3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
4.1. Подферменник предназначен для установки опорных частей и служит для передачи усилий с пролетного строения на тело опоры.
4.2. Подферменники мостовых сооружений должны удовлетворять требованиям, представленным в ГОСТ 33384, статье 3 ТР ТС 014/2011 [3].
4.3. Проектные решения должны обеспечивать требования надежности по ГОСТ 27751.
4.4. Проектирование подферменников мостовых сооружений следует осуществлять согласно требований ГОСТ Р 59622, СП 35.13330.
4.5. Правила производства и приемки работ по возведению подферменников мостовых сооружений представлены в СП 46.13330.
5.1. Общие положения
5.1.1. Постоянные и временные нагрузки и воздействия следует принимать в соответствии с действующими нормативными документами.
5.1.2. Коэффициенты сочетаний нагрузок, а также таблицу сочетаний нагрузок следует принимать по ГОСТ 33390, если не указано иное.
5.2. Постоянные нагрузки
5.2.1. Постоянные нагрузки следует принимать в соответствии с ГОСТ 33390.
5.2.2. Коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать в соответствии с ГОСТ 33390, если не указано иное.
5.3. Временные подвижные нагрузки
5.3.1. Временные вертикальные нагрузки от транспортных средств и пешеходов применяются в соответствии с ГОСТ 33390, ГОСТ 32960.
5.3.2. Динамические коэффициенты и коэффициенты надежности к временным вертикальным нагрузкам следует принимать по ГОСТ 32960.
5.3.3. При расчете подферменников класс временной нагрузки К по схеме АК и НК устанавливается в задании на проектирование.
5.4. Иные нагрузки и воздействия
5.4.1. Иные временные нагрузки и воздействия следует применять в соответствии с ГОСТ 33390.
5.4.2. В случае отсутствия необходимых данных по иным временным нагрузкам следует руководствоваться положениями СП 35.13330.2011 (раздел 6).
6.1. Материалы для проектирования подферменников опор следует принимать согласно ГОСТ Р 59622.
6.2. Рекомендуется принимать класс по прочности бетона подферменников не менее B30 по ГОСТ 26633.
Примечание - допускается принимать класс по прочности на сжатие не менее B25 по ГОСТ 26633 согласно ГОСТ Р 59622-2021 (таблица 4, строка 2а) или СП 35.13330.2011 (таблица 7.4, строка 2а) при соответствующем обосновании в проекте.
Рекомендуется принимать класс по морозостойкости не ниже F2300 согласно ГОСТ Р 59622-2021 (таблица 5) или СП 35.13330.2011 (таблица 7.5), как для условий эксплуатации с "применением антигололедных солей".
6.3. В качестве рабочей арматуры в подферменниках следует принимать арматуру класса:
- А240 по ГОСТ 5781, ГОСТ 34028;
- А300 по ГОСТ 5781;
- А400 по ГОСТ 5781.
6.4. Допускается применение преднапрягаемой арматуры. Необходимость использования преднапряжения должна быть обоснована в проекте.
6.5. Допускается применение фибробетонов и сверхвысокопрочных фибробетонов, соответствующих требованиям нормативно-технических документов на данный класс материалов для сокращения сроков выполнения работ. Армирование в случае применения сверхвысокопрочных фибробетонов допускается не устраивать при условии непревышения растягивающих напряжений в подферменнике значения расчетного сопротивления материала.
7.1. Общие конструктивные требования к подферменникам отражены в ГОСТ 33384-2015 (раздел 8.5), ГОСТ Р 59622-2021 (раздел 9), СП 35.13330.2011 (раздел 7).
7.2. Наименьший диаметр рабочей ненапрягаемой арматуры в подферменниках следует принимать равным 6 мм.
7.3. Плоские сетки допускается выполнять вязанными или сварными. Арматурные стержни рекомендуется сваривать в шахматном порядке швами К1-Кт, К3-Рп, К3-Мп по ГОСТ 14098.
Допускается применение сварных крестообразных соединений, не обеспечивающих равнопрочность стыка согласно ГОСТ 14098-2014 (приложение А).
7.4. Стыковые сварные соединения в плоских сетках не допускаются.
7.5. Рекомендуемый шаг арматурных стержней в плоских сетках составляет не менее 8d, где d - диаметр арматурного стержня.
7.6. Рекомендуемый шаг плоских сеток по высоте подферменника составляет не менее 100 мм.
7.7. Рекомендуется использование замкнутых кольцевых хомутов и П-образных хомутов, выпуски из тела опоры также рекомендуется выполнять П-образной формы.
7.8. Рекомендуемое количество выпусков из тела опоры в подферменник должно быть достаточно для фиксации сеток (хомутов), доходить до верхней сетки (хомута), а также составлять не менее одного выпуска на 0,02 м2 площади подферменника.
7.9. Защитный слой подферменника рекомендуется назначать согласно ГОСТ Р 59622-2021 (таблица 28, строка 2) или СП 35.13330.2011 (таблица 7.29, строка 2). Рекомендуется на подферменнике устраивать фаски 10 (мм) x 45°.
7.10. В общем случае укладка бетона в тело подферменника выполняется только в один этап. Необходимость в этапности бетонирования должна быть обоснована в проекте.
7.11. При конструировании подферменников рекомендуется учитывать необходимости закрепления опорной части с помощью анкерных колодцев, закладных деталей или химических анкеров, если это предусматривается производителем используемых опорных частей.
8.1 Расчеты подферменников мостовых сооружений рекомендуется проводить по методике предельных состояний в соответствии с ГОСТ 33384, ГОСТ 27751-2014 (раздел 5).
8.2. Расчеты рекомендуется выполнять согласно требований ГОСТ Р 59622, СП 35.13330.
8.3. Проверка конструкции подферменника осуществляется выполнением следующих основных расчетов:
- на местное сжатие;
- на растяжение по боковой поверхности;
- по раскрытию трещин.
8.4. Расчет на местное сжатие подферменника рекомендуется проводить согласно ГОСТ Р 59622-2021 (пункты 7.11.1, 7.11.2) или СП 35.13330.2011 (пункты 7.89, 7.90) с учетом расчетной схемы на рисунке 1. Расчетная площадь (Ad) также ограничена размерами подферменника в плане.
8.5. Распределение давления в теле подферменника от опорной части (Aloc) принимается под углом 45°.
![]() H - высота подферменника, a и a' - размеры зоны смятия
(Aloc), d и d' - размеры расчетной зоны (Ad)
8.6. Расчет на растягивающие напряжения в арматуре рекомендуется проводить в двух поперечных направлениях.
8.7. Растягивающая сила по боковой грани подферменника при "частичной неоднородности" (b <= H) определяется с учетом расчетной схемы, указанной на рисунке 2а), по формуле:
где N - расчетная вертикальная нагрузка на подферменник;
F - расчетная горизонтальная нагрузка на подферменник.
Растягивающая сила по боковой грани подферменника при "полной неоднородности" (b > H) определяется с учетом расчетной схемы, указанной на рисунке 2б), по формуле:
В случае, когда a > h, растяжение по боковой поверхности не возникает и армирование подферменника выполняется конструктивно.
Рисунок 2 - Расчетные схемы
для определения растягивающей силы
8.8. Проверка на растягивающие напряжения в арматуре должна быть основана на учете максимального давления, передаваемого от опорной части на подферменник. Если давление на Aloc передается неравномерно, то расчетную вертикальную сжимающую силу N следует увеличивать, чтобы
8.9. Согласно ГОСТ Р 59622-2021 (пункт 8.3.7) и СП 35.13330.2011 (пункт 7.111) все растягивающее усилие воспринимается арматурой в предположении образования трещин в рассматриваемом участке (бетоне).
8.10. Расчетная зона растяжения (рисунок 3) ограничена линиями очерчивающими bef с боков и горизонтальными линиями на уровне 0,2h и h, откладываемых от верхней грани подферменника. Расчетная зона растяжения может быть уточнена расчетом по методу конечных элементов.
![]() Рисунок 3 - Расчетная зона растяжения
(условно показана эпюра поперечных напряжений)
В расчете подферменников рассматриваются только арматурные стержни, попадающие в эту зону. Расчет выполняется по формуле:
T <= As·Rs, (3)
где As - площадь сечения арматурных стержней, перпендикулярных рассматриваемому сечению;
Rs - расчетное сопротивление арматурной стали растяжению.
Армирование вне зоны растяжения допускается выполнять аналогично расчетному или конструктивно.
8.11. Согласно ГОСТ Р 59622-2021 (пункт 5.16) и СП 35.13330.2011 (пункт 7.16) в железобетонных подферменниках объемный коэффициент поперечного армирования должен быть не менее 0,2%.
8.12. Дополнительно согласно ГОСТ Р 59622-2021 (пункт 7.4.4а) и СП 35.13330.2011 (пункт 7.72а) следует проверять, что площади поперечного сечения стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлениях не различались более чем в 1,5 раза. При необходимости армирование в одном из направлений следует увеличивать.
8.13. Для фибробетонов и сверхвысокопрочных фибробетонов допускается воспринимать всю растягивающую силу самим материалом. Расчет выполняется по формуле:
где a' - размер загруженной площади, перпендикулярно рассматриваемому сечению;
Rbt - расчетное сопротивление фибробетона (сверхвысокопрочного фибробетона) растяжению.
В случае выполнения условия (4) дополнительное армирование подферменника (в том числе конструктивное) не требуется.
8.14. Расчет по раскрытию трещин в подферменнике рекомендуется проводить согласно ГОСТ Р 59622-2021 (пункт 8.3.1) или СП 35.13330.2011 (пункт 7.105). Конструкция подферменника относится к категории 3в требований по трещиностойкости (или 2в в случае применения преднапряжения).
Расчет по раскрытию трещин рекомендуется проводить в двух поперечных направлениях.
Растягивающее напряжение при этом следует принимать:
, (5)где Tn - растягивающая напряжения в бетоне по (1) или (2), но рассчитываемые от нормативных нагрузок;
n - количество арматурных стержней, попадающих в расчетную зону растяжений.
Примечание - Для преднапряженной арматуры растягивающие напряжения согласно ГОСТ Р 59622-2021 (пункт 8.3.1) или СП 35.13330.2011 (пункт 7.105) следует принимать как приращение напряжений
8.15 Дополнительно проверку подферменника на сдвиг рекомендуется проводить согласно ГОСТ Р 59622-2021 (пункт 7.10) или СП 35.13330.2011 (пункт 7.86), принимая коэффициент условий работы msh = 1, а Na равным минимальной расчетной вертикальной нагрузке на подферменник.
8.16. Пример расчета подферменника представлен в приложении А.
8.17. Допускается расчеты подферменника проводить по методу конечных элементов в сертифицированных и верифицированных программных комплексах. При расчетах по методу конечных элементов рекомендуется учитывать положения, приведенные в приложении Б.
8.18. Расчеты подферменников, работающих на растяжение, рекомендуется проводить по методу конечных элементов в сертифицированных и верифицированных программных комплексах в нелинейной постановке.
А.1 По конструктивным соображениям (размеры и угол поворота опорной части, необходимые отступы) назначаются изначальные размеры подферменника.
Исходные данные:
Резиновая опорная часть (РОЧ), размеры 300 (вдоль) x 400 (поперек) x 78.
Nmax = 1800 кН = 183,5 тс (max допустимая нагрузка на опорную часть (ОП).
Пролетное строение, балочное, разрезное L = 33 м.
Nр = 1079 кН = 110 тс (вертикальная расчетная нагрузка на ОЧ, полученная в ходе расчета пролетного строения).
Nр,min = 373 кН = 38 тс (минимальная вертикальная расчетная нагрузка на ОЧ, полученная в ходе расчета пролетного строения).
Nн = 892 кН = 90,9 тс (вертикальная нормативная нагрузка на ОЧ, полученная в ходе расчета пролетного строения).
Fр = 78 кН = 8 тс (горизонтальная расчетная нагрузка на ОЧ, полученная в ходе расчета пролетного строения).
Fн = 69 кН = 7 тс (горизонтальная нормативная нагрузка на ОЧ, полученная в ходе расчета пролетного строения).
Размеры подферменника: 700 (вдоль) x 740 (поперек) x 400 (высота).
Бетон B30;
; .Арматура А400 (А-III)
; .А.2 Принимаем армирование подферменника сетками.
Шаг арматуры: вдоль п.с. - 100 мм (семь стержней), поперек п.с. - 150 мм (пять стержней), шаг сеток по высоте 100 мм. По высоте размещены три сетки.
А.3 Расчет на местное смятие.
Передача усилия производится нижним опорным листом опорной части a на a'. Площадь смятия:
Aloc = a·a' = 0,3·0,4 = 0,12 м2.
Объемный коэффициент поперечного армирования:
,где nx и ny - количество стержней арматуры в сетке по ортогональным осям OX и OY;
lx, ly - длины стержней по ортогональным осям OX и OY (в пределах Aef);
Aef - площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток (считая по осям крайних стержней);
s - расстояние между сетками, если одна сетка, то величина s принимается равной 7 см.
Площадь сечения одного стержня арматуры для
составляет: ;lx = 0,6 м;
ly = 0,6 м;
Aef = lx·ly = 0,6·0,6 = 0,36 м2;
; .Примечание - Условие по коэффициенту коэффициент поперечного армирования выполнено (1,0% > 0,2%).
А.4 Проверяем условие, что площади поперечного сечения стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлениях должны различаться не более чем в 1,5 раза.
; ; .Примечание - Условие выполнено.
А.5 При расчете на местное сжатие (смятие) элементов с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие
Nр <= Rb,redAloc,
где Aloc - площадь смятия;
Rb,red - приведенная прочность бетона осевому сжатию, определяемая по формуле
![]() где Rb, Rs - в МПа;
; ;при
;где Rb, Rs - в МПа;
;Aef - площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, при этом должно удовлетворяться условие Aloc < Aef < Ad;
Ad - расчетная площадь, симметричная по отношению к площади смятия Aloc и принимаемая не более указанной на рисунке 1.
Aloc = 0,3·0,4 = 0,12 м2;
Aef = 0,6·0,6 = 0,36 м2;
Ad = 0,7·0,74 = 0,518 м2;
Aloc < Aef < Ad;
0,12 < 0,36 < 0,518.
Примечание - Условие выполнено.
; ;Примечание - Условие выполнено.
; ; ; ; ; ; ;Rb,red = 15,5·1,628 + 31,529·0,01005·350·3,333 = 394,87 МПа;
N <= Rb,red·Aloc;
Nр <= 394,87·0,12 = 47,38 МН = 4830,3 тс;
Проверка:
Nmax = 1800 кН = 183,5 тс (max допустимая нагрузка на ОПЧ);
Nр = 1079 кН = 110 тс (нагрузка на ОПЧ из расчета);
110 тс < 183,5 тс < 4830,3 тс.
Примечание - Условие выполнено.
А.6 Определение растягивающей силы по боковой грани подферменника в двух направлениях.
Поскольку b > H и a <= h рассматриваем случай на рисунке 2б) настоящего методического документа.
Растягивающая сила по боковой грани подферменника составляет
- вдоль пролетного строения:
; ;- поперек пролетного строения:
; .А.7 В расчетную зону растяжения попадают все три сетки, расположенные в подферменнике. При расчете на растягивающие напряжения в арматуре должно удовлетворяться условие:
Tр <= As·Rs,
где As - площадь сечения арматурных стержней, перпендикулярных рассматриваемому сечению;
Rs - расчетное сопротивление арматурной стали растяжению.
- вдоль пролетного строения:
bef = 400 + 0,65·300 = 595 мм.
Примечание - В зону растяжения попадает 6 стержней из 7.
As = 3·6·5,024·10-5 = 9,043·10-3 м2;
Tр <= 9,043·10-3·350 = 0,3165 МН = 32,26 тс.
Проверка:
Tр = 147,2 кН = 15,0 тс (растягивающая сила);
15,0 тс < 32,26 тс.
Примечание - Условие выполнено.
- поперек пролетного строения:
bef = 400 + 0,65·400 = 660 мм.
Примечание - В зону растяжения попадает 5 стержней из 5.
As = 3·5·5,024·10-5 = 7,536·10-4 м2;
Tр <= 7,536·10-4·350 = 0,2638 МН = 26,89 тс.
Проверка:
Tр = 80,93 кН = 8,25 тс (растягивающая сила);
8,25 тс < 26,89 тс.
Примечание - Условие выполнено.
А.8 Проверка ширины раскрытия трещин по пункту 7.105 СП 35.13330.2011. Напряжение
- вдоль пролетного строения:
; ; ,где Ar - площадь зоны взаимодействия для нормального сечения, принимаемая ограниченной наружным контуром сечения и радиусом взаимодействия;
n - число арматурных элементов с одинаковым номинальным диаметром d;
d - диаметр одного стержня.
Примечание - Так как зоны взаимодействия стержней не пересекаются, расчет выполняем для одного стержня.
.Для вычисления принимаются только стержни в сетках, попавших в расчетную зону растяжения. Напряжение в крайних арматурных стержнях А400 (А-III)
: ; ; ; .Примечание - Условие выполнено
- поперек пролетного строения:
; ; .Примечание - Так как зоны взаимодействия стержней не пересекаются, расчет выполняем для одного стержня.
.Для вычисления принимаются только стержни в сетках, попавших в расчетную зону растяжения. Напряжение в крайних арматурных стержнях А400 (А-III)
: ; ; ; .Примечание - Условие выполнено.
А.9 Проверка подферменника на сдвиг по пункту 7.86 СП 35.13330.2011:
Q <= 0,45mshNa = 0,45·1·38 = 17,1 тс.
Проверка:
Q = Fр = 78 кН = 8 тс;
8,0 тс < 17,1 тс.
Примечание - Условие выполнено.
КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫХ РАСЧЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ
Б.1 Численное моделирование подферменников мостовых сооружений целесообразно выполнять объемными изопараметрическими конечными элементами. Такой тип конечного элемента обеспечивает наиболее точное воспроизведение реальной работы подферменника.
Б.2 Рекомендуется в конечно-элементной модели учитывать основное рабочее армирование. Выпуски допускается не учитывать.
Б.3 Требуется учитывать совместную пространственную работу подферменника с ригелем (насадкой).
Б.4 Рекомендуется учитывать в расчете особенности работы опорной части (тип, материал, жесткостные параметры, размеры опорной плиты и т.д.).
Б.5 Для железобетонных подферменников допустимо ориентироваться на непревышение при расчетном воздействии невыгодного сочетания нагрузок максимальных напряжений растяжения в бетоне 1,4Rbt по ГОСТ Р 59622-2021 (таблица 6), максимальных напряжений сжатия в бетоне Rb по ГОСТ Р 59622-2021 (таблица 6), а также максимальных напряжений растяжения в арматуре Rs по ГОСТ Р 59622-2021 (таблица 16).
Б.6 Для подферменников из неармированного фибробетона и сверхпрочного фибробетона допустимо ориентироваться на непревышение при расчетном воздействии невыгодного сочетания нагрузок максимальных напряжений растяжения в фибробетоне 0,4Rbt,ser, максимальных напряжений сжатия в фибробетоне Rb.
Б.7 При расчете рекомендуется использовать расчетные программные комплексы, реализующие подбор невыгодного размещения подвижной временной нагрузки на вышележащее пролетное строение и возможность оперирования сочетаниями нагрузок для получения максимальных значений действующих усилий на подферменник.
Руководитель
организации-разработчика
Общество с ограниченной
ответственностью
"Мастерская Мостов"
(ООО "Мастерская Мостов")
Генеральный директор
А.Н.ЩЕРБАКОВ
Руководитель разработки
Зам. генерального директора
Н.Ю.НОВАК
Исполнители:
Зам. генерального директора,
канд. техн. наук
Н.В.ИЛЮШИН
Начальник отдела
В.В.ОДИНЦОВ
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/odm_otraslevoj-dorozhnyj-metodicheskij-dokument/0/odm_35806.html
На правах рекламы:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||