Что такое расчетное сопротивление бетона и как его рассчитать. Расчетные сопротивления бетона


2.2.4. Нормативные и расчетные сопротивления бетона

Как уже было отмечено выше, прочностные характеристики бетона обладают изменчивостью. Для оценки изменчивости используются методы теории вероятностей. Если принять изменчивость бетона подчиняющейся закону Гаусса (рис.2.4.), можно найти прочность Rn, которая будет обеспечена с заданной надежностью:

(2.39)

где - граница области отклонения прочности от среднего значения.

Рис. 2.4. Кривая распределения прочности

При к = 1 вероятность отклонения от среднего значения составляет 84%, при к = 2 - 97% и при к = 3 - 99,9%. Таким образом, при отклонении от среднего значения прочности бетона на 3, вероятность появления случайной величины (прочность бетона) меньше Rn = Rm - , составляет одну тысячную процента.

Для практических расчетов класс бетона В или нормативное сопротивление бетонных кубов сжатию контролируется с обеспеченностью 95%, что соответствует значению к = 1,64. В этом случае класс бетона

или

(2.40)

где коэффициент вариации прочности бетона;

- среднеквадратичное отклонение, Rm - среднее значение временного сопротивления бетона сжатию.

Коэффициент вариации бетона - величина переменная. Его нормативное значение приближенно принято нормами, равным 0,135. Таким образом гарантированная прочность заданного нормами класса бетона

(2.41)

Нормативным сопротивлением бетона осевому сжатию является его призменная прочность с обеспеченностью 95%. С такой же обеспеченностью принимается и нормативное сопротивление бетона осевому растяжению. Значения иопределяются по нормативному сопротивлению кубиковой прочности по формулам

;

(2.42)

где k = 0,8 для бетонов класса В35 и ниже, k = 0,7 для бетонов класса В40 и выше.

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb и определяют делением нормативных значений на коэффициенты надежности бетона при сжатии или при растяжении .

Для тяжелого бетона ; .

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы и определяются при коэффициентах надежности ,

т.е. принимаются равными нормативным сопротивлениям за исключением случаев расчета по образованию трещин.

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления бетона в необходимых случаях умножаются на коэффициенты условий работы , учитывающие следующие факторы: длительность действия нагрузки, условия изготовления, характер работы конструкции, способы изготовления и т.п.

2.2.5. Нормативные и расчетные сопротивления арматуры

Нормативные сопротивления арматуры принимают равными наименьшему контролируемому значению с обеспеченностью 95%: для стержневой арматуры, высокопрочной проволоки и канатов -физическому или условному пределу текучести; для обыкновенной арматурной проволоки -- условному пределу текучести

.

Расчетные сопротивления арматуры определяются по формуле

(2.44)

где - коэффициент надежности по арматуре = 1,05 - 1,2 при расчете по предельным состояниям первой группы и =1 – второй группы.

Расчетные сопротивления арматуры сжатию принимаются равными соответствующим расчетным сопротивлениям растяжению , но не более 400 МПа.

Если при расчете конструкций учитывается длительность действия нагрузки (), то допускается принимать: Rsc=450 МПа для арматуры классов

A-IV, Ат-IVC; Rsc=500Mna для арматуры классов A-V, Ат-V, A-VI, At-VI,

В-П, Bp-II, K-7, К-19. При этом должны соблюдаться специальные конструктивные требования по установке поперечной арматуры. При отсутствии сцепления арматуры с бетоном Rsc =0.

При расчете конструкций расчетные сопротивления Rs, Rsw, Rscследует умножить на коэффициенты условий работы , учитывающие возможность неполного использования ее прочностных свойств.

studfiles.net

Расчетное сопротивление бетона: особенности сопротивляемости

Как известно, бетон является весьма неоднородным материалом, в результате его показатели прочности могут существенно отличаться даже в пределах нескольких опытных образцов, изготовленных из одной смеси. Но, как в таком случае рассчитать прочность бетонной конструкции, к примеру, на сжатие? Для этого используют расчетные значения, в данном случае это будет расчетное сопротивление бетона сжатию.

Далее мы рассмотрим, что такое расчетные характеристики и как их узнать, а также ознакомимся с некоторыми другими параметрами данного материала.

Неоднородная бетонная поверхность

Неоднородная бетонная поверхность

Как получить расчетное сопротивление

Для обеспечения достаточной надежности бетонных конструкций, при выполнении расчетов, используют такие значения прочности бетонного материала, которые в большинстве случаев ниже фактических показателей в конструкциях. Эти значения называют расчетными, соответственно, они напрямую зависят от фактических или по-другому – нормативных значений.

Нормативные характеристики

Еще совсем недавно (до 1984 г) единственной характеристикой прочности бетона была его марка (М). Этот параметр обозначает среднюю временную устойчивость материала на сжатие. Но, с появлением СНиП 2.03.01 были также введены классы по прочности на сжатие.

По сути, класс является нормативным сопротивление осевому сжатию эталонных кубов размером 15х15х15 см с обеспеченностью 0,95 или гарантированной доверительной вероятностью 95%, и риском 5 процентов. Надо сказать, что в данном случае брать среднюю крепость рискованно, так как имеется 50 процентов вероятности того, что в опасном сечении конструкции она окажется ниже средней.

В то же время брать за основу минимальный показатель слишком накладно, так как это приведет к существенному неоправданному увеличению сечения конструкции.

На фото - бетонная конструкция

На фото — бетонная конструкция

Таким образом, основным параметром прочности в нашем случае является класс. Но, помимо осевого сжатия, важной характеристикой является еще и осевое растяжение. Устойчивость к осевому растяжению (если этот параметр не контролируется) определяют в зависимости от класса B:

Класс B10 B7,5 B5 B3,5
Устойчивость к осевому растяжению (МПа) 0,85 0,70 0,55 0,39

Совет!Чем выше класс материала, тем выше его цена .Поэтому нецелесообразно возводить конструкции с необоснованным запасом прочности.

Расчетные характеристики

Как уже было сказано выше, для обеспечения надежности конструкций, выполняют расчет с определенным запасом прочности. Чтобы получить этот запас, удельное сопротивление бетона делят на определенный коэффициент, и таким образом данный показатель при расчетах уменьшают.

Определение фактического коэффициента прочности

Определение фактического коэффициента прочности

Расчетное сопротивления бетона растяжению или сжатию можно вычислить по следующей формуле — R= Rn /g, где g – является коэффициентом надежности по прочности. Обычно данное значение составляет 1,3. Однако, чем менее однородный массив, тем этот коэффициент больше.

Правда, выполнять расчет не обязательно, так как получить нужные значения позволяет таблица расчетного сопротивления бетона сжатию и растяжению:

B20 B15 B12,5 B10 B7,5 B5 B3,5
Устойчивость к осевому сжатию (МПа) 11,5 8,5 7,5 6 4,5 2,8 2,1
Устойчивость к осевому растяжению (МПа) 0,90 0,75 0,66 0,57 0,48 0,37 0,26
Алмазная резка бетонной поверхности

Алмазная резка бетонной поверхности

Совет!В результате высокой прочности бетонных изделий, их механическая обработка вызывает определенные сложности.Чтобы упростить эту процедуру, используют электроинструмент с алмазными насадками.В частности, строителями зачастую выполняется резка железобетона алмазными кругами, или же алмазное бурение отверстий в бетоне, а также алмазная шлифовка бетонных поверхностей.

Определение электрического сопротивления опытного образца

Определение электрического сопротивления опытного образца

Прочие характеристики

Помимо вышерассмотренных параметров, при выполнении некоторых расчетов, требуются и другие характеристики бетона.

Далее мы рассмотрим некоторые из них:

  • Удельное электрическое сопротивление бетона (p)- является сопротивлением прохождению электрического тока через бетонный кубик размером 1х1х1 см. На данный параметр жидкой фазы влияет содержание щелочей в цементе и соотношение жидкости. В зависимости от этого, значение может меняться в пределах от 4 до 20 Ом.Определение этой характеристики может потребоваться при организации своими руками обогрева раствора электродами. Чем выше это значение тем, соответственно, масса нагревается сильней.
  • Водопроницаемость – данный параметр обозначает наибольшее давление воды, которому может противостоять материал, т.е. при которых вода не может просочиться сквозь бетонный образец. По водонепроницаемости существуют марки W2-W20, цифры марки при этом говорят о давлении в кгс/см2, при котором структура способна противостоять воде.
  • Воздухонепроницаемость – данная характеристика зависит от плотности структуры. Сопротивление бетона прониканию воздуха по ГОСТу 12730.5-84 может составлять 3,1-130,2 с/см3, в зависимости от его марки по водопроницаемости.
  • Морозостойкость – способность переносить многократные циклы замерзания и оттаивания без потери основных свойств. Существуют марки с градацией от F50 до F1000, где цифры обозначают количество циклов замерзания/оттаивания, которые способен выдержать материал. На практике, среднестатистическая морозостойкость в обычном строительстве находится в пределах F100-F200.
  • Теплопроводность – является одним из важнейших параметров ограждающих конструкций, который зависит от плотности структуры. Чем больше ее пористость, тем меньше теплопроводность, так как воздух, заполняющий поры, является отличным теплоизолятором. При плотности при плотности 1200 кг/м3, теплопроводность материала составляет 0,52 Вт/(м-°С).Поэтому в качестве теплоизоляционных материалов используют легкие газо- или пенобетонные блоки, которые имеют пористую структуру.
Определение водо- и воздухопроницаемости материала

Определение водо- и воздухопроницаемости материала

Вывод

Расчетное сопротивление является крайне важным параметром при проектировании ответственных несущих конструкций. Инструкция по расчету этих значений довольно простая и сводится к занижению нормативных характеристик, путем их деления на соответствующие коэффициенты.

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.

masterabetona.ru

Нормативные и расчетные сопротивления бетона

6.Нормативные и расчетные сопротивления бетона.

Класс бетона по прочности устанавливается с учетом статистической изменчивости прочности. Опытные исследования, проведенные на заводах сборных железобетонных изделий, показали, что для тяжелых бетонов и бетонов на пористых заполнителях коэффициент вариации = 0,135, который и принят в нормах.

Расчетное сопротивление сжатию тяжелого бетона классов В50, В55, В60 умножают на коэффициенты, учитывающие особенность механических свойств высокопрочного бетона (снижение деформаций ползучести), соответственно равные 0,95; 0,925 и 0,9.

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления бетона уменьшают, а в отдельных случаях увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условий работы бетона, учитывающие особенности свойств бетонов: длительность действия нагрузки и ее многократную повторяемость; условия, характер и стадию работы конструкции; способ ее изготовления, размеры сечения и т. п.

Расчетные сопротивления бетона для расчета по второй группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по бетону, т. е. принимают равными нормативными значения и вводят в расчет с коэффициентом условий работы бетона, за исключением случаев расчета железобетонных элементов по образованию трещин при действии многократно повторной нагрузки, когда следует вводить коэффициент.

7. Нормативные и расчетные сопротивления арматуры.

Нормативные сопротивления арматуры устанавливают с учетом статистической изменчивости прочности и принимают равными наименьшему контролируемому значению: для стержневой арматуры — физического предела текучести или условного предела текучести, для проволочной арматуры — условного предела текучести. Нормами установлена доверительная вероятность нормативного сопротивления арматуры 0,95.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению для расчета по первой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по арматуре

Расчетные сопротивления арматуры сжатию Rsc, используемые в расчете конструкций по первой группе предельных состояний, при сцеплении арматуры с бетоном принимают равными соответствующим расчетным сопротивлениям арматуры растяжению Rs, но не более 400 МПа (исходя из предельной сжимаемости бетона).

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления арматуры снижаются или в отдельных случаях повышаются умножением на соответствующие коэффициенты условий работы, учитывающие возможность неполного использования ее прочностных характеристик в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки, наличием загибов, характером диаграммы растяжения стали, изменением ее свойств в зависимости от условий работы конструкции и т. п.

При расчете элементов на действие поперечной силы расчетные сопротивления поперечной арматуры снижают введением коэффициента условий работы, учитывающего неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине наклонного сечения. Кроме того, для сварной поперечной арматуры из проволоки классов Вр-I и стержневой арматуры класса A-III введен коэффициент, учитывающий возможность хрупкого разрушения сварного соединения хомутов.

Кроме того, расчетные сопротивления Rs, Rsc и Rsw следует умножать на коэффициенты условий работы: Vs3, Ys4 — при многократном приложении нагрузки.

Расчетные сопротивления арматуры для расчета по второй группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по арматуре, т.е. принимают равными нормативным значениям и вводят в расчет с коэффициентом условий работы арматуры.

studfiles.net

Нормативные и расчетные 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: .

megaobuchalka.ru

Нормативные и расчетные сопротивления бетона

Класс бетона по прочности устанавливается с учетом статистической изменчивости прочности. Опытные исследования, проведенные на заводах сборных железобетонных изделий, показали, что для тяжелых бетонов и бетонов на пористых заполнителях коэффициент вариации = 0,135, который и принят в нормах. Расчетное сопротивление сжатию тяжелого бетона классов В50, В55, В60 умножают на коэффициенты, учитывающие особенность механических свойств высокопрочного бетона (снижение деформаций ползучести), соответственно равные 0,95; 0,925 и 0,9. При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления бетона уменьшают, а в отдельных случаях увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условий работы бетона, учитывающие особенности свойств бетонов: длительность действия нагрузки и ее многократную повторяемость; условия, характер и стадию работы конструкции; способ ее изготовления, размеры сечения и т. п.

Расчетные сопротивления бетона для расчета по второй группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по бетону, т. е. принимают равными нормативными значения и вводят в расчет с коэффициентом условий работы бетона, за исключением случаев расчета железобетонных элементов по образованию трещин при действии многократно повторной нагрузки, когда следует вводить коэффициент.

betony.ru

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. 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.

Расчетные сопротивления — результат деления нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности: по бетону при сжатии (растяжении) или по арматуре. Назначая эти коэффициенты, учитывают не только разброс значений прочности, но и другие факторы, влияющие на надежность конструкции, которые с трудом поддаются статистическому определению. Расчетные сопротивления бетона классов В50 ..В60 дополнительно умножают на коэффициенты, равные 0,90...0,95, учитывающие особенность высокопрочного бетона - его пониженную ползучесть. В табл. 3.5 приведены расчетные сопротивления тяжелого бетона, полученные подобным способом (с округлением).

В зависимости от класса арматуры принимают коэффициенты надежности по арматуре V, 1,05..1,20. Расчетные сопротивления арматуры R растяжению даны в табл. 3.6. При сжатии расчетные сопротивления арматуры в расчете но I группе предельных состояний (кроме класса А-IIIв) принимают равными расчетным сопротивлениям арматуры R при растяжении, но не более 400 МПа.

Таблица 3.5.

Вид сопротивления Бетоны Расчетные сопротивления для предельных состояний I группы Rb и Rbl, 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) Rb, Тяжелый и мелкозернистый 4,50 6,00 7,50 8,50 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 25,0 27,5 30,0 33,0
Легкий 4,50 6,00 7,50 8,50 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 - - - -
Растяжение осевое Rbl Тяжелый 0,480 0,570 0,660 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 1,45 1,55 1,60 1,65
Мелкозернистый вида: А 0,480 0,570 0,660 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 - - - -
Б 0,400 0,450 0,570 0,640 0,770 0,900 1,00 - - - - - -
В - - - 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 - - - -
Легкий при мелком заполнителе: Плотном 0,480 0,570 0,660 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 - - - -
Пористом 0,480 0,570 0,660 0,740 0,800 0,900 1,00 1,10 1,20 - - - -

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

Таблица 3.7.

Факторы, обуславливающие введение коэффициента условий работы γbi Числовое значение
Многократно повторяющаяся нагрузка γb1 0,45 ... 1,0
Длительность действия нагрузки: а)при учете посторонних, длительных и кратковременных нагрузок, кроме нагрузок непродолжительного действия, суммарная длительность которых мала ( например крановые, ветровые, возникающие про изготовлении транспортировании и возведении), а также при учете особых нагрузок, вызванных деформациями просадочных, набухающих, вечномерзлых грунтов: если конструкция эксплуатируется в условиях благоприятных для нарастания прочности бетона (твердение под водой; во влажном грунте; на воздухе, при влажности воздуха выше 75%) в остальных случаях б) при учете в рассматриваемом сочетании кратковременных нагрузок, суммарная длительность которых мала, или особых нагрузок не указанных выше γb2 1,0     0,9   1,1
Бетонирование в вертикальных положениях, при высоте слоя бетонирования более 1,5м γb3 0,85
Влияние 2-осного напряженного состояния на прочность бетона γb4 По формуле (6.13)
Бетонирование монолитных бетонных столбов и железобетонных колонн с наибольшим размером сечения менее 30 см γb5 0,85
Попеременное замораживание и оттаивание γb6 0,7...1,0
Эксплуатация конструкций, незащищенных от сильной солнечной радиации (в южных районах γb7 0,85
Расчет в стадии предварительного обжатия конструкций (и скобках - для легкого бетона): С проволочной арматурой Со стержневой арматурой γb8     1,0(1,25) 1,2(1,35)
Бетонные конструкции γb9 0,9
Бетонные конструкции повышенной прочности при учете коэффициента γΔ γb10 0,3 + ω

poznayka.org

vest-beton.ru

Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры.

Нормативные и расчетные сопротивления бетона.

Прочностные характеристики бетона обладают изменчивостью. Даже образцы из одной партии бетона покажут при испытаниях разную прочность, что объясняется неоднородностью его структуры и неодинаковыми условиями испытаний. Из всех возможных значений прочности в расчет необходимо вводить такое, которое с необходимой надежностью обеспечило бы безопасную эксплуатацию конструкции.

Согласно СниП «Бетонные и ж/б конструкции» основной характеристикой бетона является его нормативное сопротивление, представляющее прочность бетонного куба с ребром 15см, которая определяет класс бетона по прочности на сжатие – «В».

Нормативное сопротивление бетонной призмы осевому сжатию Rbn (призменная прочность) определяется по нормативному значению кубиковой прочности с учетом зависимости, связывающей призменную и кубиковую прочность. Значения Rbn пнриведены в таблице.

Нормативное сопротивление бетона осевому растяжению Rbtn

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний 1-ой группы Rb и Rbt определяются делением нормативного сопротивления на соответствующие коэффициенты надежности бетона при сжатии Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. - портал olymp.inbc или при растяженииНормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. - портал olymp.inbt.

Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. - портал olymp.inНормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. - портал olymp.inНормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. - портал olymp.inRb=Rbn/Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. - портал olymp.inbc         Rbt=Rbtn/Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. - портал olymp.inbt

                Для тяжелого бетона Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. - портал olymp.inbc=1.3; Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. - портал olymp.inbt=1.5

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы принимаются равными нормативным сопротивлениям. Это объясняется тем, что наступление предельных состояний 2-ой группы менее опасно, чем 1-ой, поскольку оно не приводит к обрушению сооружений и их элементов.

При расчете бетонных и ж/б конструкций расчетные сопротивлния бетона умножаются на коэффициенты условий работы Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. - портал olymp.inbi=0.85 – 1.1, учитывающие длительность действия нагрузки, условия изготовления, характер работы.

 

Нормативные и расчетные сопротивления арматуры.

Нормативные и расчетные сопротивления арматуры Rsn принимаются равными:для стержневой арматуры, высокопрочной проволоки и арматурных канатов – пределу текучести; для обыкновенной арматурной проволоки напряжения составляют 0.75 от временного сопротивления разрыву.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению Rs определяются делением нормативного сопротивления на соответствующие коэффициенты надежности по арматуре Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. - портал olymp.ins.

При расчете по предельным состояниям 2-ой группы значение коэффициентов надежности для всех видов арматуры принято равным 1, то есть расчетные сопротивления численно равны нормативным.

Вопросы для самопроверки.

 

1.     Для чего мы рассчитываем строительные конструкции?

2.     По каким причинам конструкция может потерять свои эксплуатационные качества?

3.     По какому методу рассчитываются строительные конструкции?

4.     Что этот метод гарантирует строительной конструкции?

5.     Охарактеризуйте 1-ю группу предельных состояний.

6.     Охарактеризуйте 2-ю группу предельных состояний.

7.     Что такое нормативная нагрузка?

8.     Что такое нормативная нагрузка?

9.     Что такое расчетная нагрузка?

10.            Для чего вводится коэффициент надежности по нагрузке?

11.            Какие бывают нагрузки?

12.            Какие бывают сочетания нагрузок?

13.            Какие вы знаете классы бетона?

14.            Какие вы знаете классы арматуры?

olymp.in

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. 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.

Расчетные сопротивления — результат деления нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности: по бетону при сжатии (растяжении) или по арматуре. Назначая эти коэффициенты, учитывают не только разброс значений прочности, но и другие факторы, влияющие на надежность конструкции, которые с трудом поддаются статистическому определению. Расчетные сопротивления бетона классов В50 ..В60 дополнительно умножают на коэффициенты, равные 0,90...0,95, учитывающие особенность высокопрочного бетона - его пониженную ползучесть. В табл. 3.5 приведены расчетные сопротивления тяжелого бетона, полученные подобным способом (с округлением).

В зависимости от класса арматуры принимают коэффициенты надежности по арматуре V, 1,05..1,20. Расчетные сопротивления арматуры R растяжению даны в табл. 3.6. При сжатии расчетные сопротивления арматуры в расчете но I группе предельных состояний (кроме класса А-IIIв) принимают равными расчетным сопротивлениям арматуры R при растяжении, но не более 400 МПа.

Таблица 3.5.

Вид сопротивления Бетоны Расчетные сопротивления для предельных состояний I группы Rb и Rbl, 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) Rb, Тяжелый и мелкозернистый 4,50 6,00 7,50 8,50 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 25,0 27,5 30,0 33,0
Легкий 4,50 6,00 7,50 8,50 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 - - - -
Растяжение осевое Rbl Тяжелый 0,480 0,570 0,660 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 1,45 1,55 1,60 1,65
Мелкозернистый вида: А 0,480 0,570 0,660 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 - - - -
Б 0,400 0,450 0,570 0,640 0,770 0,900 1,00 - - - - - -
В - - - 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 - - - -
Легкий при мелком заполнителе: Плотном 0,480 0,570 0,660 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 - - - -
Пористом 0,480 0,570 0,660 0,740 0,800 0,900 1,00 1,10 1,20 - - - -

 

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

 

Таблица 3.7.

Факторы, обуславливающие введение коэффициента условий работы γbi Числовое значение
Многократно повторяющаяся нагрузка γb1 0,45 ... 1,0
Длительность действия нагрузки: а)при учете посторонних, длительных и кратковременных нагрузок, кроме нагрузок непродолжительного действия, суммарная длительность которых мала ( например крановые, ветровые, возникающие про изготовлении транспортировании и возведении), а также при учете особых нагрузок, вызванных деформациями просадочных, набухающих, вечномерзлых грунтов: если конструкция эксплуатируется в условиях благоприятных для нарастания прочности бетона (твердение под водой; во влажном грунте; на воздухе, при влажности воздуха выше 75%) в остальных случаях б) при учете в рассматриваемом сочетании кратковременных нагрузок, суммарная длительность которых мала, или особых нагрузок не указанных выше γb2 1,0     0,9   1,1
Бетонирование в вертикальных положениях, при высоте слоя бетонирования более 1,5м γb3 0,85
Влияние 2-осного напряженного состояния на прочность бетона γb4 По формуле (6.13)
Бетонирование монолитных бетонных столбов и железобетонных колонн с наибольшим размером сечения менее 30 см γb5 0,85
Попеременное замораживание и оттаивание γb6 0,7...1,0
Эксплуатация конструкций, незащищенных от сильной солнечной радиации (в южных районах γb7 0,85
Расчет в стадии предварительного обжатия конструкций (и скобках - для легкого бетона): С проволочной арматурой Со стержневой арматурой γb8     1,0(1,25) 1,2(1,35)
Бетонные конструкции γb9 0,9
Бетонные конструкции повышенной прочности при учете коэффициента γΔ γb10 0,3 + ω <1 (ω - по формуле 4.7)
Стыки сборных элементов при толщине шва менее 1/3 меньшего размера сечения элемента и менее 10 см γb11 1,15

 

Таблица 3.8

Фактор, обуславливающий введение коэффициента условий работы арматуры Характеристика арматуры Класс арматуры γsi
γsi Числовое значение коэффициента
Многократное повторение нагрузки Продольная и поперечная A - I, A - II, A - III, A - IV, A - V, Bр-I, B-II, Bp - II и K - 7 γs3 0,31...1,0
Наличие сварных соединений при многократном повторении нагрузки A - I, A - II, A - III, A - IV, A - V γs4 0,2, 1,0 (учитывается одновременно с γs3)
Зона передачи напряжений для арматуры без анкеров и зона анкеровки ненапрягаемой арматуры Продольная напрягаемая и ненапрягаемая Независимо от класса γs5 l../l.. для напрягаемой и l../l.... для ненапрягаемой арматуры; l. - расстояние от начала зоны передачи напряжений до рассматриваемого сечения: l.., l.. - соответственно длина зоны передачи напряжений и зоны анкеровки арматуры
Работа высокопрочной арматуры при напряженных выше условного предела текучести Продольная растянутая A - IV, A - V, A - VI, B-II, Bp - II, K - 7 и К -19 γs6 1,05...1,2 (по формуле 4.7)

 

Нормативные и расчётные сопротивления бетона

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.

Расчетные сопротивления бетона для предельных со­стояний первой группы Rb и Rbt определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэф­фициенты надежности бетона при сжатии γbcили γbt при растяжении :Rb =Rb,n/γbc , Rbt = Rbt,n/ γbt

Для тяжелого бетона γbс= 1,3; γbе=1,5. Эти коэффициенты учитывают возможность понижения фактической прочности по сравнению с нормативной вследствие отличия прочности бетона в реальных конструкциях от прочности в образцах и ряд других факторов, зависящих от условий изготовления и эксплуатации конструкций.

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний 2-ой группы Rb,serи Rbt,ser определяются при коэфффициентах надежности γbс = γbt=1, т.е. принимаются равными нормативным сопротивлениям. Это объясняется тем, что наступление предельных состояний II группы менее опасно, чем I группы, поскольку оно, как правило, не приводит к обрушению сооружений и их элементов. При расчете бетонных и железобетонных конструкций расчетные сопротивления бетона в необходимых случаях умножают на коэффициенты условий работы γbi, учитывающие: длительность действия и повторяе­мость нагрузки, условия изготовления, характер работы конструкции и т. п. Например, с целью учета сниже­ния прочности бетона, имеющего место при длительной нагрузке, вводят коэффициент γb2= 0,85...0,9, при учёте нагрузок малой длительности γb2 = 1,1

Нормативные и расчетные сопротивления арматуры. Нормативные сопротивления арматуры принимают равными наименьшим контролируемым значениям для стержневой арматуры, высокопрочной проволоки и арматурных канатов — пределу текучести, физическому (σy, или условному σ0,02; для обыкновенной арматурной проволоки — напряжению, составляющему 0,75 от временного сопротивления разрыву, Значения нормативных сопротивлений Rsn принимают в соответствии с действующими стандартами на арматурные стали, как и для бетона, с надежностью 0,95 .Расчетные сопротивления арматуры растяжению Rs и Rs.ser для предельных состояний I и II группы определяются делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по арматуре γs:Rs= Rsn / γs

Коэффициент надежности устанавливают, чтобы исключить возможность разрушения элементов в случае чрезмерного сближения Rs и Rsn Он учитывает изменчивость площади поперечного сечения стержней, раннее развитие пластических деформаций арматуры и т.п. Его значение для стержневой арматуры классов А-I, А-П составляет 1,05; классов А-III — 1,07...1,1; классов А-1V, А-V—1,15; классов А-VI —1,2; для проволочной арматуры классов Вр-I, В-I — 1,1; классов В-II, Вр-II, К-7, К-19— 1,2.

При расчете по предельным состояниям II группы значение коэффициента надежности для всех видов арматуры принято равным единице, т.е. расчетные сопротивления численно равны нормативным.

При назначении расчетных сопротивлений арматуры сжатию Rsc учитываются не только свойства стали, но и предельная сжимаемость бетона. Принимая ε bcu=2*10-3, модуль упругости стали Es=2*10 -5 МПа, можно получить наибольшее напряжение, достигаемое в арматуре перед разрушением бетона из условия совместных деформаций бетона и арматуры σ cs= ε bcuEs Согласно нормам расчетное сопротивление арматуры сжатию Rsv принимают равным Rs, если оно не превышает 400 МПа; для арматуры с более высоким значением Rs, расчетное сопротивление принимают 400 МПа (или 330 МПа при расчете в стадии обжатия). При длительном действии нагрузки ползучесть бетона приводит к повышению напряжения сжатия в арматуре. Поэтому если расчетное сопротивление бетона прини­мают с учетом коэффициента условий работы γb2=0,85...0,9 (т.е. с учетом продолжительного действия нагрузки), то допускается при соблюдении соответствующих конструктивных требований повышать значение Rзс до 450 МПа для сталей класса А- IV и до 500 МПа для сталей классов Ат-IV и выше.

При расчетах конструкций по I группе предельных состояний расчетные сопротивления арматуры в необходимых случаях умножаются на коэффициенты условий работы γsi , учитывающие неравномерность распределения напряжений в сечении, наличие сварных соединений, многократное действие нагрузки и др. Например, работа высокопрочной арматуры при напряжениях выше условного предела текучести учитывается коэффициентом условий работы у8б, величина которого зависит от класса арматуры и изменяется от 1,1 до 1,2

 

Похожие статьи:

poznayka.org


Смотрите также