1 часть

в) при нагреве бетонов № 12-21, 29 и 30 свыше 200 до 400 °С - по расчетной температуре, при нагреве свыше 400 °С - при 400 °С.

Для конструкций, находящихся на наружном воздухе, расчет наибольших усилий от воздействия температур выполняют по расчетной температуре воздуха по требованию п. 1.40.

Примечания: 1. Бетонные конструкции рассчитываются только по прочности.

2. При расчете статически неопределимых конструкций кроме сочетаний воздействий температуры и нагрузок, указанных в настоящей таблице, в необходимых случаях следует проверить другие возможные неблагоприятные сочетания воздействий, в том числе и при остывании.

3. В статически неопределимых конструкциях допускается производить расчет:

а) при кратковременном нагреве только на наибольшие усилия от воздействия температуры, если усилия от постоянных, длительных и кратковременных нагрузок вызывают напряжения сжатия в бетоне s_b Ј 0,1 МПа;

б) при длительном нагреве выше 700 °С - на совместное воздействие постоянных, длительных и кратковременных нагрузок без учета усилий от длительного нагрева.

4. При расчете на кратковременный нагрев длительная нагрузка учитывается как кратковременная.

5. Коэффициент надежности по температуре g_t должен приниматься по указаниям п. 1.27.

Условия эксплуатации

Температура

Категория требований к трещиностойкости железобетонных конструкций и предельно допустимая ширина a_crc₁ и a_crc₂, мм, раскрытия трещин, обеспечивающие сохранность арматуры

конструкций

арматуры, ° С

стержневой классов A-I,

А-II, А-III,

А-IIIв и А-IV; проволочной классов B-I

и Вр-I

стержневой классов А-V

и А-VI, проволочной классов В-II, Вр-II, К-7

и К-19 при диаметре проволоки 3,5 мм

и более

проволочной классов В-II, Вр-II и К-7 при диаметре проволоки

3 мм и менее

1. В закрытом помещении

До 100

3-я категория;

a_crc₁= 0,4;

a_crc₂= 0,3

3-я категория;

a_crc₁ = 0,3;

a_crc₂= 0,2

3-я категория;

a_crc₁= 0,2;

a_crc₂= 0,1

100 и выше

3-я категория;

a_crc₁= 0,6;

a_crc₂= 0,5

3-я категория;

a_crc₁= 0,5;

a_crc₂= 0,4

3-я категория;

a_crc₁= 0,3;

a_crc₂= 0,2

2. На открытом воздухе, а также в грунте выше уровня грунтовых вод

До 100

3-я категория;

a_crc₁= 0,4;

a_crc₂= 0,3

3-я категория;

a_crc₁= 0,2;

a_crc₂= 0,1

2-я категория;

a_crc₁= 0,2

100 и выше

3-я категория;

a_crc₁= 0,6;

a_crc₂= 0,5

3-я категория;

a_crc₁= 0,5;

a_crc₂= 0,4

2-я категория;

a_crc₁= 0,3

3. В грунте при переменном уровне грунтовых вод и в закрытом помещении при попеременном увлажнении

До 100

3-я категория;

a_crc₁= 0,3;

a_crc₂= 0,2

2-я категория;

a_crc₁= 0,2

2-я категория;

a_crc₁= 0,1

Примечание. В канатах подразумевается проволока наружного слоя.

При длительном нагреве усилия от воздействия температуры следует определять в зависимости от расчетной температуры согласно указаниям п. 1.6.

1.11. При расчете по прочности, деформациям, а также раскрытию и закрытию трещин распределение температуры в сечениях конструкций определяют теплотехническим расчетом для установившегося режима теплового потока. При расчете по образованию трещин распределение температур в сечениях конструкций, нагреваемых со скоростью более 10 °С/ч, определяют для неустановившегося теплового потока по пп. 1.34-1.40.

1.12. При расчете усилий, вызванных воздействием температуры, в сборных элементах конструкций жесткость сечений следует уменьшить на 20 %, если прочность на сжатие раствора в стыке минимум на 10 МПа меньше прочности бетона сборного элемента.

1.13. Расчет элементов бетонных и железобетонных конструкций по прочности, схемы предельных состояний которых при расчете на воздействие температуры еще не установлены или условия наступления предельного состояния пока не могут быть выражены через усилия, может производиться через напряжения с учетом наличия трещин и развития неупругих деформаций бетона. При этом напряжения в бетоне и арматуре не должны превышать соответствующих расчетных сопротивлений.

1.14. При расчете несущих конструкций, бетой которых неравномерно нагрет по высоте сечения элемента, часть сечения, нагретую выше 1000 °С, допускается не учитывать.

1.15. При расчете элементов, подвергающихся нагреву, положение центра тяжести всего сечения бетона или его сжатой зоны, а также статический момент и момент инерции всего сечения следует определять, приводя все сечение к ненагретому, более прочному бетону. Для этой цели при расчете с использованием ЭВМ сечение по высоте разбивается не менее чем на четыре части.

При расчете по прочности, деформациям и раскрытию или закрытию трещин без использования ЭВМ при прямолинейном распределении температуры бетона по высоте сечения элемента допускается разбивать сечения согласно следующим указаниям:

для элемента, выполненного из одного вида бетона, если температура бетона наиболее нагретой грани не превышает 400 °С, сечение не разбивается на части и момент инерции приведенного сечения I_red относительно центра тяжести сечения принимается равным:

(1)

где b_b - коэффициент, принимаемый в зависимости от температуры бетона в центре тяжести сечения по табл. 10;

- коэффициент, принимаемый в зависимости от температуры бетона в центре тяжести сечения по табл. 12 для кратковременного нагрева;

j_b₁ - коэффициент, учитывающий влияние кратковременной ползучести бетона и принимаемый для бетона составов (см. табл. 9):

№ 1-3, 6, 7, 10, 11, 19-21 - 0,85

№ 4, 5, 8, 9, 23, 24 - 0,80

№ 12-18, 29, 30 - 0,70

для элемента, сечение которого по высоте состоит из двух видов бетона, а также прямоугольного и таврового сечений, выполненных из одного вида бетона, если температура бетона наиболее нагретой грани превышает 400 °С, сечение разбивается по высоте на две чести (черт. 1, а);

для элемента, сечение которого по высоте состоит из трех видов бетона или двутаврового сечения, выполненного из одного вида бетона, если температуре бетона наиболее нагретой грани превышает 400° С, сечение разбивается на три части (черт. 1, б).

При расчете по образованию трещин определение напряжении от воздействия температуры производится разбивкой сечения не менее чем на четыре части независимо от температуры бетона (черт. 1, в).

В прямоугольном сечении элемента, выполненном из одного вида бетона, когда сечение по высоте разбивается на две части, линия раздела должна проходить по бетону, имеющему температуру, ревную 400 °С. В двутавровых и тавровых сечениях элементов, выполненных из одного вида бетона, линия раздела должна проходить по границе между ребром и полкой. В элементе, сечение которого по высоте состоит из различных видов бетонов, линия раздела должна проходить по граница бетонов.

Во всех случаях расчета арматура рассматривается как самостоятельная часть сечения.

Приведенная площадь A_red,i i-той части сечения, на которые разбивается все сечение элемента, определяется по формуле

(2)

где А_i - площадь i-той части сечения;

j_b₁, b_bi и - коэффициенты, принимаемые в зависимости от состава и температуры бетона в центре тяжести площади i-той части сечения, как в формуле (1).

Для элементов, состоящих по высоте из двух и более видов бетона, приведенная площадь A_red,i i-той части сечения, на которые разбивается все сечение элемента, определяется по формуле (2). Если сечение элемента состоит из разных видов бетона, то в этой формуле правая часть умножается на отношение модуля упругости каждого вида бетона в нагретом состоянии к модулю упругости бетона, к которому приводится все сечение E_b.

При расчете без использования ЭВМ коэффициенты b_bi и допускается определять в зависимости от средней температуры бетона i-той части сечения.

Черт. 1. Схемы разбивки на части высоты прямоугольного, таврового

и двутаврового сечений элементов

а - на 2 части; б - на 3 части; в - на 4 части; t₁, t₂... t_i- наибольшая

температура 1-, 2-, ... i-той части сечения;

ц.т. - центр тяжести сечения

Площадь ненапрягаемой нагретой растянутой A_s и сжатой A’_s арматуры приводится к ненагретому, более прочному бетону:

(3)

(4)

где A_s,red, A’_s,red - соответственно приведенная площадь растянутой и сжатой арматуры;

Е_s - модуль упругости арматуры, принимаемый для основных видов по табл. 29 СНиП 2.03.01-84 и жаростойкой - по табл. 18;

b_s - коэффициент, принимаемый в зависимости от температуры арматуры по табл. 20.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения у до наименее нагретой грани определяют по формуле

(5)

Площадь приведенного сечения элемента A_red находят по формуле

(6)

Статический момент площадей приведенного сечения элемента S_red относительно грани, растянутой внешней нагрузкой и воздействием температуры, определяют по формуле

(7)

где y_i - расстояние от центра тяжести i-той части сечения бетона до наименее нагретой грани элемента, принимаемое равным

(8)

h_i - высота i-той части сечения.

Здесь

(9)

При расчете без использования ЭВМ допускается принимать

(10)

Момент инерции приведенного сечения элемента I_red относительно его центра тяжести определяют по формуле

(11)

где I_red,i - момент инерции i-той части сечения бетона, определяемый по формуле

(12)

y_bi - расстояние от центра тяжести i-той части сечения бетона до центра тяжести всего приведенного сечения, определяемое по формулам:

(13)

(14)

(15)

1.16. Расчет прогибов элементов железобетонных конструкций должен производиться по требованиям СНиП 2.03.01-84. Кроме прогиба от нагрузки должен учитываться прогиб от неравномерного нагрева бетона по высоте сечения элемента по указаниям пп. 4.14 - 4.16.

Расчет прогибов должен производиться при:

ограничении технологическими или конструктивными требованиями с учетом прогиба от кратковременного и длительного нагрева;

ограничении эстетическими требованиями с учетом прогиба от длительного нагрева.

Прогибы от нагрузки и воздействия температуры не должны превышать предельно допустимых величин, указанных в СНиП 2.03.01-84.

При этом коэффициент надежности по температуре по указаниям п. 1.27 принимают равным единице.

Предельно допустимые деформации от воздействия температуры в элементах конструкций, в которых требуется их ограничение при нагревании и охлаждении, должны устанавливаться нормативными документами по проектированию соответствующих конструкций, а при их отсутствии должны указываться в задании на проектирование.

1.17. Расстояния между температурно-усадочными швами в бетонных и железобетонных конструкциях из обычного и жаростойкого бетонов должны устанавливаться расчетом. Указанный расчет допускается не выполнять для конструкций из обычного и жаростойкого бетонов, если принятое расстояние между температурно-усадочными швами не превышает величин, указанных в табл. 4, в которой наибольшие расстояния между температурно-усадочными швами даны для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой и с предварительно напряженной арматурой, к конструкциям которых предъявляются требования 3-й категории трещиностойкости, при расчетной зимней температуре наружного воздуха минус 40 °С, относительной влажности воздуха 60 % и выше и высоте колонн 3 м.

Таблица 4

Конструкции	Наибольшие расстояния между температурно-усадочными швами, м, допускаемые без расчете для конструкций, находящихся
	внутри отапливаемых зданий или в грунте	внутри неотапливаемых зданий	на наружном воздухе
1. Бетонные: а) сборные	40	35	30
б) монолитные при конструктивном армировании	30	25	20
в) монолитные без конструктивного армирования	20	15	10
2. Железобетонные а) сборные и сборно-каркасные одноэтажные	72	60	48
б) сборные и сборно-каркасные многоэтажные	60	50	40
в) сборно-блочные, сборно-панельные	55	45	35
г) сборно-монолитные и монолитные каркасные	50	40	30
д) сборно-монолитные и монолитные сплошные	40	30	25

Примечания: 1. Для железобетонных конструкций (поз. 2), расчетная температура внутри которых не превышает 50 °С, расстояния между температурно-усадочными швами при расчетной зимней температуре наружного воздуха минус 30, 20, 10 и 1 °С увеличивают соответственно на 10, 20, 40 и 60 % и при влажности наружного воздуха в наиболее жаркий месяц года ниже 40, 20 и 10 % - уменьшают соответственно на 20, 40 и 60 %. Для промежуточных значений температуры и влажности наружного воздуха указанные выше увеличения и уменьшения расстояний между температурно-усадочными швами определяют по интерполяции.

2. Для железобетонных каркасных зданий (поз. 2 а, б, г) расстояния между температурно-усадочными швами увеличивают при высоте колонн 5 м - на 20 %, 7 м - на 60 % и 9 м - на 100 %. Для промежуточных значений высот увеличение расстояний между температурно-усадочными швами определяют по интерполяции. Высоту колонн определяют: для одноэтажных зданий - от верха фундамента до низа подкрановых балок, а при их отсутствии - до низа ферм или балок покрытия; для многоэтажных зданий - от верха фундамента до низа балок первого этажа.

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

250 ................... 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

Фактор, вызывающий дополнительные потери предварительного напряжения в арматуре при ее нагреве	Величина дополни тельных потерь предварительного напряжения, МПа
Усадка бетона обычного состава № 1 и жаростойкого составов № 2, 3, 6, 7, 10 и 11 по табл. 9 при нагреве: кратковременном	40
длительном постоянном	80
длительном циклическом	60
Ползучесть бетона обычного состава № 1 и жаростойкого составов № 2, 3, 6, 7, 10 и 11 по табл. 9: естественной влажности при нагреве: кратковременном	10 s_bp
длительном постоянном	15 s_bp
длительном циклическом	18 s_bp
сухого при нагреве: кратковременном	4 s_bp
длительном постоянном	6 s_bp
длительном циклическом	8 s_bp
Релаксация напряжений арматуры: проволочной классов В-II, Вр-II и К-7, К-19	0,0012 Dt_s s_sp
стержневой классов А-IV, А-V, А-VI, Ат-IV, Ат-V, Ат-VI	0,001 Dt_s s_sp
Разность деформаций бетона и арматуры от воздействия температуры	(a_st- a_bt) Dt_sE_sb_s

Обозначения, принятые в табл. 5:

Dt_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. 29 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_b₁ - температура бетона менее и более нагретой грани сечения, определяемая теплотехническим расчетом по указаниям пп. 1.34 -1.40;

a_bt и a_bt₁ - 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_csiи 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_cs₁ - коэффициенты, принимаемые по табл. 15 в зависимости от температуры бетона менее и более нагретой грани сечения;

g_t, t_b, t_b₁ - 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 (18);

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;

В₁ - 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

Коэффициенты теплоотдачи

Температура наружной поверхности и воздуха, °С

Вт/(м²Ч °С)

0

50

100

200

300

400

500

700

900

1100

1200

a_е

8

12

14

20

26

-

-

-

-

-

-

a_i

-

12

12

12

14

18

23

47

82

140

175

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/(м²Ч°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, м²Ч°С/Вт:

0,140 .......... при 50 °С

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

0,035 ..........   " 300 "

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

Для промежуточных температур термическое сопротивление воздушной прослойки принимается по интерполяции.

Таблица 7

Номера составов бетона по табл. 9

Коэффициент теплопроводности l, Вт/(м Ч°С) обычного

и жаростойкого батонов в сухом состоянии при средней

температуре бетона в сечении элемента, °С

50

100

300

500

700

900

1

1,51

1,37

1,09

-

-

-

20

2,68

2,43

1,94

1,39

1,22

1,19

21

1,49

1,35

1,37

1,47

1,57

1,63

2, 3, 6, 7, 13

1,51

1,37

1,39

1,51

1,62

-

10, 11

0,93

0,89

0,84

0,87

0,93

1,05

14, 15, 16, 17, 18

0,99

0,95

0,93

1,01

1,04

1,28

19

0,87

0,83

0,78

0,81

0,87

0,99

4, 5, 8, 9

0,81

0,75

0,63

0,67

0,70

-

12

0,93

0,88

0,81

0,90

-

-

23

0,37

0,43

0,39

0,45

0,46

0,52

0,52

0,58

0,58

0,64

-

29

0,44

0,60

0,46

0,52

0,52

0,58

0,58

0,64

0,64

0,70

0,70

0,76

24

0,27

0,38

0,29

0,41

0,34

0,45

0,40

0,50

0,45

0,55

0,51

0,59

30

0,31

0,44

0,34

0,46

0,37

0,51

0,43

0,56

0,49

0,60

-

26, 28

0,21

0,23

0,28

0,33

0,37

0,42

22, 25, 27,

0,29

0,31

0,36

0,42

0,48

0,53

31, 32, 36

33

0,21

0,22

0,25

0,29

0,33

0,37

34, 35, 37

0,24

0,27

0,31

0,37

0,43

0,49

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 - скачать

1.37. При расчете распределения температуры по толщине конструкции необходимо учитывать различие площадей теплоотдающей и тепловоспринимающей поверхностей:

при круговом очертании, если толщина стенки более 0,1 наружного диаметра;

при квадратном или прямоугольном очертании, если толщина стенки более 0,1 длины большей стороны;

при произвольном очертании, если разница в площадях теплоотдающей и тепловоспринимающей поверхностей более 10 %.

1.38. В ребристых конструкциях, когда наружные поверхности бетонных ребер и тепловой изоляции совпадают, расчет температуры в бетоне должен производиться по сечению ребра. Если бетонные ребра выступают за наружную поверхность тепловой изоляции, расчет температуры в бетоне ребра должен выполняться по методам расчета температурных полей или по соответствующим нормативным документам.

1.39. Температура бетона в сечениях конструкций от нагрева при эксплуатации должна определяться теплотехническим расчетом установившегося теплового потока при заданной по проекту расчетной температуре рабочего пространства или воздуха производственного помещения.

Для конструкций, находящихся на наружном воздухе, наибольшие температуры нагрева бетона и арматуры определяются по расчетной летней температуре наружного воздуха, принимаемой по средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца в районе строительства по СНиП 2.01.01-82. Вычисленные температуры не должны превышать предельно допустимые температуры применения бетона по ГОСТ 20910- 82 и арматуры по табл. 17.

1.40. При расчете статически неопределимых конструкций, работающих в условиях воздействия температур, теплотехнический расчет должен производиться на расчетную температуру рабочего пространства и на температуру, вызывающую наибольшие усилия, определяемые по указаниям п. 1.10.

При расчете наибольших усилий от воздействия температуры в конструкциях, находящихся на наружном воздухе, температуру бетона и арматуры вычисляют по расчетной зимней температуре наружного воздуха, принимаемой по температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01-82.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ

И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

БЕТОН

2.1. Дли бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур, следует предусматривать:

обычный бетон - конструкционный тяжелый бетон средней плотности свыше 2200 до 2500 кг/м³ включительно по ГОСТ 25192-82;

жаростойкий бетон конструкционный и теплоизоляционный плотной структуры средней плотности 900 кг/м³ и более по ГОСТ 20910-82, составы которых приведены в табл. 9.

Жаростойкий бетон средней плотности до 1100 кг/м³ включительно следует предусматривать преимущественно для ненесущих ограждающих конструкций и в качестве теплоизоляционных материалов.

Жаростойкий бетон средней плотности более 1100 кг/м³ надлежит предусматривать для несущих конструкций.

2.2. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур в зависимости от их назначения и условий работы, должны устанавливаться показатели качества бетона, основными из которых являются:

а) класс бетона по прочности на сжатие В;

б) класс обычного бетона по прочности на осевое растяжение В_t (назначается в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение и контролируется на производстве);

в) класс жаростойкого бетона по предельно допустимой температуре применения согласно ГОСТ 20910-82 (должен указываться в проекте во всех случаях);

г) марка жаростойкого бетона по термической стойкости в водных Т₁ и воздушных Т₂ теплосменах (должна назначаться для конструкций, к которым предъявляются требования по термической стойкости);

д) марка по водонепроницаемости W (должна назначаться для конструкций, к которым предъявляются требования по ограничению водопроницаемости);

е) марка по морозостойкости F (должна назначаться для конструкций, которые в период строительства или при остановке теплового агрегата могут подвергаться эпизодическому воздействию температуры ниже 0 °С);

ж) марка по средней плотности D (назначается для конструкций, к которым кроме конструктивных предъявляются требования теплоизоляции и контролируется при их изготовлении).

2.3. Для бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях систематического воздействия повышенных и высоких температур, предусматривают батоны:

а) классов по прочности на сжатие:

обычный бетон (состав № 1 по табл. 9) - по СНиП 2.03.01-84 до В50 включ.;

жаростойкий бетон (составов по табл. 9):

№ 2, 3, 6, 7 - В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40;

№ 10, 11, 21 - В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30 и В35;

№ 19, 20 - В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30;

№ 12, 13, 14, 15 - В2; В2,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20;

№ 4, 5, 8, 9, 16, 17, 18, 23, 29 - В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15;

№ 24, 27, 30 - В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10;

№ 22, 24, 30, 32, 35, 36, 37 - В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5;

№ 25, 28, 31, 32, 34 - В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5;

№ 26, 33 - В1; В1,5; В2; В2,5;

б) обычный бетон классов по прочности на осевое растяжение: (состав № 1 по табл. 9) - В_t0,8; В_t1,2; В_t1,6; В_t2; В_t2,4;

в) жаростойкий бетон марок по термической стойкости в водных теплосменах (составов № 2 - 21, 23 и 29 по табл. 9) - Т₁5; Т₁10; Т₁15 и Т₁25;

в воздушных теплосменах (составов № 22, 24, 27, 30, 32, 35-37 по табл. 9) - Т₂10; Т₂15; Т₂20 и Т₂25.

Для бетона других составов марка по термической стойкости в водных и воздушных теплосменах не нормируется;

г) марок по водонепроницаемости:

обычный бетон (состав № 1) и жаростойкий бетон (составов № 2-21, 23 и 29 по табл. 9) - W2, W4, W6 и W8.

Для бетона других составов марка по водонепроницаемости не нормируется;

д) марок по морозостойкости:

обычный бетон (состав № 1) и жаростойкий бетой (составов № 2-21, 23 и 29 по табл. 9) - F15, F25, F35, F50 и F75.

Для бетона других составов марка по морозостойкости не нормируется;

е) жаростойкий бетон марок по средней плотности (составов по табл. 9):

№ 4 и 8                        - D1800;

№ 23 и 29                     - D1700, D1600, D1500;

№ 24, 30                       - D1400, D1300, D1200;

№ 22, 24, 26, 28,           - D1100;

     30, 32, 33 и 36

№ 25, 27, 32, 34,           - D1000;

     35 и 37

№ 31 и 32                     - D900.

Для бетона других составов марка по средней плотности не нормируется.

Возраст бетона, отвечающий его классу и марке, назначается при проектировании исходя из реальных сроков фактического загружения проектными нагрузками и нагрева конструкции, способов их возведения и условий твердения. При отсутствии этих данных класс и марка бетона устанавливаются в возрасте 28 сут.

Значение отпускной прочности бетона в элементах сборных конструкций, выполненных из обычного тяжелого бетона, устанавливается по ГОСТ 13015.0-83 и жаростойкого бетона по ГОСТ 23521-79.

2.4. Для бетонных и железобетонных конструкций. предназначенных для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур, необходимо предусматривать характеристики бетона с учетом следующих требований:

а) для железобетонных конструкций из обычного бетона, работающих в условиях воздействия повышенных температур, класс бетона по прочности на сжатие и на осевое растяжение следует принимать по СНиП 2.03.01-84.

Для железобетонных конструкций из жаростойкого бетона, работающих в условиях воздействия высоких температур, рекомендуется принимать класс бетона по прочности на сжатие:

для сборных несущих элементов ...        не ниже В7,5

для монолитных конструкций при

постоянном нагреве, °С (см. п. 1.3):

до 500 ........................................                  не ниже В5

св. 500 .......................................         „     В7,5

при ударных и истирающих воздей-

ствиях, а также при циклическом

нагреве, °С: до

до 500 .......................................   не ниже В7,5

св. 500.......................................         „           В10

Для предварительно напряженных железобетонных конструкций из обычного и жаростойкого бетонов, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур, класс бетона по прочности на сжатие должен приниматься в зависимости от вида и класса напрягаемой арматуры, ее диаметра и наличия анкерных устройств по СНиП 2.03.01-84;

б) для бетонных и железобетонных конструкций, работающих в условиях воздействия высоких температур:

жаростойкие батоны (состава № 2-21, 23 и 29 по табл. 9) должны иметь марку по термической стойкости в водных теплосменах, не менее, при нагреве:

постоянном .................................   Т₁5

циклическом ...............................   Т₁15

циклическом с резким охлажде-

нием воздухом или водой .........   Т₁25

жаростойкие бетоны (состава № 22, 24, 27, 30, 32, 35-37 по табл. 9) должны иметь марку по термической стойкости в воздушных теплосменах, не менее, при нагреве:

постоянном ..............................     Т₂10

циклическом ............................      Т₂20

в) для железобетонных конструкций из обычного (состав № 1) и жаростойкого бетона (составов № 2-21, 23 и 29 по табл. 9) марки по водонепроницаемости должны быть, не менее, для:

фундаментов, боровов и других со-

оружений, находящихся под землей

ниже уровня грунтовых вод .............            W4

тепловых агрегатов и других со-

оружений, находящихся над землей

и подвергающихся атмосферным

осадкам .............................................          W8

г) для бетонных и железобетонных конструкций, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур, которые в период строительства или при остановке теплового агрегата могут подвергаться эпизодическому воздействию температуры ниже 0 °С в условиях воздушно-влажного состояния, обычный бетон (состава № 1) и жаростойкий (составов № 2, 3, 6, 7, 13, 20 и 21 по табл. 9) должны иметь марку по морозостойкости согласно СНиП 2.03.01-84.

д) требования к конструкциям и изделиям из жаростойкого бетона, предназначенным для эксплуатации в условиях воздействия агрессивной

Таблица 9 - скачать

1 часть

1 часть

Деловые объявления