как рассчитать несущую способность стены
Расчет нагрузки на кирпичную стену – пример определения несущей способности конструкции
Проектирование и возведение сооружений из кирпича требует дополнительного расчета нагрузки. Несущая способность кирпичной кладки при неправильной закладке приводит к разрушению стены. Поэтому инженеры с максимальной точностью рассчитывают показатели. Для этого нужно знать марку кирпича по плотности, осуществляемую нагрузку, устойчивость, сопротивление сжатию и теплопередаче.
Виды нагрузок на кирпичную стену
Нагруженность элементов конструкции подразделяют на 2 вида:
К постоянным относят удельную массу перегородок, перестенок, стен и других элементов, а также постоянное влияние подземных вод, горных пород и их гидростатика. Временные, как становится ясно из названия, это сбор нагрузок характерного типа, которые могут изменяться. К ним относят:
Если сооружение проектируется с малым количеством этажей, то строители могут пренебрегать данными касательно временных напряжений на здание, однако только при условии создания повышенного запаса прочности на этапах его строительства.
От чего зависит нагруженность кирпичной кладки?
Для проведения расчета первым делом необходимо определить все факторы, влияющие на прочность участка проектирования, а именно:
Для зданий более 2-х этажей проводят расчет для определения способности их сопротивляемости. С помощью формул высчитывают нагрузки от каждого отдельного этажа конструкции и точки давления. Высокие нагрузки образовываются в нижних частях кирпичного столба. Если условия по правильному соотношению величин толщины и высоты не будут выполнены, то с увеличением срока эксплуатации стена начнет выгибаться и может полностью разрушиться от перенапряжения.
В строительной индустрии предусматривается толщина кладки из кирпича для несущих стен от 1,5 до 2,5 изделия. Но окончательное вычисление зависит от высотности объекта. Определяется устойчивость к нагрузкам непосредственно с помощью расчета, но в случае строительства 3 и более этажных зданий нужен тщательный анализ по формулам, которые учитывают сложение нагрузок от каждого этажа, угол приложения силы и возможные дополнительные напряжения.
При планировании конструкции несущего типа материал стоит укладывать не менее, чем в 1,5 камня. Вернуться к оглавлению
Пример расчета нагруженности кирпичной стены
Чтобы разобраться в вопросе нагрузок несущих конструкций, можно изучить пример выполнения проекта, в котором не учитываются временные эксплуатационные нагрузки. Например, здание 4-х этажей с толщиной стен 64 см (Т), удельный вес с учетом всех элементов — кирпича, штукатурки и раствора составляет М=18 кН/м3. По ГОСТу 11214—86, выполнена закладка окон, их размеры по ширине 100—150 см (Ш) по высоте 100—130 см (В).
Приложение веса на простенок от элементов, находящихся выше, согласно замерам, равен 0,64*1,42 м, а высота одного этажа (Вэт) 4200 мм. При этом сила давления на участок происходит под углом 45°. При слое штукатурки в 2 см определяют нагрузку от стен следующим алгоритмом: Нстен=(4Вэт+0,5(Вэт-В1)3—4Ш1*В1)(h+0,02)М. Подставив значения, получают 0, 447 МН. Определение требуемой нагруженной площади П=Вэт*В½-Ш/2. В этом случае значение равно 6 м. Нп =(30+3*215)*6 = 4,072МН. Получаемая нагрузка на кладку из кирпича от перекрытий 2-го этажа равняется: Н2=215*6 = 1,290МН, в том числе Н2l=(1,26+215*3)*6= 3,878МН. Удельный вес кирпичного простенка высчитывается по формуле: Нпр=(0,02+0,64)*(1,42+0,08)*3*1,1*18= 0,0588 МН.
Необходимый показатель для данной конструкции можно вычислить, используя некоторые данные и формулы.
Расчет несущей способности кирпичной стены выполняется по максимально загруженным простенкам нижнего этажа.
При обследовании элемента выбирают части стены с минимальной шириной и толщиной. Чаще всего они расположенными в проемах дверей или окон. Если условие У >= Н на устойчивость стены при расчетах подтверждается, то проект выполнен верно и прочность конструктивных элементов достаточна. Расчет простенка для каждого этажа и суммирование значений показывают общую нагрузку здания и выполняются согласно СНиП II-22—81.
Недостаточное сопротивление стены из кирпича
Если при определении расчетного сопротивления данные устойчивости менее ее нагрузки, следует выполнять армирование стенок и перегородок. При упрочнении материала прирост показателей прочности составляет 40%. Далее следует заново пересчитать показатели устойчивости, учитывая усиление стальными элементами. Зная что У = 1,5, а Н = 1,113, рассчитывается коэффициент усиления, поделив значения, К = 1,348. Таким образом, увеличить прочностные показатели нужно на 34,8%. Проводя армирование железной обоймой, можно достичь нужных показателей прочности, если правильно выбрать марку кирпича, усиление, определить конструкцию фундамента и характеристики грунта под фундаментом.
Расчет кирпичной кладки на прочность
Несущими называются стены, которые воспринимают нагрузку от опирающихся на них плит перекрытий, покрытий, балок и т.д.
Также следует учесть марку кирпича по морозостойкости. Так как каждый строит дом для себя, как минимум на сто лет, то при сухом и нормальном влажностном режиме помещений принимается марка (Мрз) от 25 и выше.
При строительстве дома, коттеджа, гаража, хоз.построек и др.сооружений с сухим и нормальным влажностным режимом рекомендуется применять для наружных стен пустотелый кирпич, так как его теплопроводность ниже, чем у полнотелого. Соответственно, при теплотехническом расчете толщина утеплителя получится меньше, что сэкономит денежные средства при его покупке. Полнотелый кирпич для наружных стен необходимо применять только при необходимости обеспечения прочности кладки.
Армирование кирпичной кладки допускается только лишь в том случае, когда увеличение марки кирпича и раствора не позволяет обеспечить требуемую несущую способность.
Пример расчета кирпичной стены.
Исходные данные: Рассчитать стену первого этажа двухэтажного коттеджа на прочность. Стены выполнены из кирпича М75 на растворе М25 толщиной h=250мм, длина стены L=6м. Высота этажа H=3м.
Выбор расчетного сечения.
В глухих стенах за расчетное принимается сечение I-I на уровне низа перекрытия с продольной силой N и максимальным изгибающим моментом М. Часто опасным бывает сечение II-II, так как изгибающий момент чуть меньше максимального и равен 2/3М, а коэффициенты mg и φ минимальны.
В стенах с проемами сечение принимается на уровне низа перемычек.
Давайте рассмотрим сечение I-I.
Из прошлой статьи Сбор нагрузок на стену первого этажа возьмем полученное значение полной нагрузки, которая включает в себя нагрузки от перекрытия первого этажа P1=1,8т и вышележащих этажей G=G п +P 2 +G 2= 3,7т:
Плита перекрытия опирается на стену на расстоянии а=150мм. Продольная сила P1 от перекрытия будет находиться на расстоянии а / 3 = 150 / 3 = 50 мм. Почему на 1/3? Потому что эпюра напряжений под опорным участком будет в виде треугольника, а центр тяжести треугольника как раз находится на 1/3 длины опирания.
Нагрузка от вышележащих этажей G считается приложенной по центру.
Так как нагрузка от плиты перекрытия (P1) приложена не по центру сечения, а на расстоянии от него равном:
Тогда эксцентриситет продольной силы N составит:
Так как несущая стена толщиной 25см, то в расчете следует учесть величину случайного эксцентриситета eν=2см, тогда общий эксцентриситет равен:
Прочность кл адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:
Коэффициенты mg и φ1 в рассматриваемом сечении I-I равны 1.
ω = 1 + e0/h = 1 + 0,045/0,25 = 1,18 ≤ 1,45 условие выполняется
Несущая способность кладки равна:
Прочность кладки обеспечена.
Статья была для Вас полезной?
Несущая способность
Максимально допустимая вертикальная, горизонтальная или иная внешняя, внутренняя нагрузка, которую способны принять без потери функциональных свойств конструктивные элементы здания: стены, фундамент, кровля, перекрытия, колонны, балки, столбы – это несущая способность. Во время эксплуатации на объект воздействует множество негативных внешних факторов, которые часто снижают прочностные параметры сооружения и его устойчивость, качественные и количественные характеристики материала. Все это может отрицательно отразиться на несущей способности здания.
Несущий каркас здания состоит из ключевых конструктивных элементов: грунтов и фундамента, кровли, стен, перекрытий, балок, колонн, иногда фасада. Он может быть выполнен из разных материалов, свойства которых также влияют на прочностные показатели, устойчивость к внешним и внутренним нагрузкам.
Для чего необходимо оценивать несущую способность здания и отдельных конструкций? Данный показатель рассчитывают в ходе комплексного обследования объекта и для изучения возможности его перепрофилирования, перепланировки. Несущая способность здания оценивается перед установкой тяжеловесного оборудования, для понимания остаточного ресурса и сейсмостойкости сооружения. Этот вид изысканий также проводят при реконструкции объекта: перед установкой арт-конструкций или надстройкой дополнительного этажа.
Исчерпание несущей способности конструкции – такое состояние элемента, когда при наличии внешних нагрузок напряжение на некоторых участках приближается к предельному. Часто оно выражается в виде отклонений, прогибов, трещин и других повреждений, деформаций.
Определение несущей способности
Несущую способность закладывают еще на стадии проектирования с учетом предполагаемых функций объекта, назначения каркаса. Но со временем показатель может меняться из-за воздействия внешних и внутренних негативных факторов.
На несущую способность влияет ряд условий: наличие жесткого армирующего звена, характер взаимодействия материалов, разгружающее действие отдельных элементов, состояние раствора или иного контактного слоя.
Определение несущей способности – комплекс исследовательских, аналитических и измерительных мероприятий. Изыскания начинаются с изучения проектно-технической документации. На подготовительном этапе специалисту предстоит ознакомиться с материалами несущего каркаса здания, характером сопряжения конструкций, способом опирания, внешними и внутренними нагрузками, агрессивными факторами среды, которые могут негативно воздействовать на техническое состояние сооружений.
После изучения теоретической части специалисты приступают к визуальному осмотру и проведению необходимых измерений:
На завершающем этапе все результаты измерений и визуального осмотра анализируются, вносятся в компьютерную программу для проведения расчетов.
Несущая способность зданий и сооружений
Существуют разные способы оценки несущей способности. Некоторые из них универсальные и подходят для объектов любого функционального профиля, другие применимы только к определенной категории сооружений.
Одна из методик оценки несущей способности позволяет достаточно точно определить остаточный ресурсный потенциал конструктивных элементов. Она подразумевает учет всех негативных факторов, которые могут вызвать износ сооружения: атмосферных осадков, перепадов температуры и влажности, ветра, особенностей рельефа, интенсивной или небрежной эксплуатации, коррозии, эрозии.
Проверка несущей способности традиционными способами используется уже достаточно давно. Стандартные методы подразумевают создание вибрационных динамических и механических импульсных воздействий определенной интенсивности и силы. Их направляют на отдельные элементы здания через грунт и фундамент. Для регистрации изменений на исследуемый объект устанавливают специальные датчики. После проведения испытаний полученные результаты обрабатывают в специальной компьютерной программе, которая позволяет рассчитать, чему равна текущая несущая способность зданий и сооружений.
Одна из особенностей методики оценки возможных дополнительных нагрузок: необходимо учитывать давление не только на один участок, но и на всю армированную конструкцию. Специалист должен выполнить пространственный расчет, который охватывает все взаимосвязанные элементы. Конструктивная оценка предполагает учет нагрузок дополнительного воздействия, временных, динамических, естественных и постоянных факторов. Такой комплексный подход считается наиболее полным и достоверным. Методика позволяет увидеть фактическую картину и спрогнозировать возможность увеличения нагрузки на здание без негативных последствий.
Несущая способность кирпичной кладки
Простенки кладки из кирпича выполняют роль несущих элементов сооружения. Прочностные показатели конструкции могут со временем снижаться из-за влияния внешних негативных факторов.
Для определения фактической несущей способности специалисты измеряют, рассчитывают и изучают следующие показатели:
Прочность кладки можно определить методами неразрушающего контроля. После получения необходимых вводных данных несущую способность рассчитывают по формуле. Она требуют применения некоторых коэффициентов – длительной нагрузки и продольного изгиба.
Оценка несущей способности бетонных и железобетонных конструкций
Для определения несущей способности конструктивных элементов из бетона и железобетона, которые имеют нормальное по отношению к продольной оси сечение, применяют методику предельного равновесия по нормативной документации. В этом случае руководствуются следующими упрощающими принципами:
Для повышения прочностных характеристик в конструктивные элементы включают вкладыши из цементного бетона или другого низкодеформируемого материала, внутри которого расположены металлические элементы.
Особенности расчета несущей способности фундамента
Для грунта и фундамента максимально допустимую нагрузку исследуют в единой связке. Для укрепления слабого основания потребуются сваи. На грунте с плотной и устойчивой структурой можно использовать колонны или ленточный фундамент для стен. Для выбора оптимального варианта необходимо изучить в лаборатории физико-химические параметры почвы в данной местности.
Несущая способность фундамента во многом зависит от количественных и качественных свойств материала, наличия дефектов, арматуры, соответствия фактических и проектных данных. Любые негативные изменения в состоянии основания здания через некоторое время отразятся на стенах, перекрытиях и других верхних конструктивных элементах.
Изучение несущей способности основания требуется в следующих случаях:
Несущая способность фундамента должна предотвращать вероятность сдвигов и обеспечивать высокую устойчивость и прочность оснований здания.
Несущая способность сваи указывает, какую нагрузку она способна выдержать при максимально допустимом уровне деформации грунта. Задача специалиста на стадии проектирования – рассчитать оптимальное число элементов.
Для оценки показателя используют два основных метода: уровень сопротивления по боковой поверхности и уровень сопротивления грунта под острием. Оптимальный вариант определяют исходя из характеристик почвы.
Особенности определения несущей способности вертикальных и горизонтальных конструктивных элементов
К перекрытиям относятся плиты, диски и балки. Они взаимосвязаны и объединены для выполнения единой функции. Перекрытие – это конструктивный элемент, расположенный между этажами. Он опирается на балку.
Различают два типа несущих частей здания:
Балки – важный опорный элемент в зданиях с колоннами. Для их изготовления используют бетон. В старых домах встречаются балки из деревянных лагов, железных элементов и асфальтобетона. В этом случае специалист должен изучить состав балки, выяснить фактическую несущую способность, и насколько она изменилась со временем.
При проектировании инженеры должны закладывать несущую способность с некоторым запасом. Это помогает минимизировать вероятность перегрузки, но не отменяет необходимость в регулярных технических обследованиях здания.
К вертикальных несущим конструкция относятся столбы и колонны, имеющие отдельный фундамент, который по форме напоминает подстаканник. Чем больше нагрузка и площадь объекта, тем глубже должны быть заложены опорные элементы. Колонны обычно изготавливают из монолита или железобетона. Распространенный материал для возведения столбов – кирпич и камень. Эта вертикальная несущая конструкция встречается в старых малоэтажных домах.
Несущая способность кровли и фасада
Основная нагрузка на кровлю – это снег, ветер и другие погодные факторы. Если на стадии проектирования кровлю не планировалось эксплуатировать, то ее несущая способность снаружи будет ниже, чем с внутренней стороны.
Фасад может быть несущим и не несущим элементом сооружения. Его навешивают на колонны или устанавливают на отдельный элемент. В последнем случае фасад называют самонесущим.
Несущая способность объекта – изменяющаяся во времени величина. С увеличением срока эксплуатации и при воздействии агрессивных внешних факторов прочностные характеристики и устойчивость сооружения снижается. Предотвратить аварии и другие нежелательные ситуации на объекте поможет регулярное экспертное обследование.
Компания «Департамент» предлагает услуги по диагностике и определению несущей способности здания. Специалисты используют современное оборудование и методы неразрушающего контроля, которые позволяют максимально быстро получить достоверные результаты. Узнать подробности, стоимость и задать вопросы можно представителю компании «Департамент» по телефону или электронной почте.
Глава I. Основные положения расчета несущих конструкций
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Расчет несущих конструкций и оснований производится по методу расчетных предельных состояний.
Предельными являются состояния, при которых конструкция или основание перестают удовлетворять предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям, т.е. теряют способность сопротивляться внешним воздействиям, получают недопустимые деформации или местные повреждения. Необходимая эксплуатационная надежность обеспечивается выполнением норм и правил по проектированию и возведению конструкций и оснований.
Расчетным предельным состоянием называются состояния конструкций, при которых величины усилий, напряжений, деформаций или местных повреждений превышают величины, указанные в строительных нормах и правилах (СНиП) или в технических условиях, разрабатываемых на их основе.
Нормами проектирования несущих конструкций установлены три расчетных предельных состояния:
Целью расчета по первому предельному состоянию является обеспечение несущей способности (прочности, устойчивости формы и положения, выносливости) и ограничение развития чрезмерных пластических деформаций конструкций и оснований в возможных неблагоприятных условиях их работы в период строительства и эксплуатации зданий и сооружений.
Целью расчета по второму предельному состоянию является ограничение деформаций или перемещений (колебаний) конструкций и оснований в условиях нормальной эксплуатации зданий и сооружений.
Целью расчета конструкций по третьему предельному состоянию является недопущение трещин или ограничение величины раскрытия трещин с тем, чтобы эксплуатация зданий и сооружений не была затруднена или нарушена вследствие коррозии, местных повреждений, потери непроницаемости и т. п.
Расчет конструкций и оснований по первому предельному состоянию производится на прочность или устойчивость – по расчетным нагрузкам, а выносливость – по нормативным нагрузкам; по второму предельному состоянию – по нормативным нагрузкам; по третьему предельному состоянию – по нормативным или расчетным нагрузкам (в зависимости от характера возникающих повреждений в соответствии с нормами проектирования конструкций или оснований. См. СНиП II-В. 1-62, табл. 10).
§ 2. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
В статье приведены только те нагрузки и воздействия, которые наиболее часто встречаются при расчете гражданских и промышленных сооружений.
Во всех остальных случаях нужно обращаться к главе СНиП II-А.10-62. В соответствии с этой главой нагрузки и воздействия разделяются на постоянные и временные (временные длительные, кратковременные и особые).
К постоянным нагрузкам и воздействиям относятся:
К временным длительным нагрузкам и воздействиям относятся:
К кратковременным нагрузкам и воздействиям относятся:
Временную нагрузку в помещениях жилых и общественных зданий, где преобладает вес оборудования или возможно частое появление близких к нормативной интенсивности скоплений людей, следует относить к длительным временным нагрузкам (нагрузки в залах и фойе кино, театров, клубов, в концертных и выставочных залах, на трибунах стадионов и спортивных арен и т. п.).
К особым нагрузкам и воздействиям относятся:
Нормативные и расчетные нагрузки, коэффициенты перегрузки
Примечания: 1. Установленные в п. 11 таблицы 1 нагрузки принимаются только в тех случаях, когда их учет дает более неблагоприятный результат по сравнению со снеговыми нагрузками.
2. Приведенные в таблице величины нагрузок даны без учета веса перегородок и в сокращенном виде по сравнению с табл. 2 СНиП II-А.11-62.
1. Нагрузки нормативные и расчетные.
В теории расчета по расчетным предельным состояниям установлены понятия о нормативных и расчетных нагрузках.
Нормативными называются наибольшие нагрузки и воздействия, допускаемые при нормальной эксплуатации зданий и сооружений (табл. 1).
Возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную (большую или меньшую) сторону от нормативных значений вследствие изменчивости нагрузок или отступлений от условий нормальной эксплуатации учитывается коэффициентами перегрузки (n), устанавливаемыми с учетом назначений зданий и сооружений и условий их эксплуатации (табл. 1 и 2).
Расчетными называются нагрузки, учитываемые расчетом и определяемые как произведение нормативных нагрузок на соответствующие коэффициенты перегруза (табл. 1).
Несущие элементы покрытий и перекрытий в соответствии со СНиП II-А.11-62 следует проверять дополнительно на сосредоточенную вертикальную нагрузку, нормативные значения которой принимаются равными:
Коэффициент перегрузки, для этих нагрузок принимается равным 1,2.
При проверке на нагрузки, указанные в пп.«а» и «б», другие — временные нагрузки не учитываются.
| Коэффициенты перегрузки дли нагрузок от веса строительных конструкций и грунтов | ||
| № п/п | Наименование конструкций и грунтов | Коэффициент перегрузки |
| 1 | Бетонные, железобетонные, каменные, армокаменные, металлические и деревянные конструкции. | 1.1 (0,9) |
| 2 | Теплоизоляционные и звукоизоляционные изделия (плиты, скорлупы и тому подобные изделия из легких и пористых материалов на органической и неорганической основе), засыпки, выравнивающие слои, кровельные стяжки, штукатурки и т.п. | 1.2 (0,9) |
| 3 | Грунты в природном состояния: | |
| — скальные: | 1.1 (0,9) | |
| — нескальные | 1.2 (0,8) | |
| 4 | Насыпные грунты | 1,3(0,8) |
Примечание: Приведенные в пп. 3 и 4 табл 2 коэффициенты перегрузки относятся к объемному весу грунтов. Указанные в скобках табл. 2 значения коэффициентов перегрузки принимаются в тех случаях, когда уменьшение нагрузок от веса строительных конструкций и грунтов вызывает ухудшение работы конструкций, например при расчете конструкции на устойчивость положения против всплытия, опрокидывания и скольжения.
2. Снижение временных нагрузок на перекрытия
Приведенные в пп. 1 и 2 табл. 1 нагрузки разрешается снижать:
Также снижение может быть объяснено тем, что наличие всех видов нагругок на всех этажах одновременно практически невозможно.
Нормативные нагрузки приняты в таблице в соответствии с табл. 2 СНиП II-А.11-62 с дополнением графы «расчетная нагрузка»
3. Снеговые нагрузки
Нормативную снеговую нагрузку на 1 м 2 площади горизонтальной проекции покрытия (p n ) следует определить по формуле:
Где – вес снегового покрова на 1м 2 площади горизонтальной поверхности земли, принимаемый в зависимости от климатического района по табл. 3;
с — коэффициент перехода от веса снегового покрова на горизонтальной поверхности земли к нормативной нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с указаниями, приведёнными в пп. 5.5-5.12 СНиП II-А.11-62.
| Вес снегового покрова p0 на 1 мг площади горизонтальной поверхности земли | |||
| Климатический район | Вес снегового покрова земли в кг/м 3 | Климатический район | Вес снегового покрова земли в кг/м 3 |
| I | 50 | IV | 150 |
| II | 70 | V | 200 |
| III | 100 | VI | 250 |
При расчете рам и колонн зданий с покрытиями без перепадов высот разрешается принимать равномерно распределенную снеговую нагрузку.
При определении величины снеговых нагрузок для покрытий цехов с избыточными тепловыделениями значения коэффициентов (c) следует снижать на 20%.
Расчетнаяснеговаянагрузкаропределяетсякакпроизведение нормативной нагрузки (p n ) на коэффициент перегрузки k, принимаемый равным 1.4:
§ 3. СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК ПРОМЫШЛЕННЫХ, ГРАЖДАНСКИХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
В соответствии с главой СНиП II-А.10-62 при учете совместного действия нагрузок следует различать:
При расчете конструкций и оснований с учетом дополнительных сочетаний нагрузок величины расчетных кратковременных нагрузок (или соответствующих им усилий в конструкции) следует умножать на коэффициент, равный 0.9, а при расчете с учетом особых сочетаний — на коэффициент, равный 0.8, кроме случаев, оговоренных в нормах проектирования зданий и сооружений в сейсмических районах и других специальных нормах.
Порядок учета в сочетаниях динамических нагрузок от оборудования устанавливается действующими нормативными документами по проектированию фундаментов и несущих конструкций зданий под машины с динамическими нагрузками.
Нагрузки и коэффициенты перегрузки для зданий и промышленных сооружений принимаются по табл. 1-3.
При учете нагрузок от мостовых кранов следует обращаться к СНиП II-А.11-62.
§ 4. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ИХ НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
1. Бетон
Бетон для бетонных и железобетонных конструкций применяется следующих проектных марок по прочности на сжатие:
а) тяжелый – 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600;
б) легкий – 35, 50, 100, 150, 200, 250 и 300.
Для железобетонных конструкций применение тяжелого бетона проектной марки ниже 150, как правило, не допускается. Железобетонные предварительно напряженные элементы или их части, в которых располагается напрягаемая арматура, должны выполняться из бетона проектной марки не ниже: тяжелого – 200 и легкого – 150.
В конструкциях, подлежащих расчету на выносливость, применение бетона проектной марки ниже 200 не рекомендуется.
Объемный вес железобетона при расчете конструкций принимается:
Нормативные сопротивления бетона
Основными характеристиками сопротивления материалов силовым воздействиям являются нормативные сопротивления (табл. 4), устанавливаемые на основании испытаний, проводимых согласно действующим ГОСТ или правилам испытаний.
Нормативное сопротивление бетона представляет собой временное сопротивление осевому сжатию, сжатию при изгибе и осевому растяжению и составляет некоторый процент прочности от марки бетона.
Коэффициенты однородности бетона
Испытания бетонных кубиков одной и той же марки показывают, что прочность их различна: у одних кубиков она больше, у других – меньше.
Отношение минимальной прочности бетона к его средней прочности называется коэффициентом однородности. Коэффициенты однородности бетона колеблются в пределах в зависимости от марки бетона от 0,5 до 0,6 на сжатие и от 0,45 до 0,5 – на растяжение.
Расчетные сопротивления бетона
Расчетные сопротивления бетона определены (с округлением) как произведение нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты однородности и основные коэффициенты условий работы. Они приняты в соответствии со СНиП II-В. 1-62 (табл, 2) и приведены в табл. 5.
Примечания: 1. По строке «А» расчетные сопротивления следует принимать для железобетонных конструкций, по строке «Б»— для бетонных.
2. При расчете предварительно напряженных железобетонных конструкций на растяжение по образованию трещин и при необходимости проверки расчета по раскрытию трещин в растянутых элементах железобетонных конструкций расчетные сопротивления следует принимать по объединенным строкам «А» и «Б».
Начальные модули упругости бетона при сжатии и растяжении
Начальные модули упругости бетона при сжатии и растяжении Еб принимаются по табл. 6, а модуль сдвига для бетона Gб (при отсутствии опытных данных) допускается принимать Gб = 0,4 Еб.
2. Арматура
В качестве арматуры для железобетонных конструкций применяются арматурные стали в соответствии с главами СНиП I-В.4-62 и II-А. 10-62 (рис. 1). Прочность арматурных сталей характеризуется показателями нормативных сопротивлений, коэффициентов однородности и расчетных сопротивлений.
Примечание. Значение коэффициентов однородности арматуры, перечисленной в пп. 1-4 и 7 табл. 7, разрешается повышать на 10%, если арматура применяется только в сборных конструкциях, изготовляемых на заводах или специально оборудованных полигонах, и подвергается систематическим испытаниям по соответствующим стандартам и если при этом во всех испытанных образцах значения предела текучести арматуры, указанной в пп. 1-4, превышают не менее чем на 10% наименьшее (нормативное) значение предела текучести или значения временного сопротивления арматуры, указанной в п. 7, составляют не ниже нормированного значения этой величины.
Примечание. При применении обыкновенной арматурной проволоки (п. 7 табл. 8) для хомутов вязаных каркасов расчетное сопротивление проволоки принимается как для горячекатаной стали класса А-І (п. 1 табл. 8).
Нормативные сопротивления арматуры
За нормативные сопротивления арматуры принимается наименьшее нормированное значение ее сопротивления растяжению (предел текучести для «мягких» сталей или соответственно временное сопротивление для «твердых» сталей).
Коэффициенты однородности арматуры
Арматура, так же как и бетон, при испытании образцов дает различные результаты прочности. Такое явление получается вследствие неоднородности стали.
Нормативные сопротивления арматуры R н а, коэффициенты однородности арматуры (ka) и модули упругости арматуры Еа приведены в табл. 7.
Расчетные сопротивления арматуры
Расчетное сопротивление арматуры определяется как произведение нормативных сопротивлений на cоответствующий коэффициент Ra=R н аka, и принимается по табл. 8.
Приведенные в табл. 8 расчетные сопротивления арматуры применяются при расчете железобетонных конструкций обычного вида. При расчете железобетонных элементов сборных конструкций, изготовляемых на заводах и специально оборудованных полигонах, при систематическом испытании арматуры на растяжение в соответствии с ГОСТ 5781-61 и 1497-61 значения расчетных сопротивлений арматуры принимать в соответствии с главой СНиП II-В. 1-62.