как определяется степень ответственности зданий и сооружений

Степень ответственности зданий и сооружений определяется разме­ром материального и социального ущерба, возникающего в случае достижения ими предельного состояния. При проектировании это учитывают путём введения в расчёт коэффициента надёжности по назначению , значение которого зависит от класса ответственно­сти здания или сооружения. На коэффициент надо умножать расчётные значения нагрузок, усилий или иных воздействий.

СНиП 2.01.07-85* установлено три класса ответственности для зданий и сооружений:

- Класс I, = 1,0 и более; к этому классу относятся главные корпуса ТЭС, АЭС, телевизионные башни, промышленные трубы высо­той более 200 м, резервуары для нефти и нефтепродуктов вме­стимостью свыше 10 тыс. м³, крытые спортивные сооружения с трибунами, здания театров, кинотеатров, цирков, крытых рын­ков, учебных заведений, детских дошкольных учреждений, боль­ниц, родильных домов, музеев, государственных архивов и т. п.;

Класс II, = 0,95; к этому классу относятся здания и со­оружения объектов, имеющих важное народнохозяйственное и (или) социальное значение (объекты промышленного, сельско­хозяйственного, жилищно-гражданского назначения и связи, не вошедшие в I и III классы);

Класс III, = 0,9; к этому классу относятся здания и сооруже­ния, имеющие ограниченное народнохозяйственное и (или) со­циальное значение: склады без процессов сортировки и упаков­ки для хранения сельскохозяйственных продуктов, удобрений, химикатов, угля, торфа и др., теплицы, парники, одноэтажные жилые дома и т. п.

37 что такое нормативные и расчетные сопротивления бетона

Нормативные сопротивления арматуры устанавливают с учетом статистической изменчивости прочности и принимают равными наименьшему контролируемому значению: для стержневой арматуры — физического предела текучести или условного предела текучести, для проволочной арматуры — условного предела текучести. Нормами установлена доверительная вероятность нормативного сопротивления арматуры 0,95.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению для расчета по первой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по арматуре

Расчетные сопротивления арматуры сжатию Rsc, используемые в расчете конструкций по первой группе предельных состояний, при сцеплении арматуры с бетоном принимают равными соответствующим расчетным сопротивлениям арматуры растяжению Rs, но не более 400 МПа (исходя из предельной сжимаемости бетона).

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления арматуры снижаются или в отдельных случаях повышаются умножением на соответствующие коэффициенты условий работы, учитывающие возможность неполного использования ее прочностных характеристик в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки, наличием загибов, характером диаграммы растяжения стали, изменением ее свойств в зависимости от условий работы конструкции и т. п.

При расчете элементов на действие поперечной силы расчетные сопротивления поперечной арматуры снижают введением коэффициента условий работы, учитывающего неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине наклонного сечения. Кроме того, для сварной поперечной арматуры из проволоки классов Вр-I и стержневой арматуры класса A-III введен коэффициент, учитывающий возможность хрупкого разрушения сварного соединения хомутов.

Кроме того, расчетные сопротивления Rs, Rsc и Rsw следует умножать на коэффициенты условий работы: Vs3, Ys4 — при многократном приложении нагрузки.

Расчетные сопротивления арматуры для расчета по второй группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по арматуре, т.е. принимают равными нормативным значениям и вводят в расчет с коэффициентом условий работы арматуры.

38 что такое нормативные и расчетные сопротивления арматуры

Нормативные сопротивления арматуры R_sn устанавливают с учетом статистической изменчивости прочности и принимают равными наименьшим контролируемым значениям предела текучести, физического или условного (равного значению напряжений, соответствующих остаточному относительному удлинению 0,2%). Доверительная вероятность нормативного сопротивления арматуры – 0,95.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по материалу:

где - коэффициент надежности по арматуре, зависящий от класса арматуры.

Расчетные сопротивления арматуры сжатию при наличии сцепления арматуры с бетоном:, но не более 400 МПа.

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления арматуры в отдельных случаях уменьшают или увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условия работы арматуры γ_si, которые учитывают возможность неполного использования прочностных характеристик арматуры в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки и т.д.

При расчете элементов на действие поперечной силы расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры снижают введением коэффициента условий работы в связи с неравномерным нагружением поперечных стержней

39 как развиваются трещины в растянутых зонах бетона

В железобетонных элементах трещины могут быть вызваны условиями твердения и усадки бетона, предва­
рительным обжатием при изготовлении, перенапряжени­ем материалов при эксплуатации —■ перегрузкой, осад­кой опор, изменением температуры и т. п. Трещины от перенапряжения чаще всего появляются в растянутых зонах, реже в сжатых. Трещины в растянутых зонах эле­ментов, не заметные на глаз, появляются под нагрузкой даже в безукоризненно выполненных железобетонных конструкциях. Образование их вызывается малой растя­жимостью бетона, не способного следовать за значитель­ными удлинениями арматуры при высоких рабочих на­пряжениях. В предварительно напряженных конструкциях трещины появляются при сравнительно больших зна­чениях нёгрузки. Опыт эксплуатации железобетонных конструкций зданий и сооружений показывает, что при ограниченной ширине раскрытия эти трещины не опасны, и не нарушают общей монолитности железобетона.

Арматура в бетоне растянутой зоны элемента не­сколько сглаживает отрицательное влияние неоднород­ности структуры и нарушений сплошности бетона, одна­ко при обычном содержании арматуры предельная рас­тяжимость армированного бетона лишь незначительно превышает предельную растяжимость неармированного бетона.

Трещины в сжатых зонах обыкновенно указывают на несоответствие размеров сечения усилиям сжатия, они опасны для прочности конструкции.

В процессе развития трещин в растянутых зонах бе­тона различают три этапа: 1) возникновение трещин, ко­гда они могут быть еще невидимыми; 2) образование трещин, когда они становятся видимыми невооружен­ным глазом, и 3) раскрытие трещин до предельно воз­можной величины. Можно считать, что в элементах с обычным содержанием арматуры образование трещин совпадает с их возникновением, поэтому рассматривают два этапа: 1) образование трещин и 2) раскрытие тре­щин.

40 какие требования предъявляются к трещиностойкости железобетонных конструкций

Трещнностойкостью железобетонной конструкции на­зывают ее сопротивление образованию трещин в стадии I напряженно-деформированного состояния или сопро­тивление раскрытию трещин в стадии II напряженно- деформированного состояния.

К трещиностойкости железобетонной конструкции или ее частей предъявляются при расчете различные требования в зависимости от вида применяемой армату­ры. Эти требования относятся к нормальным и наклон­ным к продольной оси элемента трещинам и подразде­ляются на три категории:

Первая категория — не допускается образование тре­щин;

Вторая категория — допускается ограниченное по ши­рине непродолжительное раскрытие трещин при условии их последующего надежного закрытия (зажатия);

Третья категория — допускается ограниченное по ши­рине - непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин.

Непродолжительным считается раскрытие трещин при действии постоянных, длительных и кратковремен­ных нагрузок; продолжительным считается раскрытие трещин при действии только постоянных и длительных нагрузок. Предельная ширина раскрытия трещин (Оса — непродолжительная и асгс2 продолжительная), при которой обеспечиваются нормальная эксплуатация зданий, коррозионная стойкость арматуры и долговеч­ность конструкции, в зависимости от категории требова­ний по трещиностойкости не должна превышать 0,05— 0,4 мм (табл. II.2).

Предварительно напряженные элементы, находящие­ся под давлением жидкости или газов (резервуары, на­порные трубы и т. п.), при полностью растянутом сече­нии со стержневой или проволочной арматурой, а также при частично сжатом сечении с проволочной арматурой диаметром 3 мм и менее должны отвечать требованиям первой категории. Другие предварительно напряженные элементы в зависимости от условий работы конструкции и вида арматуры должны отвечать требованиям второй или третьей категории

Эти требования по трещиностойкости должны удо­влетворяться и при расчете элементов на усилия, возни­кающие при транспортировании и монтаже.

Порядок учета нагрузок при расчете по трещиностой­кости зависит от категории требований по трещиностой­кости: при требованиях первой категории расчет ведут по расчетным нагрузкам с коэффициентом надежности по нагрузке Y/>1 (как при расчете на прочность); при требованиях второй и третьей категорий расчет ведут на действие нагрузок с коэффициентом у/— 1. Расчет по образованию трещин для выяснения необходимости про­верки по кратковременному раскрытию трещин при тре­бованиях второй категории выполняют на действие рас­четных нагрузок с коэффициентом 1; расчет по об­разованию трещин для выяснения необходимости проверки по раскрытию трещин при требованиях треть­ей категории выполняют иа действие нагрузок с коэффи­циентом ff— 1. В расчете по трещиностойкости учиты­вают совместное действие всех нагрузок, кроме особых. Особые нагрузки учитывают в расчете по образованию трещин в тех случаях, когда трещины приводят к ката­строфическому положению. Расчет по закрытию трещин при требованиях второй категории производят на дейст­вие постоянных и длительных нагрузок с коэффициен­том у/=1. Порядок учета нагрузок приведен в табл. II.3.