Учет характера разрушения бетона

Обновлено: 04.05.2024

Основные физико-механические свойства бетона и арматуры

Физико-механические свойства бетона зависят от его состава, технологии изготовления конструкций и вида их напряженного со­стояния. Следует учитывать и тот факт, что с увеличением загрязне­ний и крупного заполнителя прочность бетона ухудшается. При постоянном водоцементном соотношении механические свойства цементного бетона практически не зависят от соотношения между количеством вяжущего и заполнителя.

Характерной особенностью для всех видов бетона является не­однородность структуры. Повышение структурной однородности бетона существенно влияет на улучшение его физико-механичес­ких свойств, что способствует значительному росту прочности бе­тона. Так как неоднородность и дефектность структуры бетона но­сят случайный характер, то механические свойства бетона целесо­образно оценивать с точки зрения статистической механики твердого тела, т. е. с учетом вероятностного описания его напряженно-дефор­мированного состояния.

Вследствие усадки цементного камня, в его соприкосновении с заполнителем возникают микротрещины сцепления ненагруженного бетона. Размеры этих трещин и их количество зависят от микро- и макроструктуры бетона. С увеличением сжимающей нагрузки силы сцепления ослабляются и происходит развитие микротрещин, не­смотря на процесс уплотнения бетонной массы. Наряду с этим про­исходит увеличение растягивающих напряжений в направлении, перпендикулярном плоскости приложения внешней силы. При крат­ковременном однократном сжатии или растяжении уровень напря­жений R_b1 при котором образуются трещины в цементном камне, называют нижней границей микроразрушения или пределом упру­гости бетона (рис. ниже). Эта величина характеризуется максимальным уплотнением сжатого бетона образца, что подтверждается из­менением относительной скорости ультразвука.

Диаграммы деформаций бетона при кратковременном однократном действии нагрузки

R_b1 — нижняя граница микроразрушения; R_b2 — верхняя граница микроразрушения; R_bm — среднее значение прочности бетона на сжатие; R_bt,m — то же, на растяжение; ε_b,el— упругая деформация бетона при сжатии; ε_b,pl — то же, пластическая; v— относительная скорость ультразвука

В тех местах, где цементный камень ослаблен порами и дефек­тами, возникают концентрации напряжений. Это обстоятельство способствует (при увеличении нагрузки) началу разрушения цемент­ного камня и снижению его сцепления с заполнителем. В результа­те происходит разуплотнение бетона. Уровень напряжений R_b2, при котором прекращается прирост объема образца, принимают за верх­нюю границу микроразрушения. При дальнейшем увеличении на­грузки происходит интенсивное трещинообразование в бетоне и его отрыв от образца в поперечном направлении.

Уровни R_b1 и R_b2 при осевом сжатии бетона могут быть опреде­лены по зависимостям О.Я. Берга:

Физические процессы уплотнения, разуплотнения, микро- и макроразрушения бетона обусловливают характер его деформиро­вания как при сжатии, так и при растяжении. Если статическая на­грузка возрастает мгновенно, то в бетоне развиваются упругие де­формации, которые прямо пропорциональны напряжениям, т. е. подчиняются закону Гука. При напряжениях σ_b относительные ве­личины деформаций составляют ε_b,el (рис. выше). При медленном увеличении нагрузки на образцы возникают пластические дефор­мации бетона ε_b,pl, которые в теории железобетона называют дефор­мациями быстронатекающей ползучести. При замедленном (дли­тельном) увеличении нагрузки показатель прочности бетона может снизиться на 10% в сравнении с кратковременным (мгновенным) возрастанием нагрузки.

К основным физико-механическим свойствам бетона относят­ся прочность и деформативность, определяемые его структурой.

Прочность бетона. Бетон имеет капиллярно-пористую неодно­родную структуру, образованную зернами заполнителя (песок, ще­бень или гравий), скрепленными цементным камнем в монолитный твердый материал. По данным исследований, поры и капилляры занимают около трети объема цементного камня. В таком неоднородном материале внешняя нагрузка создает сложное напряженное состояние.

В сжатом бетонном образце напряжения концентрируются на более твердых частицах и около пор и пустот. При этом растягива­ющие напряжения действуют по площадкам, параллельным направ­лению силы (рис. ниже). Так как в бетоне много хаотически распо­ложенных пор и пустот, то растягивающие напряжения накладыва­ются друг на друга.

Поскольку сопротивление бетона растяжению значительно мень­ше, чем сжатию, то разрушение сжимаемого образца происходит в результате разрыва бетона в поперечном направлении (рис. ниже). Отсутствие закономерности в расположении твердых частиц и пор приводит к существенному разбросу показателей прочности при испытании образцов из одного и того же бетона.

К бетону неприменимы классические теории прочности, так как они справедливы для материалов с идеальными свойствами. Поэтому данные о его прочности и деформативности основываются на большом числе экспериментов.

Схема напряженного состояния и разрушения сжатого бетонного образца

Прочность бетона зависит от многих факторов, основными из которых являются: время и условия твердения, вид напряженного состояния, форма и размеры образцов, длительность нагружения.

Опытами установлено, что прочность бетона нарастает в тече­ние длительного времени, но наиболее интенсивный ее рост проис­ходит в начальный период твердения (28 суток при применении портландцемента, 90 суток при пуццолановом и шлаковом портланд­цементе). В дальнейшем нарастание прочности значительно замед­ляется, но при положительной температуре и влажной среде про­должается еще годами (рис. ниже).

Нарастание прочности бетона во времени при хранении во влажной (а) и сухой (б) средах

Из рисунка видно, что в бетоне, хранившемся во влажной сре­де, увеличение прочности продолжается и по истечении 10 лет. В бе­тоне же, хранившемся только 7 дней во влажной среде, а затем в сухой, нарастание прочности почти прекратилось примерно через год. Опыты над образцами, хранившимися во влажной среде в те­чение 20 лет, показали, что прочность их непрерывно растет.

На прочность бетона большое влияние оказывает скорость на­гружения образцов. При замедленном нагружении прочность бето­на оказывается меньше на 10-15%, чем при кратковременном. При быстром нагружении (0,2 с и менее) прочность бетона, наоборот, возрастает до 20%. Бетон имеет различную прочность при разных силовых воздействиях: сжатии, растяжении, изгибе, срезе. В связи с этим различают несколько характеристик прочности бетона.

Кубиковая прочность бетона при сжатии является основной механической характеристикой (эталон прочности) материала. При осевом сжатии кубы разрушаются вследствие разрыва бетона в по­перечном направлении. Однако силы трения, возникающие на опорных гранях, препятствуют поперечным деформациям куба вблизи торцов и создают эффект обоймы (рис. ниже). Если устра­нить влияние сил трения смазкой контактных поверхностей, то поперечные деформации проявляются свободно и куб раскалыва­ется по трещинам, параллельным направлению действия сжима­ющей силы (рис. ниже), а его прочность уменьшается примерно вдвое. По ГОСТу кубы испытывают без смазки контактных повер­хностей. Силы трения влияют на прочность кубов в зависимости от их размеров: чем меньше размер куба, тем больше его проч­ность. Так, если прочность куба с ребром 15 см равна R, то для куба с ребром 10 см она равна 1,12R, а с ребром 20 см

Кубиковая прочность бетона при сжатии необходима для произ­водственного контроля и при проектировании не применяется, так как реальные конструкции по форме отличаются от куба и при­ближаются к форме призм. Поэтому за основную характеристику прочности батона сжатых элементов принята призменная проч­ность — временное сопротивление осевому сжатию бетонных призм с квадратным основанием а и высотой h.

Характер разрушения бетонных кубов при сжатии

1 — силы трения; 2 — смазка

Опыты показали, что с увеличением h/a влияние сил трения на торцах уменьшается и прочность призм снижается. Разрушение наступает от поперечного растяжения и образования продольных трещин (см. рис. выше). При h/a > 4 прочность призм становится постоянной и равной R_b

(0,7-0,8)R. Призменную прочность ис­пользуют при расчете сжатых и изгибаемых элементов.

Прочность бетона при местном сжатии (смятии) учитыва­ют при передаче давления только на часть площади (опирание ба­лок, ферм, колонн и т. д.). Как показывают опыты, в этом случае загруженная часть площади обладает большей прочностью, чем R_b, так как в работе участвует также бетон, окружающий площад­ку смятия и создающий эффект обоймы. Прочность бетона на ме­стное сжатие

где A_log1 — площадь смятия; A_log2 — расчетная площадь, включаю­щая площадку смятия и дополнительный участок, как правило, сим­метричный по отношению к площади смятия.

Прочность бетона при растяжении зависит от прочности це­ментного камня, силы его сцепления с заполнителем и значительно меньше прочности при сжатии. При осевом растяжении прочность бетона R _bt = (0,1-0,05)R.

Причем с увеличением кубиковой прочности относительная прочность бетона при растяжении уменьшается. Опытным путем R_bt определяют испытаниями на разрыв восьмерок или на раскалы­вание образцов в виде цилиндров и кубов.

Прочность бетона при срезе и скалывании в железобетон­ных конструкциях встречается редко. Обычно срез сопровождается действием нормальных сил. Под чистым срезом понимается разде­ление элемента на две части по сечению, в плоскости которого дей­ствуют перерезывающие силы. Прочность бетона при срезе можно определять по эмпирической зависимости:

Значительно чаще бетон в железобетонных конструкциях рабо­тает на скалывание, например, в балках под действием поперечных сил. Скалывающие (касательные) напряжения при изгибе изменя­ются по высоте сечения по квадратной параболе. Сопротивление бетона скалыванию, по опытным данным, в 1,5-2 раза больше прочности при осевом растяжении.

Прочность бетона при длительных, быстрых и многократ­но повторяющихся нагружениях. При длительном действии ста­тической нагрузки бетон разрушается при меньших напряжениях, чем временное сопротивление кратковременной нагрузке. Это вы­звано развитием значительных неупругих деформаций и структур­ных изменений в бетоне. Предел длительного сопротивления бето­на при осевом сжатии, по опытным данным, составляет 0,9R_b. Если конструкция эксплуатируется в благоприятных для нарастания проч­ности бетона условиях (например, гидротехнические сооружения, эксплуатируемые во влажной среде), то уровень напряжений OtJRb постепенно уменьшается в связи с ростом R_h, и отрицательное вли­яние длительного загружения будет со временем проявляться мень­ше. При нагрузках малой продолжительности (порыв ветра, транс­портные средства, краны, удар и т. д.) бетон разрушается при боль­ших напряжениях (1,1-1,2)R_b.

Многократно повторяющиеся нагрузки снижают сопротивле­ние бетона сжатию под влиянием развития микротрещин. Предел выносливости бетона зависит от числа циклов нагрузки, характе­ристики цикла ρ_b = σ_min /σ_max и принимается не менее 0,5R_b.

Его используют при расчете на выносливость железобетонных конструкций, испытывающих динамические нагрузки (подкрановые балки, пролетные строения мостов и т. д.).

Деформации бетона под нагрузкой. В бетоне различают де­формации двух основных видов: силовые, развивающиеся под дей­ствием внешних сил, и температурно-влажностные.

Бетон является материалом с ярко выраженными упругопластич­ными свойствами. Уже при небольших напряжениях в нем кроме упругих (восстанавливающихся) деформаций развиваются пластичес­кие (остаточные) деформации, которые в основном зависят от харак­тера приложения и длительности действия нагрузки. Поэтому сило­вые деформации различают при однократном кратковременном, дли­тельном и многократно повторяющихся нагружениях.

При однократном действии кратковременной нагрузки дефор­мации бетона оценивают путем испытания бетонных призм на сжа­тие. Если призму загружать ступенями и замерять деформации на каждой ступени дважды (после приложения нагрузки и через неко­торое время после выдержки под нагрузкой), то диаграмма σ-ε бу­дет ступенчатой (рис. ниже). Деформации ε_pl, замеренные сразу после приложения нагрузки, —упругие и прямо пропорциональны напря­жениям, а деформации ε_pl, развивающиеся за время выдержки под нагрузкой, — пластические. Упругие деформации соответствуют мгновенной скорости загружения образца.

Пластические деформации с уменьшением скорости загруже­ния или увеличением времени выдержки образца под нагрузкой возрастают, а зависимость σ-ε становится более пологой. Таким образом, полная деформация бетона ε_b = ε_el + ε_pl. При большом ко­личестве ступеней загружения график σ-ε становится криволиней­ным (пунктир на рис. ниже). В общем случае диаграмма «напряже­ния— деформации» для бетона изображена на рис. ниже. Если в какой-то момент загружения, соответствующий напряжению σ_b, нагрузку с бетонного образца быстро снять, то кривая σ-ε будет обращена выпуклостью в противоположную сторону. В процессе разгружения восстанавливается часть неупругих деформаций (рис. ниже). После полной разгрузки в образце сохраняются оста­точные деформации, которые с течением времени частично восста­навливаются (деформации упругого последействия ε_ep).

Диаграмма σ-ε при испытании бетонных призм на сжатие

1 — упругие деформации; 2 — полные деформации

Общая диаграмма «напряжения-деформации» бетона

' 1 и 2 — соответственно области упругих и пластических деформаций

Связь между напряжениями и деформациями для бетона, как упругопластичного материала, характеризуется модулем деформа­ции и является переменной величиной, определяемой как тангенс угла наклона касательной к кривой σ-ε, т. е. E_b = tga = dσ/dε. Ис­пользование такого определения модуля деформаций сложно и затруднительно.

Поэтому для практических расчетов при небольших напряже­ниях σ_b < R_b, связь σ-ε принимается линейной (соответствует за­кону Гука) и называется начальным (или мгновенным) модулем уп­ругости E_b - tga = σ_b/ε_el. При σ_b > 0,3/R_b влияние пластических деформаций становится существенным и в расчетах используют средний модуль, или модуль упругопластичности, представляющий собой тангенс угла наклона секущей E_b,_Pl = tga = σ_b/ε_el.

где v = ε_l/ε_b — коэффициент, характеризующий упругопластичное со­стояние бетона при сжатии; он изменяется от 1 (при упругой работе) до 0,1 и зависит от величины напряжений и длительности нагрузки.

При осевом растяжении диаграмма σ-ε имеет тот же характер, что и при сжатий. Начальные модули упругости бетона при растяже­нии и сжатии отличаются незначительно и могут быть приняты оди­наковыми. Тогда модуль упругопластичности бетона при растяжении

где v_t —коэффициент, характеризующий упругопластическое состо­яние бетона при растяжении. При σ_bt - R_bt по опытным данным v_t = 0,5.

При длительном действии нагрузки неупругие деформации бе­тона с течением времени увеличиваются. Эти деформации интен­сивно нарастают в первые 3—4 месяца, затем их рост постепенно замедляется и прекращается через несколько лет.

Нарастание неупругих деформаций во времени при длитель­ном действии нагрузки или напряжений (температурных, влажно­стных и т. п.) называют ползучестью бетона. Деформации ползу­чести могут в 3-4 раза превышать упругие деформации. Дефор­мации ползучести бетона и скорость их нарастания во времени зависят от очень многих факторов. Так, с ростом напряжений пол­зучесть бетона увеличивается; загруженный в раннем возрасте бетон характеризуется большей ползучестью, чем старый бетон. Ползучесть бетона в сухой среде значительно больше, чем во влаж­ной. На ползучесть бетона также влияют технологические факто­ры: увеличение количества цемента и В/Ц, применение цементов низких марок повышают ползучесть; хорошо фракционированный заполнитель, тщательное уплотнение бетонной смеси уменьшают деформации ползучести.

Различают ползучесть линейную и нелинейную. Линейная пол­зучесть возможна при σ_b < 0,5R_b, когда увеличение деформаций примерно пропорционально увеличению напряжений (рис. ниже, кривая 1). При напряжениях σ_b > 0,5R_b в бетоне появляются микро­трещины, начинаются ускоренное нарастание неупругих деформа­ций и нелинейная ползучесть (рис. ниже, кривая 2). Так как граница между этими двумя видами ползучести (граница развития микро­трещин) выше напряжений при эксплуатационных нагрузках, наи­большее практическое значение имеет линейная ползучесть.

Деформации ползучести бетона

Для количественной оценки деформаций ползучести пользуются величинами: характеристика ползучести φ_t и мера ползучести С_(t);

где ε_pl(t) —деформация ползучести к моменту времени t; ε_el —упру­гая деформация в момент загружения (рис. ниже, t = 0); σ_b— дли­тельно действующие напряжения.

При многократно повторяющейся нагрузке происходит посте­пенное накопление неупругих деформаций. После определенного числа циклов загружения и разгрузки неупругие деформации вы­бираются, и бетон начинает работать упруго. Такой характер де­формирования наблюдается при напряжениях, не превышающих предела выносливости. При большем значении напряжений пос­ле некоторого числа циклов неупругие деформации начинают нео­граниченно расти и происходит разрушение образца, т. е. насту­пает усталость бетона.

Предельные деформации бетона. Предельными называют деформации бетона перед его разрушением. Различают предельную сжимаемость ε_bu и растяжимость ε_btu, которые зависят от прочнос­ти бетона, его состава и длительности приложения нагрузки.

С увеличением прочности бетона они уменьшаются, а с ростом длительности нагрузки увеличиваются. По данным опытов, предель­ная сжимаемость бетона ε_bu = (0,8—З)10 -3 . В расчетах принимают ε_bu = 2 · 10 -3 , а при длительном действии нагрузки ε_bul = 2,5 · 10 -3 .

Предельная растяжимость бетона в 10-20 раз меньше предель­ной сжимаемости и в среднем принимают ε_btu = 1,5 · 10 -3 . Величину ε_btu можно определять в зависимости от прочности бетона при растяжении с учетом модуля упругопластичности бетона (см. фор­мулу выше):

Предельная растяжимость бетона существенно влияет на сопро­тивление образованию трещин в растянутых зонах железобетонных конструкций.

Температурные и влажностные деформации бетона. Темпе­ратурные деформации бетона неизбежны в массивных гидротехни­ческих сооружениях при их бетонировании. Твердение бетона со­провождается выделением теплоты (экзотермический разогрев) и при последующем неравномерном остывании конструкции появля­ются значительные температурные деформации. Они возникают также в сооружениях, подверженных атмосферным воздействиям или изменениям технологических температур. Температурные де­формации при ограничении перемещений конструкций (статичес­ки неопределимые) или при неравномерном их распределении по объему (в массивных сооружениях) вызывают растягивающие на­пряжения, которые могут привести к появлению трещин. Для рас­чета температурных деформаций и напряжений пользуются коэф­фициентом линейного расширения бетона, величина которого, по опытным данным, при температуре от -50 до +50 °С в среднем со­ставляет 1-10 -5 1/град.

Влажностные деформации бетона вызваны его свойством: уменьшаться в объеме при твердении в воздушной среде (усадка) и увеличиваться в объеме при увлажнении (набухание). Усадку бето­на можно представить как сумму деформаций двух видов: собствен­но усадки и влажностной усадки.

Собственно усадка происходит в результате уменьшения истин­ного объема системы цемент — вода в процессе гидратации цемен­та и необратима. Влажностная усадка связана с испарением сво­бодной влаги в бетоне; она частично обратима: при твердении на воздухе происходит усадка бетона, а при достаточном притоке вла­ги — набухание. Деформации влажностной усадки бетона в 10-20 раз больше деформаций собственно усадки.

Усадка бетона происходит наиболее интенсивно в начальный период твердения и в течение первого года. В дальнейшем она по­степенно затухает. Величина и скорость усадки зависят от влажно­сти окружающей среды (чем меньше влажность, тем больше уса­дочные деформации и выше скорость их роста), вида цемента, со­става бетона, способов его укладки и т. д. Неравномерное высыхание бетона по объему в массивных гидротехнических сооружениях при­водит к неравномерной усадке. Открытые поверхностные слои бетона теряют влагу быстрее и усадка их больше, чем внутренних, более влажных зон. В результате такой неравномерности во внут­ренних слоях бетонного тела возникают сжимающие, а в наруж­ных — растягивающие напряжения, приводящие к образованию поверхностных трещин.

Величина усадки (набухания) зависит от многих факторов и колеблется в широких пределах. По опытным данным средние де­формации могут быть приняты равными: усадки — 2 · 10 -4 , набу­хания — 1 · 10 -4 . Уменьшение усадочных деформаций и напряже­ний в бетоне достигается как технологическими (уменьшение рас­хода цемента и отношения В/Ц, повышение плотности бетона, увлажнение открытых поверхностей и т. д.), так и конструктивными мерами, например, устройством усадочных швов, постановкой противоусадочной арматуры. Наиболее радикальным средством ус­транения усадки является применение безусадочных цементов.

В строительстве наибольшее применение получили обычные тяжелые бетоны плотностью 22-25 кН/м. Прочность бетона нарас­тает с течением времени. Наиболее быстрый ее рост происходит в начальный период твердения (28 суток для портландцемента, 90 су­ток для пуццоланового и шлакового портландцемента).

В зависимости от вида действующих нагрузок (сжатие, растя­жение, изгиб, срез) бетон имеет различную прочность.

Кубиковая прочность R — это временное сопротивление сжа­тию бетонных кубов размером 150x150x150 мм.

Так как реальные конструкции но форме отличаются от куба, то при расчетах используется призменная прочность R_b, представляю­щая собой временное сопротивление осевому сжатию бетонных призм с квадратным основанием а и высотой h.

При соотношении h/a > 4 призменная и кубиковая прочности связаны зависимостью

Прочность бетона при растяжении, связь призменной и кубико- вой прочности определяются эмпирической формулой

Прочность бетона на растяжение при изгибе R_btc вычисляется по обычной формуле изгиба, не учитывающей пластические деформации,

Среднее значение коэффициента изгиба

В действительности, для различных бетонов значение К_с колеб­лется в широких пределах. Прочность бетона при растяжении оп­ределяется по формуле

Учет характера разрушения бетона

БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Concrete and reinforced concrete structures. General provisions

Дата введения 2019-06-20

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - АО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в федеральных законах от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений", и содержит требования к расчету и проектированию бетонных и железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений.

Свод правил разработан авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева (руководитель работы - д-р техн. наук Т.А.Мухамедиев; д-ра техн. наук , А.И.Звездов, Е.А.Чистяков, канд. техн. наук С.А.Зенин) при участии РААСН (д-ра техн. наук В.М.Бондаренко, Н.И.Карпенко, В.И.Травуш) и ОАО "ЦНИИпромзданий" (д-ра техн. наук Э.Н.Кодыш, Н.Н.Трекин, инж. ).

Изменение N 1 разработано авторским коллективом ОАО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева (руководитель работы - д-р техн. наук Т.А.Мухамедиев; д-р техн. наук Е.А.Чистяков, канд. техн. наук С.А.Зенин, канд. техн. наук Р.Ш.Шарипов, О.В.Кудинов).

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил распространяется на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях Российской Федерации (при систематическом воздействии температур не выше 50°С и не ниже минус 70°С), в среде с неагрессивной степенью воздействия.

1.2 Свод правил устанавливает требования к проектированию бетонных и железобетонных конструкций, изготовляемых из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и напрягающего бетонов.

1.3 Требования настоящего свода правил не распространяются на проектирование сталежелезобетонных конструкций, фибробетонных конструкций, сборно-монолитных конструкций, бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, покрытий автомобильных дорог и аэродромов и других специальных сооружений, а также на конструкции, изготовляемые из бетонов средней плотностью менее 500 и более 2500 кг/м, бетонополимеров и полимербетонов, бетонов на известковых, шлаковых и смешанных вяжущих (кроме применения их в ячеистом бетоне), на гипсовом и специальных вяжущих, бетонов на специальных и органических заполнителях, бетона крупнопористой структуры. Проектирование перечисленных выше конструкций выполняют по соответствующим нормативным документам.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 24705-2004 Резьба метрическая. Основные размеры

ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 535-2005 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 6727-80 Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия

ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8731-74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования

ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент

ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости

ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости. Основные требования*

* Вероятно, ошибка оригинала. Наименование стандарта "Бетоны. Методы определения морозостойкости". - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытания

ГОСТ 10922-2012 Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций. Общие технические условия

ГОСТ 12730.0-78 Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости

ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Метод определения плотности

ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости

ГОСТ 13015-2012 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и растворов. Технические условия*

* Вероятно, ошибка оригинала. Наименование стандарта "Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия". - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов. Общие технические требования*

* Вероятно, ошибка оригинала. Наименование стандарта "Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия". - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 25781-83 Формы стальные для изготовления железобетонных изделий. Технические условия

ГОСТ 26633-2012 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27005-2014 Бетоны легкие и ячеистые. Правила контроля средней плотности

ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора составов

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ГОСТ 33530-2015 Инструмент монтажный для нормированной затяжки резьбовых соединений. Ключи моментные. Общие технические условия

ГОСТ 34329-2017 Опалубка. Общие технические условия

ГОСТ Р 52086-2003 Опалубка. Термины и определения

ГОСТ Р 58386-2019 Канаты защищенные в оболочке для предварительно напряженных конструкций. Технические условия

СП 2.13130.2012 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (с изменением N 1)

СП 14.13330.2014 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах" (с изменением N 1)

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменением N 1)

СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции" (с изменениями N 1, 3)

СП 130.13330.2018 "СНиП 3.09.01-85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий"

Учет характера разрушения бетона

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.

Читайте также:

  
• Кварцвиниловая плитка alpine floor grand sequoia замковое соединение eco 11 18 шварцвальд
  
• Как сделать шоколадную пасту из плитки шоколада
  
• Как развести костер в бревне
  
• Цоколь в фарах дастера
  
• Декоративная штукатурка виды фактур