Державні будівельні норми україниконструкції будинків І спорудбетонні та залізобетонні конструкції сторінка 6

ДБН В.2.6-98:2009 40 на основі використання розрахункових залежностей напруження-деформації для бетону і арматурної сталі, наведених у 3.1.5 (формули (3.4) та (3.5)), рисунках 3.1, 3.6 і у 3.3.6 та рисунка 3.8) та деформаційного методу розрахунку.
5.7.4.4 За відсутності більш точних моделей повзучість може бути врахована шляхом множення всіх величин деформацій за графіком напруження-деформації бетону на коефіцієнт
, де
– розрахунковий коефіцієнт повзучості, який визначається за формулою:
5.8 Стійкість із площини гнучких балок
5.8.1
У необхідних випадках потрібно враховувати стійкість гнучких балок із своєї площини, наприклад, для збірних балок при транспортуванні і монтажі, для балок без розкріплення із площини у робочому стані тощо. Також потрібно враховувати геометричні недосконалості.
5.8.2
При перевірці балок у нерозкріпленому стані в якості геометричних недосконалостей необхідно припускати вигин
із своєї площини, що дорівнює
Якщо у робочому стані балка розкріплюється сполученими з нею елементами, то їх можна враховувати при перевірці стійкості з її площини.
5.9 Попередньо напружені елементи і конструкції
5.9.1
Загальні положення
5.9.1.1
У цих Нормах розглядається попереднє напруження, яке прикладене до бетону попередньо напруженою арматурою.
5.9.1.2
Можливість крихкого руйнування елемента внаслідок розриву напруженої арматури повинна бути виключена.
5.9.2
Зусилля попереднього напруження при натягуванні
5.9.2.1
Максимальні зусилля напруження
Сила, що прикладається до арматури
(тобто сила, що діє на кінці прикладання розтягування), не повинна перевищувати наступної величини:
5.9.2.2
Обмеження напружень у бетоні у зоні анкерування
Необхідно конструктивними заходами запобігати можливості тріщиноутворення і розколювання бетону на кінцях елементів, напружених на упори і на бетон.
5.9.2.3
Вимірювання
При напруженні на бетон силу попереднього напруження і відповідне видовження арматури потрібно перевіряти вимірюваннями, а фактичні втрати попереднього напруження внаслідок тертя потрібно контролювати.

ДБН В.2.6-98:2009 41
5.9.3
Зусилля попереднього напруження
У момент часу t і на відстані (або довжині дуги) від напруженого кінця арматури середня сила попереднього напруження дорівнює максимальній силі
, прикладеній до напруженого кінця, мінус миттєві втрати і втрати, що залежать від часу. Абсолютна величина ураховує всі втрати.
5.9.4
Вплив попереднього напруження на граничний стан за придатністю до
експлуатації і граничний стан за втомою
При розрахунку за придатністю до експлуатації та втомою потрібно встановлювати обмеження можливих змін попереднього напруження. Для граничного стану за придатністю до експлуатації визначають дві характеристичних величини сили попереднього напруження за формулами:
5.10
Врахування деяких особливостей конструкцій при розрахунку
5.10.1
Плити, що обпираються на колони, класифікуються як плоскі (безбалкові) плити.
5.10.2
Діафрагми жорсткості – це плоскі чарункові елементи або залізобетонні стіни, які забезпечують поперечну стійкість споруди.
5.11
Методи обчислень і спрощення
5.11.1
Конструкція повинна бути розрахована і сконструйована так, щоб:
- з достатньою ймовірністю залишатися придатною до використання, зважаючи на розрахунковий строк експлуатації та вартість;
- з прийнятим рівнем надійності сприймати всі навантаження та впливи, які можуть з'являтися у процесі експлуатації, та мати відповідну довговічність з урахуванням вартості робіт для її підтримання.
5.11.2
При розрахунку будівель і споруд надійність досягається шляхом використання методу окремих коефіцієнтів надійності. Застосування цього методу гарантує для всіх розрахункових ситуацій недосяжність граничних станів у разі використання у розрахунках
(розрахункових моделях) розрахункових значень навантажень та впливів, відповідних властивостей матеріалів і геометричних характеристик елементів із заданим рівнем надійності.
5.11.3
Перевірка конструкції щодо відповідності вимогам за двома групами граничних станів містить дві частини:
- перша – визначення діючих зусиль та переміщень від навантажень у відповідності з випад ком, що розглядається, за найбільш несприятливого розташування і за відповідних сполучень навантажень, а також визначення несучої здатності, яка залежить від властивостей матеріалу конструкції;
- друга – порівняння розрахункових прогинів або ширини розкриття тріщин із граничними значеннями, встановленими на основі функціональних вимог до конструкцій.
5.11.4
Навантажувальний ефект є сукупністю зосереджених (сконцентрованих) і (або) розподілених зусиль або вимушених деформацій, прикладених до конструкції.
5.11.5
Класифікація навантажень і впливів, їх сполучення та вибір найневигідніших сполучень слід приймати згідно з ДБН В. 1.2-2.

ДБН В.2.6-98:2009 42 5.11.6
Розрахункові постійні навантаження, які збільшують дію змінних навантажень
(збігаються за напрямком), тобто викликають несприятливу дію на конструкції, повинні мати верхні значення коефіцієнтів безпеки за навантаженням. У разі, коли постійні навантаження зменшують ефект змінного навантаження, необхідно використовувати нижні значення коефіцієнтів безпеки за навантаженням. Значення часткових коефіцієнтів надійності наведені в ДБН В.1.2.-2.
5.12
Методи розрахунку зусиль за першою та другою групами граничних станів
5.12.1
Метою розрахунку є встановлення несучої здатності, тріщиностійкості, ширини розкриття тріщин, деформацій та переміщень як конструкції у цілому, так і її частин.
5.12.2
Зусилля, які викликані навантаженнями, найчастіше визначають розрахунком,
ґрунтуючись на тій або іншій ідеалізації конструкції.
Якщо при одному і тому ж сполученні навантажень і впливів можливі різні випадки навантажень, то слід розглядати випадок або випадки, найбільш несприятливі для граничного стану розрахункового перерізу, що розглядається.
5.12.3
Розглядають такі варіанти ідеалізації стану матеріалу:
- нелінійне деформування;
- пружний стан, який ґрунтується на гіпотезі пропорційності зусиль навантаженням;
- пружний стан з обмеженою можливістю перерозподілу зусиль.
На вибір випадку розрахунку можуть впливати або його можуть визначати різні обставини: можливі чинники нелінійності (нелінійність фізична, яка залежить від властивостей матеріалів, або геометрична), можливості розрахунку, його вартість у порівнянні з вартістю конструкції.
5.12.
4 Для розрахунку, як правило, конструкція може бути ідеалізована шляхом перетворення її у лінійні елементи (балки і колони), у тонкостінні елементи (плити та оболонки) і в особливих випадках – в об'ємні елементи.
5.13 Ефекти попереднього напруження
Розрізняють два способи попереднього напруження арматури:
- після твердіння бетону (на бетон, який затвердів);
- до бетонування (натяг на упори).
5.13.1
У разі натягування арматури на бетон, що затвердів, напружену арматуру
(стрижні, дріт або канати) розташовують у каналах із улаштуванням на її кінцях анкерних пристроїв. У супроводжувальних документах вказують умови, яких необхідно дотримуватися у процесі напруження арматури залежно від способу її натягу.
5.13.2
У разі натягування арматури на упори напружена арматура (стрижні, дріт або канати) знаходиться у безпосередньому контакті з бетоном і анкерування забезпечується силами зчеплення.
5.13.3
Сили попереднього напруження, які утворюються способами, відмінними від натягування арматури, у цих Нормах не розглядаються і їх слід визначати як навантаження
(постійні або змінні).
5.13.4
Визначаючи вплив дії попереднього напруження, розглядають загальне зусилля та місцеві ефекти, які викликані концентраціями зусиль, такими, наприклад, як зусилля на ділянці анкерування, або там, де попередньо напружені стрижні змінюють свій напрямок.
5.13.5
У разі натягування арматури на бетон масивного елемента вважається, що дія напруженої арматури розподіляється рівномірно, починаючи з анкерного пристрою під кутом
, при цьому
5.13.6
Для таврової балки (рисунок 5.3) можна допустити, що дія попереднього напруження відбувається:
- у стінці балки, починаючи від анкерного пристрою у межах кута ;
- якщо розповсюдження напруження у стінці досягає середнього шару полиці, розподілення попереднього напруження у ній приймають під кутом у кожен бік від стінки.

ДБН В.2.6-98:2009 43
Рисунок 5.3 – Розподіл зусилля попереднього напруження
5.13.7 У разі натягування арматури на упори припускають, що напруження у напруженій арматурі досягають своєї розрахункової величини на відстані від кінця елемента (рисунок
5.4), що дорівнює найбільш несприятливій
із двох величин:
Рисунок 5.4 – Зона анкерування попередньо напруженої арматури, яка натягується на упори
Ефективну довжину анкерування визначають відстанню від кінця напруженої арматури до того поперечного перерізу, за межами якого розподіл поздовжніх напружень, викликаних попереднім напруженням, можна вважати таким, що відповідає лінійному закону.
5.13.8 Довжину анкерування, необхідну для забезпечення передачі зусиль попереднього напруження на бетон у момент звільнення кінців арматурних стрижнів, визначають за відповідними розрахунками або шляхом відповідних випробувань в умовах практичного застосування.
5.14 Вплив тривалих процесів у часі
5.14.1
Точність розрахунків, які враховують повзучість та усадку бетону, має співвідноситись із наявністю достовірних даних про зміну властивостей бетону у часі та вплив цих ефектів на гранич ний стан, що розглядається.
Взагалі ефект повзучості та усадки, як правило, може враховуватись тільки при граничних станах другої групи. За важливістю впливів повзучість та усадка відносяться до групи другорядних ефектів.
5.14.2
Якщо напруження у бетонному перерізі знаходяться на нормальному експлуатаційному рівні, то можуть бути прийняті такі передумови:
- повзучість і усадка є незалежними;
- передбачається лінійний зв'язок між повзучістю і напруженнями, які викликають повзучість;
- нерівномірним розподілом температури або вологості можна знехтувати;

ДБН В.2.6-98:2009 44
- можливе використання принципу суперпозиції для дій у різному віці;
- зазначені передумови дійсні як для стиску, так і для розтягу.
5.14.3
Для всіх рівнів напружень у бетонному перерізі вплив повзучості бетону може бути врахований шляхом використання діаграм деформування бетону при тривалій дії навантажень.
5.14.4
Повзучість, усадка і релаксація напружень мають бути враховані під час визначення втрат попереднього напруження у часі.
6
ГРАНИЧНІ СТАНИ ЗА НЕСУЧОЮ ЗДАТНІСТЮ (ПЕРША ГРУПА)
6.1
Розрахунок залізобетонних елементів за несучою здатністю нормальних
перерізів
6.1.1
Несучу здатність залізобетонних елементів на дію згинальних моментів та поздовжніх сил, як правило, визначають за деформаційною методикою.
6.1.2
Зусилля та деформації у перерізі, нормальному до поздовжньої осі елемента, визначають виходячи з таких передумов:
- за розрахунковий приймається усереднений переріз, що відповідає середнім деформаціям бетону та арматури по довжині блока між тріщинами, якщо такі є;
- деформації у звичайній арматурі або попередньо напруженій арматурі однакові з оточуючим їх бетоном, як при розтягу, так і при стиску;
- для розрахункового перерізу вважається справедливою гіпотеза про лінійний розподіл деформацій по його висоті;
- зв'язок між напруженнями та деформаціями стиснутого бетону приймається у вигляді діаграм, які показані на рисунках 3.1 та 3.2;
- зв'язок між напруженнями та деформаціями в арматурі приймається у вигляді діаграм, які наведені на рисунках 3.5, 3.6 та 3.7. При цьому: а) для обох видів (звичайної та попередньо напруженої) арматури при
(вважається, що стався розрив арматури); б) при визначенні напружень у попередньо напруженій арматурі враховуються її початкові деформації; в) роботу бетону розтягнутої зони допускається не враховувати, приймаючи при напруження
; для конструкцій, у яких не допускається утворення тріщин, розрахунок опору виконують з урахуванням того, що деформації бетону найбільш розтягнутого волокна не повинні перевищувати
За критерій вичерпання несучої здатності перерізу приймається:
- втрата рівноваги між внутрішніми та зовнішніми зусиллями (досягнення максимуму на діаграмах момент-кривизна (прогин) або стискальна сила – прогин) – екстремальний критерій;
- руйнування стиснутого бетону при досягненні фібровими деформаціями граничних значень
(3.1.5 та 3.1.7) або розрив усіх розтягнутих стрижнів арматури внаслідок досягнення в них граничних деформацій (рисунки 3.5, 3.6 та 3.7).
Розрахунок виконується за деформаційною методикою, сутність якої полягає у тому, що враховується приріст не зусиль (дій), а деформацій у перерізі.
Приймається таке правило знаків: для стиску як бетону, так і арматури знак додатний, для розтягу – від'ємний.
6.1.3
Розраховуючи позацентрово стиснуті і стиснуто-зігнуті елементи, слід ураховувати вплив прогину та недосконалостей у геометрії конструкцій до початку їх навантаження.
6.2
Розрахунок залізобетонних елементів за несучою здатністю похилих перерізів
6.2.1
Загальні положення
6.2.1.1
Розрахунок несучої здатності похилих перерізів залізобетонних елементів виконують на основі загальної деформаційної моделі відповідно до 2.2.1.7.

ДБН В.2.6-98:2009 45 6.2.1.2
Опір похилого перерізу залізобетонного елемента на сумісну дію згинального моменту та поперечної сили слід визначати з використанням рівнянь рівноваги, сумісності деформацій та діаграми деформування бетону з урахуванням плоского напруженого стану.
При розрахунку залізобетонного елемента на вплив згинального моменту, повздовжньої та поперечної сил слід використовувати діаграми деформування арматури з урахуванням його поздовжньо-поперечного згину.
6.2.1.3
При визначенні несучої здатності похилого перерізу залізобетонного елемента на сумісну дію згинального моменту та поперечної сили слід використовувати залежності, які пов'язують напруження та переміщення у перерізі, що проходить через похилу тріщину.
6.2.1.4
При розрахунку опору поперечних перерізів на основі використання діаграм деформування бетону, наведених у 3.1.5-3.1.8, і деформаційної методики розрахунку за критерій вичерпання несучої здатності поперечного перерізу приймається, якщо деформації стиснутого бетону в перерізі над похилою тріщиною в напрямку головних стискальних напружень досягають гранич них значень.
6.2.1.5
Для перевірки опору похилих перерізів застосовуються наступні познаки:
– розрахункове значення поперечної сили, яку може сприйняти похилий переріз без поперечного армування;
– розрахункове значення поперечної сили, яку може сприйняти поперечна арматура на границі текучості;
– розрахункове значення максимальної поперечної сили, яку може сприйняти елемент, обмежене руйнуванням умовних стиснутих елементів.
Для елементів з похилими поясами додатково застосовуються наступні познаки (рисунок
6.1):
– розрахункове значення компонента зсуву зусилля стиску за наявності похилих стиснутих поясів;
– розрахункове значення компонента зсуву зусилля у розтягнутій арматурі за наявності похилих розтягнутих поясів.
6.2.1.6
Опір похилих перерізів елемента з поперечним армуванням визначається як:
Рисунок 6.1 – Компоненти зсуву для елементів з похилими поясами
6.2.1.7
На ділянках елемента, де
, немає потреби розраховувати поперечне армування.
– розрахункове значення поперечної сили у перерізі від дії зовнішнього навантаження і попереднього напруження.
6.2.1.8
У випадку, коли на основі розрахунку за поперечною силою не вимагається поперечна арматура, мінімальне поперечне армування все одно повинно встановлюватись.
Мінімальне поперечне армування може не встановлюватись у елементах, таких як плити
(суцільні, ребристі або пустотні), де можливий перерозподіл поперечних навантажень.
Мінімальна величина відсотка поперечного армування може бути визначена за формулою: