Розрахунковий опір бетону осьовому стиску. Вибір бетону для будівельних конструкцій
При розрахунку будівельних конструкцій потрібно знати розрахунковий опір і модуль пружності для того чи іншого матеріалу. Тут представлені дані по основних будівельних матеріалів.
Таблиця 1. Модулі пружності для основних будівельних матеріалів
| матеріал |
Модуль пружності Е, МПа |
Чавун білий, сірий | (1,15 ... 1,60) х 10 5 |
| чавун ковкий | 1,55 х 10 5 |
| сталь вуглецева | (2,0 ... 2,1) х 10 5 |
| Інша сталь легована | (2,1 ... 2,2) х 10 5 |
| мідь прокатна | 1,1 × 10 5 |
| мідь холоднотянутая | 1,3 · 10 3 |
| мідь лита | 0,84 х 10 5 |
| Бронза фосфористая катана | 1,15 х 10 5 |
| Бронза марганцева катана | 1,1 × 10 5 |
| Бронза алюмінієва лита | 1,05 х 10 5 |
| латунь холоднотянутая | (0,91 ... 0,99) х 10 5 |
| Латунь корабельна катана | 1,0 × 10 5 |
| алюміній кататися | 0,69 х 10 5 |
| Алюміній дріт тянутая | 0,7 × 10 5 |
| дюралюміній кататися | 0,71 х 10 5 |
| цинк кататися | 0,84 х 10 5 |
| свинець | 0,17 х 10 5 |
| лід | 0,1 × 10 5 |
| Скло | 0,56 х 10 5 |
| граніт | 0,49 х 10 5 |
| вапно | 0,42 х 10 5 |
| мармур | 0,56 х 10 5 |
| пісковик | 0,18 х 10 5 |
| Кам'яна кладка з граніту | (0,09 ... 0,1) х 10 5 |
| Кам'яна кладка з цегли | (0,027 ... 0,030) х 10 5 |
| Бетон (див. Таблицю 2) | |
| Деревина уздовж волокон | (0,1 ... 0,12) х 10 5 |
| Деревина поперек волокон | (0,005 ... 0,01) х 10 5 |
| каучук | 0,00008 х 10 5 |
| текстоліт | (0,06 ... 0,1) х 10 5 |
| Гетінакс | (0,1 ... 0,17) х 10 5 |
| Бакеліт | (2 ... 3) · 10 3 |
| целулоїд | (14,3 ... 27,5) х 10 2 |
Нормативні дані для розрахунків залізобетонних конструкцій
Таблиця 2. Модулі пружності бетону (згідно СП 52-101-2003)
Таблиця 2.1 Модулі пружності бетону згідно СНиП 2.03.01-84 * (1996)
Примітки:
1. Над рискою вказані значення в МПа, під рискою - в кгс / см & sup2.
2. Для легкого, пористого і поризованного бетонів при проміжних значеннях щільності бетону початкові модулі пружності приймають по лінійної інтерполяції.
3. Для ніздрюватого бетону неавтоклавного тверднення значення Е b приймають як для бетону автоклавного твердіння з множенням на коефіцієнт 0,8.
4. Для напружуваного бетону значення Е b приймають як для важкого бетону з множенням на коефіцієнт
a = 0,56 + 0,006В.
Таблиця 3. Нормативні значення опору бетону (згідно СП 52-101-2003)
Таблиця 4. Розрахункові значення опору бетону стиску (згідно СП 52-101-2003)
Таблиця 4.1 Розрахункові значення опору бетону стиску згідно СНиП 2.03.01-84 * (1996)
Таблиця 5. Розрахункові значення опору бетону розтягуванню (згідно СП 52-101-2003)
Таблиця 6. Нормативні опору для арматури (згідно СП 52-101-2003)
Таблиця 6.1 Нормативні опору для арматури класу А згідно СНиП 2.03.01-84 * (1996)
Таблиця 6.2 Нормативні опору для арматури класів В і К за СНиП 2.03.01-84 * (1996)
Таблиця 7. Розрахункові опори для арматури (згідно СП 52-101-2003)
Таблиця 7.1 Розрахункові опори для арматури класу А згідно СНиП 2.03.01-84 * (1996)
Таблиця 7.2 Розрахункові опори для арматури класів В і К за СНиП 2.03.01-84 * (1996)
Нормативні дані для розрахунків металевих контрукцій
Таблиця 8. Нормативні та розрахункові опори при розтягуванні, стисненні і вигині (згідно СНиП II-23-81 (1990)) листового, широкосмугового універсального і фасонного прокату по ГОСТ 27772-88 для сталевих конструкцій будівель і споруд
Примітки:
1. За товщину фасонного прокату слід приймати товщину полиці (мінімальна його товщина 4 мм).
2. За нормативне опір прийняті нормативні значення межі текучості і тимчасового опору по ГОСТ 27772-88.
3. Значення розрахункових опорів отримані розподілом нормативних опорів на коефіцієнти надійності за матеріалом, з округленням до 5 МПа (50 кгс / см & sup2).
Таблиця 9. Марки стали, замінні сталями по ГОСТ 27772-88 (згідно СНиП II-23-81 (1990))
Примітки:
1. Стали С345 і С375 категорій 1, 2, 3, 4 по ГОСТ 27772-88 замінюють стали категорій відповідно 6, 7 і 9, 12, 13 і 15 по ГОСТ 19281-73 * і ГОСТ 19282-73 *.
2. Стали С345К, С390, С390К, С440, С590, С590К по ГОСТ 27772-88 замінюють відповідні марки стали категорій 1-15 по ГОСТ 19281-73 * і ГОСТ 19282-73 *, зазначені в цій таблиці.
3. Заміна сталей по ГОСТ 27772-88 сталями, що поставляються по іншим державним загальносоюзним стандартам і технічним умовам, не передбачена.
Розрахункові опори для стали, використовуваної для виробництва профільованих листів тут не показані.
Якщо коротко, то для наступних будівельних конструкцій рекомендують наступні марки бетону:
- подбетонка або підготовка підстави для монолітної конструкції - В7,5;
- фундаменти - не нижче В15, але в ряді випадків марка по водонепроникності повинна бути не нижче W6 (бетон В22,5). Також, згідно з ще не прийнятого з додатком Д до СП 28.13330.2012, клас бетону для фундаментів повинен бути не нижче В30. Я рекомендую використовувати бетон з маркою по водонепроникності не нижче W6, що дозволить забезпечити довговічність конструкції;
- стіни, колони та інші конструкції розташовані на вулиці - марка по морозостійкості не нижче F150, а для району з розрахунковою температурою зовнішнього повітря нижче 40С - F200.
- внутрішні стіни, несучі колони - з розрахунку, але не нижче В15, для сильно стиснутих не нижче В25.
Можливо я не охоплю всі нормативи, де може бути прописані вимоги до вибору марки бетону, тому прошу в коментарі відписатися якщо є неточності.
Основними нормованими і контрольованими показниками якості бетону є:
- клас по міцності на стиск B;
- клас по міцності на осьовий розтяг B t;
- марка по морозостійкості F;
- марка по водонепроникності W;
- марка за середньою густиною D.
B
Клас бетону по міцності на стиск B відповідає значенню кубикової міцності бетону на стиск в МПа з забезпеченістю 0,95 (нормативна Кубікова міцність) і приймається в межах від B 0,5 до B 120.
Це основний параметр бетону, який визначає його міцність на стиск. Наприклад, клас бетону В15 означає, що після 28 днів при температурі застигання 20 ° С міцність бетону буде 15 МПа. Однак в розрахунках використовують іншу цифру. Розрахунковий опір бетону (R b) стисненню можна знайти в таблиці 5.2 СП 52-101-2003
Таблиця 5.2 СП 52-101-2003
| вид опору | Розрахункові значення опору бетону для граничних станів першої групи R bі R bt | ||||||||||
| В 10 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | |
| R b | 6,0 | 8,5 | 11,5 | 14,5 | 17,0 | 19,5 | 22,0 | 25,0 | 27,5 | 30,0 | 33,0 |
| розтягування осьовий R bt | 0,56 | 0,75 | 0,9 | 1,05 | 1,15 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 |
Чому міцність заміряють саме через 28 днів? Тому, що бетон набирає міцність все життя, але після 28 днів приріст міцності вже не такий великий. Через один тиждень після заливки міцність бетону може бути 65% від нормативної (залежить від температури твердіння), через 2 тижні буде 80%, через 28 днів міцність досягне 100%, через 100 діб буде 140% від нормативної. При проектуванні є поняття міцності через 28 днів, і воно приймається за 100%.
Також відома класифікація по марці бетону M і цифрами від 50 до 1000. Цифра позначає межа міцності на стиск в кг / см². Різниця в класі бетону B і марці бетону M полягає в методі визначення міцності. Для марки бетону це середня величина сили стиснення при випробуваннях після 28 днів витримки зразка, виражена в кг / см². Дана міцність забезпечується в 50% випадках. Клас бетону B гарантує міцність бетону в 95% випадках. Тобто міцність бетону варіюється і залежить від багатьох факторів, не завжди можна домогтися потрібної міцності і бувають відхилення від проектної міцності. Наприклад, марка бетону М100 забезпечує міцність бетону після 28 днів у 100 кг / см² в 50% випадків. Але для проектування це якось занадто мало, тому ввели поняття клас бетону. Бетон B15 гарантує міцність в 15 МПа після 28 днів у 95% випадках.
У проектній документації бетон позначається тільки класом B, але в будівельній практиці марка бетону все ще застосовується.
Визначити клас бетону по марці і навпаки можна за наступною таблицею:
| Клас бетону по міцності на стиск | Середня міцність бетону даного класу, кгс / см² | Найближча марка бетону по міцності на стиск | Відхилення найближчій марки бетону від середньої міцності бетону цього класу,% |
|
В3,5 |
45,84 |
М50 |
9,1 |
|
В 5 |
65,48 |
М75 |
14,5 |
|
В7,5 |
98,23 |
М100 |
1,8 |
|
В 10 |
130,97 |
М150 |
14,5 |
|
В 12,5 |
163,71 |
М150 |
8,4 |
|
В15 |
196,45 |
М200 |
1,8 |
|
В20 |
261,94 |
М250 |
4,6 |
|
В22,5 |
294,68 |
М300 |
1,8 |
|
В25 |
327,42 |
М350 |
6,9 |
|
В27,5 |
360,16 |
М350 |
2,8 |
|
В30 |
392,90 |
М400 |
1,8 |
|
В35 |
458,39 |
М450 |
1,8 |
|
В40 |
523,87 |
М500 |
4,6 |
Клас бетону по міцності на осьовий розтяг B t відповідає значенню міцності бетону на осьовий розтяг в МПа з забезпеченістю 0,95 (нормативна міцність бетону) і приймається в межах від B t 0,4 до B t 6.
Допускається приймати інше значення забезпеченості міцності бетону на стиск і осьовий розтяг відповідно до вимог нормативних документів для окремих спеціальних видів споруд (наприклад, для масивних гідротехнічних споруд).
Марка бетону по морозостійкості F відповідає мінімальному числу циклів заморожування і відтавання, що витримують зразком при стандартному випробуванні, і приймається в межах від F 15 до F 1000.
Марка бетону по водонепроникності W відповідає максимальному значенню тиску води (МПа · 10 -1), витримують бетонним зразком при випробуванні, і приймається в межах від W 2 до W 20.
Марка за середньою густиною D відповідає середньому значенню об'ємної маси бетону в кг / м 3 і приймається в межах від D 200 до D 5000.
Також зустрічається маркування бетону по рухливості (П) або вказується осаду конуса. Чим вище число П, тим бетон більш рідкий і з ним легше працювати.
Для напрягающих бетонів встановлюють марку по самонапружених.
Підбір марки бетону по міцності
Мінімальний клас бетону для конструкцій призначається відповідно до СП 28.13330.2012 і СП 63.13330.2012.
Для будь-яких залізобетонних будівельних конструкцій клас бетону повинен бути не нижче В15 (п.6.1.6 СП 63.12220.2012).
Для попередньо напружених залізобетонних конструкцій клас бетону по міцності на стиск слід приймати в залежності від виду і класу напруженої арматури, але не нижче В20 (п.6.1.6 СП 63.12220.2012).
Залізобетонний ростверк зі збірного залізобетону повинен бути виконаний з бетону не нижче кл. В20 (п. 6.8 СП 50-102-2003)
Клас бетону для конструкцій призначають відповідно до розрахунків на міцність по техніко-економічних міркувань, наприклад, на нижніх поверхах будівлі монолітні колони мають велику міцність тому навантаження на них вище, на верхніх поверхах клас бетону зменшується, що дозволяє використовувати колони одного перетину на всіх поверхах.
Також є рекомендації СП 28.13330.2012. Згідно з постановою тисячі п'ятсот двадцять одна від 26.12.2014 додатки А і Д СП 28.13330.2012 не входять до обов'язкового переліку, тобто рекомендуються, але рекомендую звернути свою увагу на ці додатки тому, можливо, скоро вони будуть обов'язковими для застосування. Перш за все необхідно зробити класифікацію конструкцію по середовищі експлуатації згідно з таблицею А.1 СП 28.13330.2012:
Таблиця А.1 - середовища експлуатації
| індекс | Умови експлуатації | приклади конструкцій |
|
||
| ХО | Для бетону без арматури і заставних деталей: все середовища, крім впливу заморожування - відтавання, стирання або хімічної агрессіі.Для залізобетону: суха | Конструкції всередині приміщень з сухим режимом експлуатації |
|
||
| ХС1 | Суха і постійно вологе середовище | Конструкції приміщень в житлових будинках, за винятком кухонь, ванних, прачечних.Бетон постійно під водою |
| ХС2 | Волога і короткочасно суха середу | Поверхні бетону, які тривалий час змочуються водою. фундаменти |
| ХС3 | Помірно вологе середовище (вологі приміщення, вологий клімат) | Конструкції, на які часто або постійно впливає зовнішнє повітря без зволоження атмосферними опадами. Конструкції під навісом. Конструкції всередині приміщень з високою вологістю (громадські кухні, ванні, пральні, криті басейни, приміщення для худоби) |
| ХС4 | Зовнішні конструкції, що піддаються дії дощу | |
|
||
| У разі, коли бетон, що містить сталеву арматуру або закладні деталі, піддається дії хлоридів, включаючи солі, що застосовуються як обмерзанню, агресивне середовище класифікується за такими показниками: | ||
| XD1 | Середа з помірною вологістю | Конструкції, що піддаються впливу аерозолю солей хлоридів |
| XD2 | Вологий і рідко сухий режим експлуатації | Плавальні басейни. Конструкції, що піддаються впливу промислових стічних вод, що містять хлориди |
| XD3 | Змінна зволоження і висушування | Конструкції мостів, котрі піддаються окропленням розчинами протиожеледних реагентів. Покриття доріг. перекриття парковок |
|
||
| У разі, коли бетон, що містить сталеву арматуру або закладні деталі, піддається дії хлоридів з морської води або аерозолів морської води, агресивне середовище класифікується за такими показниками: | ||
| XS1 | Вплив аерозолів, але без прямого контакту з морською водою | берегові споруди |
| XS2 | Під водою | Підводні частини морських споруд |
| XS3 | Зона припливу і відпливу, кроплення | Частини морських споруд в зоні змінного рівня води |
| Примітка - Для морської води з різним вмістом хлоридів вимоги до бетону вказані в таблиці Г.1 | ||
|
||
| При дії на насичений водою бетон змінного заморожування і відтавання агресивне середовище класифікується за такими ознаками: | ||
| XF1 | Помірне водонасичення без обмерзанню | Вертикальні поверхні будівель і споруд при дії дощу і морозу |
| XF2 | Помірне водонасичення з обмерзанню | Вертикальні поверхні будівель і споруд, що піддаються окропленням розчинами обмерзанню та заморожування |
| XF3 | Сильне водонасичення без обмерзанню | Споруди при дії дощів і морозу |
| XF4 | Сильне водонасичення розчинами солей обмерзанню або морською водою | Дорожні покриття, оброблювані протиожеледними реагентами. Горизонтальні поверхні мостів, сходинки у зовнішніх сходах і ін. Зона змінного рівня для морських споруд при дії морозу |
|
||
| При дії хімічних агентів з грунту, підземних вод, корозійне середовище класифікується за такими ознаками: | ||
| ХА1 | Незначний вміст агресивних агентів - слабка ступінь агресивності середовища за таблицями В.1 - Б.7, Г.2 | Конструкції в підземних водах |
| ХА2 | Помірне вміст агресивних агентів - середній ступінь агресивності середовища за таблицями В.1 - Б.7, Г.2 | Конструкції, що знаходяться в контакті з морською водою. Конструкції в агресивних грунтах |
| ХА3 | Високий вміст агресивних агентів - сильна ступінь агресивності середовища за таблицями В.1 - Б.7, Г.2 | Промислові водоочисні споруди з хімічними агресивними стоками. Годівниці в тваринництві. Градирні з системами газоочистки |
|
||
| Залежно від Вологість середовища класифікується за такими ознаками: | ||
| WO | Бетон знаходиться в сухому середовищі | Конструкції всередині сухих приміщень. Конструкції в зовнішньому повітрі поза дією опадів, поверхневих вод і ґрунтової вологи |
| WF | Бетон часто або тривало зволожується | Зовнішні конструкції, не захищені від впливу опадів, поверхневих вод і грунтової влагі.Конструкціі у вологих приміщеннях, наприклад, басейнах, пральнях і інших приміщеннях з відносною вологістю преімущественноболее 80% .Конструкція, часто піддаються дії конденсату, наприклад, труби, станції теплообмінників, фільтрувальні камери, тваринницькі помещенія.Массівние конструкції, мінімальний розмір яких перевищує 0,8 м, незалежно від доступу вологи |
| WA | Бетон, на який крім впливів середовища WF діють часто або тривало лугу, що надходять ззовні | Конструкції, що піддаються впливу морської води.Конструкціі, на які впливають протиожеледних солі без додаткового динамічного впливу (наприклад, зона кроплення) .Конструкція промислових і сільськогосподарських будівель (наприклад, шламонакопичувачі), що піддаються впливу лужних солей |
| WS | Бетон з високими динамічними навантаженнями і прямим впливом лугів | Конструкції, що піддаються впливу протиожеледних солей і додатково високим динамічним навантаженням (наприклад, бетон дорожніх покриттів) |
| Примітка - Агресивна вплив має бути додатково вивчено в разі: дії хімічних агентів, не зазначених в таблицях Б.2, Б.4, В.3; високій швидкості (понад 1 м / с) течії води, що містить хімічні агенти за таблицями В.3 , В.4, В.5. | ||
Залежно від обраної середовища експлуатації призначаємо клас бетону для конструкції по таблиці Д.1 СП 28.13330.2012.
Таблиця Д.1 - Вимоги до бетонів в залежності від класів середовищ експлуатації
| Вимоги до бетонів | Класи середовищ експлуатації | |||||||||||||||||
| неагресивних середовищ | карбонізація | хлоридна корозія | Заморожування - відтавання 1) | Хімічна корозія | ||||||||||||||
| Морська вода | Інші хлоридні впливу | |||||||||||||||||
| Індекси середовищ експлуатації | ||||||||||||||||||
| ХО | ХС1 | ХС2 | ХС3 | ХС4 | XS1 | XS2 | XS3 | XD1 | XD2 | XD3 | XF1 | XF2 | XF3 | XF4 | ХА1 | ХА2 | ХА3 | |
| Мінімальний клас по міцності В | 15 | 25 | 30 | 37 | 37 | 37 | 45 | 45 | 37 | 45 | 45 | 37 | 37 | 37 | 37 | 37 | 37 | 45 |
| Мінімальна витрата цементу, кг / м 3 | — | 260 | 280 | 280 | 300 | 300 | 320 | 340 | 300 | 300 | 320 | 300 | 300 | 320 | 340 | 300 | 320 | 360 |
| Мінімальна повітро-вміст,% | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 4,0 | 4,0 | 4,0 | — | — | — |
| Інші вимоги | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | Заповнювач з необхідною морозостійкістю | Сульфатостойкий цемент 2) | |||||
| Наведені в колонках вимоги призначаються спільно з вимогами, зазначеними в наступних таблицях | — | Д.2, Ж.5 | Г.1, Д.2 | Г.1, Д.2 | Ж.1 | В.1 - В.5, Д.2 | ||||||||||||
| 1) Для експлуатації в умовах змінного заморожування - відтавання бетон повинен бути випробуваний на морозостійкість. 2) Коли зміст відповідає ХА2 і ХА3, доцільно застосування сульфатостойкого цементу. 3) Значення величин в даній таблиці відносяться до бетону на цементі класу СЕМ 1 по ГОСТ 30515 і заповнювачі з максимальною крупністю 20 - 30 мм. | ||||||||||||||||||
Якщо подивитися на ці вимоги, то для фундаменту потрібно приймати бетон мінімум В30 (середа XC2). Однак поки це рекомендовані вимоги, які в перспективі стануть обов'язковими (або не стануть, хто його знає?)
Підбір марки бетону по водонепроникності
Марки бетону по водонепроникності підбирається відповідно до таблиць В.1-В.8 СП 28.13330.2012 в залежності від ступеня агресивності середовища. Дані по агресивності грунтів вказуються в інженерно-геологічні дослідження і там же зазвичай пишуть рекомендовану марку по водонепроникності.
Для паль і необхідно застосовувати бетон марки по водонепроникності не нижче W6 (п.15.3.25 СП 50-102-2003). Таку марку має бетон В22,5, тому потрібно це враховувати при підборі класу бетону.
Для надземних конструкцій, що піддаються атмосферних впливів при розрахунковій мінусовій температурі зовнішнього повітря вище мінус 40 ° С, а також для зовнішніх стін опалювальних будівель марку бетону по водонепроникності не нормується (п.6.1.9 СП 63.13330.2012).
Підбір марки бетону по морозостійкості
Підбір марки бетону по морозостійкості проводиться згідно з таблицями Ж.1, Ж.2 СП 28.13330.2012 в залежності від розрахункової температури зовнішнього повітря.
Таблиця Ж.1 - Вимоги до бетону конструкцій, що працюють в умовах знакозмінних температур
Таблиця Ж.2 - Вимоги до морозостійкості бетону стінових конструкцій
| Умови роботи конструкцій | Мінімальна марка бетону за морозостійкістю зовнішніх стін опалювальних будівель з бетонів | ||
| Відносна вологість внутрішнього повітря приміщення j int, % | Розрахункова зимова температура зовнішнього повітря, ° C | легкого, пористого, поризованного | важкого і дрібнозернистого |
| j int > 75 | нижче -40 | F100 | F200 |
| Нижче -20 до -40 включ. | F75 | F100 | |
| Нижче -5 до -20 включ. | F50 | F70 | |
| - 5 і вище | F35 | F50 | |
| 60 < j int £ 75 | нижче -40 | F75 | F100 |
| Нижче -20 до -40 включ. | F50 | F50 | |
| Нижче -5 до -20 включ. | F35 | — | |
| - 5 і вище | F25 | — | |
| j int £ 60 | нижче -40 | F50 | F75 |
| Нижче -20 до -40 включ. | F35 | — | |
| Нижче -5 до -20 включ. | F25 | — | |
| - 5 і вище | F15 * | — | |
|
* Для легких бетонів марка по морозостійкості не нормується. Примітки 1. При наявності паро- та гідроізоляції конструкцій марки бетонів за морозостійкістю, зазначені в цій таблиці, можуть бути знижені на один рівень. 2. Розрахункова зимова температура зовнішнього повітря приймається згідно СП 131.13330 як температура найбільш холодної п'ятиденки. 3. Марка пористого бетону по морозостійкості встановлюється по ГОСТ 25485. |
|||
Розрахункова зимова температура зовнішнього повітря для розрахунку залізобетонних конструкцій приймається по середній температурі повітря найбільш холодної п'ятиденки з забезпеченістю 0,98 в залежності від району будівництва згідно СП 131.13330.2012.
В грунтах з позитивною температурою, нижче рівня промерзання на 0,5 м, морозостійкість не нормується (СП 8.16 СП 24.13330.2011)
Наприклад, для Москви температура найбільш холодної п'ятиденки з забезпеченістю 0,98 дорівнює мінус 29 ° С. Тоді марка бетону за морозостійкістю дорівнює F150 (Характеристика режиму - Можливе епізодичний вплив температури нижче 0 ° C а) в водонасиченому стані, наприклад, конструкції, що знаходяться в грунті або під водою).
Захисний шар бетону
Щоб арматура не оголити згодом існують вимоги щодо мінімальної товщині шару бетону для захисту арматури. Згідно з посібником з проектування бетонних і залізобетонних конструкцій з важкого бетону без попереднього напруження арматури СП 52-101-2003 мінімальна товщина захисного шару визначається по таблиці 5.1 Посібники до СП 52-101-2003:
Таблиця 5.1 Посібники до СП 52-101-2003
| № п / п | Умови експлуатації конструкцій будівлі | Товщина захисного шару бетону, мм, не менше |
| 1. | У закритих приміщеннях при нормальній і зниженій вологості | 20 |
| 2. | У закритих приміщеннях при підвищеній вологості (при відсутності додаткових захисних заходів) | 25 |
| 3. | На відкритому повітрі (при відсутності додаткових захисних заходів) | 30 |
| 4. | У грунті (при відсутності додаткових захисних заходів), в фундаментах при наявності бетонної підготовки | 40 |
| 5. | У монолітних фундаментах за відсутності бетонної підготовки | 70 |
Для збірних залізобетонних елементів товщину захисного шару можна зменшити на 5 мм від даних таблиці 8.1 СП 52-101-2003 (п.8.3.2).
Для буронабивних паль захисний шар бетону становить не менше 50 мм (п. 8.16 СП 24.13330.2011), для буронабивних паль фундаментів мостів 100 мм.
Для буронабивних паль, які використовуються як захисні огорожі, захисний шар бетону приймається 80-100 мм (п. 5.2.12 Методичного посібника з улаштування огорож з буронабивних паль).
Також у всіх випадках товщина захисного шару не може бути менше товщини арматури.
Захисний шар бетону вважається від зовнішньої поверхні до поверхні арматури (не до осі арматури).
Захисний шар бетону зазвичай забезпечується використанням фіксаторів:
Розрахункові значення опору бетону
СП 63.13330.2012 Бетонні та залізобетонні конструкції. Основні положення
Розрахункові значення опору бетону осьовому стиску R bвизначають за формулою 6.1 СП 63.13330.2012:
Розрахункові значення опору бетону осьовому розтягу R btвизначають за формулою 6.2 СП 63.13330.2012:
Значення коефіцієнта надійності по бетону при стисненні γ bприймають рівними:
для розрахунку за граничними станами першої групи:
1,5 - для пористого бетону;
Значення коефіцієнта надійності по бетону при розтягуванні γ btприймають рівними:
для розрахунку за граничними станами першої групи при призначенні класу бетону по міцності на стиск:
1,5 - для важкого, дрібнозернистого, що напружує і легкого бетонів;
2,3 - для пористого бетону;
для розрахунку за граничними станами першої групи при призначенні класу бетону по міцності на розтяг:
1,3 - для важкого, дрібнозернистого, що напружує і легкого бетонів;
для розрахунку за граничними станами другої групи: 1,0.
(П. 6.1.11 СП 63.13330.2012)
В необхідних випадках розрахункові значення міцності бетону множать на наступні коефіцієнти умов роботи γ bt, враховують особливості роботи бетону в конструкції (характер навантаження, умови навколишнього середовища і т.д.):
а) γ b 1 - для бетонних і залізобетонних конструкцій, що вводиться до розрахункових значень опорів R bі R btі враховує вплив тривалості дії статичного навантаження:
γ b 1 = 1,0 при нетривалому (короткочасному) дії навантаження;
γ b 1 = 0,9 при тривалому (тривалому) дії навантаження. Для пористих і поризованих бетонів γ b 1 = 0,85;
б) γ b 2 - для бетонних конструкцій, що вводиться до розрахункових значень опору R bі враховує характер руйнування таких конструкцій, γ b 2 = 0,9;
в) γ b 3 - для бетонних і залізобетонних конструкцій, що бетонуються у вертикальному положенні при висоті шару бетонування понад 1,5 м, що вводиться до розрахункового значення опору бетону R b,γ b 3 = 0,85;
г) γ b 4 - для пористих бетонів, що вводиться до розрахункового значення опору бетону R b:
γ b 4 = 1,00 - при вологості ніздрюватого бетону 10% і менше;
γ b 4 = 0,85 - при вологості ніздрюватого бетону більше 25%;
по інтерполяції - при вологості ніздрюватого бетону понад 10% і менше 25%.
Вплив змінного заморожування і відтавання, а також негативних температур, враховують коефіцієнтом умов роботи бетону γ b 5 £ 1,0. Для надземних конструкцій, що піддаються атмосферних впливів навколишнього середовища при розрахунковій температурі зовнішнього повітря в холодний період мінус 40 ° С і вище, приймають коефіцієнт γ b 5 = 1,0. В інших випадках значення коефіцієнта приймають в залежності від призначення конструкції і умов навколишнього середовища відповідно до спеціальних вказівок.
(П. 6.1.12 СП 63.13330.2012)
Для пальових фундаментів згідно СП 24.13330.2011 Пальові фундаменти, п. 7.1.9
7.1.9 При розрахунку набивних, бурових паль і Баретт (крім паль-стовпів і буроопускних паль) по міцності матеріалу розрахунковий опір бетону слід приймати із знижуючим коефіцієнтом умов роботи γ cb = 0,85, що враховує бетонування в вузькому просторі свердловин і обсадних труб, і додаткового понижуючого коефіцієнта γ 'cb, що враховує вплив способу виробництва пальових робіт:
а) в глинистих ґрунтах, якщо можливі буріння свердловин і бетонування їх насухо без кріплення стінок при розміщенні рівня підземних вод в період будівництва нижче п'яти паль, γ 'cb = 1,0;
б) в грунтах, буріння свердловин і бетонування в яких виробляють насухо із застосуванням видобутих обсадних труб або порожнистих шнеків, γ 'cb = 0,9;
в) в грунтах, буріння свердловин і бетонування в яких здійснюють при наявності в них води із застосуванням видобутих обсадних труб або порожнистих шнеків, γ 'cb = 0,8;
г) в грунтах, буріння свердловин і бетонування в яких виконується під глинистим розчином або під надлишковим тиском води (без обсадних труб), γ 'cb = 0,7.
Параметри для розрахунку залізобетонних конструкцій:
Параметри для розрахунку залізобетонних конструкцій наведені в СП 63.13330.2012:
Таблиця 6.7
| вид | бетон | Нормативні опору бетону R b, n, R bt, n,МПа, і розрахункові опори бетону для граничних станів другої групи R b, serі R bt, ser, МПа, при класі бетону по міцності на стиск | |||||||||||||||||||||
| В1,5 | В 2 | В2,5 | В3,5 | В 5 | В7,5 | В 10 | В 12,5 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | В70 | В80 | В90 | В100 | ||
| Стиснення осьове (призматична міцність) R b, n, R b, ser | — | — | — | 2,7 | 3,5 | 5,5 | 7,5 | 9,5 | 11 | 15 | 18,5 | 22 | 25,5 | 29 | 32 | 36 | 39,5 | 43 | 50 | 57 | 64 | 71 | |
| легкий | — | — | 1,9 | 2,7 | 3,5 | 5,5 | 7,5 | 9,5 | 11 | 15 | 18,5 | 22 | 25,5 | 29 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| ніздрюватий | 1,4 | 1,9 | 2,4 | 3,3 | 4,6 | 6,9 | 9,0 | 10,5 | 11,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| розтягування осьовий R bt, nі R bt, ser | Важкий, дрібнозернистий і напружує | — | — | — | 0,39 | 0,55 | 0,70 | 0,85 | 1,00 | 1,10 | 1,35 | 1,55 | 1,75 | 1,95 | 2,10 | 2,25 | 2,45 | 2,60 | 2,75 | 3,00 | 3,30 | 3,60 | 3,80 |
| легкий | — | — | 0,29 | 0,39 | 0,55 | 0,70 | 0,85 | 1,00 | 1,10 | 1,35 | 1,55 | 1,75 | 1,95 | 2,10 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| ніздрюватий | 0,22 | 0,26 | 0,31 | 0,41 | 0,55 | 0,63 | 0,89 | 1,00 | 1,05 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
|
Примітки 1 Значення опорів наведені для пористого бетону середньою вологістю 10%. 2 Для дрібнозернистого бетону на піску з модулем крупності 2,0 і менше, а також для легкого бетону на дрібному пористому заповнювачі значення розрахункових опорів R bt, n, R bt, serслід приймати з множенням на коефіцієнт 0,8. 3 Для поризованного бетону, а також для керамзітоперлітобетона на спученому перлітовому піску значення розрахункових опорів R bt, n, R bt, serслід приймати як для легкого бетону з множенням на коефіцієнт 0,7. R bt, n, R bt, serслід приймати з множенням на коефіцієнт 1,2. |
|||||||||||||||||||||||
Таблиця 6.8
| вид | бетон | Розрахункові опори бетону R b, R bt, МПа, для граничних станів першої групи при класі бетону по міцності на стиск | |||||||||||||||||||||
| В1,5 | В 2 | В2,5 | В3,5 | В 5 | В7,5 | В 10 | В 12,5 | В15 | В20 | В25 | в30 | B35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | В70 | В80 | В90 | В100 | ||
| Стиснення осьове (призматична міцність) | Важкий, дрібнозернистий і напружує | — | — | — | 2,1 | 2,8 | 4,5 | 6,0 | 7,5 | 8,5 | 11,5 | 14,5 | 17,0 | 19,5 | 22,0 | 25,0 | 27,5 | 30,0 | 33,0 | 37,0 | 41,0 | 44,0 | 47,5 |
| легкий | — | — | 1,5 | 2,1 | 2,8 | 4,5 | 6,0 | 7,5 | 8,5 | 11,5 | 14,5 | 17,0 | 19,5 | 22,0 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| ніздрюватий | 0,95 | 1,3 | 1,6 | 2,2 | 3,1 | 4,6 | 6,0 | 7,0 | 7,7 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| розтягування осьовий | Важкий, дрібнозернистий і напружує | — | — | — | 0,26 | 0,37 | 0,48 | 0,56 | 0,66 | 0,75 | 0,90 | 1,05 | 1,15 | 1,30 | 1,40 | 1,50 | 1,60 | 1,70 | 1,80 | 1,90 | 2,10 | 2,15 | 2,20 |
| легкий | — | — | 0,20 | 0,26 | 0,37 | 0,48 | 0,56 | 0,66 | 0,75 | 0,90 | 1,05 | 1,15 | 1,30 | 1,40 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| ніздрюватий | 0,09 | 0,12 | 0,14 | 0,18 | 0,24 | 0,28 | 0,39 | 0,44 | 0,46 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
Таблиця 6.11
| бетон | Значення початкового модуля пружності бетону при стисненні і розтягуванні E b,МПа × 10 -3, при класі бетону по міцності на стиск | |||||||||||||||||||||
| В1,5 | В 2 | В2,5 | В3,5 | В 5 | В7,5 | в 10 | В 12,5 | B15 | B20 | B25 | в30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | В70 | В80 | В90 | В100 | |
| важкий | — | — | — | 9,5 | 13,0 | 16,0 | 19,0 | 21,5 | 24,0 | 27,5 | 30,0 | 32,5 | 34,5 | 36,0 | 37,0 | 38,0 | 39,0 | 39,5 | 41,0 | 42,0 | 42,5 | 43 |
| Дрібнозернистий груп: | ||||||||||||||||||||||
| А - природного твердіння | — | — | — | 7,0 | 10 | 13,5 | 15,5 | 17,5 | 19,5 | 22,0 | 24,0 | 26,0 | 27,5 | 28,5 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Б - автоклавного твердіння | — | — | — | — | — | — | — | — | 16,5 | 18,0 | 19,5 | 21,0 | 22,0 | 23,0 | 23,5 | 24,0 | 24,5 | 25,0 | — | — | — | — |
| Легкий і помалювати марки за середньою густиною: | ||||||||||||||||||||||
| D800 | — | — | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1000 | — | — | 5,0 | 5,5 | 6,3 | 7,2 | 8,0 | 8,4 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1200 | — | — | 6,0 | 6,7 | 7,6 | 8,7 | 9,5 | 10,0 | 10,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1400 | — | — | 7,0 | 7,8 | 8,8 | 10,0 | 11,0 | 11,7 | 12,5 | 13,5 | 14,5 | 15,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1600 | — | — | — | 9,0 | 10,0 | 11,5 | 12,5 | 13,2 | 14,0 | 15,5 | 16,5 | 17,5 | 18,0 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1800 | — | — | — | — | 11,2 | 13,0 | 14,0 | 14,7 | 15,5 | 17,0 | 18,5 | 19,5 | 20,5 | 21,0 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D2000 | — | — | — | — | — | 14,5 | 16,0 | 17,0 | 18,0 | 19,5 | 21,0 | 22,0 | 23,0 | 23,5 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Ніздрюватий автоклавного твердіння марки за середньою густиною: | ||||||||||||||||||||||
| D500 | 1,4 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D600 | 1,7 | 1,8 | 2,1 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D700 | 1,9 | 2,2 | 2,5 | 2,9 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D800 | — | — | 2,9 | 3,4 | 4,0 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D900 | — | — | — | 3,8 | 4,5 | 5,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1000 | — | — | — | — | 5,0 | 6,0 | 7,0 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1100 | — | — | — | — | — | 6,8 | 7,9 | 8,3 | 8,6 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| D1200 | — | — | — | — | — | — | 8,4 | 8,8 | 9,3 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
|
Примітки 1 Для дрібнозернистого бетону групи А, підданого тепловій обробці або при атмосферному тиску, значення початкових модулів пружності бетону слід приймати з коефіцієнтом 0,89. 2 Для легкого, пористого і поризованного бетонів при проміжних значеннях щільності бетону початкові модулі пружності приймають по лінійної інтерполяції. 3 Для ніздрюватого бетону неавтоклавного тверднення значення Е bприймають як для бетону автоклавного твердіння з множенням на коефіцієнт 0,8. 4 Для напружуваного бетону значення Е b приймають як для важкого бетону з множенням на коефіцієнт α = 0,56 + 0,006 В. |
||||||||||||||||||||||
З цією таблицею потрібно бути уважнішими - дані подані не в 10 -3 МПа, а в МПа х 10 -3, тобто в ГПа або 1000 МПа. Наприклад, модуль пружності для бетону В25 дорівнює 30 ГПа = 30 * 1000 МПа. Не знаю навіщо укладачі даної таблиці так намудрували, але новачки ловляться на цьому.
Позначення бетону на кресленнях
У специфікації бетон маркується згідно ГОСТ 26633-2012. Наприклад: Бетон В25 F200 W8 означає, що бетон прийнятий по міцності класу B25, по морозостійкості марки 200, по водонепроникності W8.
На розрізах і перетинах бетон позначається штрихуванням згідно ГОСТ 2.306-68, але там немає штрихування залізобетону. Проте в будівельних кресленнях застосовують штрихування згідно ГОСТ Р 21.1207-97 (стандарт скасований, але тим не менше штрихування використовують ці).
література:
- Посібник до СП 52-101-2003 Посібник з проектування бетонних і залізобетонних конструкцій з важкого бетону без попереднього напруження арматури (pdf)
З точки зору математичної статистики міцність бетону або арматури є величиною випадковою, що коливається в певних межах.
Характеристики міцності бетону в силу істотної неоднорідності його структури володіють значною мінливістю. За нормативний опір бетону осьовому стиску беруть межу міцності осьовому стиску бетонних призм розмірами 150'150'600 мм з забезпеченістю 0,95. Ця характеристика контролюється шляхом проведення випробувань.
Теоретична крива щільності розподілу міцності бетону при випробуванні великої кількості зразків зазвичай являє собою криву, відповідну нормальному закону розподілу випадкових величин по Гауса (рис. 33).
Мал. 33. До встановлення значень нормативних і розрахункових опорів бетону при стисканні
Під забезпеченістю розуміють ймовірність потрапляння випадкових величин, що виражають міцність бетону, в інтервал від до ∞. Таким чином, на рис. 33 забезпеченість, рівна 0,95, виразиться заштрихованої площею, яка визначається як
(2.3)
знаючи значення σ , Можна призначити таке значення, частота появи якого була б заздалегідь задана
де 1,64 - показник надійності, відповідний забезпеченості 95%; = 0,135 - середній коефіцієнт варіації призмовою міцності бетону, прийнятий по країні.
Якщо міцність бетону на осьовий стиск контролюється лише на зразках у формі кубів, то визначають залежно від класу бетону по міцності на осьовий стиск Вза формулою:
При відсутності контролю класу бетону по міцності на осьовий розтяг, коли B tне визначається шляхом проведення випробувань, для визначення нормативного опору бетону осьовому розтягу рекомендується формула:
(2.6)
Розрахунковий опір бетону осьовому стиску для розрахунку за граничними станами першої групи отримують за формулою:
(2.7)
де = 1,3 - коефіцієнт надійності по бетону при стисканні.
Це розрахунковий опір співвідноситься з середньою призмовою міцністю, отриманої при випробуванні призм до руйнування, як:
Аналогічно визначається розрахунковий опір бетону осьовому розтягу для розрахунку за граничними станами першої групи
а) g b1 - для бетонних і залізобетонних конструкцій, що вводиться до розрахункових значень опорів R b і R bt і враховує вплив тривалості дії статичного навантаження:
g b1 = 1,0 - при нетривалому (короткочасному) дії навантаження;
g b1 = 0,9 - при тривалому (тривалому) дії навантаження;
б) g b2 - для бетонних конструкцій, що вводиться до розрахункових значень опору R b і враховує характер руйнування таких конструкцій. g b2 = 0,9;
в) g b3 - для бетонних і залізобетонних конструкцій, що бетонуються у вертикальному положенні при висоті шару бетонування понад 1,5 м, що вводиться до розрахункового значення опору бетону R b. g b3 = 0,85.
Вплив змінного заморожування і відтавання, а також негативних температур враховують коефіцієнтом умов роботи бетону γ b4 ≤ 1,0. Для надземних конструкцій, що піддаються атмосферних впливів навколишнього середовища при розрахунковій температурі зовнішнього повітря в холодний період мінус 40 о С і вище, приймають коефіцієнт γ b4 = 1,0. В інших випадках значення коефіцієнта приймають в залежності від призначення конструкції і умов навколишнього середовища згідно з вказівками СП «Бетонні і залізобетонні конструкції, що піддаються технологічним і кліматичних температурно-вологісних впливів».
Наступ граничних станів другої групи не настільки небезпечно як першої, так як це зазвичай не тягне за собою аварій, обвалень, жертв, катастроф. Тому розрахункові опори бетону для розрахунку конструкцій за граничними станами другої групи встановлюють при = = 1, тобто приймають їх рівними нормативним значенням
(2.10)
Як правило, тут і = 1.
СНиП 2.06.08-87
БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ І ПРАВИЛА
Бетонні та залізобетонні конструкції
гідротехнічних споруд
Дата введення 1988-01-01
РОЗРОБЛЕНІ ВНИИГ ім. Б. Є. Вєдєнєєва Міненерго СРСР (канд. Техн. Наук А. П. Пак - керівник робіт; А. В. Караваєв; кандидати техн. Наук А. Д. Кауфман, М. С. Ламкін. А. Н. Марчук, Л. П. Трапезников, В. Б. Судаков; доктора техн. наук Л. А. Гордон, І. Б. Соколов) спільно з ГІДРОПРОЕКТ ім. С. Я. Жука Міненерго СРСР (А. Г. Осколков, Т. І. Сергєєва; д-р техн. Наук С. А. Фрід; С. А. Березинський); ГрузНІІЕГС Міненерго СРСР (д-р техн. Наук Г. П. Вербицький); Гипроречтранс Мінрічфлоту (канд. Техн. Наук В. Е. Даревский); Ленморнііпроект Мінморфлоту СРСР (канд. Техн. Наук А. А. Долінський): ВО Союзводпроект Мінводхоза СРСР (канд. Техн. Наук С. 3. Рагольскій).
ВНЕСЕНІ Міненерго СРСР.
ПІДГОТОВЛЕНО ДО ЗАТВЕРДЖЕННЯ Управлінням стандартизації і технічних норм в будівництві Держбуду СРСР (Д. В. Пєтухов).
ЗАТВЕРДЖЕНО постановою Державного будівельного комітету СРСР від 26 лютого 1987 р. № 37.
З введенням в дію СНиП 2.06.08-87 "Бетонні та залізобетонні конструкції гідротехнічних споруд" з 1 січня 1988 р втрачають чинність СНиП II-56-77 "Бетонні та залізобетонні конструкції гідротехнічних споруд".
В СНиП 2.06.08-87 "Бетонні та залізобетонні конструкції гідротехнічних споруд" внесені виправлення помилок, опублікованих в БСТ № 1 1989 року.
Виправлення внесені юрідіческоім бюро "Кодекс".
Ці норми поширюються на проектування нових та реконструйованих бетонних і залізобетонних конструкцій гідротехнічних споруд, що знаходяться постійно або періодично під впливом водного середовища.
Елементи бетонних і залізобетонних конструкцій гідротехнічних споруд, що не піддаються впливу водного середовища, слід проектувати відповідно до вимог СНиП 2.03.01-84; бетонні та залізобетонні конструкції мостів, транспортних тунелів і труб, розташовані під насипами автомобільних і залізних доріг, слід проектувати за СНиП 2.05.03-84.
У проектах споруд, призначених для будівництва в сейсмічних районах, в Північній будівельно-кліматичній зоні, в районах поширення просадних, набухають і слабких за фізико-механічними властивостями грунтів, повинні дотримуватися додаткових вимог до таких споруд відповідними нормативними документами, які затверджені або схвалені Держбудом СРСР.
Основні літерні позначення та їх індекси, прийняті в цих нормах згідно СТ СЕВ 1565-79, наведені в додатку 1.
1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
1.1. При проектуванні бетонних і залізобетонних конструкцій гідротехнічних споруд необхідно дотримуватись вимог СНиП 2.06.01-86 та будівельних норм і правил по пpoeктіpoвaнію окремих видів гідротехнічних споруд.
1.2. Вибір типу бетонних та залізобетонних конструкцій (монолітних, збірно-монолітних, збірних, в тому числі попередньо напружених і заанкерених в основу) повинен проводитися виходячи з умов техніко-економічної доцільності їх застосування в конкретних умовах будівництва з урахуванням максимального зниження матеріаломісткості, енергоємності, трудомісткості і вартості будівництва.
При виборі елементів збірних конструкцій слід розглядати попередньо напружені конструкції з високоміцних бетонів і арматури, а також конструкції з легких бетонів.
Типи конструкцій, основні розміри їх елементів, а також ступінь насичення залізобетонних конструкцій арматурою необхідно приймати на підставі порівняння техніко-економічних показників варіантів.
1.3. Елементи збірних конструкцій повинні відповідати умовам механізованого виготовлення на спеціалізованих підприємствах.
Слід розглядати доцільність укрупнення збірних конструкцій з урахуванням умов їх виготовлення, транспортування, вантажопідйомності монтажних механізмів.
1.4. Для монолітних конструкцій слід передбачати уніфіковані розміри, що дозволяють застосовувати інвентарну опалубку.
1.5. Конструкції вузлів і з'єднань елементів в збірних конструкціях повинні забезпечувати надійну передачу зусиль, міцність самих елементів в зоні стику, а також зв'язок додатково укладеного бетону в стику з бетоном конструкції.
1.6. При проектуванні конструкцій гідротехнічних споруд, недостатньо апробованих практикою проектування і будівництва, для складних умов статичної та динамічної роботи конструкцій (коли характер напруженого і деформованого стану з необхідною достовірністю не може бути визначений розрахунком) слід проводити дослідження.
1.7. Для забезпечення необхідної водонепроникності і морозостійкості конструкцій, а також для зменшення протитиску води в їх розрахункових перетинах необхідно передбачати такі заходи:
укладання бетону відповідних марок по водонепроникності і морозостійкості з боку напірної грані і зовнішніх поверхонь (особливо в зонах змінного рівня води);
застосування поверхнево-активних добавок до бетону (воздухововлекающих, пластифицирующих і ін.);
гідроізоляцію і теплогідроізоляції зовнішніх поверхонь споруд;
обтиснення бетону з боку непарних граней і з боку поверхонь споруди, які відчувають розтягнення від експлуатаційних навантажень;
влаштування дренажу з боку напірної грані.
Вибір заходи слід проводити на основі техніко-економічного порівняння варіантів.
2. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ БЕТОННИХ І
ЗАЛІЗОБЕТОННИХ КОНСТРУКЦІЙ
2.1. Бетон для бетонних і залізобетонних конструкцій гідротехнічних споруд повинен задовольняти вимогам ГОСТ 26633-85 і цього розділу.
2.2. При проектуванні бетонних і залізобетонних конструкцій гідротехнічних споруд в залежності від виду та умов роботи необхідно встановлювати показники якості бетону, основними з яких є наступні:
а) класи бетону по міцності на стиск, які відповідають значенням гарантованої міцності бетону, МПа, із забезпеченістю q = 0,95. У масивних спорудах допускається застосування бетонів зі значеннями гарантованої міцності із забезпеченістю q = 0,9.
У проектах необхідно передбачати такі класи бетону по міцності на стиск: В5, В7,5, В10, В12,5, В15, В20, В25, В30, В35;
б) класи бетону по міцності на осьовий розтяг. Цю характеристику встановлюють в тих випадках, коли вона має чільне значення і контролюється на виробництві.
У проектах необхідно передбачати такі класи бетону по міцності на осьовий розтяг:
в) марки бетону по морозостійкості.
У проектах необхідно передбачати такі марки бетону по морозостійкості: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500, F600.
Марку бетону по морозостійкості слід призначати в залежності від кліматичних умов і числа розрахункових циклів заморожування і відтавання протягом року (за даними довгострокових спостережень), з урахуванням експлуатаційних умов. Для енергетичних споруд марку бетону по морозостійкості слід приймати по табл. 1.
Таблиця 1
|
Кліматичні умови |
Марка бетону по морозостійкості при числі циклів заморожування і відтавання в рік |
|||||
|
до 50 включно. |
Св. 50 до 75 |
Св. 75 до 100 |
Св. 100 до 150 |
Св. 150 до 200 включ. |
||
|
помірні |
||||||
|
особливо суворі |
||||||
Примітки: 1. Кліматичні умови характеризуються середньомісячною температурою найбільш холодного місяця: умеренние- вище мінус 10 ° С суворі - від мінус 10 до мінус 20 ° С включно., Особливо суворі - нижче мінус 20 ° С.
2. Середньомісячні температури найбільш холодного місяця для району будівництва визначаються по СНиП 2.01.01-82, а також за даними гідрометеорологічної служби.
3. При числі розрахункових циклів більше 200 слід застосовувати спеціальні види бетонів або конструктивну теплозахист;
г) марки бетону по водонепроникності.
У проектах необхідно передбачати такі марки бетону по водонепроникності: W2, W4, W6, W8, W10, W12, W16, W18, W20.
Марку бетону по водонепроникності призначають в залежності від градієнта напору, що визначається як відношення максимального напору в метрах до товщини конструкції (або відстані від напірної грані до дренажу) в метрах, і температури контактує зі спорудженням води,, по табл. 2, або в залежності від агресивності середовища відповідно до СНиП 2.03.11-85.
У нетрещіностойкіх напірних залізобетонних конструкціях і в нетрещіностойкіх безнапірних конструкціях морських споруд проектна марка бетону по водонепроникності повинна бути не нижче W4.
Таблиця 2
|
Температура води. |
Марка бетону по водонепроникності при градієнтах напору |
|||
|
до 5 включ. |
св. 10 до 20 |
св. 20 до 30 включ. |
||
|
До 10 включ. |
||||
|
Св. 10 до 30 включ. |
||||
Примітка. Для конструкцій з градієнтом напору понад 30 слід призначати марку бетону по водонепроникності W16 і вище.
2.3. При належному обгрунтуванні допускається встановлювати проміжні значення класів бетону по міцності на стиск, що відрізняються від перерахованих в п. 2.2, а також класи В40 і вище. Характеристики цих бетонів слід приймати за СНіП 2.03.01-84 і по інтерполяції.
2.4. До бетону конструкцій гідротехнічних споруд слід висувати додаткові, що встановлюються в проектах і підтверджуються експериментальними дослідженнями, вимоги: по граничної розтяжності, відсутності шкідливого взаємодії лугів цементу з наповнювачами, опірності стирання потоком води з донними і зваженими наносами, стійкості проти кавітації і хімічного впливу, тепловиділенню при твердінні бетону.
2.5. Термін твердіння (вік) бетону, який відповідає його класами по міцності на стиск, на осьовий розтяг і торгова марка водонепроникності, приймається, як правило, для конструкцій річкових гідротехнічних споруд 180 сут, для збірних і монолітних конструкцій морських і річкових портових споруд 28 діб. Термін твердіння (вік) бетону, який відповідає його проектної торгова марка морозостійкості, приймається 28 діб, для масивних конструкцій, що зводяться в теплій опалубці, 60 діб.
Якщо відомі терміни фактичного навантаження конструкцій, способи їх зведення, умови твердіння бетону, вид і якість застосовуваного цементу, то допускається встановлювати клас бетону в іншому віці.
Для збірних, в тому числі попередньо напружених конструкцій, відпускну міцність бетону на стиск слід приймати відповідно до ГОСТ 13015.0-83, але не менше 70% міцності прийнятого класу бетону.
2.6. Для залізобетонних елементів з важкого бетону, що розраховуються на вплив багаторазово повторюваного навантаження, і залізобетонних стиснутих стрижневих конструкцій (набережні типу естакад на палях, сваях-оболонках і т. П.) Слід застосовувати бетон класу по міцності на стиск не нижче В15.
2.7. Для попередньо напружених елементів слід приймати бетон класу по міцності на стиск: не менше В15 - для конструкцій зі стрижневою арматурою; Проте В30 - для елементів, що занурюються в грунт забиванням або вібрацією.
2.8. Для замонолічування стиків елементів збірних конструкцій, які в процесі експлуатації можуть піддаватися впливу негативних температур зовнішнього повітря або дії агресивного води, слід застосовувати бетони проектних марок по морозостійкості і водонепроникності не нижче прийнятих для елементів, що стикуються.
2.9. Слід передбачати широке застосування добавок поверхнево-активних речовин (СДБ, СНО, ЛХД і ін.), А також застосування в якості активної мінеральної добавки золи-винесення теплових електростанцій, що відповідає вимогам відповідних нормативних документів.
2.10. Якщо по техніко-економічних розрахунків для підвищення водонепроникності бетонних і залізобетонних конструкцій гідротехнічних споруд доцільно використовувати бетони на напружуючому цементі, а для зниження навантаження від власної ваги конструкції - легкі бетони, то класи і марки таких бетонів слід приймати за СНіП 2.03.01-84.
2.11. Нормативні та розрахункові опори бетону в залежності від класів бетону по міцності на стиск і на осьовий розтяг слід приймати по табл. 3.
У разі прийняття проміжних класів бетону нормативні та розрахункові опори слід приймати по інтерполяції.
2.12. Коефіцієнти умов роботи бетону слід приймати по табл. 4.
2.13. При розрахунку залізобетонних конструкцій на витривалість розрахункові опори бетону і належить множити на коефіцієнт умов роботи, що приймається за табл. 5.
2.14. Розрахунковий опір бетону при всебічному стиску, МПа, слід визначати за формулою
(1)
Таблиця 3
|
Нормативні та розрахункові опори бетону, МПа (кгс / куб.см) |
||||||
|
клас бетону |
нормативні опору; розрахункові опори для граничних станів другої групи |
розрахункові опори для граничних станів першої групи |
||||
|
розтягнення осьовий |
стиснення осьовий (призматична міцність) |
розтягнення осьовий |
||||
|
По міцності на стиск |
||||||
|
По міцності на розтягнення |
||||||
де - коефіцієнт, який приймається на підставі результатів експериментальних досліджень; при їх відсутності для бетонів класів по міцності на стиск В15, В20, В25 коефіцієнт допускається визначати за формулою
Найменша за абсолютною величиною головне напруга, МПа;
Коефіцієнт ефективної пористості.
Таблиця 4
|
Фактори, що зумовлюють введення коефіцієнтів умов роботи бетону |
Коефіцієнти умов роботи бетону |
|
|
умовне позначення |
значення |
|
|
Особливі поєднання навантажень для бетонних конструкцій |
||
|
Багаторазове повторення навантаження |
Див. Табл. 5 |
|
|
Залізобетонні конструкції |
||
|
Бетонні конструкції: |
||
|
позацентрово стиснуті елементи, які не піддаються дії агресивного середовища і не сприймають натиск води, що розраховуються без урахування опору розтягнутої зони перетину |
||
|
інші бетонні елементи |
||
|
Вплив двовісного складного напруженого стану стиснення-розтягування на міцність бетону |
||
Примітка. При наявності декількох факторів, що діють одночасно, в розрахунок вводиться добуток відповідних коефіцієнтів умов роботи. Твір має бути не менше 0,45.
Для споруд I і II класів коефіцієнт слід визначати експериментальним шляхом. При відсутності експериментальних даних допускається коефіцієнт приймати рівним: при; при
2.15. Початковий модуль пружності бетону масивних конструкцій при стисненні і розтягуванні слід приймати по табл. 6.
При розрахунку на міцність і за деформаціями тонкостінних стержневих і плитних елементів модуль пружності бетону слід у всіх випадках приймати по табл. 6 як для бетону з максимальним діаметром крупний заповнювач 40 мм і осадкою конуса, що дорівнює 8 см і більше.
Модуль пружності бетонів, підданих для прискорення твердіння тепловій обробці при атмосферному тиску або в автоклавах, слід приймати за СНіП 2.03.01-84.
Модуль зсуву бетону слід приймати рівним.
Початковий коефіцієнт поперечної деформації (коефіцієнт Пуассона) v приймається рівним: для масивних конструкцій - 0,15, для стрижневих і плитних конструкцій - 0,20.
Щільність важкого бетону при відсутності дослідних даних допускається приймати рівною 2,3-2,5 т / куб.м.
АРМАТУРА
2.16. Для армування залізобетонних конструкцій гідротехнічних споруд слід застосовувати арматурну сталь, що відповідає вимогам відповідних державних стандартів або затверджених в установленому порядку технічних умов і належить до одного з наступних видів:
стрижнева арматурна сталь:
гарячекатана - гладка класу А-I, періодичного профілю класів А-II, A-III, A-IV, A-V; термічно і термомеханічно зміцнена - періодичного профілю класів Ат-IIIС, Aт-IVC, Aт-VCK;
зміцнена витяжкою класу А-IIIв;
дротова арматурна сталь:
хоподнотянутая дріт звичайна - періодичного профілю класу Вр-I.
Таблиця 5
|
Стан бетону по вологості |
Коефіцієнти умов роботи бетону при багаторазово повторюваного навантаження і коефіцієнті асиметрії циклу,. рівному |
|||||||
|
природної вологості |
||||||||
|
Водонасичений |
||||||||
Примітки: 1. Коефіцієнт для бетонів, марка яких встановлена у віці 28 діб, приймається відповідно до вимог СНиП 2.03.01-84.
2. Коефіцієнт дорівнює:
,
де і - cответственно найменше та найбільше напруги в бетону в межах циклу зміни навантаження.
Таблиця 6
|
Початкові модулі пружності бетону при стисненні і розтягуванні, МПа (кгс / кв.см), |
||||||
продовження табл.6
|
Ocадкa конуса бетонної суміші, см |
Максимальний розмір крупного заповнювача, мм |
Початкові модулі пружності бетону при стисканні і розтягуванні, МПа (кгс / кв.см), при класі бетону по міцності на стиск |
|||
Для заставних деталей і сполучних накладок слід застосовувати, як правило, прокатну вуглецеву сталь.
Марки арматурної сталі для армування залізобетонних конструкцій в залежності від умов їх роботи і середньої температури зовнішнього повітря найбільш холодної п'ятиденки в районі будівництва слід приймати за СНіП 2.03.01-84, а для портових і транспортних споруд також по СНиП 2.05.03-84.
Арматурну сталь класів А-IIIв, A-IV і A-V рекомендується застосовувати для попередньо напружених конструкцій.
2.17. Нормативні та розрахункові опори основних видів арматури, яка застосовується в залізобетонних конструкціях гідротехнічних споруд, в залежності від класу арматури повинні прийматися по табл. 7.
При розрахунку арматури по головним розтягуючим напруженням (балки-стінки, короткі консолі та ін.) Розрахункові опори арматури слід приймати як для поздовжньої арматури на дію згинального моменту.
При належному обгрунтуванні для залізобетонних конструкцій гідротехнічних споруд допускається застосовувати стрижневу і дротяну арматуру інших класів. Їх нормативні та розрахункові характеристики слід приймати за СНіП 2.03.01-84.
2.18. Коефіцієнти умов роботи ненапрягаемой арматури слід приймати по табл. 8, а напруженої арматури - по СНиП 2.03.01-84.
Коефіцієнт умов роботи арматури при розрахунку за граничними станами другої групи приймається рівним одиниці.
2.19. Розрахунковий опір ненапрягаемой розтягнутої стрижневий арматури при розрахунку на витривалість визначається за формулою
де - коефіцієнт умов роботи, який визначається: для арматури класів А-I, А-II, А-III - по формулі (4), а для інших класів арматури - по СНиП 2.03.01-84.
, (4)
тут - коефіцієнт, що враховує клас арматури, що приймається за табл. 9;
Коефіцієнт, що враховує діаметр арматури, що приймається за табл. 10;
Коефіцієнт, що враховує тип зварного стику, який приймається за табл. 11;
Коефіцієнт асиметрії циклу, де і -відповідно найменше та найбільше напруги в розтягнутій арматурі.
Розтягнута арматура на витривалість НЕ провеpяется, якщо коефіцієнт, який визначається за формулою (4), більше одиниці.
Таблиця 7
|
Вид і клас арматури |
Нормативні опору розтягуванню та розрахункові опору розтягуванню арматури для граничних станів другої групи, МПа (кгс · кв.см) |
Розрахункові опори арматури для граничних станів першої групи, МПа (кгс / кв.см) |
||
|
розтягування |
||||
|
поздовжньої |
поперечної (хомутів, відігнутих стрижнів) |
|||
|
Стрижнева арматура класів: |
||||
|
А-III, діаметром, мм: |
||||
|
Зміцнена витяжкою класу A-IIIв з контролем: |
||||
|
напруг і подовжень |
||||
|
тільки подовжень |
||||
|
Дротяна арматура класу Bp-I, діаметром, мм: |
||||
* У зварних каркасах для хомутів з арматури класу А-III, діаметр яких менше 1/3 діаметра поздовжніх стержнів, дорівнює 255 МПа (2600 кгс / кв.см).
При відсутності зчеплення арматури з бетоном дорівнює нулю.
Будь-який виріб з бетону повинне витримувати суттєві навантаження і при цьому не піддаватися руйнівному впливу зовнішніх факторів. Параметри конструкцій, при створенні яких використовується бетон, визначаються ще під час проектування. Перед початком проведення робіт фахівці встановлюють розрахунковий опір бетону.
Будівельники стверджують, що бетонні конструкції робляться з неоднорідного будматеріалу. Міцність декількох зразків, при виготовленні яких використовувалася одна і та ж суміш, може бути абсолютно різною. Саме тому перед фахівцями постає питання визначення міцності за допомогою розрахункових даних. За рахунок цих значень визначається опір бетону стиску. Що собою являють розрахункові показники, і яким чином можна їх визначити? Які додаткові параметри і характеристики важливо враховувати при проведенні будівельних робіт?
Фахівці отримують показники опору будівельного матеріалу, розділяючи нормативні опору на коефіцієнти. При визначенні міцності деталей конструкцій до розрахункового опору деяких бетонних розчинів іноді зменшують або збільшують за рахунок множення на певні коефіцієнти, що враховують ряд факторів: багаторазові навантаження, тривалість дії навантажень, спосіб виготовлення виробу, його розміри та ін.
Як проводити розрахунки?
Яким чином потрібно проводити розрахунки міцності конструкції, наприклад, на її стиск? З цією метою будівельники використовують спеціальні розрахункові показники. Для забезпечення достатньої стійкості бетонних виробів при проведенні розрахунків, користуються параметрами міцності будматеріалу, які найчастіше нижче параметрів самих конструкцій. Такі значення називають розрахунковими. Вони залежать безпосередньо від нормативних (фактичних) значень.
Нормативні показники
Кілька десятиліть тому основним показником міцності бетонних конструкцій була їх марка. За допомогою даного параметра позначають середню стійкість будматеріалу на стиск. Однак після появи нових Державних будівельних норм і правил виникли і класи міцності виробів на їх стиснення.
Клас - нормативний опір будматеріалу осьовому стиску кубів, еталонні розміри яких становлять 15 на 15 на 15 сантиметрів. Варто відзначити, що користуватися середніми розрахунковими показниками міцності ризиковано, оскільки існує ймовірність, що в одному з перерізів конструкції цей параметр може виявитися нижче. Разом з тим вибирати найменший показник накладнєє, адже це невиправдано збільшить перетин вироби.
Головним параметром довговічності в бетоні вважається клас. У той же час крім стиснення, значення надається і осьовому розтягу. Розтягування враховується при проведенні розрахунків. Таким чином, стійкість до цього показника (якщо показник не може контролюватися) будівельники визначають по класу B. Для цього існує спеціальна таблиця, в якій вказані необхідні значення з опором. У таблиці вказаний клас і стійкість виробів до розтягування.
Характеристики розрахункового значення
Щоб зробити надійні і довговічні конструкції, розраховують значення з запасом. Для отримання цього значення будівельники вдаються до питомою опорам виробів: вони поділяють їх на коефіцієнт. Опір будматеріалу розтягування або стиснення обчислюють за допомогою формули, яка виглядає наступним чином: R = Rn / g (g - коефіцієнт міцності). Найчастіше цей параметр дорівнює одному. Від однорідності матеріалу залежить величина коефіцієнта. При цьому виконувати відповідні розрахунки необов'язково, оскільки отримати необхідні параметри можна за допомогою таблиці.
інші характеристики
Крім вищевказаних параметрів для виконання певних розрахунків, знадобиться ряд додаткових характеристик:
- Визначення питомої електричного опору бетонного розчину може знадобитися, якщо ви вирішили самостійно здійснити обігрів суміші за допомогою електродів. І чим більше показник, тим сильніше буде нагріватися цементний розчин.
- Вологопроникність сумішей дозволяє визначити найсильнішу тиск рідини, якому здатний протистояти будматеріал. Іншими словами, це значення показує, чи може волога проникнути крізь бетон. Водонепроникними марками зважають на W2 по W20. При цьому цифри вказують на тиск води, яке здатна витримати конструкція.
- Повітронепроникність бетонного складу буде залежати від міцності вироби. Згідно з державним стандартом, опір бетону проникненню повітря становить 3-130 с / см3.
- Морозостійкість дозволяє конструкціям з бетону витримувати багаторазове замерзання, відтавання при цьому зберігаються властивості. На ринку будівельних матеріалів представлені марки F50-F1000 (цифри означають число циклів, які витримує будівельний матеріал). Як показує практика, в середньому морозостійкість виробів дорівнює показнику F200.
- Теплопровідність - важлива характеристика виробів, від якої буде залежати щільність будови. Матеріали, що містять більше часу, мають меншу теплопровідність, оскільки повітря, який їх заповнює, є прекрасним теплоізолятором. Найкраще теплоізоляцію забезпечують газоблоки або піноблоки, в структурі яких є безліч пір.
висновок
Міцність виробів здатна відрізнятися в залежності від компонентів, що входять до складу матеріалу і їх пропорцій. Також це пояснюється тим, що будматеріал представляє собою неоднорідну суміш. Незалежно від способу перемішування бетонного розчину, неможливо рівномірно розподілити компоненти. Тому при проведенні робіт необхідно враховувати розрахунковий опір.
Цей параметр є важливим для проектування несучих стін і інших конструкцій. Розрахунки значень прості: вони зводяться до поділу нормативних значень на певні коефіцієнти.
