РУКОВОДСТВО

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

МОСКВА 1977

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (ЦНИИПромзданий)

РУКОВОДСТВО

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1977

а)    1-я категория — не допускается образование трещин;

б)    2-я категория — допускается ограниченное по ширине кратковременное раскрытие трещин при условии обеспечения их последующего надежного закрытия (зажатия);

в)    3-я категория — допускается ограниченное по ширине кратковременное и длительное раскрытие трещин.

Категории требований к трещиностойкости железобетонных конструкций в зависимости от условий их работы и вида арматуры, а также величины предельно допустимой ширины раскрытия трещин для элементов, эксплуатируемых в условиях неагрессивной среды, приведены в табл. 1.

Нагрузки, учитываемые при расчете железобетонных конструкций по образованию трещин, их раскрытию или закрытию, должны приниматься согласно табл. 2.

Если в конструкциях или их частях, к трещиностойкости которых предъявляются требования 2-й и 3-й категорий, трещины не образуются при соответствующих нагрузках, указанных в табл. 2, их расчет по кратковременному раскрытию и по закрытию трещин (для 2-й категории) или по кратковременному и длительному раскрытию трещин (для 3-й категории) не производится.

Указанные выше категории требований к трещиностойкости железобетонных конструкций относятся к нормальным и наклонным к продольной оси элемента трещинам.

Категории требований к трещиностойкости различных зон по высоте сечения элемента устанавливаются:

а)    если рассматриваются нормальные трещины — по виду и классу продольной арматуры рассматриваемой зоны;

б)    если рассматриваются наклонные трещины — по виду и классу поперечной и отогнутой арматуры, а при расположении продольной арматуры в стенке двутаврового и таврового сечения — также по виду и классу этой продольной арматуры.

Во избежание раскрытия продольных трещин должны приниматься конструктивные меры (установка соответствующей поперечной арматуры) и, кроме того, величины сжимающих напряжений в бетоне в стадии предварительного обжатия должны быть ограничены (см. п. 1.29).

Примечание. Под кратковременным раскрытием трещин понимается их раскрытие при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, а под длительным раскрытием — только постоянных и длительных нагрузок.

1.13(1.18). На концевых участках предварительно-напряженных элементов с арматурой без анкеров в пределах длины зоны передачи напряжений (см. п. 2.26) не допускается образование трещин при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, вводимых в расчет с коэффициентом перегрузки 1.

Указанное выше требование допускается не учитывать для части сечения, расположенной по его высоте от уровня центра тяжести приведенного сечения до растянутой от действия усилия предварительного обжатия грани, если в этой части сечения отсутствует напрягаемая арматура без анкеров, а длина зоны передачи напряжений не превышает 2h_Q (где h₀ определяется по сечению у грани опоры). При этом следует выполнять указания п. 5.49.

Таблица 1 (1 а)

1 1 Категория требований к трещиностойкости железобетонных конструкций и предельно допустимая ширина кратковременного и длительного раскрытия трещин а и а при арматуре Т1 кр т, дл Условия работы конструкций, эксплуатируемых в неагрессивной среде. стержневой классов A-I, А-И и А-III стержневой классов A-IV, Ат-IV. A-V, Ат-V и Атп-V; проволочной классов В-I и Вр-1 стержневой класса Ат-VI; проволочной классов B-JI, Вр-Н и К-7 при, диаметое проволоки 4 мм и более проволочной классов В-II и Вр-П при диаметре проволоки 3 мм. класса К-7 при диаметре проволоки 3 мм и менее 1. Элементы, воспринимающие давление жидкостей, газов, а также эксплуатируемые в грунте ниже 1 ч а) при полностью растянутом сечении 3-я категория; Ят.кр = 0,2 мм ат>дл = 0,1 мм 1-я категория 1-я категория 1-я категория уровня грунтовых вод б) при частично сжатом сечении 3-я категория; ят.кр = 0,3 мм; Ят.дл =0,2 мм 3-я категория; Ят.кр = 0,3 мм; ат.дл = 0,2 мм 2-я категория; .кр === 0,1 ММ 1-я категория 2. Элементы хранилищ сыпучих тел, непосредственно воспринимающие их давление 3-я категория; ат.кр=0,3 мм; ^т.дл =—0,2 мм 3-я категория; «т.кр = 0,3 мм; Лт.дл =0,2 мм 2-я категория; «т.кр = 0,1 мм 2-я категория Ят.кр^^О^б ММ

Продолжение табл. 1

Категория требований к трещиностойкости железобетонных конструкций и предельно допустимая ширина кратковременного к длительного раскрытия трещин а и а при арматуре Условия работы конструкций, эксплуатируемых в неагрессивной среде стержневой классов A-I, А-П, А-Ш стержневой классов A-IV, Ат-IV, A-V, Ат-V и Атп-V; проволочной классов В-I и Вр-1 стержневой класса At-VI; проволочной классов В-П, Вр-П, н К*7 при диаметре проволоки 4 мм и более проволочной классов В-П и Вр-П при диаметре проволоки 3 мм, класса К-'* при диаметре проволоки 3 мм и менее 3. Прочие элементы, эксплуатируемые а) на открытом воздухе, а также в грунте выше уровня грунтовых вод 3~я категория Ят.кр — 0,4 мм; йт.дл^О^ мм 3-я категория; ат.кр—0,4 мм; ат.дЛ = 0,3 мм 2-я! категория; ат,хр=0,015 мм 2-я категория Ят.кр=^0,05 мм б) в закрытом помещении 3-я категория; ат.Кр = 0,4 мм; ат.дл = 0,3 мм 3-я категория; Ят.кр=0,4 мм; Йт.дл -== 0,3 мм 3-я категория; Ят.кр—0,15 мм; Лт.дл” 0,1 ММ 2-я категория Лт.кр“0,15 мм

Примечания. 1. Для конструкций, рассчитываемых на выносливость, предельно допустимая ширина раскрытия трещин принимается равной соответствующим значениям ширины длительного раскрытия трещин

(Ят.дл).

2. При использовании канатов класса К-7 диаметр проволоки принимается равным одной трети диаметра каната.

принимаемые при расчете по

по деформациям

Постоянные, длительные и кратковременные нагрузки — когда прогибы ограничены технологическими и конструктивными требованиями (см. п. 1Л7); постоянные к длительные нагрузки — когда    прогибы

ограничены эстетическими требованиями;

Категория требований	Нагрузки, коэффициенты перегрузки п и коэффициенты точности натяжения /лт, предельным состояниям второй группы				принимаемые при расчете по
к трещино- СТОЙКОСТИ железобетон ных конструкций		по раскрытию трещин
	по образованию трещин	кратковремен ному	длительному	по закрытию трещин	по деформации
3—я категория	Постоянные, длительные и кратковременные нагрузки; п— 1, тт = 1 (расчет производится для выяснения необходимости проверки по раскрытию трещин и для выяснения случая расчета по деформациям)	Постоянные, длительные и кратковременные нагрузки; я = 1» тт = 1	Постоянные и длительные нагрузки; /г=1, тт = 1.

* Коэффициент перегрузки п принимается, как при расчете по прочности.

** При проверке зоны, растянутой от усилия обжатия, т_т>1.

Примечания:    1.    Длительные    кратковременные    нагрузки    принимаются    с учетом указаний п. 1.10.

2.    Особые нагрузки учитываются в расчете по образованию трещин в тех случаях, когда наличие трещин приводит к катастрофическому положению (взрыв, пожар и т. п.).

3.    Коэффициент точности натяжения m_т определяется согласно п. 1,24.

4.    При действии многократно повторяющихся нагрузок принимаются те же коэффициенты перегрузки, что и при расчете на выносливость согласно главе СНиП по на грузкам и воздействиям (т. е. для всех элементов.

кроме подкрановых балок,

1.14(1.19). В случае, если сжатая при эксплуатационных нагрузках зона предварительно-напряженных элементов не обеспечена расчетом в стадии изготовления, транспортирования и возведения от образования трещин, нормальных к продольной оси, следует учитывать снижение трещиностойкости растянутой при эксплуатации зоны элементов, а также увеличение их кривизны. Для элементов, рассчитываемых на воздействие многократно повторяющейся нагрузки, образование таких трещин не допускается.

1.15(1.20). 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

М_т ^ М_пр ;    |    <С    »

где М_т — момент трещинообразования, определяемый согласно п. 4.5 с заменой значения ^_рц на 1,2 Дрп и при m_T = 1;

М_пр — момент, соответствующий исчерпанию несущей способности, определяемый согласно пп. 3.1—3.18, 3.41—3.59; для внецентренно сжатых и растянутых элементов значения М_пр определяются относительно оси, проходящей через ядровую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны (см. п. 4.5);

£ и — относительная высота сжатой зоны и ее граничное значение, определяемые при расчете по прочности.

1.16(1.31). Для предварительно-напряженных конструкций, в которых предусматривается регулирование величины напряжения обжатия бетона в процессе их эксплуатации (например, в реакторах, резервуарах, телевизионных башнях), напрягаемая арматура применяется без сцепления с бетоном; при этом необходимо предусматривать эффективные мероприятия по защите арматуры от коррозии. К трещиностойкости предварительно-напряженных конструкций без сцепления арматуры с бетоном должны предъявляться требования 1-й категории.

1.17(1.21). Прогибы элементов железобетонных конструкций не должны превышать предельно допустимых величин, устанавливаемых с учетом следующих требований:

а)    технологических (условия нормальной работы кранов, технологических установок, машин и т. п.);

б)    конструктивных (влияние соседних элементов, ограничивающих деформации; необходимость выдерживания заданных уклонов и т. п.);

в)    эстетических (впечатление людей о пригодности конструкции).

Величины предельно допустимых прогибов, обусловленные технологическими и конструктивными требованиями, приведены в табл. 3, поз. 1 и 5, а обусловленные эстетическими требованиями — в табл. 3, поз. 2—4.

Нагрузки, учитываемые при определении прогибов должны приниматься согласно табл. 2.

15

Таблица 3(2)

Элементы конструкций Предельно допустимые прогибы 1. Подкрановые балки при кранах: а) ручных.....*......... 1 500 б) электрических......* . . . . . . 1 600 2. Перекрытия с плоским потолком и элементы покрытия (кроме указанных в поз. 4) при пролетах а) 1<6 м...... „......... / 200 б) 6 м^1<7,5 м............ 3 см в) />*7,5 м..... 1 250 3. Перекрытия с ребристым потолком и элементы лестниц при пролетах: а) /<5 м............... 1 200 б) 5 м............. 2,5 см в) />10 м ...... * . 1 400 4. Элементы покрытия зданий сельскохозяйственного производственного назначения при пролетах: а) /<6 м.......*........ / 150 б) 6 м</<10 м . -.......... 4 см в) />10 м . . . . .......... . 1 250 5. Навесные стеновые панели (при расчете из плоскости) при пролетах: а) /<6 м................ 1 200 б) 6 м^/^7,5 м.....-...... 3 см в) />7,5 м............... 1

250

В табл. 3: I — пролет балок или плит; для консолей принимают l — где 1\ —вылет консоли.

Для не защищенных от солнечней радиаций конструкций, предназначенных для эксплуатация в климатическом подрайоне IVA согласно главе СНиП по "строительной климатологии н геофизике, при определении перемещений необходимо учитывать температурные климатические воздействия.

Для железобетонных элементов, выполняемых со строительным подъемом, значения предельно допустимых прогибов могут быть увеличены на высоту строительного подъема, если это не ограничивается технологическими или конструктивными требованиями.

Величины предельно допустимых прогибов для других случаев, не предусмотренных табл. 3, устанавливаются во специальным требованиям, но при этом они не должны превышать Viso пролета и V75 вылета консоли.

Если в нижележащем помещении с гладким потолком имеются расположенные поперек пролета элемента I постоянные перегородки, не являющиеся опорами, с расстоянием между ними /_п> то прогиб элемента в пределах расстояния /_п (отсчитываемый от линии, соединяющей верхние точки осей перегородок) может быть допущен до V200 in, однако при этом предельный прогиб всего элемента должен быть не более Viso *•

1Л8(1.21). Для не связанных с соседними элементами железобетонных плит перекрытий, лестничных маршей, площадок и т. п. должна производиться дополнительная проверка ло зыбкости: добавочный прогиб от кратковременно действующей сосредоточенной нагрузки 100 кге при наиболее невыгодной схеме ее приложения должен быть не более 0,7 мм.

1.19.    При расчете перекрытия по предельным состояниям второй группы вес расположенных на нем перегородок учитывается следующим образом:

а)    нагрузка от веса жестких перегородок (например, железобетонных сборных, выполняемых из горизонтальных элементов, железобетонных и бетонных монолитных, каменных и т. п.) принимается сосредоточенной по концам перегородки, а при наличии проемов — и у краев проемов;

б)    для прочих перегородок 60% их веса принимается распределенным по длине перегородки (на участках между проемами), а 40% сосредоточенным по концам перегородки и у краев проемов).

1.20.    Распределение местной нагрузки между элементами сборных перекрытий, выполняемых из многопустотных или сплошных плит при условии обеспечения качественной заливки швов между плитами, допускается производить с учетом следующих правил:

а)    при расчете по всем предельным состояниям принимается следующее распределение нагрузки от веса перегородок, расположенных вдоль пролета одинаковых по сечению плит:

если перегородка расположена в пределах одной плиты, то на эту плиту передается 50% веса перегородки, а по 25% ее веса передаются на две смежные плиты;

если перегородка опирается на две соседние плиты, то вес перегородки распределяется поровну между ними;

б)    при расчете по предельным состояниям второй группы местные сосредоточенные нагрузки, расположенные в пределах средней трети пролета плиты, распределяются на ширину, не превышающую длины этого пролета, при расчете по предельным состояниям первой группы такое распределение сосредоточенных нагрузок может быть допущено лишь при условии соединения шпонками смежных плит по длине.

17

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

1.21(1.24). Величину предварительного напряжения а₀ (а также а₀) соответственно в напрягаемой арматуре А и А' без учета потерь следует назначать таким образом, чтобы выполнялись условия:

при механическом способе натяжения:

а)    для стержневой арматуры

0,32 R_a н ^ <7о ^ 0,95 jj ;    (1)

б)    для проволочной арматуры

0,21 R_a и ^ о₀ ^ 0,76 R_a jj ;    (2)

при электротермическом способе натяжения:

а)    для стержневой арматуры

0*3 R_a ^ + р ^ (У₀ ^ R_a ц—р;    (3)

б)    для проволочной арматуры

0,2 i?a II Р <^0    0,8 /?_а JJ —р,    (4)

где р — допустимые отклонения предварительного напряжения, кгс/см², при электротермическом способе натяжения, равные:

3600

р = 300 + —-— ,    (5)

I — длина натягиваемого стержня (расстояние между наружными гранями упоров), м. Кроме того, при электротермическом способе натяжения величину а₀ (о₀) следует назначать с учетом допустимых температур нагрева согласно «Руководству по технологии изготовления предварительно-напряженных железобетонных конструкций»; при этом в случае отсутствия данных о технологии изготовления конструкций величина о₀ принимается не более 7 000 кгс/см².

При наличии перегибов проволочной арматуры напряжения <Уо не должны превышать 0,7 Ran.

1.22(1.26). При расчете предварительно-напряженных элементов следует учитывать потери предварительного напряжения арматуры.

При натяжении арматуры на упоры учитывают:

а)    первые потери — от релаксации напряжений в арматуре, температурного перепада, деформации анкеров, трения арматуры об огибающие приспособления, деформации форм (при неодновременном натяжении арматуры на формы), быстрой а текающей ползучести бетона;

б)    вторые потеря — от усадки и ползучести бетона.

Потери от температурного перепада следует учитывать при натяжении арматуры на неподвижные упоры, расстояние между которыми не меняется в процессе прогрева бетона (упоры стенда).

При натяжении арматуры на бетон учитывают:

в)    первые потери — от деформации анкеров, трения арматуры о стенки каналов или поверхность бетона конструкции;

г)    вторые потери — от релаксации напряжений в арматуре, усадки и ползучести бетона, смятия бетона под витками арматуры, деформации стыков между блоками (для конструкций, состоящих из блоков).

Потери предварительного напряжения арматуры должны опре деляться по табл. 4, при этом суммарную величину потерь при проектирований конструкций следует принимать не менее 1000 кгс/см²,

1.23(1.27). При определении потерь предварительного напряжения от усадки и ползучести бетона по поз. 8 и 9 табл. 4 должны учи тываться следующие указания:

а) если заранее известен срок загружения конструкции (например, при контрольных заводских испытаниях), потери от усадки и ползучести бетона умножаются на коэффициент р, определяемый по формуле

4/

100 + 3* ^#

но принимаемый не более единицы; здесь * — время в сутках отсчитываемое: при определении потерь от ползучести — со дня обжатия бетона, потерь от усадки — со дня окончания бетонирования.

При проектировании стропильных балок и ферм, ригелей перекрытия массового заводского изготовления допускается потери от усадки и ползучести умножать на коэффициент (3 при *=65 сут.;

б)    для конструкций, предназначенных для эксплуатации при влажности воздуха окружающей среды ниже 40%, потерн от усадки и ползучести бетона должны быть увеличены на 25%, за исключением конструкций, предназначенных для эксплуатации в климатическом подрайоне IVA согласно главе СНиП по строительной климатологии и геофизике, не защищенных от солнечной радиации, для которых указанные потери увеличиваются на 50%;

в)    допускается использовать более точные методы для определения величин потерь от усадки и ползучести бетона, обоснованные в установленном порядке, если известны сорт цемента, состав бетона, условия изготовления и эксплуатации конструкций и т. п.

1.24(1.28). Величина предварительного напряжения в арматуре сто (сг ) вводится в расчет с коэффициентом точности натяжения арматуры

А /и_х.    (7)

Рис. 1. Схема изменения напряжений в арматуре при наличии трения арматуры о стенки каналов, о поверхность бетона или об огибающие приспособления 1 — натяжное устройство: 2— анкер:    о₄    —    потери напря

жений от трения

Знак «плюс» принимается при неблагоприятном влиянии предварительного напряжения (т. е. на данной стадии работы конструкции или на рассматриваемом участке элемента предварительное напряжение снижает несущую способность, способствует образованию трещин и т. д.), знак «минус» — при благоприятном.

19

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее руководство содержит положения по проектированию железобетонных предварительно-напряженных конструкций из тяжелого бетона, применяемых в промышленном и гражданском строительстве.

В руководстве приведены требования главы СНиП 11-21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции», относящиеся к проектированию указанных конструкций, и положения, детализирующие эти требования, а также дополнительные рекомендации по проектированию и приближенные способы расчета конструкций.

Положения, соответствующие требованиям главы СНиП П-21-75, отмечены вертикальной чертой на полях руководства. В скобках указаны соответствующие номера пунктов и таблиц главы СНиП 11-21-75. При этом формулы, в которых коэффициенты при расчете элементов конструкций из тяжелого бетона имеют однозначную величину (в том числе величине, равной 1), приведены с заменой буквенных обозначений коэффициентов конкретной величиной.

Каждый раздел руководства сопровождается примерами расчета конструкций, охватывающими наиболее типичные случаи, встречающиеся в практике проектирования. Кроме того, в приложении 2 приведен комплексный пример расчета предварительно-напряженной конструкции.

Руководство может быть использовано при проектировании как предварительно-напряженных конструкций, так и конструкций без предварительного напряжения. Однако ряд положений по расчету и конструированию, касающихся конструкций или их частей, всегда выполняемых без предварительного напряжения, в руководстве не приведен (расчет и конструирование коротких консолей, расчет на продавливание и отрыв, расчет и конструирование закладных деталей, воспринимающих внешнюю нагрузку, и т. п.). Эти материалы приведены в «Руководстве по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)». Не приведены также некоторые материалы, связанные с проектированием монолитных конструкций, обычно выполняемых без предварительного напряжения.

В руководстве не приведены особенности проектирования статически неопределимых и сборно-монолитных конструкций, а также некоторых специальных сооружений (труб, силосов и др.), и в частности, не рассмотрены вопросы, связанные с определением усилий в в этих конструкциях. Эти вопросы освещаются в специальных руководствах.

Руководство разработано ЦНИИПромзданий Госстроя СССР (инженеры Б. Ф. Васильев, И. К. Никитин, Л. Л. Лемыш, А. Г. Королькова) и НИИЖВ Госстроя СССР (д-ра техн. наук А. А. Гвоздев, С. А. Дмитриев, Г. И. Бердичевский, кандидаты техн. наук Н. М. Мулин, Е. А. Чистяков, А. С. Залесов, Ю. П. Гуща, Л. К. Рул-лэ, А. В. Яшин, С. А. Мадатян, Л. Н. Зайцев) при участии НИЛ ФХ ММ и ТП Главмоспромстройматериалов (кандидаты техн. наук Э. Г. Ратц и С. Ю. Цейтлин), КТБ Мосоргстройматериалов (канд. техн. наук В. С. Щукин), Днепропетровского инженерно-строительного института Минвуза УССР (канд. техн. наук В. М. Баташев), ЦНИИЭПсельстрой (кандидаты техн. наук Ю. Ф. Бирулин, Э. Г. Елагин).

1* Зак. 435

ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении элемента

М — изгибающий момент или момент внешних сил относительно центра тяжести приведенного сечения;

N — продольная сила;

Q поперечная сила;

Мщ ~ крутящий момент;

Af_Kp, М_ла, Мп — изгибающие моменты соответственно от кратковременных нагрузок, от постоянных и длительных нагрузок и от полной нагрузки, включающей постоянные, длительные и кратковременные нагрузки (при расчете по прочности вводятся с коэффициентом перегрузки 1, а при расчете по раскрытию трещин и деформациям — с я=1).

Характеристики предварительно напряженного элемента

INq—усилие предварительного обжатия, определяемое по формуле (9), с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента;

Not и Nq% — то же, с учетом соответственно первых и всех потерь напряжений;

Оо и 0_О — предварительные напряжения соответственно в напрягаемой арматуре А и А' до обжатия бетона (при натяжении арматуры на упоры) либо в момент снижения величины предварительного напряжения в бетоне до нуля воздействием на элемент внешних фактических или условных сил, определяемые согласно указаниям лп.1.21, 1.25 и 1.27 с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента; cfoj и 0о2—напряжения Оо с учетом соответственно первых и всех потерь;

0б.я — сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного обжатия, определяемые согласно пп. 1.28 и 1.29 с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элементов;

/п_т—коэффициент точности натяжения арматуры, определяемый согласно указаниям п. 1.24.

Характеристики материалов

Япр и Rnpn — расчетные сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний соответственно первой и второй группы;

Rp и Rpn — расчетные сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй группы; Ra — передаточная прочность бетона, назначенная в соответствии с указаниями п. 2.3;

_р, |_f и i?2pn — расчетные сопротивления бетона соответственно Ддр, Rpn и Rnpii при марке бетона, равной передаточной прочности /?о;

— расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельных состояний первой группы:

а) продольной;

4

I б) поперечной — при расчете сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие изгибающего момента;

R&.x *— расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению для предельных состояний первой группы при расчете сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы; R&.& — расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний первой группы;

Ra.it — расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельных состояний второй группы;

Еб — начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении; Еа — модуль упругости арматуры;

п — отношение соответствующих модулей упругости арматуры Еа и бетона £б.

Характеристики положения продольной арматуры в поперечном сечении элемента

А — обозначение продольной арматуры:

а)    при наличии сжатой и растянутой от действия внешней нагрузки зон сечения — всей арматуры (напрягаемой и ненапрягае-мой), расположенной в растянутой зоне;

б)    при полностью сжатом от действия внешней нагрузки сечении — то же, расположенной у менее сжатой грани сечения;

в)    при полностью растянутом от действия внешней нагрузки сечении внедентренно растянутых элементов — расположенной у более растянутой грани сечения;

А' — обозначение продольной арматуры:

а)    при наличии сжатой и растянутой от действия внешней нагрузки зон сечения — расположенной в сжатой зоне;

б)    при полностью сжатом от действия внешней нагрузки сечении— расположенной у более сжатой грани сечения;

в)    при полностью растянутом от действия внешней нагрузки сечении внедентренно растянутых элементов — расположенной у менее растянутой грани сечения.

Геометрические характеристики

6— ширина прямоугольного сечения; ширина ребра таврового и двутаврового сечений;

bn и Ъ _п — ширина полки таврового и двутаврового сечения соответственно в растянутой и сжатой зоне;

h — высота прямоугольного, таврового и двутаврового сечения; h_n и h_n —высота полки таврового и двутаврового сечения соответственно в растянутой и сжатой зоне;

D — диаметр кольцевого или круглого сечения;

Ев. и F _н — площадь сечения напрягаемой части арматуры А и Л'; Fa и F _а — площадь сечения ненапрягаемой части арматуры А и Л'; а — расстояние от равнодействующей усилий в арматуре Л до ближайшей грани;

о! — расстояние от равнодействующей предельных растягивающих усилий в арматуре А' до ближайшей грани;

°а ^и Яд “ расстояние от равнодействующей усилий в арматуре соответственно площадью F* и F_H А° ближайшей грани;

А₀ — рабочая высота сечения, равная А —а; я — высота сжатой зоны бетона;

1 — относительная высота сжатой зоны бетона, равная х/Н₀; и — расстояние между хомутами, измеренное по длине элемента; е₀ — эксцентрицитет продольной силы N относительно центра тяжести приведенного сечения, равный MJN и определяемый в соответствии с указаниями п. 3.41;

бон — эксцентрицитет усилия предварительного обжатия No относительно центра тяжести приведенного сечения, определяемый в соответствии с указаниями п. 1.26;

е_ос — эксцентрицитет равнодействующей продольной силы N и усилия предварительного обжатия N₀ относительно центра тяжести приведенного сечения;

е к е' — расстояние от точки приложения продольной силы N до равнодействующей усилий соответственно в арматуре А и А'; а а и е_а.н — расстояние соответственно от точки приложения продольной силы N и усилия предварительного обжатия N₀ до центра тяжести площади сечения арматуры А;

I — пролет элемента;

/₀ — расчетная длина элемента, подвергающегося действию сжимающей продольной силы;

г — радиус инерции поперечного сечения элемента относительно центра тяжести сечения;

d — номинальный диаметр стержней арматурной стали;

F_x — площадь сечения хомутов, расположенных в одной, нормальной к продольной оси элемента плоскости, пересекающей наклонное сечение;

t₀ — площадь сечения отогнутых стержней, расположенных в одной наклонной к продольной оси элемента плоскости, пересекающей наклонное сечение;

fx — площадь сечения одного стержня хомута; f_а — площадь сечения одного стержня продольной арматуры;

\i — коэффициент армирования, определяемый как отношение площади сечения арматуры А к площади поперечного сечения элемента bh₀ без учета сжатых и растянутых полок;

F—площадь всего бетона в поперечном сечении;

F_n — площадь приведенного сечения элемента, определяемая в соответствии с указаниями п. 1.28;

/ — момент инерции сечения бетона относительно центра тяжести сечения элемента;

Jи — момент инерции приведенного сечения элемента относительно его центра тяжести, определяемый в соответствии с указаниями п. 1.28.

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее руководство распространяется на проектирование предварительно-напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона, предназначенных для работы в условиях систематического воздействия температур не выше 50°С и не ниже минус 70°С.

Тяжелый бетон — бетон плотной структуры на цементном вяжущем и плотных заполнителях, крупнозернистый, тяжелый по объемной массе, при любых условиях твердения.

Примечания: 1, Настоящее руководство не распространяется на проектирование железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов, а также конструкций, изготовляемых на напрягающем цементе.

2. В конструкциях, проектируемых в соответствии с настоящим руководством мелкозернистый бетон применяется только для заполнения швов в сборных конструкциях, для защиты от коррозии и обеспечения сцепления с бетоном напрягаемой арматуры, расположенной в каналах, пазах и на поверхности конструкции, а также для защиты от коррозии стальных закладных деталей.

1.2(1.2). Проектирование железобетонных конструкций зданий и сооружений, предназначенных для работы в условиях агрессивной среды и повышенной влажности, должно вестись с учетом дополнительных требований, предъявляемых главой СНиП Н-28-73 по защите строительных конструкций от коррозии.

1.3.    Предварительное напряжение железобетонных конструкций применяется в целях:

снижения расхода стали путем использования арматуры высокой прочности;

увеличения сопротивления конструкций образованию трещин в бетоне и ограничения их раскрытия;

повышения жесткости и уменьшения деформаций конструкций;

обжатия стыков элементов сборных конструкций;

повышения выносливости конструкций, работающих под воздействием многократно повторяющейся нагрузки;

уменьшения расхода бетона и снижения веса конструкций за счет применения бетона высоких марок.

1.4.    Предварительное напряжение создается двумя основными способами:

натяжением арматуры на упоры формы или стенда;

натяжением арматуры на затвердевший бетон.

Натяжение арматуры на упоры производится механическим, электротермическим или электротермомеханическим способом. Натяжение арматуры на бетон производится только механическим способом.

7

При натяжении на упоры применяются стержневая арматура, высокопрочная проволока в виде пакетов и арматурные канаты. При натяжении на бетон применяются высокопрочная проволока в виде пучков и арматурные канаты. Кроме того, проволока и арматурные канаты небольших диаметров могут натягиваться на упоры форм или бетон путем непрерывной намотки.

1.5(1.6), Элементы сборных предварительно-напряженных конструкций должны отвечать условиям механизированного изготовления на специализированных предприятиях.

Целесообразно укрупнять элементы сборных конструкций, насколько это позволяют грузоподъемность монтажных механизмов, условия изготовления и транспортиоования.

1.6(1.3). Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно главе СНиП по строительной климатологии и геофизике. 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 главе СНиП по строительной климатологии и геофизике или как относительная влажность внутреннего воздуха помещений отапливаемых зданий и сооружений.

1.7(1.10). Численные значения приведенных в настоящем руководстве 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 нормативных документов.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.8(1.11). Предварительно-напряженные 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, неблагоприятного влияния агрессивной среды, попеременного замораживания и оттаивания и т. п.);

усталостного разрушения (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки— подвижной или пульсирующей: подкрановых балок, шпал, перекрытий под некоторые неуравновешенные машины и т. п.);

потери устойчивости формы конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкций и т. п.) или ее положения (расчет на опрокидывание и скольжение подпорных стен, внецентренно нагруженных высоких фундаментов; расчет на всплывание заглубленных или подземных резервуаров, насосных станций и т. п.);

б)    Расчет по предельным состояниям второй группы должен обеспечивать конструкции от:

8

образования трещин, а также их чрезмерного или длительного раскрытия (если по условиям эксплуатации образование или длительное раскрытие трещин недопустимо);

чрезмерных перемещений (прогибов, углов поворота, углов перекоса и колебаний).

Примечание. Расчет на устойчивость формы конструкции и ее положения выполняется по соответствующим руководствам или литературным источникам.

1.9(1.12). Расчет элементов по предельным состояниям должен, как правило, производиться для всех стадий: изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации. Расчет элементов на выносливость производится для стадии эксплуатации.

Расчет по раскрытию трещин и по деформациям допускается не производить, если на основании опытной проверки или практики применения железобетонных конструкций установлено, что величина раскрытия в них трещин на всех стадиях, перечисленных в настоящем пункте, не превышает предельно допустимых величин и жесткость конструкций в стадии эксплуатации достаточна.

1.10(1.13). Величины нагрузок и воздействий, значения коэффициентов перегрузок, коэффициентов сочетаний, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные — длительные, кратковременные, особые— должны приниматься в соответствии с требованиями главы СНиП по нагрузкам и воздействиям.

Нагрузки, учитываемые при расчете по предельным состояниям второй группы, должны приниматься согласно указаниям табл. 2.

При этом к длительным нагрузкам следует относить часть полной величины кратковременных нагрузок, оговоренных в главе СНиП по нагрузкам и воздействиям, а вводимая в расчет кратковременная нагрузка принимается уменьшенной на величину, учтенную в длительной нагрузке (например, если снеговая нагрузка составляет: р==рос= 100-1,4~140 кгс/см², то снеговая длительная нагрузка будет равна: /?_Дл — (100—70) 1,4=42 кгс/м², а снеговая кратковременная нагрузка — ркр — 140—42=98 кгс/см²).

Коэффициенты сочетаний и другие коэффициенты снижения нагрузок относятся к полной величине кратковременных нагрузок.

Для не защищенных от солнечной радиации конструкций, предназначенных для работы в климатическом подрайоне IVA согласно главе СНиП по строительной климатологии и геофизике, при расчете должны учитываться температурные климатические воздействия.

1.11(1.14). При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от собственного веса элемента следует вводить в расчет с коэффициентом динамичности, равным: при транспортировании— 1,8; при подъеме и монтаже—1,5.

В этом случае коэффициент перегрузки к нагрузке от собственного веса элемента не вводится.

Для указанных выше коэффициентов динамичности допускается принимать более низкие значения, если эго подтверждено опытом применения конструкций, но не ниже 1,25.

1.12(1.17). К трещиностойкости конструкций или их частей предъявляются требования соответствующих категорий в зависимости от условий, в которых работает конструкция, и от вида применяемой арматуры:

9