Добро пожаловать на официальное интернет-представительство Некоммерческого Партнерства "Союз производителей бетона"
Союз создан в 2003 году с целью координирования, регулирования и управления разрозненными отраслями, нормальное функционирование которых необходимо для общего развития рынка бетона. Мы заинтересованы в формировании и укреплении здоровой экономической политики на строительном рынке.






ПРИГЛАШАЕМ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ


МЫ СОТРУДНИЧАЕМ



НАШИ ПАРТНЕРЫ







АВТОРИЗАЦИЯ
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?


 

БЕТОН И ЖЕЛЕЗОБЕТОН - СТАТЬИ

Прислать свою статью


16.05.2011

Новое в требованиях к арматуре железобетонных конструкций актуализированных редакций норм проектирования

Комментариев: 0 | Количество просмотров: 3013

Автор: И.Н. Тихонов, В.З. Мешков

В редакцию впервые включена отдельная глава, содержащая требования к изготовлению, возведению и эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций, где, в частности, приведены некоторые принципиальные положения, относящиеся к арматурным работам.

Принципиально новым в классификации является включение в перечень видов ненапрягаемой арматуры стали класса А600 (для применения в колоннах), выпуск которой освоен предприятиями металлургической отрасли, расширение сортамента термомеханически упрочненной арматуры до Ø50 мм, а холоднодеформированной класса В500 – до Ø16 мм.

В значительно измененном виде по сравнению с предшествующими нормативными документами (сводами правил) представлена таблица расчетных сопротивлений арматуры, к назначению которых разработчики применили подход единого коэффициента надежности γs = 1,15, принятый в еврокоде 2 (EN 1992-1-1).

Не отвергая в целом принцип разумной гармонизации отечественных норм с европейскими, считаем, что с учетом специфики номенклатуры отечественной арматуры и различий в технологиях ее производства, в данном случае столь радикальная унификация расчетных характеристик всего спектра применяемой арматуры нерациональна. Снижение расчетных характеристик прочности Rs проверенных годами и широко применяемых видов арматуры классов А240 и А400, для которых в действующих нормах принят коэффициент γs = 1,10, безосновательно увеличит расход арматуры и породит конфликтные ситуации при оценке несущей способности конструкций, выполненных по «старым» проектам. В то же время просто недопустимо повышение (за счет применения γs = 1,15 вместо 1,20) и, следовательно, уравнивание расчетного сопротивления Rs формально относящейся к классу В500 арматурной проволоки Вр-1 и холоднодеформированной бунтовой арматуры этого же класса, производимой по современным технологиям и имеющей несравнимо лучшие показатели однородности свойств и пластичности. Столь же необоснованным выглядит «волевое» повышение расчетных сопротивлений высокопрочной напрягаемой арматуры, для которой был ранее принят коэффициент γs = 1,20. Правда, принципиальная возможность определенной корректировки расчетных значений сопротивления арматуры растяжению и сжатию в новой редакции норм косвенно предусмотрена посредством коэффициентов условий работы γsi, учитывающих особенности технологии производства арматуры и ее работы в железобетонной конструкции, который может быть как меньше, так и больше единицы (например, для случая динамического приложения нагрузки). Однако процедура выбора значений γsi не раскрывается.

Вызывает непонимание также снижение значений Rsc для арматуры В500 с 415 МПа (по СП 52-101-2003) до 390 МПа и повышение Rsc для арматуры А600 с 450 МПа (по СНиП 2.03.01-84*) до 470 МПа.

Новшеством в актуализированной редакции СНиП является принятие двух различных условных диаграмм состояния арматуры, используемых при расчете железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели: двухлинейной (по Прандтлю) с наклонным и горизонтальным участками) для обычной арматуры и трехлинейной для напрягаемой арматуры с условным пределом текучести.

Следует заметить, что для железобетонных конструкций без предварительного напряжения использование только диаграммы Прандля для арматуры с пределом текучести 400-600 МПа представляется слишком упрощенным и не соответствующим свойствам современных видов арматуры. На фактических диаграммах σ-ε арматуры, применяемой без преднапряжения, выраженные горизонтальные участки длиной более 1% наблюдаются только у арматуры класса 400 МПа из сталей, имеющих физический предел текучести. У арматуры класса А500 длина площадки текучести обычно либо пренебрежимо коротка, либо практически отсутствует, а у арматуры класса А600 , как правило, вообще не имеет места. При этом отношение временного сопротивления σв к пределу текучести σт или σ0,2 превышает 1,2. В еще меньшей степени имеет физический смысл аппроксимация диаграммой Прандтля кривой растяжения холоднодеформированной арматуры класса В500.

По нашему мнению, более реалистичными являются предлагаемые в еврокоде EN 1992-1-1 расчетные диаграммы арматуры без предварительного напряжения классов прочности 400-600 МПа с двумя наклонными участками. Методика их использования при расчетах сечений проста и могла бы быть успешно заимствована составителями актуализированного СНиП.

Неясно, как смогут быть использованы в практике проектирования такие расплывчатые рекомендации данной редакции СНиП, как, например: «допускается в качестве расчетных диаграмм состояния деформирования использовать криволинейные диаграммы, отвечающие поведению арматуры» или «Допускается при соответствующем обосновании принимать величину относительной деформации εs2 менее или более значения 0,025 в зависимости от марки стали, типа армирования, критерия надежности конструкций и других факторов».

В первом случае не обозначены характеристические точки криволинейных расчетных диаграмм, обеспечивающиеся коэффициентами надежности. Во втором – допущение значения εs2 ниже 0,025 противоречит требованиям еврокода EN 1992-1-1 и национальных норм европейских стран, гармонизация с которыми является одной из целей процесса актуализации строительных норм. Но главное, это может снизить уровень надежности работы конструкций.

Вызывает критическое отношение еще одно положение новой редакции СНиП, относящееся к армированию.Расчет прочности нормальных сечений по предельным усилиям, как и в предыдущих редакциях, рекомендуется производить «в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона ζ=х/h0, определяемым из соответствующих условий равновесия, и значением граничной относительной высоты сжатой зоны ζR, при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению Rs». При этом в актуализированной редакции СНиП значение ζR предлагается определять по формуле, учитывающей влияние только прочности арматуры, вне зависимости от прочности бетона, что противоречит результатам ряда серьезных исследований, проанализированных в НИИЖБ в 1970–1980 годах и нашедших отражение в соответствующей формуле для ζR в СНиП 2.03.01.84*.

Контрольный сравнительный анализ прочности идентичных сечений с арматурой класса А400 для бетонов прочностью в диапазоне классов В20÷В60 показывает, что расчет по актуализированным СНиП в сопоставлении с расчетом по СНиП 2.01.03.84* дает весьма опасную переоценку (максимально на 16%) несущей способности расчетных сечений при бетоне класса В60 и недооценку (максимально на 6,5%) при бетоне В20.

Значительные изменения, касающиеся требований к арматуре, внесены в актуализированную редакцию СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии».

Важным новшеством здесь является то, что для применения в железобетонных конструкциях без предварительного напряжения, эксплуатируемых в среднеагрессивных и сильноагрессивных средах, допускаются только те виды стальной арматуры (термомеханически упрочненной, горячекатаной и холоднодеформированной), которые выдерживают испытания на стойкость против коррозионного растрескивания, проводимые по методике ГОСТ 10884 и ГОСТ Р 52804 в течение не менее 40 ч.

Это связано с тем, что в настоящее время для обычного железобетона вместо арматурных сталей с максимальным пределом текучести 400 МПа широко и эффективно используют стали с пределом текучести 500 МПа и выше, то есть работающие в конструкциях при более высоких растягивающих напряжениях. Кроме того эти стали изготавливаются в основном с применением термического упрочнения, а на ряде металлургических заводов арматуру прокатывают из продольно разделенных заготовок. Данные факторы существенно повышают вероятность коррозионного растрескивания арматурных стержней при воздействии агрессивных сред в период эксплуатации конструкций, что и предопределяет более тщательный выбор арматуры с учетом ее коррозионной стойкости, обеспечения допустимой ширины раскрытия трещин и толщины защитного слоя бетона.

В актуализированной редакции СНиП 2.03.11-85 приведены соответствующие нормативы, привязанные к условиям эксплуатации, а также к видам и классам арматуры. Следует отметить, что ограничения аналогичного характера уже содержатся в ГОСТ 31384-2008 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии».

В актуализированной редакции СНиП «Строительство в сейсмических районах» (взамен СНиП II-7-81*) существенно переработаны и расширены положения, регламентирующие применение арматуры, в которых отражены и произошедшие изменения в номенклатуре металлопродукции, и положения международных нормативов, и результаты исследований.

Согласно этому документу в качестве ненапрягаемой рабочей арматуры надлежит преимущественно применять свариваемую арматуру класса А500. Допускается применение арматуры классов А600, В500 и класса А400 марки 25Г2С. Нужно отметить, что в рекомендательном документе под тем же названием (стандарте организации НИЦ «Строительство» СТО 36554501-016-2009) подчеркивается предпочтительность применения арматуры класса А500СП – разновидности арматуры А500, имеющей периодический профиль, улучшающий сцепление с бетоном.

В качестве напрягаемой арматуры следует преимущественно применять стержневую горячекатаную или термомеханически упрочненную арматуру классов А800 и А1000, стабилизированную арматурную проволоку классов Вр1400, В1500 и В1600 и семипроволочные стабилизированные арматурные канаты классов К1500 и К1600.

Важнейшим критерием применимости того или иного вида арматуры для сейсмостойких конструкций является пластичность металла, которая дает возможность достаточного деформирования конструкций для перераспределения усилий от сейсмических нагрузок без катастрофического обрушения.

Не допускается применение в качестве рабочей (как обычной, так и преднапряженной) любой арматуры, не имеющей гарантированного относительного удлинения при максимальном напряжении δmax ≥ 2,5%. Поэтому исключается применение как рабочей арматуры проволоки класса Вр-1, не обладающей должной пластичностью.

В конструкциях, возводимых в зонах с сейсмичностью 8–9 баллов, применение холоднодеформированной арматуры класса В500С допускается, только если она имеет гарантированные значения отношения σ в/σ0,2 не менее 1,08, а удлинения при максимальном напряжении δmax(Аgt) не менее 5,0%.

В несущих элементах железобетонных конструкций не допускается применение стыкуемых дуговой сваркой отдельных стержней, сварных сеток и каркасов, а также анкерных стержней закладных деталей из арматурной стали марки 35ГС класса А400. Ее применение возможно только в вязаных каркасах.

В предварительно напряженных конструкциях с натяжением арматуры на бетон напрягаемую арматуру, устанавливаемую из расчета по прочности (предельному состоянию первой группы), требуется располагать в закрытых каналах, замоноличиваемых бетоном или раствором прочностью не ниже прочности бетона конструкции.

Однако в качестве напрягаемой арматуры, дополнительно устанавливаемой из расчета только по предельным состояниям второй группы, допускается применение и арматурных канатов, располагаемых в закрытых трубках без сцепления с бетоном.

При сейсмичности 9 баллов применять арматурные канаты и стержневую арматуру периодического профиля диаметром более 28 мм без специальных анкеров не допускается.

Современные архитектурно-планировочные решения зданий с большепролетными плоскими плитами перекрытий требуют применения специальных конструктивных приемов армирования, препятствующих развитию прогрессирующих форм обрушения, что особенно актуально для условий повышенной сейсмичности. При этом, как показывает зарубежный опыт, наибольшую надежность конструкций обеспечивает применение сварных арматурных изделий заводского изготовления.

Согласно новой редакции норм проектирования для сейсмических районов в плитах безригельных бескапительных монолитных перекрытий в пределах расчетной ширины сжатой зоны бетона на действие изгибающего момента, равной трехкратной ширине колонн, в каждом осевом направлении должно быть размещено не менее 50% общего количества продольной рабочей арматуры плиты, приходящейся на ширину одного пролета. Не менее 10% площади всей рабочей арматуры, размещенной на указанной расчетной ширине, необходимо пропустить сквозь тело колонны. Обрыв нижней арматуры в опорной зоне плиты не допускается. Во избежание обрушения перекрытия рекомендуется не менее 30% всей продольной арматуры плиты устанавливать в форме групп протяженных сварных неразрезных каркасов, плоских вертикальных или пространственных прямоугольного или треугольного сечения. Такие каркасы в обоих осевых направлениях следует сосредотачивать в составе полос усиленного армирования над колоннами, где не менее двух плоских каркасов или двух верхних стержней пространственного каркаса должны быть пропущены сквозь тело колонны; а также в составе арматуры, проходящей через срединные участки пролетов.

Непрерывность этих каркасов в пределах общих габаритов перекрытия должна быть обеспечена стыковыми сварными соединениями продольных стержней каркасов, которые должны располагаться в зонах минимальных изгибающих моментов по соответствующим осевым направлениям и иметь прочность не ниже нормативного сопротивления стыкуемых стержней.

Также рекомендуется армирование монолитных стен пространственными каркасами, собираемыми из плоских вертикальных каркасов и горизонтальных стержней или плоских горизонтальных каркасов.

В пространственных каркасах, используемых для армирования поля стен, диаметр вертикальной арматуры должны быть не менее 10 мм, а горизонтальной – не менее 8 мм. Шаг горизонтальных стержней, объединяющих каркасы, не должен превышать 400 мм. Армирование широких простенков может выполняться диагональными каркасами.

Сейсмический характер нагрузки накладывает ряд дополнительных требований к способам соединения стержней при армировании конструкций.

В изгибаемых и внецентренно сжатых элементах конструкций, кроме колонн, стыкование рабочей арматуры допускается осуществлять при диаметре стержней до 20 мм – в 7- и 8- балльных зонах внахлестку без сварки, а в зонах 9 баллов – внахлестку без сварки, но с «лапками» или другими анкерными устройствами на концах стержней.

Длина нахлестки должна быть на 30% больше значений, установленных нормативными документами для обычных железобетонных конструкций. Шаг хомутов в местах стыкования внахлестку без сварки арматуры внецентренно сжатых элементов должен быть не более 8d.

При диаметре стержней более 20 мм соединение стержней и каркасов должно выполняться с помощью специальных механических соединений (опрессованных и резьбовых муфт) или сварки независимо от сейсмичности площадки.

Стыкование арматуры сварными соединениями внахлестку, как правило, не допускается. При стыковании арматуры в малоответственных конструкциях, кроме элементов несущего остова зданий, возможно применение сварных соединений арматуры внахлестку. При этом значение длины сварных швов должно быть на 30% больше значений, требуемых по ГОСТ 14098-91 для сварного соединения типа С23-Рэ.

В изгибаемых и внецентренно сжатых элементах стыки арматуры внахлестку со сваркой и без сварки следует располагать вне зон максимальных изгибающих моментов.

Стыкование арматуры в монолитных диафрагмах может быть выполнено сварным или внахлестку без сварки.

В одном сечении должно стыковаться не более 50 % растянутой арматуры.

Источник информации: журнал "ЖБИ и конструкции"


Возврат к списку

Для того чтобы оставить комментарий, Вам необходимо авторизоваться.
3.151498546744

Реклама на портале


Rambler's Top100 Яндекс цитирования
Некоммерческое партнерство "Союз Производителей Бетона",2003-2011
Все права защищены. Публикация информации с сайта без активной гиперссылки на www.concrete-union.ru и согласования с руководством запрещена
Адрес электронной почты info@concrete-union.ru
Размещение рекламы на портале НП "Союз Производителей Бетона"