Для прямоугольных, тавровых и двутавровых сечений напряжение допускается определять по формуле

, (4.13)

где - плечо внутренний пары сил, равное , а коэффициент определяется по графику на черт. 4.3.

Условные обозначения

при

при

Черт. 4.3. График коэффициента для

определения плеча внутренней пары сил при

расчете по раскрытию трещин изгибаемых элементов

4.12. Значение базового расстояния между трещинами определяется по формуле

(4.22)

и принимают не менее и 100 мм и не более и 400 мм (для элементов с рабочей высотой поперечного сечения не более 1 м).

Здесь - площадь сечения растянутого бетона, определяемая в общем случае согласно указаниям п. 4.7. При этом высота растянутой зоны бетона принимается не менее 2a и не более 0,5h. Для прямоугольных, тавровых и двутавровых сечений высоту растянутой зоны бетона допускается определять по формуле (4.23) с учетом указанных ограничений:

, (4.23)

где - высота растянутой зоны бетона, определяемая как для упругого материала при коэффициенте приведения арматуры к бетону ;

k - поправочный коэффициент, равный:

для прямоугольных сечений и тавровых с полкой в сжатой зоне - 0,90;

для двутавровых (коробчатых) сечений и тавровых с полкой в растянутой зоне - 0,95.

Значение принимается равным:

для изгибаемых элементов ;

для внецентренно нагруженных элементов ,

где - статический момент полного приведенного сечения относительно растянутой грани;

- см. формулу (4.8);

знак "плюс" принимается при сжимающей продольной силе N, знак "минус" - при растягивающей силе N.

При различных диаметрах стержней растянутой арматуры значение принимается равным

, (4.24)

где ,... - диаметры стержней растянутой арматуры;

, - число стержней диаметрами соответственно , .

4.13. Значение коэффициента определяют по формуле

, (4.25)

где - напряжение в продольной растянутой арматуре в сечении сразу после образования нормальных трещин, определяемое по указаниям п. 4.11, принимая в соответствующих формулах , и , где и - расстояния соответственно от центра тяжести растянутой и сжатой арматуры до оси, проходящей через центр тяжести приведенного сечения, принятого при определении ; при этом знак "плюс" принимается при внецентренном сжатии, знак "минус" - при внецентренном растяжении; - см. пп. 4.4 - 4.8; N - продольная сила при действии рассматриваемой нагрузки;

- напряжение в продольной растянутой арматуре при действии рассматриваемой нагрузки.

Если , принимают .

Для изгибаемых элементов значение коэффициента допускается определять по формуле

(4.26)

и принимать не менее 0,2.

4.14. Ширину раскрытия трещин принимают равной:

при продолжительном раскрытии

; (4.27)

при непродолжительном раскрытии

, (4.28)

где - ширина раскрытия трещин, определяемая согласно п. 4.10 при и при действии постоянных и длительных нагрузок;

- то же, при и действии всех нагрузок (т.е. включая кратковременные);

- то же, при и действии постоянных и длительных нагрузок.

Ширину непродолжительного раскрытия трещин можно также определять по формуле

, (4.28а)

где значения и определяются согласно п. 4.11 при действии соответственно суммы постоянных и длительных нагрузок и всех нагрузок;

- см. п. 4.13.

При отсутствии требований к конструкции по ограничению проницаемости и при выполнении условия

, (4.29)

можно проверять только продолжительное раскрытие трещин, а при невыполнении условия (4.29) - только непродолжительное раскрытие.

Для изгибаемых элементов в формулах (4.28а) и (4.29) значения , , и можно заменить соответственно , M и - момент от действия постоянных и длительных нагрузок.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.15. Расчет элементов железобетонных конструкций по деформациям производят с учетом эксплуатационных требований, предъявляемых к конструкции.

Расчет по деформациям следует производить на действие:

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

постоянных и временных длительных нагрузок при ограничении деформаций эстетико-психологическими требованиями.

4.16. Значения предельно допустимых деформаций элементов принимают согласно СНиП 2.01.07-85* и нормативным документам на отдельные виды конструкций.

РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОГИБАМ

4.17. Расчет железобетонных элементов по прогибам производят из условия

, (4.30)

где f - прогиб железобетонного элемента от действия внешней нагрузки;

- значение предельно допустимого прогиба железобетонного элемента.

Прогибы железобетонных конструкций определяют по общим правилам строительной механики в зависимости от изгибных, сдвиговых и осевых деформационных характеристик железобетонных элементов в сечениях по его длине (кривизны, углов сдвига, относительных продольных деформаций).

В тех случаях, когда прогибы железобетонных элементов, в основном, зависят от изгибных деформаций, значение прогибов определяют по кривизне элемента согласно пп. 4.18 и 4.19.

4.18. Прогиб железобетонных элементов, обусловленный деформацией изгиба, определяют по формуле

, (4.31)

где - изгибающий момент в сечении x от действия единичной силы, приложенной в сечении, для которого определяется прогиб, в направлении этого прогиба;

- полная кривизна элемента в сечении от внешней нагрузки, при которой определяется прогиб.

В общем случае формулу (4.31) можно реализовать путем разбиения элемента на ряд участков, определяя кривизну на границах этих участков (с учетом наличия или отсутствия трещин и знака кривизны), и перемножения эпюр моментов и кривизны по длине элемента, принимая линейное распределение кривизны в пределах каждого участка. В этом случае при определении прогиба в середине пролета формула (4.31) приобретает вид

, (4.32)

где , - кривизна элемента соответственно на левой и правой опорах;

, - кривизна элемента в симметрично расположенных сечениях i и i' (при i = i') соответственно слева и справа от оси симметрии (середины пролета, черт. 4.5);

- кривизна элемента в середине пролета;

n - четное число равных участков, на которое разделяют пролет, принимаемое не менее 6;

l - пролет элемента.

Черт. 4.5. Эпюра кривизны в железобетонном

элементе при общем случае определения прогиба

В формулах (4.31) и (4.32) кривизны определяют по указаниям пп. 4.21 - 4.27. При этом знак кривизны принимают в соответствии с эпюрой кривизны.

4.19. Для изгибаемых элементов постоянного сечения, имеющих трещины на каждом участке, в пределах которого изгибающий момент не меняет знак, допускается вычислять кривизну для наиболее напряженного сечения и принимать для остальных сечений такого участка кривизны изменяющимися пропорционально значениям изгибающего момента (черт. 4.6).

Черт. 4.6. Эпюры изгибающих моментов и кривизны

в железобетонном элементе постоянного сечения

а - схема расположения нагрузки;

б - эпюра моментов; в - эпюра кривизны

В этом случае для свободно опертых и консольных элементов максимальный прогиб определяют по формуле

, (4.33)

где - полная кривизна в сечении с наибольшим изгибающим моментом, от нагрузки, при которой определяется прогиб;

S - коэффициент, принимаемый по табл. 4.3.

таблица 4.3

4.22. Полную кривизну изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов определяют по формуле:

- для участков без трещин в растянутой зоне

, (4.37)

где и - кривизны соответственно от непродолжительного действия кратковременных нагрузок и от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;

- для участков с трещинами в растянутой зоне

, (4.38)

где - кривизна от непродолжительного действия всех нагрузок, на которые производят расчет по деформациям;

- кривизна от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;

- кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок.

Примечание. При использовании формулы (4.37) кратковременную нагрузку, включающую в себя согласно СНиП 2.01.07-85* пониженное значение, следует принимать уменьшенной на это значение, учитываемое в этой формуле как длительная нагрузка.

КРИВИЗНА ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ЭЛЕМЕНТА

НА УЧАСТКЕ БЕЗ ТРЕЩИН В РАСТЯНУТОЙ ЗОНЕ

4.23. Кривизну железобетонного элемента на участке без трещин определяют по формуле

, (4.39)

где M - изгибающий момент от внешней нагрузки (включая момент от продольной силы N относительно оси, проходящей через центр тяжести приведенного сечения);

- момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести, определяемый как для сплошного тела по общим правилам сопротивления упругих материалов с учетом всей площади сечения бетона и площадей сечения арматуры с коэффициентом приведения арматуры к бетону, равным ;

- модуль деформации сжатого бетона, принимаемый равным:

при непродолжительном действии нагрузки

; (4.40)

при продолжительном действии нагрузки

, (4.41)

где - коэффициент ползучести бетона, принимаемый в зависимости от относительной влажности воздуха и класса бетона по табл. 4.4.

Таблица 4.4

┌───────────────────┬─────────────────────────────────────────────────────┐

│ Относительная │ Значения коэффициента ползучести фи при классе │

│ влажность воздуха │ b,cr │

│окружающей среды, %│ бетона на сжатие │

│ ├────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬───┬────┤

│ │B10 │B15 │B20 │B25 │B30 │B35 │B40 │B45 │B50 │B55│B60 │

├───────────────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼───┼────┤

│выше 75 │2,8 │2,4 │2,0 │1,8 │1,6 │1,5 │1,4 │1,3 │1,2 │1,1│1,0 │

│(повышенная) │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼───┼────┤

│40 - 75 │3,9 │3,4 │2,8 │2,5 │2,3 │2,1 │1,9 │1,8 │1,6 │1,5│1,4 │

│(нормальная) │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼───┼────┤

│ниже 40 │5,6 │4,8 │4,0 │3,6 │3,2 │3,0 │2,8 │2,6 │2,4 │2,2│2,0 │

│(пониженная) │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├───────────────────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴───┴────┤

│ Примечание. Относительную влажность воздуха окружающей среды│

│принимают по СНиП 23-01-99 как среднюю месячную относительную влажность│

│наиболее теплого месяца для района строительства. │

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

КРИВИЗНА ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ЭЛЕМЕНТА

НА УЧАСТКЕ С ТРЕЩИНАМИ В РАСТЯНУТОЙ ЗОНЕ

4.24. Кривизну изгибаемого железобетонного элемента на участках с трещинами в растянутой зоне определяют по формуле

, (4.42)

где - момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести, определяемый по общим правилам сопротивления упругих материалов с учетом площади сечения бетона только сжатой зоны, площадей сечения сжатой арматуры с коэффициентом приведения и растянутой арматуры с коэффициентом приведения (черт. 4.7);

- приведенный модуль деформации сжатого бетона, принимаемый равным , где значение равно:

при непродолжительном действии нагрузки - ;

при продолжительном действии нагрузки в зависимости от относительной влажности воздуха окружающей среды w, %:

при w > 75% - ;

при 75% >= w >= 40% - ;

при w < 40% -

4.25. Для изгибаемых элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечений, эксплуатируемых при влажности воздуха окружающей среды выше 40%, кривизну на участках с трещинами допускается определять по формуле

, (4.45)

где - см. табл. 4.5;

- см. табл. 4.6.

Таблица 4.5

5. КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

5.1. Для обеспечения несущей способности, пригодности к нормальной эксплуатации и долговечности бетонных и железобетонных конструкций помимо требований, определяемых расчетом, следует выполнять конструктивные требования:

- по геометрическим размерам элементов конструкций;

- по армированию (содержанию и расположению арматуры, толщине защитного слоя бетона, анкеровке и соединениям арматуры);

- по защите конструкций от неблагоприятного влияния воздействий среды.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ

5.2. Минимальные геометрические размеры сечений конструкций следует назначать такими, чтобы обеспечивать:

- возможность надлежащего размещения арматуры (расстояния между стержнями, защитный слой бетона и т.д.), ее анкеровки и совместной работы с бетоном;

- достаточную жесткость конструкций;

- необходимую огнестойкость, водонепроницаемость конструкций, тепло- и звукоизоляцию, коррозионную стойкость, радиационную защиту и т.п.;

- возможность качественного изготовления при бетонировании конструкций.

5.3. Размеры сечений внецентренно сжатых элементов для обеспечения их жесткости рекомендуется принимать такими, чтобы их гибкость в любом направлении не превышала:

- для железобетонных элементов - 200 (для прямоугольных сечений при );

- для колонн, являющихся элементами зданий, - 120 (при );

- для бетонных элементов - 90 (при ).

5.4. Толщина <1> полок монолитных ребристых перекрытий должна приниматься, мм, не менее:

для покрытий ............................................. 40;

для междуэтажных перекрытий жилых и общественных зданий .. 50;

для междуэтажных перекрытий производственных зданий ...... 60.

--------------------------------

<1> Здесь и далее по тексту величины размеров сечений, толщины защитного слоя бетона и др., приведенные в настоящем Пособии, относятся к номинальным значениям при проектировании и указываемым в чертежах. От этих номинальных значений возможны отклонения в натуре, не превышающие величин, указанных в соответствующих государственных стандартах, технических условиях и др.

5.5. В конструкциях зданий и сооружений следует предусматривать их разрезку постоянными и временными температурно-усадочными швами, расстояния между которыми назначают в зависимости от климатических условий, конструктивных особенностей сооружения, последовательности производства работ и т.п.

При возможности неравномерной осадки фундаментов следует предусматривать разделение конструкций осадочными швами.

АРМИРОВАНИЕ

ЗАЩИТНЫЙ СЛОЙ БЕТОНА

5.6. Арматура, расположенная внутри сечения конструкции, должна иметь защитный слой бетона (расстояние от поверхности арматуры до соответствующей грани конструкций) чтобы обеспечивать:

- совместную работу арматуры с бетоном;

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

- сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в том числе при наличии агрессивных воздействий);

- огнестойкость и огнесохранность.

5.7. Толщину защитного слоя бетона назначают исходя из требований п. 5.6 с учетом типа конструкций, роли арматуры в конструкциях (продольная рабочая, поперечная, распределительная, конструктивная арматура), условий окружающей среды и диаметра арматуры.

Минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры следует принимать по табл. 5.1.

Таблица 5.1

┌───┬────────────────────────────────────────────────────────┬────────────┐

│ N │ Условия эксплуатации конструкций здания │ Толщина │

│п/п│ │ защитного │

│ │ │слоя бетона,│

│ │ │мм, не менее│

├───┼────────────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│ 1 │В закрытых помещениях при нормальной и пониженной │ 20 │

│ │влажности │ │

│ 2 │В закрытых помещениях при повышенной влажности (при │ 25 │

│ │отсутствии дополнительных защитных мероприятий) │ │

│ 3 │На открытом воздухе (при отсутствии дополнительных │ 30 │

│ │защитных мероприятий) │ │

│ 4 │В грунте (при отсутствии дополнительных защитных │ 40 │

│ │мероприятий), в фундаментах при наличии бетонной │ │

│ │подготовки │ │

│ 5 │В монолитных фундаментах при отсутствии бетонной │ 70 │

│ │подготовки │ │

└───┴────────────────────────────────────────────────────────┴────────────┘

Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры, указанные в табл. 5.1, уменьшают на 5 мм.

Для железобетонных плит из бетона класса B20 и выше, изготовляемых на заводах в металлических формах и защищаемых сверху в сооружении бетонной подготовкой или стяжкой, толщину защитного слоя для верхней арматуры допускается принимать 5 мм.

Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.

Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует также принимать не менее диаметра стержня арматуры.

МИНИМАЛЬНЫЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ СТЕРЖНЯМИ АРМАТУРЫ

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

25 мм - при горизонтальном или наклонном положении стержней при бетонировании - для нижней арматуры, расположенной в один или два ряда;

30 мм - то же, для верхней арматуры;

50 мм - то же, при расположении нижней арматуры более чем в два ряда (кроме стержней двух нижних рядов), а также при вертикальном положении стержней при бетонировании.

В элементах или узлах с большим насыщением арматурой или закладными деталями, изготовляемых без применения виброплощадок или вибраторов, укрепленных на опалубке, должно быть обеспечено в отдельных местах расстояние в свету не менее 60 мм для прохождения между арматурными стержнями наконечников глубинных вибраторов, уплотняющих бетонную смесь. Расстояния между такими местами должны быть не более 500 мм.

При стесненных условиях допускается располагать стержни группами - пучками (без зазора между ними). При этом расстояния в свету между пучками должны быть также не менее приведенного диаметра стержня, эквивалентного по площади сечения пучка арматуры, принимаемого равным , где - диаметр одного стержня в пучке, n - число стержней в пучке.

5.10. Расстояния в свету между стержнями периодического профиля, указанные в п. 5.9, определяются по номинальному диаметру без учета выступов и ребер.

Назначая расположение арматуры в сечении со стесненными условиями с учетом примыкающих других арматурных элементов и закладных деталей, следует принимать во внимание диаметры стержней с учетом выступов и ребер (Прил. 1), а также допускаемые отклонения от номинальных размеров стержней арматуры, сварных сеток и каркасов, закладных деталей, форму и расположение арматуры и закладных деталей в сечении.

ПРОДОЛЬНОЕ АРМИРОВАНИЕ

5.11. В железобетонных элементах площадь сечения продольной растянутой арматуры, а также сжатой, если она требуется по расчету, в процентах от площади сечения бетона, равной произведению ширины прямоугольного сечения либо ширины ребра таврового (двутаврового) сечения на рабочую высоту сечения, следует принимать не менее указанной в табл. 5.2.

Таблица 5.2

┌──────────────────────────────────────────────────────────────┬──────────┐

│ Условия работы арматуры │мю , %│

│ │ s,min │

├──────────────────────────────────────────────────────────────┼──────────┤

│1. Арматура S в изгибаемых и во внецентренно растянутых │ 0,10 │

│элементах при расположении продольной силы за пределами │ │

│рабочей высоты сечения │ │

│2. Арматура S и S' во внецентренно растянутых элементах при │ 0,10 │

│расположении продольной силы между арматурой S и S' │ │

│3. Арматура во внецентренно сжатых элементах при: │ │

│а) l /i < 17 (для прямоугольных сечений - при l /h <= 5) │ 0,10 │

│ 0 0 │ │

│ │ │

│б) 17 < l /i <= 35 (5 < l /h <= 10) │ 0,15 │

│ 0 0 │ │

│ │ │

│в) 35 < l /i < 83 (10 < l /h < 25) │ 0,20 │

│ 0 0 │ │

│ │ │

│г) l /i >= 83 (l /h > 25) │ 0,25 │

│ 0 0 │ │

├──────────────────────────────────────────────────────────────┴──────────┤

│ Примечание. Для внецентренно сжатых элементов при 17 < l /i < 83│

│ 0 │

│значение мю (%) можно также определять линейной интерполяцией между│

│ s,min │

│значениями 0,10 и 0,25. │

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

В элементах с продольной арматурой, расположенной равномерно по контуру сечения, а также в центрально растянутых элементах минимальную площадь сечения всей продольной арматуры следует принимать вдвое большей указанных в табл. 5.2 и относить их к полной площади сечения бетона.

Элементы, не удовлетворяющие требованиям минимального армирования, относятся к бетонным элементам.

Требования настоящего пункта не учитываются при назначении площади сечения арматуры, устанавливаемой по контуру плит или панелей из расчета на изгиб в плоскости плиты (панели).

5.12. В бетонных конструкциях следует предусматривать конструктивное армирование:

- в местах резкого изменения размеров сечения элементов;

- в бетонных стенах под и над проемами;

- во внецентренно сжатых элементах, рассчитываемых по прочности без учета работы растянутого бетона, у граней, где возникают растягивающие напряжения; при этом коэффициент армирования принимают не менее 0,025%.

5.13. В железобетонных линейных конструкциях и плитах наибольшие расстояния между осями стержней продольной арматуры, обеспечивающие эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций, а также ограничение ширины раскрытия трещин между стержнями арматуры, должны быть не более:

- в железобетонных балках и плитах:

200 мм - при высоте поперечного сечения h <= 150 мм;

1,5h и 400 мм - при высоте поперечного сечения h > 150 мм;

- в железобетонных колоннах:

400 мм - в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба;

500 мм - в направлении плоскости изгиба.

В железобетонных стенах расстояния между стержнями вертикальной арматуры принимают не более 2t и 400 мм (t - толщина стены), а горизонтальной - не более 400 мм.

В многопустотных настилах расстояния между осями рабочих стержней разрешается увеличивать в соответствии с расположением пустот в сечении, но не более чем до 2h.

При армировании неразрезных плит сварными рулонными сетками допускается вблизи промежуточных опор все нижние стержни переводить в верхнюю зону.

Неразрезные плиты толщиной не более 80 мм допускается армировать одинарными плоскими сетками без отгибов.

5.14. В балках и ребрах шириной более 150 мм число продольных рабочих растянутых стержней в поперечном сечении должно быть не менее двух. При ширине элемента 150 мм и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень.

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

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

5.16. В изгибаемых элементах при высоте сечения более 700 мм у боковых граней должны ставиться конструктивные продольные стержни с расстояниями между ними по высоте не более 400 мм и площадью сечения не менее 0,1% площади сечения бетона, имеющего размер, равный по высоте элемента расстоянию между этими стержнями, по ширине - половине ширины ребра элемента, но не более 200 мм (черт. 5.1).

Черт. 5.1. Установка конструктивной продольной

арматуры по высоте сечения балки

5.17. Диаметр продольных стержней внецентренно сжатых линейных элементов монолитных конструкций должен быть не менее 12 мм. В колоннах с размером меньшей стороны сечения 250 мм и более диаметр продольных стержней рекомендуется назначать не менее 16 мм.

В железобетонных стенах диаметр продольных стержней рекомендуется назначать не менее 8 мм.

ПОПЕРЕЧНОЕ АРМИРОВАНИЕ

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

Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура. При этом расстояния между поперечными стержнями у каждой поверхности элемента должны быть не более 600 мм и не более удвоенной ширины грани элемента. Поперечную арматуру допускается не ставить у граней тонких ребер шириной 150 мм и менее, по ширине которых располагается лишь один продольный стержень.

5.19. Во внецентренно сжатых элементах, несущая способность которых при заданном эксцентриситете продольной силы используется менее чем на 50%, а также в элементах с гибкостью (например, подколонниках), где по расчету сжатая арматура не требуется, а количество растянутой арматуры не превышает 0,3%, допускается не устанавливать поперечную арматуру, требуемую согласно п. 5.18, по граням, параллельным плоскости изгиба. При этом армирование по граням, перпендикулярным плоскости изгиба, производится сварными каркасами и сетками с защитным слоем бетона толщиной не менее 50 мм и не менее двух диаметров продольной арматуры.

5.20. Диаметр поперечной арматуры (хомутов) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов принимают не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм.

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

5.21. В железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более и не более 300 мм.

В сплошных плитах, а также в многопустотных и часторебристых плитах высотой менее 300 мм и в балках (ребрах) высотой менее 150 мм на участке элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, поперечную арматуру можно не устанавливать.

В балках и ребрах высотой 150 мм и более, а также в часторебристых плитах высотой 300 мм и более, на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более и не более 500 мм.

5.22. Отогнутые стержни арматуры должны предусматриваться в изгибаемых элементах при армировании их вязаными каркасами. Отгибы стержней должны осуществляться по дуге радиусом не менее 10d (черт. 5.2). В изгибаемых элементах на концах отогнутых стержней должны устраиваться прямые участки длиной не менее , принимаемой согласно указаниям п. 5.32, но не менее 20d в растянутой и 10d - в сжатой зоне.

Черт. 5.2. Конструкция отгибов арматуры

Прямые участки отогнутых гладких стержней должны заканчиваться крюками.

Расстояние от грани свободной опоры до верхнего конца первого отгиба (считая от опоры) должно быть не более 50 мм.

Угол наклона отгибов к продольной оси элемента следует принимать в пределах 30 - 60°, рекомендуется принимать угол 45°.

5.23. Во внецентренно сжатых линейных элементах, а также в изгибаемых элементах при наличии необходимой по расчету сжатой продольной арматуры, с целью предотвращения выпучивания продольной арматуры следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не более 15d и не более 500 мм (d - диаметр сжатой продольной арматуры).

Если насыщение сжатой продольной арматуры, устанавливаемой у одной из граней элемента, более 1,5%, поперечную арматуру следует устанавливать с шагом не более 10d и не более 300 мм.

Расстояния между хомутами внецентренно сжатых элементов в местах стыкования рабочей арматуры внахлестку без сварки должны составлять не более 10d.

5.24. Конструкция хомутов (поперечных стержней) во внецентренно сжатых линейных элементах должна быть такой, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегибов, а эти перегибы - на расстоянии не более 400 мм по ширине грани. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех допускается охват всех продольных стержней одним хомутом (черт. 5.3).

Черт. 5.3. Конструкция пространственных

арматурных каркасов в сжатых элементах

5.25. В железобетонных стенах поперечные стержни, нормальные плоскости стены, располагаются на расстояниях по вертикали не более 20d, а по горизонтали не более 600 мм. При этом, если требуемая по расчету продольная арматура имеет насыщение меньше минимального процента армирования (см. табл. 5.2), поперечные стержни можно располагать на расстояниях по вертикали не более 600 мм, а по горизонтали не более 1000 мм.

При насыщении продольной арматуры железобетонных стен более 2% поперечные стержни должны располагаться на расстояниях по вертикали не более 15d и не более 500 мм, а по горизонтали не более 400 мм и не более 2-х шагов вертикальных стержней.

В этом пункте d - диаметр вертикальных стержней.

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

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

5.27. Поперечная арматура в виде сварных сеток косвенного армирования при местном сжатии (смятии) должна удовлетворять следующим требованиям:

а) площади стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлении не должны различаться более чем в 1,5 раза;

б) шаг сеток (расстояние между сетками в осях стержней одного направления) следует принимать не менее 60 и не более 150 мм;

в) размеры ячеек сеток в свету должны быть не менее 45 и не более 100 мм;

г) первая сетка располагается на расстоянии 15 - 20 мм от нагруженной поверхности элемента.

5.28. Поперечная арматура, предусмотренная для восприятия поперечных сил и крутящих моментов, должна иметь замкнутый контур с надежной анкеровкой по концам путем приварки или охвата продольной арматуры, обеспечивающей равнопрочность соединений и поперечной арматуры.

АНКЕРОВКА АРМАТУРЫ

5.29. Анкеровку арматуры осуществляют одним из следующих способов или их сочетанием:

- в виде прямого окончания стержня (прямая анкеровка);

- с загибом на конце стержня в виде крюка, отгиба (лапки) или петли;

- с приваркой или установкой поперечных стержней;

- с применением специальных анкерных устройств на конце стержня.

5.30. Прямую анкеровку и анкеровку с лапками допускается применять только для арматуры периодического профиля. Для растянутых гладких стержней следует предусматривать крюки, петли, приваренные поперечные стержни или специальные анкерные устройства.

Лапки, крюки и петли не рекомендуется применять для анкеровки сжатой арматуры, за исключением гладкой арматуры, которая может подвергаться растяжению при некоторых возможных сочетаниях нагрузки.

5.31. При расчете длины анкеровки арматуры следует учитывать способ анкеровки, класс арматуры и ее профиль, диаметр арматуры, прочность бетона и его напряженное состояние в зоне анкеровки, конструктивное решение элемента в зоне анкеровки (наличие поперечной арматуры, положение стержней в сечении элемента и др.).

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

, (5.1)

где и - соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня;

- расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки и определяемое по формуле

, (5.2)

здесь - коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры, принимаемый равным:

1,5 - для гладкой арматуры (класса A240);

2,0 - холоднодеформируемой арматуры периодического профиля (класса B500);

2,5 - для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры периодического профиля (классов A300, A400 и A500);

- коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным:

1,0 - при диаметре арматуры ;

0,9 - при диаметре арматуры 36 и 40 мм.

5.33. Требуемую расчетную длину анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяют по формуле

, (5.3)

где - базовая длина анкеровки, определяемая по формуле (5.1);

, - площади поперечного сечения арматуры соответственно, требуемая по расчету с полным расчетным сопротивлением и фактически установленная;

- коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры и конструктивного решения элемента в зоне анкеровки.

При анкеровке стержней периодического профиля с прямыми концами (прямая анкеровка) или гладкой арматуры с крюками или петлями без дополнительных анкерующих устройств для растянутых стержней принимают , а для сжатых - .

Допускается уменьшать длину анкеровки в зависимости от количества и диаметра поперечной арматуры и величины поперечного обжатия бетона в зоне анкеровки (например, от опорной реакции), в соответствии с указаниями п. 3.45.

Значения относительной длины анкеровки для стержней, работающих с полным расчетным сопротивлением диаметром менее 36 мм, приведены в табл. 3.3 п. 3.45.

В любом случае фактическую длину анкеровки принимают не менее , а также не менее и 200 мм.

5.34. Усилие, воспринимаемое анкеруемым стержнем арматуры , определяют по формуле

, (5.4)

где - определяется согласно п. 5.33 при ;

- расстояние от конца анкеруемого стержня до рассматриваемого поперечного сечения элемента.

5.35. На крайних свободных опорах элементов длина запуска растянутых стержней за внутреннюю грань свободной опоры при выполнении условия должна составлять не менее . Если указанное условие не соблюдается, длину запуска арматуры за грань опоры проверяют расчетом согласно пп. 3.43 - 3.46.

5.36. При невозможности выполнения требований п. 3.33 должны быть приняты специальные меры по анкеровке продольных стержней:

а) устройство на концах специальных анкеров в виде пластин, шайб, гаек, уголков, высаженных головок и т.п. (черт. 5.4). В этом случае площадь контакта анкера с бетоном должна удовлетворять условию прочности бетона на смятие (см. п. 3.81), а толщина анкерующей пластины должна быть не менее 1/5 всей ширины (диаметра) и удовлетворять условиям сварки; длина заделки стержня должна определяться расчетом на выкалывание и приниматься не менее 10d;

б) отгиб анкеруемого стержня на 90° по дуге круга радиусом в свету не менее [где - длина прямого участка у начала заделки (черт. 5.5)] и не менее значений, приведенных в п. 5.41; на отогнутом участке ставятся дополнительные хомуты против разгибания стержней;

в) приварка на длине заделки поперечных анкерирующих стержней; в этом случае длина анкеровки , определенная согласно п. 5.32, уменьшается на длину [где - см. формулу (3.75) п. 3.45], не более чем на ; если , гладкие стержни могут выполняться без крюков, при этом значение не уменьшается.

Черт. 5.4. Анкеровка арматуры путем устройства

на концах специальных анкеров, в виде

а - приваренной пластины; б - обжатой пластины;

в - высаженной головки; г - высаженной головки

с шайбой; д - приваренного стержня к уголку;

е - гайки с шайбой снаружи; ж - гайки внутри

Черт. 5.5. Анкеровка арматуры путем отгиба

СОЕДИНЕНИЯ АРМАТУРЫ

5.37. Для соединения арматуры принимают один из следующих типов стыков:

а) стыки внахлестку без сварки:

- с прямыми концами стержней периодического профиля;

- с прямыми концами стержней с приваркой или установкой на длине нахлестки поперечных стержней;

- с загибами на концах (крюки, лапки, петли); при этом для гладких стержней применяют только крюки и петли;

б) сварные и механические стыковые соединения:

- сваркой арматуры;

- с применением специальных механических устройств (стыки с опрессованными муфтами, резьбовыми муфтами и др.).

5.38. На соединения арматуры внахлестку распространяются указания п. 5.30.

Стыки растянутой или сжатой арматуры должны иметь длину перепуска (нахлестки) не менее значения длины , определяемого по формуле

, (5.5)

где - базовая длина анкеровки, определяемая по формуле (5.1);

, - см. п. 5.33;

- коэффициент, учитывающий влияние напряженного состояния арматуры, конструктивного решения элемента в зоне соединения стержней, количества стыкуемой арматуры в одном сечении по отношению к общему количеству арматуры в этом сечении, расстояния между стыкуемыми стержнями.

При соединении арматуры периодического профиля с прямыми концами, а также гладких стержней с крюками или петлями без дополнительных анкерующих устройств коэффициент для растянутой арматуры принимают равным 1,2, а для сжатой арматуры - 0,9. При этом должны быть соблюдены следующие условия:

- относительное количество стыкуемой в одном расчетном сечении элемента рабочей растянутой арматуры периодического профиля должно быть не более 50%, гладкой арматуры (с крюками или петлями) - не более 25%;

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

- расстояние между стыкуемыми рабочими стержнями арматуры не должно превышать (черт. 5.6, а);

- расстояние между соседними стыками внахлестку (по ширине железобетонного элемента) должно быть не менее и не менее 30 мм (черт. 5.6, б).

Черт. 5.6. Расположение стержней,

стыкуемых внахлестку, и самих стыков

а - расположение стержней в стыке; б - расположение стыков

В качестве одного расчетного сечения элемента, рассматриваемого для определения относительного количества стыкуемой арматуры в одном сечении, принимают участок элемента вдоль стыкуемой арматуры дл