Расчетное сопротивление бетона

Показатели нормативного и расчетного сопротивления бетона

Нормативные сопротивления бетона – это сопротивление осевому сжатию бетонных призм (призменная прочность) Rbn и сопротивление осевому растяжению Rbtn, которые определяются в зависимости от класса бетона по прочности (при обеспеченности 0,95).

Расчетные сопротивления бетона получают путем деления нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по материалу:

— расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, где — коэффициент надежности по бетону при сжатии, зависящий от вида бетона.

— расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, где — коэффициент надежности по бетону при растяжении, зависящий от вида бетона.

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления бетона Rb и Rbt в отдельных случаях уменьшают или увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условия работы бетона γbi, которые учитывают следующие факторы: длительность действия нагрузки; многократную повторяемость нагрузки; условия, характер и стадию работы конструкции; способ ее изготовления; размеры сечения и т.д.

Нормативные и расчетные сопротивления арматуры

Нормативные сопротивления арматуры Rsn устанавливают с учетом статистической изменчивости прочности и принимают равными наименьшим контролируемым значениям предела текучести, физического или условного (равного значению напряжений, соответствующих остаточному относительному удлинению 0,2%). Доверительная вероятность нормативного сопротивления арматуры – 0,95.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по материалу:

,

где — коэффициент надежности по арматуре, зависящий от класса арматуры.

Расчетные сопротивления арматуры сжатию при наличии сцепления арматуры с бетоном: , но не более 400 МПа.

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления арматуры в отдельных случаях уменьшают или увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условия работы арматуры γsi, которые учитывают возможность неполного использования прочностных характеристик арматуры в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки и т.д.

При расчете элементов на действие поперечной силы расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры снижают введением коэффициента условий работы в связи с неравномерным нагружением поперечных стержней γs1 = 0,8: .

Читайте также:

содержание   ..  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

24.

Что такое нормативное сопротивление бетона и арматуры?

Любой материал, даже бетон одного класса и сталь одной марки, не обладает стабильно одинаковой прочностью. Брать в таких случаях среднюю прочность`R слишком рискованно (50 % вероятности того, что в опасном сечении конструкции прочность материала окажется ниже`R), а брать Rmin – слишком накладно (столь низкая прочность приведет к увеличению размеров сечения). Поэтому специалисты условились принимать в качестве нормативной Rn такую прочность, которая давала бы 95 % гарантии, а риска – лишь 5 %, аналогично тому, как принимается класс бетона (см.

Расчетные значения сопротивления бетона

вопрос 9). На математическом языке это называется “с обеспеченностью 0,95”. Следовательно, нормативным сопротивлением бетона сжатию Rbn является призменная прочность с обеспеченностью 0,95, а нормативным сопротивлением арматуры растяжению Rsn – условный или физический пределы текучести с обеспеченностью 0,95.

25. Что такое расчетное сопротивление бетона и арматуры?

Строительные конструкции должны обладать запасом несущей способности, который предохраняет от многих неприятных случайностей и обеспечивает долговечность зданий и сооружений. Вот почему в расчетах по прочности сечений используют не нормативные, а более низкие – расчетные сопротивления материалов, взятые с запасом по отношению к нормативным: R = Rn /g, где g — коэффициент надежности по прочности. Для бетонаgb =1,3, для арматуры gs = (1,05…1,2) в зависимости от класса стали. Значение g тем больше, чем больший разброс прочности материала, или, говоря иначе, чем менее однородна его прочность.

26. В каких расчетах используют нормативные сопротивления бетона и арматуры?                   

Если у конструкции в процессе эксплуатации чрезмерно раскрылись трещины или прогибы превысили допустимые значения, то последствия этого не столь опасны, как при исчерпании прочности (разрушении). Вот почему в расчетах по 2-й группе предельных состояний используют преимущественно нормативные сопротивления Rn. Правда, Нормы проектирования в последней редакции обозначают их Rser и именуют “расчетными сопротивлениями для предельных состояний 2-й группы”, но столь длинное название выговаривать неудобно, поэтому инженеры и ученые в обиходе по-прежнему употребляют термин “нормативное сопротивление”, тем более что численно Rser = Rn.

27. Чем определяется расчетное сопротивление арматуры сжатию?                 

Определяется предельной сжимаемостью бетона ebu = 2×10–3 (рис. 1). Поскольку, благодаря сцеплению, арматура деформируется совместно с бетоном (esc = ebu), предельные напряжения в ней ssc,u =esc×Es =  =2×10–3×200×103 = 400 МПа, отсюда и Rsc = 400МПа. Если приложенная нагрузка действует длительно, то за счет ползучести предельная сжимаемость возрастет до 2,5×10–3, соответственно иRsc = 500МПа. При этом, разумеется, Rsc не может превышать расчетного предела текучести стали, т.е. Rsc ≤ Rs. Заметим, что указанные расчетные значения ebu приняты одинаковыми для бетона всех классов. На самом деле, со снижением класса бетона его деформативность увеличивается, растет и ebu.

28. Почему ограничивают расстояния между арматурными стержнями в конструкциях?

Вызвано это условиями бетонирования: при слишком малых расстояниях зерна крупного заполнителя могут застрять между стержнями (канатами, проволокой) и препятствовать качественной укладке и уплотнению бетонной смеси. А некачественное бетонирование приводит к ослаблению сечений, ухудшению сцепления арматуры и т.д. Поэтому Нормы вводят такие предписания: если при бетонировании стержни занимают горизонтальное положение, то расстояния в свету должны быть не менее 25 мм для нижних и не менее 30 мм для верхних стержней; если стержни при бетонировании занимают вертикальное положение, то – не менее 50 мм, и во всех случаях – не менее самого большого диаметра среди соседних стержней.

Когда эти предписания не удается выполнить (например, при ограниченных размерах сечения или при большой насыщенности арматурой), то можно устанавливать стержни попарно, вплотную друг к другу – такое решение Нормы допускают.

содержание   ..  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

6.2.3. Нормативные и расчетные сопротивления бетона

Нормативные и расчётные сопротивления бетона

Нормативные и расчетные сопротивления характеризуют прочностные качества материалов. С точки зрения математической статистики прочность бетона или арматуры является величиной случайной, колеблющейся в опреде­лённых пределах.

Прочностные характеристики бетона в силу существенной неод­нородности его структуры обладают значительной изменчивостью. За нормативное сопротивление бетона осевому сжатию прини­мают предел прочности осевому сжатию бетонных призм размерами 150´150´600 мм с обеспеченностью 0,95. Эта характеристика кон­тролируется путём проведения испытаний.

Под обеспеченностью понимают вероятность попадания случай­ных величин, выражающих прочность бетона, в интервал от Rb,n до ∞.

Расчётное сопротивление бетона осевому сжатию для расчёта по предельным состояниям первой группы получают

где = 1,3 ‒ коэффициент надёжности по бетону при сжатии.

Аналогично определяется расчётное сопротивление бетона осевому растяжению для расчёта по предельным состояниям первой группы

где γbt = 1,5 ‒ коэффициент надёжности по бетону при растяжении.

Численные значения нормативных , и расчётных сопротивлений и для раз­личных классов бетона даны в СП 63.13330.2011(табл. 6.7 и 6.8).

Расчётные сопротивления бетона при расчёте по предельным со­стояниям первой группы назначены в нормах с высокой обеспечен­ностью равной 0,99865.

В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на коэффициенты условий работы gbi, учитывающие особенности работы бетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т.д.):

Наступление предельных состояний второй группы не столь опасно как первой, так как это обычно не влечёт за собой аварий, обрушений, жертв, катастроф. Поэтому расчётные сопротивления бетона для расчёта конструкций по предельным состояниям второй группы устанавливают при = = 1, т.е. принимают их равны­ми нормативным значениям

Как правило, здесь и = 1.

Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 640;

Похожие статьи:

Нормативные сопротивления бетона и арматуры. Коэффициент надежности по материалам

Нормативные и расчетные сопротивления материалов

В расчете по методу предельных состояний надежность конструкции обеспечивается за счет учета возможных отклонений как действительных нагрузок, так и характеристик материалов от среднестатистических значений в неблагоприятную сторону. Значения усилий Q, так же как и несущей способности Ф, зависят от изменчивости указанных факторов и статистически подчиняются закону нормального (гауссового) распределения (рис. 3.4). Выполнение условия (3.1) должно гарантировать несущую способность конструкций с уровнем надежности не менее 99,7 %. Таким образом, нормативные сопротивления материалов наряду с нормативными нагрузками являются определяющими величинами в расчете по методу предельных состояний.

Нормативное сопротивление Rn это установленное нормами предельное значение напряжений в материале. Оно служит основной характеристикой сопротивления материалов силовым воздействиям и обычно равно контрольной характеристике в соответствии с ГОСТами на материалы. Нормами установлены и другие нормативные характеристики материалов (плотность, модуль упругости, коэффициенты трения, сцепления ползучести. усадки и др.).

таблица 3.3.

Вид сопротивления Бетоны Нормативные сопротивления бетона Rbn и Rbtm — расчетные сопротивления предельных состояний II группы Rb,wr и Rbl, wr, МПа, при классе бетона по прочности на сжатие
В7,5 В10 В12,5 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60
Сжатое осевое (призменная прочность) Rbn, Rb,wr Тяжелый и мелкозернистый 5,50 7,50 9,50 11,0 15,0 18,5 22,0 25,5 29,0 32,0 36,0 39,5 43,0
Легкий 5,50 7,50 9,50 11,0 15,0 18,5 22,0 25,5 29,9  
Растяжение осевое Rhtn, Rbt,wr Тяжелый 0,700 0,850 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50
Мелкозернистый вида: А 0,700 0,850 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10  
Б 0,600 0,700 0,850 0,950 1,15 1,35 1,50  
В 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10  
Легкий при мелком заполнителе: Плотном 0,700 0,850 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10  
Пористом 0,700 0,850 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10  

Нормативное сопротивление бетона принимают в виде двух величин: временное сопротивление призм осевому сжатию (нормативная призменная прочность) и временное сопротивление осевому растяжению

Нормативные сопротивления бетона (с округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие даны в табл. 3.3. Величину R определяют различными способами в зависимости от того, как контролируется прочность бетона. В тех случаях, когда прочность бетона на растяжение не контролируется, принимают косвенным путем — в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие согласно табл.

Выбор бетона для строительных конструкций

3.3. Если же осуществляют непосредственный контроль класса бетона по прочности на осевое растяжение, то нормативное сопротивление бетона осевому растяжению принимают равным его гарантированной прочности (классу) на осовое растяжение.

Таблица 3.4.

Арматура Класс Диаметр Нормативные сопротивления растяжения Rsn и расчетные сопротивления растяжения Rn,ser для предельных состояний II группы, МПа
Стержневая А — I А — II А — III А — IIIв А — IV А — V А — VI Все диаметры  
Проволочная Вр-I    
Вр-II      
Вр-II      
К-7      
К-19      

Нормативные сопротивления бетона (с округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие даны в табл. 3.3. Величину R определяют различными способами в зависимости от того, как контролируется прочность бетона. В тех случаях, когда прочность бетона на растяжение не контролируется, принимают косвенным путем — в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие согласно табл. 3.3. Если же осуществляют непосредственный контроль класса бетона по прочности на осевое растяжение, то нормативное сопротивление бетона осевому растяжению принимают равным его гарантированной прочности (классу) на осовое растяжение.

Таблица 3.4.

Арматура Класс Диаметр Нормативные сопротивления растяжения Rsn и расчетные сопротивления растяжения Rn,ser для предельных состояний II группы, МПа
Стержневая А — I А — II А — III А — IIIв А — IV А — V А — VI Все диаметры  
Проволочная Вр-I    
Вр-II      
Вр-II      
К-7      
К-19      

Нормативные сопротивления арматуры с учетом разброса прочности принимают равными наименьшему (с вероятностью 0,95) контролируемому значению предела текучести физического или же условного. Исключение составляет обыкновенная (не высокопрочная) арматурная проволока класса В-II, для которой нормативное сопротивление R принимают равным наименьшему (с вероятностью 0,95) контролируемому значению напряжения, соответствующему 75% от временного сопротивления разрыву. Нормативные сопротивления арматуры приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.6.

Класс стержневой арматуры и ее диаметр d, мм При растяжении При сжатии (…)
Продольной, а также поперечной (хомутом и отогнутых стержней) при расчете наклонных сечений на действие изгибающего момента Rμ Поперечный (хомутов и отогнутых стержней) при расчете наклонных сечений на действие поперечной силы R(…)  
A — I A — II A — III d=6…8 A — III d=10…40 A — IV A — V A — VI   285 (255*) 290 (255*)  
A — III d: С контролем удлинения и напряжения Только удлинения      
Вр — I d=3 Вр — I d=4 Вр — I d=5      
Вр — II d=3 Вр — II d=4 Вр — II d=5 Вр — II d=6 Вр — II d=7 Вр — II d=8      
Вр — II d=3 Вр — II d=4 Вр — II d=5 Вр — II d=6 Вр — II d=7 Вр — II d=8      
К — 7 d=6 К — 7 d=9 К — 7 d=12 К — 7 d=15      
К — 19 d=14    

При проектировании нормативное сопротивление бетона принимается численно равным прочности бетона, соответствующей его классу.

Нормативное сопротивление бетонных призм осевому сжатию Rb,n(призменная прочность) определяется по нормативному значению кубиковой прочности с учетом зависимости, связывающей призменную и кубиковую прочность.

Нормативные сопротивления бетона осевому растяжению Rbt,nв случаях, когда прочность бетона на растяжение не контролируется, определяются по нормативному значению кубиковой прочности с учетом зависимости , связывающей прочность на растяжение с прочностью на сжатие.

Если же прочность бетона на растяжение контролируется непосредственным испытанием образцов на производстве, то нормативное сопротивление осевому растяжению принимается равным Rbt,n=Rbt,m(1-1,64ν) и характеризует класс бетона по прочности на растяжение.

Дата добавления: 2017-05-18; просмотров: 133;

Мосты и трубы. СНиП 2.05.03-84 – часть 9

Нормативные и расчетные характеристики бетона

Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) Rb,nи осевому растяжению (при назначении класса по прочности на сжатие) Rbt,nпринимают в зависимости от класса бетона В согласно таблице 9.1.1.

Таблица 9.1.1. Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию

Вид сопротивления Нормативные сопротивления бетона Rb,n и Rbt,nи расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb,serи Rbt,ser МПа (кгс/см2) при классе бетона по прочности на сжатие
В10 В15 Б20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60
Сжатие осевоеRb,n, Rb,ser 7,5 (76,5) 11,0 (112) 15,0 (153) 18,5 (188) 22,0 (224) 25,5 (260) 29,0 (296) 32,0 (326) 36,0 (367) 39,5 (403) 43,0 (438)
РастяжениеRbt,nRbt,ser 0,85 (8,7) 1,10 (11,2) 1,35 (13,8) 1,55 (15,8) 1,75 (17,8) 1,95 (19,9) 2,10 (21,4) 2,25 (22,9) 2,45 (25,0) 2,60 (26,5) 2,75 (28,0)

Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию Rb.serи осевому растяжению Rbt,serдля предельных состояний второй группы принимают равными соответствующим нормативным сопротивлениям, т.е. вводят в расчет с коэффициентом надежности по бетону γь= γbt= 1,0. Значения Rb.serи Rbt,serприведены в таблице 9.1.2

Таблица 9.1.2.Расчетное значения сопротивления бетона осевому сжатию

Вид сопротивления Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbи Rbt, МПа (кгс/см2) при классе бетона по прочности на сжатие
В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60
Сжатие осевое, Rb 6,0 (61,2) 8,5 (86,6) 11,5 (117) 14,5 (148) 17,0 (173) 19,5 (199) 22,0 (224) 25,0 (255) 27,5 (280) 30,0 (306) 33,0 (33б)
Растяжение осевое, Rbt 0,56 (5,7) 0,75 (7,6) 0,90 (9,2) 1,05 (10,7) 1,15 (11,7) 1,30 (13,3) 1,40 (14,3) 1,50 (15,3) 1,60 (16,3) 1,70 (17,3) 1,80 (18,3)

Значение начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Ebпринимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно таблице 9.1.3

Таблица 9.1.3. Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении

Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Eb, 103 МПа (кгс/см2), при классе бетона по прочности на сжатие
В10 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60
19,0 (194) 24,0 (245) 27,5 (280) 30,0 (306) 32,5 (331) 34,5 (352) 36,0 (367) 37,0 (377) 38,0 (387) 39,0 (398) 39,5 (403)

Для определения массы железобетонной или бетонной конструкции плотность бетона принимается равной 2400 кг/м3.

Плотность железобетона при содержании арматуры 3% и менее может приниматься равной 2500 кг/м3; при содержании арматуры свыше 3% плотность определяется как сумма масс бетона и арматуры на единицу объема железобетонной конструкции.

При определении нагрузки от собственного веса конструкции удельный вес ее в кН/м3 допускается принимать равным 0,01 плотности в кг/м3.

Нормативные и расчетные характеристики арматуры

Основной прочностной характеристикой арматуры является нормативное значение сопротивления растяжению Rs,nпринимаемое в зависимости от класса арматуры по таблице 9.2.1

Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению Rs,ser для предельных состоянии второй группы принимают равными соответствующим нормативным сопротивлениям Rs,n

Таблице 9.2.1. Нормативные значения сопротивления арматуры растяжению

Арматура классов Нормативные значения сопротивления растяжению Rs,n и расчетные значения сопротивления растяжению для предельных состояний второй группы Rs,serМПа (кгс/см )
А240 240 (2450)
А300 300 (3060)
А400 400 (4080)
А500 500 (5100)
В500 500 (5100)

Расчетные значения сопротивления арматуры принимается согласно таблице9.2.2

Таблице 9.2.1. Расчетные значения сопротивления арматуры

Арматура классов Расчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа (кгс/см2)
растяжению сжатию, Rsc
продольной, Rs поперечной (хомутов и отогнутых стержней), Rsw
А240 215 (2190) 170 (1730) 215 (2190)
А300 270 (2750) 215 (2190) 270 (2750)
А400 355 (3620) 285 (2900) 355 (3620)
А500 435 (4430) 300 (3060) 400 (4080)
В500 415 (4230) 300 (3060) 360 (3670)

Значения модуля упругости арматуры Esпринимают одинаковыми при растяжении и сжатии и равными Es= 2,0·105 МПа = 2,0·106 кгс/см2.

РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПЕРВОЙ ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

Изгибаемые элементы

Расчет по прочности железобетонных элементов на действие изгибающих моментов следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси.

Расчет по прочности нормальных сечений следует производить в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона (формула 10.1) и значением граничной относительной высоты сжатой зоны (формула 10.2)

(10.1)

(10.2)

Прямоугольные сечения

Расчет прямоугольных сечений производится следующим образом в зависимости от высоты сжатой зоны

(10.3)

а) при — из условия

(10.4)

б)прииз условия

(10.5)

где

Рис.10.1.Схема усилий и эпюра напряжений в поперечном прямоугольном сечении изгибаемого железобетонного элемента

Подбор продольной арматуры производят следующим образом.

Вычисляют значение

(10.6)

Если aт<arсжатая арматура по расчету не требуется.

При отсутствии сжатой арматуры площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле

(10.7)

Если aт>ar , требуется увеличить сечение или повысить класс бетона, или установить сжатую арматуру согласно.

Площади сечения растянутой Asи сжатой A’sарматуры, соответствующие минимуму их суммы, если по расчету требуется сжатая арматура определяют по формулам:

(10.8)

(10.9)



Расчетное сопротивление бетона

Для предельных состояний первой груп­пы (Rbи Rbt) расчетное сопротивление получают посредством деления со­ответствующих нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по бетону при осевом сжатии &#947;bc=1,3 и при осевом растяжении &#947;bc= 1,5. Эти коэффициенты учитывают возможные отклонения норма­тивных сопротивлений в неблагоприятную сторону вследствие факторов, не поддающихся статистическому учету (замены вида цемента, крупных и мелких заполнителей, условий твердения). По мере возрастания класса бетона выше В40 увеличивается их хрупкость (уменьшаются деформа­ции ползучести), поэтому расчетные сопротивления сжатию тяжелого бе­тона классов В50, В55, В60 снижают умножением соответственно на ко­эффициенты 0,95; 0,925; 0,9.

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления бето­на для предельных состояний первой группы Rbи Rbtснижают (или повы­шают) посредством умножения на коэффициенты условий работы &#947;bi учитывающие особенности свойств бетона, длительность действия на­грузки и ее многократную повторяемость, условия и стадию работы кон­струкции, способ ее изготовления, размеры сечения ( табл. 15 СНиП 2.03.01-84).

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы (Rb.ser и Rbt.ser) принимают равными нормативным сопротивлени­ям, т. е. вводят в расчет с коэффициентом надежности по бетону &#947; = 1.

Расчётное сопротивление бетона осевому сжатию и растяжению

Это обусловлено тем, что снижение прочности бетона проис­ходит на одном напряженном участке, в то время как предельные состоя­ния второй группы определятся в основном деформациями бетона по всей длине элементов. Последнее выравнивает неоднородность деформи­рования и повышает надежность конструкции. Принимают коэффициент условий работы бетона &#947;bi = 1, за исключением случаев расчета элементов по образованию трещин при многократном действии нагрузки, когда &#947;bi= &#947;b1 (табл. 16 СНиП 2.03.01-84).

Дата добавления: 2015-02-03; просмотров: 638;

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *