Общие положения

9.3.1. Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:
расчет по образованию трещин;
расчет по раскрытию трещин;
расчет по деформациям.
9.3.2. Расчет по образованию трещин производят когда необходимо обеспечить отсутствие трещин, а также как вспомогательный при расчете по раскрытию трещин и по деформациям.
Требования по отсутствию трещин предъявляют к предварительно напряженным конструкциям, у которых при полностью растянутом сечении должна быть обеспечена непроницаемость (находящихся под давлением жидкости или газов, испытывающих воздействие радиации и т.п.), к уникальным конструкциям, а также к конструкциям при воздействии сильно агрессивной среды.
9.3.3. При расчете по образованию трещин в целях их недопущения коэффициент надежности по нагрузке принимают   (как при расчете по прочности). При расчете по раскрытию трещин и по деформациям (включая вспомогательный расчет по образованию трещин) принимают коэффициент надежности по нагрузке  .
9.3.4. Расчет изгибаемых предварительно напряженных элементов по предельным состояниям второй группы производят как при внецентренном сжатии на совместное действие усилий от внешней нагрузки M и продольной силы  , равной усилию предварительного обжатия P.

Расчет предварительно напряженных железобетонных элементов
по образованию и раскрытию трещин

9.3.5. Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят исходя из общих положений, указанных в разделе 8.2 и с учетом указаний 9.3.6 - 9.3.10.

Определение момента образования трещин,
нормальных к продольной оси элемента

9.3.6. Изгибающий момент   при образовании трещин в общем случае определяется по деформационной модели согласно 9.3.10. Допускается для простых сечений (прямоугольного и таврового сечений с арматурой, расположенной у верхней и нижней граней сечения, с полкой в сжатой зоне) определять момент трещинообразования согласно 9.3.7.
9.3.7. Определение момента образования трещин производят с учетом неупругих деформаций растянутого бетона согласно 9.3.8.
Допускается момент образования трещин определять без учета неупругих деформаций растянутого бетона, принимая в формуле (9.36)  . Если при этом условия (8.118) и (8.139) не удовлетворяются, то момент образования трещин следует определять с учетом неупругих деформаций растянутого бетона.
9.3.8. Момент образования трещин предварительно напряженных изгибаемых элементов с учетом неупругих деформаций растянутого бетона определяют по формуле

 , (9.36)

где   - момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна с учетом положений 8.2.10;
  - расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия P до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется;
  - то же, до центра тяжести приведенного сечения;
r - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки,

 . (9.37)

В формуле (9.36) знак "плюс" принимают, когда направления вращения моментов   и внешнего изгибающего момента M противоположны; "минус" - когда направления совпадают.
Значения   и   определяют согласно указаниям 8.2.
Для прямоугольных сечений и тавровых сечений с полкой, расположенной в сжатой зоне, значение   при действии момента в плоскости оси симметрии допускается определять по формуле (8.122).
9.3.9. Усилие   при образовании трещин в центрально растянутых элементах определяют по формуле (8.131) 8.2.
9.3.10. Определение момента образования трещин на основе нелинейной деформационной модели производят исходя из общих положений, приведенных в 6.1.24, 9.2.13 - 9.2.15, но с учетом работы бетона в растянутой зоне нормального сечения, определяемой диаграммой состояния растянутого бетона согласно 6.1.22. Расчетные характеристики материалов принимают для предельных состояний второй группы.
Значение   определяют из решения системы уравнений, представленных в 9.2.13 - 9.2.15, принимая относительную деформацию бетона   у растянутой грани элемента от действия внешней нагрузки, равной предельному значению относительной деформации бетона при растяжении  , определяемому согласно указаниям 8.1.30.

Расчет ширины раскрытия трещин,
нормальных к продольной оси элемента

9.3.11. Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле (8.128), в которой значение напряжений   в растянутой арматуре изгибаемых предварительно напряженных элементов от внешней нагрузки определяют по формуле

 , (9.38)

где  ,  ,   - момент инерции, площадь приведенного поперечного сечения элемента и расстояние от наиболее сжатого волокна до центра тяжести приведенного сечения, определяемые с учетом площади сечения только сжатой зоны бетона, площадей сечения растянутой и сжатой арматуры согласно 8.2.27, принимая в соответствующих формулах значения коэффициента приведения арматуры к бетону  ;
  - усилие предварительного обжатия (9.3.4);
  - изгибающий момент от внешней нагрузки и усилия предварительного обжатия, определяемый по формуле

 , (9.39)

где   - расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия   до центра тяжести приведенного сечения.
Знак "минус" в формуле (9.39) принимают, когда направления вращений моментов M и   не совпадают, и "плюс" - когда совпадают.
Допускается напряжение   определять по формуле

 , (9.40)

где z - расстояние от центра тяжести арматуры, расположенной в растянутой зоне сечения, до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне элемента;
  - расстояние от центра тяжести той же арматуры до точки приложения усилия  .
Для элементов прямоугольного поперечного сечения при отсутствии (или без учета) сжатой арматуры значение z определяют по формуле

 , (9.41)

где   - высота сжатой зоны, определяемая согласно 8.2.28 с учетом действия усилия предварительного обжатия  .
Для элементов прямоугольного, таврового (с полкой в сжатой зоне) и двутаврового поперечного сечения допускается значение z принимать равным  .
Напряжения  , определяемые по формулам (9.38), (9.40), не должны превышать  .

Расчет предварительно напряженных
железобетонных элементов по деформациям

9.3.12. Расчет предварительно напряженных элементов по деформациям производят согласно указаний 8.2.19 - 8.2.32 и с учетом дополнительных указаний 9.3.13 - 9.3.15.
9.3.13. Полную кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов для вычисления их прогибов определяют по указаниям 8.2.24, при этом значения кривизн  ,   и   в формулах (8.140), (8.141) определяют по указаниям 9.3.14 с учетом усилия предварительного обжатия.
Допускается при определении кривизны учитывать влияние деформаций усадки и ползучести бетона в стадии предварительного обжатия.
9.3.14. Кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов   от действия соответствующих нагрузок определяют по формуле

 , (9.42)

где M - изгибающий момент от внешней нагрузки;
  и   - усилие предварительного обжатия и его эксцентриситет относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента;
D - изгибная жесткость приведенного поперечного сечения элемента, определяемая по указаниям 8.2 как для внецентренно сжатого усилием предварительного обжатия элемента с учетом изгибающего момента от внешней нагрузки (рисунок 9.3).

 

I - уровень центра тяжести приведенного без учета
растянутой зоны бетона поперечного сечения

Рисунок 9.3. Приведенное поперечное сечение (а) и схема
напряженно-деформированного состояния изгибаемого
предварительно напряженного элемента с трещинами (б)
при его расчете по деформациям

9.3.15. Кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов допускается определять по формуле

 , (9.43)

где   - расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне;
z - расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне;
  - высота сжатой зоны с учетом влияния предварительного обжатия.
Высоту сжатой зоны определяют как для изгибаемых элементов без преднапряжения согласно 8.2.28 с умножением значения   на  .
Значения   и z допускается определять, принимая расстояние от точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне до наиболее сжатого волокна сечения равным  .

Определение кривизны предварительно напряженных элементов
на основе нелинейной деформационной модели

9.3.16. Полную кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов на участках без трещин в растянутой зоне сечения определяют по формуле (8.140), а на участках с трещинами в растянутой зоне сечения - по формуле (8.141).
Значения кривизн, входящих в формулы (8.140) и (8.141), определяют из решения системы уравнений (9.26) - (9.34) с учетом указаний 9.2.13. При этом для элементов с нормальными трещинами в растянутой зоне напряжение в напрягаемой арматуре, пересекающей трещины, определяют по формуле

 , (9.44)

а в ненапрягаемой арматуре

 , (9.45)

где

 . (9.46)

Здесь   - относительная деформация растянутой арматуры в сечении с трещиной от действия внешней нагрузки сразу после образования трещин;
  - усредненные относительные деформации растянутой арматуры, пересекающей трещины, в рассматриваемой стадии;
  - относительная деформация предварительного напряжения арматуры.
При определении кривизны от непродолжительного действия нагрузки в расчете используют диаграммы кратковременного деформирования сжатого и растянутого бетона, а при определении кривизны от продолжительного действия нагрузки - диаграммы длительного деформирования бетона с расчетными характеристиками для предельных состояний второй группы.

10. Конструктивные требования

10.1. Общие положения

10.1.1. Для обеспечения безопасности и эксплуатационной пригодности бетонных и железобетонных конструкций помимо требований к расчету следует также выполнять конструктивные требования к геометрическим размерам и армированию.
Конструктивные требования устанавливают для тех случаев, когда: расчетом не представляется возможным достаточно точно и определенно полностью гарантировать сопротивление конструкции внешним нагрузкам и воздействиям;
конструктивные требования определяют граничные условия, в пределах которых могут быть использованы принятые расчетные положения;
конструктивные требования обеспечивают выполнение технологии изготовления бетонных и железобетонных конструкций.

10.2. Требования к геометрическим размерам

10.2.1. Геометрические размеры бетонных и железобетонных конструкций должны быть не менее величин, обеспечивающих:
возможность размещения арматуры, анкеровки и совместной работы с бетоном, с учетом требований 10.3;
ограничение гибкости сжатых элементов;
требуемые показатели качества бетона в конструкции (ГОСТ 13015).
10.2.2. Размеры сечений внецентренно сжатых элементов для обеспечения их жесткости рекомендуется принимать такими, чтобы их гибкость   в любом направлении не превышала:
200 - для железобетонных элементов;
120 - для колонн, являющихся элементами зданий;
90 - для бетонных элементов.
10.2.3. В конструкциях зданий и сооружений следует предусматривать их разрезку постоянными и временными температурно-усадочными швами, расстояния между которыми назначают в зависимости от климатических условий, конструктивных особенностей сооружения, последовательности производства работ и т.п.
При неравномерной осадке фундаментов следует предусматривать разделение конструкций осадочными швами.

10.3. Требования к армированию

Защитный слой бетона
10.3.1. Защитный слой бетона должен обеспечивать:
совместную работу арматуры с бетоном;
анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов;
сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в том числе при наличии агрессивных воздействий);
огнестойкость конструкций.
10.3.2. Толщину защитного слоя бетона следует принимать исходя из требований настоящего раздела с учетом роли арматуры в конструкциях (рабочая или конструктивная), типа конструкций (колонны, плиты, балки, элементы фундаментов, стены и т.п.), диаметра и вида арматуры.
Минимальные значения толщины слоя бетона рабочей арматуры (в том числе арматуры, расположенной у внутренних граней полых элементов кольцевого или коробчатого сечения) следует принимать по таблице 10.1.
Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры, указанные в таблице 10.1, уменьшают на 5 мм.
Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.
Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует также принимать не менее диаметра стержня арматуры и не менее 10 мм.
В однослойных конструкциях из легкого и поризованного бетонов классов В7,5 и ниже толщина защитного слоя должна составлять не менее 20 мм, а для наружных стеновых панелей (без фактурного слоя) - не менее 25 мм. В однослойных конструкциях из ячеистого бетона толщина защитного слоя во всех случаях принимается не менее 25 мм.

Таблица 10.1

  N 
п.п.       Условия эксплуатации конструкций зданий       Толщина защитного слоя
 бетона, мм, не менее
  1      В закрытых помещениях при нормальной       
и пониженной влажности                                    20         
  2      В закрытых помещениях при повышенной       
влажности (при отсутствии дополнительных   
защитных мероприятий)                                     25         
  3      На открытом воздухе (при отсутствии        
дополнительных защитных мероприятий)                      30         
  4      В грунте (при отсутствии дополнительных    
защитных мероприятий), в фундаментах       
при наличии бетонной подготовки                           40         

10.3.3. Толщина защитного слоя бетона у концов предварительно напряженных элементов на длине зоны передачи напряжений (см. 9.1.11) должна составлять не менее 3d и не менее 40 мм - для стержневой арматуры и не менее 20 мм - для арматурных канатов.
Допускается защитный слой бетона сечения у опоры для напрягаемой арматуры с анкерами и без них принимать таким же, как для сечения в пролете для преднапряженных элементов с сосредоточенной передачей опорных усилий при наличии стальной опорной детали и косвенной арматуры (сварных поперечных сеток или охватывающих продольную арматуру хомутов), установленных согласно указаниям п. 10.3.20.
10.3.4. В элементах с напрягаемой продольной арматурой, натягиваемой на бетон и располагаемой в каналах, расстояние от поверхности элемента до поверхности канала следует принимать не менее 40 мм и не менее ширины (диаметра) канала, а до боковых граней - не менее половины высоты (диаметра) канала. При расположении напрягаемой арматуры в пазах или снаружи сечения элемента толщина защитного слоя бетона, образуемого последующим торкретированием или иным способом, следует принимать не менее 20 мм.

Минимальные расстояния между стержнями арматуры

10.3.5. Минимальные расстояния в свету между стержнями арматуры следует принимать такими, чтобы обеспечить совместную работу арматуры с бетоном и качественное изготовление конструкций, связанное с укладкой и уплотнением бетонной смеси, но не менее наибольшего диаметра стержня, а также не менее:
25 мм - при горизонтальном или наклонном положении стержней при бетонировании - для нижней арматуры, расположенной в один или два ряда;
30 мм - то же, для верхней арматуры;
50 мм - то же, при расположении нижней арматуры более чем в два ряда (кроме стержней двух нижних рядов), а также при вертикальном положении стержней при бетонировании.
При стесненных условиях допускается располагать стержни группами - пучками (без зазора между ними). При этом расстояния в свету между пучками должны быть также не менее приведенного диаметра стержня, эквивалентного по площади сечения пучка арматуры, принимаемого равным  , где   - диаметр одного стержня в пучке, n - число стержней в пучке.

Продольное армирование

10.3.6. В железобетонных элементах площадь сечения продольной растянутой арматуры, а также сжатой, если она требуется по расчету, в процентах от площади сечения бетона, равной произведению ширины прямоугольного сечения либо ширины ребра таврового (двутаврового) сечения на рабочую высоту сечения,   следует принимать не менее:
0,1% - в изгибаемых, внецентренно растянутых элементах и внецентренно сжатых элементах при гибкости -   (для прямоугольных сечений  );
0,25% - во внецентренно сжатых элементах при гибкости   (для прямоугольных сечений  );
для промежуточных значений гибкости элементов значение   определяют по интерполяции.
В элементах с продольной арматурой, расположенной равномерно по контуру сечения, а также в центрально растянутых элементах минимальную площадь сечения всей продольной арматуры следует принимать вдвое большей указанных выше значений и относить ее к полной площади сечения бетона.
10.3.7. В бетонных конструкциях следует предусматривать конструктивное армирование:
в местах резкого изменения размеров сечения элементов;
в бетонных стенах под и над проемами;
во внецентренно сжатых элементах, рассчитываемых по прочности без учета работы растянутого бетона, у граней, где возникают растягивающие напряжения; при этом коэффициент армирования   принимают не менее 0,025%.
10.3.8. В железобетонных линейных конструкциях и плитах наибольшие расстояния между осями стержней продольной арматуры, обеспечивающие эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций, а также ограничение ширины раскрытия трещин между стержнями арматуры, должны быть не более:
в железобетонных балках и плитах:
200 мм - при высоте поперечного сечения h <= 150 мм;
1,5h и 400 мм - при высоте поперечного сечения h > 150 мм;
в железобетонных колоннах:
400 мм - в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба;
500 мм - в направлении плоскости изгиба.
В железобетонных стенах расстояния между стержнями вертикальной арматуры принимают не более 2t и 400 мм (t - толщина стены), а горизонтальной - не более 400 мм.
10.3.9. В балках и ребрах шириной более 150 мм число продольных рабочих растянутых стержней в поперечном сечении должно быть не менее двух. При ширине элемента 150 мм и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень.
10.3.10. В балках до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры с площадью сечения не менее 1/2 площади сечения стержней в пролете и не менее двух стержней.
В плитах до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры на 1 м ширины плиты с площадью сечения не менее 1/3 площади сечения стержней на 1 м ширины плиты в пролете.

Поперечное армирование

10.3.11. Поперечную арматуру следует устанавливать исходя из расчета на восприятие усилий, а также в целях ограничения развития трещин, удержания продольных стержней в проектном положении и закрепления их от бокового выпучивания в любом направлении.
Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура.
10.3.12. Диаметр поперечной арматуры (хомутов) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов принимают не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм.
Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов принимают не менее 6 мм.
В сварных каркасах диаметр поперечной арматуры принимают не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры.
10.3.13. В железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более   и не более 300 мм.
В сплошных плитах, а также в часторебристых плитах высотой менее 300 мм и в балках (ребрах) высотой менее 150 мм на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, поперечную арматуру можно не устанавливать.
В балках и ребрах высотой 150 мм и более, а также в часторебристых плитах высотой 300 мм и более, на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более   и не более 500 мм.
10.3.14. Во внецентренно сжатых линейных элементах, а также в изгибаемых элементах при наличии необходимой по расчету сжатой продольной арматуры в целях предотвращения выпучивания продольной арматуры следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не более 15d и не более 500 мм (d - диаметр сжатой продольной арматуры).
Если площадь сечения сжатой продольной арматуры, устанавливаемой у одной из граней элемента, более 1,5%, поперечную арматуру следует устанавливать с шагом не более 10d и не более 300 мм.
10.3.15. Конструкция хомутов (поперечных стержней) во внецентренно сжатых линейных элементах должна быть такой, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегибов, а эти перегибы - на расстоянии не более 400 мм по ширине грани. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех допускается охват всех продольных стержней одним хомутом.
10.3.16. В элементах, на которые действуют крутящие моменты, поперечная арматура (хомуты) должна образовывать замкнутый контур.
10.3.17. Поперечную арматуру в плитах в зоне продавливания в направлении, перпендикулярном сторонам расчетного контура, устанавливают с шагом не более   и не более 300 мм. Стержни, ближайшие к контуру грузовой площади, располагают не ближе   и не далее   от этого контура. При этом ширина зоны постановки поперечной арматуры (от контура грузовой площади) должна быть не менее  . Допускается увеличение шага поперечной арматуры до  . При этом следует рассматривать наиболее невыгодное расположение пирамиды продавливания и в расчете учитывать только арматурные стержни, пересекающие пирамиду продавливания.
Расстояния между стержнями поперечной арматуры в направлении, параллельном сторонам расчетного контура, принимают не более 1/4 длины соответствующей стороны расчетного контура.
10.3.18. Расчетную поперечную арматуру в виде сеток косвенного армирования при местном сжатии (смятии) располагают в пределах расчетной площади   (8.1.43). При расположении грузовой площади у края элемента сетки косвенного армирования располагают по площади с размерами в каждом направлении не менее суммы двух взаимно перпендикулярных сторон грузовой площади (рисунок 8.9).
По глубине сетки располагают:
при толщине элемента более удвоенного большего размера грузовой площади - в пределах удвоенного размера грузовой площади;
при толщине элемента менее удвоенного большего размера грузовой площади - в пределах толщины элемента.
10.3.19. Поперечная арматура, предусмотренная для восприятия поперечных сил и крутящих моментов, должна иметь надежную анкеровку по концам путем приварки или охвата продольной арматуры, обеспечивающую равнопрочность соединений и поперечной арматуры.
10.3.20. У концов предварительно напряженных элементов должна быть установлена дополнительная поперечная или косвенная арматура (сварные сетки, охватывающие все продольные стержни арматуры, хомуты и т.п. с шагом 5 - 10 см) на длине участка не менее 0,6 длины зоны передачи предварительного напряжения  , а в элементах из легкого бетона классов В7,5 - В12,5 - с шагом 5 см на длине участка не менее   и не менее 20 см для элементов с арматурой, не имеющей анкеров, а при наличии анкерных устройств - на участке, равном двум длинам этих устройств. Установка анкеров у концов арматуры обязательна для арматуры, натягиваемой на бетон, а также для арматуры, натягиваемой на упоры, при недостаточном ее сцеплении с бетоном (гладкой проволоки, многопрядных канатов), при этом анкерные устройства должны обеспечивать надежную заделку арматуры в бетоне на всех стадиях ее работы.
При применении в качестве напрягаемой рабочей арматуры высокопрочной арматурной проволоки периодического профиля, арматурных канатов однократной свивки, горячекатаной и термически упрочненной стержневой арматуры периодического профиля, натягиваемой на упоры, установка анкеров у концов напрягаемых стержней, как правило, не требуется.

Анкеровка арматуры

10.3.21. Анкеровку арматуры осуществляют одним из следующих способов или их сочетанием:
в виде прямого окончания стержня (прямая анкеровка);
с загибом на конце в виде крюка, отгиба (лапки) или петли (только для ненапрягаемой арматуры);
с приваркой или установкой поперечных стержней (только для ненапрягаемой арматуры);
с применением специальных анкерных устройств на конце стержня.
10.3.22. Прямую анкеровку и анкеровку с лапками допускается применять только для арматуры периодического профиля. Для растянутых гладких стержней следует предусматривать крюки, петли, приваренные поперечные стержни или специальные анкерные устройства.
Лапки, крюки и петли не рекомендуется применять для анкеровки сжатой арматуры, за исключением гладкой арматуры, которая может подвергаться растяжению при некоторых возможных сочетаниях нагрузки.
10.3.23. При расчете длины анкеровки арматуры следует учитывать способ анкеровки, класс арматуры и ее профиль, диаметр арматуры, прочность бетона и его напряженное состояние в зоне анкеровки, конструктивное решение элемента в зоне анкеровки (наличие поперечной арматуры, положение стержней в сечении элемента и др.).
10.3.24. Базовую (основную) длину анкеровки, необходимую для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления   на бетон, определяют по формуле

 , (10.1)

где   и   - соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня;
  - расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки и определяемое по формуле

 , (10.2)

здесь   - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;
  - коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры, принимаемый равным:
для ненапрягаемой арматуры:
1,5 - для гладкой арматуры;
2,0 - для холоднодеформируемой арматуры периодического профиля;
2,5 - для горячекатаной и термомеханически обработанной арматуры периодического профиля;
для напрягаемой арматуры:
1,7 - для холоднодеформированной арматуры периодического профиля класса   диаметром 3 мм и арматурных канатов класса К1500 диаметром 6 мм;
1,8 - для холоднодеформированной арматуры класса   диаметром 4 мм и более;
2,2 - для арматурных канатов класса К диаметром 9 мм и более;
2,4 - для арматурных канатов класса К7Т диаметром 9 мм и более, изготовленных из проволоки периодического профиля;
2,5 - для горячекатаной и термомеханически обработанной арматуры класса А;
  - коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным:
для ненапрягаемой арматуры:
  - при диаметре арматуры  ;
  - при диаметре арматуры 36 и 40 мм;
для напрягаемой арматуры:
  для всех типов напрягаемой араматуры.
10.3.25. Требуемую расчетную длину анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяют по формуле

 , (10.3)

где   - базовая длина анкеровки, определяемая по формуле (10.1);
 ,   - площади поперечного сечения арматуры, требуемая по расчету и фактически установленная соответственно;
  - коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры и конструктивного решения элемента в зоне анкеровки.
Для ненапрягаемой арматуры при анкеровке стержней периодического профиля с прямыми концами (прямая анкеровка) или гладкой арматуры с крюками или петлями без дополнительных анкерующих устройств для растянутых стержней принимают  , а для сжатых -  ; для напрягаемой арматуры  .
Допускается уменьшать длину анкеровки стержней ненапрягаемой арматуры в зависимости от количества и диаметра поперечной арматуры, вида анкерующих устройств (приварка поперечной арматуры, загиб концов стержней периодического профиля) и величины поперечного обжатия бетона в зоне анкеровки (например, от опорной реакции), но не более чем на 30%.
В любом случае фактическую длину анкеровки принимают не менее   и 200 мм, а для ненапрягаемых стержней также не менее  .
Для элементов из мелкозернистого бетона группы A требуемая расчетная величина длины анкеровки должна быть увеличена на   для растянутого бетона и на   - для сжатого.
10.3.26. Усилие, воспринимаемое анкеруемым стержнем арматуры   определяют по формуле

 , (10.4)

где   - длина анкеровки, определяемая согласно 10.3.25, принимая соотношение  ;
  - расстояние от конца анкеруемого стержня до рассматриваемого поперечного сечения элемента.
10.3.27. На крайних свободных опорах элементов длина запуска растянутых стержней ненапрягаемой арматуры за внутреннюю грань свободной опоры при выполнении условия   (см. 8.1.31 - 8.1.35) должна составлять не менее  . Если указанное условие не соблюдается, длину запуска арматуры за грань опоры определяют согласно 10.3.25.
10.3.28. При устройстве на концах стержней специальных анкеров в виде пластин, шайб, гаек, уголков, высаженных головок и т.п. площадь контакта анкера с бетоном должна удовлетворять условию прочности бетона на смятие. Кроме того, при проектировании привариваемых анкерных деталей следует учитывать характеристики металла по свариваемости, а также способы и условия сварки.

Соединения ненапрягаемой арматуры

10.3.29. Для соединения ненапрягаемой арматуры принимают один из следующих типов стыков:
а) стыки внахлестку без сварки:
с прямыми концами стержней периодического профиля;
с прямыми концами стержней с приваркой или установкой на длине нахлестки поперечных стержней;
с загибами на концах (крюки, лапки, петли); при этом для гладких стержней применяют только крюки и петли;
б) сварные и механические стыковые соединения: со сваркой арматуры;
с применением специальных механических устройств (стыки с опрессованными муфтами, резьбовыми муфтами и др.).
10.3.30. Стыки арматуры внахлестку (без сварки) применяют при стыковании стержней с диаметром рабочей арматуры не более 40 мм.
На соединения арматуры внахлестку распространяются указания 10.3.22.
Стыки растянутой или сжатой арматуры должны иметь длину перепуска (нахлестки) не менее значения длины  , определяемого по формуле

 , (10.5)

где   - базовая длина анкеровки, определяемая по формуле (10.1);
 ,   - см. 10.3.25;
  - коэффициент, учитывающий влияние напряженного состояния арматуры, конструктивного решения элемента в зоне соединения стержней, количества стыкуемой арматуры в одном сечении по отношению к общему количеству арматуры в этом сечении, расстояния между стыкуемыми стержнями.
При соединении арматуры периодического профиля с прямыми концами, а также гладких стержней с крюками или петлями без дополнительных анкерующих устройств коэффициент   для растянутой арматуры принимают равным 1,2, а для сжатой арматуры - 0,9. При этом должны быть соблюдены следующие условия:
относительное количество стыкуемой в одном расчетном сечении элемента рабочей растянутой арматуры периодического профиля должно быть не более 50%, гладкой арматуры (с крюками или петлями) - не более 25%;
усилие, воспринимаемое всей поперечной арматурой, поставленной в пределах стыка, должно быть не менее половины усилия, воспринимаемого стыкуемой в одном расчетном сечении элемента растянутой рабочей арматурой;
расстояние между стыкуемыми рабочими стержнями арматуры не должно превышать  ;
расстояние между соседними стыками внахлестку (по ширине железобетонного элемента) должно быть не менее   и не менее 30 мм.
В качестве одного расчетного сечения элемента, рассматриваемого для определения относительного количества стыкуемой арматуры в одном сечении, принимают участок элемента вдоль стыкуемой арматуры длиной  . Считается, что стыки арматуры расположены в одном расчетном сечении, если центры этих стыков находятся в пределах длины этого участка.
Допускается увеличивать относительное количество стыкуемой в одном расчетном сечении элемента рабочей растянутой арматуры до 100%, принимая значение коэффициента   равным 2,0. При относительном количестве стыкуемой в одном расчетном сечении арматуры периодического профиля более 50% и гладкой арматуры более 25% значения коэффициента   определяют по линейной интерполяции.
При наличии дополнительных анкерующих устройств на концах стыкуемых стержней (приварка поперечной арматуры, загиба концов стыкуемых стержней периодического профиля и др.) длина перепуска стыкуемых стержней может быть уменьшена, но не более чем на 30%.
В любом случае фактическая длина перепуска должна быть не менее  , не менее   и не менее 250 мм.
10.3.31. При соединении арматуры с использованием сварки выбор типов сварного соединения и способов сварки производят с учетом условий эксплуатации конструкции, свариваемости стали и требований по технологии изготовления в соответствии с ГОСТ 14098.
10.3.32. При использовании для стыков арматуры механических устройств в виде муфт (муфты на резьбе, опрессованные муфты и т.д.) несущая способность муфтового соединения должна быть такой же, что и стыкуемых стержней (соответственно при растяжении или сжатии). Концы стыкуемых стержней следует заводить на требуемую длину в муфту, определяемую расчетом или опытным путем.
При использовании муфт на резьбе должна быть обеспечена требуемая затяжка муфт для ликвидации люфта в резьбе.

Гнутые стержни

10.3.33. При применении гнутой арматуры (отгибы, загибы концов стержней) минимальный диаметр загиба отдельного стержня должен быть таким, чтобы избежать разрушения или раскалывания бетона внутри загиба арматурного стержня и его разрушения в месте загиба.
Минимальный диаметр оправки   для арматуры принимают в зависимости от диаметра стержня   не менее:
для гладких стержней
  при  ;
  при  ;
для стержней периодического профиля
  при  ;
  при  .
Диаметр оправки может быть также установлен в соответствии с техническими условиями на конкретный вид арматуры.

10.4. Конструирование основных несущих
железобетонных конструкций

10.4.1. При конструировании основных несущих элементов конструктивной системы (колонн, стен, плит перекрытий и покрытий, фундаментных плит) следует соблюдать общие требования 10.2 и 10.3 по конструированию железобетонных конструкций, а также указания настоящего подраздела.
10.4.2. Колонны армируют продольной, как правило, симметричной арматурой, расположенной по контуру поперечного сечения и, в необходимых случаях, внутри поперечного сечения, и поперечной арматурой по высоте колонны, охватывающей все продольные стержни и расположенной по контуру и внутри поперечного сечения.
Конструкцию поперечной арматуры в пределах поперечного сечения и максимальные расстояния между хомутами и связями по высоте колонны следует принимать такими, чтобы предотвратить выпучивание сжатых продольных стержней и обеспечить равномерное восприятие поперечных сил по высоте колонны.
10.4.3. Стены рекомендуется армировать, как правило, вертикальной и горизонтальной арматурой, расположенной симметрично у боковых сторон стены, и поперечными связями, соединяющими вертикальную и горизонтальную арматуру, расположенную у противоположных боковых сторон стены.
Максимальное расстояние между вертикальными и горизонтальными стержнями, а также максимальное расстояние между поперечными связями следует принимать такими, чтобы предотвратить выпучивание вертикальных сжатых стержней и обеспечить равномерное восприятие усилий, действующих в стене.
10.4.4. На торцевых участках стены по ее высоте следует устанавливать поперечную арматуру в виде П-образных или замкнутых хомутов, создающих требуемую анкеровку концевых участков горизонтальных стержней и предохраняющих от выпучивания торцевые сжатые вертикальные стержни стен.
10.4.5. Узловые сопряжения стен в местах их пересечения при невозможности сквозного пропуска горизонтальной арматуры стен через этот стык следует армировать по всей высоте стен пересекающимися П-образными хомутами, обеспечивающими восприятие концентрированных горизонтальных усилий в узловых сопряжениях стен, а также предохраняющими вертикальные сжатые стержни в узловых сопряжениях от выпучивания и обеспечивающими анкеровку концевых участков горизонтальных стержней.

 

а - торцевой участок плиты, б - торцевой участок стены,
в - Т-образный стык, г - угловой стык

Рисунок 10.1. Анкеровка с помощью П-образных деталей

10.4.6. Армирование пилонов, занимающих по своим геометрическим характеристикам промежуточное положение между стенами и колоннами, производят как для колонн или как для стен в зависимости от соотношения длины и ширины поперечного сечения пилонов.
10.4.7. Количество вертикальной и горизонтальной арматуры в стене следует устанавливать в соответствии с действующими в стене усилиями. При этом рекомендуется предусматривать равномерное армирование по площади стены с увеличением армирования у торцов стены и у проемов.
10.4.8. Армирование плоских плит следует осуществлять продольной арматурой в двух направлениях, располагаемой у нижней и верхней граней плиты, а в необходимых случаях (согласно расчету) и поперечной арматурой, располагаемой у колонн, стен и по площади плиты.
10.4.9. На концевых участках плоских плит следует устанавливать поперечную арматуру в виде П-образных хомутов, расположенных по краю плиты, обеспечивающих восприятие крутящих моментов у края плиты и необходимую анкеровку концевых участков продольной арматуры.
10.4.10. Количество верхней и нижней продольной арматуры в плите перекрытий (покрытия) следует устанавливать в соответствии с действующими усилиями. При этом рекомендуется для нерегулярных конструктивных систем с целью упрощения армирования устанавливать: нижнюю арматуру одинаковой по всей площади рассматриваемой конструкции в соответствии с максимальными значениями усилий в пролете плиты; основную верхнюю арматуру принимать такой же, как и нижнюю, а у колонн и стен устанавливать дополнительную верхнюю арматуру, которая в сумме с основной должна воспринимать опорные усилия в плите. Для регулярных конструктивных систем продольную арматуру рекомендуется устанавливать по надколонным и межколонным полосам в двух взаимно перпендикулярных направлениях в соответствии с действующими в этих полосах усилиями.
Допускается установка части арматуры плит в виде сварных непрерывных каркасов в надколонных полосах плит в двух направлениях (скрытые балки), при этом каркасы должны быть пропущены сквозь тело колонн.
Для сокращения расхода арматуры можно также рекомендовать установку по всей площади плиты нижней и верхней арматуры, отвечающей минимальному проценту армирования, а на участках, где действующие усилия превышают усилия, воспринимаемые этой арматурой, установку дополнительной арматуры, в сумме с вышеуказанной арматурой, воспринимающей действующие на этих участках усилия. Такой подход приводит к более сложному армированию перекрытий, требующему более тщательного контроля арматурных работ.
Армирование фундаментных плит следует производить аналогичным образом.
10.4.11. Конструирование узлов сопряжения балок с колоннами следует производить в соответствии с рисунком 10.2. При этом необходимо предусмотреть поперечную арматуру в виде замкнутых хомутов или П-образных деталей в зоне анкеровки рабочей арматуры балки.

 

а - при расположении растянутой зоны у верхней грани балки,
б - при расположении растянутой зоны у нижней грани балки

Рисунок 10.2. Узлы сопряжения балок с колоннами

 

Рисунок 10.3. Размещение опорной арматуры
в зоне пересечения двух балок

10.4.12. В узлах пересечения балок следует устанавливать дополнительную поперечную арматуру для восприятия реакции от второстепенной балки. В главной балке эту арматуру следует устанавливать на ширине b + 2h, где b и h - ширина и высота второстепенной балки, во второстепенной балке - на участке шириной h/3. Арматуру следует устанавливать в виде хомутов, охватывающих продольную арматуру, - дополнительно к арматуре, требуемой по расчету наклонных или пространственных сечений.

11. Требования к изготовлению, возведению и эксплуатации
бетонных и железобетонных конструкций

11.1. Бетон

11.1.1. Подбор состава бетонной смеси производят с целью получения бетона в конструкциях, отвечающего техническим показателям, установленным в разделе 6 и принятым в проекте.
За основу при подборе состава бетона следует принимать определяющий для данного вида бетона и назначения конструкции показатель бетона. При этом должны быть обеспечены и другие установленные проектом показатели качества бетона.
Проектирование и подбор состава бетонной смеси по требуемой прочности бетона следует производить, руководствуясь ГОСТ 27006, ГОСТ 26633.
При подборе состава бетонной смеси должны быть обеспечены требуемые показатели качества (удобоукладываемость, сохраняемость, нерасслаиваемость, воздухосодержание и другие показатели).
Свойства подобранной бетонной смеси должны соответствовать технологии производства бетонных работ, включающей сроки и условия твердения бетона, способы, режимы приготовления и транспортирования бетонной смеси и другие особенности технологического процесса (ГОСТ 7473, ГОСТ 10181).
Подбор состава бетонной смеси следует производить на основе характеристик материалов, используемых для ее приготовления, включающих вяжущие, заполнители, воду и эффективные добавки (модификаторы) (ГОСТ 30515, ГОСТ 23732, ГОСТ 8267, ГОСТ 8736, ГОСТ 24211).
При подборе состава бетонной смеси следует применять материалы с учетом их экологической чистоты (ограничение по содержанию радионуклидов, радона, токсичности и т.п.).
Расчет основных параметров состава бетонной смеси производят с помощью зависимостей, установленных экспериментально.
Подбор состава фибробетона следует производить согласно приведенным выше требованиям с учетом вида и свойств армирующих фибр.
11.1.2. При приготовлении бетонной смеси должна быть обеспечена необходимая точность дозировки входящих в бетонную смесь материалов и последовательность их загружения (СП 70.13330).
Перемешивание бетонной смеси следует выполнять так, чтобы обеспечить равномерное распределение компонентов по всему объему смеси. Продолжительность перемешивания принимают в соответствии с инструкциями предприятий-изготовителей бетоно-смесительных установок (заводов) или устанавливают опытным путем.
11.1.3. Транспортирование бетонной смеси следует осуществлять способами и средствами, обеспечивающими сохранность ее свойств и исключающими ее расслоение, а также загрязнение посторонними материалами. Допускается восстановление отдельных показателей качества бетонной смеси на месте укладки за счет введения химических добавок или использования технологических приемов при условии обеспечения всех других требуемых показателей качества.
11.1.4. Укладку и уплотнение бетона следует выполнять таким образом, чтобы можно было гарантировать в конструкциях достаточную однородность и плотность бетона, отвечающих требованиям, предусмотренным для рассматриваемой строительной конструкции (СП 70.13330).
Применяемые способы и режимы формования должны обеспечивать заданную плотность и однородность и устанавливаются с учетом показателей качества бетонной смеси, вида конструкции и изделия и конкретных инженерно-геологических и производственных условий.
Порядок бетонирования следует устанавливать, предусматривая расположение швов бетонирования с учетом технологии возведения сооружения и его конструктивных особенностей. При этом должна быть обеспечена необходимая прочность контакта поверхностей бетона в шве бетонирования, а также прочность конструкции с учетом наличия швов бетонирования.
При укладке бетонной смеси при пониженных положительных и отрицательных или повышенных положительных температурах должны быть предусмотрены специальные мероприятия, обеспечивающие требуемое качество бетона.
11.1.5. Твердение бетона следует обеспечивать без применения или с применением ускоряющих технологических воздействий (с помощью тепловлажностной обработки при нормальном или повышенном давлении).
В бетоне в процессе твердения следует поддерживать расчетный температурно-влажностный режим. При необходимости для создания условий, обеспечивающих нарастание прочности бетона и снижение усадочных явлений, следует применять специальные защитные мероприятия. В технологическом процессе тепловой обработки изделий должны быть приняты меры по снижению температурных перепадов и взаимных перемещений между опалубочной формой и бетоном.
В массивных монолитных конструкциях следует предусматривать мероприятия по уменьшению влияния температурно-влажностных полей напряжений, связанных с экзотермией при твердении бетона, на работу конструкций.

11.2. Арматура

11.2.1. Арматура, используемая для армирования конструкций, должна соответствовать проекту и требованиям соответствующих стандартов. Арматура должна иметь маркировку и соответствующие сертификаты, удостоверяющие ее качество.
Условия хранения арматуры и ее перевозки должны исключать загрязнение, коррозионные поражения, механические повреждения или пластические деформации, ухудшающее сцепление с бетоном.
11.2.2. Установку вязаной арматуры в опалубочные формы следует производить в соответствии с проектом. При этом должна быть предусмотрена надежная фиксация положения арматурных стержней с помощью специальных мероприятий, обеспечивающая невозможность смещения арматуры в процессе ее установки и бетонирования конструкции.
11.2.3. Отклонения от проектного положения арматуры при ее установке не должны превышать допустимых значений, установленных СП 70.13330.
11.2.4. Сварные арматурные изделия (сетки, каркасы) следует изготавливать с помощью контактно-точечной сварки или иными способами, обеспечивающими требуемую прочность сварного соединения и не допускающими снижения прочности соединяемых арматурных элементов (ГОСТ 14098, ГОСТ 10922).
Установку сварных арматурных изделий в опалубочные формы следует производить в соответствии с проектом. При этом должна быть предусмотрена надежная фиксация положения арматурных изделий с помощью специальных мероприятий, обеспечивающих невозможность смещения арматурных изделий в процессе установки и бетонирования.
Отклонения от проектного положения арматурных изделий при их установке не должны превышать допустимых значений, установленных СП 70.13330.
11.2.5. Загиб арматурных стержней следует осуществлять с помощью специальных оправок, обеспечивающих необходимые значения радиуса кривизны.
11.2.6. Сварные стыки арматуры выполняют с помощью контактной, дуговой или ванной сварки. Применяемый способ сварки должен обеспечивать необходимую прочность сварного соединения, а также прочность и деформативность примыкающих к сварному соединению участков арматурных стержней.
11.2.7. Механические соединения (стыки) арматуры следует выполнять с помощью опрессованных и резьбовых муфт. Прочность механического соединения растянутой арматуры должна быть такой же, что и стыкуемых стержней.
11.2.8. При натяжении арматуры на упоры или затвердевший бетон должны быть обеспечены установленные в проекте контролируемые значения предварительного напряжения в пределах допускаемых значений отклонений, установленных нормативными документами или специальными требованиями.
При отпуске натяжения арматуры следует обеспечивать плавную передачу предварительного напряжения на бетон.

11.3. Опалубка

11.3.1. Опалубка (опалубочные формы) должна выполнять следующие основные функции: придать бетону проектную форму конструкции, обеспечить требуемый вид внешней поверхности бетона, поддерживать конструкцию пока она не наберет распалубочную прочность и, при необходимости, служить упором при натяжении арматуры.

КонсультантПлюс: примечание.
В официальном тексте документа, видимо, допущена опечатка: имеются в виду ГОСТ Р 52085, ГОСТ Р 52086, ГОСТ Р 25781, а не ГОСТ 52085, ГОСТ 52086, ГОСТ 25781 соответственно.

При изготовлении конструкций применяют инвентарную и специальную, переставную и передвижную опалубку (ГОСТ 52085, ГОСТ 52086, ГОСТ 25781).
Опалубку и ее крепления следует проектировать и изготавливать таким образом, чтобы они могли воспринять нагрузки, возникающие в процессе производства работ, позволяли конструкциям свободно деформироваться и обеспечивали соблюдение допусков в пределах, установленных для данной конструкции или сооружения.
Опалубка и крепления должны соответствовать принятым способам укладки и уплотнения бетонной смеси, условиям предварительного напряжения, твердения бетона и тепловой обработки.
Съемную опалубку следует проектировать и изготавливать таким образом, чтобы была обеспечена распалубка конструкции без повреждения бетона.
Распалубку конструкций следует производить после набора бетоном распалубочной прочности.
Несъемную опалубку следует проектировать как составную часть конструкции.

Новости