Прочность бетона в железобетонных конструкциях
Обновлено: 08.05.2024
Основные методы определения прочности тяжелого бетона на сжатие в сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкциях и изделиях
Рассмотрим некоторые основные методы и приборы определения прочности бетона в конструкциях, которыми пользуются на практике. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля осуществляется согласно ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля», определения прочности ультразвуковым методом неразрушающего контроля осуществляется по ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности», определение прочности по бетонным образцам, выбуренным или выпиленным из конструкций, осуществляется по ГОСТ 28570-90 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций».
Неразрушающие методы определения прочности на сжатие бетонных конструкций основаны на косвенных характеристиках показаний приборов, основанных на методах упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации,отрыва, скалывания ребра и отрыва со скалыванием, скорости прохождения ультразвука. Определение прочности на сжатия по образцам, отобранным из конструкций, подразумевает испытание их на прессе.
Для определения класса и марки бетона в зависимости от прочности сжатия или растяжения, можно использовать табл.6, приложения 1, ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые»
СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ КЛАССАМИ БЕТОНА ПО ПРОЧНОСТИ НА СЖАТИЕ И РАСТЯЖЕНИЕ И МАРКАМИ
Класс бетона по прочности
Средняя прочность бетона ( )*, кгс/см2
Ближайшая марка бетона по прочности М
Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса, %,
Сжатие
В3,5
45,8
M50
+9,2
В5
65,5
M75
+14,5
В7,5
98,2
M100
+1,8
В10
131,0
M150
+14,5
B12,5
163,7
M150
-8,4
B15
196,5
M200
+1,8
В20
261,9
M250
-4,5
В22,5
294,7
M300
+1,8
В25
327,4
M350
+6,9
В27,5
360,2
M350
-2,8
В30
392,9
M400
+1,8
В35
458,4
M450
-1,8
В40
523,9
М550
+5,0
В45
589,4
M600
+1,8
B50
654,8
M700
+6,9
В55
720,3
M700
-2,8
В60
785,8
M800
+1,8
В65
851,3
M900
+5,7
В70
916,8
M900
-1,8
В75
982,3
М1000
+1,8
В80
1047,7
M1000
-4,6
• Средняя прочность бетона R рассчитана при коэффициенте вариации V, равном 13,5 %, и обеспеченности- 95 % для всех видов бетона, а для массивных гидротехнических конструкций- при коэффициенте вариации V, равном 17 %, и обеспеченности- 90%.
Методы и приборы неразрушающего контроля
Для определения прочности бетона на сжатие данные показаний необходимо преобразовывать с помощью предварительно установленных градуировочных зависимостей между прочностью бетона и косвенной характеристикой прочности (в виде графика, таблицы или формулы), по методикам, указанным в ГОСТ 22690-88 и по прилагаемым графикам градуировочных зависимостей к приборам, установленным на заводе-изготовителей прибора.
Испытание прочности приборами неразрушающего контроля выполняют, непосредственно, в местах расположения конструкций, однако, также можно выполнять испытание бетона проб из конструкций. Испытание бетона в пробах рекомендуется для определения его прочности в труднодоступных зонах конструкций и в конструкциях, находящихся при отрицательной температуре. Пробу вмоноличивают в раствор, прочность которого на день испытания должна быть не менее половины прочности бетона пробы (для предотвращения разрушения пробы при испытании). Вмоноличивание проб в раствор удобно производить с использованием стандартных форм, для изготовления бетонных контрольных образцов по ГОСТ 10180-90. Расположение проб после распалубки представлено на рис.1.
Рис.1. 1 - проба бетона; 2 - наиболее удобная для испытания сторона пробы 3 - раствор, в котором закреплена проба
Обычно приборы поставляются с графиками градуировочной зависимости или с базовыми настройками для тяжелого бетона средних марок. Для обследования конструкций допускается применять методы упругого отскока, ударного импульса или пластической деформации, используя градуировочную зависимость, установленную для бетона, отличающегося от испытываемого (по составу, возрасту, условиям твердения, влажности), с уточнением ее в соответствии с методикой, приведенной в приложении 9 (ГОСТ 22690-88). Для ультразвуковых приборов требуется градуировка и корректировка согласно ГОСТ 17624, ГОСТ 24332 и методических рекомендаций МДС 62-2.01 ГУП «НИИЖБ» по контролю прочности бетона монолитных конструкций ультразвуковым методом поверхностного прозвучивания.
Согласно ГОСТ 22690-88 п. 4.4. для методов неразрушающего контроля число испытаний на одном участке, расстояние между местами испытаний на участке и от края конструкции, толщина конструкции на участке испытания должны быть не меньше значений, приведенных в табл. 3.
Наименование метода
Число испытаний на участке
Расстояние между местами испытаний, мм
Расстояние от края конструкции до места испытаний, мм
Толщина конструкции
Упругий отскок
5
30
50
100
Ударный импульс
10
15
50
50
Пластическая деформация
5
30
50
70
Скалывание ребра
2
200
-
170
Отрыв
1
2 диаметра диска
50
50
Отрыв со скалыванием
1
5 глубин вырыва
150
Удвоенная глубина установки анкера
Метод упругого отскока
При испытании методом упругого отскока, расстояние, от мест проведения испытания до арматуры, должно быть, не менее 50 мм.
Испытание проводят в следующей последовательности:
- прибор располагают так, чтобы усилие прикладывалось, перпендикулярно к испытываемой поверхности, в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
- положение прибора, при испытании конструкции относительно горизонтали, рекомендуется принимать таким же, как при испытании образцов для установления градуировочной зависимости; при другом положении, необходимо вносить поправку на показания в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
- фиксируют значение косвенной характеристики, в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;
- вычисляют среднее значение косвенной характеристики на участке конструкции.
Определение прочности бетона прибором "Склерометр – ОМШ1"
Склерометр предназначен для определения прочности бетона и раствора методом упругого отскока по ГОСТ 22690-88. Пределы измерений для данного метода- от 5, до 50 МПа (для марок бетона от М50 до М500)
Прибор представляет собой цилиндрический корпус со шкалой, в котором размещены ударный механизм с пружинами и стрелка – индикатор. Испытания проводят путем нажатия приставленного к бетону склерометра и после удара бойка и величине его отскока, зафиксированного стрелкой-индикатором по графику, определяют прочность бетона(раствора). Продолжительность одного испытания- 20 сек.
К склерометру прилагается график, определяющий зависимость между твердостью при ударе и прочностью бетона. График, построен путем выполнения большой серии испытаний на кубиках, причем каждый кубик раздавливался в прессе непосредственно, после испытания склерометром (до ± 32%).
Отрыв со скалыванием
При испытании, методом отрыва, участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия, предварительно напряженной арматуры.
Испытания проводят в следующей последовательности:
- если анкерное устройство не было установлено до бетонирования, то в бетоне сверлят или пробивают шпур, размер которого выбирают в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора в зависимости от типа анкерного устройства;
- в шпуре закрепляют анкерное устройство на глубину, предусмотренную инструкцией по эксплуатации прибора, в зависимости от типа анкерного устройства;
- прибор соединяют с анкерным устройством;
- нагрузку увеличивают, со скоростью 1,5 - 3,0 кН/с;
- фиксируют показание силоизмерителя прибора и глубину вырыва с точностью не менее 1 мм.
Если наибольший и наименьший размеры вырванной части бетона от анкерного устройства до границ разрушения по поверхности конструкции отличаются более чем в два раза, а также если глубина вырыва отличается от глубины заделки анкерных устройств более чем на 5 %, то результаты испытаний допускается учитывать только для ориентировочной оценки прочности бетона.
Еслис прибором применяются анкерные устройства в соответствии с приложением 2 ГОСТ 22690-88, то допускается использовать следующую градуировочную зависимость:
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ГРАДУИРОВОЧНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ДЛЯ МЕТОДА ОТРЫВА СО СКАЛЫВАНИЕМ
При использовании анкерных устройств, приведенных в приложении 2, прочность бетона R, МПа можно вычислять по градуировочной зависимости по формуле
где m1 - коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя в зоне вырыва и принимаемый равным 1 при крупности менее 50 мм и 1,1 при крупности 50 мм и более;
m2 - коэффициент пропорциональности для перехода от усилия вырыва, кН, к прочности бетона, МПа;
Р - усилие вырыва анкерного устройства, кН.
При испытании тяжелого бетона прочностью 10 МПа и более и керамзитобетона прочностью от 5 до 40 МПа значения коэффициента пропорциональности m2 принимают по табл. 9.
Условие твердения бетона
Тип анкерного устройства
Предполагаемая прочность бетона, МПа
Глубина заделки анкерного устройства, мм
Значение коэффициента m2 для бетона
тяжелого
легкого
Естественное
I
? 50
48
1,1
1,2
> 50
35
2,4
-
II
? 50
48
0,9
1,0
> 50
30
2,5
-
III
? 50
35
1,5
-
Тепловая обработка
I
? 50
48
1,3
1,2
> 50
35
2,6
-
II
? 50
48
1,1
1,0
> 50
30
2,7
-
III
? 50
35
1,8
-
Прибор для определения прочности бетона «ПИБ»
На испытываемой конструкции выбирают ровный участок размером 0,2x0,2 м и выполняют пробивку отверстия, глубиной 55x10-3 м перпендикулярно испытываемой поверхности. Допускается отклонение оси отверстия от нормали испытываемой поверхности до 1 градуса. Пробивку отверстия выполняют шлямбуром с оправкой или механизированным (электромеханическим) инструментом, обеспечивающим выполнение заданных требований.
В подготовленное отверстие устанавливается анкерное устройство, состоящее из конуса и 3-х сегментов, и накручивают гайку-тягу с усилием, предотвращающим проскальзывание анкерного устройства при испытании.
Опору прибора закручивают до упора в рабочий цилиндр. Винт поршневого насоса выкручивают в крайнее верхнее положение. Присоединяют прибор к гайке-тяге и выкручивают опору 4 до упора в поверхность испытываемого материала.
После проведения подготовительных операций производят вырыв анкерного устройства (тип 1 или 2). Вращают ручку поршневого насоса со скоростью, обеспечивающей приложение нагрузки равной 1,5 . ЗкН/с.
В момент разрушения испытываемого материала визуально устанавливают максимальное давление по манометру. Снятие показаний по манометру следует выполнять с точностью до 2,5 кгс/см2.
При проведении испытаний необходимо следить за тем, чтобы не происходило проскальзывания анкерного устройства. Результаты испытаний не учитываются, если произошло проскальзывание анкерного устройства более 5x10-3 м. Повторное испытание данного отверстия не допускается из-за возможности получения заниженных результатов. После вырыва анкерного устройства необходимо уточнить глубину разрушения бетона, используя для ее определения две линейки, одну из которых устанавливают ребром на поверхность бетона в зоне испытаний, другой - замеряют глубину.
Ультразвуковой метод
Ультразвуковой метод основан на связи между скоростью распространения ультразвуковых колебаний в бетоне и его прочностью. Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям "скорость распространения ультразвука - прочность бетона" или "время распространения ультразвука - прочность бетона" в зависимости от способа прозвучивания.
Ультразвуковые измерения в бетоне проводят способами сквозного или поверхностного прозвучивания. Сборные линейные конструкции (балки, ригели, колонны и др.) испытывают, как правило, способом сквозного прозвучивания в поперечном направлении. Изделия, конструктивные особенности которых затрудняют осуществление сквозного прозвучивания, а также плоские конструкции (плоские, ребристые и многопустотные панели перекрытия, стеновые панели и т. д.) испытывают способом поверхностного прозвучивания. При этом база прозвучивания при измерениях на конструкциях должна быть такой же, как на образцах при установлении градуировочной зависимости.
Между бетоном и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт, для чего применяют вязкие контактные материалы (солидол по ГОСТ 4366, технический вазелин по ГОСТ 5774 и др.).
Градуировочную зависимость "скорость - прочность" устанавливают при испытании конструкций способом сквозного прозвучивания. Градуировочную зависимость "время - прочность" устанавливают при испытании конструкций способом поверхностного прозвучивания.
Допускается при испытании конструкций способом поверхностного прозвучивания использовать градуировочную зависимость "скорость - прочность" с учетом коэффициента перехода, определяемого в соответствии с приложением 3.
Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном уплотнению бетона. Расстояние от края конструкции до места установки ультразвуковых преобразователей должно быть не менее 30 мм. Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном направлению рабочей арматуры. Концентрация арматуры вдоль выбранной линии прозвучивания не должна превышать 5 %. Допускается прозвучивание вдоль линии, расположенной параллельно рабочей арматуре, если расстояние от этой линии до арматуры составляет не менее 0,6 длины базы.
Пульсар 1.2.
Рис. 2. Внешний вид прибора
Пульсар-1.2: 1 - вход приемника;
2 - выход излучателя
Прибор состоит из электронного блока (см. рис. 3.2) и ультразвуковых преобразователей - раздельных или объединенных в датчик поверхностного прозвучивания. На лицевой панели электронного блока расположены: 12-ти клавишная клавиатура и графический дисплей. В верхней торцевой части корпуса установлены разъёмы для подключения датчика поверхностного прозвучивания или отдельных УЗ преобразователей для сквозного прозвучивания. На правой торцевой части прибора расположен разъем USB интерфейса. Доступ к аккумуляторам осуществляется через крышку батарейного отсека на нижней стенке корпуса.
Работа прибора основана на измерении времени прохождения ультразвукового импульса в материале изделия от излучателя к приемнику. Скорость ультразвука вычисляется делением расстояния между излучателем и приемником на измеренное время. Для повышения достоверности в каждом измерительном цикле автоматически выполняется 6 измерений и результат формируется путем их статистической обработки с отбраковкой выбросов. Оператор выполняет серию измерений (от 1 до 10 измерений по его выбору), которая также подвергается математической обработке с определением среднего значения, коэффициента вариации, коэффициента неоднородности и с отбраковкой выбросов.
Скорость распространения ультразвуковой волны в материале зависит от его плотности и упругости, от наличия дефектов (трещин и пустот), определяющих прочность и качество. Следовательно, прозвучивая элементы изделий, конструкций и сооружений можно получать информацию о:
- прочности и однородности;
- модуле упругости и плотности;
- наличии дефектов и их локализации.
- форме А-сигнала
Возможны варианты прозвучивания со смазкой и сухим контактом (протекторы, конусные насадки), см. рис. 3.1.
Рис. 3. Варианты прозвучивания
Прибор осуществляет запись и визуализацию принимаемых УЗК, имеет встроенные цифровые и аналоговые фильтры, улучшающие соотношение «сигнал-помеха». Режим осциллографа позволяет просматривать сигналы на дисплее (в задаваемом масштабах времени и усиления), вручную устанавливать курсор в положение контрольной метки первого вступления. Пользователь имеет возможность вручную изменять усиление измерительного тракта и смещать ось времени для просмотра и анализа сигналов первого вступления и огибающей.
Оформление результатов для методов определения прочности неразрушающего контроля
Результаты испытаний прочности бетона заносят в журнал, в котором должно быть указано:
- наименование конструкции, номер партии;
- вид контролируемой прочности и ее требуемое значение;
- вид бетона;
- наименование неразрушающего метода, тип прибора и его заводской номер;
- среднее значение косвенной характеристики прочности и соответствующее значение прочности бетона;
- сведения об использовании поправочных коэффициентов;
- результаты оценки прочности бетона;
- фамилия и подпись лица, проводившего испытание, дата испытания.
Прочность бетона в железобетонных конструкциях
Министерство регионального развития и строительства
5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения европейского стандарта ЕН 206-1:2000* "Бетон - Часть 1. Общие технические требования, эксплуатационные характеристики, производство и критерии соответствия" (EN 206-1:2000 "Concrete - Part 1: Specification, performance, production and conformity", NEQ) в части контроля и оценки прочности бетона
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2018 г.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на все виды бетонов, для которых нормируется прочность, и устанавливает правила контроля и оценки прочности бетонной смеси, готовой к применению (далее - БСГ), бетона монолитных, сборно-монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций при проведении производственного контроля прочности бетона.
Правила настоящего стандарта могут быть использованы при проведении обследований бетонных и железобетонных конструкций, а также при экспертной оценке качества бетонных и железобетонных конструкций.
Выполнение требований настоящего стандарта гарантирует обеспечение принятых при проектировании расчетных и нормативных сопротивлений бетона конструкций.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте приведены ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 13015-2003 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения
ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля
ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава
ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения и обозначения
3.1 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 нормируемая прочность бетона: Прочность бетона в проектном возрасте или ее доля в промежуточном возрасте, установленная в нормативном или техническом документе, по которому изготавливают БСГ или конструкцию.
Примечание - В зависимости от вида прочности в проектном возрасте устанавливают следующие классы бетона по прочности:
- класс бетона по прочности на сжатие;
- класс бетона по прочности на осевое растяжение;
- класс бетона по прочности на растяжение при изгибе.
3.1.2 требуемая прочность бетона: Минимально допустимое среднее значение прочности бетона в контролируемых партиях БСГ или конструкций, соответствующее нормируемой прочности бетона при ее фактической однородности.
3.1.3 фактический класс бетона по прочности: Значение класса бетона по прочности монолитных конструкций, рассчитанное по результатам определения фактической прочности бетона и ее однородности в контролируемой партии.
3.1.4 фактическая прочность бетона: Среднее значение прочности бетона в партиях БСГ или конструкций, рассчитанное по результатам ее определения в контролируемой партии.
3.1.5 проба бетонной смеси: Объем БСГ одного номинального состава, из которого одновременно изготавливают одну или несколько серий контрольных образцов.
3.1.6 серия контрольных образцов: Несколько образцов, изготовленных из одной пробы БСГ или отобранных из одной конструкции, твердеющих в одинаковых условиях и испытанных в одном возрасте для определения фактической прочности одного вида.
3.1.7 партия бетонной смеси: Объем БСГ одного номинального состава, изготовленный или уложенный за определенное время.
3.1.8 партия монолитных конструкций: Часть монолитной конструкции, одна или несколько монолитных конструкций, изготовленных за определенное время.
3.1.9 партия сборных конструкций: Конструкции одного типа, последовательно изготовленные по одной технологии в течение не более одних суток из материалов одного вида.
3.1.10 контролируемый участок конструкции: Часть конструкции, на которой проводят определение единичного значения прочности бетона неразрушающими методами.
3.1.11 зона конструкции: Часть контролируемой конструкции, прочность бетона которой отличается от средней прочности этой конструкции более чем на 15%.
3.1.12 анализируемый период: Период времени, за который вычисляют среднее значение коэффициента вариации прочности бетона для партий БСГ или конструкций, изготовленных за этот период.
3.1.13 текущий коэффициент вариации прочности бетона: Коэффициент вариации прочности бетона в контролируемой партии БСГ или конструкций.
3.1.14 средний коэффициент вариации прочности бетона: Среднее значение коэффициента вариации прочности бетона за анализируемый период при контроле по схемам А и В.
3.1.15 скользящий коэффициент вариации прочности бетона: Коэффициент вариации прочности бетона, рассчитываемый как средний для текущей партии и предыдущих проконтролированных партий БСГ или конструкций при контроле по схеме Б.
3.1.16 контролируемый период: Период времени, в течение которого требуемая прочность бетона принимается постоянной в соответствии с коэффициентом вариации за предыдущий анализируемый период.
3.1.17 текущий контроль: Контроль прочности бетона партии БСГ или конструкций, при котором значения фактической прочности и однородности бетона по прочности (текущего коэффициента вариации) рассчитывают по результатам контроля этой партии.
3.1.18 разрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным из бетонной смеси по ГОСТ 10180 или отобранным из конструкций по ГОСТ 28570.
3.1.19 прямые неразрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по "отрыву со скалыванием" и "скалыванию ребра" по ГОСТ 22690.
3.1.20 косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетона, определенной одним из разрушающих или прямых неразрушающих методов, и косвенными характеристиками прочности, определяемыми по ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624.
3.1.21 захватка: Объем бетона монолитной конструкции или ее части, уложенный при непрерывном бетонировании одной или нескольких партий БСГ за определенное время.
3.1.22 единичное значение прочности: Значение фактической прочности бетона нормируемого вида, учитываемое при расчете характеристик однородности бетона:
- для БСГ - среднее значение прочности бетона пробы бетонной смеси;
- для сборных конструкций - среднее значение прочности бетона пробы бетонной смеси или среднее значение прочности бетона участка конструкции, или среднее значение прочности бетона одной конструкции;
- для монолитных конструкций - среднее значение прочности бетона участка конструкции или бетона одной конструкции.
3.2 Обозначения
- проектный класс прочности бетона, МПа;
- фактический класс прочности бетона, МПа;
, , - единичное, минимальное и максимальное значения прочности бетона в партии, МПа;
Прочность бетона в железобетонных конструкциях
СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
CONCRETE AND REINFORCED CONCRETE STRUCTURES
____________________________________________________________________
Текст Сравнения СНиП 52-01-2003 с СП 63.13330.2012 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________
Дата введения 2004-03-01
1 РАЗРАБОТАНЫ Государственным унитарным предприятием - Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона "ГУП НИИЖБ" Госстроя России
ВНЕСЕНЫ Управлением технормирования Госстроя России
ВВЕДЕНИЕ
Настоящий нормативный документ (СНиП) содержит основные положения, определяющие общие требования к бетонным и железобетонным конструкциям, включая требования к бетону, арматуре, расчетам, конструированию, изготовлению, возведению и эксплуатации конструкций.
Детальные указания по расчетам, конструированию, изготовлению и эксплуатации содержат соответствующие нормативные документы (СНиП, своды правил), разрабатываемые для отдельных видов железобетонных конструкций в развитие данного СНиП (приложение В).
До издания соответствующих сводов правил и других развивающих СНиП документов допускается для расчета и конструирования бетонных и железобетонных конструкций использовать действующие в настоящее время нормативные и рекомендательные документы.
В разработке настоящего документа принимали участие: А.И.Звездов, д-р техн. наук - руководитель темы; д-ра техн. наук: А.С.Залесов, Т.А.Мухамедиев, Е.А.Чистяков - ответственные исполнители.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящие нормы и правила распространяются на все типы бетонных и железобетонных конструкций, применяемых в промышленном, гражданском, транспортном, гидротехническом и других областях строительства, изготавливаемых из всех видов бетона и арматуры и подвергаемых любым видам воздействий.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящих нормах и правилах использованы ссылки на нормативные документы, приведенные в приложении А.
3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящих нормах и правилах использованы термины и определения в соответствии с приложением Б.
4 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К БЕТОННЫМ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМ КОНСТРУКЦИЯМ
4.1 Бетонные и железобетонные конструкции всех типов должны удовлетворять требованиям:
- по эксплуатационной пригодности;
- по долговечности, а также дополнительным требованиям, указанным в задании на проектирование.
4.2 Для удовлетворения требованиям по безопасности конструкции должны иметь такие начальные характеристики, чтобы с надлежащей степенью надежности при различных расчетных воздействиях в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений были исключены разрушения любого характера или нарушения эксплуатационной пригодности, связанные с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу и окружающей среде.
4.3 Для удовлетворения требованиям по эксплуатационной пригодности конструкция должна иметь такие начальные характеристики, чтобы с надлежащей степенью надежности при различных расчетных воздействиях не происходило образование или чрезмерное раскрытие трещин, а также не возникали чрезмерные перемещения, колебания и другие повреждения, затрудняющие нормальную эксплуатацию (нарушение требований к внешнему виду конструкции, технологических требований по нормальной работе оборудования, механизмов, конструктивных требований по совместной работе элементов и других требований, установленных при проектировании).
В необходимых случаях конструкции должны иметь характеристики, обеспечивающие требования по теплоизоляции, звукоизоляции, биологической защите и др.
Требования по отсутствию трещин предъявляют к железобетонным конструкциям, у которых при полностью растянутом сечении должна быть обеспечена непроницаемость (находящихся под давлением жидкости или газов, испытывающих воздействие радиации и т.п.), к уникальным конструкциям, к которым предъявляют повышенные требования по долговечности, а также к конструкциям, эксплуатируемым при воздействии сильноагрессивной среды.
В остальных железобетонных конструкциях образование трещин допускается и к ним предъявляют требования по ограничению ширины раскрытия трещин.
4.4 Для удовлетворения требованиям долговечности конструкция должна иметь такие начальные характеристики, чтобы в течение установленного длительного времени она удовлетворяла бы требованиям по безопасности и эксплуатационной пригодности с учетом влияния на геометрические характеристики конструкций и механические характеристики материалов различных расчетных воздействий (длительное действие нагрузки, неблагоприятные климатические, технологические, температурные и влажностные воздействия, попеременное замораживание и оттаивание, агрессивные воздействия и др.).
4.5 Безопасность, эксплуатационную пригодность, долговечность бетонных и железобетонных конструкций и другие устанавливаемые заданием на проектирование требования должны быть обеспечены выполнением:
- требований к бетону и его составляющим;
- требований к арматуре;
- требований к расчетам конструкций;
- требований по эксплуатации.
Требования по нагрузкам и воздействиям, по пределу огнестойкости, по непроницаемости, по морозостойкости, по предельным показателям деформаций (прогибам, перемещениям, амплитуде колебаний), по расчетным значениям температуры наружного воздуха и относительной влажности окружающей среды, по защите строительных конструкций от воздействия агрессивных сред и др. устанавливаются соответствующими нормативными документами (СНиП 2.01.07, СНиП 2.06.04, СНиП II-7, СНиП 2.03.11, СНиП 21-01, СНиП 2.02.01, СНиП 2.05.03, СНиП 33-01, СНиП 2.06.06, СНиП 23-01, СНиП 32-04).
4.6 При проектировании бетонных и железобетонных конструкций надежность конструкций устанавливают согласно ГОСТ 27751 полувероятностным методом расчета путем использования расчетных значений нагрузок и воздействий, расчетных характеристик бетона и арматуры (или конструкционной стали), определяемых с помощью соответствующих частных коэффициентов надежности по нормативным значениям этих характеристик, с учетом уровня ответственности зданий и сооружений.
Нормативные значения нагрузок и воздействий, значения коэффициентов надежности по нагрузке, а также коэффициентов надежности по назначению конструкций устанавливают соответствующими нормативными документами для строительных конструкций.
Расчетные значения нагрузок и воздействий принимают в зависимости от вида расчетного предельного состояния и расчетной ситуации.
Уровень надежности расчетных значений характеристик материалов устанавливают в зависимости от расчетной ситуации и от опасности достижения соответствующего предельного состояния и регулируют значением коэффициентов надежности по бетону и арматуре (или конструкционной стали).
Расчет бетонных и железобетонных конструкций можно производить по заданному значению надежности на основе полного вероятностного расчета при наличии достаточных данных об изменчивости основных факторов, входящих в расчетные зависимости.
5 ТРЕБОВАНИЯ К БЕТОНУ И АРМАТУРЕ
5.1 Требования к бетону
5.1.1 При проектировании бетонных и железобетонных сооружений в соответствии с требованиями, предъявляемыми к конкретным конструкциям, должны быть установлены вид бетона, его нормируемые и контролируемые показатели качества (ГОСТ 25192, ГОСТ 4.212).
5.1.2 Для бетонных и железобетонных конструкций следует применять виды бетона, отвечающие функциональному назначению конструкций и требованиям, предъявляемым к ним, согласно действующим стандартам (ГОСТ 25192, ГОСТ 26633, ГОСТ 25820, ГОСТ 25485, ГОСТ 20910, ГОСТ 25214, ГОСТ 25246, ГОСТ Р 51263).
5.1.3 Основными нормируемыми и контролируемыми показателями качества бетона являются:
- класс по прочности на сжатие ;
- класс по прочности на осевое растяжение ;
- марка по морозостойкости ;
- марка по водонепроницаемости ;
- марка по средней плотности .
Класс бетона по прочности на сжатие соответствует значению кубиковой прочности бетона на сжатие в МПа с обеспеченностью 0,95 (нормативная кубиковая прочность) и принимается в пределах от 0,5 до 120.
Класс бетона по прочности на осевое растяжение соответствует значению прочности бетона на осевое растяжение в МПа с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность бетона) и принимается в пределах от 0,4 до 6.
Допускается принимать иное значение обеспеченности прочности бетона на сжатие и осевое растяжение в соответствии с требованиями нормативных документов для отдельных специальных видов сооружений (например, для массивных гидротехнических сооружений).
Марка бетона по морозостойкости соответствует минимальному числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, выдерживаемых образцом при стандартном испытании, и принимается в пределах от 15 до 1000.
Марка бетона по водонепроницаемости соответствует максимальному значению давления воды (МПа·10), выдерживаемому бетонным образцом при испытании, и принимается в пределах от 2 до 20.
Марка по средней плотности соответствует среднему значению объемной массы бетона в кг/м и принимается в пределах от 200 до 5000.
Для напрягающих бетонов устанавливают марку по самонапряжению.
При необходимости устанавливают дополнительные показатели качества бетона, связанные с теплопроводностью, температуростойкостью, огнестойкостью, коррозионной стойкостью (как самого бетона, так и находящейся в нем арматуры), биологической защитой и с другими требованиями, предъявляемыми к конструкции (СНиП 23-02, СНиП 2.03.11).
Показатели качества бетона должны быть обеспечены соответствующим проектированием состава бетонной смеси (на основе характеристик материалов для бетона и требований к бетону), технологией приготовления бетона и производства работ. Показатели бетона контролируют в процессе производства и непосредственно в конструкции.
Необходимые показатели бетона следует устанавливать при проектировании бетонных и железобетонных конструкций в соответствии с расчетом и условиями эксплуатации с учетом различных воздействий окружающей среды и защитных свойств бетона по отношению к принятому виду арматуры.
Классы и марки бетона следует назначать в соответствии с их параметрическими рядами, установленными нормативными документами.
Класс бетона по прочности на сжатие назначают во всех случаях.
Класс бетона по прочности на осевое растяжение назначают в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение и ее контролируют на производстве.
Марку бетона по морозостойкости назначают для конструкций, подвергающихся действию попеременного замораживания и оттаивания.
Марку бетона по водонепроницаемости назначают для конструкций, к которым предъявляют требования по ограничению водопроницаемости.
Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и по прочности на осевое растяжение (проектный возраст), назначают при проектировании исходя из возможных реальных сроков загружения конструкций проектными нагрузками с учетом способа возведения и условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в проектном возрасте 28 суток.
Прочность бетона (понятие и определение по действующим нормам)
Согласно СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52-01-2003 существуют следующие виды показателей прочности бетона:
- Класс бетона по прочности на сжатие
- Класс бетона по прочности на осевое растяжение
Класс бетона по прочности на сжатие является основной характеристикой бетона и должен указываться в проектах во всех случаях [Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. 1990 г.].
Разница между классом и маркой бетона состоит в обеспеченности принятого сопротивления: для марки эта обеспеченность составляет 0,5 [Голышев А.Б. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие. 1990 г.].
Допускается принимать иное значение обеспеченности прочности бетона на сжатие и осевое растяжение в соответствии с нормативными документами для отдельных специальных видов сооружений.
Фактический класс бетона по прочности -значение класса бетона по прочности монолитных конструкций, рассчитанное по результатам определения фактической прочности бетона и ее однородности в контролируемой партии [п.3.1.3 ГОСТ 18105].
Определение прочности бетона
Согласно п.5.5.5 СП 70.13330.2012 контроль прочности бетона монолитных конструкций в промежуточном и проектном возрасте следует проводить статистическими методами по ГОСТ 18105, ГОСТ 31914, применяя неразрушающие методы определения прочности бетона по ГОСТ 17624 и ГОСТ 22690 или разрушающий метод по ГОСТ 28570 при сплошном контроле прочности (каждой конструкции).
Примечание — Применение нестатистических методов контроля, а также методов определения прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным у места бетонирования конструкций, допускается только в исключительных случаях, предусмотренных в ГОСТ 18105 и ГОСТ 31914.
Бетон для фундамента. Минимальный класс и марка по СП (СНиП)
- Класс бетона по прочности на сжатие В назначают для всех видов бетонов и конструкций.
- Марку бетона по морозостойкости F назначают для бетона конструкций, подвергающихся воздействию переменного замораживания и оттаивания, и устанавливают по первому базовому методу и по второму базовому методу в соответствии с действующими стандартами.
- Марку бетона по водонепроницаемости W назначают для конструкций, к которым предъявляют требования по ограничению водопроницаемости.
Класс бетона по прочности на сжатие
В соответствии с п.6.1.6 СП 63.13330.2018 для железобетонных конструкций следует применять класс бетона по прочности на сжатие не ниже В15.
Примечание: класс бетона по прочности на сжатие В15, соответствует марке М200.
Марка бетона по морозостойкости
В соответствии с п.6.1.8 СП 63.13330.2018 марку бетона по морозостойкости следует назначать в зависимости от условий работы конструкций в среде знакопеременных температур в соответствии с СП 28.13330.
Условия работы конструкций
Марка бетона по морозостойкости 1), не ниже
Расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С
2 Одноразовое, в течение года, воздействие температуры, °С, в водонасыщенном состоянии (например, конструкции, находящиеся в грунте или под водой)
Ниже -20 до -40 включ.
F1 150
Ниже -5 до -20 включ.
Например для городов: Москва -25 о С; Санкт-Петербург -24 о С; Нижний Новгород -30 о С; Краснодар -14 о С; Архангельск -33 о С; Астрахань -21 о С; Пермь -35 о С; Иркутск -33 о С; Сочи -2 о С.
Марка бетона по водонепроницаемости
Согласно п.6.1.9 марку бетона по водонепроницаемости следует назначать в зависимости от условий эксплуатации и уровня воздействия агрессивных сред на бетон конструкций в соответствии с СП 28.13330.
Требования к марке по водонепроницаемости приведены в таблице Ж.4 СП 28.13330.2017.
Читайте также: