам неупругих свойств бетона по формуле W_T^yW_p,    (6)

где у — коэффициент, учитывающий влияние пластических деформаций бетона в зависимости от формы и соотношения размеров сечения, принимаемый по лрил. 1;

W_v — момент сопротивления для растянутой грани сечения, определяемый как для упругого материала.

Для сечений более сложной формы в отличие от данных, приведенных в прил. 1, W, следует определять в соответствии с п. 3.5 главы СНиП Н-21-75.

Внецентренно-сжатые элементы

3.6. Внецентренно-сжатые бетонные элементы, не подверженные действию агрессивной воды и не воспринимающие напор воды, следует рассчитывать без учета сопротивления бетона растянутой зоны сечения в предполо-

жении прямоугольной формы эпюры сжимающих напряжений (рис. 1,а) по формуле

^пс N ^ cp rriQ R_Bр Fg,    (7)

где F& — площадь сечения сжатой зоны бетона, определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения равнодействующей внешних сил.

Примечание. В сечениях, рассчитываемых по формуле (7), величина эксцентриситета е₀ расчетного усилия относительно центра тяжести сечения не должна превышать 0,9 расстояния у от центра тяжести сечения до его наиболее напряженной грани.

3.7. Внецентренно-сжатые элементы бетонных конструкций, подверженные действию агрессивной воды или воспринимающие напор воды, без учета сопротивления растянутой зоны сечения следует рассчитывать в предположении треугольной эпюры сжимающих напряжений (рис. 1,6); при этом краевое сжимающее напряжение ю должно удовлетворять условию

ф 171(5 7?пр

Прямоугольные сечения рассчитываются по формуле

3 Ь (0,5 А — е₀)

3.8. Внсцентренно-сжатые элементы бетонных конструкций при учете сопротивления растянутой зоны сечения следует рассчитывать из условия ограничения величины краевых растягивающих и сжимающих напряжений по формулам;

I М N \ k„n_c I    —    y~K<PY m_hm₆R_p;    (10)

(    М    N \

k_an_c |0,8~+—КфявЯпр. (И)

где W_p и Wс — моменты сопротивления соответственно для растянутой и сжатой грани сечения.

По формуле (11) допускается рассчитывать также внецентренно-сжатые бетонные конструкции с однозначной эпюрой напряжения.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ

3.9. Расчет по прочности элементов железобетонных конструкций должен производиться для сечений, симметричных относительно плоскости действующих усилий М, N и Q, нормальных к их продольной оси, а также для наклонных к ней сечений наиболее опасного направления.

3.10.    При установке в сечении элемента арматуры разных видов и классов она вводится в расчет прочности с соответствующими расчетными сопротивлениями.

3.11.    Расчет элементов на кручение с изгибом и на местное действие нагрузок (местное сжатие, продавливание, отрыв и расчет закладных деталей) допускается выполнять в соответствии с методикой, изложенной в главе СНиП П-21-75, с учетом коэффициентов, принятых в настоящих нормах.

РАСЧЕТ ПО ПРОЧНОСТИ СЕЧЕНИИ, НОРМАЛЬНЫХ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ЭЛЕМЕНТА

3.12.    Определение предельных усилий в сечении, нормальном к продольной оси элемента, следует производить в предположении выхода из работы растянутой зоны бетона, условно принимая напряжения в сжатой зоне распределенными по прямоугольной эпюре и равными msRup, а напряжения в арматуре — не более ,т_аЯ_& и rriaRa.a соответственно для растянутой и сжатой арматуры.

3.13.    Для изгибаемых, внецентренно-сжа-тых или внецентренно-растянутых с большим эксцентриситетом элементов расчет сечений нормальных к продольной оси элемента, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных к указанной плоскости граней элемента, необходимо производить в зависимости от соотношения между величиной относительной высоты сжатой зоны |=

= —, определяемой из условия равновесия, и

«о

граничным значением относительной высоты сжатой зоны |д, при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению т_яН_а.

Изгибаемые и внецентренно-растянутые с большими эксцентриситетами железобетонные элементы, как правило, должны удовлетворять условию    Для    элементов, сим

метричных относительно плоскости действия момента и нормальной силы, армированных ненапрягаемой арматурой, граничные значения £д должны приниматься по табл. 14.

Таблица 14

3.14.    Если высота сжатой зоны, определяемая без учета сжатой арматуры, меньше 2а', то сжатая арматура в расчете не учитывается.

Изгибаемые элементы

3.15.    Расчет изгибаемых железобетонных элементов (рис. 2), при соблюдении условия п. 3.13 настоящих норм, следует производить по формулам:

3.16.    Расчет изгибаемых элементов прямоугольного сечения следует производить:

при |^1|н по формулам:

к_а п_с М^гпв Я_пр Ьх (h₀—0,5 х) +

+ m_aR_{a c}F'_a(^h0—a');    (14)

m_aR_aF_a~m_a R_{a с} F_a = m₆ R_apbx; (15 при    по формуле (15), принимая r=

Внецентренно-сжатые элементы

3.17.    Расчет внецентренно-сжатых железобетонных элементов (рис. 3) при    сле

дует производить по формулам:

к_в Пс Л! С ГПб Rnp *^б ^ma R_a. с    »    (16)

3.18. Расчет внецентренно-сжатых элементов прямоугольного сечения следует производить:

при    по    формулам:

к_нп_с Ne<^m₆R_np bx (h₀~0,5x) +

+ ^ma R_a. c F_a (h₀ — а’) ;    (18)

k_Hn_cN = m<$ R_n?bx + m_a R_a cF_a — m_a R_a F_a; (19)

при £>Ir — также по формуле (18) и формулам:

k_an_cN — m₆ R„_p b x-\- m_a R_{a z}F'_a — m_a o_a F_a ; (20)

o_a — ^2 j_1^ R_a>    (21)

а для элементов из бетона марки выше М 400 расчет следует производить в соответствии с п. 3.20 главы СНиП 11-21-75 с учетом расчетных коэффициентов, принятых в настоящих нормах.

3.19.    Расчет внецентренно-сжатых элементов при гибкости — ^35, а элементов прямоугольного сечения при —-^10 следует произ-

ь

водить с учетом прогиба как в плоскости эксцентриситета продольного усилия, так и в нормальной к ней плоскости в соответствии с пп. 3.24. и 3.25 главы СНиП Н-21-75.

Центрально-растянутые элементы

3.20.    Расчет центрально-растянутых железобетонных элементов следует производить по формуле

к_в п_с N < m_a R_a F_a .    (22)

3.21.    Расчет прочности на растяжение сталежелезобетонных оболочек круглых водоводов при действии равномерного внутреннего давления воды следует производить по формуле

k_Hn_cN<^т_а (R_aF_a +RF₀),    (23)

где N — усилие в оболочке от гидростатического давления с учетом гидродинамической составляющей;

F₀ и R — соответственно площадь сечения и расчетное сопротивление растяжению стальной оболочки, определяемое в соответствии с главой СНиП П-В.3-72 «Стальные конструкции. Нормы проектирования».

Внецентренно-растянутые элементы

приложена между равнодействующими усилий в арматуре (рис. А,а), по формулам:

kgti^N — m_a Я_а — /га_а #_а. сК~^тб #пр Ьх; (31)

при    по    формуле    (31), принимая х=>

=S,RfUl-

РАСЧЕТ ПО ПРОЧНОСТИ СЕЧЕНИЙ, НАКЛОННЫХ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ЭЛЕМЕНТА,

НА ДЕЙСТВИЕ ПОПЕРЕЧНОЙ СИЛЫ И ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА

3.24. При расчете сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы должно соблюдаться условие Q ^0,25ш^з Rnp b Aq ,    (32)

при больших эксцентриситетах, если сила N приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре (рис. 4,6), по формулам:

A„n_cNe R_np $б + ^тл R_a. с ;    (26)

k_an_cN = m_iR_tF, — m_aR_at.F_a — m₆R_apF₆. (27)

3.23. Расчет внецентренно-растянутых элементов прямоугольного сечения следует производить:

а)    если сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре, по формулам:

k_Bn_c N е < т_а R_a F_a (Л₀ — а');    (28)

n_cNe'<Z n»a «a fa (Ac — <0 I    (29)

б)    если сила iV приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре:

при    по    формулам:

k_an_aNe^m₆R_npbx (Л₀ — 0,5х) +

+ (*.-«'); (»)

для внецентренно-сжатых и внецентренно-растянутых с большим эксцентриситетом элементов

_F fa Ка    N

bfb R_nр ^± ЬА₀Я_Пр '    ¹ '

где знак «плюс» принимается для внецентренно-сжатых, а знак «минус» — для внецентренно-растянутых элементов.

Угол между наклонным сечением и продольной осью элемента р определяется по формуле

tgp=--<³⁷>

¹⁺~&ч

где М и Q — соответственно изгибающий момент и поперечная сила в нормальном сечении, проходящем через конец наклонного сечения в сжатой зоне.

Для элементов с высотой сечения /г ^60 см величину Qs, определяемую по формуле (34), следует уменьшить в 1,2 раза.

Определяемая по формуле (37) величина tgP должна удовлетворять условию 1,5^

Примечание. Для внецентренно-растянутых с с малыми эксцентриситетами элементов следует принимать Qe=0.

3.26.    Для конструкций плитных, пространственно работающих и на упругом основании расчет поперечной арматуры не производится, если соблюдается условие

Цс Q ^    b h$.    (38)

3.27.    Расчет поперечной арматуры в наклонных сечениях элементов постоянной высоты (рис. 5) следует производить по формуле *вn_cQi<2т_л R_{a х}F_x + 2«_а R_a хF₀sin а+«бQe, (39)

где Qi — поперечная сила, действующая в наклонном сечении, т. е. равнодействующая всех поперечных сил от внешней нагрузки, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения;

ZrtiaRa.xFx и 2m_a7?axEoSin а— сумма поперечных усилий, воспринимаемых соответственно хомутами и отогнутыми стержнями, пересекающими наклонное сечение; а — угол наклона отогнутых стержней к продольной оси элемента в наклонном сечении.

Если внешняя нагрузка действует на элемент со стороны его растянутой грани, как показано на рис. 5,а, расчетная величина поперечной силы Qi определяется по формуле Q! = Q —Qo + rcosp,    (40)

где Q — величина поперечной силы в опорном сечении;

Qo — равнодействующая внешней нагрузки, действующей на элемент в пределах длины проекции наклонного сечения с на продольную ось элемента;

ТР — величина силы противодавления, действующей в наклонном сечении, определяемая в соответствии с п. 1.16 настоящих норм.

Если внешняя нагрузка приложена к сжатой грани элемента, как показано на рис.

5,6, то величина Q₀ в формуле (40) не учитывается.

3.28.    В случае, если соотношение расчетной длины элемента к его высоте менее 5, расчет железобетонных элементов на действие поперечной силы следует производить в соответствии с п. 1.10 настоящих норм по главным растягивающим напряжениям.

3.29.    Расчет изгибаемых и внецентрснно-сжатых элементов постоянной высоты, армированных хомутами, допускается производить в соответствии в п. 3.34 главы СНиП 11-21-75 с учетом расчетных коэффициентов k_H, п_с, т.б, т_л, принятых в настоящих нормах.

3.30.    Расстояние между поперечными стержнями (хомутами), между концом предыдущего и началом последующего отгиба, а также между опорой и концом отгиба, ближайшего к опоре, должно быть не более величины Ымакс. определяемой по формуле

mskRpb h\ k_a п_с Qi

3.31. Для элементов переменной высоты с наклонной растянутой гранью (рис. 6) в правую часть формулы (39) вводится дополнительное поперечное усилие Q_a, равное проекции усилия в продольной арматуре, расположенной у наклонной грани, на нормаль к оси элемента, определяемое по формуле

М tg 6 2

где М — изгибающий момент в сечении, нормальном к продольной оси элемента, проходящем через начало наклонного сечения в растянутой зоне; г — расстояние от равнодействующей усилий в арматуре А до равнодействующей усилий в сжатой зоне бетона в том же сечении;

0 — угол наклона арматуры А к оси элемента.

Примечание. В случаях, когда высота элемента уменьшается при увеличении изгибающего момента, значение Q_a принимается со знаком «минус».

3.32. Расчет консоли, длина которой 4 равна или меньше ее высоты в опорном сечении h (короткая консоль), следует производить методом теории упругости, как для однородного изотропного тела.

Определенные расчетом растягивающие усилия в сечениях консоли должны быть полностью восприняты арматурой при напряжениях, не превышающих расчетных сопротивлений Р_а, с учетом коэффициентов, принятых в настоящих нормах.

Для консолей с постоянной или переменной высотой сечения при /_к^2 м допускается принимать эпюру главных растягивающих напряжений в опорном сечении в виде треугольника с ориентацией главных напряжений под углом 45° по отношению к опорному сечению.

Площадь сечения хомутов или отгибов, пересекающих опорное сечение, следует определять по формулам:

F₀ = Q,71F_X,    (44)

где Р — равнодействующая внешней нагрузки; а — расстояние от равнодействующей внешней нагрузки до опорного сечения.

3.33. Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие изгибающего момента следует производить по формуле

bnⁿcM^m_aR_aF_az + 2 m_aR_aF₀z₀ + 2 m_a R_aF_xz_x, (45)

где M — момент всех внешних сил (с учетом противодавления), расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения, относительно оси, проходящей через точку приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне и перпендикулярной плоскости действия момента; Wa^a-FaZ,    Em_a/?_aF_x2_x— сумма мо

ментов относительно той же оси соответственно от усилий в продольной арматуре, в отогнутых стержнях и хомутах, пересекающих растянутую зону наклонного сечения; z> z_0f z_x— плечи усилий в продольной арматуре, в отогнутых стержнях и хомутах относительно той жеоси (рис. 7).

Высота сжатой зоны в наклонном сечении, измеренная по нормали к продольной оси элемента, определяется в соответствии с пп. 3.14—3.23 настоящих норм.

Расчет по формуле (45) следует производить для сечений, проверяемых на прочность при действии поперечных сил, а также:

в сечениях, проходящих через точки изменения площади продольной растянутой арматуры (точки теоретического обрыва арматуры или изменения ее диаметра);

в местах резкого изменения размеров поперечного сечения элемента.

3.34. Элементы с постоянной или плавно изменяющейся высотой сечения не рассчитываются по прочности наклонного сечения на действие изгибающего момента в одном из следующих случаев:

а)    если вся продольная арматура доводится до опоры или до конца элемента и имеет достаточную анкеровку;

б)    если железобетонные элементы рассчитываются в соответствии с п. 1.10 настоящих норм;

в)    в плитных, пространственно работающих конструкциях или в конструкциях на упругом основании;

г)    если продольные растянутые стержни, обрываемые по длине элемента, заводятся за нормальное сечение, в котором они не требуются по расчету, на длину о, определяемую по формуле

k„n_cQ~0,75m_aR_aF_asina ,

со =-j-ё--+    5    rf,

i'⁰ 4_X. а

где Q — поперечная сила в нормальном сечении, проходящем через точку теоретического обрыва стержня;

F₀, а — соответственно площадь сечения и угол наклона отогнутых стержней, расположенных в пределах участка длиной <о;

<7х.ш — усилие в хомутах на единицу длины элемента на участке длиной со, определяемое по формуле

«а Ra F* .

»

и

d — диаметр обрываемого стержня, см.

3.35. В угловых сопряжениях массивных железобетонных конструкций (рис. 8) необходимое количество расчетной арматуры F₀ определяется из условия прочности наклонного сечения, проходящего по биссектрисе входящего угла на действие изгибающего момен-

та. При этом плечо внутренней пары сил z в наклонном сечении должно приниматься равным плечу внутренней пары сил наименьшего по высоте h₂ корневого сечения сопрягаемых элементов.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

3.36.    Расчет элементов железобетонных конструкций на выносливость следует производить сравнением краевых напряжений в бетоне и растянутой арматуре с соответствующими расчетными сопротивлениями бетона #б и арматуры R_a, определяемыми в соответствии с пп. 2.13 и 2.19 настоящих норм. Сжатая арматура на выносливость не рассчитывается.

3.37.    В трещиностойких элементах краевые напряжения в бетоне и арматуре определяются по расчету как для упругого тела по приведенным сечениям в соответствии с п. 2.22 настоящих норм.

В нетрещиностойких элементах площадь и момент сопротивления приведенного сечения следует определять без учета растянутой зоны бетона. Напряжения в арматуре следует определять согласно п. 4.5 настоящих норм.

3.38.    В элементах железобетонных конструкций при расчете на выносливость наклонных сечений главные растягивающие напряжения воспринимаются бетоном, если их величина не превышает R_p. Если главные

сг_х и т—соответственно нормальное и касательное напряжения в бетоне;

/_п — момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести;

S_n — статический момент части приведенного сечения, лежащей по одну сторону от оси, на уровне которой определяются касательные напряжения;

у — расстояние от центра тяжести приведенного сечения до линии, на уровне которой определяется напряжение;

b — ширина сечения на том же уровне.

Для элементов прямоугольного сечения касательное напряжение т допускается определять по формуле

0_

Ь г *

где 2=0,9 h₀.

В формуле (48) растягивающие напряжения следует вводить со знаком «плюс», а сжимающие — со знаком «минус».

В формуле (49) знак «минус» принимается для внецентренно-сжатых элементов, знак «плюс» — для внецентренно-растянутых.

При учете нормальных напряжений, действующих в направлении, перпендикулярном к оси элемента, главные растягивающие напряжения определяются в соответствии с п. 4.11 главы СНиП П-21-75 (формула 137).

4.1.    Расчет железобетонных элементов по образованию трещин следует производить:

для напорных элементов, находящихся в зоне переменного уровня воды и подвергающихся периодическому замораживанию и оттаиванию, а также для элементов, к которым предъявляется требование водонепроницаемости с учетом указаний пи. 1.7 и 1.15 настоящих норм;

при наличии специальных требований норм проектирования отдельных видов гидротехнических сооружений.

4.2.    Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента, следует производить:

а)    для центрально-растянутых элементов по формуле

n_cvV<tf_pII Д_б + 300 Д_а;    (52)

б)    для изгибаемых элементов по формуле

п_сМ ^ nth у Rp п 1Г_Н ,    (53)

где гпн и v — коэффициенты, принимаемые по указаниям п. 3.5 настоящих норм;

W_u — момент сопротивления приведенного сечения, определяемый по формуле

h — Ус

здесь /_п — момент инерции приведенного сечения;

у_с — расстояние от центра тяжести приведенного сечения до сжатой грани;

в) для внецентренно-сжатых элементов по формуле

Таблица 15

1.    Безнапорные конструкции, находящиеся постоянно под водой

2.    Напорные конструкции, кроме центрально-растянутых, при градиенте напора:

20 и менее более 20

3.    Центрально- и внецентренно-рас-тянутые с малым эксцентриситетом подводные напорные конструкции при градиенте напора:

20 и менее более 20

4.    Все конструкции, находящиеся в зоне переменного уровня воды, не подверженные периодическому замораживанию и оттаиванию

5.    Безнапорные конструкции, находящиеся в зоне переменного уровня воды и подверженные периодическому замораживанию и оттаиванию при числе циклов в год:

менее 50 50 и более

6.    Все конструкции, находящиеся в зоне переменного уровня морской воды

Примечания: 1. Приведенные в табл. 15 пре-дельные значения а_т следует умножать на коэффициенты для сооружений:

При диаметрах арматуры более 40 мм допускается предельные значения а_т увеличивать на 25%.

При этом во всех случаях значения а_т должны приниматься не более 0,5 мм.

2.    Приведенные в табл. 15 значения а_т принимаются с учетом применения арматуры классов A-I, А-П, A-III, В-1, Вр-I. При применении арматуры других классов предельная ширина раскрытия трещин принимается в соответствии с п. 1.17 главы СНиЛ Н-21-75 но не более чем по табл. 15.

3.    Для элементов конструкций гидротехнических сооружений, подверженных воздействию морской и другой сильно минерализованной воды, предельные значения а_т должны приниматься с учетом требований главы СНиП П-28-73, но не более чем по табл. 15.

4.    При бикарбонатной щелочности воды — среды,

мг*экв

меньшей 1- ,    или    суммарной    концентрации ио-

л

//

нов СГи SO 4 , большей 1000 мг/л, предельные значения а_т по позициям 1—5 табл. 15. следует уменьшать в два раза. При среднегодовом значении бикарбонатной

мг-экв

щелочности воды — среды, меньшей 0,25-,    и

л

при отсутствии защитных мероприятий напорные конструкции должны проектироваться трещиностойкими.

5.    Предельные значения а_т при использовании защитных мероприятий следует устанавливать на основании специальных исследований.

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

4.6. При расчете железобетонных конструкций по деформациям, а также при определении усилий в элементах статически неопределимых конструкций, деформации (прогибы и углы поворота) элементов определяются по формулам строительной механики.

При кратковременном действии нагрузки жесткость элементов В_к следует определять по формулам:

для трещиностойких элементов или их участков

В_к = 0,8 Е_б1_п;    (62)

для нетрещиностойких участков элементов, рассчитываемых по раскрытию трещин,

А» F_az (ftp — х)

Фв

где ф_а — коэффициент, учитывающий работу бетона между трещинами, принимаемый по прил. 2 настоящих норм. При определении деформаций в элементах, рассчитываемых на выносливость, значение коэффициента ф_а принимается равным единице; х — высота сжатой зоны сечения после образования трещин, определяемая при треугольной эпюре напряжений в сжатой зоне.

При расчете конструкций на упругом основании для элементов прямоугольного сечения с наименьшим размером более 1 м при коэффициенте армирования |х<0,008 допускается жесткость элементов определять по формуле

В_к=(1 + 100ц) — ^Еб•    (64)

П р .и м е ч а я и я: 1. Значениями ф_а, приведенными на графике 2 прил. 2, допускается пользоваться для элементов с двойной арматурой и элементов таврового сечения с полкой в сжатой зоне.

2. На графиках >1—4 прил. 2 значения ф_а даны для кратковременного действия нагрузок. При длительном действии нагрузок ф_а следует определять по формуле 2 Фа "И

ф_а> дл ”-£-»    область,    лежащая    ниже    кривой

ф_а=0,4-, соответствует значению ф_а=0,4.

4.7. При длительном действии нагрузок жесткость конструкции В необходимо определять по формуле

д + р 6 д + р⁹

где q — длительно действующая нагрузка; р — кратковременно действующая нагрузка;

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Нормы настоящей главы должны соблюдаться при проектировании несущих бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, находящихся постоянно или периодически под воздействием водной среды.

Примечания: 1. Нормы настоящей главы не должны применяться при проектировании бетонных и железобетонных конструкций мостов, транспортных тоннелей, а также труб, расположенных под насыпями автомобильных и железных дорог.

2. Бетонные и железобетонные конструкции, не подвергающиеся воздействию водной среды, следует проектировать в соответствии с требованиями главы СНиП П-21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции».

1.2.    При проектировании бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений необходимо руководствоваться главами СНиП и другими общесоюзными нормативными документами, регламентирующими требования к материалам, правилам производства строительных работ, к особым условиям строительства в сейсмических районах, в Северной строительно-климатической зоне и в зоне распространения просадочных грунтов, а также требования по защите конструкций от коррозии при наличии агрессивных сред.

1.3.    При проектировании необходимо предусматривать такие бетонные и железобетонные конструкции (монолитные, сборно-монолитные, сборные, в том числе предварительно-напряженные), применение которых обеспечивает индустриализацию и механизацию строительных работ, снижение материалоемкости, трудоемкости, сокращение продолжительности и снижение стоимости строительства.

1.4.    Типы конструкций, основные размеры их элементов, а также степень насыщения железобетонных конструкций арматурой долж

ны приниматься на основании сравнения технико-экономических показателей вариантов. При этом выбранный вариант должен обеспечивать оптимальные эксплуатационные качества, надежность, долговечность и экономичность сооружения.

1.5.    Конструкции узлов и соединений сборных элементов должны обеспечивать надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыка, связь бетона, дополнительно уложенного в стыке, с бетоном конструкции, а также жесткость, водонепроницаемость (в отдельных случаях грунтонепроница-емость) и долговечность соединений.

1.6.    При проектировании новых конструкций гидротехнических сооружений, недостаточно апробированных практикой проектирования и строительства, для сложных условий статической и динамической работы конструкций, когда характер напряженного и деформированного состояния их не может быть с необходимой достоверностью определен расчетом, следует проводить экспериментальные исследования.

1.7.    В проектах следует предусматривать технологические и конструктивные мероприятия, способствующие повышению водонепроницаемости и морозостойкости бетона и уменьшению противодавления: укладку бетона повышенной водонепроницаемости и морозостойкости со стороны напорной грани и наружных поверхностей (особенно в зоне переменного уровня воды); применение специальных поверхностно-активных добавок к бетону (воздухововлекающих, пластифицирующих и др.); гидроизоляцию и теплогидроизоляцию наружных поверхностей конструкций; обжатие бетона со стороны напорных граней или наружных поверхностей сооружений, испытывающих растяжение от эксплуатационных нагрузок.

1.8.    При проектировании гидротехнических сооружений необходимо предусматривать пос-

ледовательность их возведения, систему разрезки их временными швами и режим их замыкания, обеспечивающие наиболее эффективную работу конструкций в строительный и эксплуатационный периоды.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.9. Бетонные и железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельным состояниям первой группы) — при всех сочетаниях нагрузок и воздействий и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельным состояниям второй группы) —только при основном сочетании нагрузок и воздействий.

Бетонные конструкции следует рассчитывать:

по несущей способности — на прочность с проверкой устойчивости положения и формы конструкции;

по образованию трещин — в соответствии с разделом 5 настоящих норм.

Железобетонные конструкции следует рассчитывать:

по несущей способности — на прочность с проверкой устойчивости положения и формы конструкции, а также на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки;

по деформациям — в случаях, когда величина перемещений может ограничить возможность нормальной эксплуатации конструкции или находящихся на ней механизмов;

по образованию трещин — в случаях, когда по условиям нормальной эксплуатации сооружения не допускается образование трещин, или по раскрытию трещин.

1.10. Бетонные и железобетонные конструкции, в которых условия наступления предельного состояния не могут быть выражены через усилия в сечении (гравитационные и арочные плотины, контрфорсы, толстые плиты, балки-стенки и др.), следует рассчитывать методами механики сплошных сред с учетом в необходимых случаях неупругих деформаций и трещин в бетоне.

В отдельных случаях расчет перечисленных выше конструкций допускается производить методом сопротивления материалов в соответствии с нормами проектирования отдельных видов гидротехнических сооружений.

Для бетонных конструкций сжимающие напряжения при расчетных нагрузках не должны превышать значений соответствующих расчетных сопротивлений бетона; для железобетонных конструкций сжимающие напряжения в бетоне не должны превышать расчет

ных сопротивлений бетона на сжатие, а растягивающие усилия в сечении при напряжениях в бетоне, превышающих величину его расчетных сопротивлений, должны быть полностью восприняты арматурой, если выход из работы растянутой зоны бетона может привести к потере несущей способности элемента; при этом следует принимать коэффициенты в соответствии с пп. 1.14, 2.12 и 2.18 настоящих норм.

1.11.    Нормативные нагрузки определяются расчетом в соответствии с действующими нормативными документами, а ов необходимых случаях — на основании результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Сочетания нагрузок и воздействий, а также коэффициенты перегрузки п должны приниматься в соответствии с главой СНиП II-50-74 «Гидротехнические сооружения речные. Основные положения проектирования».

При расчете конструкций на выносливость и по предельным состояниям второй группы следует принимать коэффициент перегрузки, равный единице.

1.12.    Деформации железобетонных конструкций и их элементов, определяемые с учетом длительного действия нагрузок, не должны превышать величин, устанавливаемых проектом, исходя из требований нормальной эксплуатации оборудования и механизмов.

Расчет по деформациям конструкций и их элементов гидротехнических сооружений допускается не производить, если на основании опыта эксплуатации аналогичных сооружений установлено, что жесткость этих конструкций и их элементов достаточна для обеспечения нормальной эксплуатации проектируемого сооружения.

1.13.    При расчете сборных кострукций на усилия, возникающие при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от собственного веса элемента следует вводить в расчет с коэффициентом динамичности, равным

1.3,    при этом коэффициент перегрузки к собственному весу принимается равным единице.

При надлежащем обосновании коэффициент динамичности может приниматься более

1.3,    но не более 1,5.

1.14.    В расчетах бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, в том числе рассчитываемых в соответствии с п. 1.10 настоящих норм, необходимо учитывать коэффициенты надежности к_в и сочетания нагрузок по значения которых следует принимать по п. 3.2 главы СНиП П-50-74.

1.15.    Величину противодавления воды в расчетных сечениях элементов следует определять с учетом фактических условий работы

конструкции в эксплуатационный период, а также с учетом конструктивных и технологических мероприятий (п.    1.7 настоящих

норм), способствующих повышению водонепроницаемости бетона и уменьшению противодавления.

В элементах напорных и подводных бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, рассчитываемых в соответствии с п. 1.10 настоящих норм, противодавление воды учитывается как объемная сила.

В остальных элементах противодавление воды учитывается как растягивающая сила, приложенная в рассматриваемом расчетном сечении.

Противодавление воды учитывается как при расчете сечений, совпадающих со швами бетонирования, так и монолитных сечений.

1.16. При расчете прочности центральнорастянутых и внецентренно-растянутых элементов с однозначной эпюрой напряжений и расчете прочности сечений железобетонных элементов, наклонных к продольной оси элемента, а также при расчетах железобетонных элементов по образованию трещин противодавление воды следует принимать изменяющимся по линейному закону в пределах всей высоты сечения.

В сечениях изгибаемых, внецентренно-сжа-тых и внецентренно-растянутых элементов с двузначной эпюрой напряжений, рассчитываемых по прочности без учета работы бетона растянутой зоны ссчсния, противодавление воды следует учитывать в пределах растянутой зоны сечения в виде полного гидростатического давления со стороны растянутой грани и не учитывать в пределах сжатой зоны сечения.

В сечениях элементов с однозначной эпюрой сжимающих напряжений противодавление воды не учитывается.

Высота сжатой зоны бетона сечения определяется исходя из гипотезы плоских сечений; при этом в нетрещиностойких элементах работа растянутого бетона не учитывается, и форма эпюры напряжений бетона в сжатой зоне сечения принимается треугольной.

В элементах с сечением сложной конфигурации, в элементах с применением конструктивных и технологических мероприятий и в элементах, рассчитываемых в соответствии с п. 1.10 настоящих норм, значения сил противодавления воды следует определять на основе результатов экспериментальных исследований или фильтрационных расчетов.

Примечание. Вид напряженного состояния элемента устанавливается исходя из гипотезы плоских сечений без учета силы противодавления воды.

1.17.    При определении усилий в статически неопределимых железобетонных конструкциях, вызванных температурными воздействиями или осадкой опор, а также при определении реактивного давления грунта жесткость элементов следует определять с учетом образования в них трещин и ползучести бетона, требования к которым предусмотрены пп. 4.6 и 4.7 настоящих норм.

В предварительных расчетах допускается жесткость при изгибе и растяжении нетрещиностойких элементов принимать равной 0,4 величины жесткости при изгибе и растяжении, определяемой при начальном модуле упругости бетона.

Примечание. К нетрещиностойким элементам относятся элементы, рассчитываемые по величине раскрытия трещин; к трещиностойким — рассчитываемые по образованию трещин.

1.18.    Расчет элементов конструкций на выносливость необходимо производить при числе циклов изменения нагрузки 2-10⁶ и более за весь расчетный срок эксплуатации сооружения (проточные части гидроагрегатов, водосбросы, плиты водобоя, подгенераторные конструкции и др.).

1.19.    При проектировании предварительнонапряженных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений следует выполнять требования главы СНиП П-21-75 и учитывать коэффициенты, принятые в настоящих нормах.

1.20.    При проектировании предварительнонапряженных массивных конструкций, заан-керенных в основание, наряду с их расчетом следует проводить экспериментальные исследования для определения несущей способности анкерных устройств, величин релаксации напряжений в бетоне и анкерах, а также для назначения мероприятий по защите анкеров от коррозии. В проекте необходимо предусматривать возможность повторного натяжения анкеров или их замены, а также проведение контрольных наблюдений за состоянием анкеров и бетона.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИИ

БЕТОН

2.1.    Для бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений следует предусматривать бетоны, отвечающие требованиям настоящих норм, а также требованиям соответствующих ГОСТов.

2.2.    При проектировании бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений в зависимости от их вида и уело-

вий работы назначаются требуемые характеристики бетона, именуемые проектными марками.

В проектах необходимо предусматривать тяжелые бетоны, проектные марки которых должны назначаться по следующим признакам:

а)    по прочности на осевое сжатие (куби-ковая прочность), за которую принимается сопротивление осевому сжатию эталонного образца — куба, испытанного согласно требованиям соответствующих ГОСТов. Эта характеристика является основной и должна указываться в проектах во всех случаях на основании расчета конструкций. В проектах необходимо предусматривать следующие марки бетона по прочности на сжатие (сокращенно «проектные марки»): М 75, М 100, М 150, М 200, М 250, М 300, М 350, М 400, М 450, М 500, М 600;

б)    по прочности на осевое растяжение, за которую принимается сопротивление осевому растяжению контрольных образцов, испытываемых в соответствии с ГОСТами. Эта характеристика должна назначаться в тех случаях, когда она имеет главенствующее значение и контролируется на производстве, а именно, когда эксплуатационные качества конструкции или ее элементов определяются работой растянутого бетона или образование трещин в элементах конструкции не допускается. В проектах необходимо предусматривать следующие марки бетона по прочности на осевое растяжение: Р10, Р15, Р20, Р25, РЗО, Р35;

в)    по морозостойкости, за которую принимается число выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания образцов, испытываемых в соответствии с требованиями ГОСТов; эта характеристика назначается по соответствующим ГОСТам в зависимости от климатических условий и числа расчетных циклов попеременного замораживания и оттаивания в течение года (по данным долгосрочных наблюдений) с учетом эксплуатационных условий. В проектах необходимо предусматривать следующие марки бетона по морозостойкости: Мрз 50, Мрз 75, Мрз 100, Мрз 150, Мрз 200, Мрз 300, Мрз 400, Мрз 500;

г)    по водонепроницаемости, за которую принимается то наибольшее давление воды, при котором еще не наблюдается просачивание воды при испытании образцов в соответствии с требованиями ГОСТов. Эта характеристика назначается в зависимости от напорного градиента, определяемого как отношение максимального напора в метрах к толщине кон

струкции в метрах. В проектах необходимо предусматривать следующие марки бетона по водонепроницаемости: В2, В4, В6, В8, В10, В12. В нетрещиностойких напорных железобетонных конструкциях и в нетрещиностойких безнапорных конструкциях морских сооружений проектная марка бетона по водонепроницаемости должна быть не ниже В4.

2.3.    Для массивных бетонных сооружений с объемом бетона более 1 млн. м³ в проекте допускается устанавливать промежуточные значения нормативных сопротивлений бетона, которые будут отвечать отличающимся от установленной в п. 2.2 настоящих норм градации марок по прочности на сжатие.

2.4.    К бетону конструкций гидротехнических сооружений следует предъявлять дополнительные устанавливаемые в проекте и подтверждаемые экспериментальными исследованиями требования по:

предельной растяжимости;

стойкости против агрессивного воздействия воды;

отсутствию вредного взаимодействия щелочей цемента с заполнителями;

сопротивляемости истиранию потоком воды с донными и взвешенными наносами;

стойкости против кавитации;

химическому воздействию различных грузов;

тепловыделению при твердении бетона.

2.5.    Срок твердения (возраст) бетона, отвечающий его проектным маркам по прочности на сжатие, прочности на осевое растяжение и водонепроницаемости, принимается, как правило, для конструкций речных гидротехнических сооружений 180 дней, для сборных и монолитных конструкций морских и сборных конструкций речных транспортных сооружений 28 дней. Срок твердения (возраст) бетона, отвечающий его проектной марке по морозостойкости, принимается 28 дней.

Если известны сроки фактического загру-жения конструкций, способы их возведения, условия твердения бетона, вид и качество применяемого цемента, допускается устанавливать проектную марку бетона в ином возрасте.

Для сборных, в том числе и предварительно-напряженных конструкций, отпускную прочность бетона следует принимать не менее 70%, прочности соответствующей проектной марки.

2.6.    Для железобетонных элементов из тяжелого бетона, рассчитываемых на воздействие многократно повторяющейся нагрузки, и железобетонных сжатых элементов стержневых конструкций (набережные типа эстакад на сваях, сваях-оболочках и т. п.) следует

применять проектную марку бетона не ниже М 200.

2.7.    Для предварительно-напряженных элементов следует принимать проектные марки бетона по прочности на сжатие:

не менее М 200 — для конструкций со стержневой арматурой;

не менее М 250 — для конструкций с высокопрочной арматурной проволокой;

не менее М 400 — для элементов, погружаемых в грунт забивкой или вибрированием.

2.8.    Для замоноличивания стыков элементов сборных конструкций, которые в процессе эксплуатации могут подвергаться воздействию отрицательных температур наружного воздуха или воздействию агрессивной воды, следует применять бетоны проектных марок по морозостойкости и водонепроницаемости не ниже принятых стыкуемых элементов.

2.9.    Следует предусматривать широкое применение добавок поверхностно-активных веществ (СДБ, СНВ и др.), а также применение в качестве активной минеральной добавки золы-уноса тепловых электростанций и других тонкодисперсных добавок, отвечающих требованиям соответствующих нормативных

документов на приготовление бетонов и растворов.

Примечание. В зонах конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, использование золы-уноса или других тонкодисперсных минеральных добавок к бетону не допускается.

2.10.    Если по технико-экономическим соображениям целесообразно снижение нагрузки от собственного веса конструкции, допускается применение бетона на пористых заполнителях, проектные марки которого принимаются’ в соответствии с главой СНиП П-21-75.

НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА

2.11.    Величины нормативных и расчетных сопротивлений бетона в зависимости от проектных марок бетона по прочности на сжатие и на осевое растяжение следует принимать по табл. 1.

2.12.    Коэффициенты условий работы бетона те для расчета конструкций по предельным состояниям первой группы следует принимать по табл. 2.

При расчете по предельным состояниям второй группы коэффициент условий работы-бетона принимается равным единице, за ис-

2.13. Расчетные сопротивления бетона при расчете железобетонных конструкций на выносливость R_np и R_p вычисляются умножением соответствующих значений сопротивлений бетона Rnv и Rj> на коэффициент условий работы тб2> принимаемый по табл. 3 настоящих норм.

2.14. Нормативное сопротивление бетона при всестороннем сжатии R*б следует определять по формуле

где А — коэффициент, принимаемый на основании результатов экспериментальных исследований; при их отсутствии для бетонов проектных марок М 200, М 250, М 300, М 350 коэффициент А следует определять по формуле

V ^пр

Ох—наименьшее по абсолютной величине главное напряжение, кгс/см²;

<х₂ — коэффициент эффективной пористости, определяемый экспериментальными исследованиями;

Расчетные сопротивления определяются по табл. 1 в зависимости от значения интерполяцией.

2.15. Величина начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Е$ должна приниматься по табл. 4.

Начальный коэффициент поперечной де-фомации бетона р принимается равным 0,15, а модуль сдвига бетона G — равным 0,4 соответствующих значений Е$.

Таблица 3

Объемный вес тяжелого бетона при отсутствии опытных данных допускается принимать равным 2,3—2,5 т/м³.

АРМАТУРА

2.16. Для армирования железобетонных конструкций гидротехнических сооружений следует применять арматуру в соответствии с главами СНиП П-21-75, СНиП П-28-73 «Защита строительных конструкций от коррозии», действующими ГОСТ или техническими условиями, утвержденными в установленном порядке.

НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АРМАТУРЫ

2.17. Величины нормативных и расчетных сопротивлений основных видов арматуры, применяемой в железобетонных конструкциях

гидротехнических сооружений, в зависимости от класса арматуры должны приниматься по табл. 5.

Нормативные и расчетные характеристики других видов арматуры должны приниматься по указаниям главы СНиП И-21-75.

2.18. Коэффициенты условий работы нена-прягаемой арматуры следует принимать по табл. 6 настоящих норм, а напрягаемой арматуры—по табл. 24 главы СНиП Н-21-75.

Коэффициент условий работы арматуры для расчетов по предельным состояниям второй группы принимается равным единице.

2.19. Расчетное сопротивление ненапрягае-мой растянутой стержневой арматуры при расчете железобетонных конструкций на выносливость следует определять по формуле

= ^та\ *а >    (3)

где т_а 1 — коэффициент условий работы, вычисляемый по формуле

1,8 k\

1 - Ра 1

где k₀ — коэффициент, учитывающий класс арматуры, принимаемый по табл. 7;

— коэффициент, учитывающий диаметр арматуры, принимаемый по табл. 8;

&с — коэффициент, учитывающий тип сварного стыка, принимаемый по табл. 9;

р_а= --коэффициент асимметрии цикла,

0»

^амакс