МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СВОД ПРАВИЛ    СП    430.1325800.2018

МОНОЛИТНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ

Правила проектирования

Предисловие

Сведения о своде правил

1    ИСПОЛНИТЕЛЬ — 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 25 декабря 2018 г. N8 861/лр и введен в действие с 26 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

г

в

а — столбчатый; б — ленточный: в — плитный сплошной; г — плитный ребристый; д — плитный коробчатый: е — свайный.

1 — колонны; 2 — фундаментные плиты и ленты, 3 — ребра фундаментных плит; 4 — сваи

Рисунок 5 4 — Фундаменты для монолитных конструктивных систем

5 18 Колонны принимают с поперечным сечением прямоугольной (квадратной), круглой и других форм (рисунок 5.5). К колоннам следует относить вертикальные (или наклонные) несущие элементы с поперечными сечениями, имеющими соотношение Ыа £ 2.5 или h^b > 3 (b — наибольший размер поперечного сечения колонны; а — наименьший размер поперечного сечения колонны; /)_эт — высота 8

этажа в свету). К пилонам относят вертикальные (или наклонные) несущие элементы с соотношением

2.5 s Ыа s 4 Колонны и пилоны с более вытянутыми поперечными сечениями, выходящими за указанные соотношения, следует относить к стенам.

в — квадратное; б — круглое; в — прямоугольное; г — Г-образное (уголковое); д — Т-образное (тавровое); в — крестообразное Рисунок 5.5 — Поперечные сечения колонн монолитных конструктивных систем

5.1.9    Несущие стены в плане принимают отдельно стоящими; продольными и поперечными; перекрестными. образующими вертикальные монолитные ядра жесткости и стволы.

В высотных зданиях (5.1.6) для повышения общей пространственной жесткости конструктивных систем могут быть применены стены-аутригеры, связывающие внутренние монолитные ядра жесткости и наружный контур вертикальных несущих конструкций здания.

5.1.10    Плиты применяют в безбалочных и балочных (в сочетании с балками) перекрытиях.

К плитам относят элементы с соотношениями размеров а > 5f (а — наименьший размер рядовой ячейки плиты в плане, t—толщина плиты). К балкам относят элементы с соотношением размеров /> ЗЛ (/ — размер пролета балки, h — высота элемента В противном случае такие балки относят к балкам-стенкам (или к высоким балкам).

Конструкцию безбалочных перекрытий принимают в виде плоских плит (рисунок 5.6, а), плит с капителями (рисунок 5.6, г) или в комбинированном варианте. Кроме того, допускается устройство контурных балок по свободным краям перекрытия (рисунок 5.6, а).

В конструкциях балочных перекрытий расположение и шаг балок принимают в одном или двух направлениях с учетом шага вертикальных несущих конструкций (рисунок 5 6. б. в. д, е). Ширину балок принимают преимущественно не более габаритного размера колонны и пилона, высоту балок — не менее толщины плитной части перекрытий.

Допускается для размещения инженерных сетей и звукоизоляции устройства гладких потолков и т. п. принимать размещение балок в перекрытиях ребрами вверх Конструкции балочных перекрытий с частым шагом балок (кессонные) следует применять преимущественно в регулярных конструктивных системах.

е

в — плоская плита б — плита с балками в одном направлении; в — плита с балками в различных направлениях; g — плита с капителями; д — плита с главными и второстепенными балками; е — кессонная плита; 1 — колонны. 2 — плита сплошная. 3 — контурная балка. 4 — главная балка (в створах колонн); 5 — капитель; 6 — второстепенная балка; 7 — ребра кессонного перекрытия

Рисунок 5.6 — Плиты безбалочных и балочных перекрытий в монолитных конструктивных системах

5.2 Несущие железобетонные конструкции

5.2.1    Основные несущие элементы монолитных конструктивных систем — фундаменты, колонны, пилоны, стены, плиты и балки перекрытий и покрытий Несущие элементы проектируют железобетонными монолитными с установкой расчетного и конструктивного продольного и поперечного армирования согласно СП 63.13330 и подразделу 6.3.

5.2.2    Фундаменты проектируют на естественном и свайном основаниях с учетом фактических инженерно-геологических условий участка строительства в виде отдельных (столбчатых) фундаментов под колонны, ленточных фундаментов, плитных фундаментов, свайных фундаментов и свайно-плитных (комбинированных) фундаментов.

5.2.3    Монолитные ленточные фундаменты выполняют в виде отдельных или перекрестных лент под вертикальные несущие конструкции нижнего этажа здания (сооружения) и имеют прямоугольное или ступенчатое поперечное сечение (рисунок 5.4. б).

5.2.4    Плитные фундаменты (рисунок 5.4, в) выполняют из монолитного железобетона под всей площадью здания (сооружения). Толщину плитных фундаментов принимают постоянной или переменной и назначают по результатам инженерно-геологических изысканий, расчетов по прочности и дефор-мативности и по конструктивным требованиям 5.2.7.

5.2.5    Ребристые и коробчатые фундаменты состоят из плитных и стеновых элементов (рисунок 5.4. г. д) Такие фундаменты могут быть применены для повышения устойчивости надземной части здания (сооружения) и для использования подземного пространства в качестве технических помещений.

5.2.6    Свайные фундаменты выполняют из отдельных железобетонных свай (забивных, буронабивных. буроинъекционных и пр.) и монолитных плитных или ленточных фундаментных ростверков под вертикальными несущими конструкциями нижнего этажа.

Свайно-плитные фундаменты выполняют из монолитного железобетона под всей площадью здания (сооружения) в виде фундаментной плиты постоянной или переменной толщины и свай (забивных, буронабивных, буроинъекционных и пр ).

Тип и расположение свай по полю фундамента следует выбирать в зависимости от конструктивной системы здания (сооружения), нагрузок, приходящихся на сваи, и инженерно-геологических условий основания.

5.2.7    Основные конструктивные параметры плоских фундаментных плит — геометрические размеры (толщина плиты), класс бетона по прочности на сжатие и содержание продольной и поперечной арматуры, определяемые в зависимости от реактивного давления грунта основания и шага колонн, пилонов и стен, а также марка по водонепроницаемости.

При проектировании рекомендуется принимать оптимальные конструктивные параметры фундаментных плит, устанавливаемые на основе технико-экономического анализа. Толщину сплошных монолитных фундаментных плит рекомендуется принимать не менее 0,5 м и не более 3.0 м. Класс бетона по прочности на сжатие принимают не менее В20. коэффициент продольного армирования не менее 0,3 %, а марку по водонепроницаемости — не менее W6.

В первом приближении допускается толщину плоской фундаментной плиты на естественном основании назначать равной 1/65 ♦ 1/50 /1_зд. где h^ — строительная высота здания (сооружения), равная расстоянию от верха фундамента до срединной плоскости плиты покрытия. Толщину плоских фундаментных плит в общем случае назначают из условия обеспечения прочности, включая прочность на продавливание (колоннами, пилонами или сваями), жесткости и трещиностойкости.

В необходимых случаях в местах расположения вертикальных несущих элементов (колонн, пилонов и свай) предусматривают поперечное армирование, определяемое расчетом, также допускается местное увеличение толщины плиты.

5.2.8    Основные конструктивные параметры колонн из монолитного железобетона — их высота, размеры поперечного сечения, класс бетона по прочности на сжатие и содержание продольной арматуры (процент армирования), определяемые в зависимости от высоты здания (сооружения), нагрузки на перекрытия (с учетом собственного веса перекрытий) и шага колонн.

При проектировании рекомендуется принимать оптимальные конструктивные параметры колонн, устанавливаемые на основе технико-экономического анализа. При этом минимальный размер квадратного и круглого поперечного сечения колонн следует принимать из условия обеспечения требований по гибкости по 10.2.2 СП 63.13330.2012, и не менее 300 мм, для колонн с вытянутым поперечным сечением и пилонов — не менее 200 мм. Класс бетона по прочности на сжатие принимают не менее В25, процент армирования в любом сечении (включая участки с нахлесточным соединением арматуры) — не более 10 %.

5.2.9    Конструктивные параметры колонн принимают преимущественно одинаковыми на одном уровне перекрытий в регулярных конструктивных системах В нерегулярных конструктивных системах, а также с целью оптимизации решений при соответствующем расчетном обосновании допускается предусматривать различные конструктивные параметры колонн с учетом их расположения и восприятия нагрузок (средние, крайние, угловые).

5.2.10    В случаях, когда технико-экономический анализ конструктивных параметров колонн показывает. что требуемое армирование превышает максимальные значения, приведенные в 5.2.8, применяют сталежелезобетонные, в том числе трубобетонные, колонны.

Проектирование сталежелезобетонных конструкций, а также конструкций из высокопрочных бетонов выпопняют по СП 266.1325800. СП 311.1325800.

5.2.11    Основные конструктивные параметры стен — размеры (толщина стен), класс бетона по прочности на сжатие и содержание вертикальной арматуры (процент армирования), определяемые в зависимости от высоты здания (сооружения), нагрузки на перекрытия, шага стен.

При проектировании рекомендуется принимать оптимальные конструктивные параметры стен, устанавливаемые на основе технико-экономического анализа. Размеры поперечного сечения (толщину) стен рекомендуется принимать не менее 0.16 м и назначают из условия обеспечения требований по гибкости по 10.2.2 СП 63.13330.2012. Класс бетона стен принимают не менее В20. процент армирования в любом сечении стены (включая участки с нахлесточным соединением арматуры) — не более 10 %.

5.2.12    При пролетах до 6—8 м перекрытия выполняют преимущественно плоскими, при больших значениях — плоскими с капителями или балочными.

При пролетах 12—15 м применяют преимущественно кессонные или часторебристые перекрытия. При пролетах порядка 20—30 м и более также применяют пространственные конструкции перекрытий и покрытий (складки, оболочки и т. п.) согласно СП 387.1325800

При соответствующем технико-экономическом обосновании при пролетах более 7 м применяют высокопрочную напрягаемую арматуру со сцеплением или без сцепления с бетоном (5.2.13).

Для снижения массы перекрытий зданий (сооружений) нормального и пониженного уровней ответственности допускается применение в перекрытиях легких бетонов, пустотелых вкладышей или вкладышей в виде плит и блоков из легких бетонов согласно СП 351.1325800.

5.2.13 Предварительно напряженные перекрытия из монолитного железобетона применяют с выполнением натяжения арматуры на бетон.

В системах со сцеплением напрягаемой арматуры с бетоном в одном каналообразователе укладывают несколько канатов. В таких системах сразу после натяжения арматурных канатов каналы инъецируют в построечных условиях специальными цементными растворами, которые после набора прочности обеспечивают сцепление арматуры с бетоном.

В системах без сцепления арматуры с бетоном инъецирование каналов цементными растворами не выполняют. В такой системе заполненное специальной защитной смазкой пространство между канатом и защитной оболочкой каналообразователя исключает возможность сцепления арматуры с бетоном при натяжении арматуры, а также при нагружении и дальнейшей эксплуатации конструкции.

Конструирование в монолитных перекрытиях напрягаемой арматуры без сцепления с бетоном в эксплуатационной стадии следует производить таким образом, чтобы обеспечить эффективное восприятие опорных и пролетных изгибающих моментов в плите перекрытия. Для этого напрягаемую арматуру раскладывают вдоль пролета плиты волнообразно по параболическим линиям на опоре и в пролете.

Рисунок 5.7 — Схема раскладки напрягаемой арматуры без сцепления с бетоном в эксплуатационной стадии по высоте сечения вдоль неразрезной конструкции перекрытия

5.2.14    Основные конструктивные параметры плоских плит перекрытий — размеры поперечного сечения (толщина плиты), класс бетона по прочности на сжатие и содержание продольной арматуры, определяемые в зависимости от нагрузки на перекрытие и длины пролетов.

При проектировании рекомендуется принимать оптимальные конструктивные параметры перекрытий, устанавливаемые на основе технико-экономического анализа. При этом толщину плит плоских перекрытий рекомендуется принимать не менее 160 мм, класс бетона — не менее В20. Толщину ребристых и кессонных плит рекомендуется принимать не менее 250 мм и не более 500 мм, класс бетона — не менее В25.

В первом приближении толщину плоских плит перекрытия в каркасных и смешанных конструктивных системах рекомендуется назначать не менее II30. в стеновых конструктивных системах — не менее //35. где / — длина наибольшего пролета плиты.

В дальнейшем толщину плоских плит перекрытия при необходимости корректируют с учетом требований по ограничению деформаций (прогиба) плит и прочности на продавливание.

5.2.15    В плоских плитах перекрытий и покрытия на густоармированных участках, вокруг колонн, где действуют максимальные поперечные силы, изгибающие и крутящие моменты, для предотвращения продавливания, упрощения армирования и облегчения бетонирования допускается применение фибробетона класса по остаточной прочности на растяжение не менее 3^2. Размеры участков плиты из фибробетона в этом случае назначают из условия обеспечения прочности на продавливание по его границе с основным бетоном плиты.

5.2.16 В необходимых случаях в местах расположения вертикальных несущих элементов колонн, пилонов и у торцов стен в горизонтальных конструкциях безбалочных перекрытий предусматривают поперечное армирование, определяемое расчетом на продавливание.

6 Требования к расчету монолитных конструктивных систем

6.1    Основные принципы расчета конструктивных систем и их элементов

6.1.1    Монолитные конструктивные системы и их несущие элементы проверяют расчетами по предельным состояниям двух групп, а также по особым предельным состояниям согласно 5.1.1 ГОСТ 27751-2014.

6.1.2    По результатам расчета определяют усилия, возникающие в основных несущих элементах и конструкциях, а также их узлах. На действие полученных усилий выполняют расчеты по прочности, трещиностойкости и деформациям несущих элементов и узлов согласно СП 63.13330 и настоящему своду правил.

Кроме того, по результатам расчета монолитных конструктивных систем оценивают эксплуатационную пригодность конструктивной системы на соответствие нормативным документам. Для этого определяют ряд основных параметров конструктивной системы (согласно 6.2.1 и 6.4). значения которых сравнивают с предельно допустимыми значениями, приведенными в СП 20.13330, СП 22.13330, СП 63.13330 и других нормативных документах.

По результатам указанных расчетов производят окончательное конструирование несущих элементов и узлов с учетом СП 63.13330 и настоящего свода правил.

При необходимости, предусмотренной нормативными документами, также следует выполнять расчеты монолитных конструктивных систем по особым предельным состояниям, возникающим при особых воздействиях и ситуациях, на устойчивость против прогрессирующего обрушения.

6.1.3    Расчет монолитных конструктивных систем на устойчивость против прогрессирующего обрушения выполняют с учетом требований ГОСТ 27751. СП 296.1325800, СП 385.1325800. Данный расчет должен обеспечивать прочность и устойчивость конструктивной системы в случае гипотетического локального разрушения его конструкций, как минимум, на время, необходимое для эвакуации людей.

Расчет на прогрессирующее обрушение рекомендуется производить, принимая нелинейные жесткости элементов конструктивной системы. Допускается на начальных стадиях расчета принимать нелинейные жесткости элементов по 6.2.9.

6.2 Требования к расчету конструктивных систем

6.2.1    Для определения основных параметров монолитных конструктивных систем необходимо выполнять следующие расчеты:

-    усилий, возникающих в несущих элементах и узлах, по результатам общего расчета конструктивной системы на всех стадиях (возведения и эксплуатации);

-    горизонтальных перемещений верха;

-    первых форм собственных колебаний;

-    формы и устойчивости положения (опрокидывание);

-    перекосов этажных ячеек (при расчетах конструкций фасадов);

-    максимальной (средней) осадки, относительной разности осадок фундамента;

-    прогибов плит перекрытий;

-    ускорений колебаний перекрытий верхних этажей.

6.2.2    Расчеты конструктивной системы в общем случае следует выполнять в пространственной постановке с учетом совместной работы надземной и подземной части здания (сооружения), а также фундамента и основания под ним.

6.2.3    Расчеты конструктивной системы следует выполнять для стадии возведения с учетом стадийности (при существенном изменении расчетной ситуации) и для стадии эксплуатации, принимая расчетные схемы, соответствующие рассматриваемым стадиям. При этом следует учитывать:

-    порядок приложения и изменения вертикальной нагрузки и жесткостей в процессе возведения и эксплуатации;

-    образование трещин от температурно-усадочных деформаций бетона в процессе твердения и наличие технологических швов при бетонировании захватками;

-    прочность и деформационные характеристики бетона в момент освобождения конструкции от опалубки и передачи нагрузки от вышележащих этажей.

6.2.4    Расчет монолитных конструктивных систем производят с применением линейных и нелинейных жесткостей железобетонных элементов.

Линейные жесткости железобетонных элементов, осуществляющие связь усилий с упругими (линейными) деформациями, определяют как для сплошного упругого тела.

Нелинейные жесткости железобетонных элементов определяют по поперечному сечению элементов с учетом возможного образования трещин и развития неупругих (нелинейных) деформаций в бетоне и арматуре, соответствующих кратковременному и длительному действиям нагрузки.

6.2.5    Значения нелинейных жесткостей железобетонных элементов следует устанавливать в зависимости от стадии расчета, требований к расчету и характера напряженно-деформированного состояния элемента.

На первой стадии расчета конструктивной системы, характеризуемой тем. что армирование железобетонных элементов неизвестно, нелинейную работу элементов допускается учитывать, применяя нелинейную жесткость, определяемую понижением их линейных жесткостей (или модуля упругости бетона) с помощью условных понижающих коэффициентов.

На последующих стадиях расчета конструктивной системы, когда известно армирование железобетонных элементов, в расчет следует вводить в зависимости от вида определяемого параметра конструктивной системы (6.2.1) уточненные значения нелинейных жесткостей элементов, учитывающие армирование, образование трещин и развитие неупругих деформаций в бетоне и арматуре согласно СП 63.13330.

6.2.6    В результате расчета монолитной конструктивной системы должны быть установлены:

-    значения продольных и поперечных сил. изгибающих моментов и крутящих моментов (в необходимых случаях) — в колоннах;

-    значения изгибающих моментов, крутящих моментов, поперечных и продольных сил — в плоских плитах перекрытий, покрытия и фундаментов;

-    значения продольных и сдвигающих сил. изгибающих моментов, крутящих моментов и поперечных сил — в пилонах и стенах.

6.2.7    На первой стадии расчета для оценки усилий в элементах монолитной конструктивной системы допускается принимать линейные жесткости элементов, имея в виду, что распределение усилий в элементах монолитной конструктивной системы зависит не от значения, а. в основном, от соотношения жесткостей этих элементов. Для более точной оценки распределения усилий в элементах конструктивной системы рекомендуется на данной стадии расчета принимать приближенные значения нелинейных жесткостей с учетом условных понижающих коэффициентов (6.2.5). При этом необходимо учитывать существенное снижение жесткостей в изгибаемых плитных элементах (в результате возможного образования трещин) по сравнению с внецентренно сжатыми элементами.

В первом прибпижении рекомендуется принимать значения понижающих коэффициентов равными:

0,6 —для вертикальных сжатых несущих элементов;

0,3 — для несущих горизонтальных элементов.

По найденным усилиям определяют армирование элементов конструктивной системы, которое учитывают при определении жесткостей элементов согласно СП 63.13330. применяемых для уточнения усилий на последующих стадиях расчета.

6.2.8    Предельно допустимое значение ускорения колебаний в уровне перекрытия верхнего этажа здания устанавливают в соответствии с СП 20.13330. Расчет ускорений колебаний перекрытий верхнего этажа производят при действии нормативного значения пульсационной составляющей ветровой нагрузки с коэффициентом 0.7 согласно СП 20.13330 для оценки комфортности пребывания людей. Жесткости элементов конструктивной системы принимают линейными. Работу основания допускается не учитывать.

6.2.9    Горизонтальные перемещения верха конструктивной системы определяют при действии нагрузок. соответствующих расчетной ситуации по предельным состояниям второй группы (постоянные, длительные и кратковременные вертикальные и горизонтальные нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1.0). Расчет выполняют по деформированной схеме, принимая нелинейные пониженные значения жесткостей элементов конструктивной системы (6.2.5). т. к. горизонтальные перемещения напрямую зависят от жесткостных свойств элементов.

В первом приближении значения условных понижающих коэффициентов допускается принимать равными:

Содержание

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

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

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

4    Общие положения...................................................................2

5    Конструктивные решения монолитных железобетонных зданий и сооружений..................3

5.1    Конструктивные системы..........................................................3

5.2    Несущие железобетонные конструкции .............................................12

6    Требования к расчету монолитных конструктивных систем.................................15

6.1    Основные принципы расчета конструктивных систем и их элементов ....................15

6.2    Требования к расчету конструктивных систем........................................15

6.3    Требования к расчету железобетонных конструкций...................................18

6.4    Методы расчета и расчетные модели монолитных конструктивных систем................23

7    Конструирование несущих железобетонных конструкций ..................................27

Приложение А Общие положения по проектированию монолитных конструктивных систем

с плитами перекрытий и покрытий с напрягаемой арматурой....................34

Библиография.......................................................................39

0.6 —для вертикальных несущих элементов;

0.2 —для горизонтальных несущих элементов при наличии трещин;

0.3 —для горизонтальных несущих элементов при отсутствии трещин.

При определении горизонтальных перемещений верха конструктивной системы необходимо учитывать работу основания.

Горизонтальные перемещения верха здания (сооружения) не должны превышать предельно допустимых значений, установленных СП 20.13330.

Допускается определять горизонтальные перемещения верха по недеформированной схеме, принимая линейные жесткости элементов. При этом значение горизонтальных перемещений верха здания (сооружения) не должно превышать /7/1000, где h — высота здания (сооружения) согласно таблице Д 4 СП 20.13330 2016.

6.2.10    Прогибы плит перекрытий и покрытий определяют при действии нагрузок, соответствующих расчетной ситуации по предельным состояниям второй группы, с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1.0. На первой стадии расчета допускается принимать нелинейные пониженные значения жесткостей элементов конструктивной системы согласно 6.2.9 с учетом работы горизонтальных несущих конструкций при наличии трещин, т. к. вертикальные перемещения плит напрямую зависят от их жесткостных свойств.

На последующих стадиях расчета при известном армировании следует принимать уточненные жесткости плит с учетом армирования, наличия трещин и неупругих деформаций в бетоне и арматуре, определяемые согласно СП 63.13330 и др.

Предельно допустимое значение прогибов устанавливают в соответствии с СП 20.13330.

6.2.11    При расчете на устойчивость конструктивной системы следует проверять устойчивость формы конструктивной системы, а также устойчивость положения конструктивной системы на опрокидывание и на сдвиг.

Расчет на устойчивость конструктивной системы выполняют на действие расчетных значений постоянных. длительных и кратковременных вертикальных и горизонтальных нагрузок, соответствующих предельным состояниям первой группы, с учетом работы основания.

При расчете устойчивости формы конструктивной системы принимают нелинейные пониженные жесткости ее элементов, поскольку устойчивость конструктивной системы связана с деформативно-стью системы и отдельных элементов. Допускается принимать нелинейные жесткости элементов конструктивной системы с применением условных понижающих коэффициентов. При этом значения условных понижающих коэффициентов в первом приближении принимают с учетом 6.2.9. исходя из работы горизонтальных несущих конструкций при наличии трещин.

Запас по устойчивости формы конструктивной системы должен быть не менее чем двукратным. Запас по устойчивости формы характеризует превышение нагрузки на конструктивную систему, при которой возникает возможность потери общей устойчивости здания (сооружения), над расчетной, соответствующей предельным состояниям первой группы.

При расчете устойчивости положения (опрокидывание и сдвиг) конструктивные системы следует рассматривать как жесткое недеформированное тело. Расчет конструктивной системы на опрокидывание выполняют на действие опрокидывающего (от горизонтальной нагрузки) и удерживающего (от вертикальной нагрузки) моментов. Значения моментов определяют относительно крайней точки фундамента. При расчете на опрокидывание удерживающий момент должен превышать опрокидывающий момент с коэффициентом 1.5. При расчете на сдвиг удерживающая горизонтальная сила должна превышать действующую сдвигающую силу с коэффициентом 1.2. При этом следует учитывать наиболее неблагоприятные значения коэффициентов надежности по нагрузке.

6.2.12    Расчет перекосов вертикальных этажных ячеек от неравномерности вертикальных деформаций соседних несущих конструкций (стен, пилонов, колонн) выполняют для расчета внутренних и наружных отражающих конструкций (перегородок, фасадов). Расчет выполняют с учетом стадии возведения. а также времени и длительности приложения нагрузок, принимая нелинейные жесткости элементов конструктивной системы. В расчете необходимо учитывать работу основания.

Нелинейные жесткости вертикальных и горизонтальных элементов допускается принимать согласно 6.2.9 с учетом работы горизонтальных несущих конструкций при наличии трещин.

Перекосы вертикальных ячеек не должны превышать предельно допустимого значения, приведенного в таблице Д.4 СП 20.13330.2016.

6.2.13    Расчет основания (несущей способности и деформации) следует выполнять в соответствии с СП 22.13330, СП 24.13330 и другими действующими нормативными документами. Расчет выполня-

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом требований, установленных в федеральных законах от 27 декабря 2002 г. Ns 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 монолитных конструктивных систем жилых и общественных зданий и сооружений, а также их несущих элементов и узлов.

Свод правил разработан авторским коллективом АО «НИЦ «Строительство» — НИИЖБ им. А.А. Гвоздева (руководитель работы — канд. техн. наук С. А. Зенин; доктор техн. наук Е.А. Чистяков. канд. техн. наук Р.Ш. Шарипов. О.В. Кудинов).

СВОД ПРАВИЛ

МОНОЛИТНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ Правила проектирования

Monolithic structural systems Design rules

Дата введения — 2019—06—26

1    Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование конструктивных систем зданий (сооружений) гражданского назначения (жилые и общественные), в которых все основные несущие элементы (колонны, пилоны, стены, перекрытия, покрытия, фундаменты) выполняют из монолитного железобетона.

Свод правил не распространяется на проектирование конструкций усиления из монолитного железобетона.

2    Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения СП 2.13130.2012 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (с изменением № 1)

СП 14.13330.2014 «СНиП 11-7-81* Строительство в сейсмических районах» (с изменением № 1) СП 16.13330.2017 «СНиП 11-23-81* Стальные конструкции» (с изменением № 1)

СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия» (с изменением № 1)

СП 22.13330.2016 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»

СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты (с изменением № 1)

СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии» (с изменением № 1)

СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий»

СП 51.13330.2011 «СНиП 23-03-2003 Защита от шума» (с изменением № 1)

СП 63.13330.2012 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» (с изменениями N« 1, № 2, № 3)

СП 70.13330.2012 «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции» (с изменениями № 1,

№3)

СП 112.13330.2011 «СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений»

СП 266.1325800.2016 Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования СП 267.1325800 2016 Здания и комплексы высотные. Правила проектирования СП 296.1325800 2017 Здания и сооружения. Особые воздействия

СП 311.1325800.2017 Бетонные и железобетонные конструкции из высокопрочных бетонов. Правила проектирования

СП 351.1325800.2017 Бетонные и железобетонные конструкции из легких бетонов. Правила проектирования

Издание официальное

СП 385 1325800 2018 Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения

СП 387.1325800.2018 Железобетонные пространственные конструкции покрытий и перекрытий. 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

3    Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ 27751, ГОСТ 26633, СП 20.13330. СП 63.13330. а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    конструктивная система здания (сооружения): Совокупность взаимосвязанных несущих элементов здания (сооружения), обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость на стадии возведения и стадии эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий.

3.2    монолитная конструктивная система: Конструктивная система здания (сооружения), все несущие элементы которого выполнены из монолитного железобетона.

3.3    ядро жесткости (здесь): Совокупность вертикальных несущих элементов (стен) здания (сооружения). образующих замкнутый контур в плане (или близкий к нему) и обеспечивающих общую пространственную жесткость конструктивной системы здания (сооружения).

4    Общие положения

4.1    Монолитные конструктивные системы проектируют по настоящему своду правил с учетом СП 63.13330. Узлы и сопряжения несущих элементов при проектировании монолитных конструктивных систем принимают преимущественно жесткими.

4.2    Конструктивная система должна обеспечивать прочность, жесткость и устойчивость здания (сооружения) на стадии возведения и в период эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий. В общем случае для монолитных конструктивных систем, их несущих элементов и узлов должны быть соблюдены общие требования пожаробезопасности, надежности, долговечности, тепло-и звукоизоляции, коррозионной стойкости, прочности, трещиностойкости и деформативности. установленные в ГОСТ 27751, СП 2.13130, СП 16.13330, СП 20.13330, СП 22.13330, СП 24.13330, СП 28.13330. СП 50.13330, СП 51.13330, СП 63.13330, СП 70.13330, СП 112.13330, (1).

4.3    Расчет и проектирование монолитных конструктивных систем при сейсмических воздействиях следует выполнять согласно СП 14.13330.

4.4    При проектировании монолитных конструктивных систем рекомендуется выбирать оптимальные 8 технико-экономическом отношении конструктивные решения с целью снижения материалоемкости и трудозатрат при производстве работ.

Проектирование монолитных конструктивных систем рекомендуется выполнять с учетом их жизненного цикла с учетом параметров долговечности, моделей разрушения, мониторинга состояния, оценки срока службы железобетонных элементов и т. п.. включая рассмотрение вопросов снижения негативного воздействия на окружающую среду.

4.5    Несущие элементы в монолитных конструктивных системах должны быть сконструированы таким образом, чтобы с достаточной надежностью предотвратить возникновение предельных состояний всех видов. Это достигается выбором показателей качества материалов, назначением размеров и конструированием согласно настоящему своду правил и действующим нормативным документам.

Надежность несущих элементов обеспечивают расчетом по предельным состояниям первой и второй групп путем использования расчетных значений нагрузок и характеристик материалов, с учетом уровня ответственности здания (сооружения).

Расчетные значения нагрузок и характеристик материалов определяют как произведение их нормативных значений на коэффициенты надежности, соответствующие рассматриваемому предельному состоянию.

Уровень ответственности для монолитных конструктивных систем принимают исходя из класса сооружения по ГОСТ 27751 и техническому заданию на проектирование.

При расчете монолитных конструктивных систем, их несущих элементов и узлов следует учитывать коэффициенты надежности по ответственности принимаемые согласно ГОСТ 27751.

4.6    Нормативные значения нагрузок и воздействий, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов сочетаний нагрузок, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) следует принимать в соответствии с СП 20.13330. разработанными проектными решениями и техническим заданием на проектирование.

4.7    Расчет монолитных конструктивных систем, их несущих элементов и узлов выполняют на действие вертикальных и горизонтальных постоянных и временных (кратковременных, длительных и особых) нагрузок и воздействий с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок согласно СП 20.13330 или соответствующих им усилий.

4.8    Материалы для несущих элементов монолитных конструктивных систем и их характеристики принимают в соответствии с разделом 6 СП 63.13330.2012. с разделом 6 СП 311.1325800 2017. а также с настоящим сводом правил.

4.9    Материалы для стальных элементов, применяемых в несущих железобетонных элементах (закладные детали, анкерные устройства и т. д ). принимают с учетом СП 16.13330 с обеспечением необходимой долговечности и огнестойкости согласно СП 2.13330. СП 28.13330. СП 112.13330. (1]. Материалы для стальных соединительных муфт механического соединения арматурных стержней принимают согласно приложению М СП 63.13330.2012.

4.10    В чертежах несущих железобетонных элементов должны быть указаны характеристики бетона по прочности и морозостойкости (в необходимых случаях, в частности, для наружных подземных конструкций и фундаментов — по водонепроницаемости).

4.11    В проектах необходимо указывать способ (или мероприятия) возведения монолитных конструктивных систем при отрицательных температурах (в зимнее время), обеспечивающий устойчивость здания (сооружения), прочность его несущих элементов и узлов в период возведения и эксплуатации.

4.12    Проектирование монолитных конструктивных систем зданий (сооружений) с повышенным уровнем ответственности (класс КС-3) выполняют при научно-техническом сопровождении проектирования.

4.13    Для обеспечения повышенной трещиностойкости и водонепроницаемости железобетонных элементов монолитных конструктивных систем, а также для увеличения прочности бетона элементов на растяжение могут быть применены самонапрягающиеся бетоны согласно подразделу 6.1 СП 63.13330.2012.

4.14    Для несущих элементов монолитных конструктивных систем должна быть выполнена расчетная проверка обеспеченности принятого предела огнестойкости согласно СП 112.13330. (1].

4.15    Для несущих элементов монолитных конструктивных систем высотных зданий и комплексов (5.1.6) следует учитывать СП 267.1325800.

5 Конструктивные решения монолитных железобетонных зданий и сооружений

5.1    Конструктивные системы

5.1.1    В общем случае монолитная конструктивная система состоит из фундамента, вертикальных несущих элементов (колонн, пилонов и стен) и горизонтальных несущих элементов (плит и балок перекрытий и покрытия), взаимосвязь которых образует единую пространственную систему.

5.1.2    В зависимости от типа вертикальных несущих элементов (колонн, пилонов и стен) различают следующие монолитные конструктивные системы:

- каркасные — основные несущие вертикальные элементы — колонны или пилоны (рисунок 5.1);

-    стеновые — основные несущие вертикальные элементы — стены (рисунок 5.2);

-    каркасно-стеновые (смешанные) — несущие вертикальные элементы — колонны, пилоны и стены (рисунок 5 3).

Рисунок 5.1 — Каркасная конструктивная система

1 — стены, 2 — ядро жесткости; 3 — плита перекрытия Рисунок 5.2 — Стеновая конструктивная система

Рисунок 5.3 — Смешанная конструктивная система

Допускается предусматривать в здании (сооружении) несколько конструктивных систем (в частности. для наземной и подземной частей). Конструктивная система таких зданий (сооружений) — комбинированная.

5.1.3    Монолитные конструктивные системы выполняют по связевой, рамной или рамно-свяэевой схеме.

При связевой схеме сопротивление горизонтальным нагрузкам осуществляется за счет работы вертикальных несущих элементов (стен, ядер жесткости) как консолей, защемленных в фундаменте

При рамной схеме сопротивление горизонтальным нагрузкам осуществляется за счет работы рам. образуемых колоннами, пилонами и ригелями (условными ригелями), с жесткими узлами сопряжения.

При рамно-связевой схеме сопротивление горизонтальным нагрузкам осуществляется за счет совместной работы связей (стен, ядер жесткости) и рам, образуемых колоннами и ригелями (условными ригелями), с жесткими узлами сопряжения.

5.1.4    Монолитные конструктивные системы проектируют регулярными или нерегулярными в плане и по высоте здания (сооружения).

Регулярная в плане конструктивная система предусматривает расположение вертикальных несущих элементов (колонн, пилонов, стен) по узлам сетки координационных осей здания (сооружения). При этом шаг вертикальных несущих элементов может отличаться друг от друга в том и другом направлении Регулярная по высоте конструктивная система предусматривает одинаковую конструктивную систему на всех этажах здания (сооружения).

Нерегулярную несущую конструктивную систему рекомендуется проектировать таким образом, чтобы центр жесткости и центр масс конструктивной системы был как можно ближе к месту расположения равнодействующей вертикальной нагрузки.

Несущую конструктивную систему рекомендуется проектировать таким образом, чтобы вертикальные несущие элементы (колонны, пилоны, стены) были расположены от фундамента один над другим по высоте здания (сооружения), те. были соосными. В случае, когда вертикальные несущие элементы не выполнены по одной вертикальной оси. под «висячими» вертикальными несущими элементами устраивают распределительные (переходные) конструкции в виде толстых переходных плит, распределительных балок и балок-стенок Для смешанных конструктивных систем в уровне переходных горизонтальных конструкций могут быть применены локальные увеличения толщины опорных сечений монолитных стен — вуты

5.1.5    Для протяженных (длиной более 50 м) в плане зданий и сооружений, а также для зданий (сооружений), состоящих из разновысоких объемов (при перепаде высоты более 25 %), рекомендуется предусматривать вертикальные постоянные деформационные швы:

-    температурно-усадочные —для уменьшения усилий в конструкциях и ограничения раскрытия в них трещин вследствие температурных и усадочных деформаций;

-    осадочные—для предотвращения образования и раскрытия трещин в конструкциях вследствие неравномерных осадок фундаментов.

Допускается устройство временных деформационных швов на период строительства с их последующим замоноличиванием после замыкания теплового контура здания (сооружения).

Вертикальные деформационные швы выполняют посредством:

-    спаренных вертикальных несущих элементов, располагаемых на границе планировочных секций;

-    опирания горизонтальных несущих элементов на консольные выступы вертикальных несущих элементов;

-    опирания горизонтальных несущих элементов друг на друга с устройством подрезок.

Ширину вертикальных швов следует определять по расчету, но принимать не менее 20 мм в свету.

Температурные швы могут быть доведены только до фундаментов. При этом при проектировании

большеразмерных (один из размеров в плане превышает длину температурного отсека) фундаментных плит или ростверков следует учитывать возможные дополнительные напряжения в них и деформации в результате температурных воздействий, усадки и тепловыделения при гидратации бетона (6.2.16).

Расстояния между температурно-усадочными швами (длины температурных отсеков) монолитных конструктивных систем определяют расчетом согласно 6.2.16.

Осадочные швы должны разделять здание (сооружение), включая фундаменты, на изолированные отсеки.

Осадочные швы устраивают в случаях, когда неравномерные осадки основания (относительная разность осадок) в обычных грунтовых условиях превышают предельно допустимые значения, регламентируемые СП 22.13330.

Если по расчету обеспечена прочность основания и несущих элементов и раскрытие трещин в несущих железобетонных элементах не превышает предельно допустимые значения, осадочный шов допускается не устраивать.

5.1.6    Для зданий небольшой этажности могут быть применены все виды конструктивных систем, для зданий средней этажности — целесообразна каркасно-стеновая и стеновая конструктивные системы, для высотных зданий — целесообразна стеновая конструктивная система, в том числе ствольного типа. Внутренний ствол образуется стенами ядра жесткости, наружный — наружным контуром несущих монолитных колонн или пилонов.

К зданиям небольшой этажности относят здания высотой не более 50 м. средней этажности — высотой не более 75 м. к высотным — высотой более 75 м.

5.1.7    Конструкцию и тип фундаментов в общем случае принимают с учетом фактических инженерно-геологических условий участка строительства, а также действующих нагрузок на основание.

Для зданий (сооружений) применяют различные типы фундаментов из монолитного железобетона (рисунок 5.4): отдельные (столбчатые), ленточные, плитные или свайные (в том числе комбинированные свайно-плитные). При соответствующем расчетном обосновании допускается применение других видов фундаментов (ребристых, коробчатых и пр.).