Проектиране на масивни конструкции за хидротехнически съоръжения
Публ. – БСА, бр. 1 от 1989 г., изм. със Заповед № РД-02-14-52 от 24.02.1992 г.
Глава първа.
ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ
Чл. 1. (1) Тези норми трябва да се спазват при проектиране на носещи бетонни и стоманобетонни конструкции за хидротехнически съоръжения, които се намират постоянно или периодично под въздействието на водна среда.
(2) Елементите на бетонни и стоманобетонни конструкции за хидротехнически съоръжения, които не са подложени на въздействието на водна среда, трябва да се проектират в съответствие с изискванията на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
(3) Бетонните и стоманобетонните конструкции на мостове, транспортни тунели и пътни и железопътни водостоци, разположени под насипи, трябва да се проектират в съответствие с изискванията на “Норми за проектиране на мостове и водостоци”, част четвърта.
Чл. 2. При проектирането на бетонни и стоманобетонни конструкции за хидротехнически съоръжения трябва да се спазват изискванията на “Норми за проектиране на хидротехнически съоръжения. Основни положения” и нормите за проектиране на отделните видове хидротехнически съоръжения.
Чл. 3. При проектирането на бетонни и стоманобетонни конструкции за хидротехнически съоръжения освен тези норми трябва да се спазват и другите действуващи нормативни документи, регламентиращи изискванията към материалите, към особените условия за строителство в сеизмични райони и в зони с пропадъчни почви, изискванията по защита на конструкциите от корозия при наличие на агресивна среда и др.
Чл. 4. (1) При проектирането е необходимо да се предвиждат такива бетонни и стоманобетонни конструкции (монолитни, сглобяемо-монолитни, сглобяеми, в т. ч. предварително напрегнати), приложението на които осигурява индустриализация и механизация на строителните работи, намаляване на разходите на труд и материали, съкращаване на продължителността и намаляване на стойността на строителството.
(2) Елементите за сглобяеми конструкции да се предвиждат по възможност от предварително напрегнат стоманобетон, като се използуват високоякостни бетони и армировъчни стомани, а също бетон с леки добавъчни материали.
(3) Типът на конструкциите, основните размери на техните елементи, както и степента на насищане на стоманобетонните конструкции с армировка, трябва да се приемат на базата на сравнителен технико-икономически анализ на вариантите.
Чл. 5. (1) Елементите за сглобяемите конструкции трябва да отговарят на условията за механизирано изготвяне в специализирани предприятия.
(2) При сглобяемите конструкции трябва да се разглежда целесъобразността от уедряването на елементите им с вземане предвид на условията за тяхното изготвяне, транспортиране, товароподемността на монтажните механизми и машини.
Чл. 6. При монолитните конструкции трябва да се предвиждат унифицирани размери, които да позволяват прилагането на инвентарен кофраж.
Чл. 7. Конструкцията на възлите и съединенията на елементите на сглобяемите конструкции трябва да осигуряват предаването на усилията, носещата способност на самите елементи в зоната на снаждане, а също връзката на допълнително положения бетон в зоната на съединението с бетона на конструкцията.
Чл. 8. При проектиране на нови конструкции за хидротехнически съоръжения (недостатъчно утвърдили се в практиката на проектиране и строителство), при сложни условия на статическа и динамическа работа на конструкциите, когато характерът на тяхното напрегнато и деформирано състояние не може да бъде определен с необходимата достоверност по изчислителен път, следва да се провеждат експериментални изследвания.
Чл. 9. (1) За осигуряване на необходимата водонепропускливост и мразоустойчивост на конструкциите, а също за намаляване на противоналягането на водата в техните сечения трябва да се предвиждат следните мероприятия:
1. полагане на бетон със съответен клас по водонепропускливост и по мразоустойчивост от страната на напора и на външните повърхности (особено в зоните на променливо ниво на водата);
2. прилагане на специални повърхностно-активни добавки към бетона (въздуховъвличащи, пластифициращи и др.);
3. прилагане на хидроизолация и топлоизолация на външните повърхности на съоръжението;
4. напрягане на бетона откъм напорните страни и към повърхностите на съоръжението, които изпитват опън от експлоатационните натоварвания;
5. направа на дренаж от напорната страна.
(2) Изборът на мероприятията се извършва на основата на технико-икономическо сравнение на вариантните решения.
Глава втора.
МАТЕРИАЛИ
Раздел I.
БЕТОН
Чл. 10. (1) В бетонните и стоманобетонните конструкции на хидротехническите съоръжения се употребява обикновен бетон с плътност от 2200 до 2500 kg/m3 с плътна структура и плътни добавъчни материали в съответствие с БДС 7268.
(2) Употребата на бетони с леки добавъчни материали (или смес от плътни и леки добавъчни материали), както и бетони с друга плътност, се допуска след съгласуване по установения ред, ако по технико-икономически съображения е целесъобразно намаляване на собственото тегло на конструкциите.
Чл. 11. (1) При проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции на хидротехническите съоръжения, в зависимост от предназначението им и условията на работа, се предписват следните основни показатели на бетона:
1. клас по якост на натиск В (отговарящ на нормативната якост на натиск на бетона с обезпеченост q = 0,95);
а) за обикновен бетон с плътна структура и плътни добавъчни материали: В7,5; В10; В12.5; В15; В20; В25; В30; В35; предписва се за всички конструкции;
б) за леки и олекотени бетони – съгласно “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.;
2. клас по якост на осов опън Вt: Вt0,8; Вt1,2; Вt1,6; Вt2,0; Вt2,4; Bt2,8; Вt3,2; предписва се, когато тази характеристика има определящо значение и се контролира при производството;
3. клас по мразоустойчивост F: F50; F75; F100; F150 и F200; предписва се за конструкции, подложени многократно на замразяване и размразяване;
4. клас по водонепропускливост W: W0,2; W0,4; W0,6; W0,8; W1,0; W1,2.
(2) При масивни съоръжения се допуска употребата на бетони с нормативни якости на натиск, приети с обезпеченост q = 0,9.
(3) Допуска се след доказване по установения ред и употребата на междинни стойности за клас на бетона по якост на натиск и якост на осов опън, различни от предписаните в ал. (1), както и класове, по-високи от В35. Характеристиките на тези бетони се приемат по “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
Чл. 12. (1) Класът на бетона по мразоустойчивост се определя в зависимост от климатичните фактори (приети съгласно Климатичния справочник на НРБ, част III): средната месечна минимална температура през месец януари и средния брой годишно на преминаване температурата през 0°С, при отчитане на експлоатационните условия. Класът на бетона по мразоустойчивост се приема по Таблица 1. За меродавен климатичен фактор в Таблица 1 се взема този, който дава по-висок минимален клас по мразоустойчивост.
(2) Минималният клас на бетона по водонепропускливост е в зависимост от градиента на водния напор, посочен в Таблица 2, или от агресивността на водата по БДС 9075. Градиент на водния напор е отношението на най-големия воден натиск в МРа (в дадена зона или участък) към най-малката дебелина на бетона в m, предназначена да поема водния напор в дадената зона или участък. При тънкостенни конструкции (с дебелина на бетона под 10 cm) водонепропускливостта трябва да бъде с един клас по-голяма от посочената в Таблица 2.
(3) При напорни стоманобетонни конструкции, в които се допуска образуване на пукнатини и при безнапорни конструкции на морски съоръжения проектният клас на бетона по водонепропускливост не може да бъде по-нисък от W 0,4.
Таблица 1
| Климатични фактори | Минимални класове по мразоустойчивост за бетони от | ||||||
| Средна месечна минимална температура за месец януари | Среден брой дни в годината с преминаване на температурата през 0°С | група III | група IV | ||||
| за клас на съоръжението | за клас на съоръжението | ||||||
| I | II | III и IV | I | II | III и IV | ||
| по-ниска от – 10 °С | 101-125 | F100 | F75 | F50 | F200 | F150 | F100 |
| от -5 °С до -10°С | 76-100 | F75 | F50 | F35* | F150 | F100 | F75 |
| от -2,5 °С до -5 °С | 51-75 | F50 | F35* | F25* | F100 | F75 | F50 |
| по-високи от -2,5°С | под 50 | F35* | F25* | - | F75 | F50 | F35* |
* отнася се за бетони с леки добавъчни материали
Таблица 2
| Градиент на водния напор | Минимален клас на бетона по водонепропускливост | |
| Групи II и IV (по БДС 7268-83) | Групи I и III (по БДС 7268-83) | |
| до 0.1 | W 0.2 | не се нормира |
| от 0.1 до 0.5 | W 0.4 | не се нормира |
| от 0.5 до 1.0 | W 0.6 | не се нормира |
| над 1.0 | W 0.8 | не се нормира |
Чл. 13. Към бетона на конструкциите на хидротехническите съоръжения се поставят допълнителни изисквания, предписани в проектите и потвърдени от експериментални изследвания, като: гранични деформации на опън, отсъствие на вредно взаимодействие на алкалиите от цимента с добавъчните материали, устойчивост на износване от потоци вода с дънни и разтворени наноси, устойчивост срещу кавитация и химически въздействия, топлоотделяне при втвърдяване на бетона.
Чл. 14. (1) Класовете по якост на натиск, якост на осов опън и водонепропускливост се приемат по правило, както следва:
1. за конструкции на речни хидротехнически съоръжения – за възраст на бетона 180 дни;
2. за сглобяеми и монолитни конструкции на морски съоръжения и речни пристанищни съоръжения – за възраст на бетона 28 дни.
(2) Класът на бетона по мразоустойчивост се приема за възраст на бетона 28 дни, а за масивни конструкции, изграждани с топли кофражи – за възраст на бетона 60 дни.
(3) Проектните класове на бетона могат да се отнесат и за друга възраст, предписана от проектанта, ако са известни сроковете за фактическото натоварване на конструкциите, начините на тяхното изпълнение, условията на втвърдяване на бетона и видът на използувания цимент.
(4) За елементите на сглобяемите конструкции транспортната и монтажната якост на натиск на бетона се приема по изчисление, но не може да бъде по-ниска от 70% от якостта на приетия клас на бетона по якост на натиск.
Чл. 15. Класът на бетона по якост на натиск за елементи от обикновен бетон, които се изчисляват на многократно повтарящи се натоварвания, както и за натиснати елементи на прътови конструкции (брегови естакади на пилоти, кухи пилоти и др. п.) не трябва да бъде по-нисък от В 15.
Чл. 16. Класът на бетона по якост на натиск за предварително напрегнати конструкции се приема, както следва:
1. не по-нисък от В15 за конструкции с прътова армировка;
2. не по-нисък от В20 за конструкции с армировка от телове със закотвящи приспособления, а също и от телове без закотвящи приспособления при диаметър на тела до 5 mm включително;
3. не по-нисък от В30 за конструкции с армировка от телове с d і 6 mm и въжета, за предварително напрегнати елементи, които се полагат в почвата чрез набиване или вибриране.
Чл. 17. За замонолитване на съединенията на елементите на сглобяемите конструкции, които при експлоатацията могат да бъдат подложени на отрицателни температури или на въздействието на агресивни води, се прилагат бетони с проектни класове по мразоустойчивост и водонепропускливост, не по-ниски от тези, приети за бетона на съединяваните елементи.
Чл. 18. За подобряване на свойствата на бетона следва да се употребяват повърхностно-активни добавки и активни минерални добавки, които трябва да отговарят на изискванията на съответните нормативни документи.
Чл. 19. (1) Нормативните и изчислителните съпротивления на бетона се приемат по Таблица 3.
(2) При междинни класове на бетона нормативните и изчислителните съпротивления се приемат чрез интерполация на дадените в Таблица 3 стойности.
Таблица 3
Чл. 20. (1) Коефициентите за условия на работа за бетона gb се приемат по Таблица 4.
(2) Когато няколко фактора действуват едновременно, в изчисленията се въвежда произведението от съответните коефициенти за условия на работа на бетона; това произведение не може да бъде по-малко от 0,45.
Чл. 21. (1) Изчислителните съпротивления на бетона при изчисляване на стоманобетонни конструкции на умора се получават чрез умножаването на съответните съпротивления на бетона Rb и Rbt с коефициента за условия на работа на бетона gb2 по Таблица 4а.
(2) Коефициентът gb2 за бетони, чийто клас е определен за възраст 28 дни, се приема по Таблица 18 на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
(3) Коефициентът rb се определя по формулата
rb = sb,min/sb,max (1)b
където sb,min и sb,max са съответно най-малкото и най-голямото напрежение на бетона при цикличното натоварване.
Чл. 22. (1) Нормативното съпротивление на бетона при всестранен натиск Rba в МРа се определя по формулата
Rba = Rb + d.(1 -a1).s1 (2)
където d е коефициент, който се определя чрез експериментални изследвания; за бетони с класове по якост на натиск В15, В20 и В25, ако експериментални данни няма, коефициентът d може да се определя по формулата:
a1 – най-малкото по абсолютна стойност главно напрежение в МРа;
a2 – коефициент на ефективната порьозност, който за съоръжения от I и II клас се определя експериментално; при липса на експериментални данни коефициентът може да се приеме 0,7 при a1 < 0,4 Rb и 0,5 при a1 > 0,4 Rb.
Чл. 23. (1) Началният модул на еластичност на бетона на масивните конструкции при натиск и опън Еb се приема по Таблица 5.
Таблица 4
Таблица 4а
(2) При изчисляване на якост и по деформации на тънкостенни прътови елементи и плочи модулът на еластичност на бетона трябва да се приема по Таблица 5 като за бетон с максимално зърно на едрия добавъчен материал 40 mm и консистенция над 8 cm.
(3) Модулът на еластичност на бетони, подложени на ускорено втвърдяване с топлинна обработка или автоклавиране, се приема по “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
Чл. 24. (1) Началният коефициент за напречна деформация на бетона n (коефициент на Пуасон) се приема 0,15 за масивни конструкции и 0,20 за прътови конструкции и плочи.
(2) Модулът на хлъзгане G се приема равен на 0,4 от съответната стойност на Eb.
Таблица 5
Чл. 25. Плътността на обикновения бетон при липса на опитни данни може да се приема равна на 2,3-2,5 t/m3.
Раздел II.
АРМИРОВКА
Чл. 26. (1) За армиране на стоманобетонните конструкции на хидротехническите съоръжения трябва да се използуват следните видове армировъчни стомани, които отговарят на изискванията на съответните стандартизационни документи:
1. горещовалцувани – гладка, клас А-I и с периодичен профил, класове АII, А-III и А-IV;
2. студеноизтеглени телове – гладък, клас В-I и с периодичен профил, клас Вр-I;
3. високоякостни – гладък тел, клас В-II, тел с периодичен профил, клас Вр-II и армировъчни въжета, клас В-7.
(2) За пристанищни и транспортни съоръжения се използуват армировъчни стомани според предписанията на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни мостове и водостоци” – 1988 г.
(3) За монтажни куки на бетонните и на стоманобетонните елементи за сглобяеми конструкции и за вбетонирвани части се използуват стомани, предписани в “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
(4) Допуска се използуването на други видове и класове стомани, ако приложението им е съгласувано по съответния ред.
Чл. 27. (1) Нормативните и изчислителните съпротивления на обикновената (ненапрягаща) армировка са дадени в Таблица 6.
Таблица 6
(2) При изчисляване на армировката за главни опънни напрежения (гредостени, къси конзоли и др.) изчислителните съпротивления се приемат както за надлъжната армировка.
(3) Нормативните и изчислителните съпротивления на напрягащата армировка се приемат по “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
(4) При липса на сцепление между армировката и бетона изчислителните съпротивления на натиск Rsc се приемат равни на нула.
Чл. 28. (1) Коефициентите за условия на работа се приемат:
1. за обикновена армировка при изчисляване на умора – gs1 – определя се по формула 5;
2. за стоманобетонни елементи – gs2 = 1,1;
3. за стоманостоманобетонни открити и подземни конструкции -gs3 = 0,9;
4. за напрягаща армировка – според изискванията на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
(2) Коефициентът за условия на работа на армировката при изчисляване за гранични състояния от втора група се приема равен на единица.
Чл. 29. (1) Изчислителното съпротивление на обикновената армировка R’s при изчисляване на умора се определя по формулата
R’s = gs1Rs (4)
където gs1 е коефициент за условия на работа; определя се по формулата
където h0 е коефициент за класа на армировката; приема се по Таблица 7;
hs – коефициент за диаметъра на прътите; приема се по Таблица 8;
hc – коефициент за различни типове заварени съединения; приема се по Таблица 9;
rs = ss,min/ss,max – коефициент на асиметрия на цикъла; ss,min и ss,max са съответно най-малкото и най-голямото напрежение в опънната армировка.
(2) Изчислителните съпротивления на напрягащата армировка R’s при изчисляване на умора се определят по “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
(3) Не се изчислява на умора опънната армировка, за която изчисленият по формула 5 коефициент gs1 е по-голям от единица.
Чл. 30. Модулът на еластичност на армировката Еs, се приема по Таблица 10.
Чл. 31. При изчисляване на стоманобетонните конструкции на умора нееластичните деформации на бетона в натисковата зона се отчитат чрез намаляване на модула му на еластичност, като коефициентите за привеждане на армировката към бетона a’ се приемат по Таблица 11.
Таблица 7
Таблица 8
* За междинни диаметри стойностите на коефициента се определят чрез линейна интерполация
Таблица 9
Таблица 10
Таблица 11
Глава трета.
КОНСТРУКТИВНИ ИЗИСКВАНИЯ
Раздел I.
ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ
Чл. 32. При проектирането на конструкции, които са подложени на температурни и влажностни въздействия, необходимо е да се предвидят следните конструктивни и технологични решения:
1. конструктивни решения:
а) избор на най-подходящи конструкции в зависимост от дадените природни условия;
б) разделяне на конструкциите с постоянни и временни температурно съсъхвателни фуги;
в) поставяне на топлоизолация на външните бетонни повърхности;
г) използуване на предварително напрягане (за тънкостенни конструкции);
2. технологични решения:
а)понижаване на топлоотделянето от бетона чрез прилагането на нискотермични цименти, намаление на количеството на цимента за сметка използуване на въздуховъвличащи и пластифициращи добавки, пепелина и др.;
б) максимално разсейване на първоначалната топлина и от екзотермията чрез най-изгодно съчетание на височината на пластовете на бетониране и интервалът от време между тях, при зададено нарастване на бетонирането на съоръженията;
в) регулиране на температурния и влажностен режим на повърхностите на бетонните масиви за защитата им от резки колебания на температурата на средата и запазването им през топлото време на годината във влажно състояние с помощта на постоянна или временна топлоизолация или топлохидроизолация, поливане с вода, направа на покрития с климатизиране на въздуха и др.;
г) използуване на тръбно охлаждане на бетонната смес;
д) повишаване на еднородността на бетона, осигуряване на висока гранична деформация на опън, повишаване якостта на осов опън;
е) изпълнението на статически неопределимите конструкции, както и замонолитването на масивните конструкции при температури на бетона, близки до неговите минимални експлоатационни температури.
Раздел II.
ПОСТОЯННИ И ВРЕМЕННИ ФУГИ
Чл. 33. (1) За предотвратяване образуването на пукнатини или намаление на тяхното отваряне в монолитни бетонни и стоманобетонни съоръжения е необходимо да се предвидят постоянни температурно-съсъхвателни фуги и фуги за слягане, а също и временни строителни фуги. Постоянните фуги трябва да осигуряват възможност за взаимни премествания на частите на съоръжението, както в процеса на строителството, така и по време на експлоатацията.
(2) Временните строителни фуги трябва да осигурят:
1. намаление на температурно-съсъхвателните напрежения в бетона по време на изграждане на съоръженията;
2. намаление на усилията, предизвикани от неравномерното слягане на съоръженията през строителния период;
3. спазване на необходимата интензивност на работите при изграждане на съоръженията;
4. унифициране на армоконструкциите, кофража, сглобяемите елементи и др.
Чл. 34. (1) Постоянните фуги на съоръженията могат да се изпълняват непрекъснати или във вид на врязвания по повърхностите, подложени на значителни колебания на температурата.
(2) Разстоянието между постоянните и временните фуги трябва да се определя в зависимост от климатичните и геоложките условия, конструктивните особености на съоръженията, последователността на работите и др.
(3) В частите на монолитните и сглобяемо-монолитните масивни съоръжения, които са подложени на значителни колебания на температурата, и преместванията на които се затрудняват от връзката със скалната основа или с бетона на вътрешните части на съоръженията, разстоянията между температурно-съсъхвателните фуги се определят по опитен път в съответствие с изискванията на глава дванадесета.
(4) Разстоянието между постоянните фуги на бетонни съоръжения на скална основа трябва да бъде не по-голямо от 30 m.
Чл. 35. За сглобяемо-монолитни конструкции е необходимо да се предвиждат мероприятия, които да гарантират сигурна връзка по контактните повърхности при замонолитването на конструкцията.
Чл. 36. За намаляване на температурно-съсъхвателните напрежения и на влиянието на неравномерното слягане на основата се допуска да се предвиждат временни разширени фуги, които ще се забетонират (последен етап на бетонирането) след изравняване на температурата и затихване на сляганията.
Раздел III.
НАДЛЪЖНО И НАПРЕЧНО АРМИРАНЕ
Чл. 37. (1) Светлото разстояние между армировъчните пръти по височината и широчината на сечението трябва да осигурява съвместната работа на армировката с бетона и се определя с оглед удобното полагане и уплътняване на бетонната смес.
(2) Светлото разстояние между прътите на немасивните конструкции трябва да се приема в съответствие с изискванията на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
(3) В масивни стоманобетонни конструкции светлото разстояние между прътите на носещата армировка по широчината на сечението се определя от големината на добавъчния материал на бетона, но не по-малко от 2,5 d, където d е диаметърът на носещата армировка.
Чл. 38. (1) Дебелината на бетонното покритие трябва да се приема:
1. не по-малко от 30 mm за носещата армировка и 20 mm за разпределителната армировка и стремената в греди и плочи с височина до 1,0 m, а също за колони с по-малка страна до 1,0 m;
2. не по-малко от 60 mm и не по-малко от диаметъра на прътите на носещата и разпределителната армировка на масивни конструкции, на които по-малкият размер на сечението е по-голям от 1,0 m.
(2) Дебелината на бетонното покритие на стоманобетонни конструкции на морски хидротехнически съоръжения трябва да се приема:
1. за прътите на носещата армировка – не по-малко от 50 mm;
2. за разпределителната армировка и стремената – не по-малко от 30 mm.
(3) За сглобяеми стоманобетонни елементи заводско изпълнение при използуване на бетон клас В15 и по-висок, дебелината на бетонното покритие може да се намали с 10 mm спрямо посочените по-горе стойности.
(4) При експлоатация на стоманобетонни конструкции в условията на агресивна среда дебелината на бетонното покритие е необходимо да се определи в зависимост от изискванията на “Защита на строителните конструкции от корозия. Норми и правила за проектиране”, 1980 г.
Чл. 39. Напречното сечение на надлъжната армировка (опънна и натискова) в стоманобетонни елементи, в процент от площта на бетонното сечение, трябва да се приема не по-малко от посоченото в Таблица 40 на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции”, 1988 г.
Чл. 40. (1) В масивни непукнатиноустойчиви стоманобетонни плочи и стени с височина на сечението 60 сm и по-голяма, и с коефициент на армиране m Ј 0,008, при съответна обосновка се допуска многоредово разположение на армировката в сечението на елемента, което спомага за намаление на максималното отваряне на пукнатините по височина на сечението.
(2) Ако прътите на армировката се поставят в два и повече реда, то диаметърът на прътите в отделните редове не трябва да се различава един от друг с повече от 40%.
Чл. 41. За хидротехнически съоръжения без предварително напрягане, с оглед удовлетворяване изискванията за дълготрайност, диаметърът на армировката да се приеме не по-малък от:
1. за носеща прътова армировка от горещовалцувана стомана -10 mm;
2. за вързани или заварени армировъчни скелети и мрежи и спирална армировка – 6 mm.
Чл. 42. Надлъжните пръти на опънната и натисковата армировка трябва да се продължат след нормалното или наклоненото към надлъжната ос сечение на елемента, където те не са необходими по изчисление, в съответствие с изискванията на чл. 191 от “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
Чл. 43. Разпределителната армировка за елементи, работещи в едно направление, се приема не по-малко от 10% от напречното сечение на носещата армировка, определена за максималния огъващ момент, и не по-малко от 3 броя пръти за 1,0 m.
Чл. 44. При изпълнение на заварени съединения на армировката следва да се спазват изискванията на глава 23 от “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
Чл. 45. В конструкции, изчислявани на умора, в едно сечение трябва да се снаждат, като правило, не повече от половината от прътите на опънната носеща армировка. Използуване на снаждане чрез разминаване (без заварка или със заварка) за опънна носеща армировка в тези конструкции не се допуска.
Чл. 46. В елементи, подложени на огъване с височина на сечението над 700 mm, трябва да се поставят конструктивно странични надлъжни пръти на разстояние между тях не по-голямо от 400 mm, и площ на напречното сечение за всеки
прът не по-малко от 0,1 % от площта на сечението на бетона със следните размери: височина на елемента, равна на разстоянието между прътите, широчина – половината от широчината на елемента, но не повече от 200 mm.
Чл. 47. За всичките страни на стоманобетонните елементи, в близост на които се предвижда надлъжна армировка, по изчисление е необходимо да се поставя и напречна армировка, която да обхваща крайните надлъжни пръти. Разстоянието между напречните пръти за всяка страна на елемента не трябва да е по-голямо от 500 mm и не повече от удвоената дължина на страната на елемента.
Чл. 48. (1) В линейни нецентрично натиснати елементи, а също и в натисковата зона на елементи, подложени на огъване, за които е предвидена натискова армировка по изчисление, е необходимо да се предвидят стремена.
(2) Разстоянието между стремената трябва да се приема за връзвана армировка, не по-голямо от 15 d, за заварена – не повече от 20 d, където d е най-малкият диаметър от натисковата надлъжна армировка. В двата случая разстоянието между стремената не трябва да е по-голямо от 500 mm. Конструкцията на напречната армировка трябва да осигури надлъжните натиснати пръти срещу изкълчване в произволна посока. В местата на съединенията на носещата армировка чрез застъпване, без заварка, или когато общият процент на армиране на надлъжната армировка е по-голям от 3%, стремената се поставят на разстояние, не по-голямо от 10 d и не повече от 300 mm.
(3) В масивни нецентрично натиснати елементи, изчислявани без отчитане на натисковата армировка, разстоянието между конструктивните напречни връзки (стремена) се допуска да се увеличи до двукратната височина (широчина) на елемента.
Чл. 49. Разстоянието между вертикалните напречни пръти за елементи, които нямат огъната армировка, и при случаите, когато напречната армировка се налага по изчисление, се приема:
1. за участъци, близо до опорите (не по-малко от 1/4 от отвора);
а) при височина на сечението, по-малко или равно на 450 mm – не повече от h/2 и не повече от 150 mm;
б) при височина на сечението, по-голяма от 450 mm – не повече от h/3 и не повече от 500 mm;
в) при височина на сечението, равна или по-голяма от 2000 mm – не повече от h/3;
2. за останалите части от отвора на елемента:
а) при височина на сечението 300-2000 mm – не повече от 3/4 h и не повече от 500 mm;
б) при височина на сечението, по-голяма от 2000 mm – не повече от 3/4 h.
Чл. 50. В елементи, подложени на огъване с усукване, вързаните стремена трябва да бъдат затворени с разминаване на краищата им 30 d, където d е диаметърът на стремето, а при заварени скелети всичките напречни пръти трябва да бъдат заварени към ъгловите надлъжни пръти, образувайки затворен контур.
Чл. 51. (1) Отворите в стоманобетонни елементи трябва да се разполагат в границите на армировъчните клетки на мрежите и скелетите.
(2) Отворите с размери, надвишаващи размерите на клетките на мрежите, трябва да се обрамчват с допълнителна армировка. Сумарната площ на сечението й трябва да бъде не по-малко от сечението на прекъснатата от отвора носеща армировка в същото направление.
Чл. 52. При проектиране на стомано-стоманобетонни конструкции (тръбопроводи и други конструкции със стоманена панцеровка), в които е необходима съвместна работа между армировката и стоманената панцеровка, последната трябва да се приема минимална по монтажни и транспортни условия.
Чл. 53. (1) Армировката на стоманобетонните конструкции трябва да се предвижда във вид на армоферми, заварени скелети и мрежи.
(2) Типът на армоконструкциите следва да се определя в зависимост от приетия начин на изпълнение на строителните работи. Те трябва да осигуряват възможност за механизирано подаване на бетона и щателната му обработка.
(3) Поставянето на армировката в стоманобетонните конструкции трябва да се извършва по индустриален начин, при максимална икономия на метала за конструктивни елементи за закрепването й в блоковете за бетониране.
Чл. 54. Откритите повърхнини на бетонните съоръжения, които се намират в зони на променливо ниво на водата и са подложени на въздействието на отрицателни температури, при технико-икономическа обосновка се допуска да се армират с мрежа от армировка клас А-II. Във всички останали случаи конструктивно армиране на откритите повърхности на бетонни съоръжения не се допуска.
Раздел IV.
ДОПЪЛНИТЕЛНИ УКАЗАНИЯ ПО КОНСТРУИРАНЕ НА ПРЕДВАРИТЕЛНО НАПРЕГНАТИ СТОМАНОБЕТОННИ ЕЛЕМЕНТИ
Чл. 55. При конструирането на предварително напрегнати елементи трябва да се спазват изискванията на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г., нормите за проектиране на отделните видове хидротехнически съоръжения и изискванията на следващите чл. 56 – чл. 61.
Чл. 56. (1) Заваряване и прихващане към напрягащата армировка на каквито и да са детайли не се допускат.
(2) Допуска се след предаване на предварителните напрежения на бетона да се заваряват детайли в краищата на напрягащата прътова армировка, които са извън елемента.
Чл. 57. Обикновената надлъжна и напречна армировка трябва да се разполагат така, че напречната армировка (стремената) да обхваща напрягащата армировка.
Чл. 58. В ребрести елементи прътовата напрягаща армировка трябва да се разполага по ос на всяко ребро или симетрично на нея.
Чл. 59. (1) Снажданията по дължината на изготвяните армировъчни пръти от горещовалцувана стомана с периодичен профил с диаметър 10 mm и по-голям по правило трябва да се извършват с челно електросъпротивително заваряване.
(2) Когато няма машини за електросъпротивително заваряване, се допуска да се прилага електродъгово заваряване.
(3) Не се препоръчва разполагането на заваръчни съединения на опънни пръти в местата с най-големи усилия.
Чл. 60. (1) В краищата на предварително напрегнатите елементи трябва да се поставя допълнителна напречна армировка (заварени мрежи, обхващащи всички надлъжни армировъчни пръти, стремена и други подобни със стъпка 5-10 сm) в участък с дължина, не по-малка от 60% от зоната на предаване на предварителни напрежения и не по-малка от 20 сm.
(2) Ако надлъжната напрягаща армировка в челата на елемента е разположена съсредоточено в горния или долния край, в крайните участъци трябва да се постави напречна армировка (която не се взема предвид при изчисляването за напречни сили). Тази армировка трябва да е в състояние да поеме в конструкции, които не се изчисляват на умора, най-малко 20%, а в конструкции, които се изчисляват на умора – най-малко 30% от усилието в надлъжната напрягаща армировка (с вземане предвид на първите загуби), която е съсредоточена в единия край на сечението.
(3) Сумарната площ на напречното сечение на допълнителната напречна армировка се определя по формулите
1. за конструкции, които не се изчисляват на умора
2. за конструкции, които се изчисляват на умора
където ssp е предварителното напрежение в армировката с вземане предвид на първите загуби, което се определя по “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.;
Asp – по-голямата от площите на сечението на надлъжната напрягаща армировка, разположена в долния или горния край на напречното сечение на елемента.
Чл. 61. (1) Препоръчва се допълнителната напречна армировка да бъде във вид на заварени затворени стремена от армировка клас А-II или А-III.
(2) Ако от условията на подпиране на елемента в краищата му се налага поставянето на стоманени опорни части, допълнителната напречна армировка трябва да се завари към тях.
Глава четвърта.
ОСНОВНИ ПРЕДПИСАНИЯ ЗА ИЗЧИСЛЕНИЯТА
Чл. 62. (1) Бетонните и стоманобетонните конструкции се изчисляват по метода на граничните състояния в съответствие с “Норми за проектиране на хидротехнически съоръжения. Основни положения”.
(2) Бетонните и стоманобетонните конструкции се изчисляват за гранични състояния от първа група за всички съчетания на натоварванията и въздействията, а за гранични състояния от втора група – само за основно съчетание на натоварванията и въздействията.
(3) Изчисленията за гранични състояния по правило трябва да се извършват за всички стадии на изграждане, транспортиране, монтаж и експлоатация на конструкцията.
Чл. 63. (1) Бетонните конструкции се изчисляват:
1. за гранични състояния от първа група – на носеща способност с проверка на устойчивост на положението и формата на конструкцията съгласно предписанията на глава пета;
2. за гранични състояния от втора група – за образуване на пукнатини в съответствие с глава дванадесета.
(2) Стоманобетонните конструкции се изчисляват:
1. за гранични състояния от първа група:
а) на носеща способност с проверка на устойчивост на положението и формата на конструкцията – съгласно предписанията на глава шеста и седма;
б) на умора при действието на многократно повтарящи се натоварвания – в съответствие с глава осма;
2. за гранични състояния от втора група:
а) за деформации в случаите, в които големината на преместванията може да наруши нормалната експлоатация на конструкцията или на намиращите се върху нея механизми – в съответствие с глава единадесета;
б) за пукнатини в случаите, в които нормалната експлоатация на съоръженията не допуска образуването на пукнатини или ограничава големината на отваряне на пукнатините – в съответствие с глава девета и десета.
Чл. 64. (1) Сглобяемо-монолитните конструкции н конструкциите с носещ армировъчен скелет се изчисляват за двата стадия на работа на конструкцията:
1. до придобиване от монолитно излетия бетон на предписаната якост на действието на собственото тегло на този бетон и на други натоварвания, които действуват в този етап на изграждане на съоръжението;
2. след придобиване от монолитно излетия бетон на предписаната якост на натоварванията, които действуват при експлоатацията на конструкцията, включително собственото тегло.
(2) Изчисляването на носеща способност се извършва за изчислителни натоварвания поотделно за двата стадия без сумиране на усилията и напреженията.
Чл. 65. (1) За язовирни стени със закотвящи в основата анкери заедно с тяхното изчисляване трябва да се извършват експериментални изследвания за определяне носещата способност на закотвящите устройства, релаксацията на напреженията в бетона и анкерите (напрягащите снопове).
(2) За предварително напрегнатите конструкции е необходимо в проекта да се предвиди възможност за повторно напрягане на анкерите или за тяхната замяна, а също провеждане на контролни наблюдения за състоянието на анкерите в бетона.
(3) За защита на анкерите от корозия трябва да се предписват съответни мероприятия.
Чл. 66. При изчисляване на елементите на сглобяемите конструкции за усилия, които възникват при вдигане, транспорт и монтаж, натоварването от собственото тегло на елемента се умножава с коефициент на динамичност, определен по “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
Чл. 67. (1) Големината на противоналягането на водата в изчисляваните сечения на елементите се определя с вземане предвид условията на работа на конструкцията в експлоатационния период, а също с вземане предвид на конструктивните и технологичните мероприятия, посочени в чл. 9.
(2) В елементите на масивни напорни и подводни бетонни и стоманобетонни конструкции на хидротехнически съоръжения противоналягането на водата се отчита като обемна сила и се определя по “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни язовирни стени” (шифър 2.07.04).
(3) В прътови елементи и плочи противоналягането на водата се взема предвид като опънна сила, приложена в разглежданото сечение, като специфичната маса на материала се приема без отчитане на нейното олекване.
(4) Противоналягането на водата се отчита както при изчисляване на сечения, съвпадащи с фугите на бетониране, така и в монолитни сечения.
Чл. 68. (1) Усилието на противоналягането в изчисляваните сечения на напорни прътови елементи и плочи се приема равно на площта на диаграмата на напреженията, предизвикани от действието на противоналягането. Посочените напрежения в отделни точки на сечението се приемат равни на pa2b, където p е големината на хидростатичното налягане; a2b – коефициент на ефективната площ на противоналягането в бетона.
(2) За елементи без пукнатини се приема линеeн закон за изменение на големината на хидростатичното налягане на водата р от големината на налягането на напорния (горния) ръб до големината на налягането в долния ръб.
(3) За елементи с пукнатини линейният закон за изменение на големината на хидростатичното налягане се приема само в границите на натисковата зона на сечението. В границите на пукнатините се приема равномерно налягане, определено от разположението им под нивото на водата.
(4) Коефициентите на ефективната площ на противоналягането a2b за съоръжения I и II клас се определят чрез експериментални изследвания с вземане предвид на противофилтрационни устройства.
(5) Когато няма данни от експериментални изследвания в сеченията на прътови елементи и на плочи, подложени на огъване, нецентричен натиск и нецентричен опън, се допуска да се приема:
1. в опънната зона и в зоната с пукнатини – a2b = 1;
2. в натисковата зона на сечението a2b = 0.
(6) Височината на натисковата зона на бетона се определя като се изхожда от хипотезата за равнинните сечения. В елементи с пукнатини работата на бетона в опънната зона не се отчита и се приема триъгълна диаграма на напреженията на бетона в натисковата зона.
(7) Видът на напрегнатото състояние на сечението при определяне на допълнителните напрежения се установява, като се изхожда от хипотезата за равнинните сечения при действието на всички натоварвания, без да се вземат предвид силите на противоналягането.
Чл. 69. Елементите на конструкциите се изчисляват на умора, ако броят на циклите на изменение на натоварването е 2.106 и повече за целия изчислителен срок на експлоатация на съоръжението (например водопровеждащи части и хидроагрегати, преливници, енергогасители, подгенераторни конструкции и др.).
Чл. 70. (1) При проверката на носеща способност и на пригодност за нормална експлоатация вътрешните усилия (напрежения) и преместванията по правило се определят с вземане предвид нееластичното поведение на конструкцията вследствие на пукнатини и пълзене на бетона, нелинейната зависимост между напреженията и деформациите на материала, а също с вземане предвид последователността на изграждане и натоварване на съоръжението.
(2) Допуска се усилията (напреженията) в сеченията на елементите да се определят при предпоставката за еластична работа на конструкциите в случаите, в които няма разработена методика за тяхното изчисляване, с вземане предвид нееластичното им поведение или при предварителни изчисления.
Чл. 71. (1) При изчисляване на статически определими прътови конструкции, при които h/l Ј l/3 (h – максимална височина на напречното сечение, l – светъл отвор), по първа и втора група гранични състояния вътрешните усилия, преместванията и ъглите на завъртане се определят по методите на съпротивление на материалите.
(2) При определяне на линейните премествания и ъглите на завъртане трябва да се вземе предвид изменението на коравината на сечението вследствие образуването на пукнатини в бетона. Условията на пукнатинообразуване се приемат съгласно чл. 110 и чл. 111.
Чл. 72. В статически неопределими прътови конструкции вътрешните усилия и премествания се определят по правило по методите на строителната механика на прътови системи с вземане предвид нееластичната работа вследствие изменението на коравината на сечението от образуването на пукнатини в бетона.
Чл. 73. При изчисляване на елементите на бетонни и стоманобетонни конструкции на хидротехнически съоръжения трябва да се вземат предвид допълнителните връзки в периода на строителство, които имат постоянен характер (естакади, ниши в конструкции, подкранови греди, допълнителна армировка за изпълнение на строителните работи и др. п.).
Чл. 74. Изчисления, които не са регламентирани с настоящите норми (изчисляване на предварително напрегнати конструкции, изчисляване на сечения в общия случай, на косо огъване и на кос нецентричен натиск, изчисляване на къси конзоли, изчисляване на продънване и откъсване, изчисляване на вбетонирани метални части и др.), се извършват по “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г., а при проектиране на пристанищни и транспортни съоръжения – и по “Норми за проектиране на мостове и водостоци” – част четвърта; при това трябва да се вземат коефициентите, приети в настоящите норми.
Глава пета.
ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА БЕТОННИ ЕЛЕМЕНТИ ЗА НОСЕЩА СПОСОБНОСТ
Раздел I.
ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ
Чл. 75. (1) Изчисляването за носеща способност на елементите на бетонните конструкции се извършва за сечения, нормални към надлъжната им ос. Изчисляването за носеща способност на елементи, в които условията на настъпване на гранично състояние не могат да се изразят чрез усилията в сечението, се извършва за площадки на главните напрежения.
(2) Нецентрично натиснатите елементи, в които се допуска образуване на пукнатини от условията на експлоатация, се изчисляват без вземане предвид на съпротивлението на бетона в опънната зона.
(3) Всички елементи, подложени на огъване, както и нецентрично натиснати елементи, в които при експлоатационни условия не се допуска образуване на пукнатини, се изчисляват с вземане предвид на съпротивлението на бетона в опънната зона.
Чл. 76. Бетонни конструкции, носещата способност на които се определя от якостта на бетона в опънната зона, се допуска да се прилагат в тези случаи, в които образуването на пукнатини не довежда до разрушаването им, недопустими деформации или нарушаване на водонепропускливостта на конструкциите. При това задължително се извършва проверка за образуване на пукнатини за елементите на такива конструкции, с вземане предвид на температурно-влажностните въздействия в съответствие с указанията на глава 12.
Раздел II.
ЕЛЕМЕНТИ, ПОДЛОЖЕНИ НА ОГЪВАНЕ
Чл. 77. (1) Бетонни елементи, подложени на огъване, симетрични спрямо равнината на натоварване, се изчисляват по формулата
glcgnM Ј gcghgshgbRbtWt (8)
където glc и са коефициенти, които се приемат по “Норми за проектиране на хидротехнически съоръжения. Основни положения”
(gn = Кk; glc = nc);
gc – коефициент за условия на работа на съоръжението, приеман по нормите за проектиране на отделните видове хидротехнически съоръжения;
gh – коефициент, който взема предвид влиянието на градиента (степента) на деформация на сечението върху носещата способност на огънатия елемент и зависи от класа на бетона и височината на опънната зона на сечението;
gb – коефициент за условия на работа на бетона, приеман по Таблица 4;
gsl – коефициент, който взема предвид влиянието на формата на напречното сечение върху носещата способност на елемента;
Wt – съпротивителният момент за опънатия ръб на сечението, определен при работа на бетона в еластичния стадий.
(2) Коефициентът gh се определя чрез експериментални изследвания. За съоръжения от I и II клас при предварителни изчисления, а за съоръжения от III и IV клас при всички случаи, коефициентът се допуска да бъде определен по формулата
където с се определя по Таблица 12; при с > ht, се приема с = ht
ht – височината на опънната зона на сечението в сm, определена при линейно-еластична работа на бетона.
(3) Коефициентът gsh за правоъгълни, кръгли, кръстовидни, както и за Т сечения с плоча в натисковата зона се приема равен на единица. За Т сечения с плоча в опънната зона, за кутиеобразни, двойно Т и пръстеновидни сечения, коефициентът gsh се определя по формулата
където k е коефициент, който зависи от отношението на размерите на сечението;
gh – коефициент, който се определя по формула (9).
(4) За пръстеновидни сечения коефициентът k е равен на отношението на вътрешния и външния диаметър. За Т сечения с плоча в опънната зона, за кутиеобразни и двойно Т сечения коефициентът k се определя:
1. при
- по формулата
където bf и hf са съответно широчината и височината на опънната плоча (пояс);
2. при
- по номограмата от приложение 3.
Таблица 12
| Клас на бетона по якост на натиск | В7,5 | В10 | В12,5 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 |
| с, cm | 7,9 | 7,7 | 7,5 | 7,3 | 6,7 | 6,1 | 5,5 | 4,9 | 4,4 |
Раздел III.
ЕЛЕМЕНТИ, ПОДЛОЖЕНИ НА НЕЦЕНТРИЧЕН НАТИСК
Чл. 78. (1) Нецентрично натиснати елементи на бетонни конструкции, симетрични спрямо равнината на натоварване, се изчисляват при предпоставка за еластична работа на бетона (фиг. 1) от условието за ограничаване на ръбовите натискови и опънни напрежения
Фиг. 1 Схема на усилията и диаграма на напреженията в нормално сечение спрямо надлъжната ос на бетонен елемент, подложен на нецентричен натиск:
а) без вземане предвид съпротивлението на бетона в опънната зона;
б) с вземане предвид съпротивлението на бетона в опънната зона
(2) Изчисляването на елементи без вземане предвид на съпротивлението на бетона в опънната зона се извършва по формулата
glcgnsb Ј jgcgbRb (12)
където sb е ръбовото натисково напрежение;
j – коефициентът, който отчита влиянието на стройността на елемента, определен по Таблица 13.
(3) Изчисляването на правоъгълните сечения без отчитане съпротивлението на бетона в опънната зона се извършва по формулата
glcgnN Ј 1,5gcgbj(0,5 – h)RbA (13)
където A = bh е площта на напречното сечение на елемента;
h = e0/h – относителният ексцентрицитет на външното натоварване.
Таблица 13
l0 – изчислителната дължина на елемента;
b – по-малкият размер на правоъгълното сечение;
r – най-малкият инерционен радиус на сечението.
(4) Изчисляването на елементите с отчитане съпротивлението на бетона в опънната зона се извършва по формулите
където Wc = 1/yc е съпротивителният момент на сечението за натиснатия ръб;
Wt = 1/yt – съпротивителният момент на сечението за опънатия ръб yc и yt – разстоянията от центъра на тежестта на сечението съответно до натисковия и до опънния ръб;
gh и gsh – коефициентите, определени в чл. 77.
(5) По формула (14) се изчисляват и нецентрично натиснатите бетонни елементи с еднозначна диаграма на напреженията при e0 Ј Wt/A.
Чл. 79. При изчисляване на стройни бетонни елементи с l0/b > 12 или l0/r > 35 се отчита влиянието на продължителното действие на натоварването върху носещата способност на конструкцията според изискванията на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г., с въвеждане на изчислителните коефициенти от настоящите норми.
Чл. 80. За елементи, изчислявани по формули (12) и (13), големината на ексцентрицитета на изчислителното усилие спрямо центъра на тежестта на сечението не трябва да надвишава:
1. за основно съчетание на натоварването – 0,6y;
2. за особено съчетание на натоварването, включващо сеизмично въздействие – 0,65у, където у е разстоянието от центъра на тежестта на сечението до по-тежко натоварения натисков ръб.
Глава шеста.
ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА СТОМАНОБЕТОННИ ЕЛЕМЕНТИ ЗА НОСЕЩА СПОСОБНОСТ НА СЕЧЕНИЯ, НОРМАЛНИ СПРЯМО НАДЛЪЖНАТА ОС НА ЕЛЕМЕНТА
Раздел I.
ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ
Чл. 81. Елементите на стоманобетонните конструкции се изчисляват за носеща способност за нормални и за наклонени сечения спрямо надлъжната ос.
Чл. 82. Елементите, подложени на усукване с огъване и на местно действие, се изчисляват според изискванията на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г. с въвеждане на изчислителните коефициенти от настоящите норми.
Чл. 83. При използуване на различни класове армировъчни стомани в едно сечение те се приемат при изчисляване на носещата способност със съответните им изчислителни съпротивления.
Чл. 84. Граничните усилия в нормалните сечения спрямо надлъжната ос на елемента се определят при следните предпоставки:
1. съпротивлението на бетона на опън се пренебрегва;
2. съпротивлението на бетона на натиск се приема като равномерно разпределено напрежение в натисковата зона, равно на Rb;
3. напреженията в армировката се приемат не по-големи от Rs и Rcs съответно за опънната и натисковата армировка.
Чл. 85. (1) Нормалните сечения спрямо надлъжната ос на елементите, натоварени на огъване, нецентричен натиск или нецентричен опън с голям ексцентрицитет, при които външната сила действува в равнината на оста на симетрия на сечението, а армировката е съсредоточена по перпендикулярните на тази равнина ръбове на сечението, се изчисляват в зависимост от относителната височина на натисковата зона xR = x/R (определя се от условията за равновесие) и от – граничната относителна височина на натисковата зона xR (определя се от граничното състояние, при което едновременно се изчерпва носещата способност на натисковата зона на бетона и на опънната армировка – с напрежения, равни на Rs с вземане под внимание на съответните коефициенти на условие на работа на армировката).
(2) При стоманобетонни елементи, подложени на огъване и на нецентричен опън с голям ексцентрицитет, по правило трябва да се удовлетворява условието x Ј xR. За елементи, симетрични спрямо равнината на действие на момента и нормалната сила и армирани с обикновена армировка, граничните значения на се приемат по Таблица 14.
Таблица 14
Чл.86. Ако височината на натисковата зона, определена без отчитане на натисковата армировка, е по-малка от 2а’, натисковата армировка не се взема предвид в изчисленията.
Раздел II.
ЕЛЕМЕНТИ, ПОДЛОЖЕНИ НА ОГЪВАНЕ
Чл. 87. Стоманобетонни елементи, подложени на огъване (фиг. 2), при спазване на условията на чл. 85, се изчисляват по формулите
glcgnM Ј gc(gbRbSb + gsRcsSs) (16)
gsRsAs – gsRscA’s = gbRbAb (17)
като за елементи с обикновена двойна армировка трябва да е спазено и условието
glcgnM Ј 1,2gcgbRbSb (18)
където Sb е статичният момент на площта на полезното сечение с височината h0 спрямо центъра на тежестта на опънната армировка.
Фиг. 2 Схема на усилията и диаграма на напреженията в нормално сечение спрямо надлъжната ос на стоманобетонен елемент, подложен на огъване, при изчисляване за носеща способност
Чл. 88. (1) Елементите с правоъгълно сечение при се изчисляват по формулите
1. стоманобетонни елементи:
glcgnM Ј gc[gbRbbx(h0 - 0,5x) + gsRscA's(h0 - a')] (19)
gsRsAs – gsRscA’s = gbRbbx (20)
като за елементи с обикновена двойна армировка трябва да е спазено и условието
glcgnM Ј 0,6gcglbRlbbhl02 (21)
2. стомано-стоманобетонни елементи (панцеровани със стоманени листове, които са свързвани с бетона с помощта на съответно оразмерени анкери):
където Asi е площта на сечението на опънната листова стомана на панцеровката;
A’si – площта на сечението на натиснатата листова стомана на панцеровката;
dsi – дебелината на листовата стомана;
Rsi – изчислителното съпротивление на листовата стомана (съгласно изискванията на “Норми за проектиране на стоманени конструкции” – 1987 г.).
(2) Допуска се стоманобетонни елементи от бетон с клас В30 и по-нисък при x > xR да се изчисляват по формули (19) и (22), като се приема x = xRh0, а елементи от бетон с клас, по-висок от В30 – според изискванията на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г., с въвеждане на изчислителните коефициенти от настоящите норми.
Раздел III.
ЕЛЕМЕНТИ, ПОДЛОЖЕНИ НА НЕЦЕНТРИЧЕН НАТИСК
Чл. 89. Нецентрично натиснати стоманобетонни елементи (фиг. 3) при x Ј xR се изчисляват по формулите
glcgnNe Ј gc(gbRbSb + gsRscS’s) (24)
glcgnN = gc(gbRbSb + gsRscA’s – gsRsAs) (25)
Фиг. 3 Схема на усилията и диаграма на напреженията в нормално сечение спрямо надлъжната ос на стоманобетонен елемент, подложен на нецентричен натиск, при изчисляване за носеща способност.
Чл. 90. Нецентрично натиснати елементи с правоъгълно сечение се изчисляват:
1. при x Ј xR – по формулите
glcgnNe Ј gc[gbRbbx(h0 -0,5 x) + gsRscA's(h0 - a')] (26)
glcgnN = gc(gbRbbx + gsRscA’s – gsRsAs) (27)
2. при x > xR
а) при бетон с клас В30 и по-нисък – по формула (26) и формули
glcgnN = gc(gbRbbx + gsRscA’s – gsssAs) (28)
б) при бетон с клас, по-висок от В30 – според изискванията на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г., с въвеждане на изчислителните коефициенти от настоящите норми.
Чл. 91. Нецентрично натиснати елементи при стройност lu/i > 35 (при елементи с правоъгълно сечение lu/b і 10) се изчисляват с вземане предвид изкълчването както в равнината на ексцентрицитета на надлъжното усилие, така и в нормалната към нея равнина в съответствие с “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
Раздел IV.
ЕЛЕМЕНТИ, ПОДЛОЖЕНИ НА ЦЕНТРИЧЕН ОПЪН
Чл. 92. Центрично опънати стоманобетонни елементи се изчисляват по формулата
glcgnN Ј gcgsRsAs (30)
Чл. 93. Панцеровани със стоманен цилиндър стоманобетонни кръгли тръбопроводи се изчисляват за натоварване с равномерно вътрешно налягане от вода по формулата
glcgnN Ј gc(gsRsAs + gsRsiAsi) (31)
където N е усилието от хидростатичното налягане с вземане предвид на хидродинамичната компонента;
Asi и Rsi – съответно площта на сечението и изчислителното съпротивление на опън на стоманен цилиндър, определени в съответствие с “Норми за проектиране на стоманени конструкции” – 1987 г.
Раздел V.
ЕЛЕМЕНТИ, ПОДЛОЖЕНИ НА НЕЦЕНТРИЧЕН ОПЪН
Чл. 94. Нецентрично опънати елементи се изчисляват в зависимост от положението на надлъжната сила N:
1. Ако силата N е приложена между равнодействащите на усилията в армировките S и S’ (фиг. 4а) – по формулите:
glcgnNe Ј gcgsRscSs’ (32)
glcgnNe’ Ј gcgsRsSs’ (33)
2. ако силата N е приложена извън равнодействащите усилия в армировките S и S’ (фиг. 4б), при x Ј xR по формулите
glcgnNe Ј gc(gbRbSb + gsRscS’s) (34)
glcgnN = gc(gsRsAs – gsRscA’s – gbRbAb) (35)
Фиг. 4. Схема на усилията и диаграма на напреженията в нормално сечение спрямо надлъжната ос на стоманобетонен елемент, подложен на нецентричен опън, при изчисляване за носеща способност:
а) надлъжната сила N е приложена между равнодействащите усилия в армировките S и S’;
б)надлъжната сила N е приложена извън равнодействащите усилия в армировките S и S’.
Чл. 95. Нецентрично опънати елементи с правоъгълно сечение се изчисляват:
1. ако силата N е приложена между равнодействащите усилия в армировките – по формулите
glcgnNe Ј gcgsRscA’s(h0 – a’) (36)
glcgnNe’ Ј gcgsRsAs(h0 – a’) (37)
2. ако силата N е приложена извън равнодействащите усилия в армировките, при x Ј xR – по формулите
glcgnNe Ј gc[gbRbbx(h0 - 0,5x) + gsRscA's(h0 - a')] (38)
glcgnN = gc(gsRsAs – gsRscA’s – gbRbbx) (39)
(2) При x Ј xR нецентрично опънатите елементи се изчисляват по формули (34) и (38), като се приема x = xR . h0.
Глава седма.
ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА СТОМАНОБЕТОННИ ЕЛЕМЕНТИ ЗА НОСЕЩА СПОСОБНОСТ НА СЕЧЕНИЯ, НАКЛОНЕНИ СПРЯМО НАДЛЪЖНАТА ОС НА ЕЛЕМЕНТА, ЗА ДЕЙСТВИЕТО НА НАПРЕЧНА СИЛА И ОГЪВАЩ МОМЕНТ
Чл. 96. При изчисляването на сечения, наклонени към надлъжната ос на елемента, за действие на напречна сила трябва да се спазва условието
glcgnQ Ј 0,25gcgbRbbh0 (40)
където b е минималната широчина на елемента в сечението.
Чл. 97. (1) Изчисляването на напречната армировка не е необходимо да се извършва за участъци от елемента, в границите на които е спазено условието
glcgnQ Ј gc.gb3Qb (41)
където Qb е напречното усилие, което се поема от натисковата зона на бетона в наклоненото сечение, определено по формулата
Qb = j2Rbtbh0tgb (42)
където j2 е коефициент, който се приема j2 = 0,5 + 2.x.
(2) Относителната височина на натисковата зона на сечението се определя по формулите:
1. за елементи, подложени на огъване
2. за нецентрично натиснати и нецентрично опънати с голям ексцентрицитет елементи
където знак “плюс” се приема за нецентрично натиснати, а знак “минус” – за нецетнрично опънати елементи.
(3) Ъгълът b между наклоненото сечение и надлъжната ос на елемента се определя по формулата
където M и Q са съответно огъващият момент и напречната сила в нормално сечение, което преминава през края на наклоненото сечение в натисковата зона.
(4) За елементи с височина на сечението h > 60 cm стойността на Qb, определена по формула (42), се намалява, като се разделя на 1,2.
(5) Определената по формула (45) стойност на tgb трябва да удовлетворява 29 условието 0,5 Ј tgb Ј 1,5.
(6) За нецентрично опънати елементи с малък ексцентрицитет се приема Qb = 0.
(7) При работни фуги в зоната на действие на напречните сили в дясната част на формула (41) и (46) се въвежда допълнителен коефициент от Таблица 15.
Таблица 15
Чл. 98. За конструкции от плочи, работещи пространствено, и за конструкции върху еластична основа (с изключение на вертикалните конзоли на подпорните стени) наклонените сечения не се изчисляват на напречна сила, ако е спазено условието
glcgnQ Ј 0,9gcRbtbh0 (46)
Чл. 99. (1) Напречната армировка в наклонените сечения на елементи с постоянна височина (фиг. 5) се изчислява по формулата
glcgnQ Ј gc(SgsRswAsw + gbQb + SgsRswAs,incsina) (47)
където Q1 е напречната сила, действаща в наклоненото сечение т.е. равнодействаща на всички напречни сили от външните натоварвания, разположени от едната страна на разглежданото наклонено сечение;
SgsRswAsw – сумата от напречните усилия, които се поемат;
SgsRswAs,incsina – съответно от стремената и огънатите пръти, пресичащи се от наклоненото сечение;
a – ъгълът на наклона на огънатите пръти към надлъжната ос на елемента в наклоненото сечение
Фиг. 5 Схема на усилията в наклонено сечение спрямо надлъжната ос на стоманобетонен елемент при изчисляване на носеща способност от действието на напречната сила:
а) натоварването действа навътре към елемента;
б) натоварването действа навън от елемента
(2) Ако външният товар действа на елемента от страната на опънатия му ръб (фиг. 5а), изчислителната напречна сила Q1 се определя по формулата
Q1 = Q – Qg + V.cosb (48)
където Q е големината на напречната сила в подпорното сечение;
Qg – равнодействащата на външните товари, действащи върху елемента по дължината на проекцията на наклоненото сечение С върху надлъжната ос на елемента;
V – големината на силата на противоналягането, действуващо в наклоненото сечение, което се определя при приемане на линейно разпределение на пиезометричното налягане и a2b = 1,0.
(3) Ако външният товар е приложен към натиснатия ръб на елемента (фиг. 5б), Qg във форм. (48) не се отчита.
Чл. 100. Елементи, на които отношението на изчислителната дължина към височината е по-малко от 3, се изчисляват за действието на напречна сила, както стенна конструкция за главни опънни напрежения.
Чл. 101. Елементи с постоянна височина, подложени на огъване и нецентричен натиск, армирани със стремена, се допуска да се изчисляват според изискванията на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” 1988 г., с въвеждане на изчислителните коефициенти от настоящите норми.
Чл. 102. Разстоянието между напречните пръти (стремената), между края на предидущата и началото на следващата огъвка, както и между подпората и края на огъвката, най-близо до подпората, трябва да бъде не по-голямо от smax определено по формулата
Чл. 103. (1) Елементи с променлива височина на сечението се изчисляват за напречни сили по следния начин:
1. ако едната от страните на елемента е хоризонтална или вертикална, а другата е наклонена, оста на елемента се приема съответно хоризонтална или вертикална; за полезна височина на наклоненото сечение се приема проекцията на работната му част върху нормалата към оста на елемента:
а) при елементи с наклонен натиснат ръб – в края на наклоненото сечение в натисковата зона (фиг. 6а);
б) при елементи с наклонен опънат ръб – в началото на наклоненото сечение в опънната зона (фиг. 6б);
2. ако и двата ръба на елемента са наклонени, оста на елемента се приема по геометричното място на точките, еднакво отдалечени от двата ръба на елемента; за полезна височина на наклоненото сечение се приемат проекцията на работната му част върху нормалата към оста на елемента.
(2) За работна част на наклоненото сечение се приема разстоянието от центъра на тежестта на опънната армировка до натиснатия ръб, мерено по наклоненото сечение.
(3) Конзоли с дължина lk, равна или по-малка от височината в подпорното им сечение (къси конзоли), се изчисляват според изискванията на “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
Чл. 104. (1) Сечения, наклонени към надлъжната ос на елемента, се изчисляват за огъващ момент по формулата
glcgnM Ј gc(gsRsAsz + SgsRswAs,inczs,inc + SgsRswAswzsw) (50)
където М е моментът на всички външни сили (с вземане предвид на противоналягането), разположени от едната страна на наклоненото сечение спрямо ос, преминаваща през приложната точка на резултантата на усилията в натисковата зона и перпендикулярна на равнината на действие на момента;
Фиг. 6 Схема на усилията в наклонено сечение спрямо надлъжната ос на стоманобетонен елемент с наклонен ръб при изчисляване за носеща способност от действието на напречна сила:
а) наклоненият ръб е натиснат;
б) наклоненият ръб е опънат
gsRsAsz
SgsRswAs,inczs,inc
SgsRswAswzs – сумата на моментите спрямо същата ос, съответно от усилията в надлъжната армировка, в огънатите пръти и в стремената, пресичащи опънната зона на наклоненото сечение;
z, zs,inc, zw – рамената на усилията в надлъжната армировка, в огънатите пръти и в стремената спрямо същата ос, (фиг. 7).
Фиг. 7 Схема на усилията в наклонено сечение спрямо надлъжната ос на стоманобетонен елемент при изчисляване за носеща способност от действието на огъващ момент
(2) Височината на натисковата зона в наклоненото сечение, измерена по нормалата към надлъжната ос на елемента, се определя в съответствие с чл. 87 – чл. 91 на тези норми.
(3) Изчисляването по формула (50) се извършва за сечения, които се проверяват на якост при действие на напречна сила, както и в сечения, преминаващи през точки, в които се променя, сечението на надлъжната опънна армировка (точки при теоретично прекъсване на армировката или изменение на диаметъра) и в места с рязко изменение на размерите на напречното сечение на елемента.
(4) Ако огъващият момент променя знака си в зоната на наклоненото сечение, изчисляването на огъване се извършва спрямо точките на пресичане на наклоненото сечение с надлъжната армировка, разположена в двата ръба на елемента, като се приема Qb = 0.
Чл. 105. Елементи с постоянна или плавно променяща се височина на сечението не се изчисляват на носеща способност по наклонени сечения за действието на огъващ момент в следните случаи:
1. ако цялата надлъжна армировка се довежда до подпората или до края на елемента и има достатъчно закотвяне;
2. в плочести и пространствено работещи конструкции;
3. ако надлъжните опънни пръти, прекъснати по дължината на елемента, преминават зад нормалното сечение, в което те не са необходими по изчисление на дължина ld, която се определя по формулата
където Q е напречната сила в нормалното сечение, което преминава през точката на теоретичното прекъсване на пръта;
As,inc и a – съответно площта на сечението и ъгълът на наклона на огънатите пръти, разположени в границата на участъка с дължина ld;
qsw – усилието в стремената за единица дължина от елемента в участъка с дължина ld, което се определя по формулата
d – диаметърът на прекъснатия прът в сm;
s – разстоянието между стремената;
4. ако е изпълнено условието
glcgnQ < 0,22gcRbt,serbh0 (53)
5. в конструкции на еластична основа с изключение на подпорни стени.
Глава осма.
ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА СТОМАНОБЕТОННИ ЕЛЕМЕНТИ НА УМОРА
Чл. 106. (1) Елементите на стоманобетонните конструкции се изчисляват на умора, като се сравняват ръбовите напрежения в бетона и напреженията в опънната армировка със съответните изчислителни съпротивления на бетона R’b = Rbgb2 и на армировката R’s = Rsgs1, определени в съответствие с чл. 21 и чл. 29 от тези норми.
(2) Натисковата армировка не се изчислява на умора.
Чл. 107. (1) В пукнатиноустойчиви елементи ръбовите напрежения в бетона и напреженията в армировката се определят като в еластично тяло по приведени сечения в съответствие с чл. 31.
(2) В елементи, работещи с пукнатини, площта и съпротивителният момент на приведеното сечение се определят без вземане предвид на опънната зона на бетона; напреженията в армировката се определят по чл. 118 от тези норми.
Чл. 108. В елементи на стоманобетонни конструкции при изчисляването на умора по наклонени сечения главните опънни напрежения могат да се поемат от бетона, ако тяхната стойност не надвишава величината R’bt. Ако главните опънни напрежения надвишават R’bt тяхната равнодействуваща трябва изцяло да се поеме от напречната армировка при напрежения в нея, равни на изчислителното съпротивление R’s.
Чл. 109. (1) Главните опънни напрежения sm се определят по формулата
където
sx и t са съответно нормалното и тангенциалното напрежение в бетона;
Ared, Ired – площта и инерционният момент на приведеното сечение спрямо центъра на тежестта му;
Sred – статичният момент на частта на приведеното сечение от едната страна на оста, на нивото на която се определят тангенциалните напрежения спрямо центъра на тежестта му;
у – разстоянието от центъра на тежестта на приведеното сечение до линията, за която се определят напреженията;
b – широчината на сечението, на нивото на което се определят напреженията.
(2) За елементи с правоъгълно сечение тангенциалните напрежения t се допуска да се определят по формулата
t= Q/bz (57)
където z = 0,9 h0.
(3) Във формула (54) опънните напрежения се вземат със знак “плюс”, натисковите – със знак “минус”.
(4) Във формула (55) знак “минус” се приема за нецентрично натиснати елементи, а знак “плюс” – за нецентрично опънати елементи.
(5) При отчитане на нормални напрежения, действуващи в направление, перпендикулярно на оста на елемента, главните опънни напрежения се определят в съответствие с чл. 123 от “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г.
Глава девета.
ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА СТОМАНОБЕТОННИ ЕЛЕМЕНТИ ЗА ОБРАЗУВАНЕ НА ПУКНАТИНИ
Чл. 110. (1) Стоманобетонни елементи се изчисляват за образуване на пукнатини в следните случаи:
1. ако от условията на експлоатация пукнатини не се допускат;
2. за установяване на зони на пукнатинообразуване при изчисляване на статически неопределими прътови и масивни конструкции в съответствие с чл. 72.
(2) Условието на пукнатинообразуване съответствува на знак “равенство”, а условието на пукнатиноустойчивост съответствува на знака “неравенство” във формулите от чл. 111 и чл. 112.
Чл. 111. (1) Изчисляването за образуване на пукнатини, нормални към надлъжната ос на елементите на прътовите конструкции, се извършва:
1. за елементи, подложени на центричен опън – по формулата
glcN Ј gcglgdRbt,serAred (58)
2. за елементи, подложени на огъване – по формулата
glcM Ј gcglgrRbt,serWred (59)
3. за елементи, подложени на нецентричен натиск – по формулата
4. за елементи, подложени на нецентричен опън – по формулата
в които:
g1 е коефициент, който се приема:
- при едноредово разположение на армировката – 1,0;
- при многоредово разположение на армировката – 1,2;
gd – коефициент, който взема предвид влиянието на количеството на армировката и дисперсността на армиране върху пукнатиноустойчивостта на елемента; определя се по формулата
където m е коефициентът на армиране на сечението;
a – отношението на модулите на еластичност на армировката и бетона;
d – диаметърът на армировката в mm;
gr – коефициент, отчитащ нееластичната работа на бетона, в опънната зона на сечението; определя се по формулата
където с се определя по Таблица 12;
а – разстоянието от центъра на тежестта на опънната армировка до опънатия ръб на сечението;
ht – височината на опънната зона на приведеното сечение;
Wred – съпротивителният момент на приведеното сечение спрямо опънатия ръб.
(2) Ако произведението g1gd е по-голямо от 2, се приема g1gd = 2.
(3) Ако произведението g1gr е по-голямо от 2, се приема g1gr = 2.
(4) Коефициентът gr се определя за приведеното напречно сечение.
Чл. 112. (1) Изчисляването за образуване на пукнатини, наклонени към надлъжната ос на елемента, се извършва по формулата
glcsmt Ј gcgb5glglrRbt,ser (64)
където gb5 е коефициент за условие на работа на бетона; определя се по формулата
g1gr – виж. чл. 111.
(2) Ако произведението g1gd е по-голямо от 2, се приема g1gd = 2.
(3) Стойностите на главните опънни и на главните натискови напрежения в бетона smt и smc се определят по формулата
където sx е нормалното напрежение в бетона в площадка, перпендикулярна на надлъжната ос на елемента от външно натоварване и от усилията от предварително напрягане;
sy – нормалното напрежение в бетона в площадка, успоредна на надлъжната ос на елемента от местното действие на опорните реакции, съсредоточените сили и разпределителните товари и от усилията от предварителното напрягане на стремена и на огънати пръти или криволинейна надлъжна армировка;
txy – тангенциалните напрежения в бетона от външното натоварване и от усилието от предварително напрягане на огънати пръти.
(4) Напреженията sx, sy и txy се определят за приведеното напречно сечение при предпоставка за еластична работа на материала.
(5) Напреженията sx и sy се поставят във формула (66) със знак “плюс”, ако са опънни, и със знак “минус” – ако са натискови; напрежението smc във формула (66) се взема по абсолютна стойност.
(6) Проверка по условие (64) се извършва за нивото на центъра на тежестта на приведеното сечение, а за елементи с Т и двойно Т сечение – и за местата на съединяване на натиснатата плоча (пояс) със стеблото.
Чл. 113. Изчисляването за образуване на пукнатини при действието на многократно повтарящи се натоварвания се извършва по условието
glcsbt Ј gcgb2Rbt,ser (67)
където sbt е максималното нормално опънно напрежение в бетона, изчислено в съответствие с чл. 109.
Чл. 114. При изчисляването за образуване на пукнатини се допуска да не се взема предвид наличната натискова армировка.
Чл. 115. При изчисляване на елементи за образуване на пукнатини трябва да се вземе предвид намалената якост на опън на строителните фуги, като в условията (58), (60), (61) и (64) Rbt,ser се умножава с коефициент y, който се приема:
1. за съоръжения от I и II клас – по експериментални данни;
2. за съоръжения от I и II клас при предварителен стадий на проектиране и за съоръжения от III и IV клас във всички етапи на проектиране y = 0,5.
Глава десета.
ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА СТОМАНОБЕТОННИ ЕЛЕМЕНТИ ЗА ОТВАРЯНЕ НА ПУКНАТИНИ
Чл. 116. Изчисляването за отваряне на пукнатини, нормални към надлъжната ос на елемента на прътови конструкции, се извършва при спазване на условието
acr Ј gcDcr (68)
където acr е изчислителната широчина на отваряне на пукнатините в mm;
Dcr – допустимата широчина на отваряне на пукнатини в mm, определена по чл. 119.
Чл. 117. Широчината на отваряне на пукнатината acr в mm се определя по формулата
където d е коефициент, който се приема:
- за елементи, подложени на огъване и нецентричен натиск – 1,0;
- за елементи, подложени на центричен и нецентричен опън – 1,2;
j1 – коефициент, който се приема:
- за кратковременно действие на натоварванията – 1,0;
- при F1/Fc < 2/3 – 1,0;
- при F1/Fc > 2/3 – 1,3;
където F1 и Fc са най-големите обобщени усилия (огъващ момент, нормална сила и др.) съответно от действието на пълното натоварване (постоянни, временни продължително действуващи и кратковременни) и от действието на постоянни и временни продължително действуващи натоварвания;
- за многократно повтарящи се натоварвания: при въздушно сухо състояние на бетона j1 = 2 – rs (rs – коефициент на асиметрия на цикъла); при водонаситено състояние на бетона – 1,1;
h – коефициент, който се приема в зависимост от вида на армировката:
- от пръти с периодичен профил – 1,0;
- от гладки пръти – 1,4;
- от тел с периодичен профил – 1,2;
- от гладък тел – 1,5;
ss – напрежението в опънната армировка, определено по чл. 118 без вземане предвид съпротивлението на бетона в опънната зона на сечението; при отчитане на филтрационното налягане на водата то се определя по чл. 67 и чл. 68;
ss,bg – началното опънно напрежение в армировката от набъбване на бетона; за конструкции, намиращи се във вида, а за конструкции, подложени на продължително изсушаване, както и по време на строителството ss,bg = 20 MPa;
m – коефициентът на армиране на сечението, равен на m = As/bh0, но не по-голям от 0,02;
d – диаметърът на прътите на армировката в mm; при различни диаметри на прътите се приема
където n е броят на прътите с еднакъв диаметър.
Чл. 118. (1) Напреженията в армировката при изчисляване широчината на отваряне на пукнатината се определят по формулите:
1. за елементи, подложени на огъване
ss = M/Az (71)
2. за елементи, подложени на центричен опън
ss = N/As (72)
3. за елементи, подложени на нецентричен опън и на нецентричен натиск при големи ексцентрицитети
4. за елементи, подложени на нецентричен опън при малки ексцентрицитети:
а) за армировка S
б) за армировка S’:
като във формула (73) знакът “плюс” се взема при нецентричен опън, а знакът “минус” – при нецентричен натиск.
(2) Във формули (71) и (73) рамото на вътрешната двоица сили z се допуска да се приема от резултатите при изчисляването на сечението на носеща способност за изчислителни натоварвания.
Чл. 119. (1) Допустимата широчина на отваряне на пукнатините Dcr се приема по действуващите норми “Защита на строителните конструкции от корозия. Норми и правила за проектиране” – 1980 г., а за масивни напорни конструкции не по-голяма от стойностите, дадени в Таблица 16, 17 и 18 в зависимост от условията за корозионна устойчивост, за предпазване на армировката и влиянието на процесите на замразяване и размразяване.
(2) За съоръжения от II, III и IV клас допустимата широчина на отваряне на пукнатини се определя чрез умножаване на Dcr, от таблици 16, 17 и 18 съответно с коефициент 1,3; 1,6 и 2,0, но се приема не по-голям от 0,5 mm.
Таблица 16
(3) Стойностите на Dcr, от Таблица 16, 17 и 18 се отнасят за армировка от класове А-I, А-II, А-III и Вр-I, а при използуването на друга армировка допустимата широчина на отваряне на пукнатините се приема по “Норми за проектиране на бетонни и стоманобетонни конструкции” – 1988 г., но не по-големи от дадените в таблиците.
(4) За бетони от група IV максималните стойности на водоциментовия фактор по Таблица 16 се приемат не по-големи от 0,65.
(5) При бикарбонатна алкалност на водна среда, по-малка от 1 mg.equ/dm3 (2,8 °H), или сумарна концентрация на йони Cl’ и SO4″, по-голяма от 1000 mg/dm3, стойностите на Dcr се намаляват два пъти.
(6) При средногодишни стойности на бикарбонатна алкалност на водната среда, по-малка от 0,25 mg.equ/dm3, и неприлагане на защитни мерки напорните конструкции трябва да се проектират без допускане на пукнатини.
(7) Стойностите на Dcr при използуване на защитни мерки се определят въз основа на специални изследвания.
(8) Допуска се за пръти с диаметър 40 mm стойностите на Dcr да се увеличат с 25%.
Таблица 17
Таблица 18
Глава единадесета.
ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ЕЛЕМЕНТИТЕ НА СТОМАНОБЕТОННИ КОНСТРУКЦИИ НА ДЕФОРМАЦИИ
Чл. 120. (1) При изчисляване на стоманобетонни конструкции на деформации и при определяне на усилията в елементите на статически неопределимите конструкции деформациите (провисванията и ъглите на завъртане) на елементите се определят по формулите на строителната механика при вземане под внимание на пукнатините и нееластичните свойства на бетона.
(2) При сложни статически неопределими системи се допуска преместванията да се определят, по формулите за съпротивление на материалите.
Чл. 121. (1) При кратковременно действие на натоварванията коравината Вk на елементи, подложени на огъване, на нецентричен натиск и на нецентричен опън се определя по формулите:
1. за елементи или техни участъци без пукнатини – Bk = 0,9EbIred (76)
2. за елементи или техни участъци с пукнатини – Bk = 1,1(Ib + aIs)Eb (77)
(2) За определяне на коравината на елементи с правоъгълно сечение, подложени на огъване, работещи с пукнатини, се допуска да се използува приложение 4.
Чл. 122. При едновременно действие на кратковременни и продължително действуващи натоварвания коравината В на елементи, подложени на огъване, на нецентричен натиск и на нецентричен опън се определя по формулите:
1. за елементи или техни участъци без пукнатини
B = 0,8EbIred (78)
2. за елементи, работещи с пукнатини
B = Bk(C + V) / (dC + V) (79)
където С е обобщеното усилие от продължителното действие на натоварването;
V – обобщеното усилие от кратковременното действие на натоварването;
d – коефициент, с който се намалява коравината, приема се:
а) за Т сечение с плоча в натисковата зона – 1,5
б) за Т’сечение с плоча в опънната зона – 2,5
в) за правоъгълни, двойно Т, кутиеобразни и други затворени сечения – 2,0.
Глава дванадесета.
ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ЕЛЕМЕНТИТЕ НА БЕТОННИ И СТОМАНОБЕТОННИ КОНСТРУКЦИИ НА ТЕМПЕРАТУРНИ И ВЛАЖНОСТНИ ВЪЗДЕЙСТВИЯ
Чл. 123. (1) Температурните въздействия се отчитат:
1. при изчисляване на носеща способност на бетонни конструкции в съответствие с чл. 75 от тези норми, както и при изчисляване за образуване на пукнатини в случаите, в които нарушение на монолитността на тези конструкции може да измени статическата схема на тяхната работа, да предизвика допълнителни силови въздействия или увеличаване на противоналягането, да доведе до намаление на водонепропускливостта и дълготрайността на конструкциите;
2. при изчисляване по носеща способност на статични неопределими стоманобетонни конструкции, както и при изчисляване на стоманобетонни конструкции за образуване на пукнатини в случаите от чл. 110 на тези норми;
3. при определяне на деформациите и на преместванията на елементите на съоръженията с оглед приемането на температурно-съсъхвателни фуги и противофилтрационните уплътнения;
4. при определяне на температурните режими, наложени от условията за изграждане на съоръженията и нормалната им експлоатация;
5. при изчисляване на тънкостенни стоманобетонни елементи с неправоъгълно сечение (двойно “Т”, пръстеновидно), контактуващи с основата.
(2) Допуска се тънкостенните конструкции да не се изчисляват на температурни въздействия, ако е осигурено свободното им преместване.
(3) Допуска се при изчисляване на бетонни конструкции температурните въздействия да се включват в основните съчетания на натоварванията и въздействията при проектиране на бетонни язовирни стени от всякакъв вид и при изчисляване на носеща способност и устойчивост на подпорни стени, на носеща способност на конструкцията на камери и главите на плавателни шлюзове и др.
Чл. 124. (1) При изчисляване на бетонни и стоманобетонни конструкции трябва да се отчитат температурните въздействия в експлоатационен и строителен период.
(2) Към температурните въздействия в експлоатационния период се отнасят климатичните колебания на температурата и външният въздух на водата във водохранилищата и експлоатационното нагряване или охлаждане на съоръженията.
(3) Температурните въздействия в строителния период се определят с отчитане на екзотермията и на други условия при втвърдяване на бетона, включващи конструктивни и технологични мерки по регулиране на температурния режим на конструкциите, температура при замонолитване на строителните фуги, пълно изстиване на конструкциите до средномногогодишната експлоатационна температура, колебание на температурата на външния въздух и на водата във водохранилищата.
(4) Температурните въздействия, отчитани при изчисляване на бетонни и стоманобетонни конструкции на основните видове хидротехнически съоръжения, се определят в нормите за проектиране на съответните видове съоръжения.
Чл. 125. Допуска се при изчисляване на бетонни и стоманобетонни конструкции на хидротехнически съоръжения на температурни въздействия при съответна обосновка да се отчита топлинното влияние на слънчевата радиация.
Чл. 126. (1) Отчитането на влажностните въздействия при изчисляване на бетонни и стоманобетонни конструкции трябва да се обоснове в зависимост от възможността за развитие на съсъхване или набъбване на бетона при тези конструкции.
(2) Допуска се да не се отчита съсъхването на бетона в изчисляването на масивни конструкции и на тънкостенни конструкции, намиращи се под вода, контактуващи с вода или с насипни почви, ако бъдат взети мерки по предотвратяване на изсъхване на бетона в периода на строителството.
Чл. 127. Температурните и влажностните полета на конструкциите се изчисляват по метода на строителната физика с използуване на основните положения, приети за нестационарните процеси.
Чл. 128. (1) Данни за температурата и влажността на въздуха и други климатични характеристики се приемат въз основа на метеорологични наблюдения в района на строителството, а при липса на такива – по “Климатичен справочник на НРБ” или официални документи на метеорологичните служби.
(2) Температурата на водата във водохранилищата се определя чрез специални изчисления и по аналогия.
Чл. 129. (1) За съоръжения от I клас топлофизическите характеристики на бетона се определят чрез специални изследвания.
(2) Допуска се за съоръжения от II, III и IV клас, както и при предварително проектиране, на съоръжения от I клас, характеристиките за бетона да се приемат по Таблица 1 и 2 на приложение 2.
Чл. 130. (1) Допуска се при изчисляване на термонапрегнатото състояние на конструкциите деформационните характеристики на бетона да се приемат:
1. началният модул на еластичност на бетона в МРа за възраст, по-малка от 180 дни – по формулата
където c е безразмерен параметър; приема се по Таблица 3 на приложение 2;
t – възрастта на бетона в дни;
2. началният модул на еластичност на бетона за възраст 180 дни и повече се приема в съответствие с чл. 23.
(2) Характеристиките на пълзене на бетона се приемат по Таблица 4 на приложение 2.
(3) За съоръжения от I клас деформационните характеристики на бетона се уточняват чрез пробни тела, взети от производствения състав на бетона.
Чл. 131. (1) Изчисляване на бетонни и стоманобетонни конструкции при проверка за образуване на температурни пукнатини и определяне на техните размери се извършва по формулата
където А(t) е работата на опънните напрежения на съответствуващата разлика на пълните и принудени температурни деформации в бетона; определя се по формулата
t – текущото време;
Т(t) – температурата на бетона в момента на време t;
a – температурният коефициент на линейното разширение на бетона;
e (t) – деформацията на бетона, определена с отчитане на променливия по време модул на еластичност и пълзенето на бетона;
s(t) – опънните напрежения в бетона;
s(t) = s(t) при s(t) > 0
s(t)* = 0 при s(t) Ј 0
s(t) – напреженията в бетона, определени с отчитане на променливия по време модул на еластичност и пълзенето на бетона;
Rbtn и Rbt – съответно нормативното и изчислителното съпротивление на бетона на осов опън, определени в съответствие с чл. 19;
h – коефициент на преминаване от нормативно съпротивление на бетона на осов опън към средна якост на осов опън на бетона от производствения състав, определен в съответствие с чл. 133;
y(t) – коефициент, отчитащ зависимостта на якостта на бетона на осов опън от възрастта t; приема се в съответствие с чл. 134;
Eb(t) – модулът на еластичност на бетона; определя се в съответствие с чл. 130;
gcm – коефициент на условие на работа; за масивни съоръжения се приема 1,1, а за останалите – 1,0.
(2) За образуване на повърхностни пукнатини е необходимо условието (81) да е изпълнено в границите на опънната зона, дълбочината на която в направление, перпендикулярно на повърхността, би била не по-малка от 1,3 dmax (dmax максимален размер на едрия добавъчен материал на бетона).
Чл. 132. (1) Бетонни и стоманобетонни конструкции се изчисляват на недопускане на температурни пукнатини по формулите:
1. за конструкции, изчислявани по първа група гранични състояния:
2. за конструкции, изчислявани по втора група гранични състояния;
в които означенията, са както във формула (81).
Чл. 133. Коефициентът h се определя по формулата
h = (1 – un)-1 (85)
където u е коефициент, зависещ от приетата обезпеченост за якостта на бетона, равен на 1,64 при q = 0,95, и на 1,28 при q = 0,90;
n – коефициент на вариация на якостта на бетона от проектния му състав.
(2) В проектите за бетонни и стоманобетонни конструкции на хидротехнически съоръжения се приема n = 0,135 при q = 0,95 и n = 0,17 при q = 0,90.
Чл. 134. (1) Стойностите на y(t) в зависимост от възрастта на бетона се приемат за строителния период по Таблица 5 на приложение 2, а за експлоатационния период – като правило – 1,0.
(2) За съоръжения от I и II клас коефициентът y(t) се уточнява чрез едромащабни пробни тела от проектния състав на бетона.
Чл. 135. (1) За съоръжения от I и II клас при технико-икономическа обосновка, а за съоръжения от III и IV клас – за всички случаи, се допуска при изчисляване за образуване на пукнатини от температурните въздействия да се извършва по формулата
s(t) Ј gcmghelimj(t)Eb(t) (86)
където s(t) са температурните напрежения в момента на времето;
gh – коефициентът, определен по указанията на чл. 77;
elim – граничната относителна деформация на опън на бетона, определена по Таблица 6 на приложение 2;
j(t) – коефициентът, отчитащ зависимостта на elim от възрастта на бетона, определен по Таблица 7 на приложение 2.
(2) При определяне на коефициента gh стойността на ht се приема равна на дължината на участъка на диаграмата на опънните напрежения в границите на блока.
(3) В изчисленията по формула (86) трябва да се приема gh = 1 при ht і 100 cm или при наличие в участъка на диаграмата на опънните напрежения на зони с нулева промяна на напреженията.
Приложение 1
ОСНОВНИ БУКВЕНИ ОЗНАЧЕНИЯ УСИЛИЯ ОТ ВЪНШНИ НАТОВАРВАНИЯ И ВЪЗДЕЙСТВИЯ
М – огъващ момент;
N – надлъжна сила;
Q – напречна сила.
ХАРАКТЕРИСТИКИ НА МАТЕРИАЛИТЕ
Rb, Rb,ser – изчислителни съпротивления на бетона на натиск за гранични състояния съответно от първа и втора група;
Rbt, Rbt,ser – изчислителни съпротивления на бетона на осов опън за гранични състояния съответно от първа и от втора група;
Rs, Rs,ser – изчислителни съпротивления на армировката на опън за гранични състояния съответно от първа и от втора група;
Rsw – изчислителни съпротивления на напречната армировка на опън за гранични състояния от първа група при изчисляване на наклонени сечения;
Rsc – изчислителни съпротивления на армировката на натиск за гранични състояния от първа група;
Еb – начален модул на еластичност на бетона при натиск и опън;
Еs – модул на еластичност на армировката;
a – отношение между модулите на еластичност на армировката Еs и на бетона Еb.
НАДЛЪЖНА АРМИРОВКА
S -а) при елементи, подложени на огъване – надлъжната армировка, разположена в опънната зона;
б) при натиснати елементи – надлъжната армировка, разположена до послабо натиснатия ръб на елемента или в опънната зона;
в) при нецентрично опънати елементи – надлъжната армировка, разположена най-близо до приложната точна на надлъжната сила;
г) при центрично опънати елементи – цялата надлъжна армировка в сечението;
S’ – а) при елементи, подложени на огъване – надлъжната армировка, разположена в натисковата зона;
б) при натиснати елементи – надлъжната армировка, разположена в натиснатата зона или до по-силно натиснатия ръб на сечението;
в) при нецентрично опънати елементи – надлъжната армировка, разположена най-отдалечено от приложната точка на надлъжната сила.
ГЕОМЕТРИЧНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ
b – широчина на правоъгълно сечение или на реброто на Т и 2Т сечение;
h – височина на сечението;
a, a’ – разстояние от армировките S и S’ до по-близкия ръб на сечението;
h0, h0′ – полезна височина на сечението (h0 = h – a; h0′ = h – a’);
x – височина на натисковата зона;
x – относителна височина на натисковата зона x = x / h0;
s – разстояние между стремената, мерено по дължината на елемента;
е0 – ексцентрицитет на надлъжната сила N спрямо центъра на тежестта на приведеното сечение;
е, е’ – разстояние на приложната точка на надлъжната сила N до равнодействащата на усилията в съответната армировка S и S’;
d – номинален диаметър на армировъчните пръти, телове и въжета;
А – площ на цялото бетонно сечение;
Аb – площ на бетонното сечение в натисковата зона;
Ared – площ на приведеното сечение;
As, As’ – площ на напречното сечение съответно на армировките S и S’;
Asw – площ на напречното сечение на стремената, разположени в едно нормално на оста на елемента сечение;
As,inc – площ на напречното сечение на огънатите пръти, разположени в съответното наклонено спрямо оста на елемента сечение;
I – инерционен момент на площта на бетонното сечение по отношение на центъра на тежестта на сечението на елемента;
Ired – инерционен момент на площта на приведеното сечение по отношение на центъра на тежестта на това сечение;
Is – инерционен момент на площта на напречното сечение на армировката по отношение на центъра на тежестта на сечението на елемента;
Ib – инерционен момент на площта на натисковата зона по отношение на центъра на тежестта на сечението на елемента;
Sb – статичен момент на площта на натисковата зона по отношение на приложната точка на равнодействащото усилие в армировката S;
Ss, Ss’ – статични моменти на площта на напречното сечение на цялата надлъжна армировка по отношение на приложните точки на равнодействащите усилия съответно в армировките S и S’;
КОЕФИЦИЕНТИ
glc – коефициент на съчетание на натоварването;
gn – коефициент за клас на съоръженията;
gc – коефициент за условия на работа на съоръженията;
gb – коефициент за условия на работа на бетона;
gs – коефициент за условия на работа на армировката;
m – коефициент на армиране; определя се като отношение между площта на напречното сечение на армировката към площта на напречното сечение на елемента bh0, без вземане предвид уширенията в натисковата и опънната зона.
Приложение 2
ХАРАКТЕРИСТИКИ НА БЕТОНА ЗА ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА КОНСТРУКЦИИТЕ НА ТЕМПЕРАТУРНИ И ВЛАЖНОСТНИ ВЪЗДЕЙСТВИЯ
Таблица 1
Таблица 2
Характеристики на топлоотделянето на бетона
| Марка на | Топлоотделяне на бетон kJ на 1 kg | ||||
| Вид на цимента | цимента | цимент с възраст на бетона в дни | |||
| 3 | 7 | 28 | 90 | ||
| Портландцимент | 350(35) | 210 | 250 | 295 | 300 |
| 450(45) | 250 | 295 | 345 | 355 | |
| 550(55) | 295 | 335 | 385 | 400 | |
| Пуцоланов портландцимент, | |||||
| шлакопортландцимент | 350(35) | 175 | 230 | 270 | 280 |
| Нискотермичен цимент по БДС 7390-87 | 25 | 160 | 210 | - | - |
Забележка: В скоби са дадени марките на цимента по БДС 27-87
Таблица 3
Параметър c
Таблица 4
Таблица 5
Таблица 6
Таблица 7
Коефициент j(t)
Приложение 3
Номограма за определяне на коефициента k за изчисляване на бетонни елементи с Т, I и кутиеобразно сечение на носеща способност
Приложение 4
Номограма за определяне на коефициента на коравина за участъци на елементи с пукнатини с правоъгълно сечение
