Система нормативных документов в строительстве

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

 

СП 52-102-2004

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (ГУН «НИИЖБ») Госстроя России

ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России

2 ОДОБРЕН И РЕКОМЕНДОВАН для применения письмом Госстроя России от 24.05.2004 № ЛБ-473/9

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Оглавление

Введение

Настоящий Свод правил разработан в развитие СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

Свод правил содержит рекомендации по расчету и проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений из тяжелого бетона, которые обеспечивают выполнение обязательных требований СНиП 52-01-2003.

Решение вопроса о применении Свода правил при проектировании предварительно напряженных железобетонных конструкций конкретных зданий и сооружений относится к компетенции заказчика или проектной организации. В случае если принято решение о применении настоящего Свода правил, должны быть выполнены все установленные в нем требования.

В Своде правил не приведены особенности расчета и проектирования предварительно напряженных конструкций, подвергаемых циклическим и динамическим воздействиям, воздействиям высоких температур и агрессивных сред. Эти особенности, а также более детальные положения по расчету линейных железобетонных систем и плоских и пространственных железобетонных конструкций освещены в соответствующих сводах правил.

Настоящий Свод правил следует применять совместно с СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры».

Единицы физических величин, приведенные в Своде правил: сила выражена в ньютонах (Н) или в килоньютонах (кН); линейные размеры - в мм (для сечений) или в м (для элементов или их участков); напряжения, сопротивления, модули упругости - в мегапаскалях (МПа); распределенные нагрузки и усилия - в кН/м или Н/мм.

Свод правил разработали доктора технических наук А.С. Залесов, А.И. Звездов, ТА. Мухамедиев, Е.АЛистяков (ГУП «НИИЖБ» Госстроя России).

 

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

 

1 общие указания

1.1 Основные положения

1.1.1 Рекомендации настоящего Свода правил (СП) распространяются на проектирование предварительно напряженных железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений, выполненных из тяжелого бетона классов по прочности на сжатие от В20 до В60 с натяжением арматуры до твердения бетона (на упоры) и эксплуатируемых в климатических условиях России, в среде с неагрессивной степенью воздействия, при статическом действии нагрузки.

Рекомендации СП не распространяются на проектирование предварительно напряженных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, покрытий автомобильных дорог и аэродромов и других специальных сооружений.

1.1.2 Предварительно напряженные железобетонные конструкции должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором показателей качества материалов, назначением размеров и конструированием согласно указаниям настоящего СП. При этом должны быть выполнены технологические требования при изготовлении конструкций и соблюдены требования по эксплуатации зданий и сооружений, а также требования по экологии, устанавливаемые соответствующими нормативными документами.

1.2 Основные расчетные требования

1.2.1 Расчеты предварительно напряженных железобетонных конструкций следует производить по предельным состояниям, включающим:

- предельные состояния первой группы (по полной непригодности к эксплуатации вследствие потери несущей способности);

- предельные состояния второй группы (по непригодности к нормальной эксплуатации вследствие образования или чрезмерного раскрытия трещин, появления недопустимых деформаций и др.).

Расчеты по предельным состояниям первой группы, содержащиеся в настоящем СП, включают расчет по прочности.

Расчеты по предельным состояниям второй группы, содержащиеся в настоящем СП, включают расчеты по раскрытию трещин и по деформациям.

1.2.2 Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов следует, как правило, производить для всех стадий - изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации; при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям.

1.2.3 Расчеты предварительно напряженных железобетонных конструкций необходимо, как правило, производить с учетом возможного образования трещин и неупругих деформаций в бетоне и арматуре.

Определение усилий и деформаций от различных воздействий в конструкциях и в образуемых ими системах зданий и сооружений следует производить по методам строительной механики, как правило, с учетом физической и геометрической нелинейности работы конструкций.

1.2.4 При проектировании предварительно напряженных железобетонных конструкций надежность конструкций устанавливают расчетом путем использования расчетных значений нагрузок и воздействий, расчетных значений характеристик материалов, определяемых с помощью соответствующих частных коэффициентов надежности по нормативным значениям этих характеристик с учетом степени ответственности зданий и сооружений.

Нормативные значения нагрузок и воздействий, коэффициентов сочетаний, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов надежности по назначению конструкций, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) принимают согласно СНиП 2.01.07.

1.2.5 При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от всех элементов следует принимать с коэффициентом динамичности, равным: 1,60 - при транспортировании; 1,40 - при подъеме и монтаже. Допускается принимать более низкие, обоснованные в установленном порядке, значения коэффициентов динамичности, но не ниже 1,25.

2 материалы для предварительно напряженных железобетонных конструкций

2.1 Бетон

2.1.1 Показатели качества бетона и их применение при проектировании

2.1.1.1 Для предварительно напряженных железобетонных конструкций, проектируемых в соответствии с требованиями настоящего СП, следует предусматривать конструкционный тяжелый бетон средней плотности от 2200 кг/м³ до 2500 кг/м³ включительно.

2.1.1.2 Основными показателями качества бетона, устанавливаемыми при проектировании, являются:

а) класс по прочности на сжатие В;

б) класс по прочности на осевое растяжение B_t (назначают в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение и ее контролируют на производстве);

в) марка по морозостойкости F (назначают для конструкций, подвергаемых действию попеременного замораживания и оттаивания);

г) марка по водонепроницаемости W (назначают для конструкций, к которым предъявляют требования ограничения водопроницаемости).

Классы бетона по прочности на сжатие В и осевое растяжение B_t отвечают значению гарантированной прочности бетона (МПа) с обеспеченностью 0,95.

2.1.1.3 Для предварительно напряженных железобетонных конструкций следует предусматривать бетоны следующих классов и марок:

а) классов по прочности на сжатие:

В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;

б) классов по прочности на осевое растяжение:

B_t0,8; B_tl,2; B_t1,6; B_t2,0; B_t2,4; B_t2,8; B_t3,2;

в) марок по морозостойкости:

F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

г) марок по водонепроницаемости: W2; W4; W6; W8; W10; W12.

2.1.1.4 Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение (проектный возраст), назначают при проектировании исходя из возможных реальных сроков загружения конструкций проектными нагрузками. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в возрасте 28 суток.

2.1.1.5 Для предварительно напряженных конструкций рекомендуется применять класс бетона по прочности на сжатие в зависимости от класса напрягаемой арматуры, но не ниже В20.

Передаточную прочность бетона R_bp (прочность бетона к моменту его обжатия, контролируемая аналогично классу бетона по прочности на сжатие) следует назначать не менее 15 МПа и не менее 50 % принятого класса бетона по прочности на сжатие.

2.1.1.6 Марку бетона по морозостойкости назначают в зависимости от требований, предъявляемых к конструкциям, режима их эксплуатации и условий окружающей среды.

Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной отрицательной температуре наружного воздуха в холодный период от минус 5 °С до минус 40 °С, принимают марку бетона по морозостойкости не ниже F75, а при расчетной температуре наружного воздуха выше минус 5 °С в указанных выше конструкциях марку бетона по морозостойкости не нормируют.

В остальных случаях требуемые марки бетона по морозостойкости устанавливают в зависимости от назначения конструкций и условий окружающей среды по специальным указаниям.

2.1.1.7 Марку бетона по водонепроницаемости назначают в зависимости от требований, предъявляемых к конструкциям, режима их эксплуатации и условий окружающей среды.

Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям при расчетной отрицательной температуре наружного воздуха выше минус 40 °С, а также для наружных стен отапливаемых зданий марку бетона по водонепроницаемости не нормируют.

В остальных случаях требуемые марки бетона по водонепроницаемости устанавливают по специальным указаниям.

2.1.2 Нормативные и расчетные значения характеристик бетона

Нормативные значения прочностных характеристик, бетона

2.1.2.1 Основными прочностными характеристиками бетона являются нормативные значения:

- сопротивления бетона осевому сжатию R_b,n;

- сопротивления бетона осевому растяжению R_bt,n.

Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) и осевому растяжению (при назначении класса бетона по прочности на сжатие) принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно таблице 1.

При назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение B_t нормативные значения сопротивления бетона осевому растяжению R_bt,_n принимают равными числовой характеристике класса бетона на осевое растяжение.

Расчетные значения прочностных характеристик бетона

2.1.2.2 Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию R_b и осевому растяжению R_bt определяют по формулам:

;                                                                        (1)

.                                                                      (2)

Значения коэффициента надежности по бетону при сжатии γ_b принимают равными:

1,3 - для предельных состояний по несущей способности (первая группа);

1,0 - для предельных состояний по эксплуатационной пригодности (вторая группа).

Значения коэффициента надежности по бетону при растяжении γ_bt принимают равными:

1,5 - для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на сжатие;

1,3 - для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение;

1,0 - для предельных состояний по эксплуатационной пригодности.

Расчетные значения сопротивления бетона R_b, R_bt, R_b,ser, R_bt,ser (c округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение приведены: для предельных состояний первой группы в таблицах 2 и 3, второй группы - в таблице 1.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

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

Влияние длительности действия статической нагрузки учитывается коэффициентом условий работы бетона γ_b1, вводимым к расчетным значениям сопротивлений R_b и R_bt и принимаемым равным:

γ_b1 = 1,0 - при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки;

γ_b1 = 0,9 - при продолжительном (длительном) действии нагрузки.

Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур учитывают коэффициентом условий работы бетона γ_b4 ≤ 1,0. Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше, принимают коэффициент γ_b4 = 1,0. В остальных случаях значения коэффициента γ_b4 принимают в зависимости от назначения конструкции и условий окружающей среды согласно специальным указаниям.

Деформационные характеристики бетона

2.1.2.4 Основными деформационными характеристиками бетона являются значения:

- предельных относительных деформаций бетона при осевом сжатии и растяжении (при однородном напряженном состоянии бетона) ε_b0 и ε_bt0;

- начального модуля упругости Е_b;

- коэффициента (характеристики) ползучести φ_b,cr;

- коэффициента поперечной деформации бетона (коэффициента Пуассона) ν_b,P;

- коэффициента линейной температурной деформации бетона α_bt.

2.1.2.5 Значения предельных относительных деформаций бетона принимают равными:

при непродолжительном действии нагрузки

ε_b0 = 0,002 - при осевом сжатии;

ε_bt0 = 0,0001 - при осевом растяжении;

при продолжительном действии нагрузки - по таблице 6 в зависимости от относительной влажности окружающей среды.

2.1.2.6 Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно таблице 4.

Таблица 4

При продолжительном действии нагрузки значения начального модуля деформаций бетона определяют по формуле

,                                                                (3)

где φ_b,cr - коэффициент ползучести, принимаемый согласно п. 2.1.2.7.

2.1.2.7 Значения коэффициента ползучести бетона φ_b,cr принимают в зависимости от условий окружающей среды (относительной влажности воздуха) и класса бетона. Значения коэффициента ползучести бетона приведены в таблице 5.

Таблица 5

2.1.2.8 Значение коэффициента поперечной деформации бетона допускается принимать ν_b,Р = 0,2.

2.1.2.9 Значение коэффициента линейной температурной деформации бетона при изменении температуры от минус 40 °С до плюс 50 °С принимают α_bt = 1·10^-5 °С^-1.

Диаграммы состояния бетона

2.1.2.10 В качестве расчетных диаграмм состояния бетона, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями, принимают трех- и двухлинейную диаграммы (рисунок 1).

Диаграммы состояния бетона используют при расчете железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели.

а – трехлинейная; б – двухлинейная

Рисунок 1 – Диаграммы состояния сжатого бетона

 

2.1.2.11 При трехлинейной диаграмме (рисунок 1, а) сжимающие напряжения бетона σ_b в зависимости от относительных деформаций укорочения бетона ε_b определяют по формулам:

при 0 ≤ ε_b ≤ ε_b1

σ_b=Е_b ε_b,                                                                                      (4)

при ε_b1 < ε_b < ε_b0

;                                            (5)

при ε_b0 ≤ ε_b ≤ ε_b2

σ_b = R_b                                                                                         (6)

Значения напряжений σ_b1 принимают:

σ_b1 = 0,6 R_b,

а значения относительных деформаций ε_b1 принимают:

.

Значения относительных деформаций ε_b2 принимают:

при непродолжительном действии нагрузки ε_b2 = 0,0035;

при продолжительном действии нагрузки - по таблице 6.

Значения R_b, E_b и ε_b0 принимают согласно пп. 2.1.2.2, 2.1.2.3, 2.1.2.5, 2.1.2.6.

Таблица 6

2.1.2.12 При двухлинейной диаграмме (рисунок 1,б) сжимающие напряжения бетона σ_b в зависимости от относительных деформаций ε_b1 определяют по формулам:

при 0 ≤ ε_b ≤ ε_b1,red

σ_b=Е_b,red ε_b;                                                                                              (7)

при ε_b1,red ≤ ε_b ≤ ε_b2

σ_b = R_b.                                                                                                     (8)

Значения приведенного модуля деформации бетона Е_b,red принимают:

.                                                                                         (9)

Значения относительных деформаций ε_b1,red равны:

- при непродолжительном действии нагрузки ε_b1,red = 0,0015;

- при продолжительном действии нагрузки - по таблице 6.

Значения R_b, ε_b2 принимают как в п. 2.1.2.11, a R_b,п - по таблице 1.

2.1.2.13 Растягивающие напряжения бетона σ_bt в зависимости от относительных деформаций ε_bt определяют по диаграммам, приведенным на рисунке 1. При этом расчетные значения сопротивления бетона сжатию R_b заменяют на расчетные значения сопротивления бетона растяжению R_bt согласно пп. 2.1.2.2, 2.1.2.3; значения начального модуля упругости Е_bt определяют согласно п. 2.1.2.6; значения относительной деформации ε_bt0 принимают согласно п. 2.1.2.5; значения относительной деформации ε_bt2 принимают при непродолжительном действии нагрузки ε_bt2 = 0,00015, при продолжительном действии нагрузки - по таблице 6. Для двухлинейной диаграммы принимают ε_bt1,red = 0,00008 - при непродолжительном действии нагрузки, а при продолжительном - по таблице 6; значения E_bt,red определяют по формуле (9), подставляя в нее R_bt,n и ε_bt1,red.

2.1.2.14 При расчете прочности железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния сжатой зоны бетона используют диаграммы состояния сжатого бетона, приведенные в пп. 2.1.2.11 и 2.1.2.12, с деформационными характеристиками, отвечающими непродолжительному действию нагрузки. При этом в качестве наиболее простой используют двухлинейную диаграмму состояния бетона.

2.1.2.15 При расчете образования трещин в железобетонных конструкциях по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния сжатого и растянутого бетона используют трехлинейную диаграмму состояния бетона, приведенную в пп. 2.1.2.11 и 2.1.2.13, с деформационными характеристиками, отвечающими непродолжительному действию нагрузки. Двухлинейную диаграмму (пп. 2.1.2.12, 2.1.2.13) как наиболее простую используют для определения напряженно-деформированного состояния растянутого бетона при упругой работе сжатого бетона.

2.1.2.16 При расчете деформаций железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели при отсутствии трещин для определения напряженно-деформированного состояния в сжатом и растянутом бетоне используют трехлинейную диаграмму состояния бетона с учетом непродолжительного и продолжительного действия нагрузки. При наличии трещин для определения напряженно-деформированного состояния сжатого бетона помимо указанной выше диаграммы используют, как наиболее простую, двухлинейную диаграмму состояния бетона с учетом непродолжительного и продолжительного действия нагрузки.

2.1.2.17 При расчете раскрытия нормальных трещин по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния в сжатом бетоне используют диаграммы состояния, приведенные в пп. 2.1.2.11 и 2.1.2.12, с учетом непродолжительного действия нагрузки. При этом в качестве наиболее простой используют двухлинейную диаграмму состояния бетона.

2.1.2.18 Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур на деформационные характеристики бетона учитывают коэффициентом условий работы γ_bt ≤ 1,0. Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше, принимают коэффициент γ_bt = 1,0. В остальных случаях значения коэффициента γ_bt принимают в зависимости от назначения конструкций и условий окружающей среды.

2.2 Арматура

2.2.1 Показатели качества арматуры

2.2.1.1 Для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций следует применять отвечающую требованиям соответствующих государственных стандартов или утвержденных в установленном порядке технических условий арматуру следующих видов:

- горячекатаную гладкую и периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (соответственно кольцевой и серповидный профили) диаметром 6 - 40 мм;

- термомеханически упрочненную периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (соответственно кольцевой и серповидный профили) диаметром 6 - 40 мм;

- холоднодеформированную периодического профиля диаметром 3 - 12 мм;

- арматурные канаты диаметром 6 - 15 мм.

2.2.1.2 Основным показателем качества арматуры, устанавливаемым при проектировании, является класс арматуры по прочности на растяжение, обозначаемый:

А - для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры;

Вр - для высокопрочной холоднодсформированной арматуры периодического профиля;

К - для арматурных канатов.

Классы арматуры по прочности на растяжение отвечают гарантированному значению предела текучести, физического или условного (равного значению напряжений, соответствующих остаточному относительному удлинению 0,2 %), с обеспеченностью не менее 0,95, определяемому по соответствующим стандартам.

Кроме того, в необходимых случаях к арматуре предъявляют требования по дополни­тельным показателям качества: свариваемость, пластичность, хладостойкость и др.

2.2.1.3 Для железобетонных конструкций, проектируемых в соответствии с требованиями настоящего СП, следует предусматривать:

в качестве напрягаемой арматуры:

горячекатаную и термомеханически упрочненную периодического профиля классов А600 (А-IV), А800 (A-V) и А1000 (А-VI);

холоднодеформированную периодического профиля классов от Вр1200 до Вр1500 (Вр-II);

канатную 7- и 19-проволочную классов К1400, К1500 (К-7, К-19);

в качестве ненапрягаемой арматуры:

горячекатаную гладкую класса А 240 (А-1);

- горячекатаную, термомеханически упрочненную и холоднодеформированную периодического профиля классов А300 (А-II), А400 (А-III), А500 (А500С), В500 (Bp-I, B500C).

2.2.1.4 При выборе вида и марок стали для арматуры, устанавливаемой по расчету, а также прокатных сталей для закладных деталей следует учитывать температурные условия эксплуатации конструкций и характер их нагружения.

В конструкциях, эксплуатируемых при статической нагрузке в отапливаемых зданиях, а также на открытом воздухе и в неотапливаемых зданиях при расчетной температуре минус 40 °С и выше, может быть применена арматура всех вышеуказанных классов, за исключением арматуры класса А600 марки стали 80С (диаметром 10 - 18 мм), класса А300 марки стали Ст5пс (диаметром 18 - 40 мм) и класса А240 марки стали Ст3кп, которые применяют при расчетной температуре минус 30 °С и выше.

При других условиях эксплуатации класс арматуры и марку стали принимают по специальным указаниям.

При проектировании зоны передачи предварительного напряжения, анкеровки арматуры в бетоне и соединений арматуры внахлестку (без сварки) следует учитывать характер поверхности арматуры.

При проектировании сварных соединений арматуры следует учитывать способ изготовления арматуры (ГОСТ 14098; РТМ 393).

2.2.1.5 Для монтажных (подъемных) петель элементов сборных железобетонных и бетонных конструкций следует применять горячекатаную арматурную сталь класса А240 марок Ст3сп и Ст3пс.

В случае если возможен монтаж конструкций при расчетной зимней температуре ниже минус 40 °С, для монтажных петель не допускается применять сталь марки Ст3пс.

2.2.2 Нормативные и расчетные значения характеристик арматуры

Нормативные значения прочностных характеристик арматуры

2.2.2.1 Основной прочностной характеристикой арматуры является нормативное значение сопротивления растяжению R_s,n, принимаемое в зависимости от класса арматуры по таблице 7.

Таблица 7

Расчетные значения прочностных характеристик арматуры

2.2.2.2 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению R_s определяют по формуле

,                                                                               (10)

где γ_s - коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным:

для предельных состояний первой группы:

1,1 - для арматуры классов А240, А300 и А400;

1,15 - для арматуры классов А300, А600 и А800;

1,2 - для арматуры классов А1000, В500, Bp1200 – Bp1500, K1400, К1500;

для предельных состояний второй группы - 1,0.

Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению R_s приведены (с округлением) для предельных состояний первой группы в таблице 8, второй группы - в таблице 7. При этом значения R_s,n - для предельных состояний первой группы приняты равными наименьшим контролируемым значениям по соответствующим ГОСТ.

Расчетные значения сопротивления арматуры сжатию R_sc принимают равными расчетным значениям сопротивления арматуры растяжению R_s, но не более значений, отвечающих деформациям укорочения бетона, окружающего сжатую арматуру: при кратковременном действии нагрузки - не более 400 МПа, при длительном действии нагрузки - не более 500 МПа. Для арматуры классов В500 и А600 граничные значения сопротивления сжатию принимаются с коэффициентом условий работы равным 0,9 (таблица 8).

Таблица 8

2.2.2.3 В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик арматуры умножают на коэффициенты условий работы γ_si, учитывающие особенности работы арматуры в конструкции.

Расчетные значения сопротивления хомутов и отогнутой поперечной арматуры классов А600 - А1000, Вр1200 - Вр1500 и канатной R_sw принимают не более 0,8σ_sp (с учетом всех потерь) и не более 300 МПа. В расчетах принимают большее из указанных значений. Расчетные значения R_sw для арматуры классов А240 - А500, В500 приведены в СП 52-101.

Деформационные характеристики арматуры

2.2.2.4 Основными деформационными характеристиками арматуры являются значения:

относительных деформаций удлинения арматуры ε_s0 при достижении напряжениями расчетного сопротивления R_s;

модуля упругости арматуры E_s.

2.2.2.5 Значения относительных деформаций арматуры ε_s0 принимают равными:

для арматуры с физическим пределом текучести

;                                                                                                 (11)

для арматуры с условным пределом текучести

.                                                                                     (12)

2.2.2.6 Значения модуля упругости арматуры E_s принимают одинаковыми при растяжении и сжатии и равными:

E_s = 1,8-10⁵ МПа - для арматурных канатов (К);

E_s = 2,0-10⁵ МПа - для остальной арматуры (А и В).

Диаграммы состояния арматуры

2.2.2.7 При расчете железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели в качестве расчетной диаграммы состояния (деформирования) арматуры, устанавливающей связь между напряжениями σ_s и относительными деформациями ε_s арматуры, принимают для арматуры с физическим пределом текучести классов А240 - А500, В500 двухлинейную диаграмму (рисунок 2, а), а для арматуры с условным пределом текучести классов А600 - А1000, Вр1200 – Вр1500, К1400, К1500 - трехлинейную (рисунок 2, б).

Диаграммы состояния арматуры при растяжении и сжатии принимают одинаковыми.

а – двухлинейная; б – трехлинейная

Рисунок 2 – Диаграммы состояния растянутой арматуры

2.2.2.8 Напряжения в арматуре σ_s согласно двухлинейной диаграмме состояния арматуры определяют в зависимости от относительных деформаций ε_s по формулам:

при 0 < ε_s < ε_s0

σ_s = ε_s E_s;                                                                                                  (13)

при ε_s0 ≤ ε_s ≤ ε_s2

σ_s = R_s                                                                                                                                 (14)

Значения ε_s0, E_s и R_s принимают согласно пп. 2.2.2.5, 2.2.2.6 и 2.2.2.2. Значения относительной деформации ε_s2 принимают равными 0,025.

2.2.2.9 Напряжения в арматуре σ_s согласно трехлинейной диаграмме состояния арматуры определяют в зависимости от относительных деформаций ε_s по формулам:

при 0 < ε_s < ε_s1

σ_s = ε_s E_s;                                                                                                  (15)

при ε_s1 ≤ ε_s ≤ ε_s2

.                                             (16)

Значения ε_s0, E_s и R_s принимают согласно пп. 2.2.2.5, 2.2.2.6 и 2.2.2.2.

Значения напряжений σ_s1 принимают равными 0,9R_s, а напряжений σ_s2 - равными 1,1R_s.

Значения относительных деформаций ε_s1 принимают равными , а деформации ε_s2 - равными 0,015.

2.2.3 Предварительные напряжения арматуры

2.2.3.1 Предварительные напряжения арматуры σ_sp принимают не более 0,9R_s,n для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры и не более 0,8 R_s,n для холоднодеформированной арматуры и арматурных канатов.

2.2.3.2 При расчете предварительно напряженных конструкций следует учитывать снижение предварительных напряжений вследствие потерь предварительного напряжения до передачи усилий натяжения на бетон (первые потери) и после передачи усилия натяжения на бетон (вторые потери).

Первые потери предварительного напряжения включают потери от релаксации предварительных напряжений в арматуре, потери от температурного перепада при термической обработке конструкций, потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров).

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона.

2.2.3.3 Потери от релаксации напряжений арматуры Δσ_sp1, определяют по формулам:

для арматуры классов А600 - А1000 при способе натяжения:

механическом - Δσ_sp1 = 0,lσ_sp - 2,0;                                                                     (17)

электротермическом - Δσ_sp1 = 0,03σ_sp;                                                               (18)

для арматуры классов Вр1200 - Вр1500, К1400, К1500 при способе натяжения:

механическом - ;                                                      (19)

электротермическом - Δσ_sp1 = 0,5σ_sp.                                                                 (20)

Здесь σ_sp принимается без потерь в МПа.

При отрицательных значениях Δσ_sp1 принимают Δσ_sp1 = 0.

При наличии более точных данных о релаксации арматуры допускается принимать иные значения потерь от релаксации.

2.2.3.4 Потери Δσ_sp2 (МПа) от температурного перепада Δt (°C), определяемого как разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилия натяжения при нагреве бетона