Конструкции бетонные, армированные базальтовой композитной арматурой (Утверждено приказом Министерства строительства, архитектуры и жилищно-коммунального хозяйства Кыргызской Республики 25 сентября 2026 года № 132-нпа)

| | | Приложение Утвержденоприказом Министерства строительства, архитектуры и жилищно-коммунального хозяйства Кыргызской Республики 25 сентября 2026 года № 132-нпа |

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРАВИЛА Кыргызской Республики

Система нормативных документов в строительстве

КОНСТРУКЦИИ БЕТОННЫЕ, АРМИРОВАННЫЕ БАЗАЛЬТОВОЙ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРОЙ

БАЗАЛЬТ-КОМПОЗИТТИК АРМАТУРАЛАР МЕНЕН БЕКЕМДЕЛГЕН БЕТОН КОНСТРУКЦИЯЛАРЫ

Concrete structures reinforced with basalt composite reinforcement

Впервые __________________________________________________________________________________ Дата введения 2026.10.14

1 Область применения

1.1 Настоящие строительные правила распространяются на проектирование конструкций из бетона, армированных базальтовой композитной арматурой.

1.2 Строительные правила устанавливают требования к проектированию конструкций, изготовляемых из тяжелого и/или мелкозернистого бетона, эксплуатируемых при статическом действии нагрузок в климатических условиях Кыргызской Республики.

2 Нормативные ссылки

В настоящих строительных правилах использованы нормативные ссылки на следующие документы: СН КР 52-02:2024 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения СНиП КР 52-01:2009 Несущие и ограждающие конструкции СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия ГОСТ 13015-2012 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения ГОСТ 32492-2015 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Методы определения физико-механических характеристик ГОСТ 31938-2022 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия П р и м е ч а н и е – При пользовании настоящими строительными правилами целесообразно проверить действие ссылочных нормативных документов, действующих на территории Кыргызской Республики, по соответствующим информационным указателям Национального органа по стандартизации и уполномоченного государственного органа по разработке и реализации политики в сфере архитектурно-строительной деятельности, опубликованным в текущем году и в указателе нормативных документов по строительству, действующих на территории Кыргызской Республики «Строительный каталог СК» на соответствующий год. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящими строительными правилами следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящих строительных правилах применяются термины, установленные в СН КР 52-02 и ГОСТ 31938 и следующие определения: базальтовая композитная арматура: Композитная полимерная арматура, состоящая из непрерывного базальтового волокна в качестве армирующего компонента и полимерного связующего.

4 Общие положения

4.1 Базальтовую композитную арматуру следует применять для армирования конструкций из бетона:

- при строительстве объектов дорожно-транспортной и городской инженерной инфраструктуры, сельскохозяйственного назначения, химических производств, токсичных захоронений, водоподготовки и водоочистки, мелиорации;

- при строительстве шахт, тоннелей, сооружений, эксплуатируемых в условиях высоких электромагнитных полей и разности потенциалов, морских и припортовых сооружений;

- при реконструкции, ремонте и усилении конструкций фундаментов, многослойных теплосберегающих ограждающих конструкций, трубопроводов, опор линий электропередач, емкостных сооружений и других конструкций, эксплуатируемых при статическом действии нагрузок и в условиях воздействия агрессивных сред.

4.2 Расчеты конструкций с базальтовой композитной арматурой следует производить по предельным состояниям первой и второй групп.

4.3 Расчеты по предельным состояниям первой группы включают в себя:

- расчет по прочности;

- расчет по устойчивости формы (для тонкостенных конструкций);

- расчет по устойчивости положения (опрокидывание, скольжение, всплывание).

4.4 Расчеты по предельным состояниям второй группы включают в себя:

- расчет по образованию трещин;

- расчет по раскрытию трещин;

- расчет по деформациям.

4.5 При расчетах конструкций с базальтовой композитной арматурой по предельным состояниям следует рассматривать различные расчетные ситуации в соответствии с ГОСТ 27751, в том числе стадии изготовления, транспортирования, возведения, эксплуатации, аварийные ситуации, а в необходимых случаях – пожар.

4.6 Расчеты конструкций с базальтовой композитной арматурой следует производить на статические нагрузки и воздействия, отвечающие функциональному назначению конструкций, с учетом влияния окружающей среды, а в необходимых случаях – воздействия пожара, технологических температурных и влажностных воздействий и воздействий агрессивных химических сред.

4.7 Конструкции с базальтовой композитной арматурой следует рассчитывать на действие изгибающих моментов, продольных сил, поперечных сил и крутящих моментов, а также на местное действие нагрузки.

4.8 При расчете сборных конструкций с базальтовой композитной арматурой на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от их массы 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.

4.9 При расчетах конструкций следует учитывать особенности свойств бетона и базальтовой композитной арматуры, влияния на них характера нагрузки и окружающей среды, способов армирования, совместность работы арматуры и бетона.

4.10 Расчеты по устойчивости формы конструкции, а также по устойчивости положения следует производить согласно указаниям нормативных документов на отдельные виды конструкций.

4.11 Расчет по прочности конструкций с базальтовой композитной арматурой следует производить:

- по нормальным сечениям (при действии изгибающих моментов и продольных сил);

- по наклонным сечениям (при действии поперечных сил);

- на местное действие нагрузки (местное сжатие, продавливание).

5 Материалы

5.1 Нормативные и расчетные характеристики бетона

5.1.1 Нормативные и расчетные значения характеристик бетона и диаграммы его деформирования при расчете по нелинейной деформационной модели следует принимать по СН КР 52-02.

5.2 Нормативные и расчетные характеристики базальтовой композитной арматуры

5.2.1 Для армирования конструкций из базальтовой композитной арматуры следует применять согласно требованиям ГОСТ 31938.

5.2.2 Базальтовую композитную арматуру следует выбирать в зависимости от условий эксплуатации конструкций и характера их нагружения.

5.2.3 Основными прочностными и деформационными характеристиками базальтовой композитной арматуры являются нормативные значения:

- сопротивления растяжению Rf,n;

- модуля упругости Ef,n;

- предельных относительных деформаций εfu,n;

- коэффициента линейной температурной деформации αft,n;

- прочность сцепления с бетоном.

5.2.4 Нормативные значения сопротивления растяжению Rf,n, модуля упругости Ef,n и предельных относительных деформаций εfu,n следует определять с обеспеченностью не менее 0,95 по результатам испытаний образцов базальтовой композитной арматуры в соответствии с ГОСТ 32492.

Значения прочностных и деформационных характеристик базальтовой композитной арматуры, при отсутствии результатов испытаний, должны быть не ниже следующих минимальных значений:

- предел прочности при растяжении, Rf,n = 800МПа;

- модуль упругости при растяжении, Ef,n = 50ГПа.

5.2.5 Расчетное значение модуля упругости Ef базальтовой композитной арматуры следует принимать равным его нормативному значению.

5.2.6 Расчетное значение сопротивления растяжению Rf базальтовой композитной арматуры следует принимать равным:

(5.1) где – коэффициент надежности по материалу, принимаемый при расчете по предельным состояниям второй группы равным 1,0, а при расчете по предельным состояниям первой группы – из условия обеспечения доверительной вероятности не менее 0,997, в зависимости от значения коэффициента вариации v, равным:

- 1,2 – при v ≤ 0,1;

- 1,5 – при 0,1 <v ≤ 0,15;

– коэффициент, учитывающий условия эксплуатации конструкции с базальтовой композитной арматурой, принимаемый равным: во внутренних помещениях 0,9; на открытом воздухе и в грунте 0,8.

5.2.7 При расчете конструкции по предельным состояниям первой группы на действие только постоянных и длительных нагрузок расчетное значение сопротивления растяжению базальтовой композитной арматуры следует определять по формуле:

, (5.2) где – коэффициент снижения сопротивления растяжению базальтовой композитной арматуры при длительном действии нагрузки, принимаемый равным 0,4.

5.2.8 Расчетное значение предельных относительных деформаций базальтовой композитной арматуры следует принимать равным:

. (5.3)

5.2.9 Расчетное значение сопротивления базальтовой композитной арматуры сжатию следует принимать равным нулю.

5.2.10 Расчетное значение сопротивления базальтовой композитной арматуры растяжению при расчете прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента, следует принимать равным:

- при радиусе загиба хомутов из стержней диаметром dfw, равном не менее 6dfw:

(5.4)

- при радиусе загиба хомутов менее 6dfw – по данным производителя базальтовой композитной арматуры, но не более значения, вычисленного по формуле (5.4).

Во всех случаях расчетное значение сопротивления базальтовой композитной арматуры растяжению при расчете прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента, следует принимать не более 300 МПа.

5.2.11 Расчетные диаграммы деформирования (состояния) базальтовой композитной арматуры, устанавливающие связь между напряжениями и относительными деформациями при растяжении, следует принимать линейными.

5.3 Контроль качества базальтовой композитной арматуры

5.3.1 Базальтовая композитная арматура, применяемая для армирования бетонных конструкций, должна соответствовать требованиям ГОСТ 31938. Каждая партия арматуры должна сопровождаться паспортом качества изготовителя.

5.3.2 При поступлении базальтовой композитной арматуры на предприятие-изготовитель конструкций или строительный объект следует проводить входной контроль. При входном контроле проверяют соответствие маркировки, вида и номинального диаметра арматуры проектной документации, наличие паспорта качества, результаты приемо-сдаточных испытаний, внешний вид и отсутствие повреждений, а также геометрические параметры продукции.

5.3.3 Нормативные значения прочности при растяжении, модуля упругости и предельных относительных деформаций базальтовой композитной арматуры должны подтверждаться результатами испытаний в соответствии с нормативными документами на методы испытаний.

5.3.4 При отсутствии паспорта качества, необходимых результатов испытаний, несоответствии маркировки либо выявлении повреждений и дефектов применение партии арматуры не допускается до подтверждения ее соответствия установленным требованиям результатами контрольных испытаний.

5.3.5 Приемо-сдаточные и периодические испытания базальтовой композитной арматуры, порядок приемки партий и оформление результатов контроля следует выполнять в соответствии с ГОСТ 31938.

5.4 Требования к долговечности базальтовой композитной арматуры

5.4.1 При проектировании конструкций с базальтовой композитной арматурой следует обеспечивать сохранение требуемых прочностных и эксплуатационных характеристик арматуры и конструкции в течение установленного срока эксплуатации с учетом условий окружающей среды и продолжительности действия нагрузок.

5.4.2 При назначении расчетных характеристик базальтовой композитной арматуры следует учитывать возможное изменение ее свойств при длительном воздействии нагрузки, температуры, влаги, щелочных и иных агрессивных сред. Характеристики арматуры для соответствующих условий эксплуатации должны подтверждаться результатами испытаний или технической документацией изготовителя.

5.4.3 При длительном действии растягивающих усилий следует учитывать возможность снижения длительной прочности базальтовой композитной арматуры. Допускаемый уровень длительных напряжений должен назначаться по результатам испытаний, подтверждающих длительную прочность применяемого вида арматуры.

6 Конструкции без предварительного напряжения базальтовой композитной арматуры

6.1 Расчет конструкций по предельным состояниям первой группы

Расчет по прочности конструкций на действие изгибающих моментов и продольных сил

Общие положения

6.1.1 Расчет по прочности конструкции при действии изгибающих моментов и продольных сил (внецентренное сжатие или растяжение) следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси.

Расчет по прочности нормальных сечений конструкций следует производить на основе нелинейной деформационной модели согласно 6.1.15–6.1.20. Расчет по прочности нормальных сечений конструкций прямоугольного, таврового и двутаврового сечений с базальтовой композитной арматурой, расположенной у верхней и нижней граней сечения, а также сжатых конструкций прямоугольного, круглого и кольцевого поперечных сечений допускается производить по предельным усилиям.

6.1.2 При расчете по прочности нормальных сечений внецентренно сжатых конструкций следует учитывать случайный эксцентриситет приложения продольной силы и влияние продольного изгиба.

6.1.3 Для конструкций, в сечениях которых при эксплуатации допускается образование трещин, предельное усилие по прочности нормальных сечений конструкции должно превышать предельное усилие по образованию трещин не менее чем на 50 %.

Расчет по прочности нормальных сечений по предельным усилиям

6.1.4 Расчет по прочности нормальных сечений конструкций по предельным усилиям следует производить, определяя предельные усилия, которые могут быть восприняты бетоном и базальтовой композитной арматурой в нормальном сечении, исходя из следующих положений:

- сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;

- сопротивление бетона сжатию представляется напряжениями, равными расчетному сопротивлению бетона сжатию и равномерно распределенными по условной сжатой зоне бетона;

- сопротивление базальтовой композитной арматуры сжатию принимается равным нулю;

- растягивающие напряжения в базальтовой композитной арматуре принимаются не более ее расчетного сопротивления растяжению.

6.1.5 Расчет по прочности нормальных сечений следует производить в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона , определяемым из соответствующих условий равновесия, и значением граничной относительной высоты сжатой зоны , при котором предельное состояние конструкции наступает одновременно с достижением в растянутой базальтовой композитной арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению Rf.

6.1.6 Значение следует определять по формуле:

, (6.1) где ω – характеристика сжатой зоны бетона, принимаемая для тяжелого бетона классов до В60 включительно равной 0,8, а для тяжелого бетона классов В70–В100 и для мелкозернистого бетона – равной 0,7;

– расчетное значение предельных относительных деформаций базальтовой композитной арматуры, вычисляемое по формуле (5.3);

– относительные деформации сжатого бетона при напряжениях Rb, принимаемые по СН КР 52-02.

Расчет изгибаемых конструкций

6.1.7 Расчет по прочности сечений изгибаемых конструкций следует производить из условия:

M ≤ (6.2) где – изгибающий момент от внешней нагрузки;

– предельный изгибающий момент, который может быть воспринят сечением элемента.

6.1.8 Значение для изгибаемых конструкций прямоугольного сечения (рисунок 1) при определяют по формуле:

, (6.3) где x – высота сжатой зоны бетона; . (6.4)

6.1.9 Значение для изгибаемых конструкций с полкой в сжатой зоне (тавровые и двутавровые сечения), при , определяют в зависимости от положения границы сжатой зоны:

а) если граница проходит в полке (рисунок 2, а), т.е. соблюдается условие:

(6.5) значение определяют по 6.1.8 как для прямоугольного сечения шириной ;

б) если граница проходит в ребре (рисунок 2, б), т.е. условие (6.5) не соблюдается, значение определяют по формуле

(6.6) при этом высоту сжатой зоны бетона х определяют по формуле . (6.7)

Рисунок 1 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемой конструкции, при ее расчете по прочности

Рисунок 2 – Положение границы сжатой зоны в сечении изгибаемой конструкции Значение b′f, вводимое в расчет, принимают по СН КР 52-02

6.1.10 При расчете по прочности изгибаемых конструкций рекомендуется соблюдать условие .

В случае, когда площадь растянутой арматуры принята большей, чем это требуется для соблюдения условия x ≤ ξR∙h0, предельный изгибающий момент для изгибаемых конструкций прямоугольного сечения следует определять по формуле (6.3), подставляя в нее значение высоты сжатой зоны, вычисленное по формуле: (6.7а) где ; ; ;

– предельное значение относительной деформации бетона при сжатии, принимаемое согласно 6.1.20 СН КР 52-02;

ω – см. формулу (6.1). Расчет по прочности изгибаемых конструкций таврового или двутаврового сечений с полкой в сжатой зоне и высотой сжатой зоны следует производить по деформационной модели согласно указаниям 6.1.15–6.1.20.

Расчет внецентренно сжатых конструкций

6.1.11 Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно сжатых конструкций производят из условия:

(6.8) где – продольная сила от внешней нагрузки; е – расстояние от точки приложения продольной силы до центра тяжести сечения растянутой арматуры , (6.9) здесь – случайный эксцентриситет, принимаемый по СН КР 52-02; η – коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба (прогиба) элемента на его несущую способность и определяемый согласно 6.1.12. Высоту сжатой зоны х определяют:

а) при (рисунок 3) по формуле

(6.10)

б) при по формуле

. (6.11)

Рисунок 3 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатой конструкции, при расчете ее по прочности

6.1.12 Значение коэффициента η при расчете конструкций по недеформированной схеме определяют по формуле:

, (6.12) где – продольная сила от внешней нагрузки; cr – условная критическая сила, определяемая по формуле , (6.13) здесь D – жесткость конструкции в предельной по прочности стадии, определяемая согласно указаниям расчета по деформациям; l0 – расчетная длина конструкции, определяемая по СН КР 52-02. Значение D допускается определять по формуле , (6.14) где ,

– модуль упругости бетона;

I – момент инерции площади поперечного сечения конструкции относительно оси, проходящей через его центр тяжести;

– коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки.

, здесь M1, Мl1 – моменты относительно центра наиболее растянутого или наименее сжатого (при целиком сжатом сечении) стержня соответственно от действия полной нагрузки и от действия постоянных и длительных нагрузок;

– относительное значение эксцентриситета продольной силы e0/h, принимаемое не менее 0,15 и не более 1,5.

Расчет центрально растянутых конструкций

6.1.13 Расчет по прочности сечений центрально растянутых конструкций следует производить из условия:

N ≤ , (6.15) где N – продольная растягивающая сила от внешних нагрузок;

– предельное значение продольной силы, которое может быть воспринято конструкцией.

Значение силы Nult определяют по формуле: , (6.16) где – площадь сечения всей продольной базальтовой композитной арматуры.

Расчет внецентренно растянутых конструкций

6.1.14 Расчет по прочности прямоугольных сечений внецентренно растянутых конструкций следует производить в зависимости от положения продольной силы N:

а) если продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре S и S′ (рисунок 4, а) – из условий:

N∙e ≤ Mult, (6.17) N∙e′ ≤ M′ult, (6.18) где N∙e и N∙e′ – усилия от внешних нагрузок; Mult и M′ult – предельные усилия, которые может воспринять сечение. Усилия Mult и M′ult определяют по формулам: ; (6.19) . (6.20)

б) если продольная сила N приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре S и S′ (рисунок 4, б) – из условия (6.17), определяя предельный момент по формуле:

, (6.21) при этом высоту сжатой зоны х определяют по формуле: . (6.22) Если значение х, полученное из расчета по формуле (6.22), больше значения , то в формулу (6.21) подставляют , где определяют согласно 6.1.6.

Рисунок 4 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно растянутой конструкции, при расчете ее по прочности при приложении продольной силы N между равнодействующими усилий в арматуре (а) и за пределами расстоянии между равнодействующими усилий в арматуре (б)

Расчет по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели

6.1.15 При расчете по прочности усилия и деформации в сечении, нормальном к продольной оси конструкции, определяют на основе нелинейной деформационной модели по СН КР 52-02, а также следующих положений:

- связь между осевыми напряжениями и относительными деформациями растянутой базальтовой композитной арматуры принимают линейной;

- сопротивление базальтовой композитной арматуры сжатию не учитывается.

6.1.16 Расчет нормальных сечений по прочности в общем случае (см. рисунок 5) производят с использованием:

- уравнений равновесия внешних сил и внутренних усилий в нормальном сечении конструкции:

; (6.23) ; (6.24) ; (6.25)

- уравнений, определяющие распределение деформаций по сечению конструкции

; (6.26) ; (6.27)

- зависимостей, связывающие напряжения и относительные деформации бетона и базальтовой композитной арматуры:

; (6.28) , (6.29) где , , , – площадь, координаты центра тяжести i-го участка бетона и напряжение на уровне его центра тяжести; , , , – площадь, координаты центра тяжести j-го растянутого стержня базальтовой композитной арматуры и напряжение в нем;

– относительная деформация волокна, расположенного на пересечении выбранных осей (в точке 0);

, – кривизна продольной оси в рассматриваемом поперечном сечении элемента в плоскостях действия изгибающих моментов Мх и Му; Еb – начальный модуль упругости бетона; Efj – модуль упругости j-го растянутого стержня базальтовой композитной арматуры; vbi – коэффициент упругости бетона i-го участка. Значения коэффициентов vbi определяют по СН КР 52-02.

Рисунок 5 – Расчетная схема нормального сечения конструкции

Расчет нормальных сечений конструкций по прочности производят из условий: , (6.30) , (6.31) где – относительная деформация наиболее сжатого волокна бетона в нормальном сечении конструкции от действия внешней нагрузки;

– относительная деформация наиболее растянутого стержня базальтовой композитной арматуры в нормальном сечении конструкции от действия внешней нагрузки;

– предельное значение относительной деформации бетона при сжатии, принимаемое согласно СН КР 52-02;

– предельное значение относительной деформации удлинения базальтовой композитной арматуры, принимаемое согласно 5.2.7.

6.1.17 Для конструкций, на которые действуют изгибающие моменты двух направлений и продольная сила (рисунок 5), деформации бетона εb,max и арматуры εf,max в нормальном сечении произвольной формы определяют из решения системы уравнений (6.32)–(6.34) с использованием уравнений (6.26) и (6.27).

; (6.32)

; (6.33)

, (6.34) в которых жесткостные характеристики Dij (i,j = 1, 2, 3) определяют по формулам: ; (6.35)

; (6.36)

; (6.37)

; (6.38)

; (6.39)

. (6.40)

Обозначения в формулах – см. 6.1.16.

6.1.18 Для конструкций, на которые действуют только изгибающие моменты двух направлений Мх и Му (косой изгиб), в уравнении (6.34) принимают N = 0.

6.1.19 Для внецентренно сжатых в плоскости симметрии поперечного сечения конструкций и при расположении оси Х в этой плоскости в уравнениях (6.32)–(6.34) принимают Му = 0 и D12 = D22 = D23 = 0.

6.1.20 Для изгибаемых в плоскости симметрии поперечного сечения конструкций и расположения оси X в этой плоскости в уравнениях (6.32)–(6.34) принимают N = 0, Му = 0, D12 = D22 = D23 = 0.

Расчет по прочности конструкций при действии поперечных сил

Общие положения

6.1.21 Расчет по прочности конструкций при действии поперечных сил следует производить по наклонному сечению на действие поперечной силы, по наклонному сечению на действие изгибающего момента и по полосе между наклонными сечениями на действие поперечной силы.

Расчет конструкций по полосе между наклонными сечениями

6.1.22 Расчет изгибаемых конструкций по бетонной полосе между наклонными сечениями производят по 8.1.32 СН КР 52-02.

Расчет конструкций по наклонным сечениям на действие поперечных сил

6.1.23 Расчет изгибаемых конструкций по наклонному сечению на действие поперечных сил следует производить по 8.1.33, 8.1.34 СН КР 52-02, принимая характеристики базальтовой композитной арматуры в соответствии с настоящими строительными правилами.

Расчет конструкций по наклонным сечениям на действие моментов

6.1.24 Расчет изгибаемых конструкций по наклонным сечениям на действие моментов следует производить по 8.1.36 СН КР 52-02, принимая характеристики базальтовой композитной арматуры в соответствии с настоящими строительными правилами.

Расчет конструкций на местное сжатие

6.1.25 Расчет конструкций с базальтовой композитной арматурой на местное сжатие (смятие) при действии сжимающей силы, приложенной на ограниченной площади нормально к поверхности конструкции, следует производить по СН КР 52-02.

Расчет конструкций на продавливание

6.1.26 Расчет на продавливание следует производить для плоских конструкций (плит) при действии на них концентрированно приложенных сосредоточенных силы и момента в зоне продавливания.

Расчет на продавливание следует производить по СН КР 52-02, принимая характеристики базальтовой композитной арматуры в соответствии с настоящими строительными правилами.

6.2 Расчет конструкций по предельным состояниям второй группы

Общие положения

6.2.1 Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:

- расчет по образованию трещин;

- расчет по раскрытию трещин;

- расчет по деформациям.

6.2.2 Расчет по образованию трещин производят, когда необходимо обеспечить отсутствие трещин, а также как вспомогательный при расчете по раскрытию трещин и по деформациям.

6.2.3 При расчете по образованию трещин для их недопущения коэффициент надежности по нагрузке принимают (как при расчете по прочности). При расчете по раскрытию трещин и по деформациям (включая вспомогательный расчет по образованию трещин) принимают коэффициент надежности по нагрузке .

Расчет конструкций по образованию и раскрытию трещин

6.2.4 Расчет элементов по образованию трещин производят из условия

M > Mcrc, (6.41) где М – изгибающий момент от внешней нагрузки относительно оси, нормальной к плоскости действия момента и проходящей через центр тяжести приведенного поперечного сечения элемента; Mcrc – изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин, определяемый по 6.2.8–6.2.11. Для центрально растянутых элементов образование трещин определяют из условия N > Ncrc, (6.42) где N – продольное растягивающее усилие от внешней нагрузки; Ncrc – продольное растягивающее усилие, воспринимаемое элементом при образовании трещин, определяемое согласно 6.2.12.

6.2.5 В тех случаях, когда выполняются условия (6.41) или (6.42), выполняют расчет по раскрытию трещин. Расчет элементов производят по непродолжительному и продолжительному раскрытию трещин.

Непродолжительное раскрытие трещин определяют от совместного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок, продолжительное только от постоянных и временных длительных нагрузок.

6.2.6 Расчет по раскрытию трещин производят из условия

acrc ≤ acrc,ult, (6.43) где acrc – ширина раскрытия трещин от действия внешней нагрузки, определяемая согласно 6.2.7, 6.2.14–6.2.17;

– предельно допустимая ширина раскрытия трещин.

Значения принимают равными не более: 0,7 мм – при непродолжительном раскрытии трещин; 0,5 мм – при продолжительном раскрытии трещин.

6.2.7 Расчет конструкций следует производить по продолжительному и по непродолжительному раскрытию нормальных и наклонных трещин.

Ширину продолжительного раскрытия трещин определяют по формуле , (6.44) а ширину непродолжительного раскрытия трещин – по формуле +, (6.45) где – ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;

– ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок;

– ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.

Значения , и следует определять по 6.2.14–6.2.17.

Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента

6.2.8 Изгибающий момент при образовании трещин следует определять с учетом неупругих деформаций растянутого бетона согласно 6.2.9–6.2.12 или по деформационной модели согласно 6.2.13.

6.2.9 Момент образования трещин с учетом неупругих деформаций растянутого бетона определяют в соответствии со следующими положениями:

- сечения после деформирования остаются плоскими;

- эпюру напряжений в сжатой зоне бетона принимают треугольной формы, как для упругого тела (рисунок 6);

- эпюру напряжений в растянутой зоне бетона принимают трапециевидной формы с напряжениями, не превышающими расчетных значений сопротивления бетона растяжению ;

- относительную деформацию крайнего растянутого волокна бетона принимают равной ее предельному значению при кратковременном действии нагрузки (см. 8.1.30 СН КР 52-02); при двухзначной эпюре деформаций в сечении элемента ;

- напряжения в растянутой базальтовой композитной арматуре принимают в зависимости от относительных деформаций как для упругого тела;

- сопротивление базальтовой композитной арматуры сжатию принимают равным нулю.

6.2.10 Момент образования трещин с учетом неупругих деформаций растянутого бетона определяют по формуле

. (6.46) где – упругопластический момент сопротивления сечения для крайнего растянутого волокна бетона, определяемый с учетом положений 6.2.9;

– расстояние от точки приложения продольной силы N (расположенной в центре тяжести приведенного сечения элемента) до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется.

В формуле (6.46) знак «плюс» принимают при сжимающей продольной силе N, «минус» – при растягивающей силе.

1 – Уровень центра тяжести приведенного поперечного сечения Рисунок 6 – Схема напряженно-деформированного состояния сечения элемента при проверке образования трещин при действии изгибающего момента (а), изгибающего момента и продольной силы (б)

Для прямоугольных сечений и тавровых сечений с полкой, расположенной в сжатой зоне, значение при действии момента в плоскости оси симметрии допускается принимать равным: , (6.47) где – упругий момент сопротивления приведенного сечения по растянутой зоне сечения, определяемый в соответствии с 6.2.11.

6.2.11 Момент сопротивления и расстояние ех определяют по формулам:

; (6.48) , (6.49) где – момент инерции приведенного сечения элемента относительно его центра тяжести: , (6.50) I, – моменты инерции сечений бетона и растянутой базальтовой композитной арматуры соответственно.

– площадь приведенного поперечного сечения элемента, определяемая формуле

, (6.51) αf – коэффициент приведения арматуры к бетону ; (6.52) A, – площади поперечного сечения бетона и растянутой базальтовой композитной арматуры соответственно;

– расстояние от наиболее растянутого волокна бетона до центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента

, (6.53) здесь – статический момент площади приведенного поперечного сечения элемента относительно наиболее растянутого волокна бетона. Момент сопротивления допускается определять без учета базальтовой композитной арматуры.

6.2.12 Усилие при образовании трещин в центрально растянутых элементах определяют по формуле

. (6.54)

6.2.13 Определение момента образования трещин на основе нелинейной деформационной модели производят по 6.1.15–6.1.20, но с учетом работы бетона в растянутой зоне нормального сечения, определяемой диаграммой состояния растянутого бетона. Расчетные характеристики материалов принимают для предельных состояний второй группы.

Значение определяют из решения системы уравнений, представленных в 6.1.17 и с учетом 6.1.18–6.1.20, принимая относительную деформацию бетона у растянутой грани элемента от действия внешней нагрузки, равной предельному значению относительной деформации бетона при растяжении , определяемому согласно СН КР 52-02.

Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента

6.2.14 Ширину раскрытия нормальных трещин (i = 1, 2, 3 – см. 6.2.7) определяют по формуле

, (6.55) где – напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки, определяемое согласно 6.2.15;

– базовое расстояние между смежными нормальными трещинами, определяемое согласно 6.2.16;

– коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами; допускается принимать коэффициент ; если при этом условие (6.43) не удовлетворяется, то значение следует определять по 6.2.17;

– коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки, принимаемый равным:

1,0 – при непродолжительном действии нагрузки; 1,4 – при продолжительном действии нагрузки;

– коэффициент, учитывающий профиль продольной базальтовой композитной арматуры, принимаемый для арматуры периодического профиля равным 0,7;

– коэффициент, учитывающий характер нагружения, принимаемый равным:

1,0 – для элементов, изгибаемых и внецентренно сжатых; 1,2 – для растянутых элементов.

6.2.15 Значения напряжения σf в растянутой арматуре изгибаемых элементов определяют по формуле

, (6.56) где Ired, yc – момент инерции и высота сжатой зоны приведенного поперечного сечения элемента, определяемые с учетом площади сечения только сжатой зоны бетона и площади сечения растянутой арматуры согласно 6.2.26. Для изгибаемых элементов (рисунок 7), где х – высота сжатой зоны бетона, определяемая согласно 6.2.27. Значение коэффициента приведения арматуры к бетону αf1 определяют по формуле: , где – приведенный модуль деформации сжатого бетона, учитывающий неупругие деформации сжатого бетона и определяемый по формуле: , (6.57) Относительную деформацию бетона принимают равной 0,0015. Допускается напряжение σf определять по формуле: , (6.58) где zf – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне элемента.

1 – уровень центра тяжести приведенного поперечного сечения Рисунок 7 – Схема напряженно-деформированного состояния элемента с трещинами при действии изгибающего момента (а), изгибающего момента и продольной силы (б)

Для элементов прямоугольного поперечного сечения значение zf определяют по формуле . (6.59) Для элементов прямоугольного, таврового (с полкой в сжатой зоне) и двутаврового поперечного сечения допускается значение принимать равным 0,8h0. При действии изгибающего момента М и продольной силы N напряжение в растянутой арматуре определяют по формуле , (6.60) где , – площадь приведенного поперечного сечения элемента и расстояние от наиболее сжатого волокна бетона до центра тяжести приведенного сечения, определяемые по общим правилам расчета геометрических характеристик сечений упругих элементов с учетом площади сечения только сжатой зоны бетона и площади сечения растянутой арматуры согласно 6.2.27, принимая коэффициент приведения арматуры к бетону . Допускается напряжение определять по формуле: , (6.61) где – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точки приложения продольной силы N с учетом эксцентриситета, равного . Для элементов прямоугольного сечения значение допускается определять по формуле (6.59), в которой х – высота сжатой зоны бетона с учетом влияния продольной силы, определяемая согласно 6.2.27. Для элементов прямоугольного, таврового (с полкой в сжатой зоне) и двутаврового поперечных сечений допускается значение принимать равным 0,7h0. В формулах (6.60) и (6.61) знак «плюс» принимают при растягивающей, а знак «минус» – при сжимающей продольной силе. Напряжения не должны превышать Rf,ser.

6.2.16 Значения базового расстояния между трещинами lf определяют по формуле:

, (6.62) и принимают не менее 10df и 10 см и не более 20df и 20 см. здесь Abt – площадь сечения растянутого бетона; Af – площадь сечения растянутой арматуры; df – номинальный диаметр арматуры. Значения Abt определяют по высоте растянутой зоны бетона xi, используя правила расчета момента образования трещин согласно 6.2.8–6.2.13. В любом случае значение Abt принимают равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2а и не более 0,5h.

6.2.17 Значения коэффициента определяют по формуле:

, (6.63) где – напряжение в продольной растянутой арматуре в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин, определяемое по 6.2.15, принимая в соответствующих формулах значения ;

– то же при действии рассматриваемой нагрузки.

Для изгибаемых элементов значение коэффициента допускается определять по формуле: , (6.64) где Mcrc определяют по 6.2.10.

Расчет конструкций по деформациям

6.2.18 Расчет элементов конструкций по деформациям производят с учетом эксплуатационных требований, предъявляемых к конструкциям.

Расчет по деформациям следует производить на действие:

- постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок – при ограничении деформаций технологическими или конструктивными требованиями;

- постоянных и временных длительных нагрузок – при ограничении деформаций эстетическими требованиями.

6.2.19 Значения предельно допустимых деформаций элементов принимают согласно СНиП 2.01.07 и нормативным документам на конкретные виды конструкций.

Расчет элементов конструкций по прогибам

6.2.20 Расчет элементов по прогибам производят из условия:

f ≤ fult, (6.65) где f – прогиб элемента от действия внешней нагрузки; fult – значение предельно допустимого прогиба элемента. Прогибы конструкций определяют по общим правилам строительной механики в зависимости от изгибных, сдвиговых и осевых деформационных характеристик элемента в сечениях по его длине (кривизн, углов сдвига и т.д.). В тех случаях, когда прогибы элементов в основном зависят от изгибных деформаций, значения прогибов определяют по жесткостным характеристикам согласно 6.2.21 и 6.2.30.

6.2.21 Для изгибаемых элементов постоянного по длине элемента сечения и без трещин прогибы определяют по общим правилам строительной механики с использованием значений жесткости поперечных сечений, определяемых по формуле (6.69).

Определение кривизны элементов конструкций

6.2.22 Кривизну изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов для вычисления их прогибов определяют:

для элементов или участков элемента, где в растянутой зоне не образуются нормальные к продольной оси трещины, согласно 6.2.23, 6.2.25; для элементов или участков элемента, где в растянутой зоне имеются трещины, согласно 6.2.23, 6.2.24 и 6.2.26. Элементы или участки элементов рассматривают без трещин, если трещины не образуются (т.е. условие (6.41) не выполняется) при действии полной нагрузки, включающей постоянную, временную длительную и кратковременную нагрузки. Кривизну элементов с трещинами и без трещин можно также определять на основе деформационной модели согласно 6.2.31.

6.2.23 Полную кривизну изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов определяют по формулам:

- для участков без трещин в растянутой зоне

; (6.66)

- для участков с трещинами в растянутой зоне

(6.67) В формуле (6.66):

– кривизны от непродолжительного действия кратковременных нагрузок и от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок соответственно.

В формуле (6.67):

– кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки, на которую производят расчет по деформациям;

– кривизна от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;

– кривизна от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.

Кривизны и определяют согласно 6.2.24.

6.2.24 Кривизну элементов от действия соответствующих нагрузок определяют по формуле:

, (6.68) где М – изгибающий момент от внешней нагрузки (с учетом момента от продольной силы N) относительно оси, нормальной плоскости действия изгибающего момента и проходящей через центр тяжести приведенного поперечного сечения элемента; D – изгибная жесткость приведенного поперечного сечения элемента, определяемая по формуле , (6.69) где Eb1 – модуль деформации сжатого бетона, определяемый в зависимости от продолжительности действия нагрузки и с учетом наличия или отсутствия трещин; Ired – момент инерции приведенного поперечного сечения относительно его центра тяжести, определяемый с учетом наличия или отсутствия трещин. Значения модуля деформации бетона Eb1 и момента инерции приведенного сечения Ired для элементов без трещин в растянутой зоне и с трещинами определяют по 6.2.25 и 6.2.26 соответственно.

Жесткость элемента на участке без трещин в растянутой зоне

6.2.25 Жесткость элемента D на участке без трещин определяют по формуле (6.69).

Момент инерции Ired приведенного поперечного сечения элемента относительно его центра тяжести определяют как для сплошного тела по общим правилам сопротивления упругих элементов с учетом всей площади сечения бетона и площадей сечения растянутой арматуры с коэффициентом приведения арматуры к бетону: , (6.70) где I – момент инерции бетонного сечения относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента; If – момент инерции площади сечения растянутой арматуры относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента; αf – коэффициент приведения арматуры к бетону, , (6.71) Значение I определяют по общим правилам расчета геометрических характеристик сечений упругих элементов. Допускается определять момент инерции Ired без учета арматуры. Значения модуля деформации бетона в формулах (6.69) и (6.71) принимают равными:

- при непродолжительном действии нагрузки

; (6.72)

- при продолжительном действии нагрузки

. (6.73) где φb,cr – принимают по таблице 6.12 СН КР 52-02.

Жесткость элемента на участке с трещинами в растянутой зоне

6.2.26 Жесткость элемента на участках с трещинами в растянутой зоне определяют с учетом следующих положений:

- сечения после деформирования остаются плоскими;

- напряжения в бетоне сжатой зоны определяют как для упругого тела;

- работу растянутого бетона в сечении с нормальной трещиной не учитывают;

- работу растянутого бетона на участке между смежными нормальными трещинами учитывают посредством коэффициента 𝜓f.

Жесткость элемента D на участках с трещинами определяют по формуле (6.69) и принимают не более жесткости без трещин. Значения модуля деформации сжатого бетона Eb1 принимают равными значениям приведенного модуля деформации Eb.red, определяемого по формуле: , (6.74) где – относительные деформации бетона, принимаемые равными:

- 0,0015 – для тяжелого бетона при непродолжительном действии нагрузки;

- по СН КР 52-02 – для тяжелого бетона при продолжительном действии нагрузки.

Момент инерции приведенного поперечного сечения элемента Ired относительно его центра тяжести определяют по общим правилам сопротивления упругих элементов с учетом площади сечения бетона только сжатой зоны и площади сечения растянутой арматуры с коэффициентом приведения арматуры к бетону αf1 , (6.75) где Ib, If – моменты инерции площадей сечения сжатой зоны бетона и растянутой арматуры соответственно относительно центра тяжести приведенного без учета бетона растянутой зоны поперечного сечения. Значение If определяют по общим правилам сопротивления материалов, принимая расстояние от наиболее сжатого волокна бетона до центра тяжести приведенного (с коэффициентом приведения αf1) поперечного сечения без учета бетона растянутой зоны (рисунок 8); для изгибаемых элементов: ycm = xm, где xm – средняя высота сжатой зоны бетона, учитывающая влияние работы растянутого бетона между трещинами и определяемая согласно 6.2.27 (рисунок 8). Значения Ib и ycm определяют по общим правилам расчета геометрических характеристик сечений упругих элементов. Значения коэффициента приведения растянутой арматуры к бетону αf1 определяют по 6.2.29.

6.2.27 Для изгибаемых элементов положение нейтральной оси (средняя высота сжатой зоны бетона) определяют из уравнения:

, (6.76) где Sb0 и Sf0 – статические моменты сжатой зоны бетона и растянутой арматуры соответственно относительно нейтральной оси. Для прямоугольных сечений высоту сжатой зоны определяют по формуле: , (6.77)

где . Для тавровых (с полкой в сжатой зоне) и двутавровых сечений высоту сжатой зоны определяют по формуле , (6.78)

где ,

– площадь сечения свесов сжатой полки.

1 – уровень центра тяжести приведенного без учета растянутой зоны бетона поперечного сечения Рисунок 8 – Приведенное поперечное сечение (а) и схема напряженно-деформированного состояния элемента с трещинами (б) для расчета его по деформациям при действии изгибающего момента.

Для внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов положение нейтральной оси (высоту сжатой зоны) определяют из уравнения: , (6.79) где – расстояние от нейтральной оси до точки приложения продольной силы N, отстоящей от центра тяжести полного сечения (без учета трещин) на расстоянии ; Ib0, If0, Sb0, Sf0 – моменты инерции и статические моменты соответственно сжатой зоны бетона и растянутой арматуры относительно нейтральной оси. Допускается для элементов прямоугольного сечения высоту сжатой зоны при действии изгибающих моментов М и продольной силы N определять по формуле: , (6.80) где – высота сжатой зоны изгибаемого элемента, определяемая по формулам (6.77)–(6.78); Ired, Ared – момент инерции и площадь приведенного поперечного сечения, определяемые для полного сечения (без учета трещин). Значения геометрических характеристик сечения элемента определяют по общим правилам расчета сечения упругих элементов. В формуле (6.80) знак «плюс» принимают при сжимающей, а знак «минус» при растягивающей продольной силе.

6.2.28 Жесткость изгибаемых элементов допускается определять по формуле:

, (6.81) где z – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне. Для элементов прямоугольного сечения значение z определяют по формуле: , (6.82) Для элементов прямоугольного, таврового (с полкой в сжатой зоне) и двутаврового поперечных сечений значение z допускается принимать равным 0,8h0.

6.2.29 Значения коэффициентов приведения растянутой арматуры к бетону принимают равными:

, (6.83) где Eb,red – приведенный модуль деформации сжатого бетона, определяемый при непродолжительном и продолжительном действии нагрузки по 6.2.26; Ef,red – приведенный модуль деформации растянутой арматуры, определяемый с учетом влияния работы растянутого бетона между трещинами по формуле: , (6.84) Значения коэффициента определяют по 6.2.17. Допускается принимать , при этом, если условие (6.65) не удовлетворяется, расчет производят с учетом коэффициента , определяемого по 6.2.17.

6.2.30 Прогибы элементов можно определять по общим правилам строительной механики с применением вместо кривизны непосредственно изгибных жесткостных характеристик D путем замены упругих изгибных характеристик EI в расчетных зависимостях на указанные характеристики D, вычисляемые по формулам, приведенным в 6.2.24 и 6.2.28.

При совместном действии кратковременной и длительной нагрузок полный прогиб элементов без трещин и с трещинами в растянутой зоне определяют путем суммирования прогибов от соответствующих нагрузок по аналогии с суммированием кривизны по 6.2.23, принимая жесткостные характеристики D в зависимости от принятой продолжительности действия рассматриваемой нагрузки. Допускается при определении жесткостных характеристик D элементов с трещинами в растянутой зоне принимать коэффициент . В этом случае при совместном действии кратковременной и длительной нагрузок полный прогиб изгибаемых элементов с трещинами определяют суммированием прогибов от непродолжительного действия кратковременной нагрузки и от продолжительного действия длительной нагрузки с учетом соответствующих значений жесткостных характеристик D – подобно тому, как это принято для элементов без трещин.

Определение кривизны элементов на основе нелинейной деформационной модели

6.2.31 Полную кривизну элементов на участках без трещин в растянутой зоне сечения определяют по формуле (6.66), а на участках с трещинами в растянутой зоне сечения – по формуле (6.67).

Значения кривизн, входящих в формулы (6.66) и (6.67), определяют из решения системы уравнений (6.32)–(6.34). При этом для элементов с нормальными трещинами в растянутой зоне напряжение в арматуре, пересекающей трещины, определяют по формуле , (6.85) где , (6.86) здесь – относительная деформация растянутой арматуры в сечении с трещиной сразу после образования нормальных трещин;

– относительная деформация растянутой арматуры, пересекающей трещины, в рассматриваемой стадии расчета.

При определении кривизн от непродолжительного действия нагрузки в расчете применяют диаграммы кратковременного деформирования бетона при осевых сжатии и растяжении, а при определении кривизн от продолжительного действия нагрузки – диаграммы длительного деформирования бетона с расчетными характеристиками для предельных состояний второй группы. Для частных случаев действия внешней нагрузки (изгиб в двух плоскостях, изгиб в плоскости оси симметрии поперечного сечения элемента и т.п.) кривизны, входящие в формулы (6.66) и (6.67), определяют из решения систем уравнений (6.32)–(6.34) с учетом указаний 6.1.8–6.1.20. 7 Конструктивные требования

7.1 Требования к геометрическим размерам

7.1.1 Геометрические размеры конструкций должны быть не менее значений, обеспечивающих:

- возможность размещения арматуры, анкеровки и совместной работы с бетоном;

- ограничение гибкости сжатых элементов;

- требуемые показатели качества бетона в конструкции по ГОСТ 13015 и СНиП КР 52-01.

7.1.2 Размеры сечений внецентренно сжатых элементов и конструкций с базальтовой композитной арматурой для обеспечения их жесткости рекомендуется принимать такими, чтобы их гибкость в любом направлении не превышала:

200 – для элементов конструкций; 120 – для колонн, являющихся элементами зданий.

7.2 Требования к армированию

Защитный слой бетона

7.2.1 Защитный слой бетона должен обеспечивать:

- совместную работу арматуры с бетоном;

- анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов;

- огнестойкость конструкций.

7.2.2 Толщину защитного слоя бетона рабочей арматуры следует принимать не менее 20 мм – для сборных конструкций и не менее 25 мм – для монолитных конструкций.

Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры. Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует принимать не менее диаметра стержня арматуры.

Минимальные расстояния между стержнями арматуры

7.2.3 Минимальные расстояния в свету между стержнями арматуры следует принимать такими, чтобы обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном и качественное изготовление конструкций, связанное с укладкой и уплотнением бетонной смеси, но не менее наибольшего диаметра стержня, а также не менее:

25 мм – при горизонтальном или наклонном положении стержней при бетонировании – для нижней арматуры, расположенной в один или два ряда; 30 мм – то же, для верхней арматуры; 50 мм – то же, при расположении нижней арматуры более чем в два ряда (кроме стержней двух нижних рядов), а также при вертикальном положении стержней при бетонировании. При стесненных условиях допускается располагать стержни группами – пучками (без зазора между ними). При этом расстояния в свету между пучками должны быть также не менее приведенного диаметра стержня, эквивалентного по площади сечения пучка арматуры, принимаемого равным , где dfi – диаметр одного стержня в пучке, n – число стержней в пучке.

Продольное армирование

7.2.4 Площадь сечения продольной растянутой арматуры, в процентах от площади сечения бетона, равной произведению ширины прямоугольного сечения либо ширины ребра таврового (двутаврового) сечения на рабочую высоту сечения, , %, следует принимать не менее чем (где Rfn – нормативная прочность композитной арматуры на растяжение, – средняя прочность бетона на растяжение) и не менее:

0,13 % – в изгибаемых, внецентренно растянутых элементах и внецентренно сжатых элементах при гибкости (для прямоугольных сечений ; 0,33 % – во внецентренно сжатых элементах при гибкости (для прямоугольных сечений ); для промежуточных значений гибкости элементов значение μs определяют по интерполяции. В элементах с продольной арматурой, расположенной равномерно по контуру сечения, а также в центрально растянутых элементах минимальную площадь сечения всей продольной арматуры следует принимать вдвое большей указанных выше значений и относить ее к полной площади сечения бетона.

7.2.5 В линейных конструкциях и плитах наибольшие расстояния между осями стержней продольной арматуры, обеспечивающие эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций, должны быть не более:

в балках и плитах: 200 мм – при высоте поперечного сечения h ≤ 150 мм; 1,5h и 300 мм – при высоте поперечного сечения h > 150 мм; в колоннах: 400 мм – в направлении, перпендикулярном к плоскости изгиба; 500 мм – в направлении плоскости изгиба. В стенах расстояния между стержнями вертикальной арматуры принимают не более 2t и 300 мм (t – толщина стены), а горизонтальной – не более 300 мм.

7.2.6 В балках до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры с площадью сечения не менее 1/2 площади сечения стержней в пролете и не менее двух стержней.

В плитах до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры на 1 м ширины плиты с площадью сечения не менее 1/3 площади сечения стержней на 1 м ширины плиты в пролете.

Поперечное армирование

7.2.7 Поперечную арматуру следует устанавливать исходя из расчета на восприятие усилий, а также в целях ограничения развития трещин, удержания продольных стержней в проектном положении и закрепления их от бокового выпучивания в любом направлении.

Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей конструкции, вблизи которых устанавливается продольная арматура.

7.2.8 Диаметр поперечной арматуры в каркасах изгибаемых элементов принимают не менее 6 мм.

7.2.9 В конструкциях, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, установку поперечной арматуры следует предусматривать с шагом не более 0,5h0 и не более 300 мм.

В сплошных плитах, а также в часторебристых плитах высотой менее 300 мм и в балках (ребрах) высотой менее 150 мм на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, поперечную арматуру можно не устанавливать. В балках и ребрах высотой 150 мм и более, а также в часторебристых плитах высотой 300 мм и более, на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более 0,75h0 и не более 500 мм.

7.2.10 Конструкция поперечных стержней (хомутов) во внецентренно сжатых линейных элементах должна быть такой, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегибов, а эти перегибы – на расстоянии не более 400 мм по ширине грани. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех допускается охват всех продольных стержней одним хомутом.

7.2.11 Поперечную арматуру в плитах в зоне продавливания в направлении, перпендикулярном к сторонам расчетного контура, устанавливают с шагом не более 1/3h0 и не более 300 мм. Стержни, ближайшие к контуру грузовой площади, располагают не ближе и не далее от этого контура. При этом ширина зоны постановки поперечной арматуры (от контура грузовой площади) должна быть не менее 1,5h0.

Расстояния между стержнями поперечной арматуры в направлении, параллельном сторонам расчетного контура, принимают не более 1/4 длины соответствующей стороны расчетного контура.

7.2.12 У концов предварительно напряженных элементов должна быть установлена дополнительная поперечная арматура (хомуты и т.п. с шагом 5–10 см) на длине участка не менее 0,6 длины зоны передачи предварительного напряжения lp. Для арматуры, натягиваемой на бетон, а также для гладкой арматуры, натягиваемой на упоры, следует предусматривать установку анкеров у концов арматуры, обеспечивающих надежную заделку арматуры в бетоне на всех стадиях ее работы.

Анкеровка арматуры

7.2.13 Анкеровку арматуры осуществляют в виде прямого окончания стержня (прямая анкеровка) или с применением специальных анкерных устройств на конце стержня.

7.2.14 Прямую анкеровку допускается применять только для арматуры периодического профиля. Для растянутых гладких стержней следует предусматривать специальные анкерные устройства.

7.2.15 При расчете длины анкеровки арматуры следует учитывать способ анкеровки, диаметр арматуры, прочность бетона и его напряженное состояние в зоне анкеровки, конструктивное решение элемента в зоне анкеровки.

7.2.16 Базовую (основную) длину анкеровки, необходимую для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления Rf на бетон, определяют по формуле:

, (7.1) где Af и uf – соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня; Rbond – расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки и определяемое по формуле: , (7.2) здесь Rbt – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению; η1 – коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры, принимаемый равным 1,5. Для базальтовой композитной арматуры периодического профиля значение коэффициента η1 принимают в соответствии с настоящими строительными правилами. При отсутствии соответствующих требований коэффициент допускается определять по результатам экспериментальных исследований или технической документации изготовителя.

7.2.17 Требуемую расчетную длину анкеровки арматуры определяют по формуле:

, (7.3) где – базовая длина анкеровки, определяемая по формуле (7.1); Аf,cal, Af,ef – площади поперечного сечения арматуры, требуемой по расчету и фактически установленной, соответственно. При этом длину анкеровки следует принимать не менее 15df и 200 мм, а для ненапрягаемых стержней также не менее 0,3l0,an. Для элементов из мелкозернистого бетона группы А требуемое расчетное значение длины анкеровки должно быть увеличено на 10dfw для растянутого бетона и на 5dfw – для сжатого.

7.2.18 Усилие, воспринимаемое анкеруемым стержнем арматуры Nf следует определять по формуле:

, (7.4) где lan – длина анкеровки, определяемая согласно 7.2.17, принимая соотношение ; lf – расстояние от конца анкеруемого стержня до рассматриваемого поперечного сечения элемента.

7.2.19 На крайних свободных опорах элементов длина запуска растянутых стержней ненапрягаемой арматуры за внутреннюю грань свободной опоры при выполнении условия Q ≤ Qbl (см. 8.1.31–8.1.35 СН КР 52-02) должна составлять не менее 5df. Если указанное условие не соблюдается, длину запуска арматуры за грань опоры определяют согласно 7.2.17.

Соединения арматуры

7.2.20 Для соединения ненапрягаемой арматуры с прямыми концами стержней периодического профиля следует принимать стыки внахлестку.

Длина перепуска (нахлестки) стыков растянутой арматуры должна быть не менее значения длины ll, определяемой по формуле , (7.5) где – базовая длина анкеровки, определяемая по формуле (7.1); , – см. 7.2.17. При этом должны быть соблюдены следующие условия:

- относительное число стыкуемой в одном расчетном сечении элемента рабочей растянутой арматуры периодического профиля должно быть не более 50 %;

- усилие, воспринимаемое всей поперечной арматурой, поставленной в пределах стыка, должно быть не менее половины усилия, воспринимаемого стыкуемой в одном расчетном сечении элемента растянутой рабочей арматурой;

- расстояние между стыкуемыми рабочими стержнями арматуры не должно превышать 4df;

- расстояние между соседними стыками внахлестку (по ширине элемента) должно быть не менее 2df и не менее 30 мм.

В качестве одного расчетного сечения элемента, рассматриваемого для определения относительного числа стыкуемой арматуры в одном сечении, принимают участок элемента вдоль стыкуемой арматуры длиной 1,3ll. Считается, что стыки арматуры расположены в одном расчетном сечении, если центры этих стыков находятся в пределах длины этого участка. В любом случае фактическая длина перепуска должна быть не менее 0,65l0, an, не менее 20df и не менее 250 мм.

7.3 Конструирование несущих конструкций

7.3.1 При конструировании несущих конструкций следует соблюдать общие требования СН КР 52-02 и требования подразделов 7.1 и 7.2 настоящих строительных правил.

7.3.2 Изгиб готовых прямолинейных стержней базальтовой композитной арматуры при изготовлении арматурных изделий и на строительной площадке не допускается. Гнутые стержни, хомуты и другие фасонные элементы следует применять заводского изготовления. Угол и внутренний радиус изгиба таких элементов следует принимать в соответствии с технической документацией изготовителя с учетом подтвержденных характеристик арматуры.

7.3.3 При конструировании узлов и сопряжений элементов должны быть обеспечены передача расчетных усилий между соединяемыми элементами, требуемая анкеровка рабочей арматуры, соблюдение требований к длине перепуска, расстояниям между стержнями и толщине защитного слоя бетона. Стыки рабочей базальтовой композитной арматуры следует располагать вне зон наибольших расчетных усилий, если иное не обосновано расчетом.

Приложение А

Основные буквенные обозначения

Усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении элемента

– изгибающий момент;

N – продольная сила; Q – поперечная сила. Характеристики материалов Rb.n – нормативное сопротивление бетона осевому сжатию; Rb, Rb.ser – расчетные сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний соответственно первой и второй групп; Rbt, Rbt.ser – расчетные сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп; Rbond – расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном; Rf, Rf.ser – расчетные сопротивления базальтовой композитной арматуры растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп; Rfw – расчетное сопротивление поперечной базальтовой композитной арматуры растяжению; Eb – начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении; Eb.red – приведенный модуль деформации сжатого бетона; Ef – модуль упругости базальтовой композитной арматуры; Ef.red – приведенный модуль деформации базальтовой композитной арматуры, расположенной в растянутой зоне элемента с трещинами; εf0 – относительные деформации базальтовой композитной арматуры при напряжении, равном Rf; φb.cr – коэффициент ползучести бетона; α – отношение соответствующих модулей упругости арматуры Ef и бетона Eb. Геометрические характеристики b – ширина прямоугольного сечения; ширина ребра таврового и двутаврового сечений; b'f – ширина полки таврового и двутаврового сечений в сжатой зоне; h – высота прямоугольного, таврового и двутаврового сечений; h'f – высота полки таврового и двутаврового сечений в сжатой зоне; a, a′ – расстояние от равнодействующей усилий в арматуре до ближайшей грани сечения; h0, h'0 – рабочая высота сечения, равная соответственно h – а и h – а'; x – высота сжатой зоны бетона; ξ – относительная высота сжатой зоны бетона, равная ; e0 – эксцентриситет продольной силы N относительно центра тяжести приведенного сечения; e, e′ – расстояния от точки приложения продольной силы N до равнодействующей усилий в арматуре соответственно S и S'; lan – длина зоны анкеровки; lp – длина зоны передачи предварительного напряжения в базальтовой композитной арматуре на бетон; l0 – расчетная длина элемента, подвергающегося действию сжимающей продольной силы; i – радиус инерции поперечного сечения элемента относительно центра тяжести сечения; df, dfw – номинальный диаметр стержней продольной и поперечной базальтовой композитной арматуры соответственно; Af – площадь сечения продольной базальтовой композитной арматуры; μf – коэффициент армирования, определяемый как отношение площади сечения арматуры f к площади поперечного сечения элемента b∙h0 без учета свесов сжатых и растянутых полок; A – площадь всего бетона в поперечном сечении; Ab – площадь сечения бетона сжатой зоны; Abt – площадь сечения бетона растянутой зоны; Ared – площадь приведенного сечения элемента; I – момент инерции сечения всего бетона относительно центра тяжести сечения элемента; Ired – момент инерции приведенного сечения элемента относительно его центра тяжести; W – момент сопротивления сечения элемента для крайнего растянутого волокна.