СП 5.03.01-2020 Бетонные и железобетонные конструцкции

CП 5.03.01-2020

6.1.5.2 Для аналитического описания полной диаграммы деформирования бетона нормального веса, а также мелкозернистого бетона в условиях осевого кратковременного сжатия, применяемой при выполнении нелинейных расчетов конструкций, используют зависимость

Зависимость (6.13) применяют в интервале относительных деформаций 0 c1 cu , где cu —

значение предельной относительной деформации бетона при сжатии; принимают по таблице 6.1. Для аналитического описания полной диаграммы деформирования легкого бетона в условиях

осевого кратковременного сжатия используют зависимость (6.13) и рисунок 6.1 с заменой значений fcm на flcm, c1 на lc1, cu на lcu1 и Ecm,n на Elcm,n в соответствии с таблицей 6.2.

При проверке предельных состояний несущей способности для описания модели сопротивления сечений при действии изгибающих моментов и продольных сил принимают упрощенные диаграммы деформирования бетона, эквивалентные базовой диаграмме.

6.1.5.3 Расчетные значения напряжений в узловых точках диаграммы деформирования fcd и flcd

определяют в соответствии с 6.1.2.11 и 6.1.2.13.

6.1.5.4 В моделях сопротивления сечений элементов железобетонных конструкций при действии изгибающих моментов и продольных сил допускается применять параболически-линейную диаграмму (рисунок 6.2 а)), при этом взаимосвязь между напряжениями и относительными деформациями установлена зависимостями:

В моделях сопротивления сечений элементов железобетонных конструкций из легкого бетона допускается применять параболически-линейную диаграмму с аналитическим описанием зависимостями (6.17), (6.18) по рисунку 6.2 а) с заменой c2 на lc2 и cu2 на lcu2 согласно таблице 6.2.

6.1.5.5 В моделях сопротивления сечений простой симметричной формы (прямоугольных, тавровых, двутавровых) с арматурой, сосредоточенной у наиболее растянутой и наиболее сжатой граней сечения, и усилиями, действующими в плоскости симметрии, допускается применять прямоугольную эпюру распределения напряжений в пределах эффективной высоты сжатой зоны сечения (рисунок 6.2 б)).

Рисунок 6.2 — Диаграммы деформирования бетона при сжатии, применяемые при расчете сопротивления сечений железобетонных конструкций: а — параболически-линейная диаграмма; б — упрощенный прямоугольный блок

Значения коэффициентов и принимают:

— при fck 50 MПa

— при 50 fck 90 MПa — 0,8 (fck 50) / 400 и 1 (fck 50) / 200.

При уменьшении ширины сжатой зоны сечения по направлению к наиболее сжатой грани значения fcd умножают на коэффициент, равный 0,9.

Эффективную высоту сжатой зоны сечения xeff x определяют в соответствии с разделом 8.

6.1.6 Диаграммы деформирования для железобетонных элементов с диагональными (наклонными) трещинами

6.1.6.1 Для железобетонных элементов, изготовленных из бетона нормального веса и мелкозернистого бетона, при наличии диагональных (наклонных) трещин зависимость 2 2, связывающую

главные сжимающие напряжения и относительные деформации в бетонной полосе между трещинами, устанавливают путем преобразования исходных базовых диаграмм деформирования бетона в условиях осевого кратковременного сжатия с учетом влияния средних значений главных относительных деформаций растяжения в направлении поперек трещины (рисунок 6.3).

1 — базовая диаграмма в условиях осевого кратковременного сжатия; 2 — трансформированная диаграмма в условиях плоского напряженного состояния

(«растяжение — сжатие»)

Рисунок 6.3 — Диаграммы деформирования для железобетонных элементов с диагональными (наклонными) трещинами, связывающие главные сжимающие напряжения и относительные деформации:

а — при учете трансформации относительных деформаций; б — без учета трансформации относительных деформаций (упрощенная диаграмма деформирования)

CП 5.03.01-2020

6.1.6.2 Для железобетонного элемента с диагональными (наклонными) трещинами (см. рисунок 6.3 а)) используют аналитическое описание диаграммы деформирования в виде сжатого бетона:

— коэффициент разупрочнения бетона в условиях плоского напряженного состояния «растяжение — сжатие»; определяют по формуле

здесь 1 — среднее значение главных относительных деформаций растяжения, действующих в направлении поперек сжатой полосы между диагональными трещинами; c1 0.

Для железобетонного элемента с диагональными (наклонными) трещинами допускается использовать упрощенную трансформированную диаграмму деформирования (рисунок 6.3 б)), для которой корректируют только максимальные напряжения:

где f2max — максимальное напряжение в бетоне в условиях плоского напряженного состояния «растяжение — сжатие».

При описании упрощенной диаграммы деформирования (см. рисунок 6.3 б)) коэффициент рассчитывают по формуле

6.1.6.3 При расчете по методу предельных усилий для элементов с диагональными (наклонными) трещинами максимальное значение прочности бетона сжатой полосы, пересеченной поперечной арматурой, определяют по формуле

6.1.6.4 Зависимость между средними значениями главных растягивающих напряжений c1 и сред-

CП 5.03.01-2020

6.2.2.2Для арматуры принимают следующие характеристики:

—характеристические значения физического fyk или условного f0,2k предела текучести;

—максимальный фактический предел текучести fy,max ;

—прочность на растяжение (временное сопротивление) ftk ;

—характеристическое значение отношения k равное прочности на растяжение к физическому или условному пределу текучести ftk / fyk ;

—характеристическое значение относительного удлинения при максимальной нагрузке uk ;

—характеристики сцепления, fR , fP ;

—характеристики при испытаниях на перегиб, изгиб в холодном состоянии или изгиб с разгибом;

—усталостная прочность.

6.2.2.3Арматура должна удовлетворять требованиям СТБ EN 10080 и СТБ 1704.

6.2.2.4Сцепление арматуры с бетоном является обеспеченным при соблюдении требуемой отно-

сительной площади смятия поперечных ребер арматуры fR.

Примечание — Минимальные значения fR приведены в СТБ 1704.

Прочность

6.2.2.5 Предел текучести fyk (или условный предел текучести f0,2k при остаточной относительной

деформации 0,2 %) и прочность на растяжение ftk определяют как характеристическую нагрузку,

соответствующую текучести, или характеристическую максимальную нагрузку при прямом осевом растяжении, деленную на номинальную площадь поперечного сечения арматурного стержня.

Характеристики пластичности (деформативности)

6.2.2.6Арматура должна обладать пластичностью, определяемой отношением прочности на растяжение к пределу текучести ftk / fyk и относительным удлинением при максимальной нагрузке uk .

6.2.2.7На рисунке 6.5 приведены диаграммы деформирования «напряжение — относительная деформация» для горячекатаной и холоднодеформированной арматуры.

Примечание — Значения k и uk приведены в таблице 6.7.

Рисунок 6.5 — Диаграммы деформирования «напряжение — относительная деформация» для арматуры:

а — горячекатаной; б — холоднодеформированной

CП 5.03.01-2020

Требования к сварке

6.2.2.8Сварные арматурные изделия выполняют в соответствии с СТБ EN 10080.

6.2.2.9В условиях преимущественно статического нагружения сварочные работы выполняют в соответствии с требованиями СТБ ISO 17660-1, СТБ ISO 17660-2, с учетом требований СТБ EN 13670.

6.2.2.10В условиях циклических нагружений (нагружение не является преимущественно статическим) или, когда проверяется предельное состояние усталости, сварные швы рассчитывают и конструируют в соответствии с ТКП EN 1993-1-1.

Усталостная прочность

6.2.2.11 Усталостную прочность арматуры, при необходимости, проверяют путем испытаний в соответствии с СТБ EN 10080.

Расчетные условия

6.2.2.12 При проектировании конструкций из бетона в расчетных моделях сопротивлений используют номинальную площадь сечения арматуры и расчетное значение прочности арматуры fyd , опре-

деляемое путем деления характеристического значения физического предела текучести fyk на част-

няемой в проектировании железобетонных конструкций, за исключением коррозионно-стойкой арматуры, применяют:

— идеализированную двухлинейную диаграмму деформирования, имеющую наклонную верхнюю восходящую ветвь, ограниченную предельной относительной деформацией ud 0,9 uk и макси-

мальным напряжением kfyk / s (при s uk ), где k ftk / fyk (рисунок 6.6 a));

— идеализированную двухлинейную диаграмму деформирования с горизонтальной верхней ветвью без ограничения относительной деформации (рисунок 6.6 б)).

Примечание — Значение отношения k принимают по таблице 6.7;

—среднее значение плотности стали, равное 7850 кг/м3;

—расчетные значения модуля упругости стали Es: 200 ГПа — для свариваемой арматуры;

150 ГПа — для коррозионно-стойкой арматуры — при отсутствии других требований;

— для арматуры, эксплуатирующейся в диапазоне температур от минус 40 С до 180 С, коэффициент температурного расширения s,th 10 10 6 C 1, для коррозионно-стойкой арматуры —s,th 15 10 6 C 1 при отсутствии более точных значений.

Рисунок 6.6 — Идеализированные диаграммы деформирования «напряжение — относительная деформация» для арматуры (при растяжении и сжатии):

а — характеристическая; б — расчетная

CП 5.03.01-2020

6.2.3 Арматура для предварительно напряженных конструкций (напрягающие элементы) Общие положения

6.2.3.1Настоящий подраздел содержит указания по применению напрягаемой арматуры (проволоки, стержней и канатов) при проектировании предварительно напряженных конструкций.

6.2.3.2При проектировании предварительно напряженных конструкций, эксплуатируемых при

температурах от минус 40 С до 100 С, применяют напрягаемую арматуру, соответствующую СТБ prEN 10138-2, СТБ EN 10138-3 и СТБ 1706.

Характеристики напрягаемой арматуры

6.2.3.3Нормируемые показатели качества напрягаемой арматуры, применяемой при проектировании и изготовлении предварительно напряженных конструкций:

—класс прочности в соответствии с таблицей 6.8;

—вид напрягаемой арматуры (проволочная, канатная, стержневая);

—диаметр или размер стержней.

6.2.3.4Для напрягаемой арматуры принимают следующие нормируемые характеристики:

—характеристическое значение условного предела текучести fp0,1k при остаточной относитель-

ной деформации 0,1 % в соответствии с таблицей 6.8;

—характеристическое значение прочности на растяжение fpk в соответствии с таблицей 6.8;

—характеристическое значение отношения kpk fpk / fp0,1k в соответствии с таблицей 6.8;

—характеристическое значение относительного удлинения при максимальной нагрузке uk в соот-

ветствии с таблицей 6.8;

—усталостная прочность;

—релаксация напряжений в арматуре в изотермических условиях.

Прочность

6.2.3.5 Условный предел текучести fp0,1k при остаточной относительной деформации 0,1 % и прочность на растяжение fpk определяют как характеристическую нагрузку при остаточной деформации

0,1 % или максимальную нагрузку при осевом растяжении, деленные на номинальную площадь поперечного сечения арматурного стержня (рисунок 6.7).

Рисунок 6.7 — Диаграмма деформирования «напряжение — относительная деформация» для напрягаемой арматуры

Официальное электронное издание приобретено УО «Брестский государственный технический университет»

134-10, 24.10.2020 18:58:52

Таблица 6.8 — Свойства напрягаемой арматуры

2020-01.03.5 ПC

62

Официальное электронное издание приобретено УО «Брестский государственный технический университет»

134-10, 24.10.2020 18:58:52

Окончание таблицы 6.8

Примечание — Потери от релаксации напряжений в стали определены при средней температуре 20 С. Влияние температуры на потери от релаксации напряжений следует определять по 5.7.3.6.

2020-01.03.5 ПC

CП 5.03.01-2020

Характеристики пластичности (деформативности)

6.2.3.6Напрягаемая арматура должна обладать достаточной пластичностью (деформативностью)

согласно СТБ prEN 10138-2, СТБ EN 10138-3 и СТБ 1706.

6.2.3.7Пластическая часть деформаций в общем удлинении может считаться достаточной, если напрягаемая проволока и канаты достигают нормируемого характеристического значения относительного удлинения при предельной нагрузке согласно СТБ prEN 10138-2, СТБ EN 10138-3 и СТБ 1706.

6.2.3.8Пластичность (деформативность) при растяжении для напрягающих элементов считается

достаточной, если соблюдается условие fpk / fp0,1k kpk (где kpk — приведено в таблице 6.8).

Усталостная прочность

6.2.3.9Напрягающие элементы должны иметь заданную усталостную прочность.

6.2.3.10Уровень усталостных напряжений для напрягающих элементов следует принимать в соответствии с СТБ prEN 10138-2, СТБ EN 10138-3 и по таблице 6.8.

Расчетные условия

6.2.3.11 При проектировании предварительно напряженных конструкций в расчетных моделях сопротивлений используют номинальную площадь сечения напрягаемой арматуры и расчетное значение прочности арматуры fpd, определяемое путем деления характеристического значения условного предела текучести fp0,1k на частный коэффициент s:

6.2.3.12 При аналитическом описании диаграммы деформирования p p для напрягающих

элементов, применяемых в проектировании предварительно напряженных конструкций, используют:

— идеализированную двухлинейную диаграмму деформирования, имеющую наклонную верхнюю восходящую ветвь, ограниченную предельной относительной деформацией ud 0,9 uk и макси-

мальным напряжением fpk / s при uk (рисунок 6.8 а));

— идеализированную двухлинейную диаграмму деформирования с горизонтальной верхней ветвью без ограничения относительной деформации (рисунок 6.8 б)).

Рисунок 6.8 — Идеализированные диаграммы деформирования «напряжение — относительная деформация» для напрягаемой арматуры:

а — характеристическая;

б— расчетная

6.2.3.13Расчетное значение модуля упругости Ep допускается принимать равным 200 ГПа. При необ-

ходимости получения более точного расчетного значения модуля упругости его определяют по соответствующим сертификатам.

Примечание — Фактическое значение модуля упругости для стержней и проволоки составляет 205 ГПа. В зависимости от технологии производства и геометрических параметров фактический модуль упругости для канатов может составлять от 190 до 200 ГПа.