11.4. Бетонные и железобетонные конструкции

11.4.1. Изготовление бетонных и железобетонных конструкций включает опалубочные, арматурные и бетонные работы, проводимые в соответствии с указаниями 11.1, 11.2 и 11.3.
Готовые конструкции должны отвечать требованиям проекта и ГОСТ 13015. Отклонения геометрических размеров должны укладываться в пределах допусков, установленных для данной конструкции.
11.4.2. В бетонных и железобетонных конструкциях к началу их эксплуатации фактическая прочность бетона должна быть не ниже требуемой прочности бетона, установленной в проекте.
В сборных бетонных и железобетонных конструкциях должна быть обеспечена установленная проектом отпускная прочность бетона (прочность бетона при отправке конструкции потребителю), а для преднапряженных конструкций - установленная проектом передаточная прочность (прочность бетона при отпуске натяжения арматуры).
В монолитных конструкциях должна быть обеспечена распалубочная прочность бетона в установленном проектом возрасте (при снятии несущей опалубки).
11.4.3. Подъем конструкций следует осуществлять с помощью специальных устройств (монтажных петель и других приспособлений), предусмотренных проектом. При этом должны быть обеспечены условия подъема, исключающие разрушение, потерю устойчивости, опрокидывание, раскачивание и вращение конструкции.
11.4.4. Условия транспортировки, складирования и хранения конструкций должны отвечать указаниям, приведенным в проекте. При этом должна быть обеспечена сохранность конструкции, поверхностей бетона, выпусков арматуры и монтажных петель от повреждений.
11.4.5. Возведение зданий и сооружений из сборных элементов следует производить в соответствии с проектом производства работ, в котором должны быть предусмотрены последовательность установки конструкций и мероприятия, обеспечивающие требуемую точность установки, пространственную неизменяемость конструкций в процессе их укрупнительной сборки и установки в проектное положение, устойчивость конструкций и частей здания или сооружения в процессе возведения, безопасные условия труда.
При возведении зданий и сооружений из монолитного бетона следует предусматривать последовательности бетонирования конструкций, снятия и перестановки опалубки, обеспечивающие прочность, трещиностойкость и жесткость конструкций в процессе возведения. Кроме этого следует предусматривать мероприятия (конструктивные и технологические, а при необходимости - выполнение расчета), ограничивающие образование и развитие технологических трещин.
Отклонения конструкций от проектного положения не должны превышать допустимых значений, установленных для соответствующих конструкций (колонн, балок, плит) зданий и сооружений (СП 70.13330).
11.4.6. Конструкции следует содержать таким образом, чтобы они выполняли свое назначение, предусмотренное в проекте, за весь установленный срок службы здания или сооружения. Необходимо соблюдать режим эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений, исключающий снижение их несущей способности, эксплуатационной пригодности и долговечности вследствие грубых нарушений нормируемых условий эксплуатации (перегрузка конструкций, несоблюдение сроков проведения планово-предупредительных ремонтов, повышение агрессивности среды и т.п.). Если в процессе эксплуатации обнаружены повреждения конструкций, которые могут вызвать снижение ее безопасности и препятствовать ее нормальному функционированию, следует выполнить мероприятия, предусмотренные в разделе 12.

11.5. Контроль качества

11.5.1. Контроль качества конструкций должен устанавливать соответствие технических показателей конструкций (геометрических размеров, прочностных показателей бетона и арматуры, прочности, трещиностойкости и деформативности конструкции) при их изготовлении, возведении и эксплуатации, а также параметров технологических режимов производства показателям, указанным в проекте, нормативных документах (СП 48.13330, ГОСТ 13015).
Способы контроля качества (правила контроля, методы испытаний) регламентируются соответствующими стандартами и техническими условиями.
11.5.2. Для обеспечения требований, предъявляемых к бетонным и железобетонным конструкциям, следует производить контроль качества продукции, включающий в себя входной, операционный, приемочный и эксплуатационный контроль.
11.5.3. Контроль прочности бетона следует производить по результатам испытания, как правило, специально изготовленных или отобранных из конструкции контрольных образцов в соответствии с ГОСТ 10180, ГОСТ 28570 или методами неразрушающего контроля (ГОСТ 22690, ГОСТ 17624).

КонсультантПлюс: примечание.
В официальном тексте документа, видимо, допущена опечатка: имеется в виду ГОСТ Р 53231, а не ГОСТ Р 53213.

Для монолитных конструкций, кроме того, контроль прочности бетона следует производить по результатам испытаний контрольных образцов, изготовленных на месте укладки бетонной смеси и хранившихся в условиях, идентичных условиям твердения бетона в конструкции или в нормальных (лабораторных) условиях, а также методами неразрушающего контроля (ГОСТ Р 53213, ГОСТ 22690, ГОСТ 17624).
Для монолитных конструкций контроль прочности бетона следует производить неразрушающими методами. В исключительных случаях (при отсутствии доступа к конструкциям) допускается проведение контроля прочности бетона по образцам, изготовленным на месте укладки бетона смеси и хранящихся в условиях идентичных твердению бетона в конструкции.
Оценку прочности бетона следует проводить статистическими методами с учетом характеристики фактической однородности бетона по прочности. При контроле прочности бетона неразрушающими методами характеристику однородности прочности бетона определяют с учетом погрешности применяемых неразрушающих методов.
Допускается применять нестатистические методы контроля при ограниченном объеме контролируемых конструкций или в начальный период производства, при проведении неразрушающего контроля прочности бетона без построения градуировочных зависимостей, а с использованием приведенных универсальных зависимостей и в исключительных случаях при контроле прочности бетона монолитных конструкций по контрольным образцам, изготовленным на стройплощадке (ГОСТ Р 53231).
11.5.4. Контроль морозостойкости, водонепроницаемости и плотности бетона следует производить, руководствуясь требованиями ГОСТ 10060.0, ГОСТ 12730.5, ГОСТ 12730.1, ГОСТ 12730.0, ГОСТ 27005.
11.5.5. Контроль показателей качества арматуры (входной контроль) следует производить в соответствии с требованиями стандартов на арматуру и норм оформления актов оценки качества железобетонных изделий.
Контроль качества сварочных работ производят согласно СП 70.13330, ГОСТ 10922, ГОСТ 23858.
11.5.6. Оценку пригодности сборных конструкций по прочности, трещиностойкости и деформативности (эксплуатационной пригодности) следует производить согласно ГОСТ 8829 путем пробного нагружения конструкции контрольной нагрузкой или путем выборочного испытания нагружением до разрушения отдельных сборных изделий, взятых из партии однотипных конструкций. Оценку пригодности конструкции можно также производить на основе результатов контроля комплекса единичных показателей (для сборных и монолитных конструкций), характеризующих прочность бетона, толщину защитного слоя, геометрические размеры сечений и конструкций, расположение арматуры и прочность сварных соединений, диаметр и механические свойства арматуры, основные размеры арматурных изделий и величину натяжения арматуры, получаемых в процессе входного, операционного и приемочного контроля.
11.5.7. Приемку бетонных и железобетонных конструкций после их возведения следует осуществлять путем установления соответствия выполненной конструкции проекту (СП 70.13330).
Приемку сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций следует осуществлять по СП 130.13330 и ГОСТ 13015.

12. Требования к восстановлению и усилению
железобетонных конструкций

12.1. Общие положения

Восстановление и усиление железобетонных конструкций следует производить на основе результатов их натурного обследования, поверочного расчета, расчета и конструирования усиливаемых конструкций.

12.2. Натурные обследования конструкций

Путем натурных обследований в зависимости от конкретной задачи должны быть установлены: состояние конструкции, геометрические размеры конструкций, армирование конструкций, прочность бетона, вид и класс арматуры и ее состояние, прогибы конструкций, ширина раскрытия трещин, их длина и расположение, размеры и характер дефектов и повреждений, нагрузки, статическая схема конструкций.

12.3. Поверочные расчеты конструкций

12.3.1. Поверочные расчеты существующих конструкций следует производить при изменении действующих на них нагрузок, условий эксплуатации и объемно-планировочных решений, а также при обнаружении серьезных дефектов и повреждений в конструкциях.
На основе поверочных расчетов устанавливают пригодность конструкций к эксплуатации, необходимость их усиления, необходимость эксплуатационной нагрузки или полную непригодность конструкций.
12.3.2. Поверочные расчеты необходимо производить на основе проектных материалов, данных по изготовлению и возведению конструкций, а также результатов натурных обследований.
Расчетные схемы при проведении поверочных расчетов следует принимать с учетом установленных фактических геометрических размеров, фактического соединения и взаимодействия конструкций и элементов конструкций, выявленных отклонений при монтаже.
12.3.3. Поверочные расчеты следует производить по несущей способности, деформациям и трещиностойкости. Допускается не производить поверочные расчеты по эксплуатационной пригодности, если перемещения и ширина раскрытия трещин в существующих конструкциях при максимальных фактических нагрузках не превосходят допустимых значений, а усилия в сечениях элементов от возможных нагрузок не превышают значений усилий от фактически действующих нагрузок.
12.3.4. Расчетные значения характеристик бетона принимают по таблице 6.8 в зависимости от класса бетона, указанного в проекте, или условного класса бетона, определяемого с помощью переводных коэффициентов, обеспечивающих эквивалентную прочность по фактической средней прочности бетона, полученной по испытаниям бетона методами неразрушающего контроля или по испытаниям отобранных из конструкции образцов.
12.3.5. Расчетные значения характеристик арматуры принимают по таблице 6.8 в зависимости от класса арматуры, указанного в проекте, или условного класса арматуры, определяемого с помощью переводных коэффициентов, обеспечивающих эквивалентную прочность по фактическим значениям средней прочности арматуры, полученной по данным испытаний образцов арматуры, отобранных из обследуемых конструкций.
При отсутствии проектных данных и невозможности отбора образцов допускается класс арматуры устанавливать по виду профиля арматуры, а расчетные сопротивления принимать на 20% ниже соответствующих значений действующих нормативных документов, отвечающих данному классу.
12.3.6. При проведении поверочных расчетов должны быть учтены дефекты и повреждения конструкции, выявленные в процессе натурных обследований: снижение прочности, местные повреждения или разрушения бетона; обрыв арматуры, коррозия арматуры, нарушение анкеровки и сцепления арматуры с бетоном; опасное образование и раскрытие трещин; конструктивные отклонения от проекта в отдельных элементах конструкции и их соединениях.
12.3.7. Конструкции, не удовлетворяющие требованиям поверочных расчетов по несущей способности и эксплуатационной пригодности, подлежат усилению либо для них должна быть снижена эксплуатационная нагрузка.
Для конструкций, не удовлетворяющих требованиям поверочных расчетов по эксплуатационной пригодности, допускается не предусматривать усиления либо снижения нагрузки, если фактические прогибы превышают допустимые значения, но не препятствуют нормальной эксплуатации, а также если фактическое раскрытие трещин превышает допустимые значения, но не создает опасности разрушения.

12.4. Усиление железобетонных конструкций

12.4.1. Усиление железобетонных конструкций осуществляют с помощью стальных элементов, бетона и железобетона, арматуры и полимерных материалов.
12.4.2. При усилении железобетонных конструкций следует учитывать несущую способность как элементов усиления, так и усиливаемой конструкции. Для этого должно быть обеспечено включение в работу элементов усиления и совместная их работа с усиливаемой конструкцией. Для сильно поврежденных конструкций (при разрушении 50% и более сечения бетона или 50% и более площади сечения рабочей арматуры) элементы усиления следует рассчитывать на полную действующую нагрузку, при этом несущая способность усиливаемой конструкции в расчете не учитывается.
При заделке трещин с шириной раскрытия более допустимой и других дефектов бетона следует обеспечить равнопрочность участков конструкций, подвергнувшихся восстановлению, с основным бетоном.
12.4.3. Расчетные значения характеристик материалов усиления принимают по действующим нормативным документам.
Расчетные значения характеристик материалов усиливаемой конструкции принимают исходя из проектных данных с учетом результатов обследования согласно правилам, принятым при поверочных расчетах.
12.4.4. Расчет усиливаемой железобетонной конструкции следует производить по общим правилам расчета железобетонных конструкций с учетом напряженно-деформированного состояния конструкции, полученного ею до усиления.

13. Расчет железобетонных конструкций на выносливость

13.1. Расчет железобетонных конструкций на выносливость следует выполнять при действии многократно повторяющейся (регулярной) нагрузки. Проверка сопротивления при расчете на выносливость выполняется отдельно для бетона и арматуры.
Расчет на выносливость выполняют по упругой стадии с трещинами. Работу растянутого бетона и сжатой арматуры не учитывают, и их прочность на выносливость не рассчитывается.
13.2. Расчет на выносливость необходимо производить из условий, при которых максимальные напряжения в сжатом бетоне и растянутой арматуре от повторяющейся нагрузки не превышают расчетных сопротивлений бетона и арматуры на сжатие и растяжение по выносливости соответственно.
13.3. Расчетные сопротивления бетона и арматуры по выносливости в общем случае определяются с учетом асимметрии циклов нагружений, классов бетона и арматуры (по прочности на сжатие и растяжение соответственно) для числа циклов, равного  , с использованием ниспадающей криволинейной зависимости, полученной на основании опытных данных.
При определении расчетных сопротивлений бетона по выносливости следует учитывать вид бетона (тяжелый или легкий), а также состояние бетона по влажности. При определении расчетных сопротивлений арматуры по выносливости следует учитывать наличие сварных соединений.
Асимметрия циклов нагружений характеризуется отношением минимальных и максимальных напряжений в бетоне и арматуре в пределах цикла изменения нагрузки.





Приложение А
(справочное)

ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Усилия от внешних нагрузок и воздействий
в поперечном сечении элемента

M - изгибающий момент;
  - изгибающий момент с учетом момента усилия предварительного обжатия относительно центра тяжести приведенного сечения;
N - продольная сила;
Q - поперечная сила;
T - крутящий момент.

Характеристики материалов

  - нормативное сопротивление бетона осевому сжатию;
 ,   - расчетные сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний соответственно первой и второй групп;
  - нормативное сопротивление бетона осевому растяжению;
 ,   - расчетные сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп;
  - расчетное сопротивление бетона смятию;
  - передаточная прочность бетона;
  - расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном;
 ,   - расчетные сопротивления арматуры растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп;
  - расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению;
  - расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний первой группы;
  - начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении;
  - приведенный модуль деформации сжатого бетона;
  - модуль упругости арматуры;
  - приведенный модуль деформации арматуры, расположенной в растянутой зоне элемента с трещинами;
 ,   - предельные относительные деформации бетона соответственно при равномерном осевом сжатии и осевом растяжении;
  - относительные деформации арматуры при напряжении, равном  ;
  - относительные деформации усадки бетона;
  - коэффициент ползучести бетона;
  - отношение соответствующих модулей упругости арматуры   и бетона  .

Характеристики положения продольной арматуры
в поперечном сечении элемента

S - обозначение продольной арматуры:
а) при наличии сжатой и растянутой от действия внешней нагрузки зон сечения - расположенной в растянутой зоне;
б) при полностью сжатом от действия внешней нагрузки сечении - расположенной у менее сжатой грани сечения;
в) при полностью растянутом от действия внешней нагрузки сечении: для внецентренно растянутых элементов - расположенной у более растянутой грани сечения;
для центрально-растянутых элементов - всей в поперечном сечении элемента;
S' - обозначение продольной арматуры:
а) при наличии сжатой и растянутой от действия внешней нагрузки зон сечения - расположенной в сжатой зоне;
б) при полностью сжатом от действия внешней нагрузки сечении - расположенной у более сжатой грани сечения;
в) при полностью растянутом от действия внешней нагрузки сечении внецентренно растянутых элементов - расположенной у менее растянутой грани сечения.

Геометрические характеристики

b - ширина прямоугольного сечения;
ширина ребра таврового и двутаврового сечений;
 ,   - ширина полки таврового и двутаврового сечений соответственно в растянутой и сжатой зонах;
h - высота прямоугольного, таврового и двутаврового сечений;
 ,   - высота полки таврового и двутаврового сечений соответственно в растянутой и сжатой зонах;
a, a' - расстояние от равнодействующей усилий в арматуре соответственно S и S' до ближайшей грани сечения;
 ,   - рабочая высота сечения, равная соответственно h - a и h - a';
x - высота сжатой зоны бетона;
  - относительная высота сжатой зоны бетона, равная  ;
  - расстояние между хомутами, измеренное по длине элемента;
  - эксцентриситет продольной силы N относительно центра тяжести приведенного сечения, определяемый с учетом указаний 7.1.7 и 8.1.7;
e, e' - расстояния от точки приложения продольной силы N до равнодействующей усилий в арматуре соответственно S и S';
  - эксцентриситет усилия предварительного обжатия относительно центра тяжести приведенного сечения;
  - расстояние от нейтральной оси до точки приложения усилия предварительного обжатия с учетом изгибающего момента от внешней нагрузки;
  - расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия   с учетом изгибающего момента от внешней нагрузки до центра тяжести растянутой или наименее сжатой арматуры;
l - пролет элемента;
  - длина зоны анкеровки;
  - длина зоны передачи предварительного напряжения в арматуре на бетон;
  - расчетная длина элемента, подвергающегося действию сжимающей продольной силы;
i - радиус инерции поперечного сечения элемента относительно центра тяжести сечения;
 ,   - номинальный диаметр стержней соответственно продольной и поперечной арматуры;
 ,   - площади сечения арматуры соответственно S и S';
  - площадь сечения хомутов, расположенных в одной нормальной к продольной оси элемента плоскости, пересекающей наклонное сечение;
  - коэффициент армирования, определяемый как отношение площади сечения арматуры S к площади поперечного сечения элемента   без учета свесов сжатых и растянутых полок;
A - площадь всего бетона в поперечном сечении;
  - площадь сечения бетона сжатой зоны;
  - площадь сечения бетона растянутой зоны;
  - площадь приведенного сечения элемента;
  - площадь смятия бетона;
I - момент инерции сечения всего бетона относительно центра тяжести сечения элемента;
  - момент инерции приведенного сечения элемента относительно его центра тяжести;
W - момент сопротивления сечения элемента для крайнего растянутого волокна.

Характеристики предварительно напряженного элемента

P,   - усилие предварительного обжатия с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента;
 ,   - усилие в напрягаемой арматуре с учетом соответственно первых и всех потерь предварительного напряжения;
  - предварительное напряжение в напрягаемой арматуре с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре, соответствующих рассматриваемой стадии работы элемента;
  - потери предварительного напряжения в арматуре;
  - сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного обжатия с учетом потерь предварительного напряжения в арматуре.





Приложение Б
(справочное)

РАСЧЕТ ЗАКЛАДНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Б.1. Расчет нормальных анкеров, приваренных в тавр к плоским элементам стальных закладных деталей, на действие изгибающих моментов, нормальных и сдвигающих сил от статической нагрузки, расположенных в одной плоскости симметрии закладной детали, производится из условия:

 , (Б.1)

где   - наибольшее растягивающее усилие в одном ряду анкеров, равное:

 ; (Б.2)

  - сдвигающее усилие, приходящееся на один ряд анкеров, равное:

 ; (Б.3)

  - наибольшее сжимающее усилие в одном ряду анкеров, определяемое по формуле

 . (Б.4)

 

Рисунок Б.1. Схема усилий, действующих на закладную деталь

  - сдвигающая сила, воспринимаемая анкерами, определяется по формуле

 , (Б.5)

где   - коэффициент, принимаемый равным 1,65;
  - предельная растягивающая сила, воспринимаемая одним рядом анкеров, определяется по формуле

 . (Б.6)

В формулах (Б.1) - (Б.6):
M, N, Q - момент, нормальная и сдвигающая силы, действующие на закладную деталь соответственно; момент определяется относительно оси, расположенной в плоскости наружной грани пластины и проходящей через центр тяжести всех анкеров;
  - число рядов анкеров вдоль направления сдвигающей силы; если не обеспечивается равномерная передача сдвигающей силы Q на все ряды анкеров, то при определении сдвигающего усилия   учитывается не более четырех рядов;
z - расстояние между крайними рядами анкеров;
  - суммарная площадь поперечного сечения анкеров наиболее напряженного ряда.
Площадь сечения анкеров остальных рядов должна приниматься равной площади сечения анкеров наиболее напряженного ряда.
В формулах (2) и (4) нормальная сила N считается положительной, если направлена от закладной детали (см. рисунок Б.1), и отрицательной - если направлена к ней. В случаях, когда   получает отрицательное значение, то в формуле (Б.3) принимается  .
При расположении закладной детали на верхней (при бетонировании) поверхности изделия значение   принимается равным нулю.
Б.2. В закладной детали с анкерами, приваренными внахлестку под углом от 15 до 30 °, наклонные анкера рассчитываются на действие сдвигающей силы (при Q > N, где N - отрывающая сила) по формуле

 , (Б.7)

где   - суммарная площадь поперечного сечения наклонных анкеров;
  - см. 8.1.1.
При этом должны устанавливаться нормальные анкера, рассчитываемые по формуле (Б.1) и при значениях  , равных 0,1 сдвигающего усилия, определяемого по формуле (Б.3).
Б.3. Конструкция сварных закладных деталей с приваренными к ним элементами, передающими нагрузку на закладные детали, должна обеспечивать включение в работу анкерных стержней в соответствии с принятой расчетной схемой. Внешние элементы закладных деталей и их сварные соединения рассчитываются согласно СП 16.13330. При расчете пластин и фасонного проката на отрывающую силу принимается, что они шарнирно соединены с нормальными анкерными стержнями.
Кроме того, толщина пластины t расчетной закладной детали, к которой привариваются в тавр анкера, должна проверяться из условия:

 , (Б.8)

где   - диаметр анкерного стержня, требуемый по расчету;
  - расчетное сопротивление стали на срез, принимаемое согласно СП 16.13330.
Для типов сварных соединений, обеспечивающих большую зону включения пластины в работу при вырывании из нее анкерного стержня и соответствующем обосновании возможна корректировка условия (Б.8) с целью уменьшения толщины пластины.
Толщина пластины должна также удовлетворять технологическим требованиям по сварке.





Приложение В
(справочное)

РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ СИСТЕМ

В.1. Расчет несущих конструктивных систем должен включать:
определение усилий в элементах конструктивной системы (колоннах, плитах перекрытий и покрытия, фундаментных плитах, стенах, ядрах) и усилий, действующих на основания фундаментов;
определение перемещений конструктивной системы в целом и отдельных ее элементов, а также ускорений колебания перекрытий верхних этажей;
расчет на устойчивость конструктивной системы (устойчивость формы и положения);
оценку несущей способности и деформации основания;
а в отдельных случаях и оценку сопротивляемости конструктивной системы прогрессирующему разрушению.
В.2. Расчет несущей конструктивной системы, включающей надземные и подземные конструкции и фундамент, следует производить для стадии эксплуатации. В случае существенного изменения расчетной ситуации в процессе возведения расчет несущей конструктивной системы следует производить для всех последовательных стадий возведения, принимая расчетные схемы, отвечающие рассматриваемым стадиям.
В.3. Расчет несущей конструктивной системы в общем случае следует производить в пространственной постановке с учетом совместной работы надземных и подземных конструкций, фундамента и основания под ним.
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

 , (И.1)

где   - коэффициент, принимаемый для обработанных швов равным 0,25, а для необработанных швов равным нулю.
Расчет армированных контактных швов на растяжение рекомендуется производить из условия

 . (И.2)

И.5. Расчет контактных швов на сдвиг рекомендуется производить из условия

 , (И.3)

где   - коэффициент, принимаемый для необработанных швов равным 0,5, а для обработанных швов равным 1,0.
Расчет армированных контактных швов на сдвиг рекомендуется производить из условия:

 , (И.4)

но не более  ,
где   - коэффициент принимаемый таким же, как и в условии (И.3);
  - коэффициент, принимаемый равным  ;
  - коэффициент, принимаемый равным 2,0.
И.6. Расчет контактных швов на совместное действие сдвигающих и растягивающих усилий производится из условия

 , (И.5)

где усилие   принимается равным правой части в условиях (И.1) и (И.2), а усилие   - равным правой части в условиях (И.3) и (И.4).
И.7. Расчет контактных швов на сжатие производится из условия

 . (И.6)

Расчет армированных контактных швов на сжатие рекомендуется производить из условия

 . (И.7)

И.8. Расчет контактных швов на совместное действие сдвигающих и сжимающих усилий производится из условий:
при 

 , (И.8)

при 

 ; (И.9)

при 

 , (И.10)

где усилие   принимается равным правой части условия (И.6) и (И.7), усилие   - равным правой части в условиях (И.3) и (И.4), коэффициент   принимается равным 1,0, а для особых случаев, требующих опытного обоснования - по данным прямых экспериментальных исследований.





Приложение К
(справочное)

УЧЕТ КОСВЕННОГО АРМИРОВАНИЯ ПРИ РАСЧЕТЕ
ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ
НЕЛИНЕЙНОЙ ДЕФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ

К.1. Расчет внецентренно сжатых стержневых элементов из тяжелого или мелкозернистого бетона с косвенным армированием на основе нелинейной деформационной модели следует производить согласно указаний 8.1.20 - 8.1.30 и дополнительных указаний К.2 - К.4.
К.2. Жесткостные характеристики   (i, j - 1, 2, 3) в уравнениях (8.39) - (8.41) для определения деформаций бетона и арматуры в нормальном сечении элементов с косвенным армированием следует определять по формулам:

 ; (К.1)

 ; (К.2)

 ; (К.3)

 ; (К.4)


КонсультантПлюс: примечание.
Формула дана в соответствии с официальным текстом документа.

 ; (К.5)

 , (К.6)

где:
 ,  ,   - площадь, координаты центра тяжести k-го сжатого участка бетона с косвенным армированием и напряжение на уровне его центра тяжести;
  - коэффициент упругости бетона с косвенным армированием k-го участка; остальные обозначения - см. 8.1.23.
Допускается в формулах (К.1) - (К.6) принимать  .
К.3. Значения коэффициента   следует определять по диаграмме деформирования бетона с косвенным армированием при осевом сжатии.
При использовании двухлинейных или трехлинейных диаграмм значения коэффициента   следует определять, используя зависимости (6.5) - (6.9), в которых вместо характеристик бетона  ,   и   следует использовать характеристики бетона с косвенным армированием  ,   и 

 ; (К.7)

 ; (К.8)

 , (К.9)

где   - расчетное сопротивление арматуры сеток косвенного армирования;

 , (К.10)

здесь  ,  ,   - число стержней, площадь поперечного сечения и длина сетки соответственно (по осям крайних стержней) в одном направлении;
 ,  ,   - то же, в другом направлении;

 ; (К.11)

 , (К.12)

  и   - в МПа.
К.4. При использовании криволинейных диаграмм деформирования значения коэффициента   следует определять, используя зависимости (К.2) - (К.8), в которых вместо характеристик бетона   и   следует использовать характеристики бетона с косвенным армированием   и  , а значение параметра   для восходящей ветви диаграммы осевого сжатия бетона следует принимать равным значению, вычисленному по формуле

 . (К.13)


БИБЛИОГРАФИЯ

[1] ТУ 14-1-5543-2006. Прокат термомеханически упрочненный класса Ас500С повышенной хладостойкости для армирования железобетонных конструкций.
[2] РТМ 393-94. Руководящие технологические материалы по сварке и контролю качества соединений арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций.
[3] ТУ 14-1-5526-2006. Прокат арматурный класса А500СП с эффективным периодическим профилем.

Новости