Нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик бетона
5.2.1 Основными показателями прочности и деформативности бетона являются нормативные значения их прочностных и деформационных характеристик.
Основными прочностными характеристиками бетона являются нормативные значения:
- сопротивления бетона осевому сжатию Rb,n;
- сопротивления бетона осевому растяжению Rbt,n.
Нормативное значение сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) следует устанавливать в зависимости от нормативного значения прочности образцов-кубов (нормативная кубиковая прочность) для соответствующего вида бетона и контролируемого на производстве.
Нормативное значение сопротивления бетона осевому растяжению при назначении класса бетона по прочности на сжатие следует устанавливать в зависимости от нормативного значения прочности на сжатие образцов-кубов для соответствующего вида бетона и контролируемого на производстве.
Соотношение между нормативными значениями призменной и кубиковой прочностями бетона на сжатие, а также соотношение между нормативными значениями прочности бетона на растяжение и прочности бетона на сжатие для соответствующего вида бетона следует устанавливать на основе стандартных испытаний.
При назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение нормативное значение сопротивления бетона осевому растяжению принимают равным числовой характеристике класса бетона по прочности на осевое растяжение, контролируемой на производстве.
Основными деформационными характеристиками бетона являются нормативные значения:
- предельных относительных деформаций бетона при осевом сжатии и растяжении εbo,n и εbto,n;
- начального модуля упругости бетона Eb,п.
Кроме того, устанавливают следующие деформационные характеристики:
- начальный коэффициент поперечной деформации бетона v;
- модуль сдвига бетона G;
- коэффициент температурной деформации бетона αbt;
- относительные деформации ползучести бетона εcr (или соответствующие им характеристику ползучести φb,cr, меру ползучести Cb,cr);
- относительные деформации усадки бетона εshr.
Нормативные значения деформационных характеристик бетона следует устанавливать в зависимости от вида бетона, класса бетона по прочности на сжатие, марки бетона по средней плотности, а также в зависимости от технологических параметров бетона, если они известны (состава и характеристики бетонной смеси, способов твердения бетона и других параметров).
5.2.2 В качестве обобщенной характеристики механических свойств бетона при одноосном напряженном состоянии следует принимать нормативную диаграмму состояния (деформирования) бетона, устанавливающую связь между напряжениями σb,n (σbt,n) и продольными относительными деформациями εb,n (εbt,n) сжатого (растянутого) бетона при кратковременном действии однократно приложенной нагрузки (согласно стандартным испытаниям) вплоть до их нормативных значений.
5.2.3 Основными расчетными прочностными характеристиками бетона, используемыми в расчете, являются расчетные значения сопротивления бетона:
- осевому сжатию Rb;
- осевому растяжению Rbt.
Расчетные значения прочностных характеристик бетона следует определять делением нормативных значений сопротивления бетона осевому сжатию и растяжению на соответствующие коэффициенты надежности по бетону при сжатии и растяжении.
Значения коэффициентов надежности следует принимать в зависимости от вида бетона, расчетной характеристики бетона, рассматриваемого предельного состояния, но не менее:
для коэффициента надежности по бетону при сжатии:
1,3 - для предельных состояний первой группы;
1,0 - для предельных состояний второй группы;
для коэффициента надежности по бетону при растяжении:
1,5 - для предельных состояний первой группы при назначении класса бетона по прочности на сжатие;
1,3 - то же, при назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение;
1,0 - для предельных состояний второй группы.
Расчетные значения основных деформационных характеристик бетона для предельных состояний первой и второй групп следует принимать равными их нормативным значениям.
Влияние характера нагрузки, окружающей среды, напряженного состояния бетона, конструктивных особенностей элемента и других факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах, следует учитывать в расчетных прочностных и деформационных характеристиках бетона коэффициентами условий работы бетона γbi.
5.2.4 Расчетные диаграммы состояния (деформирования) бетона следует определять путем замены нормативных значений параметров диаграмм на их соответствующие расчетные значения, принимаемые по указаниям 5.2.3.
5.2.5 Значения прочностных характеристик бетона при плоском (двухосном) или объемном (трехосном) напряженном состоянии следует определять с учетом вида и класса бетона из критерия, выражающего связь между предельными значениями напряжений, действующих в двух или трех взаимно перпендикулярных направлениях.
Деформации бетона следует определять с учетом плоского или объемного напряженных состояний.
5.2.6 Характеристики бетона - матрицы в дисперсно-армированных конструкциях следует принимать как для бетонных и железобетонных конструкций.
Характеристики фибробетона в фибробетонных конструкциях следует устанавливать в зависимости от характеристик бетона, относительного содержания, формы, размеров и расположения фибр в бетоне, ее сцепления с бетоном и физико-механических свойств, а также в зависимости от размеров элемента или конструкции.
Требования к арматуре
5.3.1 При проектировании железобетонных зданий и сооружений в соответствии с требованиями, предъявляемыми к бетонным и железобетонным конструкциям, должны быть установлены вид арматуры, ее нормируемые и контролируемые показатели качества.
5.3.2 Для железобетонных конструкций следует применять следующие виды арматуры, установленные соответствующими стандартами:
- горячекатаную гладкую и периодического профиля диаметром 3-80 мм;
- термомеханически упрочненную периодического профиля диаметром 6-40 мм;
- механически упрочненную в холодном состоянии (холоднодеформированная) периодического профиля или гладкая, диаметром 3-12 мм;
- арматурные канаты диаметром 6-15 мм;
- неметаллическую композитную арматуру.
Кроме того, в большепролетных конструкциях могут быть применены стальные канаты (спиральные, двойной свивки, закрытые).
Для дисперсного армирования бетона следует применять фибру или частые сетки.
Для сталежелезобетонных конструкций (конструкций, состоящих из стальных и железобетонных элементов) применяют листовую и профильную сталь по соответствующим нормам и стандартам (СНиП II-23).
Вид арматуры следует принимать в зависимости от назначения конструкции, конструктивного решения, характера нагрузок и воздействий окружающей среды.
5.3.3 Основным нормируемым и контролируемым показателем качества стальной арматуры является класс арматуры по прочности на растяжение, обозначаемый:
А - для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры;
В - для холоднодеформированной арматуры;
К - для арматурных канатов.
Класс арматуры соответствует гарантированному значению предела текучести (физического или условного) в МПа, устанавливаемому в соответствии с требованиями стандартов и технических условий, и принимается в пределах от A 240 до A 1500, от B 500 до B 2000 и от K 1400 до K 2500.
Классы арматуры следует назначать в соответствии с их параметрическими рядами, установленными нормативными документами.
Кроме требований по прочности на растяжение к арматуре предъявляют требования по дополнительным показателям, определяемым по соответствующим стандартам: свариваемость, выносливость, пластичность, стойкость против коррозионного растрескивания, релаксационная стойкость, хладостойкость, стойкость при высоких температурах, относительное удлинение при разрыве и др.
К неметаллической арматуре (в том числе фибре) предъявляют также требования по щелочестойкости и адгезии к бетону.
Необходимые показатели принимают при проектировании железобетонных конструкций в соответствии с требованиями расчетов и изготовления, а также в соответствии с условиями эксплуатации конструкций с учетом различных воздействий окружающей среды.