При какой категории трещиностойкости трещины недопустимы

1. Какие требования предъявляют к трещиностойкости железобетонной конструкции и как они делятся по категориям? Охарактеризуйте категории трещиностойкости.

Расчет по предельным состояниям второй группы должен обеспечивать конструкции от:

— образования трещин, а также их чрезмерного или продолжительного раскрытия (если по условиям эксплуатации образование или продолжительное раскрытие трещин недопустимо);

К трещиностойкости конструкций (или их частей) предъявляются требования соответствующих категорий в зависимости от условий, в которых они работают, и от вида применяемой арматуры:

а) 1-я категория — не допускается образование трещин (конструкции, воспринимающие давление жидкости и газа, если все сечение растянуто, арматура преднапряжена);

б) 2-я категория — допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин a_crc₁ при условии обеспечения их последующего надежного закрытия (зажатия) (конструкции, эксплуатируемые на открытом воздухе, в грунте ниже уровня грунтовых вод);

в) 3-я категория — допускается ограниченное по ширине непродолжительное a_crc₁ и продолжительное a_crc₂ раскрытие трещин (конструкции, эксплуатируемые в закрытом помещении и другие при определенных видах арматуры).

Под непродолжительным раскрытием трещин понимается их раскрытие при совместном действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, а под продолжительным — только постоянных и длительных нагрузок.

Для второй группы предельных состояний нагрузки принимаются с коэффициентом γf=1,0 (за исключением конструкций 1 категории трещиностойкости).

2. В чем состоит цель расчета по образованию и раскрытию трещин?

СНиП ЖБК п. 4.хх, 5.хх

Сущность расчета по раскрытию трещин, нормальных и наклонных к продольной оси заключается в определении ширины раскрытия трещин на уровне растянутой арматуры a_crc и сравнение ее с предельно допустимой шириной раскрытия трещин.

Расчет по образованию трещин центрально-растянутых элементов заключается в проверке условия, что трещины в сечениях, нормальных к продольной оси, не образуются, если продольная сила N от действия внешней нагрузки не превосходит внутреннего предельного усилия в сечении перед образованием трещин Ncrc, т.е. N

Расчет по образованию трещин изгибаемых, внецентренно-сжатых и внецентренно растянутых элементов заключается в проверке условия, что трещины в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, не образуются если момент внешних сил M не превосходит момента внутренних усилий в сечении перед образованием трещин Mcrc.

3. Каковы основные предпосылки, принимаемые в расчете по образованию трещин? Как формулируется исходные положения расчета по образованию трещин при центральном растяжении, при изгибе

4.2. Для изгибаемых, растянутых и внецентренно сжатых железобетонных элементов усилия, воспринимаемые нормальными к продольной оси сечениями при образовании трещин, определяются исходя из следующих положений:

сечения после деформации остаются плоскими;
наибольшее относительное удлинение крайнего растянутого волокна бетона равно 2 R_bt_,_ser/E_b;
напряжения в бетоне сжатой зоны (если она имеется) определяются с учетом упругих или неупругих деформаций бетона, при этом наличие неупругих деформаций учитывается уменьшением ядрового расстояния r (см. п. 4.5);
напряжения в бетоне растянутой зоны распределены равномерно и равны по величине R_bt_,_ser;
напряжения в ненапрягаемой арматуре равны алгебраической сумме напряжений, отвечающих приращению деформаций окружающего бетона, и напряжений, вызванных усадкой и ползучестью бетона;
напряжения в напрягаемой арматуре равны алгебраической сумме ее предварительного напряжения (с учетом всех потерь) и напряжения, отвечающего приращению деформаций окружающего бетона.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Три категории требований к трещиностойкости железобетонных конструкций

Под трещиностойкостыо конструкции понимают ее сопротивление образованию или раскрытию трещин (а также способность к закрытию трещин при снижении нагрузки) при расчете по II группе предельных состояний. В зависимости от условий, в которых эксплуатируется конструкция, к ней предъявляются требования одной из трех категорий — 1-я категория — не допускается образование никаких трещин; 2-я категория — допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин при условии обеспечения их последующего надежного закрытия (зажатия); 3-я категория — допускается ограниченное по ширине непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин.

Под непродолжительным понимают раскрытие трещин от постоянных, длительных и кратковременных нагрузок (т. е. практически от суммарной нагрузки); под продолжительным — раскрытие трещин только от постоянных и длительных нагрузок. Категории требований к трещиностойкости и соответствующие значения предельной ширины раскрытия трещин даны в табл. 6.1, а порядок учета нагрузок при расчетах по образованию и раскрытию трещин — в табл. 6.2.

Как следует из табл. 6.1, требования 1-й категории трещиностойкости (никакие трещины не допускаются) предъявлены к элементам, воспринимающим давление жидкостей или газов при полностью растянутом сечении, когда возможно образование сквозных трещин, нарушающих непроницаемость конструкции. Из экспериментов известно, что трещины в бетоне образуются в результате исчерпания бетоном прочности на растяжение (величины относительно низкой) при сравнительно малых деформациях растяжения, чему соответствует минимальная величина напряжений в арматуре (30 МПа). Поэтому для повышения трещиностойкости железобетона, находящегося под давлением жидкостей и газов, целесообразно применять предварительное напряжение, используя стержневую арматуру классов A-IV и выше, проволочную классов B-II, Вр-II, К-7, К-19. По этим же причинам не рекомендуется использование элементов без предварительного напряжения.

Требования 2-й категории трещиностойкости (ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин), как следует из табл. 6.1, предъявлены к отдельным элементам, армированным наиболее высокопрочной стержневой арматурой (класса A-V, A-VI) или же высокопрочной проволочной арматурой. Возможная коррозия такой арматуры (обычно имеющей небольшое сечение) наиболее опасна, так как даже небольшое (доли миллиметра) снижение диаметра арматуры вследствие коррозии ведет к значительному снижению усилия, воспринимаемого арматурой и, как следствие, к существенному падению несущей способности железобетонного элемента. Поэтому для таких элементов при определенных условиях эксплуатации (на открытом воздухе, в грунте, см. табл. 6.1) не допускается длительное раскрытие трещин. Для остальных железобетонных элементов (3-я категория требований) длительное раскрытие трещин допускается, но при ограниченной ширине их раскрытия. Эти ограничения обусловлены тем, что процесс коррозии арматуры при такой ширине трещин и соответствующих условиях эксплуатации протекает достаточно медленно, и его влиянием на снижение несущей способности элемента обычно можно пренебречь.

Приведенные требования относятся к трещинам, нормальным и наклонным к продольным оси элемента. Во избежание раскрытия продольных трещин — устанавливают поперечную арматуру.

РАСЧЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН

3.99*. Трещиностойкость железобетонных конструкций мостов и труб обеспечивается ограничениями возникающих в элементах растягивающих и сжимающих напряжений, а в бетонных конструкциях — сжимающих напряжений.

Предельные значения указанных напряжений принимаются в зависимости от условий, которые необходимо обеспечить:

а) появление (образование) трещин в элементах конструкции недопустимо;

б) появление трещин с ограниченным раскрытием их по ширине допустимо (возможно).

3.100*. Образование продольных трещин от нормальных сжимающих напряжений во всех конструкциях и на всех стадиях их работы недопустимо.

Возникающие от действующих нормативных нагрузок и воздействий нормальные сжимающие напряжения s bx в сечениях элементов не должны превышать:

в бетонных и железобетонных конструкциях с ненапрягаемой арматурой — расчетных сопротивлений R b,mc2 (с учетом пп. 3.48* и 3.97*);

в обжимаемой зоне бетона предварительно напряженных конструкций — расчетных сопротивлений R b,mc1 (на стадии изготовления и монтажа) и R b.mc2 (на стадии постоянной эксплуатации).

Возникающие в бетоне стенок предварительно напряженных балок главные сжимающие напряжения не должны во всех случаях превышать расчетное сопротивление бетона R b,mc2 .

3.101. Образование трещин, нормальных к продольной оси элемента (перпендикулярных направлению действия нормальных растягивающих напряжений), не допускается в конструкциях мостов, проектируемых по категории требований по трещиностойкости 2а, за исключением случая проверки на пропуск по мосту монтажного крана. При этом не исключается вероятность образования случайных поперечных трещин.

Для выполнения этих условий нормальные растягивающие напряжения в обжимаемом бетоне не должны превышать значений, указанных в табл. 39* и п. 3.97*.

3.102. В конструкциях, проектируемых по категориям требований по трещиностойкости 2б, За, 3б и Зв, допускается образование поперечных трещин. При этом возможность образования поперечных трещин в конструкциях, проектируемых по категориям требований по трещиностойкости 2б и За, ограничивается двумя показателями, указанными в табл. 39*, — предельно допустимыми растягивающими напряжениями и расчетной шириной возможного раскрытия поперечных трещин.

Кроме этого, в предварительно напряженных конструкциях, проектируемых по категории требований по трещиностойкости 2б, следует обеспечивать «зажатие» поперечных трещин: предельные значения минимальных сжимающих напряжений в обжимаемом бетоне при отсутствии на мосту временной нагрузки должны быть не менее значений, приведенных в табл. 39*.

3.103*. Главные растягивающие напряжения в бетоне стенок предварительно напряженных балок должны ограничиваться с учетом отношения главных сжимающих напряжений s mc к расчетному сопротивлению бетона сжатию R b,mc2 при рассмотрении сечения как сплошного.

Предельные значения главных растягивающих напряжений в зависимости от отношения указанных величин должны приниматься не более приведенных в табл. 40*.

Предельные значения главных растягивающих
напряжений max s mt , принимаемых в мостах

автодорожных и городских

СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции

РАЗРАБОТАНЫ НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук, проф. А. А. Гвоздев — руководитель темы; доктора техн. наук А. С. Залесов, Ю. П. Гуща; д-р техн. наук, проф. В. А. Клевцов; кандидаты техн. наук Е. А. Чистяков, Р. Л. Серых, Н. М. Мулин и Л. К. Руллэ) и ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (И. К. Никитин ¾ руководитель темы; Б. Ф. Васильев).

ВНЕСЕНЫ НИИЖБ Госстроя СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Управлением стандартизации и технических норм в строительстве Госстроя СССР (В. М. Скубко).

СНиП 2.03.01-84* является переизданием СНиП 2.03.01-84 с изменениями, утвержденными постановлениями Госстроя СССР от 8 июля 1988 г. № 132 и от 25 августа 1988 г. № 169.

Разделы, пункты, таблицы, формулы, приложения и подписи к рисункам, в которые внесены изменения, отмечены в настоящих строительных нормах и правилах звездочкой.

При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале „ Бюллетень строительной техники ” , „ Сборнике изменений к строительным нормам и правилам ” Госстроя СССР и информационном указателе „ Государственные стандарты СССР ” Госстандарта СССР.

Строительные нормы и правила

Бетонные и железобетонные

СНиП II-21-75 и СН 511-78

Настоящие нормы распространяются на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения, работающих при систематическом воздействии температур не выше 50 ° С и не ниже минус 70 ° С.

Нормы устанавливают требования к проектированию бетонных и железобетонных конструкций, изготовляемых из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и поризованного бетонов, а также из напрягающего бетона.

Положения данных норм соответствуют СТ СЭВ 384-76.

Требования настоящих норм не распространяются на бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов, армоцементные конструкции, а также конструкции, изготовляемые из батонов средней плотностью менее 500 и свыше 2500 кг/м 3 , бетонополимеров и полимербетонов, бетонов на известковых, шлаковых и смешанных вяжущих (кроме применения их в ячеистом бетоне), на гипсовом и специальных вяжущих, бетонов на специальных и органических заполнителях, бетона крупнопористой структуры.

При проектировании бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в особых условиях эксплуатации (при сейсмических воздействиях, в среде с агрессивной степенью воздействия на бетонные и железобетонные конструкции, в условиях повышенной влажности и т. п.), должны соблюдаться дополнительные требования, предъявляемые к таким конструкциям соответствующими нормативными документами.

По показателям прочности бетона приняты классы бетона в соответствии с СТ СЭВ 1406-78.

Основные буквенные обозначения, принятые в настоящих нормах согласно СТ СЭВ 1565—79, приведены в справочном приложении 5 .

_____________

* Переиздание с изменениями на 1 января 1989 г.

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Бетонные и железобетонные конструкции, согласно СТ СЭВ 1406-78, должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором материалов, назначением размеров и конструированием.

1.2. Выбор конструктивных решений должен производиться исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, энергоемкости, трудоемкости и стоимости строительства, достигаемого путем:

применения эффективных строительных материалов и конструкций;

снижения веса конструкций;

наиболее полного использования физико-механических свойств материалов;

использования местных строительных материалов;

соблюдения требований по экономному расходованию основных строительных материалов.

1.3. При проектировании зданий и сооружений должны приниматься конструктивные схемы, обеспечивающие необходимую прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом, а также отдельных конструкций на всех стадиях возведения и эксплуатации.

1.4. Элементы сборных конструкций должны отвечать условиям механизированного изготовления на специализированных предприятиях.

от 20 августа 1984 г. № 136

1 января 1986 г.

При выборе элементов сборных конструкций должны предусматриваться преимущественно предварительно напряженные конструкции из высоко-прочных бетонов и арматуры, а также конструкции из легкого и ячеистого бетонов там, где их применение не ограничивается требованиями других нормативных документов.

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

1.5. Для монолитных конструкций следует предусматривать унифицированные размеры, позволяющие применять инвентарную опалубку, а также укрупненные пространственные арматурные каркасы.

1.6. В сборных конструкциях особое внимание должно быть обращено на прочность и долговечность соединений.

Конструкции узлов и соединений элементов должны обеспечивать с помощью различных конструктивных и технологических мероприятий надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыка, а также связь дополнительно уложенного бетона в стыке с бетоном конструкции.

1.7. Бетонные элементы применяются:

а) преимущественно в конструкциях, работающих на сжатие при малых эксцентриситетах продольной силы, не превышающих значений, указанных в п. 3.3;

б) в отдельных случаях в конструкциях, работающих на сжатие с большими эксцентриситетами, а также в изгибаемых конструкциях, когда их разрушение не представляет непосредственной опасности для жизни людей и сохранности оборудования (элементы, лежащие на сплошном основании, и др.).

Примечание. Конструкции рассматриваются как бетонные, если их прочность в стадии эксплуатации обеспечивается одним бетоном.

1.8. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01-82. 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 СНиП 2.01.01-82 или как относительная влажность внутреннего воздуха помещений отапливаемых зданий.

1.9. В настоящих нормах приняты буквенные обозначения основных величин, подлежащих применению при проектировании строительных конструкций, а также индексы к буквенным обозначениям, установленные СТ СЭВ 1565—79.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.10. Бетонные и 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);

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

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

разрушения под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (периодического или постоянного воздействия агрессивной среды, действия попеременного замораживания и оттаивания, воздействия пожара и т. п.).

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

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

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

1.11. Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов должен, как правило, производиться для всех стадий — изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации, при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям.

Расчет по раскрытию трещин и по деформациям допускается не производить, если на основании опытной проверки или практики применения железобетонных конструкций установлено, что раскрытие в них трещин не превышает допустимых значений и жесткость конструкций в стадии эксплуатации достаточна.

1.12*. Значения нагрузок и воздействий, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов сочетаний, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

Значения нагрузок необходимо умножить на коэффициенты надежности по назначению, принимаемые согласно „ Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций», утвержденным Госстроем СССР.

Нагрузки, учитываемые при расчета по предельным состояниям второй группы (эксплуатационные), следует принимать согласно указаниям пп. 1.16 и 1.20. При этом к длительным нагрузкам относится также часть полного значения кратковременных нагрузок, оговоренных в СНиП 2.01.07-85, а вводимую в расчет кратковременную нагрузку следует принимать уменьшенной на величину, учтенную в длительной нагрузке. Коэффициенты сочетаний и коэффициенты снижения нагрузок относятся к полному значению кратковременных нагрузок.

Для не защищенных от солнечной радиации конструкций, предназначенных для работы в климатическом подрайоне IVА согласно СНиП 2.01.01-82, при расчете должны учитываться температурные климатические воздействия.

Для бетонных и железобетонных конструкций должна быть также обеспечена их огнестойкость в соответствии с требованиями СНиП 2.01.02-85.

1.13. При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от веса элемента следует вводить с коэффициентом динамичности, равным:

при транспортировании . 1,60

„ подъеме и монтаже . 1,40

Для указанных коэффициентов динамичности допускается принимать более низкие значения, обоснованные в установленном порядке, но не ниже 1,25.

1.14. Сборно-монолитные конструкции, а также монолитные конструкции с несущей арматурой должны рассчитываться по прочности, образованию и раскрытию трещин и по деформациям для следующих двух стадий работы конструкций:

а) до приобретения бетоном, уложенным на месте использования конструкции, заданной прочности — на воздействие веса этого бетона и других нагрузок, действующих на данном этапе возведения конструкции;

6) после приобретения бетоном, уложенным на места использования конструкции, заданной прочности ¾ на нагрузки, действующие на данном этапе возведения и при эксплуатации конструкции.

1.15. Усилия в статически неопределимых железобетонных конструкциях от нагрузок и вынужденных перемещении (вследствие изменения температуры, влажности бетона, смешения опор и т. п.), а также усилия в статически определимых конструкциях при расчете их по деформированной схеме следует, как правило, определять с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин.

Для конструкций, методика расчета которых с учетом неупругих свойств железобетона не разработана, а также для промежуточных стадий расчета с учетом неупругих свойств железобетона усилия в статически неопределимых конструкциях допускается определять в предположении их линейной упругости.

1.16. К трещиностойкости конструкций (или их частей) предъявляются требования соответствующих категорий в зависимости от условий, в которых они работают, и от вида применяемой арматуры:

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

б) 2-я категория — допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин a_crc₁ при условии обеспечения их последующего надежного закрытия (зажатия);

в) 3-я категория — допускается ограниченное по ширине непродолжительное a_crc₁ и продолжительное a_crc₂ раскрытие трещин.

Категории требований к трещиностойкости железобетонных конструкций, а также значения предельно допустимой ширины раскрытия трещин в условиях неагрессивной среды приведены: для ограничения проницаемости конструкций — в табл. 1, для обеспечения сохранности арматуры — в табл. 2*.

Эксплуатационные нагрузки, учитываемые при расчете железобетонных конструкций по образованию трещин, их раскрытию или закрытию, должны приниматься согласно табл. 3 .

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. 3, их расчет по непродолжительному раскрытию и по закрытию трещин (для 2-й категории) или по непродолжительному и продолжительному раскрытию трещин (для 3-й категории) не производится.

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

Категория требований к трещиностойкости железобетонных конструкций и предельно допустимая ширина a_crc₁ и a_crc₁ раскрытия трещин, мм, обеспечивающие ограничение проницаемости конструкций

1. Элементы, воспринимающие давление жидкостей и газов при сечении: