Нормативные и расчетные значения характеристик бетона

Нормативные значения
прочностных характеристик бетона

5.1.8 Основными прочностными характеристиками бетона являются нормативные значения:

- сопротивления бетона осевому сжатию R_b,n;

- сопротивления бетона осевому растяжению R_bt,n.

Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) и осевому растяжению (при назначении класса бетона по прочности на сжатие) принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно таблице 5.1.

При назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение В _t, нормативные значения сопротивления бетона осевому растяжению R_bt,n принимают равными числовой характеристике класса бетона на осевое растяжение.

Расчетные значения
прочностных характеристик бетона

5.1.9 Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию R_b и осевому растяжению R_bt, определяют по формулам:

;	(5.1)
;	(5.2)

Значения коэффициента надежности по бетону при сжатии γ_b принимают равными:

1,3 - для предельных состояний по несущей способности (первая группа);

1,0 - для предельных состояний по эксплуатационной пригодности (вторая группа).

Значения коэффициента надежности по бетону при растяжении γ_bt принимают равными:

1,5 - для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на сжатие;

1,3 - для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение;

1,0 - для предельных состояний по эксплуатационной пригодности.

Расчетные значения сопротивления бетона R_bt, R_b,ser, R_b,sert (c округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение приведены: для предельных состояний первой группы - соответственно в таблицах 5.2 и 5.3, второй группы - в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Вид сопротивления	Нормативные значения сопротивления бетона Rb,n и Rbt,n и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb,ser и Rbt,ser, МПа, при классе бетона по прочности на сжатие
B10	B15	В20	В25	B30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb,n, Rb,ser	7,5	11,0	15,0	18,5	22,0	25,5	29,0	32,0	36,0	39,5	43,0
Растяжение осевое Rbt,n, Rbt,ser	0,85	1,1	1,35	1,55	1,75	1,95	2,1	2,25	2,45	2,6	2,75

Таблица 5.2

Вид сопротивления	Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb и Rbt МПа, при классе бетона по прочности на сжатие
B10	B15	В20	В25	B30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb	6,0	8,5	11,5	14,5	17,0	19,5	22,0	25,0	27,5	30,0	33,0
Растяжение осевое Rbt	0,56	0,75	0,9	1,05	1,15	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8

Таблица 5.3

Вид сопротивления	Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbt, МПа, при классе бетона по прочности на осевое растяжение
В t 0,8	В t 1,2	В t 1,6	В t 2,0	В t 2,4	В t 2,8	В t 3,2
Растяжение осевое Rbt	0,62	0,93	1,25	1,55	.1,85	2,15	2,45

5.1.10 В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условий работы γ_bi, учитывающие особенности работы бетона в, конструкции (характер нагрузки, условия.окружающей среды и т.д.):

а) γ_b1 -,для бетонных, и железобетонных конструкции, вводимый к расчетным значениям сопротивлений R_b и R_bt и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки:

γ_b1 = 1,0 - при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки;

γ_b1 = 0,9при продолжительном (длительном) действии нагрузки;

б) γ_b21 -, Для бетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивления R_b и учитывающий характер разрушения таких конструкций;

γ_b2 = 0,9;

в) γ_b3 - для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона R_b

Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур учитывают коэффициентом условий работы бетона γ_b4 ≤1,0 Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше, принимают коэффициенту γ_b4 ≤1,0. В остальных случаях значения коэффициента γ_b4 принимают в зависимости от назначения конструкции и условий окружающей среды согласно специальным указаниям.

Деформационные характеристики бетона

5.1.11 Основными деформационными характеристиками бетона являются значения:

- предельных относительных деформаций бетона при осевом сжатии и растяжении (при однородном напряженном состоянии бетона) ε _b0 и ε _bt0;

- начального модуля упругости Е_b;

- коэффициента (характеристики) ползучести φ_b,cr

- коэффициента поперечной деформации бетона (коэффициента Пуассона) ν_b,P

- коэффициента линейной температурной деформации бетона α_bt

5.1.12 Значения предельных относительных деформаций бетона принимают равными:

при непродолжительном действии нагрузки:

ε _b0 = 0,002 - при осевом сжатии;

ε _bt0 = 0,0001 - при осевом растяжении;

при продолжительном действии нагрузки - по таблице 5.6 в зависимости от относительной влажности окружающей среды.

5.1.13 Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно таблице 5.4.

При продолжительном действии нагрузки значения начального модуля деформаций бетона определяют по формуле

;

(5.3)

где φ_b,cr - коэффициент ползучести, принимаемый согласно 5.1.14.

5.1.14 Значения коэффициента ползучести бетона φ_b,cr принимают в зависимости от условий окружающей среды (относительной влажности воздуха) и класса бетона. Значения коэффициента ползучести бетона приведены в таблице 5.5.

5.1.15 Значение коэффициента поперечной деформации бетона допускается принимать ν_b,P = 0,2.

5.1.16 Значение коэффициента линейной температурной деформации бетона при изменении температуры от минус 40 до плюс 50 °С принимают: α_bt = 1∙10^{-5 о}С

Таблица 5.4

Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еb, МПа∙10-3 при классе бетона по прочности на сжатие
В10	В15	В20	В25	ВЗО	В35	В40	В45	В50	В55	В60
19,0	24,0	27,5	30,0	32,5	34,5	36,0	37,0	38,0	39,0	39,5

Таблица 5.5

Относительная влажность воздуха окружающей среды, %	Значения коэффициента ползучести φb,cr при классе бетона на сжатие
В10	В15	В20	В25	ВЗО	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Выше 75	2,8	2,4	2,0	1,8	1,6	1,5	1,4	1,3	1,2	1,1	1,0
40-75	3,9	3,4	2,8	2,5	2,3	2,1	1,9	1,8	1,6	1,5	1,4
Ниже 40	5,6	4,8	4,0	3,6	3,2	3,0	2,8	2,6	2,4	2,2	2,0
Примечание - Относительную влажность воздуха окружающей среды. принимают по СНиП 23-01 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства.

Таблица 5.6

Относительная влажность воздуха окружающей среды. %	Относительные деформации бетона при продолжительном действии нагрузки
При сжатии	При растяжении
ε b0 ∙103	ε b2 ∙103	ε b1,red ∙103	ε bt0 ∙103	ε bt2 ∙103	ε bt1,red ∙103
Выше 75	3,0	4,2	2,4	0,21	0,27	0,19
40-75	3.4	4,8	2.8	0,24	0,31	0,22
Ниже 40	4,0	5.6	3.4	0,28	0,36	0,26
Примечание - Относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СНиП 23-01 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства.

Диаграммы состояния бетона

5.1.17 В качестве расчетных диаграмм состояния бетона, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями, принимают трехлинейную и двухлинейную диаграммы (рисунок 5.1, а, б).

Диаграммы состояния бетона используют при расчете железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели.

5.1.18 При трехлинейной диаграмме (рисунок 5.1, а) сжимающие напряжения бетона σ _b в зависимости от относительных деформаций укорочения бетона ε _b определяют по формулам:

при 0 ≤ ε _b ≤ ε _b1

;

(5.4)

при 0 < ε _b < ε _b0

;

(5.5)

при ε _b1 ≤ ε _b ≤ ε _b2

;

(5.6)

а - трехлинейная диаграмма состояния сжатого бетона;

б - двухлинейная диаграмма состояния сжатого бетона

Рисунок 5.1 - Диаграммы состояния сжатого бетона

Значения напряжений σ _b1 принимают:

σ _b= 0,6 R_b;

а значения относительных деформаций ε _b1 принимают:

;

Значения относительных деформаций ε _b2 принимают:

- при непродолжительном действии нагрузки ε _b2 = 0,0035;

- при продолжительном действии нагрузки - по таблице 5.6.

Значения R_b, E_b и ε _b0 принимают согласно 5.1.9, 5.1.10, 5.1.12, 5.1.13.

5.1.19 При двухлинейной диаграмме (рисунок 5.1, б) сжимающие напряжения бетона σ _b в зависимости от относительных деформаций ε _b определяют по формулам:

при 0 ≤ ε _b ≤ ε _b1, где

;

(5.7)

при ε _b1 ≤ ε _b ≤ ε _b2

;

(5.8)

Значения приведенного модуля деформации бетона принимают:

;

(5.9)

Значения относительных деформаций ε _b1,red принимают:

- при непродолжительном действии нагрузки ε _b1,red = 0,0015;

- при продолжительном действии нагрузки - по таблице 5.6.

Значения R_b, ε _b2 принимают, как в 5.1.18.

5.1.20 Растягивающие напряжения бето- на σ _b в зависимости от относительных деформаций ε _bt, определяют по приведенным в 5.1.18 и 5.1.19 диаграммам. При этом расчетные значения сопротивления бетона сжатию R_b заменяют на расчетные значения сопротивления бетона растяжению R_bt согласно 5.1.9, 5.1.10, значения начального модуля упругости E_bt, определяют согласно 5.1.13, значения относительной деформации ε _bt0 принимают согласно 5.1.12, значения относительной деформации ε _bt0, принимают при непродолжительном действии нагрузки ε _bt2 = 0,00015, при продолжительном действии нагрузки - по таблице 5.6. Для двухлинейной диаграммы принимают ε _bt1,red = 0,00008 - при непродолжительном действии нагрузки, а при продолжительном - по таблице 5.6; значения E_b1,red определяют по формуле (5.9), подставляя в нее R_bt и ε _bt1,red.

5.1.21 При расчете прочности железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния сжатой зоны бетона используют диаграммы состояния сжатого бетона, приведенные в 5.1.18 и 5.1.19 с деформационными характеристиками, отвечающими непродолжительному действию нагрузки. При этом в качестве наиболее простой используют двухлинейную диаграмму состояния бетона.

5.1.22 При расчете образования трещин в железобетонных конструкциях по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния сжатого и растянутого бетона используют трехлинейную диаграмму состояния бетона, приведенную в 5.1.18 и 5.1.20 с деформационными характеристиками, отвечающими непродолжительному действию нагрузки. Двухлинейную диаграмму (5.1.19) как наиболее простую используют для определения напряженно-деформированного состояния растянутого бетона при упругой работе сжатого бетона.

5.1.23 При расчете деформаций железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели при отсутствии трещин для определения напряженно-деформированного состояния в сжатом и растянутом бетоне используют трехлинейную диаграмму состояния бетона с учетом непродолжительного и продолжительного действия нагрузки. При наличии трещин для определения напряженно-деформированного состояния сжатого бетона помимо указанной выше диаграммы используют как наиболее простую двухлинейную диаграмму состояния бетона с учетом непродолжительного и продолжительного действия нагрузки.

5.1.24 При расчете раскрытия нормальных трещин по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния в сжатом бетоне используют диаграммы состояния, приведенные в 5.1.18 и 5.1.19 с учетом непродолжительного действия нагрузки. При этом в качестве наиболее простой используют двухлинейную диаграмму состояния бетона.

5.1.25 Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур на деформационные характеристики бетона учитывают коэффициентом условий работы γ_bt ≤ 1,0. Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше, принимают коэффициент γ_bt = 1,0. В остальных случаях значения коэффициента γ_bt, принимают в зависимости от назначения конструкций и условий окружающей среды.

АРМАТУРА