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
ПредисловиеПредисловие
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. N 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
ВведениеВведение
Настоящий свод правил разработан с учетом требований федеральных законов от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", от 30 декабря 2009 г. N 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 Т.А.Мухамедиев; д-р техн. наук В.Ф.Степанова, канд-ты техн. наук Д.В.Кузеванов, А.В.Бучкин).
1 Область применения1 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°C и не ниже минус 70°C) 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 ссылки2 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 N 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.
3 Термины и определения3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены термины по СП 63.13330, 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 требования4 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 Материалы5 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
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 арматуры6 Конструкции без предварительного напряжения арматуры
6.1 Расчет конструкций по предельным состояниям первой группы6.1 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
- сопротивление фибробетона сжатию представляется напряжениями, равными
- 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
Значение
где
Расчет изгибаемых элементов
6.1.6 Расчет по прочности сечений изгибаемых фибробетонных элементов с рабочей арматурой следует производить из условия
где
6.1.7 Значение
где
________________ * Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
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
если граница проходит в полке (см. рисунок 2, а), т.е. соблюдается условие
значение
при этом высоту сжатой зоны определяют по формуле
если граница проходит в ребре (см. рисунок 2, б), т.е. условие (6.5) не соблюдается, значение
при этом высоту сжатой зоны фибробетона х определяют по формуле
6.1.9 Значение
Рисунок 2 - Положение границы сжатой зоны в сечении изгибаемого фибробетонного элемента с АКП
6.1.10 При расчете по прочности изгибаемых фибробетонных элементов рекомендуется соблюдать условие
В случае, когда площадь растянутой арматуры принята большей, чем это требуется для соблюдения условия
где
Расчет по прочности изгибаемых конструкций таврового или друтаврового сечений с полкой в сжатой зоне и высоте сжатой зоны
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
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
6.1.12 Расчет внецентренно сжатых фибробетонных элементов прямоугольного сечения с рабочей арматурой (см. рисунок 3) производят из условия
где
где
Высоту сжатой зоны х определяют:
при
при
Рисунок 3 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого фибробетонного элемента с АКП, при расчете его по прочности
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
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 между наклонными сечениями следует производить по 8.1.32 СП 63.13330.2012, при этом в расчетную зависимость вместо характеристики
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
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
где
Моменты
Рисунок 4 - Схема усилий при расчете фибробетонных элементов с АКП по наклонному сечению на действие моментов
Момент
где
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
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
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
6.2 Расчет конструкций по предельным состояниям второй группы6.2 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
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)
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
- относительную деформацию крайнего растянутого волокна фибробетона принимают равной
- 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 трещин при действии изгибающего момента (а) и изгибающего момента и продольной силы (б) 6.2.7 Момент образования трещин с учетом неупругих деформаций растянутого фибробетона определяют по формуле
где
В формуле (6.19) знак "плюс" принимают при сжимающей продольной силе N, "минус" - при растягивающей силе.
Для прямоугольных сечений значение
где
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
Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента
6.2.9 Ширину раскрытия нормальных трещин
где
1,0 - при непродолжительном действии нагрузки;
1,4 - при продолжительном действии нагрузки;
1,0 - для элементов изгибаемых и внецентренно сжатых;
1,2 - для растянутых элементов;
6.2.10 Значения напряжения
где
Относительную деформацию фибробетона
Для изгибаемых элементов
1 - уровень центра тяжести приведенного поперечного сечения
Рисунок 6 - Схема напряженно-деформированного состояния фибробетонного элемента с трещинами при действии изгибающего момента (а, б), изгибающего момента и продольной силы (в) Допускается напряжение
где
Для элементов прямоугольного поперечного сечения значения
При действии изгибающего момента М и продольной силы N (см. рисунок 6, в) напряжение
где
Допускается напряжение
где
Для элементов прямоугольного сечения значения
В формулах (6.27) и (6.28) знак "плюс" принимают при растягивающей, а знак "минус" при сжимающей продольной силе.
Значения напряжений
Значения
6.2.11 Значения базового расстояния между трещинами
и принимают не более h,
где
1,0 - при
50·
0,5 - при
где
0,5 - для элементов изгибаемых и внецентренно сжатых;
1,0 - для растянутых элементов;
Если при проведении расчетов значение коэффициента
Если при проведении расчетов значения
6.2.12 Значения коэффициента
где
Для изгибаемых элементов значение коэффициента
где
Расчет фибробетонных элементов по прогибам
6.2.13 Расчет фибробетонных конструкций с АКП по прогибам следует выполнять в соответствии с 8.2.21, 8.2.22 СП 63.13330 с учетом 6.2.14-6.2.20.
Определение кривизны фибробетонных элементов
6.2.14 Кривизну изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых фибробетонных элементов с АКП для вычисления их прогибов следует определять в соответствии с 8.2.23-8.2.25 СП 63.13330.2012 с учетом 6.2.15-6.2.20.
Жесткость фибробетонного элемента на участке без трещин в растянутой зоне
6.2.15 Жесткость фибробетонного элемента D на участке без трещин определяют по формуле
где
Момент инерции
где
Значение
Допускается определять момент инерции
Значения модуля деформации бетона в формулах (6.32) и (6.34) принимают равными:
- при непродолжительном действии нагрузки
- при продолжительном действии нагрузки
где ________________ * Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СП 63.13330.2012. - Примечание изготовителя базы данных.
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
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
в которой значения относительных деформаций
0,0015 - при непродолжительном действии нагрузки;
по СП 63.13330.2012 (таблица 6.10) - при продолжительном действии нагрузки.
Значение модуля деформации растянутого фибробетона
где
Момент инерции приведенного поперечного сечения элемента
- площади сечения фибробетона сжатой зоны;
- площади сечения фибробетона растянутой зоны с условным коэффициентом приведения к фибробетону сжатой зоны
- площади растянутой композитной полимерной арматуры с коэффициентом приведения к фибробетону сжатой зоны
где
Значения
где
Значения
Значения коэффициентов приведения фибробетона растянутой зоны
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
где
Для прямоугольных сечений с растянутой арматурой высоту сжатой зоны определяют по формуле
где
Для внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов положение нейтральной оси (высоту сжатой зоны) определяют из уравнения
где
Допускается для элементов прямоугольного сечения высоту сжатой зоны при действии изгибающих моментов М и продольной силы N определять по формуле
где
Значения геометрических характеристик сечения элемента определяют по общим правилам расчета сечения упругих элементов.
В формуле (6.44) знак "плюс" принимают при сжимающей, а знак "минус" при растягивающей продольной силе.
6.2.18 Жесткость изгибаемых фибробетонных элементов допускается определять по формуле
где z - расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне.
Для элементов прямоугольного сечения значение z определяют по формуле
Для элементов прямоугольного, таврового (с полкой в сжатой зоне) и двутаврового поперечных сечений значение z допускается принимать равным 0,8
6.2.19 Значение условного коэффициента приведения фибробетона растянутой зоны сечения к фибробетону сжатой зоны принимают с учетом характера его деформирования при растяжении равным
Значения коэффициентов приведения растянутой арматуры к фибробетону принимают равными:
где
Значения коэффициента
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 конструкции7 Предварительно напряженные конструкции
7.1 Предварительные напряжения арматуры7.1 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 группы7.2 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
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
где
7.2.4 Расчет по прочности элементов прямоугольного сечения в стадии предварительного обжатия производят из условия
где
Высоту сжатой зоны фибробетона определяют в зависимости от значения
а) при
б) при
Рисунок 8 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого предварительно напряженного элемента при его расчете по прочности в стадии обжатия
7.2.5 Расчет по прочности элементов таврового и двутаврового сечений в стадии предварительного обжатия производят в зависимости от положения границы сжатой зоны:
если граница сжатой зоны проходит в полке (см. рисунок 2, а), т.е. соблюдается условие
расчет производят из условия
где
где
Высоту сжатой зоны определяют:
при
при
если граница сжатой зоны проходит в ребре (см. рисунок 2, б), т.е. условие (7.5) не соблюдается, расчет производят из условия
высоту сжатой зоны определяют:
при
при
Расчет по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели
7.2.6 При расчете по прочности на основе нелинейной деформационной модели усилия и деформации в сечении, нормальном к продольной оси элемента, определяют согласно 9.2.13-9.2.15 СП 63.13330.2012 и 6.1.13.
7.3 Расчет конструкций по предельным состояниям второй группы7.3 Расчет конструкций по предельным состояниям второй группы
7.3.1 Расчеты фибробетонных конструкций по предельным состояниям второй группы следует производить с учетом 9.3.1-9.3.4 СП 63.13330.2012 и 7.3.2-7.3.8.
Расчет предварительно напряженных фибробетонных элементов по образованию и раскрытию трещин
7.3.2 Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по образованию и раскрытию трещин следует производить согласно подразделу 6.2 и с учетом 7.3.3-7.3.8.
Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента
7.3.3 Изгибающий момент
7.3.4 Момент образования трещин следует определять с учетом неупругих деформаций растянутого фибробетона.
Допускается момент образования трещин определять без учета неупругих деформаций растянутого фибробетона, принимая в формуле (7.13)
7.3.5 Момент образования трещин предварительно напряженных изгибаемых элементов с учетом неупругих деформаций растянутого фибробетона определяют по формуле
где
В формуле (7.13) знак "плюс" принимают, когда направления вращения моментов
Значения упругого момента сопротивления приведенного сечения по растянутой зоне сечения
Для прямоугольных сечений значение
7.3.6 Определение момента образования трещин на основе нелинейной деформационной модели производят, исходя из 7.2.6, при этом расчетные характеристики материалов принимают для предельных состояний второй группы.
Значение
Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента
7.3.7 Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по 8.2.15 СП 63.13330 с учетом 7.3.8.
7.3.8 Напряжения
где
Знак "минус" в формуле (7.16) принимают, когда направления вращений моментов М и
Допускается напряжение
где z - расстояние от центра тяжести арматуры, расположенной в растянутой зоне сечения, до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне элемента;
Для элементов прямоугольного поперечного сечения значение z определяют по формуле
где
Напряжения
Расчет предварительно напряженных фибробетонных элементов по прогибам
7.3.9 Расчет предварительно напряженных элементов по прогибам следует производить по 6.2.13-6.2.20 и с учетом 7.3.10, 7.3.11.
7.3.10 Кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов
где
1 - уровень центра тяжести приведенного без учета растянутой зоны фибробетона поперечного сечения
Рисунок 9 - Приведенное поперечное сечение и схема напряженно-деформированного состояния изгибаемого предварительно напряженного элемента с трещинами при его расчете по деформациям
Определение кривизны предварительно напряженных элементов на основе нелинейной деформационной модели
7.3.11 Кривизны фибробетонных элементов на участках без трещин и с трещинами в растянутой зоне сечения следует определять по 6.2.20, при этом для элементов с нормальными трещинами в растянутой зоне напряжение в напрягаемой арматуре, пересекающей трещины, определяют по СП 295.1325800.
8 Конструктивные требования8 Конструктивные требования
8.1 Для обеспечения безопасности и эксплуатационной пригодности фибробетонных конструкций помимо требований к расчету следует выполнять конструктивные требования к геометрическим размерам и армированию.
8.2 Геометрические размеры фибробетонных конструкций и их армирование стержневой арматурой должны соответствовать требованиям СП 63.13330, СП 297.1325800 и СП 295.1325800, установленным к геометрическим размерам и армированию бетонных и железобетонных конструкций.
8.3 Коэффициент фибрового армирования по объему рекомендуется принимать в пределах 0,005
Приложение А. Основные буквенные обозначенияПриложение А
Основные буквенные обозначения
|