СНиП 2.03.04-84, часть 2

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8

3 . Для железобетонных каркасных зданий (поз. 2 а, б, г) расстояния между температурно-усадочными швами определены при отсутствии связей либо при расположении связей в середине температурного блока.

4 . Расстояния между температурно-усадочными швами в сооружениях и тепловых агрегатах с расчетной температурой внутри 70 , 120 , 300 , 500 и 1000 ° С уменьшают соответственно на 20 , 40 , 60 , 70 и 90 % . Для промежуточных значений температуры указанное уменьшение следует определять интерполяцией.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УКАЗАНИЯ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ

КОНСТРУКЦИЙ

1 .18. Расчет предварительно напряженных конструкций, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур, должен производиться в соответствии с требованиями СНиП 2 .03 .01 -84 и с учетом дополнительных указаний пп. 1 .19— 1 .25 настоящих норм и правил

1 .19 . Температура нагрева предварительно напряженной арматуры не должна превышать предельно допустимой температуры ее применения, указанной в табл. 17 .

1 .20 . Сжимающие напряжения в бетоне s _bp в стадии предварительного обжатия в долях от передаточной прочности бетона R_bp не должны превышать при температуре нагрева (° С) предварительно напряженной арматуры

50 ................... 0,70 R_bp

100 ................... 0,60 R_bp

150 ................... 0,50 R_bp

2 50 ................... 0,40 R_bp

В случае необходимости величина сжимающих напряжений в бетоне может быть повышена при обеспечении надежной работы конструкции от воздействия предварительного напряжения, нагрузки и температурных усилий.

1 .21 . Полная величина потерь предварительного напряжения арматуры, учитываемая при расчете конструкций, работающих в условиях воздействия температуры выше 50 °С, определяется как сумма потерь:

основных — при нормальной температуре;

дополнительных — от воздействия температуры выше 50 °С .

Основные потери предварительного напряжения арматуры для конструкций из обычного бетона состава № 1 и жаростойкого бетона составов № 2, 3, 6 , 7, 10 и 11 по табл. 9 следует определять как для тяжелого бетона по требованиям СНиП 2 .03 .01-84 . Величину потерь от усадки жаростойкого бетона следует принимать на 10 МПа больше указанных в табл. 5 поз. 8 а, б, в по СНиП 2 .03 .01-84 .

При вычислении коэффициента j _l по формуле (5) СНиП 2 .03 .01 -84 время в сутках следует принимать: при определении потерь от ползучести — со дня обжатия бетона и от усадки — со дня окончания бетонирования до нагрева конструкции.

Дополнительные потери предварительного напряжения арматуры следует принимать по табл. 5 .

Таблица 5

Обозначения, принятые в табл. 5:

D t_s — разность между температурой арматуры при эксплуатации, определяемой теплотехническим расчетом по указаниям пп. 1.34—1.40, и температурой арматуры при натяжении, которую допускается принимать равной 20 ° С;

a _bt  — коэффициент, принимаемый по табл. 14 в зависимости от температуры бетона на уровне напрягаемой арматуры и длительности нагрева;

Е_s — модуль упругости арматуры, принимаемый по табл. 2 9 СНиП 2.03.01-84;

a _st и b _s — коэффициенты, принимаемые по табл. 20 в зависимости от температуры арматуры.

Примечания: 1. Потери предварительного напряжения от релаксации напряжений арматуры принимаются для кратковременного и длительного нагрева одинаковыми и учитываются при температуре арматуры выше 40 ° С.

2. Потери предварительного напряжения арматуры от разности деформаций бетона и арматуры учитываются в элементах, выполненных из обычного бетона при нагреве арматуры выше 100 °С и в элементах из жаростойкого бетона при нагреве арматуры выше 70 °С.

3. Если от усилий, вызванных совместным действием нагрузки, температуры и предварительного обжатия, в бетоне не уровне арматуры в стадии эксплуатации возникают растягивающие напряжения, то дополнительные потери от ползучести бетона не учитываются.

4. Потери от ползучести бетона при натяжении в двухосном направлении следует уменьшить на 15 %.

1.22. Величины установившихся напряжений в бетоне s _bp на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры наиболее обжимаемой зоны после проявления всех основных потерь необходимо определять по формуле

(16)

где М — момент от собственного веса элемента.

1.23. Геометрические характеристики приведенного сечения предварительно напряженного железобетонного элемента (A_red , S_red , I_red ) определяют по указаниям п. 1.15 с учетом продольной предварительно напряженной арматуры S и S’ и влияния температуры на снижение модулей упругости арматуры и бетона.

1 .24. Усилия от воздействия температуры в статически неопределимых предварительно напряженных железобетонных конструкциях находят по указаниям пп. 1.32 и 1.33.

При определении усилий от воздействия температуры жесткость элемента вычисляют по указаниям пп. 4.17 и 4.18.

1.25. При определении общего прогиба предварительно напряженного железобетонного элемента необходимо учитывать прогиб, вызванный неравномерным нагревом бетона по высоте сечения элемента, по указаниям п. 4.16.

ДЕФОРМАЦИИ И УСИЛИЯ

ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1.26. Расчет деформаций, вызванных нагреванием и охлаждением бетонных и железобетонных элементов, должен производиться в зависимости от наличия трещин в растянутой зоне бетона и распределения температуры бетона по высоте сечения элемента.

1.27. Для участков бетонного и железобетонного элемента, где в растянутой зоне не образуются трещины, нормальные к продольной оси элемента, деформации от нагрева следует рассчитывать согласно следующим указаниям:

а) сечение элемента приводится к более прочному бетону по указаниям п. 1.15, удлинение e _t оси элемента и ее кривизну определяют по формулам:

(17)

(18)

где

Удлинение e _ti оси i -той части бетонного сечения и ее кривизну ( черт. 2) определяют по формулам:

(19)

(20)

Черт. 2. Схемы распределения

а — температуры бетона; б — деформации удлинения от нагрева;

в — напряжения в бетоне от нагрева; г — деформации укорочения от остывания;

д — напряжения в бетоне от остывания при нелинейном изменении температуры

по высоте бетонного сечения элемента

Удлинение e _s и e ’_s соответственно арматуры S и S’ находят из формул:

(21)

В формулах (17) — (22): A_red , A_red,i , A_s,red , A’_s,red , y_bi , y_s , y’_s , I_red , I_red,i , y_yi принимают по указаниям п. 1.15;

a _bti и a _{bti +1} — коэффициенты, принимаемые по табл. 14 в зависимости от температуры бетона более и менее нагретой грани i -той части сечения;

a _st — коэффициент, принимаемый по табл. 20 в зависимости от температуры арматуры S и S’ ;

g _t — коэффициент надежности по температуре, принимаемый при расчете по предельным состояниям: первой группы — 1,1; второй группы — 1.

При расчете бетонного сечения в формулах (17) и (18) удлинение арматуры e _s и e ’_s не учитывается;

б) при неравномерном нагреве бетона с прямолинейным распределением температуры по высоте сечения элемента (черт. 3, а ) удлинение оси элемента e _е и ее кривизну допускается определять по формулам:

(23)

(24)

где t_b и t_{b 1} — температура бетона менее и более
нагретой грани сечения, определяемая теплотехническим расчетом по указаниям пп. 1.34 -1.40;

a _bt и a _{bt 1} — коэффициенты, принимаемые в зависимости от температуры бетона менее и более нагретой грани сечения по табл. 14.

Черт. 3 . Схемы распределения температур (1 ) и деформаций от неравномерного нагрева ( 2 ) и остывания ( 3 ) при прямолинейном изменении температур по высоте сечения элемента

а — бетонного и железобетонного без трещин; б — железобетонного с трещинами в растянутой зоне, расположенной у менее нагретой грани; в — то же, у более нагретой грани; г — железобетонного с трещинами по всей высоте сечения

1.28. Для участков бетонного или железобетонного элемента, где в растянутой зоне бетона не образуются трещины, нормальные к продольной оси элемента, деформации от остывания следует рассчитывать согласно следующим указаниям:

а) сечение элемента приводится к более прочному бетону по указаниям п. 1.15; от усадки и ползучести бетона укорочение e _csc оси элемента и ее кривизну определяют по формулам:

(25)

(26)

Укорочение e _csc,i оси i -той части бетонного сечения и ее кривизну находят по формулам:

(27)

(28)

где A_red,i , A_red , y_bi , I_red,i , I_red , h_i , y_yi — принимают по указаниям п. 1.15;

g _t — см. п. 1.27;

t_bi и t_{bi+ 1} — см. черт. 2;

a _csi и a _{csi +1} — коэффициенты, принимаемые по табл. 15 в зависимости от температуры более и менее нагретой грани i -той части сечения;

e _ci  — деформации ползучести бетона в i -той части сечения, определяемые по формуле (29) со знаком „ минус":

(29)

где s _b,tem,i , s _bi — напряжения сжатия в бетоне i -той части сечения от усилий, вызванных температурой и нагрузкой при нагреве, определяемые по формулам (32) и (33), в которых коэффициент принимается по табл. 12 для кратковременного нагрева с подъемом температуры 10 ° С/ч;

b _bi — коэффициент, принимаемый по табл. 10 в зависимости от температуры i- той грани сечения;

 — коэффициент, принимаемый по табл. 12 в зависимости от температуры i -той грани сечения для длительного нагрева;

б) при остывании неравномерно нагретого бетона с прямолинейным распределением температуры по высоте сечения элемента от усадки бетона укорочение e _cs оси элемента и ее кривизну допускается определять по формулам:

(30)

(31)

где a _cs и a _{cs 1}  — коэффициенты, принимаемые по табл. 15 в зависимости от температуры бетона менее и более нагретой грани сечения;

g _t , t_b , t_{b 1} — принимают по указаниям п. 1.27.

1.29. Для участков бетонного и железобетонного элемента, где в растянутой зоне бетона не образуются трещины, нормальные к продольной оси элемента напряжения в бетоне грани i -той части сечения, следует определять:

растяжения при нагревании от нелинейного распределения температуры по формуле

(32)

сжатия при нагревании от кратковременных усилий по формуле

(33)

растяжения при остывании от усадки и ползучести бетона по формуле

(34)

где y_bi , e _t ,  — определяются соответственно по формулам (13), (17) и (1 8);

a _bti , t_bi — принимают по указаниям п. 1.27;

Е_b — принимают по табл. 11;

a _csi , b _bi и  — коэффициенты, принимаемые по табл. 10, 12 и 15 в зависимости от температуры бетона грани i -той части сечения;

M и N  — момент и продольная сила, приложенная к центру тяжести сечения от воздействия нагрузки и температуры;

А_red и В — принимают соответственно указаниям пп. 1.15 и 4.17;

e _ci , e _csc и — определяют соответственно по формулам (29 ), (25 ) и (26).

Если в формуле (32) напряжения имеют знак "минус", то в бетоне возникают напряжения сжатия и s _btt,i заменяется s _b,tem,i .

1.30. Для участков железобетонного элемента. где в растянутой зоне образуются трещины, нормальные к продольной оси элемента, деформации от нагрева следует рассчитывать согласно следующим указаниям:

а) для железобетонного элемента с трещинами в растянутой зоне, расположенной у менее нагретой грани сечения (черт. 3, б ), удлинение e _t оси элемента и ее кривизну определяют по формулам:

(35)

(36)

б) для участков железобетонного элемента с трещинами в растянутой зоне бетона, расположенной у более нагретой грани сечения (черт. 3, в ), удлинение e _t оси элемента определяют по формуле (35) и ее кривизну  — по формуле

(37)

в) для участков железобетонного элемента с трещинами по всей высоте сечения (черт. 3, г ) удлинение e _t оси элемента и ее кривизну определяют по формулам:

(38)

(39)

где t_s , t’_s — температура арматуры S и S’ ;

t_b  — температура бетона сжатой грани сечения;

a _stm , a ’_stm — коэффициенты, определяемые по формуле (49) для арматуры S и S’ ;

a _bt  — коэффициент, принимаемый по табл. 14 в зависимости от температуры бетона более или менее нагретой грани сечения;

g _t  — принимается по указаниям п. 1.27;

a’ — толщина защитного слоя более нагретой грани;

г) при равномерном нагреве железобетонною элемента кривизну оси элемента допускается принимать равной нулю. В железобетонных элементах из обычного бетона при температуре арматуры до 100 ° С и из жаростойкого бетона при температуре арматуры до 70 ° С для участков с трещинами в растянутой зоне бетона допускается определять удлинение оси элемента e _t и ее кривизну по формулам (23) и (24) как для бетонных элементов без трещин.

1.31. Для участков железобетонных элементов, где в растянутой зоне образуются трещины, нормальные к продольной оси элемента от усадки бетона, при остывании укорочение e _cs оси элемента и ее кривизну допускается находить по формулам (30) и (31).

1.32. Определение усилий в статически неопределимых конструкциях от воздействия температуры должно производиться по формулам строительной механики с принятием действительной жесткости сечений. При переменной эпюре моментов по длине пролета жесткость сечений вычисляют в зависимости от действующих усилий для достаточного числа участков, на которые разбивают пролет элемента, принимая на каждом участке жесткости сечения по указаниям пп. 4.17 и 4.18. При определении жесткости следует учитывать усилия от нагрузки и воздействия температуры согласно табл. 1 и 2.

Удлинение оси каждого участка длины элемента и ее кривизна от воздействия температуры должны вычисляться по указаниям пп. 1.26 — 1-30.

Расчет статически неопределимых железобетонных конструкций на воздействие температуры необходимо выполнять методом последовательных приближении до тех пор, пока величина усилия, полученная в последнем приближении, будет отличаться от усилий предыдущего приближения не более, чем на 5 %.

Расчет усилий в статически неопределимых конструкциях, как правило, следует выполнять с применением ЭВМ. При использовании малых вычислительных машин и ручном счете допускается принимать приведенные постоянные по длине элемента: жесткость сечений B_red , удлинение оси e _red,t и ее кривизну

Приведенная жесткость сечения определяется по формуле

(40)

где В — жесткость сечения элемента с трещинами в растянутой зоне в месте действия наибольшего изгибающего момента М , определяемая по указаниям п. 4.18;

В ₁  — жесткость сечения элемента без трещин, определяемая по указаниям п. 4.17.

Приведенное удлинение e _red,t оси элемента и ее кривизну от нагрева определяют по формулам:

(41)

(42)

(43)

при

М и М_crc  — наибольший изгибающий момент и момент, воспринимаемый сечением, нормальным к продольной оси элемента при образовании трещин, определяемый по указаниям п. 4.3;

е  — основание натуральных логарифмов;

— удлинение оси и ее кривизна элемента без трещин от воздействия температуры, определяемые по указаниям п. 1.27;

 — удлинение оси и ее кривизна элемента с трещинами в растянутой зоне, определяемые по указаниям п. 1 .30.

1.33. Изгибающий момент от неравномерного нагрева бетона по высоте сечения при равномерном нагреве бетона по длине элементе, заделанного на опоре от поворота, а также в замкнутых рамах кольцевого, квадратного и прямоугольного очертания, имеющих одинаковые сечения, определяют по формуле

(44)

а изгибающий момент при остывании от усадки и ползучести бетона

(45)

где — температурная кривизна оси элемента от кратковременного или длительного нагрева, определяемая по указаниям пп. 1.27 и 1.30 ;

 — кривизна оси элемента при остывании от усадки и ползучести бетона, определяемая по формуле (26). Допускается кривизну определять по формуле

(46)

где — кривизна оси элемента при остывании от усадки бетона, определяемая по формуле (31);

 — кривизна оси элемента при остывании от ползучести бетона определяется по формуле (47) со знаком "минус"

(47)

здесь М_t и М’_t  — температурные моменты соответственно для кратковременного и длительного нагрева определяются по формуле (44), принимая температурную кривизну для кратковременного нагрева при значении a _bt по табл. 14 для подъема температуры на 10 ° С/ч и более независимо от длительности нагрева;

В — жесткость сечения, определяемая по указаниям пп. 4.17 и 4.18; в формуле (44) вычисляется для кратковременного или длительного нагрева, а в формулах (45) и (47) — для кратковременного нагрева со скоростью 10 ° С/ч и более независимо от длительности нагрева..

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР

В СЕЧЕНИЯХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

1.34. Расчет распределения температур в бетонных и железобетонных конструкциях для установившегося теплового потока следует проводить, пользуясь методами расчета температур ограждающих конструкций согласно СНиП 2 .01.01-82.

Расчет распределения температур в ограждающих конструкциях сложной конфигурации сечений элементов, в массивных конструкциях, в конструкциях, находящихся ниже уровня земли, а также при неустановившемся тепловом потоке .с учетом переменной влажности бетона по сечению должен производиться методами расчета температурных полей или теории теплопроводности либо по соответствующим нормативным документам.

Расчет распределения температур в стенках боровов и каналов, расположенных под землей, допускается производить:

для кратковременного нагрева, принимая сечение по высоте стен неравномерно негретым с прямолинейным распределением температур бетона и величину коэффициента теплоотдачи наружной поверхности стенки a _е  — по табл. 6;

Таблица 6

Примечание. Коэффициенты a _е и a _i для промежуточных значений температур определяют по интерполяции.

для длительного нагрева, принимая сечение по высоте стен равномерно нагретым.

Температуру арматуры в сечениях железобетонных элементов допускается принимать равной температуре бетона в месте ее расположения.

1.35. Для конструкций, находящихся на наружном воздухе, коэффициент теплоотдачи наружной поверхности a _е , Вт/(м² × ° С), в зависимости от скорости ветра следует определять по формуле

(48)

где v  — скорость ветра, м/с.

При расчете наибольших усилий в конструкциях от воздействия температуры принимают максимальную из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более, а при определении максимальной температуры нагрева бетона и арматуры принимают минимальную из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет 16 % и более согласно СНиП 2.01.01-82, но не менее 1 м/с.

Для конструкций, находящихся в помещении или на наружном воздухе, но защищенных от воздействия ветра, коэффициент теплоотдачи наружной поверхности а; принимают по табл. б.

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности конструкции a _i следует определять, как правило, методом расчета теплопередачи как для случая сложного теплообмена. При определении распределения температуры бетона по сечению элемента допускается коэффициент a _i принимать по табл. 6 в зависимости от температуры воздуха производственного помещения или рабочего пространства теплового агрегата.

1.36. Коэффициент теплопроводности l бетона в сухом состоянии должен приниматься по табл. 7 в зависимости от средней температуры бетона в сечении элемента. Коэффициент теплопроводности l огнеупорных и теплоизоляционных материалов должен приниматься по табл. 8.

Термическое сопротивление невентилируемой воздушной прослойки независимо от ее толщины и направления следует принимать равным, м² × ° С/Вт:

0 ,140 ... ....... при 50 ° С

0,095 .... ...... " 100 "

0 ,03 5 .... ...... " 300 "

0,013 .... ...... " 500 "

Для промежуточных температур термическое сопротивление воздушной прослойки принимается по интерполяции.

Таблица 7

Примечания: 1. Коэффициенты теплопроводности батонов составов 23 и 29 приведены: над чертой для бетонов со средней плотностью 1350, под чертой 1550; для бетонов составов 24 и 30 соответственно 950 и 1250 кг/м³ . Если средняя плотность бетона отличается от указанных величин, то в этом случае коэффициент теплопроводности принимают интерполяцией.

2. Коэффициент теплопроводности l обычного и жаростойкого бетонов с естественной влажностью после нормального твердения или тепловой обработки при атмосферном давлении при средней температуре бетона в сечении элемента до 100 ° С следует принимать по данным таблицы, увеличенным на 30 %.

3. Для промежуточных значений температур величину коэффициента теплопроводности l определяют интерполяцией.

Таблица 8

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8