Основные расчетные требования

ПОСОБИЕ

По проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов

Без предварительного напряжения

Арматуры

(к СНиП 2.03.01-84)

Утверждено

приказом ЦНИИпромзданий

Госстроя СССР

от 30 ноября 1984 г. № 106а

 

Рекомендовано к изданию решением секции несущих конструкций научно-технического совета ЦНИИпромзданий Госстроя СССР.

Содержит требования СНиП 2.03.01-84 к проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры; положения, детализирующие эти требования; приближенные способы и примеры расчета, а также рекомендации, необходимые для проектирования.

Для инженеров-проектировщиков, а также студентов строительных вузов.

 

Табл. 59, ил. 134.

При пользовании Пособием 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.

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие содержит положения по проектиро­ванию бетонных и железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений из тяжелых и легких бетонов, выполняемых без предварительного напряжения арматуры.

В Пособии приведены требования СНиП 2.03.01-84 к проектированию упомянутых бетонных и желе­зобетонных конструкций; положения, детализирую­щие эти требования; приближенные способы расче­та, а также дополнительные рекомендации, необхо­димые для проектирования. Номера пунктов, таблиц и приложений СНиП 2.03.01-84 указаны в скобках.

В каждом разделе Пособия даны примеры рас­чета элементов наиболее типичных случаев, встре­чающихся в практике проектирования.

Материалы для проектирования редко встре­чающихся ненапрягаемых конструкций (например, данные для арматуры, упрочненной вытяжкой; расчет элементов с арматурой классов A-IV, A-V и A-VI, имеющей условный предел текучести; расчет элементов на выносливость и т.п.) в настоящее Пособие не включены, а приведены в „Пособии по проектированию предварительно напряженных же­лезобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов" (М., ЦИТП Госстроя СССР, 1986).

В Пособии не приведены особенности проектиро­вания конструкций статически неопределимых и сборно-монолитных, с жесткой арматурой, а также некоторых сооружений (труб, силосов и др.), в частности не рассмотрены вопросы, связанные с определением усилий в этих конструкциях. Эти вопросы освещаются в соответствующих Пособиях и Рекомендациях.

Единицы физических величин, приведенные в Пособии, соответствуют „Перечню единиц физи­ческих величин, подлежащих применению в строи­тельстве". При этом силы выражаются в ньютонах (Н) или в килоньютонах (кН); линейные размеры — в мм (в основном для сечений элементов) или в м (для элементов или их участков); напряжения, сопротивления, модули упругости — в мегапаскалях (МПа); распределенные нагрузки и усилия — в кН/м или Н/мм. Поскольку 1 МПа = 1 Н/мм², при использовании в примерах расчета формул, включающих величины в МПа (напряжения, сопро­тивления и т. п.), остальные величины приводятся только в Н и мм (мм²).

В таблицах нормативные и расчетные сопротив­ления и модули упругости материалов приведены в МПа и в кгс/см².

В Пособии использованы буквенные обозначения и индексы к ним в соответствии с СТ СЭВ 1565-79. Основные буквенные обозначения применяемых ве­личин приведены в прил. 5. Поскольку для индек­сов используются только буквы латинского алфа­вита, соответствующие этим индексам поясняющие слова приняты не русские, а, как правило, англий­ские. В связи с этим в прил. 5 приведены также все примененные индексы и соответствующие им рус­ские поясняющие слова.

Пособие разработано ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (инженеры Б.Ф. Васильев, И.К. Ни­китин, А.Г. Королькова; канд. техн. наук Л.Л Лемыш) и НИИЖБ Госстроя СССР (доктора техн. наук А.А. Гвоздев, Ю.П. Гуща, А.С. Залесов; кан­дидаты техн. наук Е.А. Чистяков, П.К. Руллэ, Н.М. Мулин, Л.Н. Зайцев, В.В. Фигаровский, Н.Г. Матков, Н.И. Катин, А.М. Фридман, Н.А. Корнев, Т.А.Кузмич) с участием НИЛ ФХММ и ТП Главмоспромстройматериалов (д-р техн. наук С.Ю. Цейтлин; кандидаты техн. наук Э.Г. Ратц, Я.М. Якобсон; инж. Е.З. Ерманок), КГБ Мосоргстройматериалов (канд. техн. наук B.C. Щукин; инженеры В.Л. Айзинсон, Е.М. Травкин, Б.И. Фельцман), ДИСИ Минвуза УССР (д-р техн. наук В.М. Ба­ташов), Гипростроммаша Минстройдормаша СССР (инженеры Л.А. Волков, М.А. Соломович, Т.П. Заневская) и ЦНИИЭП жилища Госстроя СССР (канд. техн. наук Н.С. Стронгин; инж. Е.М. Сурманидзе).

 

Отзывы и замечания просим присылать по адресам:

127238, Москва, Дмитровское шоссе, 46, ЦНИИпромзданий;

109389, Москва, 2-я Институтская, 6, НИИЖБ.

 

 

ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Рекомендации настоящего Пособия распро­страняются на проектирование бетонных и железо­бетонных конструкций, выполняемых без предва­рительного напряжения арматуры из тяжелого, мел­козернистого и легкого бетонов и эксплуатируе­мых при систематическом воздействии температур не выше 50°С и не ниже минус 70°С.

 

Примечания: 1. Рекомендации Пособия не распро­страняются на проектирование бетонных и железобетон­ных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

2. Термины „бетоны тяжелые", „бетоны мелкозернис­тые" и „бетоны легкие" применяются в соответствии с ГОСТ 25192-82.

Легкие бетоны могут быть плотной и поризованной структур, поэтому в Пособии для краткости используются термины „легкий бетон" — для обозначения легких бетонов плотной структуры и „поризованный бетон" — для обо­значения легких бетонов поризованной структуры с меж­зерновыми пустотами в уплотненной бетонной смеси свыше 6 %.

 

1.2. Вид легких и поризованных бетонов, а также областьих применения приведены в прил. 1.

1.3. Бетонные и железобетонные конструкции зданий и сооружений, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды и повышенной влаж­ности, рекомендуется проектировать с учетом требований СНиП 2.03.11-85.

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

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

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

1.6 (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 (1.7). Бетонные элементы применяются:

а) преимущественно в конструкциях, работаю­щих на сжатие при малых эксцентриситетах продольной силы, не превышающих значений, ука­занных в п. 3.4;

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 (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. Численные значения приведенных в настоя­щем Пособии расчетных характеристик бетона и арматуры, предельно допустимых величин ширины раскрытия трещин и прогибов применяются только при проектировании. Для оценки качества кон­струкций следует руководствоваться требованиями соответствующих государственных стандартов и технических условий.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.10 (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 или ее положения;

усталостного разрушения (расчет на выносли­вость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки — подвиж­ной или пульсирующей);

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

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

чрезмерного раскрытия трещин (расчет по рас­крытию трещин);

чрезмерных перемещений — прогибов, углов перекоса и поворота, колебаний (расчет по дефор­мациям).

Расчет бетонных конструкций по предельным со­стояниям второй группы, а также на выносливость может не производиться.

 

Примечания: 1. Расчет на действие многократно повторяющейся нагрузки, в том числе на выносливость, выполняется в соответствии с рекомендациями „Пособия по проектированию предварительно напряженных желе­зобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов" (М., ЦИТП Госстроя СССР, 1986).

2. Расчеты на устойчивость формы или положения кон­струкции, а также на совместное воздействие силовых фак­торов и неблагоприятных влияний внешней среды выпол­няются по соответствующим нормативным документам или Пособиям.

 

1.11 (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.

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

Значения нагрузок необходимо умножать на коэффициенты надежности по назначению, прини­маемые согласно „Правилам учета степени ответ­ственности зданий и сооружений при проектирова­нии конструкций"¹, утвержденным Госстроем СССР.

Нагрузки, учитываемые при расчете по предель­ным состояниям второй группы (эксплуатацион­ные), следует принимать согласно пп. 1.15 и 1.17. 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 (например, если снеговая нагруз­ка для III района составляет s = 1000 Н/м², то сне­говая длительная нагрузка будет равна s = 0,3 х 1000 = 300 Н/м², а снеговая кратковременная нагрузка — s = 1000 – 300 = 700 Н/м²).

Коэффициенты сочетаний относятся к полному значению кратковременных нагрузок.

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

1.13 (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

В этом случае следует учитывать также коэффи­циент надежности по нагрузке.

1.14 (1.15). Усилия в статически неопределимых железобетонных конструкциях от нагрузок и выну­жденных перемещений (вследствие изменения температуры, влажности бетона, смещения 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.

_____________

¹ См.: Бюллетень строительной техники, 1981, № 7.

 

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.

1.15 (1.16). Ширина непродолжительного и про­должительного раскрытия трещин для элементов, эксплуатируемых в условиях неагрессивной среды, не должна превышать величин, приведенных в табл. 1.

Элементы, указанные в поз. 1 а табл. 1, можно проектировать без предварительного напряжения лишь при специальном обосновании.

 

Таблица 1 (1, 2)

 

Условия работы	Предельно допустимая ширина, мм, раскрытия трещин
конструкций	непродолжи­тельного acrc 1	продолжительного acrc 2
1. Элементы, воспринимаю­щие давление жидкостей или газов при сечении: а) полностью растяну­том	0,2	0,1
б) частично сжатом	0,3	0,2
2. Элементы, воспринимаю­щие давление сыпучих тел	0,3	0,2
3. Элементы, эксплуатируе­мые в грунте при перемен­ном уровне грунтовых вод	0,3	0,2
4. Прочие элементы	0,4	0.3

 

Примечание. Под непродолжительным раскры­тием трещин понимается их раскрытие при совместном дей­ствии постоянных, длительных и кратковременных нагру­зок, под продолжительным — только постоянных и длитель­ных нагрузок. При этом коэффициент надежности по на­грузке принимается равным единице.

 

1.16 (1.19). Для железобетонных слабоармиро­ванных элементов, характеризующихся тем, что их несущая способность исчерпывается одновременно с образованием трещин в бетоне растянутой зоны, площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по сравнению с требуемой из расчета по прочности не менее чем на 15 %.

Такое увеличение армирования рекомендуется производить при выполнении условия

где M_crc — момент трещинообразоьания, опреде­ляемый согласно п. 4.2 с заменой значения R_bt,ser на 1,2 R_bt,ser;

М_u — момент, соответствующий исчерпанию несущей способности и определяемый согласно пп. 3.15—3.80; для внецентренно сжатых и растянутых элемен­тов значения М_u определяются отно­сительно оси, проходящей через ядро­вую точку, наиболее удаленную от растянутой зоны (см. п. 4.2).

Это требование может не распространяться на элементы, лежащие на сплошном основании.

1.17 (1.20). Прогибы элементов железобетонных конструкций не должны превышать предельно до­пустимых значений, устанавливаемых с учетом сле­дующих требований:

а) технологических (условия нормальной работы кранов, технологических установок, машин и т. п.);

б) конструктивных (влияние соседних элемен­тов, ограничивающих деформации; необходимость выдерживания заданных уклонов и т. п.);

в) эстетических (впечатление людей о пригод­ности конструкции).

Значения предельно допустимых прогибов при­ведены в табл. 2.

 

Таблица 2 (4)

 

Элементы конструкций	Предельно допу­стимые прогибы
1. Подкрановые балки при кранах: ручных	l_
электрических	l_
2. Перекрытия с плоским потолком и эле­менты покрытия (кроме указанных в поз. 4) при пролетах, м: l < 6	l_
6 £ l £7,5	3 см
l >7,5	l_
3. Перекрытия с ребристым потолком и элементы лестниц при пролетах, м: l < 5	l_
5 £ l £ 10	2,5 см
l >10	l_
4. Элементы покрытий сельскохозяй­ственных зданий производственного назначения при пролетах, м: l < 6	l_
6 £ l £ 10	4 см
l > 10	l_
5. Навесные стеновые панели (при рас­чете из плоскости) при пролетах, м: l < 6	l_
6 £ l £ 7,5	3 см
l > 7,5	l_

 

Обозначение, принятое в табл. 2: l — пролет балок или плит;для консолей принимается значение l, равное удвоенному вылету консоли.

 

Расчет по деформациям должен производиться при ограничении: технологическими или конструк­тивными требованиями — на действие постоянных, длительных и кратковременных нагрузок; эстети­ческими требованиями — на действие постоянных и длительных нагрузок. При этом принимается g _f = 1,0.

При действии постоянных, длительных и кратко­временных нагрузок прогиб балок или плит во всех случаях не должен превышать 1/150 пролета и 1/75 вылета консоли.

Значения предельно допустимых прогибов могут быть увеличены на высоту строительного подъема, если это не ограничивается технологическими или конструктивными требованиями.

Если в нижележащем помещении с гладким потолком имеются расположенные поперек пролета элемента l постоянные перегородки (не являющиеся опорами) с расстоянием между ними l_p, то прогиб элемента в пределах расстояния l_p (отсчитываемый от линии, соединяющей верхние точки осей перего­родок) может быть допущен до 1/200 l_p, при этом предельный прогиб всего элемента должен быть не более 1/500 l.

1.18 (1.20). Для не связанных с соседними эле­ментами конструкций плит перекрытий, лестнич­ных маршей, площадок и т. п. должна производить­ся дополнительная проверка по зыбкости: добавоч­ный прогиб от кратковременно действующей сосре­доточенной нагрузки 1000 Н при наиболее невыгод­ной схеме ее приложения должен быть не более 0,7 мм.

1.19 (1.22). Расстояния между температурно-уса­дочными швами, как правило, должны устанавли­ваться расчетом. Расчет допускается не производить, если при расчетной температуре наружного воздуха минус 40 °С и выше расстояние между температур­но-усадочными швами не превышает значений, при­веденных в табл. 3. Для каркасных зданий и соору­жений без мостовых опорных кранов при наличии в рассматриваемом направлении связей (диафрагм жесткости) значения, указанные в табл. 3, допуска­ется умножать на коэффициент, равный:

но не менее единицы,

где d_{D t} — коэффициент, принимаемый равным для отапливаемых зданий и — для неотапливаемых зданий и сооружений (здесь D t_w, D t_c — расчетные изменения температуры, °С, определяемые в соответствии со СНиП 2.01.07-85, e — относительное уд­линение горизонтальных элементов от вертикальных нагрузок. Допускается принимать для железобетонных эле­ментов e = 1 · 10^–4, для стальных e = 3 · 10^–4);

(здесь l — длина колонны между точками закрепления, h — высота сече­ния колонны в рассматриваемом направ­лении);

(здесь j_ext — влаж­ность наружного воздуха, %, в наиболее жаркий месяц года, принимаемая в соот­ветствии со СНиП 2.01.01-82).

При учете коэффициента d расстояния между температурно-усадочными швами должны быть не более 150 м для отапливаемых зданий из сборных конструкций, 90 м — для отапливаемых зданий из сборно-монолитных и монолитных конструкций; для неотапливаемых зданий и сооружений указан­ные значения следует уменьшать на 20 %.

 

Таблица 3

 

Конструкции	Наибольшие расстояния, м, между температурно-усадочными швами, допускаемые без расчета, для конструкций, находящихся
	внутри отапливаемых зданий или в грунте	внутри неотапливаемых зданий	на откры­том воздухе
1. Бетонные: а) сборные
б) монолитные: при конструктивном армировании
без конструктивного армирования
2. Железобетонные: а) сборно-каркасные: одноэтажные
многоэтажные
б) спорно-монолитные и монолитные: каркасные
сплошные

 

Примечание. Для железобетонных каркасных зда­ний (поз. 2) значения расстояния между температурно-усадочными швами определены при отсутствии связей или ори расположении связей в середине температурного блока.

 

1.20. При расчете перекрытая по всем предель­ным состояниям вес перегородок, расположенных вдоль пролета плит, учитывается следующим обра­зом:

а) нагрузка от веса глухой жесткой перегородки (например, железобетонной сборной, выполняемой из горизонтальных элементов, железобетонной или бетонной монолитной, каменной и т. п.) прикладывается сосредоточенно на расстоянии 1/12 длины пе­регородки от ее краев;

б) при наличии в жесткой перегородке одного проема, целиком расположенного в пределах одной половины перегородки, нагрузка от веса меньшего простенка (включая вес половины надпроемной части перегородки) прикладывается сосредоточенно на расстоянии 1/3 ширины этого простенка от края перегородки, а нагрузка от веса остальной части перегородки — на расстоянии 1/12 длины этой части перегородки от краев проема и перегородки; при ином расположении проема нагрузка прикладывает­ся на расстоянии 1/18 длины соответствующих частей перегородки от их краев;

в) при наличии в жесткой перегородке двух прое­мов и более нагрузка от веса перегородки прикла­дывается сосредоточенно по центрам участков, опи­рающихся на перекрытие;

г) для прочих перегородок 60 % их веса прини­мается распределенным по длине перегородки (на участках между проемами), а 40% — в виде со­средоточенных сил, приложенных в соответствии с подпунктами „а" — „в".

1.21. Распределение местной нагрузки между эле­ментами сборных перекрытий, выполняемых из многопустотных или сплошных плит, при условии обеспечения качественной заливки швов между плитами производится с учетом рекомендаций:

а) при расчете по всем предельным состояниям принимается следующее распределение нагрузки от веса перегородок, расположенных вдоль пролета равных по ширине плит:

если перегородка расположена в пределах одной плиты, на эту плиту передается 50 % веса перегород­ки, а по 25 % ее веса передается на две смежные плиты;

если перегородка опирается на две соседние пли­ты, вес перегородки распределяется поровну между ними;

б) при расчете по предельным состояниям второй группы местные сосредоточенные нагрузки, распо­ложенные в пределах средней трети пролета плиты, распределяются на ширину, не превышающую длины пролета; при расчете по прочности такое рас­пределение сосредоточенных нагрузок может быть допущено лишь при условии соединения смежных плит по длине шпонками, проверяемыми расчетом (см. п. 3.115).

 

Примечание. Если перекрытие образовано двумя плитами, опертыми по трем сторонам, при расположении перегородки в пределах одной плиты на эту плиту передает­ся 75 % веса перегородки; в этом случае нагрузка от веса перегородки на перекрытие передается, согласно п. 1.20, при расположении перегородки как вдоль, так и поперек плиты.

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ