МИНАТОМЭНЕРГО СССР
МОСКОВСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТА
«АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ»
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО РАСЧЕТУ И КОНСТРУИРОВАНИЮ
СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ СТЕН И ПЕРЕКРЫТИЙ
СООРУЖЕНИЙ АЭС
(Первая редакция)
П-1-88
МО «Атомэнергопроект»
МОСКВА 1988
УТВЕРЖДАЮ
Главный инженер
__________ А.А. Грудаков
РЕКОМЕНДАЦИИ
по расчету и конструированию сборно-монолитных
железобетонных элементов стен и перекрытий сооружений АЭС
(первая
редакция)
П-1-88
МО "Атомэнергопроект"
Руководитель
темы и ответственный
исполнитель
рук. лаб. ОИСК, д.т.н., проф. А.П.
Кириллов
Исполнители:
старший научный сотрудник к.т.н. Т.В.
Черняк
младший научный сотрудник С.В.
Селезнев
доцент, к.т.н. (Ивановский
инженерно-строительный
институт И.Т.
Мирсаяпов
младший научный сотрудник (Казанский
инженерно-строительный
институт) Ильшат
Мирсаяпов
Настоящие рекомендации распространяются на сборно-монолитные
конструкции стен и перекрытий сооружений АЭС, возводимых индустриальными
методами с использованием унифицированных сборных элементов заводского
изготовления. Возможность использования "Рекомендаций" для расчета
сборно-монолитных конструкций АЭС определяется выполнением условия обеспечения
надежной связи между сборным элементом и бетоном омоноличивания, чему
удовлетворяют ребристые армопанельные элементы, а также плоские армопанели, в
которых предусмотрены специальное конструктивные или иные способы,
обеспечивающие эти требования.
"Рекомендации" развивают следующие
нормативно-методические документы:
1. П-746-81 "Рекомендации по методике расчета
сборно-монолитных перекрытий с использованием несущих элементов в виде плоских
плит высотой 300 мм и ребристых плит типа "РП" для АЭС с реакторами
РБМК-1000". Гидропроект, 1981.
2. П-765-82 "Руководство по проектированию строительных
конструкций АЭС с РБМК-1000". Гидропроект, 1982.
3. П-701-79-Д-82. Указания по возведению железобетонных и
бетонных сборно-монолитных стен с реакторами РБМК-1000 с применением ребристых
армопанелей типа АПЛ с "сухими" стыками". Гидропроект, 1982.
4. П-798-64 "Рекомендации по расчету сборно-монолитных
железобетонных конструкций на выносливость по нормальному сечению".
Гидропроект, 1964.
В рекомендациях учтены также требования общесоюзных
нормативных документов, что позволяет распространить их и на другие типы
сборно-монолитных конструкций. Разработанные в них методики расчета отражают
влияние поэтапности возведения и бессварного стыкования арматуры на
трещиностойкость, жесткость, прочность и выносливость сборно-монолитных
железобетонных элементов.
Материал "Рекомендаций" базируется на результатах
анализа полученных авторами экспериментальных данных об изменении
напряженно-деформированного состояния сборно-монолитных железобетонных
конструкций на всех стадиях работы вплоть до разрушения, схемах и нагрузках их
трещинообразования и разрушения, а также обобщения имеющихся по данному вопросу
материалов других авторов.
Рекомендации разработаны в отделе исследований строительных
конструкций Московского отделения под руководством и редакцией докт. техн.
наук, профессора Кириллова А.П. В разработке Рекомендаций участвовали: к.т.н.
Т.В. Черняк - разделы 1.1.-1.3, к.т.н. И.Т. Мирсаяпов
(Ивановский инженерно-строительный институт) - раздел 1.4.1, инж. Ильшат Мирсаяпов
(Казанский инженерно-строительный институт) - разделы 1.4.2.-1.4.4.,
инж. С.В. Селезнев - раздел 2. Основные положения рекомендаций согласовывались
с БКП-2 Московского отдаления Атомэнергопроекта.
1.1.1. Настоящие рекомендации распространяются на
сборно-монолитные возводимые поэтапно железобетонные конструкции стен и
перекрытий АЭС, поперечные сечения которых состоят из сборных железобетонных элементов
заводского изготовления без предварительного напряжения, содержащих всю или
часть рабочей арматуры, и уложенных на месте использования монолитного бетона,
и дополнительной арматуры.
1.1.2. В период возведения сборно-монолитных конструкций
перекрытий на сборный элемент действуют нагрузки строительного периода, которые
включают: собственный вес сборного элемента, вес бетона омоноличивания, а также
нагрузки от людей, оборудования и транспортных средств, используемых при
возведении.
В период возведения сборно-монолитных конструкций стен на
сборные элементы действует нагрузка от давления свежеуложенного бетона
омоноличивания.
1.1.3. Нагрузки от людей, оборудования и транспортных
средств, действующие в период возведения сборно-монолитных конструкций перекрытий
принимаются равными:
при расчете плит - 250 кгс/м2;
при расчете балок - 150 кгс/м2.
1.1.4. Нагрузки строительного периода принимаются с
соответствующими коэффициентами перегрузки: собственный вес сборного элемента -
с коэффициентом перегрузки 1,1; собственный вес бетона омоноличивания - с
коэффициентом перегрузки 1,2, умноженным на коэффициент условий работы 0,8;
учитывающий кратковременность его действия; вес людей, оборудования и
транспортных средств - с коэффициентом перегрузки 1,3, умноженным на коэффициент
условий работы 0,8, учитывающий их действия.
1.1.5. Коэффициенты условий работы бетона принимаются
равными для бетона сборных элементов - gв2 = 1,1; для бетона
омоноличивания - gв3 = 0,85.
1.1.6. При расчете сборно-монолитных элементов по предельным
состояниям первой и второй групп нормативные и расчетные сопротивления бетона
рекомендуется принимать:
а) сжатие осевое (призменную прочность) рекомендуется
принимать равным приведенной прочности бетона в сборно-монолитном сечении , определяемой по формуле
, (1.1а)
где Sm
- статический момент монолитного бетона сжатой зоны составного сечения
относительно нейтральной оси, расстояние до которой от верхней грани сечения - Хгр равно
, (1.1б)
здесь
- li
= 0,85 - 0,00075Rвi,
Rвi
- нормативное или расчетное сопротивление бетона сборного . элемента,
Eвi
- модуль упругости бетона сборного элемента,
Rs и Еs
- нормативное или расчетное сопротивление и модуль упругости арматуры
соответственно;
h0
- рабочая высота сборно-монолитного сечения;
Rв
- нормативное или расчетное сопротивление монолитного бетона;
S - статический момент всей сжатой зоны
относительно той же оси, что и для Sm.
б) растяжение осевое рекомендуется принимать ровным: при
расположении в растянутой зоне только бетона сборного элемента - сопротивление
бетона сборного элемента Rвti;
расположении в растянутой зоне только бетона омоноличивания - сопротивлению
монолитного бетона Rвt;
при расположении в растянутой зоне части бетона сборного элемента и части
бетона омоноличивания - меньшему из значений Rвti
или Rвt.
1.2.1.1. Железобетонные сборно-монолитные элементы
рассчитывают по образов образованию трещин:
нормальных к продольной оси элемента;
наклонных к продольной оси элемента;
горизонтальных вдоль шва сопряжения сборного и монолитного
бетонов.
1.2.1.2. Расчет по образованию нормальных трещин
производится:
а) для сборного элемента - из условия
Mcon ³ Mcrci, (1.1)
где Mcon - момент внешних сил,
действующий в рассматриваемом сечении сборного элемента в период возведения
сборно-монолитной конструкции;
Mcrci - момент
принимаемый нормальным сечением сборного элемента при образовании в нем трещин
и определяемый по формуле (125) СНиП 2.03.01-84.
б) для сборно-монолитного элемента - из условия
Msеr
³
McrcII, (1.2)
где Msеr
- момент внешних сил, действующих в рассматриваемом сечении
сборно-монолитного элемента в период его эксплуатации;
McrcII - момент,
воспринимаемый нормальным сеченном сборно-монолитного элемента и
соответствующий выходу нормальной трещины из сборного элемента в бетон
омоноличивания (момент "вторичного" трещинообразования). McrcII
определяется по формуле
. (1.3)
Здесь
Nвi
- усилие в бетоне сжатой зоны сборного элемента, равное
, (1.4.)
где sвi
- наложение в крайнем сжатом волокне сборного элемента,
равное
, (1.5)
где вi,
h0i
- ширина и рабочая высота сечения сборного элемента;
x¢i
- относительная высота сжатой зоны сборного элемента, определяемая как
, (1.6)
где ; ,
отсюда , (1.7)
евi
- эксцентриситет усилия в бетоне сжатой зоны сборного элемента относительно
центра тяжести сборно-монолитного сечения, равный
, (1.8)
Здесь , (1.9)
где S¢red
и А¢red
- приведенный статический момент и приведенная площадь сборно-монолитного
сечения соответственно без учета растянутой зоны бетона сборного элемента.
r¢
- расстояние от центра тяжести приведенного сборно-монолитного сечения до
верхней ядровой точки, равное
. (1.10)
Здесь W¢pl
- приведенный момент сопротивления сборно-монолитного сечения без учета
растянутой зоны бетона сборного элемента.
1.2.1.3. Расчет по образованию наклонных трещин в
сборно-монолитном сечении производится из условия
, (1.11)
где
gв4
- коэффициент условий работы бетона, определяемый как
. (1.12)
Здесь величины a,
В, Rв,jer(1)
соответствуют обозначениям п. 4.11. СНиП 2.03.01-84
h0i/h0
- отношение высот сборного и сборно-монолитного сечений. Значения главных
растягивающих и главных сжимающих напряжений в бетоне smt
и smc
определяются по формуле
. (1.13)
sх1, sу1,
tху1
- компоненты тензора напряжений в точке сборного элемента от нагрузок
строительного периода;
sх2, sу2,
tху2
- компоненты тензора напряжений в точке сборно-монолитного элемента от действия
нагрузок эксплуатационного периода.
Компоненты тензора напряжений определяются как для упругого
тела методами сопромата или теории упругости и подставляются в формулу (1.13)
с соответствующими знаками.
1.2.1.4. Расчет по образованию горизонтальной трещины вдоль
шва сопряжения сборного и монолитного бетонов рекомендуется производить из
условия
, (1.14)
где
tху
- касательные напряжения в шве;
sу
- напряжения, нормальные к плоскости шва;
-
предельное сопротивление шва растяжению.
1.2.2.1. Железобетонные сборно-монолитные
элементы рассчитывают по раскрытию трещин:
нормальных к продольной оси элемента;
наклонных к продольной оси элемента.
1.2.2.2. Сирину раскрытия нормальных трещин в
сборно-монолитной конструкции аcrc
определяют как сумму двух слагаемых
, (1.15)
где аcrci
- ширина раскрытия нормальных трещин в сборном элементе от
действия нагрузок строительного периода, определяемая по формуле (144) СНиП 2.03.01-84.
аcrcII
- ширина раскрытия нормальных трещин в сборно-монолитном
элементе от действия нагрузок эксплуатационного периода, определяемая по
формуле
, (1.16)
где
величины d,
ji,
h принимаются в
соответствии с рекомендациями п. 4.14 СНиП 2.03.01-84.
ssII
- приращение напряжений в стержнях продольной рабочей арматуры от действия
нагрузок эксплуатационного периода, равное
. (1.17)
Здесь
WplII -
момент сопротивления по растянутой зоне сборно-монолитного сечения.
Значение
WplII определяется:
а)
при Мser < МcrcII, (1.18)
по формуле
, (1.19)
где Хс
- высота сжатой зоны сборно-монолитного сечения при треугольной эпюре напряжений,
равная
; (1.20)
; (1.21)
Хвt
- условная высота растянутого бетона, равная
; (1.22)
б)
при Mser ³ МcrcII (1.23)
по формуле
(1.24)
где
WII определяется
по формуле (1.19),
Mlim - предельный момент, воспринимаемый
сечением полной высоты
; (1.25)
Wpl - упруго-пластический момент сопротивления
сечения полной высоты, определяемый в соответствии с п. 4.7 СНиП 2.03.01-84.
1.2.2.3. Ширину раскрытия наклонных трещин в
сборно-монолитной конструкции рекомендуется производить по формулам (152) и
(153) СНиП
2.03.01-84, при этом при определении напряжений в хомутах Qsw
рекомендуется принимать в формуле (153)
величину Qв1
равной
, (1.26)
где , (1.27)
. (1.28)
Здесь
kсотв
- обобщенная характеристика сборно-монолитного сечения;
x¢i
- относительная высота, сжатой зоны сборного элемента;
-
соотношение высот сборного и сборно-монолитного сечений;
-
отношение момента от нагрузок строительного периода Мcon к предельному моменту
сборного элемента Мlimi
в рассматриваемом сечении.
1.2.3.1. Прогиб сборно-монолитного элемента, обусловленный
деформацией изгиба fm , определяют как
сумму двух слагаемых
, (1.29)
где
fmi - прогиб сборного элемента от действия
нагрузок строительного периода;
fmII - прогиб
сборно-монолитного элемента от действия нагрузок эксплуатационного периода.
Величину fmi рекомендуется
определять в соответствии с п. 4.31 СНиП 2.03.01-84, при этом кривизну
в середине пролета сборного элемента (1/r)i
при наличии трещин в растянутой зоне определить по формуле
, (1.30)
где - кривизна от
непродолжительного действия всей нагрузки строительного периода, действующей на
сборный элемент, определяемая в соответствии с рекомендациями п.п. 4.27-4.29 СНиП 2.03.01-84;
-
кривизна от непродолжительного действия постоянной нагрузки строительного
периода, определяемая в соответствии с рекомендациями п.п. 4.27-4.29 СНиП 2.03.01-84;
-
кривизна постоянной нагрузки строительного периода с учетом ограниченной
длительности её действия на сборный элемент.
Определение на участках, где не
образуются трещины, производится по формуле (156) СНиП 2.03.01-84, в которой значение
коэффициента учитывающего влияние длительной ползучести бетона, принимается
равным
, (1.29)
где
jв2
принимается по таблице 34 СНиП.
Определение , на участках, где в растянутой зоне образуются трещины, производится
по формуле (160) СНиП
2.03.01-84, в которой значение коэффициента, характеризующего
упругопластическое состояние бетона сжатой зоны принимается равным
, (1.30)
где
nкp
и nдл принимаются по
таблице 35 СНиП.
Величину fmII рекомендуется
определять в соответствии с п. 4.31 СНиП 2.03.01-84, при этом
кривизну сборно-монолитного элемента от действия нагрузки эксплуатационного
периода определять по формуле
, (1.31)
Определение величин:
-
приращения кривизны от непродолжительного действия всей эксплуатационной
нагрузки;
-
приращения кривизны от непродолжительного действия постоянной и длительной
части эксплуатационной нагрузки;
-
приращения кривизны от продолжительного действия постоянной и длительной частей
эксплуатационной нагрузки;
-
приращения кривизны от продолжительного действия постоянной нагрузки
строительного периода; -
рекомендуется производить по формуле
, (1.32)
где
ВII
- жесткость сборно-монолитного сечения при изгибе,
определяемая по формуле
. (1.33)
Здесь WplII
- момент сопротивления по растянутой зоне сборно-монолитного сечения,
определяемый в соответствии с п. 1.2.2.1 настоящих рекомендаций (формулы 1.18-1.25);
jsII
- коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона на участке с трещинами в
сборно-монолитном элементе при действии на него нагрузки эксплуатационного
периода, принимаемый равным:
а) после образования трещин только в сборном элементе, что
соответствует условию Mser < McrcII:
, (1.34)
где jls
- коэффициент, учитывающий влияние длительности действия
нагрузки и принимаемый по табл. 36 СНиП 2.03.01-84.
Mcrci и МcrcII
- моменты образования трещин в сборном и сборно-монолитном сечениях
соответственно, определяемые в соответствии с п. 1.2.1.2 настоящих
рекомендаций (формулы 1.1.-1.10).
б) после образования трещин в сборно-монолитном элементе,
что соответствует условию Mser ³ McrcII:
, (1.35)
В формулу (1.32) подставляются значения моментов Mser1-4
от соответствующей эксплуатационной нагрузки. При определении величины учитывается частичная
реализация длительного действия постоянной нагрузки строительного периода до
набора прочности бетона омоноличивания;
это осуществляется подстановкой в формулы (1.34)
и (1.35)
значения коэффициента, учитывающего влияние длительности действия нагрузки при
продолжительном её приложении, равным
. (1.35а)
1.3.1.1. Расчет сечений, нормальных к продольной оси
сборно-монолитного элемента, следует производить в зависимости от соотношения
между значением фактического отношения рабочих высот сборного и
сборно-монолитного h0
сечений ki = h0i/h0:
граничным значением ki = h0iгр/h0,
при котором шов-контакт сборного и монолитного бетонов располагается на уровне
нейтральной оси сборно-монолитного сечения и минимальным допустимым значением kmin
= h0imin/h0
из условия прочности сборного элемента.
1.3.1.2. Значение kгр определяется по формуле
. (1.36)
Здесь , (1.37)
где mi
-коэффициент армирования сборного элемента
, (1.38)
, (1.39)
x¢i
- относительная высота сжатой зоны бетона сборного элемента определяемая по
формуле
, (1.40)
1.3.1.3. Значение kmin определяется из
условия прочности сборного элемента
, (1.41)
где
Xi определяется из уравнения
. (1.42)
При
этом должно соблюдаться условие
, (1.43)
где xR
определяется по п. 3.14 СНиП 2.03.01-84.
В формулах (1.41-1.43) индекс i
указывает на принадлежность характеристики сборному
элементу.
1.3.1.4. Расчет сборно-монолитных элементов по прочности
нормальных сечений производиться:
а) при kmin < ki = h0i/h0 £ k (1.44)
из условия , (1.45)
где Х
- условная высота сжатой зоны, определяемая из уравнения
. (1.46)
Здесь M - суммарный изгибающий момент
относительно оси, проходящей через центр тяжести сжатой зоны сборно-монолитного
сечения, от всех внешних сил по одну сторону от рассматриваемого сечения,
действующих на стадиях возведения и эксплуатации элемента;
g¢s
- коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным
(1.47)
Здесь
mi - коэффициент, характеризующий уровень
строительных нагрузок и равный
, (1.48)
где
Мcon
- момент действия нагрузок строительного периода;
Mlimi - предельный внутренний момент,
воспринимаемый сборным элементом;
wi
- коэффициент, характеризующий форму сечения сборного элемента и равный
, (1.49)
где
вi
и в - ширина сборного и
сборно-монолитного сечений соответственно.
б) при kmin < ki = h0i/h0 > kгр (1.50)
из
условия , (1.51)
где
Х - условная высота сжатой зоны,
определяемая из уравнения
. (1.52)
Здесь Mser
- изгибающий момент относительно оси, проходящей через центр тяжести сжатой
зоны сборно-монолитного сечения, от внешних сил по одну сторону от
рассматриваемого сечения, действующих на стадии эксплуатации элемента;
g²s
- коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным
, (1.53)
где hв = h0 - h0i (1.54)
Xc - высота сжатой зоны
сборно-монолитного сечения определяемая по формуле (1.20) настоящих рекомендаций
AsII - площадь сечения
продольной рабочей арматуры, необходимая для восприятия нагрузок
эксплуатационного периода.
В этом случае вся площадь продольной рабочей арматуры из
условия прочности сборно-монолитного сечения As
представляете суммой
As = Asi + AsII, (1.55)
где
Asi и AsII
определяются решением уравнений (1.14-1.42) и (1.51-1.52)
настоящих рекомендаций соответственно.
1.3.2.1. Расчет сборно-монолитных элементов по наклонным сечениям
должен производиться для обеспечения прочности:
а) на действие поперечной силы по наклонной полосе между
наклонными трещинами;
б) на действие поперечной силы по наклонной сжатой полосе
между грузом и опорой;
в) на действие поперечной силы по наклонной трещине;
г) на отрыв арматурного пояса в зоне действия поперечной
силы;
д) на действие изгибающего момента по наклонной трещине.
Расчет для обеспечения прочности, соответствующей п.п. а, б,
в, рекомендуется производить в соответствии с положениями п.п. 3.29-3.34 СНиП 2.03.01-84.
1.3.2.2. Расчет сборно-монолитных элементов на отрыв
арматурного пояса должен производиться по расчетной схеме, полученной из
испытаний экспериментальных моделей применяемого типа сборно-монолитных
конструкций.
1.3.2.3. Расчет сборно-монолитных элементов на действие
изгибающего момента по наклонной трещине следует производить в соответствии с
п. 3.35 СНиП
2.03.01-84, при этом рекомендуемся момент Ms,
воспринимаемый продольной арматурой, пересекающей растянутую зону наклонного
сечения, определять по формулам:
а) при kmin <
ki = h0i/h0
£ kгр
, (1.56)
где
Аs
- площадь сечения арматуры, пересекающей наклонное сечение;
Zs - расстояние от
равнодействующей усилий в продольной арматуре до равнодействующей усилий в
сжатой зоне;
g²s
- коэффициент надежности по арматуре, определяемый по формуле (1.47)
настоящих рекомендаций.
б)
при kmin < ki = h0i/h0 > kгр
(1.57)
где g²s
- коэффициент надежности по арматуре, определяемый по формуле (1.53) настоящих
рекомендаций.
Данный раздел рекомендаций распространяется на
сборно-монолитные железобетонные конструкции из тяжелого бетона без
предварительного напряжения, работающие под действием многократно повторных
нагрузок с положительным коэффициентом асимметрии цикла.
При оценке выносливости нормальных и наклонных сечений
сборно-монолитных элементов и контакта между сборным и монолитным бетонами
определяются напряжения в бетоне и арматуре с учетом их изменения на различных
стадиях работы железобетонного элемента. При этом учитываются напряжения в
арматуре и бетоне, обусловленные особыми условиями виброползучести бетонов в
сборно-монолитной конструкции и начальные напряжения от нагрузок строительного
периода.
1.4.1.1. Расчет сборно-монолитных изгибаемых элементов по
сечениям, нормальным к продольной оси элемента, должен производиться из
условий:
для сжатого бетона ; (1.58)
для растянутой
арматуры , (1.59)
где Rвr,
Rsr
- расчетные сопротивления по выносливости бетона и арматуры, соответственно;
;
, - максимальные
нормальные напряжения, соответственно, в сжатом бетоне и в растянутой арматуре;
ss,i
- напряжение в растянутой арматуре от нагрузки строительного периода;
Нв(s),
Нs(s)
- функции накопления напряжений в бетоне и арматуре соответственно.
1.4.1.2. Определение нормальных напряжений в сжатом бетоне и
растянутой арматуре ведется по II
стадии напряженно-деформированного состояния.
; (1.60)
; (1.61)
(1.62)
где
коэффициент армирования ;
коэффициент приведения ;
коэффициент пластичности может быть принят l = 0,55.
Напряжения , определяются для
приведенного сечения из эквивалентного бетона, класс Всотв и модуль упругости Есотв которого устанавливаются соответственно по СНиП 2.03.01-84
по приведенной прочности на сжатие , определяемой по формула 1.1a.
1.4.1.3. функция
накопления напряжений в бетоне определяется: если контакт между батонами
располагается в сжатой зоне
, (1.63)
где
He
- принимается по табл. 1.1.
Dв - принимается по табл. 1.2.
-
коэффициент виброползучести,
; , ;
Вмон,
ВСБ - соответственно,
жесткость монолитного и сборного бетонов в сжатой зоне, определяемые
Вмон
= Fмон×Ев;
ВСБ = FСБ×Ев,СБ.
Fмон,
FСБ
- площади сечения монолитного и сборного бетонов в сжатой зоне;
Ев,
Ев,СБ - их модули.
;
при
определении следует принимать
и
,
где ;
если контакт между бетонами располагается
в растянутой зоне
. (1.64)
14.1.4. Функция накопления напряжений в арматуре:
если
контакт между бетонами располагается в сжатой зоне
, (1.65)
где
DS
- принимается по таблице 1.3.
;
если
контакт между бетонами располагается в растянутой зоне
(1.66)
1.4.1.5. Расчетное сопротивление бетона по выносливости
определяется как Rвr
= kвr×Rв,
где Rв
- прочность бетона на сжатие по СНиП 2.03.01-84;
-
относительный предел выносливости батона, учитывающий снижение прочности при
многократно повторных нагрузках.
; - параметрическая
точка, значение которой может быть принято = 0,5;
kд - коэффициент
динамического упрочнения;
kв
- коэффициент, учитывающий снижение прочности из-за водонасыщения бетона;
ki - коэффициенты, учитывающие снижение
прочности бетона при воздействии других факторов, например, из-за радиации, воздействия
высоких температур и т.д.
1.4.1.6. Расчетное сопротивление арматуры по выносливости
определяется по формуле
,
где
Rs - расчетное сопротивление арматуры на
растяжение по СНиП
2.03.01-84;
ks = 1,8;
ksr
- относительный предел выносливости арматуры, учитывающий снижение прочности
при многократно повторных нагрузках, определяемый по СНиП
II-56-77.
1.4.1.7. Коэффициенты асимметрии цикла напряжений:
бетона ; (1.67)
арматуры . (1.68)
Значения
Нe
для базового числа N
= 2´
106 циклов
Таблица 1.1.
|
Класс бетона, В
|
В15
|
820
|
В25
|
В30
|
В40
|
В45
|
В55
|
0,4
|
2,300
|
2,250
|
2,060
|
1,790
|
1,386
|
0,990
|
0,648
|
0,5
|
2,420
|
2,330
|
2,120
|
1,820
|
1,400
|
1,000
|
0,650
|
0,6
|
3,030
|
2,710
|
2,560
|
1,910
|
1,450
|
1,030
|
0,660
|
0,7
|
4,560
|
3,120
|
2,960
|
2,120
|
1,570
|
1,090
|
0,690
|
Значения Dв
Таблица 1.2.
|
Класс бетона, В
|
В15
|
В20
|
В25
|
В30
|
В40
|
В45
|
В55
|
0,005
|
1,617
|
1,757
|
1,877
|
1,947
|
2,064
|
1,121
|
2,205
|
0,01
|
1,066
|
1,160
|
1,233
|
1,300
|
1,670
|
1,417
|
1,463
|
0,015
|
0,825
|
0,920
|
0,960
|
1,030
|
1,079
|
1,107
|
1,145
|
0,02
|
0,683
|
0,749
|
0,799
|
0,852
|
0,920
|
0,929
|
0,960
|
0,03
|
0,520
|
0,570
|
0,613
|
0,643
|
0,691
|
0,711
|
0,737
|
Значения DS
Таблица 1.3.
|
Класс бетона, В
|
В15
|
В20
|
В25
|
В30
|
В40
|
В45
|
В55
|
0,005
|
10,62
|
12,26
|
13,74
|
14,64
|
16,22
|
17,02
|
18,22
|
0,01
|
5,31
|
6,11
|
6,75
|
7,36
|
8,12
|
8,5
|
8,98
|
0,015
|
3,55
|
4,08
|
4,49
|
5,03
|
5,42
|
5,65
|
5,98
|
0,02
|
2,66
|
3,06
|
3,37
|
3,73
|
4,16
|
4,27
|
4,50
|
0,03
|
1,78
|
2,03
|
2,26
|
2,40
|
2,71
|
2,82
|
2,98
|
1.4.2.1. Расчет на выносливость сечений, наклонных к
продольной оси элемента производится по прочности поперечной арматуры из
условия
(1.69)
где
sw
- напряжения в поперечной арматуре;
Rswr
- усталостная прочность поперечной арматуры;
Hw(s) - функции накопления напряжений в
арматуре в наклонном сечении вследствии виброползучести бетона.
1.4.2.2. Напряжения в поперечной арматуре определяются как
. (1.70)
Здесь (1.71)
где Еw,
dw, aw,
mw
- соответственно модуль упругости; диаметр, коэффициент приведения поперечной
арматуры и коэффициент поперечного армирования;
-
модуль упругости эквивалентного бетона;
h0
- рабочая высота сечения.
; ;
в,
s - ширина элемента и шаг хомутов.
Аsw
- площадь поперечной арматуры на участке S.
(1.72)
где М
- момент в нормальном сечении, проходящем через вершину наклонной трещины,
принимаемый равным
-
для сосредоточенной нагрузки
и
- для распределенной
нагрузки;
R - опорная реакция;
а0,
l - расстояние от оси опоры до сосредоточенной
нагрузки и расчетная длина балки;
As, Es,
as,
ms
- площадь сечения, модуль упругости, коэффициент приведения
продольной арматуры и коэффициент продольного армирования;
lk, c
- расстояние от конца наклонной трещины продольной арматуры до торца балки и горизонтальная
проекция наклонной трещины, определяемая по СНиП 2.03.01-84;
;
-
при сосредоточенной нагрузке;
-
при равномерно распределенной нагрузке;
а
- защитный слой бетона;
h - высота балки;
lk - рекомендуется принимать не более lk
= 10ds при классах
"сборного" бетона В ³
50
и
lk = 15ds
при классах "сборного" бетона 30 < В < 50;
jв2
- коэффициент, учитывающий вид батона, определяемый по СНиП 2.03.01-84.
1.4.2.3. Функция накопления напряжений
(1.73)
где
kв(rв) - коэффициент виброползучести бетона,
определяемый по п. 1.5.3.1.
-
функция накопления деформаций виброползучести, принимаемая по таблице 1.1.
при напряжениях в батоне
.
1.4.3.1. Проверяется трещиностойкость контакта
(1.74)
При выполнении условия (1.74), выносливость контакта
обеспечена.
1.4.3.2. Если условие (1.74) не выполняется,
проводится расчет выносливости сечения по контакту из условий
; (1.75)
(1.76)
где
Тsw
- предельное касательное напряжение для поперечной арматуры;
Rв,ks,
Rв,lос
- усталостная прочность бетона на сцепление и на смятие в контакте.
1.4.3.3. Касательные напряжения в бетоне по контакту
, (1.77)
где
-
длина ожидаемого участка сдвига;
yi - расстояние от оси
опоры до нормального сечения, проходящего через вершину наклонной трещины,
принимаемое
yi =а0
- для сосредоточенной нагрузки и
-
для равномерно распределенной нагрузки;
lт - расстояние от оси
опоры до торца элемента;
hм
- высота монолитного бетона;
Gw,
Gв
- модули сдвига соответственно поперечной арматуры и бетона;
n - количество стержней поперечной арматуры на
длине ожидаемого участка сдвига, т.е. пересекающих контакт на участке от торца
элемента до пересечения его наклонной трещиной.
Касательные напряжения в поперечной арматуре, пересекающей
контакт
(1.78)
где .
loп - ширина
площадки передачи опорной реакции R;
Напряжения смятия в бетоне под поперечной арматурой,
пересекающей контакт
,
где
Rsw,ser,
Rв,lос,ser
- нормативные сопротивления поперечной арматуры растяжению и смятию бетона.
1.4.4.1. Расчетное сопротивление поперечной арматуры по
выносливости определяется по формуле
, (1.79)
где
gs2
- принимается по СНиП
2.03.01.84;
;
k0
- коэффициент, учитывающий класс арматуры, принимаемый по таблице 1.4;
kg - коэффициент, учитывающий диаметр
арматуры, принимаемый по таблице 1.5;
Rsw
- принимается по СНиП
2.03.01-84 при gs1
= 1
rwt
- коэффициент асимметрии цикла напряжений после N циклов приложения нагрузки.
Таблица 1.4.
Таблица 1.5.
1.4.4.2. Расчетное
сопротивление бетона на смятие Rв,locr
при расчете выносливости контакта следует определять по формуле
, (1.80)
где
Rв,loc
- принимается по СНиП
2.03.01-84;
gв1 - коэффициент условий
работы бетона, принимаемый по таблице 1.6 или по п. 1.5.1.5. полагая gв1 = kвr.
Таблица 1.6.
Состояние бетона
|
Коэффициенты условий работы бетона gв1
при многократно повторяющейся нагрузке и коэффициенте асимметрии цикла
напряжений rвt
равном
|
0-0,1
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
естественной
влажности
|
0,65
|
0,7
|
0,75
|
0,8
|
0,85
|
0,9
|
0,95
|
1
|
водонасыщенный
|
0,45
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,85
|
0,95
|
1
|
1.4.4.3. Предельное
касательное напряжение для поперечной арматуры определяется по формуле
(1.81)
1.4.4.4. Расчетное сопротивлений сцепления бетона в контакте
Rв,kr определяется
как
, (1.82)
где
- для гладких
контактов и
-
для неровных контактов с шероховатой поверхностью;
-
расчетное сопротивление растяжению монолитного бетона
14.4.5. Коэффициенты асимметрии циклов напряжений принимаются
равными
. (1.83)
2.1.1. Настоящий раздел "Рекомендаций..." распространяется
на стеновые сборно-монолитные железобетонные конструкции с бессварными
линейными анкерными стыками, возводимые с применением ребристых армоопалубочных
панелей типа АПС (см. альбомы 11022 ПК, № 1, вып. 1; 11023 ПК, вып. 1; 11166
ПК, № 1, вып. 1) и литого бетона в качестве бетона омоноличивания.
2.1.2. В расчетную область бессварного стыка включается одно
ребро армопанели с рабочим армокаркасом и приходящиеся на него перепускные
арматурные стержни (рис. 1), так, чтобы они располагались симметрично
относительно оси рабочего ребра армопанели.
2.1.3. Несущая способность бессварного стыка определяется
сцеплением арматуры с бетоном, сопротивлением выкалыванию треугольной бетонной призмы
и сопротивлением поперечных анкеров (на концах рабочей и перепускной арматуры)
действию растягивающих сил. (рис. 2.)
Разрушающее усилие, воспринимаемое бессварным стыком,
представляется в виде:
, (2.1)
где Nвs
- предельное усилие сцепления арматурных стержней с бетоном (рис. 2) и
определяемое по формуле:
, (2.2)
Здесь
принимается равным jR
= 12,5;
jd
- коэффициент, учитывающий взаимное влияние арматурных стержней рабочего либо
перепускного армокаркаса на нарушение их сцепления с бетоном и определяемый в
зависимости от расстояния ld (рис. 2) между стержнями
каркаса из условия:
, (2.3)
Рис.
1
Рис. 2
При использовании в рабочих либо перепускных каркасах
арматурных стержней различного диаметра рекомендуется коэффициент jd
определять по dmax при этом произведение
jd×dmax×n
не должно превышать .
Если рабочий каркас ребра либо перепускной каркас,
находящийся по одну сторону от оси ребра, состоят из одного арматурного
стержня, то коэффициент jd
= 1.
Rвt
- расчетное сопротивление растяжению бетона;
lп
- величина перепуска (нахлестки) стержней рабочей и перепускной арматуры (см.
рис. 1
и 2);
d - диаметр рабочей либо перепускной арматуры;
n - количество стержней рабочей либо
перепускной арматуры в расчетной области стыка;
lв
- длина проекции наклонной трещины выкалывания между перепускной и рабочей
арматурой на ось рабочей арматуры (рис. 2), определяемая из условия:
, (2.4)
здесь
u - расстояние между осями рабочей и перепускной
арматуры;
hэ
- эффективная высота зоны влияния бессварного стыка, равная 20,0 см.
Nв
- предельное усилие выкалывания треугольной бетонной призмы по наклонным трещинам,
распространяющимся от рабочих к перепускным арматурным стержням (рис. 2) и
определяемое по формуле:
, (2.5)
Nw - предельное усилие, воспринимаемое
поперечными анкерными стержнями (рис. 2), определяемое по формуле:
, (2.6.)
но
не более ;
здесь nw - число приваренных
поперечных анкерных стержней на длине перепуска (нахлестки);
dw- диаметр анкерных стержней;
Rs - расчетное сопротивление арматуры
растяжению;
jw
- коэффициент, зависящий от диаметра анкерных стержней и принимаемый по табл. 2.1.
Таблица 2.1.
dw
|
6
|
8
|
10
|
12
|
14
|
³
16
|
jw
|
200
|
150
|
120
|
100
|
85
|
75
|
При наличии нескольких
поперечных анкерных стержней, расположенных в одной плоскости, перпендикулярной
оси рабочей арматуры, рекомендуется принимать nw
= 2.
Расчет разрушающего бессварной стык усилия Np
рекомендуется проводить как по рабочей арматуре ребра рабочего направления, так
и по перепускной арматуре, принимая за расчетное минимальное из полученных
усилий.
2.1.3. Длину перепускных каркасов lп,
зависящую от классов применяемых бетона и арматуры, геометрических параметров
армопанели и анкерных элементов рекомендуется определять из условия,
полученного из (2.1):
- при отсутствии анкерных элементов
, (2.7)
- при наличии анкерных элементов
, (2.8)
где
коэффициенты ; ; ;
lan - длина анкеровки
арматурных стержней в бетоне, принимаемая по формуле (186) СНиП 2.03.01-84.
2.2.1. Расчетным сечением изгибаемых сборно-монолитных
конструкций с бессварными стыками является сечение, нормальное к продольной оси
элемента и проходящее по оси стыка. (рис. 1).
Предельные усилия в нормальном сечении по стыку определяются
исходя из следующих предпосылок:
- сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;
- сопротивление бетона сжатию принимается равным призменной
прочности бетона Rв
при равномерном распределении напряжений по сжатой зоне бетона;
- растягивающие напряжения в перепускной арматуре, зависящее
от прочностных и геометрических характеристик стыка, принимаются по расчету
(см. п. 2.2.2),
но не более расчетного сопротивления растяжению Rs.
2.2.2. Проверка прочности прямоугольного
сечения, проходящего по оси стыка (при ) производится из условия:
, (2.9)
где
М - действующий в сечении изгибающий момент
от внешних сил;
-
площадь растянутой перепускной арматуры, принимаемая не менее площади
растянутой арматуры Аs
в рабочих ребрах армопанелей;
ss
- действующие растягивающие напряжения в перепускной арматуре, определяемые по
формуле:
, (2.10)
здесь Np - разрушающее усилие,
воспринимаемое бессварным стыком и определяемое по формуле (2.1);
gс - коэффициент условий
работы перепускной арматуры, принимаемый:
, (2.11)
gв - коэффициент, равный
0,9;
h0
- рабочая высота стеновой конструкции в сечении по стыку;
Х
- высота сжатой зоны бетона в расчетном сечении, определяемая по формуле:
, (2.12)
2.3.1. Особенности деформированного состояния в зоне стыка
(кривизна нейтральной оси к средние деформации арматуры и бетона) стеновых
сборно-монолитных железобетонных конструкций с бессварными стыками определяются
их конструктивными отличиями от монолитных конструкций: обрывом рабочей
арматуры в сечении по стыку, наличием перепускной арматуры, повышенным
процентом продольного армирования в зонах перепуска, наличием
"подрезки" в сечении по стыку (стык армопанелей), а также
возможностью применения перепускных каркасов различной длины.
2.3.2. В зоне стыка кривизна изогнутой оси сборно-монолитной
стеновой конструкции с бессварными стыками определяется как отношение разности
средних деформаций крайнего волокна сжатой зоны бетона и продольной растянутой
арматуры к рабочей высоте сечения элемента, - как для участков элемента, где в
растянутой зоне имеются трещины, нормальные к продольной оси (п. 4.23 СНиП 2.03.01-84).
Кривизна изгибаемых сборно-монолитных стеновых конструкций с
бессварными стыками (в зоне стыка) определяется по формуле:
, (2.13)
где
коэффициент k принимает значения:
, (2.14)
(остальные
параметры, входящие в формулу (2.3.1),
определяются согласно п. 4.27 СНиП 2.03.01-84).
2.4.1. Ширину раскрытия трещины, нормальной к продольной оси
стеновой конструкции и проходящей по оси стыка , мм, следует определять по формуле:
, (2.15)
где ss
- напряжения в перепускных арматурных стержнях, определяемые по формуле (2.10)
dп
- диаметр перепускной арматуры, мм, (остальные параметры входящие в выражение (2.4.1) определяются по п. 4.14. СНиП 2.03.01-84.)
2.5.1 При конструировании таких типов конструкций для
обеспечения требуемой долговечности и совместной работы арматуры и бетона
следует руководствоваться требованиями пунктов 5.11, 5.12, 5.13, 5.14, 5.38 СНиП 2.03.01-84.
При изготовлении, укрупнении, монтаже и обетонировании стыков следует также
выполнять рекомендации "Указаний по возведению железобетонных и бетонных
сборно-монолитных стен АЭС с РБМК-1000 с применением ребристых армопанелей АПЛ
с "сухими" стыками" (П-701-79-Д).
2.5.2. В армоопалубочных панелях рекомендуется применять
рабочую арматуру ребер, диаметром, не превышающем 40 мм класса А-III, а арматуру перепускных каркасов
диаметром, не превышающем 32 мм класса А-III.
2.5.3. В случаях, когда нет необходимости устанавливать
дополнительную арматуру в плоскости армопанелей, рекомендуется применять
армопанели с полной высотой ребра рабочего направления (hр
= 200 мм) в зоне стыка с развалом торцов ребер на угол q
= 15° относительно оси стыка (рис. 1) с целью лучшего
пробетонирования литой бетонной смесью зоны примыкания торцов панелей.
2.5.4. Воизбежание "отлипания" армопанелей в зоне
стыка от бетона омоноличивания рекомендуется устанавливать монтажные стяжки из
арматуры Æ
16 мм класса А-I
между сжатыми и растянутыми армопанелями (см. альбом 11023 пк, вып. 1
"Блоки монтажные типа БАС из ребристых армоопалубочных армопанелей типа
АПС") на расстоянии, не превышающем 120 мм от оси стыка (рис. 1) с их
приваркой к закладным деталям, предусмотренным в армокаркасах рабочих ребер
армопанелей.
2.5.5. В целях повышения надежности в работе и
технологичности изготовления сборно-монолитных стеновых конструкций с
бессварными стыками рекомендуется применять прямолинейные перепускные каркасы
(в отличие от применяемых перепускных каркасов с загибами на концах - см.
альбом 11023 пк, вып. 1), компенсировав недостающую длину анкеровки приваркой
двух расчетных поперечных анкеров (см. п. 2.1) на каждом конце
перепускного каркаса.
Рассматривается стеновая сборно-монолитная конструкция с
бессварным стыком с применением армоопалубочных панелей АПС-III (см. альбомы 11022 пк, 11166 пк).
Класс бетона панели, а также литого бетона омоноличивания В
30 (Rвt
= 12,2 кг/см2). Диаметры арматурных стержней каркаса ребра
армопанели: = 1 Æ
32 мм + 1 Æ
10 мм класса А-III;
площадь арматуры рабочего каркаса = 8,042 + 0,785 =
8,83 см2; диаметр перепускной арматуры = 2 Æ
25 мм класса А-III;
площадь арматуры перепускного каркаса = 2 ´
4,909 = 9,82 см2. Расчетное сопротивление равно растяжению
арматурных стержней Rs = 3750 кг/см2.
Расстояние между растянутыми стержнями в арматурных каркасах ребер = 13,0 см; расстояние
между стержнями перепускной арматуры = 2u
= 30,0 см. Расстояние между осями рабочей арматуры ребер и перепускной арматуры
u = 15,0 см. Длина перепуска (анкеровки)
перепускного каркаса = 92,5 см; длина
перепуска рабочего каркаса ребра = 92,5 - 14,0 - 1,5 =
77,0 см. На конце арматуры ребра имеются два анкера диаметром du
= 16 мм.
а) Определение разрушающего усилия по перепускной арматуре.
По
формуле (2.1):
;
по
(2.2): т;
jd
= 1 (т.к. в перепускном каркасе один стержень);
по
(2.4): см;
по
(2.5): т;
;
т
Усилие в перепускной арматуре при напряжениях в ней, равных Rs:
т;
отношение
.
б) Определение разрушающего усилия по рабочему армокаркасу
ребра (аналогично п. а)).
т;
по
(2.3): ;
см;
т;
по
(2.6): т,
т.
Усилие в армокаркасе ребра при напряжениях в стержнях,
равных Rs:
т.
Отношение
.
Аналогично подсчитаны разрушающие усилия Np
для стеновых конструкций с применением армопанелей АПС-II ( = 25 мм; = 20 мм А-III).
Результаты расчетов сведаны в табл. 2.2.
Таблица
2.2.
Тип
армопанели
|
Рабочая арматура ребра
|
Перепускная арматура
|
(т)
|
(т)
|
|
(т)
|
(т)
|
|
АПС-III
|
33,1
|
38,1
|
1,15
|
36,8
|
40,7
|
1,11
|
АПС-II
|
21,3
|
27,0
|
1,26
|
23,5
|
26,4
|
1,12
|
Вывод: прочность стыка обеспечена как по
арматуре перепуска так и по арматуре ребра.
СОДЕРЖАНИЕ