ar-net.ru8.1 Расчет железобетонных конструкций
8.1.1 Расчет на особое сочетание нагрузок проводят по первой группе предельных состояний в соответствии с требованиями СП 63.13330 - по несущей способности. При этом используют расчетные предельные состояния 1а и 1б железобетонных конструкций.
Расчетное предельное состояние 1а характеризуется работой конструкций в условно-упругой стадии деформирования при напряжениях в растянутой арматуре, меньших или равных расчетному динамическому сопротивлению арматуры растяжению. При этом напряжения в бетоне сжатой зоны меньше или равны расчетному динамическому сопротивлению бетона сжатию.
По расчетному предельному состоянию 1а следует рассчитывать конструкции защитных сооружений, к деформациям элементов которых предъявляют повышенные требования (например, расположенные в водонасыщенном грунте, при III режиме вентиляции).
Расчетное предельное состояние 1б характеризуется работой конструкций в упругопластической стадии с достижением предельных деформаций укорочения бетона сжатой зоны и развитием пластических деформаций в растянутой арматуре в наиболее напряженных сечениях. Допускается возникновение остаточных перемещений и наличие в бетоне растянутой зоны раскрытых трещин.
По расчетному предельному состоянию 1б рассчитывают конструкции защитных сооружений, расположенные в сухих грунтах.
8.1.2 Расчет конструкций по предельным состояниям 1а и 1б на особое сочетание нагрузок проводят, как правило, статическим методом, исходя из условий прочности, принятых в СП 63.13330 и разделу 8 настоящего свода правил. При этом в расчетные формулы вводят усилия от внешних нагрузок и воздействий, включающие в себя эквивалентную статическую нагрузку, определяемую согласно указаниям раздела 7 настоящего свода правил, а также расчетные динамические сопротивления бетона и арматуры.
Динамический расчет конструкций по состоянию 1а проводят с применением методов динамики упругих систем. При расчете по состоянию 1б исходят из условия, что значения пластических углов раскрытия в шарнирах пластичности, получаемые из решения уравнений динамики в упругой и пластической стадиях, не превышают соответствующих предельных значений угла раскрытия.
Примечание - Под пластическим углом раскрытия понимают угол взаимного поворота концевых сечений условной пластической зоны элементов (т.е. зоны, в пределах которой развиваются пластические деформации арматуры и бетона).
8.2 Бетон и его расчетные характеристики
8.2.1 Для железобетонных конструкций убежищ должны применять тяжелый бетон класса не ниже В15, а для ригелей и колонн - не менее В25.
Бетонные блоки для стен следует проектировать из бетона класса не ниже В7,5. Бетон для замоноличивания стыков сборных элементов железобетонных конструкций следует принимать не ниже класса В7,5.
8.2.2 При расчетах конструкций убежищ на особое сочетание нагрузок вводят расчетные динамические сопротивления бетона осевому сжатию Rbd и растяжению Rbt,d.
Расчетные динамические сопротивления бетона Rbd и Rbt,d определяют делением соответствующих нормативных сопротивлений бетона по СП 63.13330 на коэффициент надежности по бетону и умножением результатов деления на коэффициент динамического упрочнения бетона.
Значения коэффициентов надежности по бетону принимают равными:
- 
1,15 - при сжатии;
1,15 - при сжатии;- 
1,25 - при растяжении.
1,25 - при растяжении.Значения коэффициентов динамического упрочнения бетона gbv принимают равными:
- 1,3 - при расчете по предельному состоянию 1а;
- 1,2 - при расчете по предельному состоянию 1б.
Значения расчетных динамических сопротивлений бетона Rbd и Rbt,d для состояний 1а и 1б приведены в таблице 8.1.
Таблица 8.1
Предельное состояние | Вид сопротивления | Расчетное динамическое сопротивление бетона при классе бетона по прочности на сжатие | |||||||||
В7,5 | B10 | В12,5 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | ||
1а | Сжатие осевое Rbd | 6,5 66,3 | 8,5 86,7 | 10,5 107 | 13,0 132 | 17,0 173 | 21,0 214 | 24,5 250 | 28,5 291 | 32,5 331 | 36,6 372 |
Растяжение осевое Rbt,d | 0,7 7,1 | 0,9 9,2 | 1,0 10,2 | 1,2 12,2 | 1,4 14,3 | 1,7 17,3 | 1,9 19,4 | 2,0 20,4 | 2,2 22,4 | 2,3 23,4 | |
1б | Сжатие осевое Rbd | 6,0 61,2 | 8,0 81,6 | 9,9 101 | 12,0 122 | 15,5 158 | 19,0 194 | 23,0 235 | 26,5 270 | 30,0 306 | 33,5 341 |
Растяжение осевое Rbt,d | 0,65 6,6 | 0,85 8,7 | 0,95 9,7 | 1,1 11,2 | 1,3 13,3 | 1,6 16,3 | 1,7 17,3 | 1,85 18,7 | 2,0 20,4 | 2,1 21,4 | |
Примечание - Над чертой указаны значения в МПа, под чертой - в кгс/см . | |||||||||||
8.2.3 Расчетные динамические сопротивления бетона, указанные в таблице 8.1, следует умножать на соответствующие коэффициенты условий работы бетона gb, принимаемые согласно таблице 8.2.
Таблица 8.2
Факторы, обусловливающие введение коэффициентов условий работы бетона | Значение коэффициента условий работы бетона, gb |
1 Попеременное замораживание и оттаивание при эксплуатации конструкций в водонасыщенном состоянии и расчетной зимней температуре наружного воздуха: | |
- ниже минус 40 °С | 0,7 |
- от минус 20 °С до минус 40 °С включительно | 0,85 |
- от минус 5 °С до минус 20 °С включительно | 0,9 |
- от минус 5 °С и выше | 0,95 |
2 Попеременное замораживание и оттаивание в условиях эксплуатации конструкций при эпизодическом водонасыщении при расчетной зимней температуре наружного воздуха: | |
- ниже минус 40 °С | 0,9 |
- минус 40 °С и выше | 1,0 |
3 Нарастание прочности бетона по времени, кроме бетонов марки В60 и выше и конструкций заводского изготовления | 1,25 |
4 Железобетонные элементы заводского изготовления | 1,15 |
5 Бетонирование в вертикальном положении (высота слоя бетонирования свыше 1,5 м) | 0,85 |
6 Бетон для замоноличивания стыков сборных элементов при толщине шва менее 1/5 наименьшего размера сечения элемента и менее 10 см | 1,15 |
Примечание - Коэффициенты условий работы по пунктам 1-3 должны учитывать при определении динамических расчетных сопротивлений Rbd и Rbt,d , а по остальным позициям - только при определении Rbd. | |
8.2.4 Значения начального динамического модуля упругости бетона Ebd при сжатии и растяжении (таблица 8.3) получают умножением соответствующих значений Eb по СП 63.13330на коэффициент 1,15.
Таблица 8.3
Бетон | Начальные динамические модули упругости бетона при сжатии и растяжении при классе бетона по прочности на сжатие Ebd 10-3 | ||||||||||||
В7,5 | В10 | В12,5 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | |
Тяжелый | 18,0 187 | 21,5 222 | 24,5 252 | 27,5 281 | 31,5 322 | 34,5 351 | 37,0 381 | 39,5 404 | 41,0 422 | 42,5 433 | 43,5 445 | 44,5 457 | 45,0 463 |
Мелкозернистый естественного твердения | 15,5 158 | 17,5 181 | 20,0 205 | 22,0 228 | 25,0 257 | 27,5 281 | 29,5 304 | 31,5 322 | 32,5 334 | 33,5 341 | 34,5 351 | 35,5 361 | 36,5 372 |
Мелкозернистый автоклавной обработки | 13,5 138 | 15,0 152 | 18,0 184 | 18,5 193 | 20,5 211 | 22,0 228 | 22,0 246 | 25,0 257 | 26,0 269 | 27,0 275 | 27,5 281 | 28,0 287 | 28,5 293 |
Примечание - Над чертой указаны значения в МПа, под чертой - в кгс/см2. | |||||||||||||
8.3 Арматура и ее расчетные характеристики
8.3.1 Для армирования железобетонных конструкций убежищ следует применять горячекатаную стержневую арматуру класса А600 и ниже и арматурную холоднотянутую проволоку. Арматурную сталь выбирают в соответствии с таблицей 8.4. Допускается при соответствующем обосновании применять арматуру других видов.
Таблица 8.4
Назначение арматуры | Класс арматуры | |
Рекомендуется | Допускается | |
1 Ненапрягаемая, устанавливаемая по расчету: | ||
- продольная растянутая | А400, А500, А600 | А300 |
- сжатая | А300, А500, А600 | А300 |
- поперечная | А240, А300 | А400 |
2 Конструктивная арматура | А240, В500 | А300 |
Примечание - Обозначения классов стержневой арматуры соответствуют горячекатаной арматурной стали. | ||
Для закладных деталей и соединительных накладок применяют, как правило, прокатную углеродистую сталь по СП 16.13330.
8.3.2 При расчете конструкций убежищ на особое сочетание нагрузок вводятся расчетные динамические сопротивления арматуры растяжению Rsd и Rsw, определяемые делением соответствующих нормативных сопротивлений арматуры по СП 63.13330 на коэффициент надежности по арматуре gs и умножением результата деления на коэффициент динамического упрочнения растянутой арматуры согласно таблице 8.5. Значения коэффициентов надежности по арматуре принимаются равными:
- 1,0 - для арматуры классов А240, А300, А400;
- 1,1 - для арматуры классов А500, А600, В500.
Расчетные динамические сопротивления арматуры сжатию Rsc,d принимают равными расчетным сопротивлениям арматуры растяжению, умноженным на отношение коэффициентов динамического упрочнения арматуры 
(см. таблицу 8.5), но не более 440 МПа. Значения Rsd и Rsc,d для основных видов стержневой и проволочной арматуры, применяемой в конструкциях защитных сооружений, приведены в таблице 8.6.
(см. таблицу 8.5), но не более 440 МПа. Значения Rsd и Rsc,d для основных видов стержневой и проволочной арматуры, применяемой в конструкциях защитных сооружений, приведены в таблице 8.6.Таблица 8.5
Условия применения арматурной стали | Условные обозначения коэффициентов | Коэффициент динамического упрочнения арматуры | |||||
А240 | А300 | А400 | А500 | А600 | В500 | ||
1 В растянутой зоне | gst,v | 1,35 | 1,30 | 1,25 | 1,15 | 1,05 | 1,0 |
2 В сжатой зоне | gsc,v | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,05 | 1,0 | 1,0 |
Таблица 8.6
Вид и класс арматуры | Расчетное динамическое сопротивление арматуры | ||
растяжению | сжатию Rsc,d | ||
продольной Rsd | поперечной  | ||
1 Горячекатаная гладкая стержневая класса А240 | 320 3250 | 255 2600 | 260 2650 |
2 Горячекатаная периодического профиля стержневая класса: | |||
А300 | 385 3930 | 310 3160* | 325 3300 |
А400 | 490 5000 | 390 4000 | 430 4250 |
А500 | 540 5505 | 410 4180 | 440 4400 |
А600 | 590 6000 | 470 4800 | 440 4400 |
А800 | 765 7800 | - | 440 4400 |
А1000 | 915 9330 | - | 440 4400 |
3 Проволочная арматура класса В500 | 435 4435 | 300 3060** | 415 4230 |
* В сварных каркасах для хомутов, диаметр которых меньше 1/3 диаметра продольных стержней, значения принимают сниженными на 10%.** Для случая применения в вязанных каркасах. Примечание - Над чертой указаны значения в МПа, под чертой - в кгс/см2. | |||
8.3.3 При расчете на изгиб элементов с арматурой классов А240, А300, А400 значения Rsd, Rsc,d, , указанные в таблице 8.6, следует умножать на коэффициент условий работы арматуры 
1,1.
1,1.8.3.4 Значения модуля упругости арматуры, принимают равными для арматуры классов:
А240, А300 | 21·104 МПа; |
А400, А500 | 20·104 МПа; |
А600 | 19·104 МПа. |
8.4 Расчет железобетонных элементов по прочности при действии динамических нагрузок
8.4.1 Определение внутренних усилий (изгибающих моментов, продольных и поперечных сил) в элементах конструкций убежищ следует проводить по правилам строительной механики от нагрузок, определяемых согласно указаниям 7.1 настоящих правил.
Убежища следует, как правило, рассматривать в виде пространственной системы, состоящей из рам и горизонтальных дисков (элементов покрытия), а также диафрагм (поперечных и продольных стен).
Допускается проводить расчет путем расчленения сооружения на отдельные элементы (колонны, ригели, плиты покрытия и т.п.) с учетом влияния их закрепления на опорах.
8.4.2 Расчеты железобетонных элементов по прочности должны проводить для сечений, нормальных и наклонных к продольной оси элементов. При необходимости должен быть проведен расчет элементов на местное действие нагрузок (продавливание, смятие). Расчет сечений изгибаемых и внецентренно сжатых элементов сборно-монолитных конструкций следует проводить с учетом совместной работы как сборной, так и монолитной частей. При этом следует учитывать особенности работы сборно-монолитных конструкций, связанные с неодинаковыми условиями деформирования сборной и монолитной частей на различных этапах нагружения, с различными свойствами сборного и монолитного бетона, с обеспечением прочности контактных швов между сборной и монолитной частями и др.