СП 63.13330.2018 СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения — DWGФОРМАТ
Область применения
Настоящий свод правил распространяется на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях Российской Федерации (при систематическом воздействии температур не выше 50 °C и не ниже минус 70 °C), в среде с неагрессивной степенью воздействия.
Свод правил устанавливает требования к проектированию бетонных и железобетонных конструкций, изготовляемых из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и напрягающего бетонов.
Требования настоящего свода правил не распространяются на проектирование сталежелезобетонных конструкций, фибробетонных конструкций, сборно-монолитных конструкций, бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, покрытий автомобильных дорог и аэродромов и других специальных сооружений, а также на конструкции, изготовляемые из бетонов средней плотностью менее 500 и более 2500 кг/м3, бетонополимеров и полимербетонов, бетонов на известковых, шлаковых и смешанных вяжущих (кроме применения их в ячеистом бетоне), на гипсовом и специальных вяжущих, бетонов на специальных и органических заполнителях, бетона крупнопористой структуры.
Проектирование перечисленных выше конструкций выполняют по соответствующим нормативным документам.
Содержание
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины и определения
4 Общие требования к бетонным и железобетонным конструкциям
5 Требования к расчету бетонных и железобетонных конструкций
5.1 Общие положения
5.2 Требования к расчету бетонных и железобетонных элементов по прочности
5.3 Требования к расчету железобетонных элементов по образованию трещин
5.4 Требования к расчету железобетонных элементов по раскрытию трещин
5.5 Требования к расчету железобетонных элементов по деформациям
6 Материалы для бетонных и железобетонных конструкций
6.1 Бетон
6.2 Арматура
7 Бетонные конструкции
7.1 Расчет бетонных элементов по прочности
8 Железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры
8.
1 Расчет элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы
8.2 Расчет элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы
9 Предварительно напряженные железобетонные конструкции
9.1 Предварительные напряжения арматуры
9.2 Расчет элементов предварительно напряженных железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы
9.3 Расчет предварительно напряженных элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы
10 Конструктивные требования
10.1 Общие положения
10.2 Требования к геометрическим размерам
10.3 Требования к армированию
10.4 Конструирование основных несущих железобетонных конструкций
11 Требования к изготовлению, возведению и эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций
11.1 Бетон
11.2 Арматура
11.3 Опалубка
11.4 Бетонные и железобетонные конструкции
11.5 Контроль качества
12 Требования к восстановлению и усилению железобетонных конструкций
12.
1 Общие положения
12.2 Натурные обследования конструкций
12.3 Поверочные расчеты конструкций
12.4 Усиление железобетонных конструкций
13 Расчет железобетонных конструкций на выносливость
Приложение А Основные буквенные обозначения
Приложение Б Расчет закладных деталей
Приложение В Расчет конструктивных систем
Приложение Г (справочное) Диаграммы деформирования бетона
Приложение Д Расчет колонн круглого и кольцевого сечений
Приложение Е Расчет бетонных шпонок
Приложение Ж Расчет коротких консолей
Приложение И Учет косвенного армирования при расчете внецентренно сжатых элементов на основе нелинейной деформационной модели
Приложение К Требования к правилам проектирования и конструирования железобетонных конструкций с механическими соединениями арматуры
Приложение Л Расчет соединительных муфт опрессованных механических соединений
Данная страница не существует!
О центре
История
Структура
Совет Директоров
Руководство
Специалисты
Помним
Дирекция специальных проектов
Дирекция научно-технических проектов и экспертиз
Вакансии
Научные школы
- Партнеры
Технологическая платформа «Строительство и архитектура»
Членство в организациях
Лицензии
Раскрытие информации
Отчетность 2019
Непрофильные активы
Противодействие коррупции
Социальная ответственность
Услуги
В сфере подземного строительства
Геологические изыскания
Инженерные изыскания
В сфере бетонного строительства
В высотном и уникальном строительстве
Проектирование
Управление проектами
Проект реконструкции
Экспертиза
Обследование зданий
Технологический и ценовой аудит (ТЦА)
Галерея проектов
Ультразвуковой контроль сплошности свай и ультразвуковой контроль сплошности стен в грунте
Акустическое обследование фундаментных плит
Сейсмоакустический контроль сплошности свай
Сейсмоакустический контроль сплошности фундаментов и плит, поиск дефектов и пустот
Динамические испытания свай по волновой теории удара
Статические испытания свай
Теплоконтроль сейсмичности при бетонировании свай
Новости
Новости Центра
Новости отрасли
Календарь мероприятий
СМИ о нас
Отзывы организаций
Закупки
Центр
сертификацииЗаказчику
Оборудование
Контакты
Научно —
техническая
деятельностьНаучные и инновационные разработки в области строительства и их внедрение
Научно-исследовательские (теоретические, поисковые и прикладные) работы
Научно-технический совет (НТС)
Научно-техническое сопровождение
Нормативно-технические документы
Разработка СТУ
Сотрудничество
ТИМ-технологии
Интеллектуальная собственность
Корпоративные издания
Научно —
образовательная
деятельностьСведения об образовательной деятельности
Диссертационный совет
Информация о защитах диссертаций
Подготовка диссертаций без освоения программы подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре
Аспирантура
Прикрепление для сдачи кандидатских экзаменов
Докторантура
Повышение квалификации
Учебные программы Центра информационного моделирования
Психология личностного роста в профессиональной деятельности
Кафедра Иностранных языков и кафедра Философии
Кафедра Строительные сооружения, конструкции и материалы
Контакты
Обратная связь
Что такое предварительно напряженный бетон? Как это работает?
- Митхун Рэй
Предварительно напряженный бетон представляет собой форму бетона, в которой перед приложением внешней нагрузки бетону придается начальное сжатие, так что напряжение от внешних нагрузок компенсируется желаемым образом в течение периода службы.
Это начальное сжатие создается высокопрочной стальной проволокой или сплавами (называемыми «сухожилиями»), расположенными в бетонной секции.
Зачем нужен предварительно напряженный бетон?
Теперь вопрос, зачем нам эта сложность?
Итак, прежде чем начать, давайте вернемся к основам. Мы знаем, что бетон хорош на сжатие, но очень слаб на растяжение. И так мы видим после внешнего нагружения в нижней части бетона образовалась зона растяжения. Итак, он пытается быть удлиненным, и знаете что? Он трескается. Вот почему мы добавляем несколько стальных стержней в нижней части, чтобы она могла выдерживать большую часть напряжения и предохраняла бетон от растрескивания. Это наша традиционная структура RC. А как насчет некоторых мегаструктур с большими пролетами балок? Подумайте об эстакаде или знаменитом мосту Gateway Bridge в Австралии, мосту Incheon в Южной Корее или ядерном реакторе Ringhals в Швеции, где внешняя нагрузка очень высока.
По аналогии с традиционной железобетонной конструкцией, для этих больших пролетов балок мы должны предусмотреть большую глубину, которая часто слишком велика, так как для моста через реку будет недостаточно места под мостом для прохода судов.
. А вот и новая концепция — Предварительно напряженный бетон. Концепция предварительно напряженного бетона не так сложна. На самом деле, практика предварительного напряжения очень давно используется в нашей повседневной жизни. Представьте себе бочку из деревянных клепок и металлических полос. Тунг-Йен Лин, профессор гражданского строительства Калифорнийского университета, объяснил это во вводной главе своей книги «Проектирование предварительно напряженных железобетонных конструкций»9.0012
Основной принцип предварительного напряжения применялся в строительстве, возможно, несколько столетий назад, когда веревки или металлические ленты обматывались вокруг деревянных балок, образуя бочку (см. рис. 1). Когда ленты были натянуты, они находились под предварительным растягивающим напряжением, которое, в свою очередь, создавало сжимающее предварительное напряжение между планками и позволяло им противостоять кольцевому напряжению, создаваемому внутренним давлением жидкости. Другими словами, полосы и клепки были предварительно напряжены до того, как они подверглись каким-либо эксплуатационным нагрузкам.
Таким образом, в предварительно напряженном бетоне начальное сжатие должно быть уравновешено будущей нагрузкой, которая создаст растяжение.
Как работает предварительно напряженный бетон?
[Источник изображения: Википедия]Итак, у меня есть наша концепция. Мы узнали, почему и когда мы должны использовать предварительно напряженный бетон. Итак, как это работает? В реальной жизни стальные проволоки с высокой прочностью на растяжение вставляются в секцию балки, натягиваются и закрепляются, а затем освобождаются. Теперь стальная арматура хочет набрать свою первоначальную длину, а растягивающие напряжения преобразуются в сжимающие напряжения в бетоне. Теперь после нагрузки на балку действует два вида сил,
- Внутреннее усилие предварительного напряжения
- Внешние силы (постоянная нагрузка, динамическая нагрузка и т. д.)
Которые должны противодействовать друг другу. Наблюдая за диаграммой моментов, найдем что-то вроде этого
[Источник изображения: ptsindia.
net]класс = «элиадунит»>
Предварительно напряженные бетонные материалы
Согласно AASHTO, в предварительно напряженном бетоне должны использоваться высокопрочные семипроволочные пряди, высокопрочная стальная проволока или сплавы марки и типа (в соответствии с указаниями проектировщика). Кроме того, для предварительно напряженного железобетона требуется более прочный бетон, чем для обычного железобетона. Как правило, необходимо использовать бетон с минимальной 28-дневной прочностью в 5000 фунтов на квадратный дюйм. Итак, почему этот высокопрочный бетон? Что ж, если бетон недостаточно прочен, он может треснуть или выйти из строя при напряжении сухожилий. Наряду с высокой прочностью на сжатие обеспечивает более высокое сопротивление растяжению и сдвигу, что желательно для предварительно напряженного бетона.
Кроме того, высокопрочный бетон меньше подвержен усадочным трещинам. Он имеет более высокий модуль упругости и меньшую деформацию ползучести. В результате потери предварительного напряжения невелики.
Похожие изделия из предварительно напряженного бетона
- Типы предварительно напряженного бетонаПредварительно напряженный бетон.
- Преимущества и недостатки Предварительно напряженный бетон.
- Применение предварительно напряженного бетона
Что такое предварительно напряженный бетон? — Практическая инженерия
Поговорите с любым специалистом по бетону, и он скажет вам, что первое правило бетона таково: он практически гарантированно треснет. Но не все трещины считаются одинаковыми, и есть способ армировать бетон, чтобы свести к минимуму их негативное воздействие. Привет, я Грейди, и это Практическая инженерия. Сегодня поговорим о предварительно напряженном бетоне.
Несмотря на превосходные качества конструкционного материала, у бетона есть и недостатки. Один из них, который мы обсуждали в предыдущих видео, заключается в том, что он почти не выдерживает напряжения.
Бетон может выдерживать огромное сжимающее напряжение, но когда вы пытаетесь его разорвать, он легко сдается. Другая слабость бетона в том, что он хрупкий. У него нет никакой «уступчивости», растяжения или пластичности. Объедините эти две слабости, и вы получите трещины. Бетон любит трескаться. И если вы проектируете или строите что-то из бетона, понимание того, насколько и где оно может треснуть, может быть разницей между успехом и неудачей вашей конструкции.
Чтобы понять, как инженер проектирует железобетонные конструкции, мы сначала должны понять критерии проектирования или цели конструкции. Очевидная цель, которую мы все понимаем, состоит в том, чтобы он не упал. Когда автомобиль проезжает по мосту и мост не рушится, конструкция достигает проектного критерия предела прочности. Но во многих случаях в проектировании конструкций предотвращение обрушения на самом деле не является ограничивающим критерием проектирования. Другая важная цель – избежать прогиба или движения под нагрузкой.
Большинство структурных элементов немного прогибаются, прежде чем они действительно выйдут из строя, и это может быть плохой новостью. Первая причина, почему это восприятие. Люди не чувствуют себя в безопасности на конструкции, которая изгибается и изгибается. Мы хотим, чтобы наши мосты и здания казались крепкими и неподвижными. Другая причина заключается в том, что предметы, прикрепленные к конструкции, такие как гипс или стекло, могут сломаться, если они слишком сильно отклонятся.
В случае железобетона прогиб имеет еще одно влияние: трещины. Армирование в бетоне обычно делается из стали, а сталь намного более эластична, чем бетон. Итак, чтобы мобилизовать прочность стали, сначала ее нужно немного растянуть. Но, в отличие от стали, бетон хрупкий — не растягивается, трескается. Так что это часто означает, что бетон должен треснуть, прежде чем арматурный стержень сможет воспринять какое-либо растягивающее напряжение элемента. Эта демонстрация взята из теста в предыдущем видео, показывающем балку из традиционного железобетона.
Вернитесь и проверьте это видео, если вы еще не видели его. Обратите внимание, как эта балка сопротивляется нагрузке, несмотря на то, что в нижней части она треснула. Он соответствует конструктивному критерию номер 1 — выдерживает нагрузку (в данном случае 6 тонн) без сбоев. Но он не соответствует конструктивному критерию номер 2 (удобство обслуживания) — слишком сильно прогибается и бетон трескается. Эти трещины не только плохо выглядят, но и в реальной конструкции могут привести к контакту воды и загрязняющих веществ с арматурой, что в конечном итоге приведет к ее коррозии, ослаблению и даже выходу из строя.
Одним из решений этой проблемы прогиба бетонных элементов является предварительное напряжение или сжатие элемента конструкции перед его вводом в эксплуатацию. Обычно это достигается за счет натяжения арматуры внутри бетона. Это дает элементу сжимающее напряжение, которое уравновешивает растягивающие напряжения, возникающие в элементе после его ввода в эксплуатацию. Традиционно железобетонный элемент изначально не подвергается сжатию, поэтому он будет слишком сильно прогибаться, прежде чем возникнет опасность того, что он окажется недостаточно прочным, чтобы выдержать нагрузку.
Таким образом, при обычном армировании вы даже не сможете в полной мере воспользоваться структурной прочностью элемента. Когда вы предварительно напрягаете арматуру в бетоне, вы не обязательно увеличиваете ее прочность, но уменьшаете ее прогиб. Это уравновешивает максимальную нагрузку, допустимую в соответствии с каждым из критериев проектирования конструкции, позволяя вам в полной мере использовать преимущества прочности каждого материала.
Существует два основных способа предварительного напряжения арматуры в бетоне, и, конечно же, я построил пару балок для демонстрации. Первый способ – предварительное натяжение. И да, эта терминология немного сбивает с толку. Он предварительно напряжен, потому что сталь подвергается напряжению до того, как элемент будет введен в эксплуатацию, но предварительно напряжен, потому что сталь подвергается напряжению до затвердевания бетона. Чтобы это сработало, мне пришлось построить небольшую рамку вокруг моей бетонной балки. Эта рама будет удерживать сталь в напряжении, пока бетон затвердевает.
Я установил резьбовые стержни через форму и раму, а затем натянул эти стержни, затянув гайки. Я попытался использовать высоту звона, чтобы получить примерно одинаковое натяжение, и вы можете видеть, как сильно изгибается моя рама от силы этих стальных стержней. Другим методом предварительного напряжения стали является пост-натяжение. При последующем натяжении сталь подвергается напряжению после затвердевания бетона, но еще до того, как элемент будет введен в эксплуатацию. В эту балку я отлил в форме гладкие пластиковые втулки. Стальные стержни могут легко скользить внутри рукавов.
Когда обе формы были готовы, я залил их бетоном. Наконец-то у меня появился строительный вибратор для бетона. Эта машина помогает удалить все пузырьки воздуха из свежего бетона до того, как он затвердеет. Этот процесс называется консолидацией. После того, как бетон высохнет, пришло время проверить балки. На натянутой балке я могу открутить гайки и снять эту раму. Поскольку бетон вокруг болтов затвердел, стальные стержни внутри этой балки все еще находятся под напряжением.
Я положил его под гидравлический пресс для тестирования, и результаты легко увидеть. В традиционно армированной балке, где сталь просто заливается в бетон без какого-либо напряжения, трещины начинают образовываться при нагрузке около 4 тонн. В предварительно натянутой балке трещины не появлялись до тех пор, пока сила не удвоилась и составила около 8 тонн. Натяжение, уже присутствующее в стали, способно воспринимать силу пресса, не требуя изгиба балки.
Для натянутой балки я вставил стальную арматуру после затвердевания бетона. Затем я затянул болты на стержнях для предварительного напряжения стали. Под гидравлическим прессом результаты почти идентичны. Напряжение в стальной балке удерживало сжатие гораздо дольше, чем это мог бы сделать элемент, армированный обычным способом. Конечно, трещины со временем появляются, но для их появления требуется гораздо больше усилий. Это потому, что добавление силы к балке не создает напряжения, а просто уменьшает сжатие, которое уже было вызвано натяжением стальных стержней.