МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ ТРЕЩИНОСТОИКОСТИ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО НОРМАЛЬНЫМ И НАКЛОННЫМ СЕЧЕНИЯМ

ни иск

КИЕВ 1081

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ ТРЕЩИНОСТОИКОСТИ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО НОРМАЛЬНЫМ И НАКЛОННЫМ СЕЧЕНИЯМ

Одобрены секцией Дй 1 Научно-технического совета НИИСК Госстроя СССР.

Протокол № 3 от 12 марта 1980 г.

МИНСК К И f Б 19 3 1

туры 1 внешни нагрузок, приложенных до приобретения монолитным бет свои заданно! прочностж; С_сх - то же, от внешни нагрузок, прж ложе иных после пржобретенжя монолитным бетоном заданно! прочности;    нормальные    напряжения в бетоне

сборного элемента на площадке, параллельно! продольно! оси конструкции, от сил предварительного обжатия кржволине!ной напрягаемо! арматуры, местного дейотвжя опорных реакций и сосредоточенных сил, приложенных до приобретения монолитным бетоном заданной прочности; б’с.у- то же, от местного действия опорных реакций и сосредоточении сил, приложении после приобретения монолитным бетоном заданно! прочности (рис. 4);

% - касательные напряжения в бетоне оборного элемента от сил предварительного обжатия криволинейно! напрягаемо! арматуры и вневни нагрузок, приложении до приобретения монолитным бетоном заданно! прочности;    *в, от внешни нагрузок,

приложении после приобретения монолитным бетоном заданной прочности.

Рис. 4. Схема распределения сжимающих напряжений на площадки, параллельных продольной оси конот-

Г^Тборны! элемент; 2 - монолитны! бетон

Для уровня центра тяжести приведенного сечения оборного элемента

К    М    о

°сл^ш 3_ft >    (23)

где V_n - расстояние от центра тяжести приведенного сечения конструкции до центра тяжести приведенного сечения сборного элемента.    ,,

Для уровня центра тяжести приведенного сечения конструкции ®и= 0.

При y*0/th и )Ui,5W    ⁽²⁴⁾

при у>0,4Н. и Х^К    (25)

где 2>_п - статический момент части приведенного сечения конструкции, расположенной выше уровня, на котором производится проверка по образованию трещин,относительно оси, проходящей через центр тяжести приведенного сечения; 8 - трина приведенного сечения конструкции на уровне, для которого производится проверка по образованию трещин.

Величины 6_U , и ^cT_i определяются в соответствии о пп. 4.I2-4.I5 [3].

При тавровых и двутавровых сборных элементах, при наличии в месте примыкания полки к ребру скбсов, следует также проверять б_СГр на уровне примыкания к ребру скоса.

3.3.    Расчет по образованию наклонных трещин не производится, если выполняется условие

a ^O.fcR_c{l|,k₀,    (27)

где й - наибольшая поперечная сила на рассматриваемом участке сем. п. 1.2).

3.4.    Если сборный элемент попадает в сжатую зону приведенного сечения конструкции, а монолитный бетон попадает как в сжатую, так и в растянутую зону указанного сечения, расчету по образованию трещин на уровне центра тяжести приведенного сечения конструкции предшествует проверка условий

при 6_M._rx6m,R_M>(f

⁶М.Г.Р⁶К,ЛР7    (28)

при 6м.г.с^>ГП*К„_Пр

^бм.г.р⁶    м.р () R^") *    (29)

где ®м.г р и £>_мгс - главные растягивающие и главные

12

сжимающие напряжения в монолитном бетоне, определяемые по форцуле

⁶ Й^ТгЕ’°.^S6k    -6    *,;    (30)

ГП, и m_t - коэффициенты, определяемые по табл. I.

В формуле (30):

нормальные напряжения в монолитном бетоне на площадке, параллельной продольной оси конструкции, бт местного действия опорных реакций и сосредоточенных сил, приложенных после приобретения указанным бетоном заданной прочности (см. рис. 4);

^<Т_М- касательные напряжения в монолитном бетоне от внешних нагрузок, приложенных пооле приобретения монолитным бетоном заданной прочности;

при У-Ч^к и Х«2.5к.    (31)

при у*0,4К и Х^к    0^1^ш

Пии невыполнении условий (28) и (29) расчет по образованию трещин производится в соответствии с пп. 3.2 и 3.3 при где 6_С - ширина сечения сборного элемента на уровне, для которого производится проверка по образованию трещин.

13

Нормативные величины параметров ползучеоти и усадки бетонов на пористых заполнителях

Таблица 2

Характеристика ! подвижности (удо-! боукладываемости)! бетонной омеои ! по ГОСТ 10180-62 ! Значения 0е.10® (см2/кгс) для бетона проектной марки для бетона проектной осадка !жесткооть! конуса,!по техни-! см !вескому ! !вискози- ! !метру, ! ! сек. ! -1-1- i j марки 150 200 | 300 j 400 ! j 150- ! 300-200 ! 400 г j

_	40-30	20	15,6	9,2	7,4	42	48
1-2	20-10	23	18,2	11,5	8,6	54	60
5-6	-	27	20 ■	13,4	10	66	72
9-10	-	29	21,6	14,4	II	78	84

3.    Вводимые в расчет конечные значения характеристик ползучести т* и деформаций усадки £_у._к вычисляются по формулам:

VEVMWAi    (D

бу.к-^Mv    (2)

где    Чъ    и    -    коэффищенты,    учитывающие    отклонения

действительных условий работы бетона в элементе от принятых средних (определяются по табл. 3 и 4);

4.    Величины характеристик ползучести и усадки бетонов в произвольный момент времени - и 6_у рекомендуется определять до формулам

^><f_KU-expUt)];    (3)

€у.кЦ-ехр(г<»Л)],    (4)

где t - время в сутках; cl - параметр, характеризующий скорость нарастания ползучеоти и уоадки бетонов.

Приближенные значения Ч и £_у в долях от Ч* и £_у._к для конструкций, возводимых под открытым небом и работающих в условиях сезонного изменения окружающей среды, приведены в табл. 5.

Для условий, отличающихся от указанных выше, следует пользоваться формулами (3) и (4), где d= 0,01 - если наиболее невыгодные значения усилий (напряжений) к рассматриваемому моменту, времени получаются при минимальных значениях т и с_у ,

<к= 0,04 - если наиболее невыгодные значения усилий (напряжений) подучаются при максимальных значениях ч и €_у .

15

УДК 624.012.4:624.93

Изложены методические рекомендации по расчету трещиноотой-кости предварительно напряженных сборно-монолитных изгибаемых конструкций по сечениям, нормальным и наклонным к продольной оои конструкции.

Распространяются на конструкции из бетонов на плотных заполнителях и цементном вяжущем, а также на пористых заполнителях и цементном вяжущем.

Рассчитаны на инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организаций, студентов и аспирантов вузов и факультетов строительного профиля.

Разработаны докт. техн. наук А.Б.голышевым (НИИСК Госстроя СССР), кандидатами техн. наук В.П.Полищуком (Курский политехнический институт), Я.Г.Сунгатуллиным (Казанский инженерностроительный институт), А.Б.Юркша, Г.В.Марчюкайтисом (Вильнюсский инженерно-строительный инотитут), П.И.Кривошеевым, А.В. Харченко (НИИСК Госстроя СССР).

Отзывы и замечания просим направлять по адресу:

252180, Киев-180, ул. И.Клименко,5/2, НИИСК Госстроя СССР, лаборатория теории расчета железобетонных конструкций.

Изд. # 10-80    (5)    Научно-исследовательский

институт строительных конструкций (НИИСК) Госстроя СССР, 1980

i. онщ положшиа

1.1.    Сборно-монолитные конструкот в зависимости от предъявляемых к ним требований по трещинютойкооти рассчитываются по образованию трещин в сборных элементах, нормальных к продольной оси конструкции и наклонных в воне действия наибольших главных растягивающих напряжений.

1.2.    Раочет по образованию трещин производится в наиболее опаоных местах по длине пролета в зависимости от вида эпюры изгибающих моментов, поперечных сил и от изменения сечения конструкции.

1.3.    Яри расчете пс образованию трещин в расчет вводятся сечения, приведенные (по модулю упругости) к более прочному бетону.

2. РАСЧЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ШРМАЛШЯ ТРЕЩИ

2.1.    Усилия, вызывающие появление нормальных трещин, определяются на основе следующих предпосылок:

для деформаций бетона и арматуры считается справедливой гипотеза плоских сечений;

напряжения в бетоне сжатой зоны определяются о учетом упру*-гжх, а для сборного элемента (в необходимых случаях) - с учетом нвупругих деформаций;

напряжения в бетоне растянутой зоны распределяются равномерно и принимаются равными предельному сопротивлению бетона осевому растяжению;

наибольшие относительные удлинения крайних растянутых волокон бетона принимаются равными отношению удвоенного предельного сопротивления бетона осевому растяжению к его начальному модулю упругости.

2.2.    Для конструкций, сборные элементы которых рассчитаны на восприятие нагрузок, возникающих в период строительства, (монолитный бетой не выходит на растянутую дань) (рис.1) расчет по образованию нормальных трещин производится из условия

а)

гд; /V_vo - равнодействующая усилий предварительного обжатия сборного элемента с учетом всех потерь, проявившихся до

з

Рис. I. К расчету конструкций, сборные элементы которых раосчитаны на восприятие нагрузок, возникающих в период строительства (монолитный бетон нс выходит на растянутую грань)

а - поперечное сечение; б - то лее, после приведения к более прочному бетону; в - схема действия усилий в сечении; I - сборный элемент; 2 - монолитный бетон ;    0.    и

0«._v - центр тяжести приведенного сечения сборного элемента и ядровая точка указанного сечения; 0 - центр тяжести сечения конструкции, приведенного к более прочному бетону

приобретения монолитным бетоном заданной прочности (см. ап. 1.22-1.26 Г3] );    и    6>_cV    - напряжения в наиболее

растянутых от внешних нагрузок волокнах конструкции, вызванные ползучестью и усадкой бетонов, определяются в соответствии с л. 2.5;    £₄₀- расстояние от центра тяжести приведен

ного ./ечения сборного элемента до точки приложении силы W_i0 ;    *”*\,у    — х» же, до ядровой точки (условной), наибо

лее удаленной от растянутого края указанного сечения; W_4i0-момегт сопротивления приведенного сечения сборного элемента относительно крайних растянутых волокон, определяемый как для упругого материала; W₀ и W_T - моменты сопротивления приведенного сечения конструкции относительно крайних растянутых волокон, определяемые, соответственно, как для упругого материала и с учетом неуиругих дефорглапий растянутого бетона.

4

Момент сопротивления W_T определяется без учета работы растянутой зоны монолитного бетона.

Если сборный элемент попадает в сжатую зону конструкции я M(YuA„+MV,y3_n>q7R_cnp, где У,'_к * У'_к - расстояния от центра тяжести приведенного сечения сборного элемента и конструкции до сжатого края соответствующего сечения—£^*0,82,_я.

Эзли сборный элемент не попадает в сжатую зону конструкции или    ■<0,7Rслр » то

2.3. Для конструкций, сборные элементы которых выполняют роль растянутой рабочей арматуры (монолитный бетон выходит на растянутую грань), (рис. 2 и 3), расчет по образованию нормальных трещин производится из условия

^M‘^MT'(fe⁺6«)^w»⁺W-    ⁽²⁾

Рис. 3. К расчету конструкций, сборные элементы которых выполняют роль растянутой рабочей арматуры (монолитный бетон выходит на растянутую грань) а - поперечное сечение; б - то же, после приведения к более прочному бетону; в - схема действия усилий; I - преднапряженные бруски (сборные элементы); 2-монолнтныи бетон; 0 -центр тяжести сечения конструкции, приведенного к более прочному бетону

При t^2Zg (см. рис. 2) величина W₀ определяется в предположении , что площадь растянутой зоны монолитного бетона в пределах высоты сборного элемента равна нулю, при i>27g (см. рис. 3) - в предположении, ч'го площадь всей растянутой зоны монолитного бетона равна нулю.

Здесь I - расстояние между центрами тяжести приведенных сечений отдельных брусков; 7g - радиус взаимодействия бруска и монолитного бетона;

i»=*W w*r-    <з>

Величина W_T как в том, так и в другом случае определяется без учета растянутой зоны монолитного бетона.

2.4. Расчет по образованию нормальных трещин при наличии начальных трещин в сборном элементе, возникающих при его обжатии (со стороны менее обжатых волокон), производится по формуле

6

где <_т - момент, воспринимаемый нормальным сечением сборного элемента с начальными трещинами при расчете по образованию трещин в зоне, растянутой от дейотвия внешних нагрузок,определяет ся по формуле (195) п. 4.7 [ 3] с учетом рекомендаций п. 4.9 [3] или по формуле (3.17) [I];

м‘=л/,.о (е Го⁺гГ*-)    ^+R <■№* '»    (5)

ц

6,₀- расстояние от центра тяжести сохранившейся чаоти приведенного сечения сборного элемента до точки приложения* силы 2** - то же, до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутого края указанного оечёния; "W₁₀ - момент сопротивления сохранившейся части приведенного оечения сборного элемента относительно крайних растянутых волокон, определяемый как для упругого материала; W₀ и W_T - моменты сопротивления приведенного сечения конструкции с верхней трещиной в сборном элементе относительно крайних растянутых волокон, определяемые, соответственно, как для упругого материала и с учетом неупругих деформаций растянутого бетона.

Высота сохранившейся чаоти приведенного сечения сборного элемента (т.е. выоота сжатой зоны нормальных сечений сборного элемента с начальными трещинами) определяется в соответствии с рекомендациями п. 5.10 III .

Момент сопротивления W_T определяется без учета работы растянутой зоны монолитного бетона.

2.5. Напряжения в наиболее растянутых волокнах конструкции, вызванные ползучестью и усадкой бетонов, определяются на основе технического варианта теории ползучести - модернизированной теории старения.

Напряжения, вызванные ползучестью бетонов, вычисляются по формуле

напряжения, вызванные усадкой,- по формуле

(7)

м В этих формулах:

Sq>—П-МТ-М — dtf (8) ЛМ(3К+РМ 1И 0 + +; Ом (9) t,-w/b (Ю) W=3/y ; (П) y=^/F ; (12) 4-V-Vt', (13) (14) (15) Г дм (16) (17)

У_к- расстояние от центра тяжеоти приведенного сечения конструкции до растянутого края указанного сечения; У_с - расстояние от центра тяжести бетонного сечения сборного элемента до растянутого края приведенного сечения конструкции; У* - расстояние от центра тяжести сечения монолитного бетона до сжатого края приведенного сечения конструкции; 1_С0 и t_M0 - расстояния от центра тяжести приведенного сечения конструкции до центров тяжести бетонных сечений сборного элемента и монолитного бетона; К - полная высота сборно-монолитной конструкции. Величины параметров ползучести и усадки бетонов ^    ^    Х_м

^и^с>,^м.у определяются в соответствии с приложениями I и 2 * настоящих методических рекомендаций.

За качало отсчета времени при определения напряжений принимается момент приложения внешней нагрузки, при определе-

8

нии б_е.у - момент приобретения монолитным бетоном заданной прочности.

За момент приобретения монолитным бетоном заданной прочности принимается (в первом приближении) момент окончания влажного хранения (термовлажностной обраотки) указанного бетона.

2.6. Момент сопротивления W_T определяется по формуле

V_T--^(3_t*₊n_ci_Ahs_p,    as)

где

⁼    (19)

^ГР

и 3_А - момент инерции площади сжатой зоны бетонного сечения конструкции и момент инерции сечения всей арматуры относительно нейтральной оси; S_c^. и f>p - статические моменты площадей сжатой и растянутой зон бетонного сечения конструкции относительно нейтральной оси; 5а и - статически*, моменты сечений сжатой и растянутой арматуры относительно Тч,й же оси;    - площадь растянутой зоны бетонного сечения кон

струкции.

3. РАСЧЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ НАКЛОННЫХ ТРБЩН

3.1.    Напряжения, вызывающие появление наклонных трещин, определяются на основе следующих предпосылок:

в момент, предшествующий образованию трещин, бетон работаei как сплошной упругий материал;

в качестве места образования трещин (по высоте сечения) принимается нейтральная ось;

в качестве условия образования трещин принимается достижение касательными напряжениями на уровне нейтральной оси предельного сопротивления бетона осевому растяжению.

3.2.    Расчет по образованию наклонных трещин производится для конструкций, сборные элементы которых рассчитаны на восприятие нагрузок, возникающих в процессе строительства (монолитный бетон не выходит на раотяяутую грань).

При расчете по образованию наклонных трещин должны выполняться условия

ЩИ ⁶«.r.c^&rnt^Rc.ap