4.Расчетные и нормативные сопротивления бетона и арматурных сталей.

Нормативные и расчетные сопротивления бетона

Нормативными сопротивлениями бетона являются со­противление осевому сжатию призм (призменная проч­ность) Rbn и сопротивление осевому растяжению Rbtn, которые определяются в зависимости от класса бетона по прочности (при обеспеченности 0,95).

Нормативную призменную прочность определяют по эмпирической формуле

R_bn = В (0,77 — 0,00125 В); при этом Rbn≥0,72 В.

Нормативное сопротивление осевому растяжению Rbtn определяют в соответствии с зависимостью

Rbtn=0,233* ³√(R²)

При контроле класса бетона по прочности на осевое растяжение нормативное сопротивление бетона осевому растяжению Rbtn принимают равным его гарантирован­ной прочности (классу) на осевое растяжение.

Расчетные сопротивления бетона для расчета по пер­вой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэф­фициенты надежности по бетону: при сжатии — γ_bc =1,3, при растяжении — γ_bt = 1,5, а при контроле прочности на растяжение — γ_bt = 1,3. Расчетное сопротивление бе­тона осевому сжатию

R_b = Rbn /γ_bc ;

расчетное сопротивление бетона осевому растяжению

R_bt=R_btn/ γ_bt

Расчетное сопротивление сжатию тяжелого бетона классов В50, В55, В60 умножают на коэффициенты, учи­тывающие особенность механических свойств высоко­прочного бетона (снижение деформаций ползучести), соответственно равные 0,95, 0,925 и 0,9.

При расчете элементов конструкций расчетные со­противления бетона Rb и Rbt уменьшают, а в отдельных случаях увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условий работы бетона γ_bi , учитывающие следующие факторы: особенности свойств бетонов; дли­тельность действия нагрузки и ее многократную повто­ряемость, условия, характер и стадию работы конструк­ции; способ ее изготовления, размеры сечения и т. п.

Расчетные сопротивления бетона для расчета по вто­рой группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по бетону γ_b= 1, т.е. прини­мают равными нормативным значениям Rbser = Rbn,

Rbt,ser=Rbtn и вводят в расчет с коэффициентом условий работы бетона γ_bi = 1 за исключением случаев расчета железобетонных элементов по образованию трещин при действии многократно повторяющейся нагрузки, когда следует вводить коэффициент γ_bi , установленный нор­мами.

Нормативные сопротивления арматуры R_sn устанав­ливают с учетом статистической изменчивости прочности и принимают равными наименьшему контролируе­мому значению следующих величин: для стержневой ар­матуры—физического предела текучести б_y или

услов­ного предела текучести б₀ ,₂; для проволочной армату­ры— условного предела текучести

б₀ ,₂=0,8б_u

Нормами установлена доверительная вероятность нормативного сопротивления арматуры — 0,95.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению для расчета по первой группе предельных состояний опреде­ляют делением нормативных сопротивлений на соответ­ствующие коэффициенты надежности по арматуре

R_s = Rsn/γ_s

Расчетные сопротивления арматуры сжатию Rsc, используемые в расчете конструкций по первой группе предельных состояний, при сцеплении арматуры с бето­ном принимают равными соответствующим расчетным сопротивлением арматуры растяжению R_s , но не более 400 МПа (исходя из предельной сжимаемости бетона εиь).

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления арматуры снижают или в отдельных случаях повышают умножением на соответствующие коэффици­енты условий работы γ_si, учитывающие возможность не­полного использования ее прочностных характеристик в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки, наличием загибов, характером диаграммы растя­жения стали, изменением ее свойств в зависимости от условий работы конструкции и т. п.

При расчете элементов на действие поперечной силы расчетные сопротивления поперечной арматуры снижают введением коэффициента условий работы γ_s1=0,8 учитывающего неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине наклонного сечения. Кроме того, для сварной поперечной арматуры из проволоки классов Вр-1 и стержневой арматуры класса А-Ш, диаметр ко­торых меньше 1/3 диаметра продольных стержней вво­дят коэффициент γ_s2= 0,9, учитывающий возможность хрупкого разрушения сварного соединения хомутов.

Кроме того, расчетные сопротивления R_s, R_sc и R_sw следует умножать на коэффициенты условий работы: γ_s3, γ_s4— при многократном приложении нагрузки ; γ_s5 =l х/lр или γ_s5 = lx/lan — в зоне передачи на­пряжений и в зоне анкеровки ненапрягаемой арматуры без анкеров; γ_s6 — при работе высокопрочной арматуры при напряжениях выше условного предела текуче­сти б₀ ,₂.

Расчетные сопротивления арматуры для расчета по второй группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по арматуре γ_s =1, т.е. при­нимают равными нормативным значениям Rs,ser = Rsn

и вводят в расчет с коэффициентом условий работы ар­матуры γ_si =1.

5.Коэффициенты условий работы.Степень ответственности зданий и сооружений. Степень ответственности и капитальности зданий и сооружений, а также значимость последствий наступ­ления предельных состояний учитывают с помощью ко­эффициентов надежности по назначению сооружения у_п, на которые следует умножать расчетные значения нагрузок и воздействий. Здания и сооружения по степе­ни ответственности и капитальности делятся на три класса:

1-й класс. Для зданий и сооружений, имеющих важ­ное обоснованное народнохозяйственное значение, таких как: тепловые и атомные электростанции, телевизионные башни, трубы высотой более 200 м, резервуары для неф­тепродуктов вместимостью более 10 тыс. м³, крытые спортивные и зрелищные сооружения, учебные заведе­ния. Коэффициент надежности по назначению равен: у_п=1,0.

2-й класс. К этому классу относятся промышленные и гражданские сооружения, не относящиеся к 1 и 3 клас­сам. Коэффициент у_п в этом случае равен 0,95.

3-й класс. Для складов без процессов упаковки и сор­тировки, одноэтажных жилых домов, временных зданий коэффициент у_п принимается равным 0,9.

Учет влияния на работу конструкций вероятной дли­тельности или многократной повторяемости нагрузок, влажностных и температурных условий, агрессивности среды, размеров сечений конструкций, способов изготов­ления и т.д., а также других факторов, не отраженных в расчетах прямым путем, следует производить с по­мощью коэффициентов условий работы у_с. Численные значения устанавливаются нормативными документами по проектированию конструкций и оснований на осно­вании опыта строительства, а также экспериментальных и теоретических исследований. В практике проектирова­ния коэффициенты условий работы умножают на рас­четные сопротивления материалов.