МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СВОДПРАВИЛ    СП    405.1325800.2018

КОНСТРУКЦИИ БЕТОННЫЕ С НЕМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФИБРОЙ И ПОЛИМЕРНОЙ АРМАТУРОЙ

Правила проектирования

Предисловие

Сведения о своде правил

1    ИСПОЛНИТЕЛЬ — Акционерное общество «Научно-исследовательский центр «Строительство» (АО «НИЦ «Строительство») — НИИЖБ им. А.А. Гвоздева

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3    ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4    УТВЕРЖДЕН Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 24 декабря 2018 г. Ns 850/пр и введен в действие с 25 июня 2019 г.

5    ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

© Минстрой России, 2018 © Стандартинформ, оформление, 2019

Настоящий свод правил не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Минстроя России

Расчет по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели

6.1.13    Расчет по прочности нормальных сечений железобетонных элементов при действии изгибающих моментов и продольных сил (внецентренное сжатие или растяжение) следует производить на основе нелинейной деформационной модели согласно 8.1.20—8.1.30 СП 63.13330.2012 и следующих положений:

-    в расчетах следует учитывать работу бетона растянутой зоны сечения элемента;

-    связь между осевыми напряжениями и относительными деформациями растянутой композитной полимерной арматуры принимают линейной;

-    сопротивление композитной полимерной арматуры сжатию не учитывается:

-    диаграммы осевого сжатия и осевого растяжения фибробетона следует принимать согласно СП 297.1325800;

-    при внецентренном сжатии или растяжении элементов и распределении в поперечном сечении элемента деформаций только одного знака предельные значения относительных деформаций фибробетона при растяжении с_Л1и„ следует определять в зависимости от соотношения деформаций фибробетона на противоположных гранях сечения элемента с, и с₂ flf^l ^ |^ci|) ^П0 Формуле

^ЕЯ>Г.1Л ⁼ €гыз “(^£гмз “^елм2) Т*^--    (в.15)

^С2

Расчет по прочности элементов при действии поперечных сил

6.1.14    Расчет по прочности элементов при действии поперечных сил следует производить по наклонному сечению на действие поперечной силы, по наклонному сечению на действие изгибающего момента и по бетонной полосе между наклонными сечениями на действие поперечной силы.

Расчет элементов по полосе между наклонными сечениями

6.1.15    Расчет изгибаемых элементов по бетонной полосе мехщу наклонными сечениями следует производить по 8.1.32 СП 63.13330.2012, при этом в расчетную зависимость вместо характеристики R_b следует подставлять R

Расчет элементов по наклонному сечению на действие поперечных сил

6.1.16    Расчет изгибаемых элементов по наклонному сечению следует производить по 8.1.33. 8.1.34 СП 63.13330.2012, при этом в расчетные зависимости вместо характеристик R_b и R_bt следует подставлять ^Rtb ^и Rfbf

Расчет элементов по наклонному сечению на действие моментов

6.1.17 Расчет элементов по наклонным сечениям на действие моментов (см. рисунок 4) производят из условия

MlMf+Mfo+Mft,.    (6.16)

где М — момент в наклонном сечении с длиной проекции С на продольную ось элемента, определяемый от всех внешних сил. расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения, относительно конца наклонного сечения (точка 0). противоположного концу, у которого располагается проверяемая продольная композитная полимерная арматура, испытывающая растяжение от момента в наклонном сечении; при этом учитывают наиболее опасное нагружение в пределах наклонного сечения;

M_f — момент, воспринимаемый продольной арматурой, пересекающей наклонное сечение, относительно противоположного конца наклонного сечения (точка 0);

/И_Лу — момент, воспринимаемый поперечной арматурой, пересекающей наклонное сечение, относительно противоположного конца наклонного сечения (точка 0);

M_fbt — момент, воспринимаемый фибробетоном. относительно противоположного конца наклонного сечения (точка 0).

Моменты M_t и М^ определяют по 8.1.35 СП 63.13330.2012, при этом в расчетные зависимости вместо характеристик стальной арматуры следует подставлять характеристики композитной полимерной арматуры.

Рисунок 4 — Схема усилий при расчете фибробетонных элементов с АКП

по наклонному сечению на действие моментов

Момент Мы определяют по формуле

^Mfbt ⁼ 0.5 О^з 'С,    (6.17)

где 0_Лгз определяют по формуле

_Л 1.5 Ь

°1ЫЗ--”³    ■    (6    18)

Расчет производят для наклонных сечений, расположенных по длине элемента на его концевых участках и в местах обрыва продольной композитной полимерной арматуры, при наиболее опасной длине проекции наклонного сечения С. принимаемой в пределах от 1,0 h_Q до 2.0 h₀.

Расчет фибробетонных элементов на местное сжатие

6.1.18    Расчет фибробетонных элементов с АКП на местное сжатие (смятие) производят по 8.1.43—8.1.45 СП 63.13330.2012. при этом в расчетные зависимости вместо характеристики следует подставлять R_fb.

Расчет фибробетонных элементов на продавливание

6.1.19    Расчет на продавливание плоских фибробетонных элементов (плит) при действии на них местных, концентрированно приложенных сосредоточенных силы и изгибающего момента производят по 8.1.46—8.1.52 СП 63.13330.2012. при этом в расчетные зависимости вместо характеристики ^следует подставлять R_fb(.

6.2 Расчет конструкций по предельным состояниям второй группы

6.2.1    Расчеты по предельным состояниям второй группы следует выполнять с учетом 8.2.1—8.2.3 СП 63.13330.2012 и 6.2.2—6.2.20.

Расчет фибробетонных элементов по образованию и раскрытию трещин

6.2.2    Расчет фибробетонных элементов по образованию трещин следует выполнять по 8.2.4 СП 63.13330.2012. при этом изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин, определяют по 6.2.4—6.2.8.

6.2.3    Расчет по раскрытию трещин следует выполнять по 8.2.6. 8.2.7 СП 63.13330.2012 с учетом 6.2.6 и 6.2.7 СП 295.1325800 2017 и 6.2 9—6.2.12.

Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента

6.2.4    Изгибающий момент М_сгс при образовании трещин в общем случае определяется по деформационной модели согласно 6.2.8.

Для элементов прямоугольного, таврового или двутаврового сечения с арматурой, расположенной у верхней и нижней граней, момент трещинообразования с учетом неупругих деформаций растянутого фибробетона допускается определять согласно 6.2.6—6.2.8.

6.2.5    Допускается момент образования трещин определять без учета неупругих деформаций

растянутого фибробетона, принимая в формуле (6.19)    =    W_re£f.    Если    при    этом    расчетное    значение

ширины раскрытия трещин или прогиба превышает их предельно допустимые значения, то момент образования трещин следует определять с учетом неупругих деформаций растянутого фибробетона.

6.2.6    Момент образования трещин с учетом неупругих деформаций растянутого фибробетона определяют в соответствии со следующими положениями:

-    сечения после деформирования остаются плоскими:

-    эпюру напряжений в сжатой зоне фибробетона принимают треугольной формы, как для упругого тела (см. рисунок 5);

-    эпюру напряжений в растянутой зоне фибробетона принимают трапециевидной формы с напряжениями. не превышающими расчетных значений сопротивления фибробетона растяжению R^str

-    относительную деформацию крайнего растянутого волокна фибробетона принимают рав-ной е^;

-    сопротивление композитной полимерной арматуры сжатию не учитывают;

-    напряжения в растянутой композитной полимерной арматуре принимают в зависимости от относительных деформаций как для упругого тела.

1 — уровень центра тяжести приведенного поперечного сечения Рисунок 5 — Схема напряженно-деформированного состояния сечения фибробетонного элемента с АКП при проверке образования трещим при действии изгибающего момента (а) и изгибающего момента и продольной силы (б)

6.2.7 Момент образования трещин с уметом неупругих деформаций растянутого фибробетона определяют по формуле

^Mcrc=^Rf*i.sor -WfitN в_х.    (6.19)

где W_p. — упругопластический момент сопротивления сечения для крайнего растянутого волокна фибробетона. определяемый с учетом 6.2.6; е_х — расстояние от точки приложения продольной силы Л/ (расположенной в центре тяжести приведенного сечения элемента) до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется.

В формуле (6.19) знак «плюс» принимают при сжимающей продольной силе N. «минус» — при растягивающей силе.

Для прямоугольных сечений значение при действии момента в плоскости оси симметрии допускается принимать равным

(6.20)

где W_rta — упругий момент сопротивления приведенного сечения по растянутой зоне сечения, определяемый в соответствии с 8 2.12 СП 63.13330.2012;

Y — коэффициент, учитывающий неупругие свойства бетона растянутой зоны сечения

у= 173 - 0.005 (В-15).

здесь В — числовая характеристика класса фибробетона по прочности на осевое сжатие.

6.2.8    Расчет момента образования трещин на основе нелинейной деформационной модели следует выполнять, исходя из 8.2.14 СП 63.13330.2012. при этом предельное значение относительной деформации фибробетона при растяжении v_btul( определяют по 6.1.13.

Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента

6.2.9    Ширину раскрытия нормальных трещин а_сгс, (/ = 1. 2. 3 — по 6.2.7 СП 295.1325800.2017) элементов с композитной полимерной арматурой определяют по формуле

^ = ФгФ₃¥г Y'¹!'

где ф, — коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки, принимаемый равным:

1.0    — при непродолжительном действии нагрузки;

1.4 — при продолжительном действии нагрузки;

Ф, — коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами; допускается принимать ф,= 1; если при этом ширина раскрытия трещин превосходит предельно допустимое значение, то значение ф, следует определять по 6 2.12;

n_f — напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки, определяемое согласно 6.2.10;

Ф₃ — коэффициент, учитывающий характер нагружения, принимаемый равным:

1.0    — для элементов изгибаемых и внецентренно сжатых;

1.2 — для растянутых элементов;

l_f — базовое (без учета влияния вида поверхности арматуры) расстояние мемщу смежными нормальными трещинами, определяемое согласно 6.2.11.

6 2.10 Значения напряжения o_f в растянутой арматуре изгибаемых элементов определяют по формуле

Щ-У_е) ..

где l_red. у_с — момент инерции и высота сжатой зоны приведенного поперечного сечения элемента.

определяемые с учетом площади сечения сжатой и растянутой зон фибробетона. площадей сечения растянутой арматуры согласно 6.2.16. принимая в соответствующих формулах значения коэффициентов приведения арматуры и фибробетона растянутой зоны к фибробетону сжатой зоны равными:

Ю

Момент инерции l_nd приведенного поперечного сечения элемента относительно его центра тяжести определяют как для сплошного тела по общим правилам сопротивления упругих элементов с учетом всей площади сечения фибробетона и площадей сечения арматуры с коэффициентом приведения арматуры к фибробетону

«г-    <6.33)

где / — момент инерции фибробетонного сечения относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента; l_f — момент инерции площади сечения растянутой арматуры относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента;

Of — коэффициент приведения арматуры к бетону

Значение / определяют по общим правилам расчета геометрических характеристик сечений упругих элементов.

Допускается определять момент инерции l_red без учета арматуры.

Значения модуля деформации бетона в формулах (6.32) и (6.34) принимают равными:

- при непродолжительном действии нагрузки

Е/ьу = 0.85- Ед,;    (6.35)

- при продолжительном действии нагрузки

^ед> 1 “

где <р_{Ь сг} принимают по таблице 6.12 СП 63.133300.2012.

Жесткость фибробетонного элемента на участке с трещинами в растянутой зоне

6.2.16 Жесткость фибробетонного элемента на участках с трещинами в растянутой зоне определяют с учетом следующих положений:

-    сечения после деформирования остаются плоскими;

-    напряжения в фибробетоне сжатой зоны определяют как для упругого тела;

-    напряжения в фибробетоне растянутой зоны в сечении с нормальной трещиной определяют с учетом нелинейных свойств;

-    работу растянутого фибробетона на участке между смежными нормальными трещинами учитывают посредством коэффициента чу

Жесткость фибробетонного элемента D на участках с трещинами определяют по формуле (6.32) и принимают не более жесткости без трещин.

Значение модуля деформации сжатого фибробетона £_Ф1 принимают равным значению приведенного модуля деформации Е_Лгед, определяемого по формуле

<в.37)

в которой значения относительных деформаций е_Л1 red принимают равными:

0.0015 — при непродолжительном действии нагрузки;

по СП 63.13330.2012 (таблица 6.10) — при продолжительном действии нагрузки.

Значение модуля деформации растянутого фибробетона E_<W1 принимают равным значению приведенного модуля деформации Е_Л(гвд, определяемого по формуле

£«».««=—.    (6    38)

^СЛ12

где = 0.004 — предельные относительные деформации фибробетона. соответствующие остаточному сопротивлению фибробетона осевому растяжению R_fbt2-

Момент инерции приведенного поперечного сечения элемента l_red относительно его центра тяжести определяют с учетом:

-    площади сечения фибробетона сжатой зоны;

-    площади сечения фибробетона растянутой зоны с условным коэффициентом приведения к фиб-робетону сжатой зоны a_fbt\

-    площади растянутой композитной полимерной арматуры с коэффициентом приведения к фиб-робетону сжатой зоны а_п

Коб ~ Кь ⁺ Ifbt ^агы ⁺ К ^ам>    (6.39)

где l_fb. I_fbl, l_f — моменты инерции площадей сечения соответственно сжатой и растянутой зон фибробетона. растянутой композитной полимерной арматуры относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения.

Значения /_Лг. /, определяют по общим правилам сопротивления материалов, принимая расстояние от наиболее сжатого волокна фибробетона до центра тяжести приведенного поперечного сечения у_ст с учетом остаточного сопротивления фибробетона растяжению (см. рисунок 7); для изгибаемых элементов

Уст = *nv    (6 40)

где х_т — средняя высота сжатой зоны фибробетона (см. рисунок 7). учитывающая влияние работы растянутого фибробетона между трещинами и определяемая согласно 6.2.17.

Значения /_ф и у_ст определяют по общим правилам расчета геометрических характеристик сечений упругих элементов.

Значения коэффициентов приведения фибробетона растянутой зоны a_fb( и растянутой композитной полимерной арматуры к фибробетону и_п определяют по 6.2.19.

eft>    °fb    =cfbEf.n>d

1 — уровень центра тяжести поперечного сечения Рисунок 7 — Приведенное поперечное сечение и схема напряженно-деформированного состояния элемента с трещинами для расчета его по деформациям при действии изгибающего момента

6.2.17 Для изгибаемых элементов положение нейтральной оси (средняя высота сжатой зоны фибробетона) определяют из уравнения

Sfb0 ⁼ afbt ‘ &1Ы0 ^{+ tt}/1 ^SfO’    (6 ⁴¹)

где S_/b0, S_fbt0, SfQ — статические моменты соответственно сжатой и растянутой зоны фибробетона и растянутой арматуры относительно нейтральной оси.

Для прямоугольных сечений с растянутой арматурой высоту сжатой зоны определяют по формуле

^хт = 77“ • (V(M/ ^пп +'«/ь/ )^{2 +} 0'" ⁿlbt) ’ <²МГ «М ⁺ «ГМ) - (Мг «„ + «я,,)).    (6-42)

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Нормативные ссылки ................................................................1

3    Термины и определения..............................................................2

4    Общие требования ..................................................................2

5    Материалы.........................................................................2

6    Конструкции без предварительного напряжения арматуры..................................2

6.1 Расчет конструкций по предельным состояниям первой группы ..........................2

6.2 Расчет конструкций по предельным состояниям второй группы ..........................9

7    Предварительно напряженные конструкции.............................................17

7.1    Предварительные напряжения арматуры ...........................................17

7.2    Расчет конструкций по предельным состояниям первой группы .........................17

7.3    Расчет конструкций по предельным состояниям второй группы .........................19

8    Конструктивные требования..........................................................22

Приложение А Основные буквенные обозначения .........................................23

Определение кривизны фибробетонных элементов на основе нелинейной деформационной модели

6.2.20 Кривизны фибробетонных элементов с АКП на участках без трещин и с трещинами в растянутой зоне сечения следует определять по 6.2.14. при этом:

-    при определении кривизн от непродолжительного действия нагрузки в расчете используют диаграммы кратковременного деформирования сжатого и растянутого фибробетона. а при определении кривизн от продолжительного действия нагрузки —диаграммы длительного деформирования фибробетона с расчетными характеристиками для предельных состояний второй группы;

-    для элементов с нормальными трещинами в растянутой зоне напряжение в арматуре, пересекающей трещины, определяют по 8.2.32 СП 63.13330.2012 по значениям усредненных на участке между нормальными трещинами относительных деформаций пересекающей трещины растянутой АКП.

7 Предварительно напряженные конструкции

7.1    Предварительные напряжения арматуры

7.1.1    При расчете предварительно напряженных фибробетонных конструкций следует учитывать снижение предварительных напряжений вследствие потерь предварительного напряжения арматуры до передачи усилий натяжения на фибробетон (первые потери) и после передачи усилия натяжения на фибробетон (вторые потери).

7.1.2    Потери предварительного напряжения арматуры следует учитывать по СП 295.1325800.

7.2    Расчет конструкций по предельным состояниям первой группы

Расчет предварительно напряженных элементов по прочности

7.2.1    Расчет предварительно напряженных фибробетонных элементов следует производить для стадии эксплуатации на действие изгибающих моментов и поперечных сил от внешних нагрузок и для стадии предварительного обжатия на действие усилий от предварительного натяжения арматуры и усилий от внешних нагрузок, действующих в стадии обжатия.

Расчет следует выполнять с учетом 9.2.1—9.2.6 СП 63.13330.2012.

Расчет предварительно напряженных элементов на действие изгибающих моментов в стадии эксплуатации по предельным усилиям

7.2.2    Расчет по прочности нормальных сечений следует производить согласно 6.1 с учетом 9 2.7—9 2.9 СП 63.13330.2012. При этом в формулах подраздела 6.1 обозначения площадей сечения A_f следует относить как к напрягаемой, так и к неналрягаемой композитной полимерной арматуре.

Расчет предварительно напряженных элементов в стадии предварительного обжатия

7.2.3    При расчете элемента в стадии предварительного обжатия усилие в напрягаемой композитной полимерной арматуре вводится в расчет как внешняя продольная сила Л/_р, равная

*P=<VV

где Аф — площадь сечения напрягаемой арматуры;

rifp — предварительные напряжения с учетом первых потерь и коэффициента у^ =1.1.

7.2.4 Расчет по прочности элементов прямоугольного сечения в стадии предварительного обжатия производят из условия

(7.1)

где е_р — расстояние от точки приложения продольной силы Л/_р с учетом влияния изгибающего момента М от внешней нагрузки, действующей в стадии изготовления (собственная масса элемента). до центра тяжести сечения неналрягаемой арматуры, растянутой от этих усилий (см. рисунок 8). определяемое по формуле

(72)

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом требований федеральных законов от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и содержит требования к расчету и проектированию бетонных конструкций с неметаллической фиброй, армированных полимерной композитной арматурой.

Свод правил разработан авторским коллективом АО «НИЦ «Строительство» — НИИЖБ им. А.А. Гвоздева (руководитель работы — д-р техн. наук ТА. Мухамедиев. д-р техн. наук ВФ. Степанова. канд-ты техн. наук Д.В Кузеванов. А В Бучкин).

СВОД ПРАВИЛ

КОНСТРУКЦИИ БЕТОННЫЕ С НЕМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФИБРОЙ И ПОЛИМЕРНОЙ АРМАТУРОЙ

Правила проектирования

Constructions of concrete with non-steel fiber reinforcement and polymer reinforcement

Rules of design

Дата введения — 2019—06—25

1    Область применения

Настоящий свод правил устанавливает требования к проектированию фибробетонных конструкций с неметаллической фиброй и полимерной арматурой, изготовляемых из тяжелого и мелкозернистого бетонов, эксплуатируемых в климатических условиях России (при систематическом воздействии температур не выше плюс 50 ^вС и не ниже минус 70 °С) при статическом действии нагрузки, и распространяется на проектирование фибробетонных конструкций различного назначения, армированных неметаллической фиброй и композитной полимерной арматурой на основе углеродных, арамидных, базальтовых или стеклянных волокон.

2    Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

СП 63.13330.2012 «СНиП 52-01—2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» (с изменениями № 1—3)

СП 295.1325800.2017 Конструкции бетонные, армированные полимерной композитной арматурой. Правила проектирования

СП 297.1325800.2017 Конструкции фибробетонные с неметаллической фиброй. Правила проектирования

Примечание — При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия) Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов

Издание официальное

3    Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по СП63.13330. СП 295.1325800 и СП 297.1325800. а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    фибробетонные конструкции с АКП: Конструкции из фибробетона с неметаллической фиброй и с композитной полимерной арматурой (в том числе предварительно напряженной);

3.2    АКП: Арматура композитная полимерная.

4    Общие требования

4.1    Фибробетон с неметаллической фиброй и композитную полимерную арматуру рекомендуется применять для армирования конструкций, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивных сред в случаях, когда к ним предъявляются повышенные требования к трещиностойкости, ударной прочности. вязкости разрушения, износостойкости или морозостойкости.

4.2    Расчеты фибробетонных конструкций с АКП следует производить с учетом разделов 4 и 5 СП 63.13330.2012, раздела 4 СП 295.1325800.2017 и раздела 4 СП 297.1325800.2017.

5    Материалы

5.1    Для фибробетонных конструкций с АКП. проектируемых в соответствии с требованиями настоящего свода правил, следует применять фибробетоны классов по прочности на осевое сжатие B_f: по прочности на осевое растяжение В_п, по остаточной прочности на растяжение S_ft3, марок по морозостойкости F и по водонепроницаемости W. установленных в СП 297.1325800. и виды композитной полимерной арматуры, установленные в СП 295.1325800.

5.2    Нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик композитной полимерной арматуры следует принимать по СП 295.1325800.

5.3    Нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик фибробетона. а при расчете конструкций по нелинейной деформационной модели —диаграммы его деформирования следует принимать по СП 297.1325800.

6    Конструкции без предварительного напряжения арматуры

6.1    Расчет конструкций по предельным состояниям первой группы

Расчет по прочности элементов конструкций на действие изгибающих моментов и продольных сил

Общие положения

6.1.1    Расчет по прочности элементов фибробетонных конструкций с АКП при действии изгибающих моментов и продольных сил (внецентренное сжатие или растяжение) следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси.

Расчет по прочности нормальных сечений элементов следует производить на основе нелинейной деформационной модели согласно 6.1.13.

Расчет по прочности нормальных сечений элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечений без арматуры или с арматурой, расположенной у верхней и нижней граней сечения, допускается производить по предельным усилиям.

6.1.2    При расчете по прочности нормальных сечений внецентренно сжатых элементов следует учитывать случайный эксцентриситет приложения продольной силы и влияние продольного изгиба по СП 63.13330.

6.1.3    Для фибробетонных элементов, у которых предельное усилие по прочности оказывается меньше предельного усилия по образованию трещин, площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по сравнению с требуемой из расчета по прочности не менее чем на 50 % или определена из расчета по прочности на действие предельного усилия по образованию трещин.

Расчет по прочности нормальных сечений по предельным усилиям

6.1.4    Расчет по прочности нормальных сечений фибробетонных элементов с рабочей арматурой по предельным усилиям следует производить, определяя предельные усилия, которые могут быть восприняты фибробетоном и арматурой в нормальном сечении, исходя из следующих положений:

-    сопротивление фибробетона растяжению представляется остаточными напряжениями, равными R_fbf? или R_fbi:i и равномерно распределенными по растянутой зоне фибробетона;

-    сопротивление фибробетона сжатию представляется напряжениями, равными R_tb и равномерно распределенными по сжатой зоне фибробетона;

-    деформации (напряжения) в арматуре определяют в зависимости от высоты сжатой зоны фибробетона;

-    сопротивление композитной полимерной арматуры сжатию принимается равным нулю;

-    растягивающие напряжения в композитной полимерной арматуре принимаются не более ее расчетного сопротивления растяжению.

6.1.5    Расчет по прочности нормальных сечений фибробетонных элементов следует производить в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны фибробетона _ х

\ = —. определяемым из соответствующих условии равновесия, и значением граничной относительнее)

ной высоты сжатой зоны при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R_t.

е(Ъ2

Значение \_R следует определять по формуле

(6.1)

где о) — характеристика сжатой зоны фибробетона. принимаемая для фибробетона из тяжелого бетона классов до В60 включительно равной 0.8, а для фибробетона из тяжелого бетона классов В70—В100 и из мелкозернистого бетона — равной 0,7; е, — расчетное значение предельных относительных деформаций композитной полимерной арматуры, принимаемое по СП 295.1325800; еде — относительные деформации сжатого фибробетона при напряжениях R_fb, принимаемые по СП 63.13330. как для обычного тяжелого бетона.

Расчет изгибаемых элементов

6.1.6 Расчет по прочности сечений изгибаемых фибробетонных элементов с рабочей арматурой следует производить из условия

М<М_и11,    (6.2)

где М — изгибающий момент от внешней нагрузки;

М_иП — предельный изгибающий момент, который может быть воспринят сечением элемента.

6.1.7 Значение М_Ы1 для изгибаемых фибробетонных элементов прямоугольного сечения с рабо-

X

чей арматурой (см. рисунок 1) при с, = — < \_R определяют по формуле

%

^M4, = ^Rib » х    О    <л-х)-р~а).    (6.3)

где х — высота сжатой зоны фибробетона, определяемая по формуле

R. А, + ft*.,, b h X^-L-2-Ш-_;    (6.4)

R_f — расчетное значение сопротивления композитной полимерной арматуры растяжению:

Rft>n ~ расчетное значение остаточной прочности фибробетона на осевое растяжение;

R_/b — расчетное значение прочности фибробетона на осевое сжатие.

Рисунок 1 — Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого фибробетонного элемента прямоугольного сечения с АКП. при его расчете по прочности

6.1.8 Значение М_ш для изгибаемых фибробетонных элементов таврового или двутаврового сечения, с полкой в сжатой зоне (см. рисунок 2). при % = — <%_R определяют в зависимости от положения .    ^ho

границы сжатой зоны:

- если граница проходит в полке (см. рисунок 2. а), т. е. соблюдается условие

^Rf ^Af^{+ R}fbt3 (^bf ^hf+^bw ^hw)^iRfb ^bf ^b'f    (®-⁵)

значение М_иП определяют no формуле

(6.6)

^Mut =^Rib ^b'f^x i^ho- ^{0 5x}> - ^Rfbt3 [bf ^hf • (°* ^5hr - ^e)⁺ W [°'^5hw ⁺ bf ~ a) +

⁺ b} (h'_f -x) (h₀ -0.5 (I)/ + x)))>

при этом высоту сжатой зоны определяют по формуле

(6.7)

_х_*гa+*w<*»;

^bf (^Rn>t3 ⁺ Rfb)

- если граница проходит в ребре (см. рисунок 2. 6). т. е. условие (6.5) не соблюдается, значение М_и1( определяют по формуле

^„^Rfb lbrh; {^-0.5 h’_f) ₊ b_w {x-h}) (h₀-0.5 х-0.5 h}))-

-^Rfblз • [b_f h_f (0.5h_f - a) + b_w • (h - h, - x) ■ (h₀ - 0.5 (h + x - h,))],    (6.8)

при этом высоту сжатой зоны фибробетона х определяют по формуле

_x_ ^Rf ^Af+^Rfb'3 (b„ h; + b_w h„+b_f h_/)-R_lb h; ib;-b_w) ^bw [^RfbГЗ + */b>

6.1.9 Значение tf, вводимое в расчет, принимают по 8.1.11 СП 63.13330.2012.

Рисунок 2 — Положение границы сжатой зоны в сечении изгибаемого фибробетонного элемента с АКП

6.1.10 При расчете по прочности изгибаемых фибробетонных элементов рекомендуется соблю-датьусловие

В случае, когда площадь растянутой арматуры принята большей, чем это требуется для соблюдения условия х < hQ. предельный изгибающий момент M_ult для изгибаемых конструкций прямоугольного сечения следует определять по формуле (6.3), подставляя в нее значение высоты сжатой зоны, вычисленное по формуле

(6.10)

х = ^0.25(а_m<4i_fh₀ - n_R2h)² + «_R1 а ц_г h* со - 0.5(а_Р1гщ^ - a_R2h),

где

1_Л2 — то же. что и в формуле (6.1):

<о — принимают по 6.1.5.

Расчет по прочности изгибаемых конструкций таврового или друтаврового сечений с полкой в сжатой зоне и высоте сжатой зоны x>$_R-h_Q следует производить по деформационной модели согласно 6.1.15—6.1.19.

Расчет внецентренно сжатых элементов

6.1.11    Расчет по прочности внецентренно сжатых фибробетонных элементов без рабочей арматуры при расположении продольной сжимающей силы в пределах поперечного сечения элемента производят по 7.1.3 СП 63.13330.2012, при этом в расчетные зависимости вместо характеристики R_b следует подставлять R_fb.

Расчет по прочности внецентренно сжатых фибробетонных элементов без рабочей арматуры при расположении продольной сжимающей силы за пределами поперечного сечения элемента, а также внецентренно сжатых фибробетонных элементов без рабочей арматуры при расположении продольной сжимающей силы в пределах поперечного сечения элемента, в которых по условиям эксплуатации не допускается образование трещин, производят с учетом сопротивления фибробетона растянутой зоны по 7.1.7—7.1.11 СП 63.13330.2012, при этом в расчетные зависимости вместо характеристик R_b и R_b( следует подставлять R_fb и R_fb(.

6.1.12    Расчет внецентренно сжатых фибробетонных элементов прямоугольного сечения с рабочей арматурой (см. рисунок 3) производят из условия

(6.11)

где N — продольная сила от внешней нагрузки:

в — расстояние от точки приложения продольной силы Л/д о центра тяжести сечения растянутой арматуры рассчитывают по формуле

(6.12)

где е₀ — начальный эксцентриситет, принимаемый по 8.1.7 СП 63.13330.2012; Ч — коэффициент, определяемый по формуле (7.6) СП 63.13330 2012. Высоту сжатой зоны х определяют:

при $ = — <$_R — по формуле

х =

N + R_f-Af + R/bt3 b h

(613)

X

при с, = — > sr — по формуле

^ho

X

(6.14)