СП 5.03.01-2020 Бетонные и железобетонные конструцкции

CП 5.03.01-2020

Ж.2.2.1 При проверке критериев обеспечения несущей способности и устойчивости отдельной конструкции и (или) конструктивного элемента (ключевого элемента), непосредственно воспринимающего особое воздействие, применяют расчетное сочетание

где GA,j — частный коэффициент для постоянных нагрузок в особой расчетной ситуации; Gk,j — характеристическое значение постоянного воздействия;

Ad — расчетное значение эффекта от особого воздействия;

A1 — коэффициент сочетаний доминирующей переменной нагрузки в сочетаниях, включающих особое воздействие; принимают по таблице Ж.8;

Qk1 — характеристическое значение доминирующего переменного воздействия.

Значения коэффициента сочетаний A следует принимать в зависимости от требуемого класса надежности конструктивных элементов и коэффициента kA, определяемого как отношение расчетного значения эффекта от особого воздействия Ad на рассматриваемый элемент к эффекту Ek от суммарного значения характеристической нагрузки на данный элемент:

где Qk,i — характеристическое значение сопутствующих переменных нагрузок.

Таблица Ж.8 — Коэффициенты A и GA для переменных нагрузок при расчете ключевого элемента

Примечание — При kA 4 для конструкций класса надежности RC2 по СН 2.01.01 комбинационные значения переменных воздействий допускается не учитывать в расчетном сочетании (Ж.2).

Ж.2.2.2 При проверке критериев обеспечения несущей способности и общей устойчивости конструктивной системы здания, получившей локальные разрушения (модифицированной конструктивной

CП 5.03.01-2020

системы), для восприятия действующих воздействий (эффектов воздействий) без развития прогрессирующего (непропорционального) обрушения здания, применяют расчетное сочетание

где 1,1 — коэффициент сочетаний доминирующей переменной нагрузки в комбинациях для модифицированной конструктивной системы; принимают по таблице Ж.9;

2i — коэффициент сочетаний сопутствующих переменных нагрузок в комбинациях для модифицированной конструктивной системы; принимают по таблице Ж.9.

Таблица Ж.9 — Коэффициенты сочетаний 1, 2 для переменных нагрузок при расчете модифицированной

конструктивной системы

Значения коэффициентов сочетаний 1 и 2 следует принимать для различных видов переменной нагрузки в зависимости от планируемой длительности периода восстановления поврежденных конструкций TR. Период восстановления TR — время, в течение которого конструктивная система, модифицированная вследствие удаления поврежденных элементов, должна выдерживать все нагрузки с заданной вероятностью, соответствующей целевому индексу надежности tag, равному 3,3.

Ж.3 Проверки конструктивных систем зданий на устойчивость к прогрессирующему обрушению

Ж.3.1 Методы проверок

Ж.3.1.1 При расчетных проверках конструктивных систем здания на устойчивость к прогрессирующему обрушению следует применять следующие расчетные методы.

Ж.3.1.2 Метод, направленный на обеспечение сопротивления отдельного конструктивного элемента локальному разрушению при особом воздействии, приложенном непосредственно к элементу (метод «локальной» прочности).

Ж.3.1.3 Метод, связанный с разработкой альтернативных (резервных) путей передачи усилий от воздействий после локального разрушения отдельного конструктивного элемента.

Ж.3.1.4 При этом следует выделять две подкатегории методов.

Косвенный метод

Направлен на обеспечение неразрезности, общей целостности и пластической деформативности конструктивной системы здания при особом воздействии за счет постановки расчетного минимума соединительных вертикальных и горизонтальных связей (метод связевых усилий, СУ-метод).

Прямой метод

Основан на идентификации и ограничении допускаемой площади или объема здания, подвергающихся прогрессирующему обрушению при локальном разрушении отдельного конструктивного элемента, и на проектировании конструктивной системы, способной воспринимать эффекты от особых воздействий, возникающие в конструктивных элементах системы в пределах объема здания, подвергшегося прогрессирующему обрушению (метод альтернативных (резервных) путей передачи нагрузки, АТ-метод).

Ж.3.1.5 Выбор расчетного метода для проверки здания на устойчивость к прогрессирующему обрушению следует производить в зависимости от класса проектируемого здания согласно таблице Ж.2.

CП 5.03.01-2020

Ж.3.2 Указания по проектированию системы горизонтальных и вертикальных связей. Метод связевых усилий (CУ-метод)

Общие положения

Ж.3.2.1 При проектировании защиты здания по СУ-методу элементы конструктивной системы следует объединять интегрированной системой горизонтальных и вертикальных связей, которые обеспечивают неразрезность, пластическую деформативность конструктивной системы и создают альтернативные пути передачи нагрузки в случае наступления особой расчетной ситуации и удаления несущего конструктивного элемента.

Ж.3.2.2 Расчетные связевые усилия могут восприниматься существующими элементами конструктивной системы, запроектированными в соответствии с требованиями ТНПА.

Ж.3.2.3 Для обеспечения интегральной целостности здания в особой расчетной ситуации следует применять два вида связей:

—горизонтальные связи, размещаемые в уровне перекрытий и покрытий;

—вертикальные связи, размещаемые в колоннах и несущих стенах.

В зависимости от местоположения в плоскости перекрытия или покрытия следует рассматривать:

—внутренние связи, располагаемые в продольном и поперечном направлении в поле перекрытия;

—наружные или периметрические (периферийные) связи, располагаемые по внешнему контуру перекрытия;

—угловые связи, размещаемые в местах установки угловых колонн и несущих стен.

Ж.3.2.4 Элементы конструктивной системы (балки, контурные и обвязочные балки и т. д.) могут рассматриваться в качестве продольных, поперечных и (или) периметрических связей только в том случае, если они способны воспринимать расчетные связевые усилия, обеспечивая угол поворота 0,2 рад (11,3 ) без разрушения. При этом арматура, рассматриваемая в качестве связей, должна иметь соответствующую анкеровку, удовлетворяющую требованиям ТНПА.

Ж.3.2.5 Значения нагрузок для расчета связевых усилий Равномерное распределение нагрузок на перекрытие (покрытие)

При расчете величины связевых усилий значения равномерно распределенных нагрузок, действующих на конструктивные элементы перекрытий и покрытий, принимают:

При определении нагрузок, применяемых для расчета связевых усилий, повышающий динамический коэффициент не учитывают.

Допускается определять значение равномерно распределенной нагрузки, действующей на перекрытие, wF при расчете величины связевых усилий по формуле

Если интенсивность постоянной или переменной равномерно распределенной нагрузки изменяется на разных участках в пределах площади перекрытия или покрытия, для определения ее расчетного значения, применяемого при определении связевых усилий, следует руководство-

ваться Ж.3.2.6–Ж.3.2.11.

Неравномерное распределение нагрузок на перекрытие (покрытие)

Ж.3.2.6 Если в пределах пролета или выделенного участка перекрытия действуют различные виды нагрузок, а на отдельные пролеты перекрытия действуют сосредоточенные нагрузки, то сосредоточенные нагрузки допускается заменять эквивалентной равномерно распределенной нагрузкой, действующей в рассматриваемом пролете. При расчетах связевых усилий эквивалентная равномерно распределенная нагрузка суммируется с постоянными и переменными нагрузками, действующими в рассматриваемом пролете или на участке перекрытия.

CП 5.03.01-2020

Ж.3.2.7 Если нагрузка изменяется в пределах площади одного этажа, перекрытие или покрытие следует разделять на отдельные участки, в пределах которых нагрузка может считаться постоянной и рассчитываться по формуле (Ж.7).

Ж.3.2.8 Эффективные нагрузки на перекрытие (покрытие), используемые для определения связевых усилий, следует рассчитывать с учетом следующего:

1)если разница между максимальными и минимальными значениями нагрузок в пределах выделенных участков не превышает 25 % от значения минимальной нагрузки, а площадь участка, на котором действует максимальная нагрузка, составляет:

а) не более 25 % от общей площади перекрытия или покрытия — в расчетах следует принимать значение эффективной нагрузки, рассчитываемое путем суммирования равнодействующих нагрузок, действующих на отдельные участки перекрытия, с последующим делением суммарной нагрузки на общую площадь перекрытия.

б) более 25 % от общей площади перекрытия или покрытия — в расчетах следует принимать значение эффективной нагрузки, равное максимальному значению нагрузки по выделенным участкам;

2)если разница в значениях максимальной и минимальной нагрузок, действующих на отдельных участках перекрытия, составляет более 25 % от минимального значения нагрузки:

а) в качестве эффективной нагрузки следует принимать максимальное значение нагрузки из действующих нагрузок на отдельных участках; б) площадь всего перекрытия (покрытия) следует разделить на отдельные участки, в преде-

лах которых нагрузку допускается рассматривать как имеющую одну интенсивность согласно СН 2.01.02. При этом каждый из выделенных участков должен иметь свою систему горизонтальных внутренних (продольных и поперечных) и периметрических связей.

Ж.3.2.9 Периметрические связи следует размещать по границе выделенных участков, как показано на рисунке Ж.5. В этом случае периметрические связи, располагаемые по границе отдельных участков

сразличными нагрузками, следует рассчитывать на сумму связевых усилий, определяемых отдельно для смежных наиболее и наименее нагруженных участков (пролетов).

Продольные связи 1 — для участка с меньшей нагрузкой. Продольные связи 2 — для участка с повышенной нагрузкой.

Поперечные (втутренние) связи 1 — для участка с меньшей нагрузкой. Поперечные (внутренние) связи 2 — для участка с повышенной нагрузкой.

Периметрические связи 1 — для участка с меньшей нагрузкой. Периметрические связи 2 — для учатска с большей нагрузкой Периметрические связи 3 — на границе участков с различными нагрузками.

Рисунок Ж.5 — Схема размещения горизонтальных связей в перекрытии (покрытии) с неравномерным распределением нагрузок по площади

Рисунок Ж.6 — Схемы анкеровки:

а — внутренних связей в контурных элементах; б — периметрических связей с угловыми колоннами

Ж.3.2.12 Нагрузки от элементов заполнения и фасадов

Нагрузки от элементов заполнения и фасадов следует учитывать при расчетах периметрических и вертикальных связевых усилий. При расчетах связевых усилий, внутренних продольных и поперечных связей элементы заполнения и фасадов не учитывают.

Правила проектирования внутренних продольных и поперечных связей

Ж.3.2.13 В качестве элементов, воспринимающих связевые усилия, допускается применять конструктивные элементы, входящие в состав перекрытия или покрытия (балки, обвязочные балки и т. п.), в том случае если элементы и их соединения оказывают достаточное сопротивление.

Ж.3.2.14 Каркасные и рамно-каркасные системы, включая каркасы с плоскими плитами перекрытий и покрытий

Продольные и поперечные связи в уровне перекрытий или покрытий следует располагать ортогонально друг к другу на всю длину, обеспечивая их надежную анкеровку в элементах, выполняющих роль периметрических связей, в соответствии с требованиями настоящих строительных правил.

CП 5.03.01-2020

Расстояния между внутренними продольными и поперечными связями, располагаемыми в уровне перекрытий и покрытий, не должны превышать 0,2LT или 0,2LL (где LT и LL — наибольшие расстояния между осями колонн, рам или несущих стен, поддерживающих два смежных пролета в продольном и поперечном направлениях соответственно) (рисунок Ж.7).

Размеры в метрах

Рисунок Ж.7 — Схема для определения величины расчетных пролетов Li при расчете связевых усилий для рамно-каркасных зданий и зданий с несущими стенами и плитами, работающими в двух направлениях

В перекрытиях и покрытиях с плоскими плитами в межколонных полосах, располагаемых по оси колонн шириной 0,2LT или 0,2LL, следует располагать внутренние связи, запроектированные на расчетное усилие, равное двойному связевому усилию, рассчитанному для перекрытия или покрытия в целом. Оставшаяся часть связевого усилия распределяется на пролетную часть перекрытия.

Каждую из непрерывных горизонтальных связей, включая концевые соединения, следует рассчитывать в особой расчетной ситуации для восприятия расчетного растягивающего усилия Tj по формулам:

— для внутренних (продольных и поперечных) связей

правлению рассматриваемой связи.

Ж.3.2.15 Конструктивные системы с несущими стенами

Горизонтальные внутренние связи, размещаемые в полосе шириной 0,2LT или 0,2LL (по 0,1LT и 0,1LL от оси несущей стены (рисунок Ж.8)) над несущей стеной, следует рассчитывать на величину удвоенного усилия, приходящегося на эту полосу (например, при расчетном усилии для перекрытия 150 кН/м LT 6 м, тогда расчетное растягивающее усилие в полосе над несущей стеной со-

ставит: Tj 150 0,2 6,0 2,0 360 кН).

Рисунок Ж.8 — Схема для определения величины расчетных пролетов Li при расчете связевых усилий для зданий с несущими стенами и плитами, работающими в одном направлении

(при высоте этажа в свету H 3 м)

Для плит, работающих в двух направлениях, расчетное растягивающее усилие Tj, по которому выполняют подбор внутренних продольных и поперечных связей, определяют по формуле

где wF — расчетная нагрузка, действующая на перекрытие (покрытие) в особой расчетной ситуации, кПа; определяют по формуле (Ж.7);

Li — наибольшее расстояние, м, между осями стен, поддерживающих любые два соседних пролета по направлению рассматриваемой связи.

Для плит, работающих в одном направлении (см. рисунок Ж.8), расстояния между продольными и поперечными связями не должны превышать 0,2LL (где LL — наибольшее расстояние между осями несущих стен, поддерживающих любые два соседних пролета в продольном направлении). В полосе, примыкающей к стене, равной 0,1LL, следует размещать связи, рассчитанные на восприятие максимум двойного усилия, действующего в поле перекрытия.

В поперечном направлении длину связи LT принимают равной 5Н (где Н — высота этажа в свету, м). Расчетное растягивающее усилие для подбора внутренних связей следует рассчитывать по формуле (Ж.9), принимая:

—при расчете продольных связей Li LL;

—при расчете поперечных связей Li LT 5H.

Правила проектирования периметрических связей

Ж.3.2.16 В перекрытиях каркасных зданий, проектируемых с обвязочными или контурными балками, периметрические связи допускается размещать либо непосредственно внутри самих конструктивных элементов, либо в зонах, непосредственно примыкающих к контурным элементам сверху, при условии, что установка дополнительной связи обеспечивает угол поворота сечений 0,2 рад (11,3 ).

Ж.3.2.17 В системах перекрытий с монолитными обвязочными или контурными балками полосу шириной 1 м, в пределах которой размещают периметрические связи, следует отсчитывать как расстояние от внутренней грани балки (см. рисунки Ж.8 и Ж.9).

CП 5.03.01-2020

Размеры в метрах

Рисунок Ж.9 — Схема размещения областей стыковки продольных, поперечных и периметрических внутренних связей

Ж.3.2.18 Периметрические связи следует рассчитывать на восприятие растягивающего усилия Тр, которое определяют по формуле

Примечание — При расчете усилий в параметрических связях при постоянных нагрузках следует учитывать собственный вес элементов перекрытия, другие постоянные нагрузки, включая нагрузки от элементов заполнения и фасадов, поддерживаемых конструкциями перекрытия. Если нагрузки от элементов заполнения (наружных несущих стен), фасадов заданы как погонные усилия, в килоньютонах на метр, вдоль периметра, их следует преобразовывать в площадные нагрузки, в килопаскалях, равномерно распределенные по периметрической полосе шириной 1 м, и добавлять к другим нагрузкам, действующим на перекрытие согласно Ж.3.2.

Ж.3.2.19 Для зданий, в которых отдельные секции имеют разное количество этажей (например, к двухэтажной секции примыкает секция высотой более трех этажей), периметрические связи следует размещать в уровнях перекрытий, имеющих одинаковые высотные отметки по периметру всего здания.

Ж.3.2.20 Правила проектирования вертикальных связей

В каркасных зданиях колонны, несущие и ненесущие стены следует использовать как элементы, воспринимающие вертикальные связевые усилия. Вертикальные связи должны быть непрерывными на всю высоту здания от уровня фундамента до уровня покрытия. При проектировании вертикальных связей следует соблюдать требования TКП EN 1991-1-7 и ТКП EN 1992-1-1 (9.10.2.5)

Вертикальные связи следует рассчитывать на восприятие растягивающего усилия, создаваемого наибольшей по величине вертикальной нагрузкой, воспринимаемой колонной или стеной любого этажа, собираемой с грузовой площади, равной площади потенциального обрушения.

Обеспечение неразрезности связей

Ж.3.2.21 Траектории периметрических связей должны быть непрерывными по контуру перекрытия. Для внутренних продольных и поперечных связей траектории, проходя от противоположных наружных граней перекрытия, должны быть неразрывными.

Если в площади перекрытия есть разрывности (лифтовые шахты, вентканалы, лестничные клетки и т. д.), допускается устраивать дополнительную систему периметрических связей. Анкеровка периметрических, внутренних продольных и поперечных связей должна быть обеспечена согласно требованиям соответствующих ТНПА.

CП 5.03.01-2020

Стыковка, анкеровка и размещение связей в монолитных железобетонных и предварительно напряженных перекрытиях и покрытиях

Ж.3.2.22 В монолитных, сборно-монолитных и сталебетонных конструкциях перекрытий, а также в сборных перекрытиях с монолитной набетонкой соединения арматурных элементов, выполняющих функцию горизонтальных связей, следует выполнять в соответствии с требованиями ТНПА. Соединения (стыки) арматурных элементов следует размещать в шахматном порядке в закрашенных областях, показанных на рисунке Ж.9. Механические стыки арматуры на муфтах, обеспечивающие равнопрочное соединение, допускается применять в любом месте перекрытия.

Ж.3.2.23 Сварные соединения, соединения внахлест, петлевые соединения арматурных элементов продольных и поперечных горизонтальных связей следует размещать не ближе чем 0,2Li от любого несущего элемента поперечного направления (см. рисунок Ж.9). Соединения периметрических связей следует размещать на расстоянии по направлению связи не ближе чем 0,2Li от элемента поперечного направления (см. рисунок Ж.9).

Ж.3.2.24 В углах, образованных периметрическими связями, следует устанавливать дополнительную арматуру, обеспечивая требуемую длину анкеровки в соответствии с требованиями ТНПА.

Стыковка, анкеровка и размещение связей в перекрытиях и покрытиях из сборных элементов

Ж.3.2.25 При устройстве сборных железобетонных перекрытий и покрытий в качестве связевых элементов для восприятия связевых усилий допускается применять арматуру, располагаемую непосредственно в отдельных плитах, при условии что арматурные стержни проходят непрерывно через всю конструкцию перекрытия или покрытия и надежно заанкерены. Для устройства горизонтальных связей в коротком направлении сборных плит следует применять специальные мероприятия, например устройство монолитных армированных набетонок. При устройстве монолитной армированной набетонки, в которой размещают горизонтальные связи, следует обеспечивать требуемое сопротивление стыкового соединения как из условий сдвига, так и из условий отрыва сборных элементов при расчете в особой расчетной ситуации при развитии чрезмерных деформаций. Для обеспечения совместной работы сборных плит и монолитной армированной набетонки рекомендуется устройство из плит выпусков в виде крюков, петель и т. д.

Ж.3.2.26 При устройстве продольных горизонтальных связей арматурные стрежни, воспринимающие связевые усилия, допускается размещать в швах между отдельными сборными плитами (рисунок Ж.10). Схемы размещения горизонтальных связей в перекрытиях из сборных элементов показаны на рисунках Ж.11–Ж.14.

1 — продольные связи; 2 — поперечные связи; 3 — периметрические связи; 4 — угловые связи

Рисунок Ж.10 — Общая схема размещения внутренних связей в перекрытиях (покрытиях)

CП 5.03.01-2020

1 — плиты пустотного настила; 2 — элемент несущей стены или балки; 3 — монолитный бетон, укладываемый в условиях строительной площадки

Рисунок Ж.11 — Схемы размещения в перекрытиях из плит пустотного настила связей: а — периметрических; б — вертикальных

1 — плита пустотного настила; 2 — стержень связи; 3 — монолитный бетон

Рисунок Ж.12 — Расположение продольных связей: а — в шве между плитами; б — в пустоте плиты

1 — плита пустотного настила; 2 — арматурные стержни; 3 — монолитный бетон; 4 — опорная балка

Рисунок Ж.13 — Схемы узла примыкания плиты пустотного настила к периметрической связи