Железобетон

Степень ответственности зданий и сооружений

Степень ответственности зданий и сооружений при достижении конструкциями предельных состояний опре­деляется размером материального и социального ущер­ба. При проектировании конструкций следует учитывать коэффициент надежности по назначению уп, значение которого зависит от класса ответственности зданий или сооружений. На коэффициент надежности по назначе­нию следует делить предельные значения несущей спо­собности, расчетные значения сопротивлений, предельные значения деформаций, раскрытия трещин или умножать на этот коэффициент расчетные значения нагрузок, уси­лий или иных воздействий. Установлены три класса от­ветственности зданий и сооружений:

Класс I, уп = 1 — здания и сооружения, имеющие обо­снованное народнохозяйственное и(или) социальное значение, такие, как: главные корпуса ТЭС, АЭС, теле­визионные башни, промышленные трубы высотой более 200 м, резервуары для нефтепродуктов вместимостью более 10 тыс. м3, крытые спортивные сооружения с три­
бунами, здания театров, кинотеатров, цирков, рынков, учебных заведений, детских дошкольных учреждений, музеев, государственных архивов и т. п.;

Класс II, y„=0,95—здания и сооружения промыш­ленного и гражданского строительства (не входящие в классы I и III);

Й. МПа

Рис. 11.5. Кривые распределения

1 — теоретическая; 2 — опытная (статистическая)

Класс III, уп=0,9—различные склады без процессов сортировки и упаковки, одноэтажные жилые дома, вре­менные здания и сооружения.

6. Нормативные и расчетные сопротивления бетона

Класс бетона по прочности устанавливается с учетом статистической изменчивости прочности и принимается

Равным наименьшему кон­тролируемому значению временного сопротивле­ния бетона. Доверитель­ная вероятность нормами установлена не ниже 0,95. Так, например, при испы­тании на сжатие партии из большого числа стан­дартных кубов наблюда­ется статистическая из­менчивость прочности: п кубов могут иметь вре­менное сопротивление Rі; п2 кубов — #2, ...; Пк ку­бов — Rk. Общее число кубов П — П--П2, +Пк.

Откладывая по оси абсцисс значения RI, R2 Rk, а по

Уклонения Лі =

Оси ординат — соответствующие числа щ, п2, ..., Nk, по­лучают статистическую кривую распределения (рис. II.5). Результаты испытаний подвергают статистической обра­ботке и определяют: среднее значение временного сопро­тивления сжатию

R = (пі Ri + N2 R2 + ... +nhRh)/n;

Tfj — R; Д2 = R2 — R;

Называемое стан­

Среднее квадратическое уклонение, дартом,

Ом V{ Л? + "2 Д! + ... - !) •

Наименьшее контролируемое значение временного со­противления бетонных кубов при сжатии — класс бетона по прочности на сжатие В — расположено на оси абсцисс

На расстоянии ко от среднего значения R

В = R — Ко или В = tf(l — XV), (11.12)

Где V = A/R— коэффициент вариации прочности (коэффициент измен­чивости); х — число стандартов (показатель надежности).

Опытные исследования, проведенные на заводах сбор­ных железобетонных изделий, показали, что для тяжелых бетонов и бетонов на пористых заполнителях коэффици­ент вариации и=0,135, который и принят в нормах.

В математической статистике с помощью жг или ии оценивается вероятность повторения значений временно­го сопротивления, меньших В. Если принять и=1,64, то вероятно повторение значений <В не более чем у 5 % (и значения В не менее чем у 95 %) испытанных образ­цов. При этом достигается нормированная обеспечен­ность не менее 0,95.

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

Нормативная призменная прочность определяется по эмпирической формуле

Tf6n = 5(0,77 — 0,001255), (11.13)

Но не менее 0,72 В.

Нормативное сопротивление осевому растяжению Rbtn определяется в соответствии с зависимостью (1.2) и с понижающим коэффициентом

ЯМя = 0,5кР'Ж, (11.14)

Где k=0,8—для бетонов класса В35 и ниже, k=0,7 для бетонов класса В 40 и выше.

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

97

Значения нормативных сопротивлений бетона с округ­лением приведены в прил. III.

7—943

Расчетные сопротивления бетона для расчета по пер> вой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэф­фициенты надежности по бетону при сжатии Yftc=l,3 прн растяжении Ybt = 1,5, а при контроле прочности на рас­тяжение уьг=1,3. Расчетное сопротивление бетона осе­вому сжатию

Tfb = tfftn/YbC; (П. 15)

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению

Rbt = Rbtn/Ybt• (Н.16)

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.

Значения расчетных сопротивлений бетона с округле­нием приведены в прил. I.

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

Расчетные сопротивления бетона для расчета по вто­рой группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по бетону уь = 1, т. е. принима­ют равными нормативным значениям Rb,Ser = Rbn Rbt,Ser = —Rbtn и вводят в расчет с коэффициентом условий рабо­ты бетона уы=, за исключением случаев расчета желе­зобетонных элементов по образованию трещин при дей­ствии многократно повторной нагрузки, когда следует вводить коэффициент уы.

7. Нормативные и расчетные сопротивления арматуры

Нормативные сопротивления арматуры Rsn устанавли­вают с учетом статистической изменчивости прочности и принимают равными наименьшему контролируемому зна­чению: для. стержневой арматуры — физического преде­ла текучести Оу или условного предела текучести ао,2,

Шля проволочной арматуры — условного предела теку­чести 00,2=0,8 аи- Нормами установлена доверительная вероятность нормативного сопротивления > арматуры 0,95. Значения нормативных сопротивлений для различ­ных классов стержневой и проволочной арматуры при­ведены в табл. 1 и 2 прил. V.

Таблица II.1. Коэффициенты безопасности по арматуре : у, при расчете конструкций по предельным состояниям первой 'группы

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

Rs = Rsn/V.- (И-17)

Коэффициенты надежности по арматуре принимают по табл. II.1.

Значения расчетных сопротивлений арматуры растя­жению приведены в табл. 1 и 2 прил. V.

7»

99

Расчетные сопротивления арматуры сжатию Rsc, ис­пользуемые в расчете конструкций по первой группе пре­дельных состояний, при сцеплении арматуры с бетоном принимают равными соответствующим расчетным сопро­тивлениям арматуры растяжению Rs, но не более 400 МПа (исходя из предельной сжимаемости бетона Виь). При расчете конструкций, для которых расчетное со­противление бетона принято при длительном действии нагрузки с учетом коэффициента условий работы у»2<1, ^допускается принимать: ftfC=450 МПа при арматуре •классов A-IV, Ат-IVC; RiC=500 МПа при арматуре классов A-V, Ат-V, A-VI, Ат-Vl, В-ІІ, Вр-ІІ, К-7, К-19

(поскольку при длительном действии нагрузки предел^-" ная сжимаемость бетона несколько увеличивается). При этом должны соблюдаться специальные конструктивные требования по-установке поперечной арматуры, предо­храняющей продольную сжатую арматуру от выпучива­ния, с шагом не более чем 500 мм или не более удвоен­ной ширины данной грани элемента. При отсутствии сцепления арматуры с бетоном RSc=0.

При расчете элементов конструкций расчетные со­противления арматуры снижаются или в отдельных слу­чаях повышаются умножением на соответствующие коэф­фициенты условий работы Ysi, 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 Ysi=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 A-III введен коэффициент Ys2=0,9, учитывающий возможность хруп­кого разрушения сварного соединения хомутов. Значения расчетных сопротивлений поперечной арматуры при рас­чете на поперечную силу Ksw с учетом коэффициентов Ysi приведены в табл. 1 и 2 прил. V.

Кроме того, расчетные сопротивления Rs, Rsc и Rsw Следует умножать на коэффициенты условий работы: Ys3, Y«4 — при многократном приложении нагрузки (см. гл. VIII); ys5==lx/lP или ysb^L/lan — в зоне передачи напряжений и в зоне анкеровки ненапрягаемой армату­ры без анкеров; Ys6 — при работе' высокопрочной арма­туры при напряжениях выше условного предела текуче­сти О0,2-

Расчетные сопротивления арматуры для расчета по второй группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по арматуре Ys = l. т-е - при­нимают раВНЫМИ НОрМаТИВНЫМ ЗНачеНИЯМ Rs,Ser = Rsn и вводят в расчет с коэффициентом условий работы арма­туры ysi — 1.