СВОД ПРАВИЛ 18 страница

В. 4. При расчете несущих конструктивных систем, состоящих из сборных элементов, следует учитывать податливость их соединений.

В. 5. Расчет несущих конструктивных систем следует производить с использованием линейных и нелинейных деформационных (жесткостных) характеристик железобетонных элементов.

Линейные деформационные характеристики железобетонных элементов определяют как для сплошного упругого тела.

Нелинейные деформационные характеристики железобетонных элементов при известном армировании следует определять с учетом возможного образования трещин в поперечных сечениях, а также с учетом развития неупругих деформаций в бетоне и арматуре, отвечающих кратковременному и длительному действию нагрузки.

В. 6. В результате расчета несущей конструктивной системы должны быть установлены: в колоннах - значения продольных и поперечных сил, изгибающих моментов; в плоских плитах перекрытий, покрытия и фундаментов - значения изгибающих моментов, крутящих моментов, поперечных и продольных сил; в стенах - значения продольных и сдвигающих сил, изгибающих моментов, крутящих моментов и поперечных сил.

Определение усилий в элементах конструктивной системы следует производить от действия расчетных постоянных, длительных и кратковременных нагрузок.

В. 7. В результате расчета несущей конструктивной системы должны быть установлены значения вертикальных перемещений (прогибов) перекрытий и покрытий, горизонтальные перемещения конструктивной системы, а для зданий повышенной этажности - также ускорения колебаний перекрытий верхних этажей. Величина перемещений и ускорения колебаний не должна превышать допустимых значений, установленных соответствующими нормативными документами.

Горизонтальные перемещения конструктивной системы следует определять от действия расчетных (для предельных состояний второй группы) постоянных, длительных и кратковременных горизонтальных и вертикальных нагрузок.

Вертикальные перемещения (прогибы) перекрытий и покрытий следует определять от действия нормативных постоянных и длительных вертикальных нагрузок.

Жесткостные характеристики элементов конструктивной системы следует принимать с учетом армирования, наличия трещин и неупругих деформаций в бетоне и арматуре согласно указаниям 8. 2. 26, 8. 2. 27.

Ускорения колебаний перекрытий верхних этажей здания следует определять при действии пульсационной составляющей ветровой нагрузки.

В. 8. При расчете на устойчивость конструктивной системы следует производить проверку устойчивости формы конструктивной системы, а также устойчивости положения конструктивной системы на опрокидывание и на сдвиг.

В. 9. Расчет на устойчивость конструктивной системы следует производить на действие расчетных постоянных, длительных и кратковременных вертикальных и горизонтальных нагрузок.

При расчете устойчивости формы конструктивной системы жесткостные характеристики элементов конструктивной системы рекомендуется принимать с учетом армирования, наличия трещин и неупругих деформаций в бетоне и арматуре.

При расчете устойчивости положения конструктивные системы следует рассматривать как жесткое недеформированное тело.

При расчете на опрокидывание удерживающий момент от вертикальной нагрузки должен превышать опрокидывающий момент от горизонтальной нагрузки с коэффициентом запаса 1, 5.

При расчете на сдвиг удерживающая горизонтальная сила должна превышать действующую сдвигающую силу с коэффициентом запаса 1, 2. При этом следует учитывать наиболее неблагоприятные значения коэффициентов надежности по нагрузке.

В. 10. Расчет на устойчивость против прогрессирующего разрушения должен обеспечивать прочность и устойчивость конструктивной системы в целом при выходе из строя одного какого-либо элемента конструктивной системы (колонны, участка стены, участка перекрытия) и возможном последующем разрушении близлежащих элементов. Кроме того, в обоснованных случаях рассматривается расчетная ситуация с выходом из строя части основания под фундаментами (например, в случае образования карстовых провалов).

В. 11. Расчет на устойчивость против прогрессирующего разрушения следует производить при действии нормативных вертикальных нагрузок с нормативными значениями сопротивления бетона и арматуры.

В. 12. Оценку несущей способности и деформаций основания следует производить согласно соответствующим нормативным документам при действии усилий на основание, установленных при расчете конструктивной системы здания.

Методы расчета

В. 13. Расчет конструктивных систем производят методами строительной механики. При этом в общем случае рекомендуется использовать метод конечных элементов.

В. 14. Для оценки несущей способности перекрытий допускается использовать расчет методом предельного равновесия.

В. 15. Расчет конструктивной системы методом конечных элементов производится как пространственной статически неопределимой системы.

В. 16. Моделирование конструктивных систем производят с применением оболочечных, стержневых и (если это необходимо) объемных конечных элементов.

В. 17. При создании пространственной модели конструктивной системы следует учитывать характер совместной работы стержневых, оболочечных и объемных конечных элементов, связанный с различным количеством степеней свободы для каждого из указанных элементов.

В. 18. Деформативные свойства основания следует учитывать путем использования общепринятых расчетных моделей основания, применения различных типов конечных элементов или краевых условий с заданной податливостью, моделирования всего массива грунта под зданием из объемных конечных элементов, либо комплексно - с использованием всех вышеперечисленных методов.

В. 19. На первой стадии расчета конструктивной системы допускается деформативность основания учитывать с помощью коэффициента постели, принимаемого по усредненным характеристикам грунтов.

В. 20. При использовании свайных или свайно-плитных фундаментов сваи следует моделировать как железобетонные конструкции или учитывать их совместную работу с грунтом обобщенно, рассматривая основание как единое с приведенными коэффициентами постели.

В. 21. При построении конечно-элементной расчетной модели размеры и конфигурацию конечных элементов следует задавать исходя из возможностей применяемых конкретных расчетных программ, и принимать такими, чтобы была обеспечена необходимая точность определения усилий по длине колонн и по площади плит перекрытий, фундаментов и стен.

В. 22. Жесткостные характеристики конечных элементов на первоначальной стадии расчета конструктивной системы, когда армирование конструкций еще не известно, следует определять по линейным деформационным характеристикам.

В. 23. После определения арматуры в плитах перекрытий и покрытий следует произвести дополнительный расчет прогибов этих конструкций, принимая уточненные значения изгибных жесткостных характеристик плит с учетом армирования в двух направлениях.

В. 24. Рекомендуется выполнить также дополнительный расчет конструктивной системы для более точной оценки изгибающих моментов в элементах перекрытий, покрытий и фундаментных плитах, а также продольных сил в стенах и колоннах с учетом нелинейных жесткостных характеристик конечных элементов.

В. 25. Расчет конструктивных систем методом конечных элементов следует производить с использованием специальных сертифицированных в России компьютерных программ.

В. 26. Расчет несущей способности перекрытий методом предельного равновесия следует производить, принимая в качестве критерия равенство работ внешних нагрузок и внутренних сил на перемещениях в предельном равновесии плиты перекрытия с наиболее опасной схемой излома, характеризующей ее разрушение.

В. 27. Расчет конструктивных систем уникальных зданий и сооружений, а также объектов I уровня ответственности по ГОСТ Р 54257 рекомендуется выполнять при научно-техническом сопровождении организаций.

Приложение Г

(справочное)

ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ БЕТОНА

Г. 1. Аналитическая зависимость криволинейных диаграмм деформирования бетона принимается в виде:

(Г. 1)

где , , - соответственно относительные деформации, напряжения, начальные модули упругости (d - знак дифференциала);

m - индекс материала (для бетона m = b, bt; для арматуры m = s);

- коэффициент изменения секущего модуля, определяемый по формуле

, (Г. 2)

здесь - значение коэффициента в вершине диаграммы (при );

- начальный коэффициент изменения секущего модуля (в начале диаграммы или в начале ее криволинейного отрезка);

, - коэффициенты, характеризующие полноту диаграммы материала, ;

- уровень приращения напряжений, который определяется как отношение

, (Г. 3)

;

- напряжения, отвечающие пределу упругости материала;

- коэффициент изменения касательного модуля, связанный с коэффициентом изменения секущего модуля соотношением

. (Г. 4)

В формулах (Г. 2) и (Г. 4) знак плюс принимают для диаграммы деформирования арматуры и для восходящей ветви диаграммы деформирования бетона, а знак минус - для нисходящей ветви диаграммы деформирования бетона. Нисходящую ветвь диаграммы разрешается использовать до уровня напряжений (с учетом дополнительных указаний Г. 2).

Г. 2. При одноосном и однородном сжатии бетона исходная диаграмма деформирования бетона (рисунок Г. 1) описывается зависимостями (Г. 1) - (Г. 4), в которых следует принимать:

для обеих ветвей диаграммы

; ; ; , (Г. 5)

для восходящей ветви

; , (Г. 6)

для нисходящей ветви

; . (Г. 7)

Рисунок Г. 1. Криволинейные диаграммы деформирования бетона

Абсцисса вершины диаграммы осевого сжатия бетона определяется по формуле

, (Г. 8)

где В - класс бетона по прочности на сжатие;

- безразмерный коэффициент, зависящий от вида бетона и принимаемый равным:

для тяжелого и мелкозернистого бетона ;

для легкого бетона средней плотности D (кг/м3) ;

для ячеистого бетона .

При одноосном и однородном растяжении бетона исходная диаграмма деформирования бетона описывается зависимостями (Г. 1) - (Г. 3), в которых следует принимать:

(Г. 9)

здесь - коэффициент, принимаемый при центральном растяжении равным единице;

для изгибаемых элементов

КонсультантПлюс: примечание.

Формула дана в соответствии с официальным текстом документа.

, (Г. 10)

здесь - некоторая эталонная высота сечения,

h - высота сечения в см,

Параметры , , вычисляют по формулам (Г. 6), (Г. 7) с заменой на .

Приложение Д

(справочное)

РАСЧЕТ КОЛОНН КРУГЛОГО И КОЛЬЦЕВОГО СЕЧЕНИЙ

Д. 1. Расчет прочности кольцевых сечений колонн (рисунок Д. 1) при соотношении внутреннего и наружного радиусов и арматуре, равномерно распределенной по окружности (при минимум семи продольных стержнях), производятся в зависимости от относительной площади сжатой зоны бетона

; (Д. 1)

а) при - из условия

; (Д. 2)

б) при - из условия

; (Д. 3)

где ;

в) при - из условия

, (Д. 4)

где

. (Д. 5)

В формулах (Д. 1) - (Д. 5):

- площадь сечения всей продольной арматуры;

;

- радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней продольной арматуры.

Рисунок Д. 1. Схема, принимаемая при расчете

кольцевого сечения сжатого элемента

Момент M определяется с учетом влияния прогиба элемента.

Д. 2. Расчет прочности круглых сечений колонн (рисунок Д. 2) с арматурой, равномерно распределенной по окружности (при числе минимум семи продольных стержней), при классе арматуры не выше А400 проверяется из условия

, (Д. 6)

где и - см. Д. 1;

- относительная площадь сжатой зоны бетона, определяемая следующим образом:

при выполнении условия

, (Д. 7)

из решения уравнения

; (Д. 8)

при невыполнении условия (Д. 7) - из решения уравнения

; (Д. 9)

- коэффициент, учитывающий работу растянутой арматуры и принимаемый равным: при выполнении условия (Д. 7) , но не более 1, 0; при невыполнении условия (Д. 7) ;

- площадь сечения всей продольной арматуры;

- радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней продольной арматуры.

Рисунок Д. 2. Схема, принимаемая при расчете

круглого сечения внецентренно сжатого элемента

Момент M определяется с учетом влияния прогиба элемента.

Приложение Е

(справочное)

РАСЧЕТ БЕТОННЫХ ШПОНОК

Е. 1. Размеры бетонных шпонок, передающих сдвигающие усилия между сборным элементом и дополнительно уложенным бетоном или раствором, рекомендуется определять по формулам:

; (Е. 1)

; (Е. 2)

где Q - сдвигающая сила, передающаяся через шпонки;

, , - глубина, высота и длина шпонки;

- число шпонок, вводимое в расчет и принимаемое не более трех.

При наличии сжимающей силы N высоту шпонок допускается определять по формуле

, (Е. 3)

и принимать уменьшенной по сравнению с высотой, определяемой по формуле (Е. 2), не более чем в два раза.

При соединении шпонками элементов настила длина шпонки, вводимая в расчет, должна составлять не более половины пролета элемента, при этом величина Q принимается равной сумме сдвигающих усилий по всей длине элемента.

По условиям (Е. 1) - (Е. 3) следует проверять шпонки сборного элемента и шпонки из дополнительно уложенного бетона, принимая расчетные сопротивления бетона шпонок и как для бетонных конструкций. При расчете на выдергивание растянутой ветви двухветвевой колонны из стакана фундамента допускается учитывать работу пяти шпонок (рисунок Е. 1).

1 - сборный элемент; 2 - монолитный бетон

Рисунок Е. 1. Схема для расчета шпонок, передающих

сдвигающие усилия от сборного элемента монолитному бетону

Приложение Ж

(справочное)

РАСЧЕТ КОРОТКИХ КОНСОЛЕЙ

Ж. 1. Расчет коротких консолей колонн при (рисунок Ж. 1) на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой следует производить из условия

, (Ж. 1)

в котором правая часть принимается не более и не менее .

Рисунок Ж. 1. Расчетная схема для короткой

консоли при действии поперечной силы

В условии (Ж. 1):

- длина площадки опирания нагрузки вдоль вылета консоли;

- угол наклона расчетной сжатой полосы к горизонтали ;

- коэффициент армирования хомутами, расположенными по высоте консоли;

здесь - расстояние между хомутами, измеренное по нормали к ним.

При расчете учитывают хомуты горизонтальные и наклонные под углом не более 45 ° к горизонтали.

Напряжение сжатия в местах передачи нагрузки на консоль не должно превышать расчетное сопротивление бетона смятию .

Для коротких консолей, входящих в жесткий узел рамной конструкции с замоноличиванием стыка, значение в условии (Ж. 1) принимают равным вылету консоли , если при этом выполняются условия M/Q > = 0, 3 м и (где M и Q - момент, растягивающий верхнюю грань ригеля, и поперечная сила в нормальном сечении ригеля по краю консоли соответственно). В этом случае правую часть условия (Ж. 1) принимают не более .

При шарнирном опирании на короткую консоль балки, идущей вдоль вылета консоли, при отсутствии специальных выступающих закладных деталей, фиксирующих площадку опирания (рисунок Ж. 2), значение в условии (Ж. 1) принимается равным 2/3 длины фактической площадки опирания.

Поперечное армирование коротких консолей должно удовлетворять конструктивным требованиям.

Рисунок Ж. 2. Расчетная схема для короткой

консоли при шарнирном опирании сборной балки,

идущей вдоль вылета консоли

Ж. 2. При шарнирном опирании балки на консоль колонны продольная арматура консоли проверяется из условия

, (Ж. 2)

где , - см. рисунок Ж. 1.

При этом продольная арматура консоли должна быть доведена до свободного конца консоли и иметь надлежащую анкеровку.

При жестком соединении ригеля и колонны с замоноличиванием стыка и привариванием нижней арматуры ригеля к арматуре консоли через закладные детали продольная арматура консоли проверяется из условия

, (Ж. 3)

где , - соответственно вылет и рабочая высота короткой консоли;

- горизонтальное усилие, действующее на верх консоли от ригеля, равное:

(Ж. 4)

и принимаемое не более (где и - соответственно высота и длина углового шва приваривания закладных деталей ригеля и консоли; - расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва, определяемое согласно СП 16. 13330, при электродах Э42 ; 0, 3 - коэффициент трения стали по стали), а также не более (где и - расчетное сопротивление и площадь сечения соответственно верхней арматуры ригеля).

В формулах (Ж. 3) и (Ж. 4):

M, Q - изгибающий момент и поперечная сила соответственно в нормальном сечении ригеля по краю консоли; если момент M растягивают нижнюю грань ригеля, значение M учитывается в формуле (Ж. 4) со знаком " минус";

- фактическая длина площадки опирания нагрузки вдоль вылета консоли;

- рабочая высота ригеля.

Приложение И

(справочное)

РАСЧЕТ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

И. 1. Сборно-монолитные конструкции состоят из сборных железобетонных элементов, монолитного бетона, уложенного на месте, и арматуры.

В качестве сборных элементов применяются как специально запроектированные, так и типовые железобетонные обычные или преднапряженные элементы сборных конструкций.

И. 2. Сборно-монолитные железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы).

Сборно-монолитные конструкции следует рассчитывать по прочности, образованию и раскрытию трещин и по деформациям для следующих двух стадий работы конструкций:

до приобретения бетоном, уложенным на месте использования конструкции (бетоном омоноличивания), заданной прочности - на воздействие массы этого бетона и других нагрузок, действующих на данном этапе возведения конструкции;

после приобретения бетоном, уложенным на месте использования конструкции (бетоном омоноличивания), заданной прочности - на нагрузки, действующие на этом этапе возведения и при эксплуатации конструкции.

Расчет сборно-монолитных конструкций после приобретения бетоном омоноличивания заданной прочности необходимо производить с учетом начальных напряжений и деформаций, проявившихся в сборных элементах до приобретения бетоном омоноличивания заданной прочности.

И. 3. Надежную связь бетона омоноличивания с бетоном сборных элементов рекомендуется осуществлять с помощью арматуры, выпускаемой из сборных элементов, путем устройства бетонных шпонок или шероховатой поверхности, продольных выступов, или с помощью других надежных, проверенных способов.

Расчет прочности контактных швов от действия сдвигающих, растягивающих и сжимающих сил между сборным элементом и монолитным бетоном производится согласно И. 4 - И. 8.

И. 4. Расчет контактных швов на растяжение рекомендуется производить из условия

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 14 15 16 171819 Следующая ⇒