Расчетные значения сопротивления арматуры


Расчетные значения сопротивления арматуры

растяжению Rs

и
Rsc

Арматура классовРасчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПаАрматура классовРасчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа
растяжению Rsсжатию Rscрастяжению Rsсжатию Rsc
А240В500415 (360)
А300Вр1200500 (400)
А400Вр1300500 (400)
А500Вр1400500 (400)
А540450*Вр1500500 (400)
А600470 (400)К1400500 (400)
А800500 (400)К1500500 (400)
А1000500 (400)
* Если при упрочнении вытяжкой арматуры класса А540 контролируется удлинение и напряжение арматуры, расчетное сопротивление растяжению Rs
допускается принимать равным 490 Мпа (5000 кгс/см2). Значение Rsc в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw

Класс арматурыА240А300А400А500В500
Расчетное сопротивление поперечной арматурыRsw,
МПа (кгс/см2)
(1730)(2190)(2900)(3060)(3060)

Значения модуля упругости арматуры Еs

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Класс арматурыЗначения модуля упругости Es, МПа (кгс/см2)
Арматура всех классов кроме канатной
(2000000)
Канатная классов К1400;К1500
(1800000)

Значения модуля упругости арматуры Es

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значенияx, z, am

xzamxzamxzam
0,010,9950,010,260,870.2260,510,7450,38
0,020,990,020,270,8650.2340,520,740,385
0,030,9850,030,280,860,2410,530,7350,39
0,040,980,0390,290,8550.2480,540,730,394
0,050,9750,0490,300,850,2550,550,7250,399
0,060,970,0580,310,8450,2620,560,720,403
0,070,9650,0680,320,840,2690,570,7150,407
0,080,960,0770,330.8350.2760,580,710,412
0,090,9550,0860,340,830,2820,590,7050,416
0,100,950,0950,350,8250,2890,600,70,42
0,110.9450,1040,360,820,2950,620,690,428
0,120,940,1130,370,8150,3020,640,680,435
0,130,9350,1220,380,810,3080,660,670,442
0,140,930,130,390,8050,3140,680.660,449
0,150,9250,1390,400,80,320,700,650,455
0,160,920,1470,410,7950,3260,720,640,461
0,170,9150,1560,420,790,3320,740,630,466
0,180,910,1640,430,7850,3380,760,620,471
0,190,9050,1720,440,780,3430,780,610,476
0,200,90,180,450,7750,3490,800,60,48
0,210,8950,1880,460,770,3540,850,5750,489
0,220,890,1960,470,7650,360,900,550,495
0,230,8850,2040,480,760,3650,950,5250,499
0,240,880,2110,490,7550,371,000,50,5
0,250,8750,2190,500,750,375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

ЗначенияxR, aR

Класс арматурыА240А300А400А500В500
ЗначениеxR0,6120,5770,5310,4930,502
ЗначениеaR0,4250,4110,3900,3720,376

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры, сортамент горячекатаной стержневой арматуры

периодического профиля, обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки

Диа­метр,ммРасчётные площади поперечных сечений, см2, при чис­ле стержнейМас­сакг/мДиа­метр,ммСортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали классаСортамент арматурной прово­локи
1346910А300А400А500А540А600А800А1000В500Вр1200Вр1300Вр1400Вр1500
30.070.140.210.280.360.430.500.570.640.710.052XX
40.120.250.380.500.630.760.881.011.131.260.092XX
50.190.390.590.780.981.181.371.571.761.960.144XX
60.280.570.851.131.421.701.982.262.552.830.222XXXX
70.380.771.161.541.932.312.693.083.473.850.302XX
80.501.011.512.012.523,023.524,024.535.030.395XXXX
90.631.271.912.543.183.824.455.095.726.360.499X
100.781.572.363.143.934.715.506.287.077.850.617XXXXXXX
121.1312.263.394.525.666.797.929.0510.1811.310.888XXXXXXX
141.5393.084.626.167.709.2310.712.3113.8515.391.208XXXXXX
162.0114.026.038.0410.0612.0714.0816.0918.1020.111.578XXXXXX
182.545.097.6410.1812.7315.2717.8220.3622.9125.451.998XXXXXX
203.1426.289.4312.5715.7118.8521.925.1428.2831.422.466XXXXXXX
223.8017.6011.415.219.0122.8126.630.4134.2138.012.984XXXXXXX
254.909.8214.7319.6424.529.434.339.2744.1849.093.853XXXXXXX
286.1512.3218.424.630.736.9543.149.2655.4261.584.834XXXXXXX
328.0416.0824.132.140.2148.2556.264.3472.3880.426.313XXXXXXX
3610.1820,330.540.750.961.071.281.4491.62101.87.990XXXXX
4012.5625.1237.6850.2462.8075.3687.92100.40113.04125.609.870XXXXX

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Сортамент арматурных канатов класса K1400(К-7); K1500(К-7)

Класс и номинальный диаметр каната, ммДиаметр проволок, ммПлощадь поперечного сечения каната, см2Теоретическая масса 1-го пог.м. каната,кг
К15000,2270,173
0,510,402
0,9060,714
К14001,4161,116

ПРИЛОЖЕНИЕ 14

Нормативные и расчётные сопротивления арматуры

За нормативное сопротивление стержневой арматуры растяже­нию (Rsn

) принимается наименьшее контролируемое значение предела те­кучести с обеспеченностью 0,95, т.е.

(2.11)

Расчётные сопротивления арматуры растяжению для расчётов по предельным состояниям первой и второй группы определяют де­лением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффи­циенты надёжности по арматуре, т.е.

(2.12)

где gs – коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным:

для предельных состояний первой группы:

1,1 – для арматуры классов А240, А300 и А400;

1,15 – для арматуры класса А500;

1,2 – для арматуры класса В500;

1,0 – для предельных состояний второй группы, т.е.

(2.13)

Расчётное сопротивление стержневой арматуры классов A240, А300, A400 сжатию Rsc,

используемое при расчётах по предельным состояниям первой группы, при наличии сцепления с бетоном при­нимают
Rsc —
| |, так как при такой арматуре предел текучести стали при сжатии обычно достигается раньше разрушения сжатого железобетонного элемента.

Структура расчётных формул

В расчётах по несущей способности (по предельным состояниям пер­вой группы) исходят из стадии III напряжённо-деформированного состояния. При этом проверяется выполнение условия

F Fult

(2.14)

где F –

вероятное наибольшее усилие, которое может возникнуть в элементе при исключительных критических, но всё же возможных обстоятельствах;

Fult

– вероятная минимальная несущая способность элемента, определённая с учётом пониженной против контролируе­мой прочности бетона и арматуры.

Изменчивость величин F

и
Fult
как правило, описывается зако­ном нормального распределения случайных величин. Условие (2.14) можно изобразить графически (рис. 34).

Рис. 34. Кривые распределения:

а – усилий от внешней нагрузки в расчётном сечении; б – несущей способности в том же сечении: – среднестатистическое значение усилия от внешней нагрузки (

);
N –
расчётное значение усилия; – среднестатистическое значение несущей способности элемента; Ф – значение несущей способности с учётом пониженных против контролируемых прочностей бетона и арматуры

Подробнее условие (2.14) можно записать так:

, (2.15)

где С –

коэффициент, учитывающий насколько точно выбранная расчётная схема отражает работу реальной конструкции и другие факторы;

S –

коэффициент, учитывающий форму и размеры попе­речного сечения элемента.

Учтя, что и , a Rb = , Rs = ,

неравенство (2.15) можно записать несколько короче

(2.16)

Оценим в явном виде реальный коэффициент запаса прочности, который получается при расчёте по этому методу, приравняв

F = Fult

. (2.16 а)

При определении k

для короткого центрально сжатого бетонного элемента примем, что
N н = Nэкспл..
Сучётом этого (2.16 а) можно пере­писать так:

, (2.16 б)

где А

– площадь поперечного сечения элемента;

= 0, 9 – коэф­фициент, который вводится при расчёте бетонных конструкций.

С учётом того, что Npaзp = ,

формулу (2.16 б) можно записать так:

откуда

Аналогично можно записать условия, которые должны соблю­даться при расчётах по предельным состояниям второй группы, т.е. при расчёте прогибов, ширины раскрытия трещин и при расчёте по образованию трещин.

Расчёт по перемещениям обычно заключается в определении прогиба конструкции от нагрузок с учётом длительности их дей­ствия и и в сравнении его с предельно допустимым прогибом

f


fult
, (2.17)

где fult

– предельно допустимый прогиб по нормам для рассматри­ваемой конструкции.

Расчёт по раскрытию трещин заключается в определении ши­рины раскрытия трещин и сравнении её с предельно допустимой шириной раскрытия

acrc


acrc,ult
. (2.18)

Расчет железобетонных элементов следует производить по продолжительному и по непродолжительному раскрытию нормальных и наклонных трещин.

Ширину продолжительного раскрытия трещин определяют по формуле:

acrc = acrc1

,

а непродолжительного раскрытия трещин – по формуле:

acrc = acrc1 + acrc2 — acrc3

,

где acrc1

– ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;

acrc2

– ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок;

acrc3

– ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.

Считается, что трещины не появляются, если усилие N

от дей­ствия внешних нагрузок не превосходит усилия
Fcrc,ult,
т.е.

F


Fcrc,ult
, (2.19)

где Fcrc,ult –

усилие, воспринимаемое сечением в момент, предшеству­ющий образованию трещин.

Метод расчёта по предельным состояниям называют полуверо­ятностным. Большинство величин, входящих в расчётные форму­лы, являются величинами случайными. Нормативные значения на­грузок и воздействий, а также сопротивлений материалов обоснова­ны с позиций теории вероятностей. Однако проектировщик пользу­ется конкретными детерминированными величинами, полученными на основании теории вероятностей. Таким образом, теория вероят­ностей используется в нормах проектирования строительных кон­струкций в неявной форме, что послужило основанием называть метод рас­чёта по предельным состояниям полувероятностным.

Основная идея метода расчёта по предельным состояниям за­ключается в обеспечении гарантии того, чтобы даже в тех редких случаях, когда на конструкцию действуют максимально возмож­ные нагрузки, прочность бетона и арматуры минимальна, а условия эксплуатации весьма неблагоприятны, конструкция не разрушалась или не получала бы недопустимых прогибов или трещин.

Достоинства метода:

1. Введением в расчёты вместо единого коэффициента запаса проч­ности системы расчётных коэффициентов, диф­ференцированно учитывающих влияние на несущую способность элемента из­менчивости нагрузок, прочностных свойств материалов, условий эксплуатации, класса ответственности достигают лучшей сходи­мости теоретических данных с опытными, чем при едином коэф­фициенте запаса k

в прежних методах расчёта.

2. Каждое новое достижение в повывшении однородности матери­алов может быть учтено в нормах, что приведёт к их экономии.

3. Конструкции, рассчитанные по предельным состояниям, получа­ются несколько экономичнее по расходу материалов.

Недостатки метода:

1. Некоторые коэффициенты метода не получили достаточного опытного обоснования. Так, например, одинаковый коэффициент надёжности по нагрузке для собственного веса , приме­няемый как для большепролётных тонкостенных покрытий типа оболочек, где нагрузка от массы покрытия является основной, так и для междуэтажных перекрытий, которые работают на зна­чительную временную нагрузку, недостаточно обоснован.

2. Определение несущей способности элементов, состоящих из двух и более материалов (например, железобетонных) выполняется в настоящее время без учёта совместного статистического раз­броса прочности этих материалов при расчётных сопротивлени­ях, соответствующих низкой прочности каждого материала. Ве­роятность обнаружить материал с прочностью ниже расчётно­го сопротивления приблизительно равна 0,001. Вероятность сов­местного невыгодного попадания арматуры и бетона минималь­ной прочности является величиной чрезвычайно малой (пример­но 2 • 10-6), которая практически не может встретиться в экс­плуатируемых конструкциях. В связи с этим запроектированные по нормам конструкции обладают дополнительными резервами прочности, которые не учитываются в расчётах.

Нормативные и расчетные значения характеристик арматуры

Нормативные значения прочностных характеристик арматуры

2.2.2.1 Основной прочностной характеристикой арматуры является нормативное значение сопротивления растяжению , принимаемое в зависимости от класса арматуры по таблице 7.

Таблица 7

Класс арматурыНоминальный диаметр арматуры, ммНормативные значения сопротивления растяжению и расчетные значения сопротивления растяжению для предельных состояний второй группы , МПа
А2406-40
А3006-40
A4006-40
А50010-40
А60010-40
А80010-32
А100010-32
В5003-12
Вр1200
Вр1300
Вр14004; 5; 6
Вр1500
К1400(К-7)
К1500(К-7)6; 9; 12
К1500(К-19)

Расчетные значения прочностных характеристик арматуры

2.2.2.2 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению определяют по формуле

, (10)

где — коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным:

для предельных состояний первой группы:

1,1 — для арматуры классов А240, А300 и A400;

1,15 — для арматуры классов А500, А600 и А800;

1,2 — для арматуры классов А1000, В500, Вр1200-Вр1500, К1400, К1500;

для предельных состояний второй группы — 1,0.

Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению приведены (с округлением) для предельных состояний первой группы в таблице 8, второй группы — в таблице 7. При этом значения для предельных состояний первой группы приняты равными наименьшим контролируемым значениям по соответствующим ГОСТ.

Расчетные значения сопротивления арматуры сжатию принимают равными расчетным значениям сопротивления арматуры растяжению , но не более значений, отвечающих деформациям укорочения бетона, окружающего сжатую арматуру: при кратковременном действии нагрузки — не более 400 МПа, при длительном действии нагрузки — не более 500 МПа. Для арматуры классов В500 и А600 граничные значения сопротивления сжатию принимаются с коэффициентом условий работы равным 0,9 (таблица 8).

Таблица 8

Класс арматурыРасчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа
растяжениюсжатию
А240
А300
А400
А500435(400)
А600470(400)
А800500(400)
А1000500(400)
В500415(360)
Вр1200500(400)
Вр1300500(400)
Вр1400500(400)
Вр1500500(400)
К1400500(400)
К1500500(400)
Примечание — Значения в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки.

2.2.2.3 В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик арматуры умножают на коэффициенты условий работы , учитывающие особенности работы арматуры в конструкции.

Расчетные значения сопротивления хомутов и отогнутой поперечной арматуры классов А600-А1000, Вр1200-Вр1500 и канатной принимают не более 0,8 (с учетом всех потерь) и не более 300 МПа. В расчетах принимают большее из указанных значений. Расчетные значения для арматуры классов А240-А500, В500 приведены в СП 52-101.

Деформационные характеристики арматуры

2.2.2.4 Основными деформационными характеристиками арматуры являются значения:

относительных деформаций удлинения арматуры при достижении напряжениями расчетного сопротивления ;

модуля упругости арматуры .

2.2.2.5 Значения относительных деформаций арматуры принимают равными:

для арматуры с физическим пределом текучести

; (11)

для арматуры с условным пределом текучести

. (12)

2.2.2.6 Значения модуля упругости арматуры принимают одинаковыми при растяжении и сжатии и равными:

=1,8·10 МПа — для арматурных канатов (К);

=2,0·10 МПа — для остальной арматуры (А и В).

Диаграммы состояния арматуры

2.2.2.7 При расчете железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели в качестве расчетной диаграммы состояния (деформирования) арматуры, устанавливающей связь между напряжениями и относительными деформациями арматуры, принимают для арматуры с физическим пределом текучести классов А240-А500, В500 двухлинейную диаграмму (рисунок 2, а), а для арматуры с условным пределом текучести классов А600-А1000, Вр1200-Вр1500, К1400, К1500 — трехлинейную (рисунок 2, б).

а — двухлинейная; б — трехлинейная

Рисунок 2 — Диаграммы состояния растянутой арматуры

Диаграммы состояния арматуры при растяжении и сжатии принимают одинаковыми.

2.2.2.8 Напряжения в арматуре согласно двухлинейной диаграмме состояния арматуры определяют в зависимости от относительных деформаций по формулам:

при

; (13)

при

. (14)

Значения , и принимают согласно пп.2.2.2.5, 2.2.2.6 и 2.2.2.2. Значения относительной деформации принимают равными 0,025.

2.2.2.9 Напряжения в арматуре согласно трехлинейной диаграмме состояния арматуры определяют в зависимости от относительных деформаций по формулам:

при

; (15)

при

. (16)

Значения , и принимают согласно пп.2.2.2.5, 2.2.2.6 и 2.2.2.2.

Значения напряжений принимают равными 0,9 , а напряжений — равными 1,1 .

Значения относительных деформаций принимают равными , а деформаций — равными 0,015.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: