Поверочные расчёты железобетонных конструкций

Поверочные расчёты, как правило, проводятся по предельным состояниям обеих групп. Но если новые нагрузки превышают действующие при эксплуатации не более чем на 15 %, деформации конструкций и ширина раскрытия трещин по результатам обследования меньше предельно допустимых, то расчёт по предельным состояниям второй группы можно не производить.

При реконструкции зданий и сооружений часто оценивается состояние конструкций, запроектированных по ранее действующим нормам и техническим условиям. Несмотря на это, поверочные расчёты должны производиться по СНиП 52-01-2003, СП 52-101-2003 и СП 52-102-2004.

При расчёте должны быть проверены сечения конструкций с дефектами и повреждениями, а также сечения, в которых при обследовании выявлены зоны бетона, прочность которых меньше средней на 20 % и более.

Расчётные характеристики бетона принимают по СП 52-101-2003 или СП 52-102-2004 в зависимости от условного класса бетона по прочности на сжатие.

Если расчёт проводится на основании проектных данных конструкций, запроектированных по ранее действовавшим нормативным документам, то класс бетона B (в МПа) определяют по формуле

B = 0.08R ,

где R - марка бетона на сжатие (в кгс/см²);

- поправочный (масштабный) коэффициент, равный 1,0 для конструкций, запроектированных по СНиП II-21-75 и 1,05 для конструкций, запроектированных по ранее действовавшим нормам, так как по СНиП II-21-75 прочность на сжатие определялась на кубах с ребром 15 см (как и по СНиП 2.03.01-84* и ныне действующим нормам), а по ранее действовавшим – на кубах с ребром 20см.

При определении прочности бетона любым из методов, описанных в п. 1.10, для получения класса бетона на сжатие среднюю прочность бетона группы конструкций, конструкции или отдельной её зоны (в МПа) умножают на 0,8 (точнее – на 0,7786) и округляют в меньшую сторону до ближайшего класса по СНиП (градация: от В10 до В60 - через 5).

По полученному классу бетона из таблиц СНиП выбирают расчётные и нормативные сопротивления бетона и модуль упругости. Иногда описанное округление не делают, и для промежуточных значений условного класса бетона, отличающихся от значений параметрического ряда, характеристики бетона определяют по интерполяции.

Если расчёт проводится на основании проектных данных конструкций, запроектированных по ранее действовавшим нормативным документам, то нормативные значения сопротивления арматуры R _sn определяют по СП 52-101-2003 или СП 52-102-2004.

При этом для проволочной арматуры классов В-I и В_р-I, которых в сортаментах с 2004 г. нет, нормативные сопротивления принимаются такими же, как для арматуры класса В500.

Расчётные значения сопротивления арматуры растяжению определяют по формуле

R _s = R _sn / _s ,

где _s – коэффициент надёжности по арматуре, принимаемый по предельным состояниям первой группы (1,1 - для арматуры классов А240, A300, A400; 1,15 – А500, А600, А800; 1,2 – В500, А1000, Вр1200-1500, К1400-К1500 (К-7), (К-19)).

При расчёте по предельным состояниям второй группы коэффициент _s принимается равным 1.

Расчётные значения сопротивления арматуры сжатию R _sc принимают численно равными

R_s , но не более 400 МПа при кратковременном действии нагрузки и 500 МПа – при длительном. Для арматуры классов В500 и А600 вводится коэффициент условий работы, равный 0,9: 415*0,9 = 360 МПа; 520*0,9 470 МПа).

Расчётные значения сопротивления растяжению поперечной арматуры R _sw равны , но принимаются не более 300 МПа.

Если проект отсутствует и класс арматуры определяется по виду её профиля, установленного при вскрытии, то расчётные сопротивления арматуры допускается назначать: для гладкой арматуры (класс А240) R _s = 155 МПа (сравните со СНиП – 215 МПа), для арматуры периодического профиля при профиле «винтом» (класс А300) R _s = 245 МПа (по СНиП – 270 МПа), а при профиле «ёлочкой» (более высокие классы) R _s = 295 МПа (по СНиП – 355 МПа для арматуры класса A400 и ещё большие значения для арматуры более высоких классов).

Принятие заниженных значений сопротивлений по сравнению с нормируемыми идёт в запас прочности.

Если возможен отбор из конструкции образцов арматуры, то нормативные сопротивления её принимают равными средним значениям предела текучести (или условного предела текучести), полученного при испытании, делённым на коэффициент: 1,1 для классов А240, A300, A400; 1,15 для А500, А600, А800; 1,2 – для других классов.

При поверочных расчётах дефекты и повреждения в виде каверн, раковин, повреждений вследствие механических и химических воздействий на бетон и т.п. учитывают путём уменьшения вводимой в расчёт площади сечения бетона или арматуры, а также учёта влияния дефекта или повреждения на прочностные и деформативные характеристики бетона, эксцентриситет продольной силы, на сцепление арматуры с бетоном и т.п.

Например, нарушение сцепления арматуры с бетоном вследствие коррозии, температурных воздействий и др. факторов может по-разному снизить несущую способность конструкции в зависимости от степени нарушения сцепления, вида арматуры, характера работы конструкции под нагрузкой и пр. Так, при толщине слоя коррозии не более 0,5 мм и отсутствии продольных трещин несущая способность может быть снижена на 5 %, при толщине слоя коррозии до 3 мм и продольных трещинах с раскрытием до 2 мм – до 15 % и при толщине слоя коррозии более 3 мм – на 30 %.

Иногда обнаруживается несоответствие результатов расчётов фактическому состоянию конструкций. Большая несущая способность конструкций объясняется тем, что при расчётах учитывают раздельную их работу, тогда как в здании или сооружении они взаимосвязаны (сказывается пространственная жёсткость, жёсткость заделок, шпоночный эффект, слитность с конструкцией пола и т.п.).