Как обозначается расчетное сопротивление арматуры растяжению

Любая бетонная конструкция должна переносить определенные в технической документации нагрузки в течение длительного времени без разрушений. В строительных проектах указываются основные характеристики, к которым относятся плотность, показатели расчетного сопротивления бетона, морозоустойчивость, водонепроницаемость. Проблема состоит в том, что даже самый качественный бетон неоднороден. Элементы имеют различные геометрические размеры и сечения, поэтому разные участки сооружения могут иметь неодинаковые свойства. Для уточнения характеристик материала вводится методика вычисления прочности.

Что такое расчетное сопротивление?

Расчетное сопротивление бетонной смеси – характеристика отражающая свойство материала противостоять внешним механическим нагрузкам. Его применяют при проектировании зданий и сооружений. Данный показатель получают из нормативных значений противодействия конкретной марки раствора делением на специальный коэффициент.

Этот коэффициент, применяемый для вычисления расчетного сопротивления бетона на сжатие обозначается γb и может принимать значения:

1,3 – для максимальных возможных величин по несущей способности;
1 – для максимальных значений по пригодности к эксплуатации.

Коэффициенты надежности материала при механическом растяжении обозначаются γbt, они могут быть равны:

1,5 – для максимальных показателей несущей способности во время определения класса на сжатие;
1,3 – для максимальных значений несущей способности на осевое растяжение;
1 – для максимальных величин по пригодности к эксплуатации.

Классы бетонов обозначаются от В10 до В60, значения их нормативного противодействия приводятся в специальных таблицах.

Как получить расчетное сопротивление?

Для получения расчетного сопротивления бетона по осевому сжатию определяется класс материала, из таблицы берутся его нормативные данные и производится вычисление по формуле:

Rb=Rbn/γb,

где Rb – расчетные данные на осевое сжатие, множитель Rbn – нормативные , γb – коэффициент.

Аналогично рассчитывают расчетное сопротивление бетона осевому растяжению:

Rbt=Rbtn/γbt,

где Rbt – расчетные значения на осевое растяжение, множитель Rbtn – нормативные показатели на растяжение, γbt – коэффициент для растяжения.

Учитывая условия, в которых будут эксплуатироваться бетонные конструкции, вводятся и другие коэффициенты γbi, учитывающие эти особенности:

для непродолжительных статических нагрузок 1;
для длительных статических нагрузок 0,9;
элементы, заливаемые вертикально 0,9;
коэффициенты, отражающие климатические особенности, назначение сооружения, площадь сечения указываются в документации отдельно.

Нормативное сопротивление

До 2001 года единственной характеристикой бетона указывающей на противодействие механической силе, считалась марка, обозначавшаяся буквой «М». Теперь, согласно СНиП 2.03.01 введена другая характеристика, так называемый класс прочности, обозначающаяся буквой «В». Для определения свойств железобетонных и бетонных конструкций были предложены нормативы, согласно СП 52-101-2003.

Для определения класса раствор заливают в куб с ребром 150 мм. Уплотняют его в форме и дают полностью затвердеть при температуре 18-20ºС в течение 28 суток. После этого образец поступает на испытание, и разрушается на специальном прессе. Сопротивление бетона осевой нагрузке, выраженное в МПа и является свойством, по которому определяется данная характеристика. Иногда для определения класса берется призменный образец, высота которого в четыре раза больше ребра основания.

Дополнительно образец подвергается проверке на осевое растяжение, который тоже необходимо учитывать при проведении вычислений.

При правильном определении класса не требуется делать дополнительных испытаний, поскольку они уже занесены в специализированные таблицы.

Используя эти таблицы можно, имея данные на сжатие, сразу определить показатели и на растяжение. По ним ясно видно – этот параметр для любого бетона на растяжение гораздо меньше, чем на сжатие, это обязательно учитывается при проектировании.

Эти параметры для различного класса прочности сводятся в специальную таблицу. Значения могут меняться в зависимости от условий определяемых соответствующими коэффициентами:

Из таблицы видно, что расчетное значение ниже нормативного, поскольку учитывает сторонние факторы, тип воздействия на бетонную конструкцию, возможную неоднородность материала, центр тяжести контура.

При определении противодействия бетона силовому воздействию учитывается его деформация. Для этого берется начальный параметр данной величины и делится на коэффициент, включающий в себя ползучесть, а также поперечную деформацию массива, его температурную деформацию в диапазоне -40 — +50ºС. При вычислении свойств напряженно деформированного элемента используют специальные диаграммы, демонстрирующие предельную нагрузку в зависимости от сечений и расположения детали и вида материала. Эта методика позволяет рассчитывать факторы, приводящие к появлению трещин.

График Зависимости напряжений от деформаций

При определении характеристик железобетонных конструкций применяют методику моделирования наклонных сечений. Учитывается толщина и тип арматуры, отдельно рассчитывается ее прочность.

Заключение

Сопротивление бетона рассчитывается в зависимости от действия на него различных сил, которые могут быть сжимающими, поперечными, изгибающими, а также под местным сжатием. Для внецентренно сжатых и растянутых элементов, находящихся под изгибом, момент рассчитывается для сечений, перпендикулярных их продольной оси.

Для элементов с сечениями в виде прямоугольника, квадрата или тавра применяются формулы, предельной нагрузки каждого элемента, для других сечений используются специальные нелинейные диаграммы.

Расчетное сопротивление позволит подобрать класс прочности и марку этого материала для получения оптимальных эксплуатационных свойств массива, элемента или детали. В отличие от нормативных показателей, данные учитывают геометрические особенности, условия эксплуатации, виды деформаций. Вводятся коэффициенты надежности по бетону, разновидности используемой арматуры и другие характеристики, влияющие на конечную прочность зданий и сооружений, где применяется литой бетон или конструктивные элементы из этого материла.

Источник

Нормативные значения прочностных характеристик арматуры

2.2.2.1 Основной прочностной характеристикой арматуры является нормативное значение сопротивления растяжению , принимаемое в зависимости от класса арматуры по таблице 7.

Таблица 7

Расчетные значения прочностных характеристик арматуры

2.2.2.2 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению определяют по формуле

, (10)

где — коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным:

для предельных состояний первой группы:

1,1 — для арматуры классов А240, А300 и A400;

1,15 — для арматуры классов А500, А600 и А800;

1,2 — для арматуры классов А1000, В500, Вр1200-Вр1500, К1400, К1500;

для предельных состояний второй группы — 1,0.

Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению приведены (с округлением) для предельных состояний первой группы в таблице 8, второй группы — в таблице 7. При этом значения для предельных состояний первой группы приняты равными наименьшим контролируемым значениям по соответствующим ГОСТ.

Расчетные значения сопротивления арматуры сжатию принимают равными расчетным значениям сопротивления арматуры растяжению , но не более значений, отвечающих деформациям укорочения бетона, окружающего сжатую арматуру: при кратковременном действии нагрузки — не более 400 МПа, при длительном действии нагрузки — не более 500 МПа. Для арматуры классов В500 и А600 граничные значения сопротивления сжатию принимаются с коэффициентом условий работы равным 0,9 (таблица 8).

Таблица 8

2.2.2.3 В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик арматуры умножают на коэффициенты условий работы , учитывающие особенности работы арматуры в конструкции.

Расчетные значения сопротивления хомутов и отогнутой поперечной арматуры классов А600-А1000, Вр1200-Вр1500 и канатной принимают не более 0,8 (с учетом всех потерь) и не более 300 МПа. В расчетах принимают большее из указанных значений. Расчетные значения для арматуры классов А240-А500, В500 приведены в СП 52-101.

Деформационные характеристики арматуры

2.2.2.4 Основными деформационными характеристиками арматуры являются значения:

относительных деформаций удлинения арматуры при достижении напряжениями расчетного сопротивления ;

модуля упругости арматуры .

2.2.2.5 Значения относительных деформаций арматуры принимают равными:

для арматуры с физическим пределом текучести

; (11)

для арматуры с условным пределом текучести

. (12)

2.2.2.6 Значения модуля упругости арматуры принимают одинаковыми при растяжении и сжатии и равными:

=1,8·10 МПа — для арматурных канатов (К);

=2,0·10 МПа — для остальной арматуры (А и В).

Диаграммы состояния арматуры

2.2.2.7 При расчете железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели в качестве расчетной диаграммы состояния (деформирования) арматуры, устанавливающей связь между напряжениями и относительными деформациями арматуры, принимают для арматуры с физическим пределом текучести классов А240-А500, В500 двухлинейную диаграмму (рисунок 2, а), а для арматуры с условным пределом текучести классов А600-А1000, Вр1200-Вр1500, К1400, К1500 — трехлинейную (рисунок 2, б).

а — двухлинейная; б — трехлинейная

Рисунок 2 — Диаграммы состояния растянутой арматуры

Диаграммы состояния арматуры при растяжении и сжатии принимают одинаковыми.

2.2.2.8 Напряжения в арматуре согласно двухлинейной диаграмме состояния арматуры определяют в зависимости от относительных деформаций по формулам:

при

; (13)

при

. (14)

Значения , и принимают согласно пп.2.2.2.5, 2.2.2.6 и 2.2.2.2. Значения относительной деформации принимают равными 0,025.

2.2.2.9 Напряжения в арматуре согласно трехлинейной диаграмме состояния арматуры определяют в зависимости от относительных деформаций по формулам:

при

; (15)

при

. (16)

Значения , и принимают согласно пп.2.2.2.5, 2.2.2.6 и 2.2.2.2.

Значения напряжений принимают равными 0,9 , а напряжений — равными 1,1 .

Значения относительных деформаций принимают равными , а деформаций — равными 0,015.

Источник

2.19.Основной прочностной характеристикой
арматуры является нормативное значение
сопротивления растяжениюRs,n,
равное наименьшему значению физического
или условного предела текучести и
принимаемое в зависимости от класса
арматуры по табл.2.7.

Таблица 2.7

Арматура классов	Номинальный диаметр арматуры, мм	Нормативные значения сопротивления растяжению Rs,nи расчетные значения сопротивления растяжению для предельных состояний второй группыRs,ser, МПа (кгс/см2)
А240	6 — 40	240 (2450)
А300	10 — 40	300 (3050)
А400	6 — 40	400 (4050)
А500	6 — 40	500 (5100)
А540	20 — 40	540 (5500)
А600	10 — 40	600 (6100)
А800	10 — 40	800 (8150)
А1000	10 — 40	1000 (10200)
В500	3 — 12	500 (5100)
Вр1200	8	1200 (12200)
Вр1300	7	1300 (13200)
Вр1400	4; 5; 6	1400 (14300)
Вр1500	3	1500 (15300)
К1400 (К-7)	15	1400 (14300)
К1500 (К-7)	6; 9; 12	1500 (15300)
К1500 (К-19)	14	1500 (15300)

2.20.Расчетные значения сопротивления
арматуры растяжению для предельных
состояний первой группыRsопределяют по формуле

(2.2)

где γs— коэффициент
надежности по арматуре, принимаемый
равным:

1,1 — для арматуры классов А240, А300, А400;

1,15 — для арматуры классов А500, А600, А800;

1,2 — для арматуры классов А540, А1000, В500,
Вр1200, Вр1500, К1400 и К1500.

Расчетные значения Rsприведены (с округлением)
в табл. 2.8.
При этом значения Rs,nприняты равными наименьшим контролируемым
значениям по соответствующим ГОСТ.

Расчетные значения сопротивления
арматуры растяжению для предельных
состояний второй группы Rs,serпринимают равными соответствующим
нормативным сопротивлениямRs,n(см. табл.2.7).

2.21.Расчетные значения сопротивления
арматуры сжатиюRscпринимаются равными расчетным значениям
сопротивления арматуры растяжениюRs,
но не более 400 МПа, при этом для арматуры
класса В500Rsc= 360 МПа.

Расчетные значения Rscприведены в табл. 2.8.

Таблица 2.8

Арматура классов	Расчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа (кгс/см2)		Арматура классов	Расчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа (кгс/см2)
Арматура классов	растяжению Rs	сжатию Rsc	Арматура классов	растяжению Rs	сжатию Rsc
А240	215 (2200)	215 (2200)	В500	415 (4250)	360 (3650)
А300	270 (2750)	270 (2750)	Вр1200	1000 (10200)	400 (4100)
А400	355 (3600)	355 (3600)	Вр1300	1070 (10900)	-«-
А500	435 (4450)	400 (4100)	Вр1400	1170 (11900)	-«-
А540	450 (4600)*	200 (2000)	Вр1500	1250 (12750)	-«-
А600	520 (5300)	400 (4100)	К1400	1170 (11900)	-«-
А800	695 (7050)	-«-	К1500	1250 (12750)	-«-
А1000	830 (8450)	-«-
*Если при упрочнении вытяжкой арматуры класса А540 контролируется удлинение и напряжение арматуры, расчетное сопротивление растяжениюRsдопускается принимать равным 490 МПа (5000 кгс/см2).

При расчете конструкции на действие
только постоянных и длительных нагрузок,
когда расчетное сопротивление бетона
сжатию Rbпринимается с
учетом коэффициента γb1= 0,9 (см. п.2.8)
расчетное сопротивление арматуры сжатиюRscдопускается принимать
не более 500 МПа (5100 кгс/см2), при
этом для арматуры класса А600 принимаетсяRsc= 470 МПа (4800 кгс/см2).

Во всех случаях для арматуры класса
А540 принимается Rsc= 200 МПа
(2030 кгс/см2).

2.22.Расчетное сопротивление растяжению
ненапрягаемой поперечной арматуры
(хомутов и отогнутых стержней)Rswснижают по сравнению сRsпутем умножения на коэффициент условий
работы γs1= 0,8, но принимают
не более 300 МПа. Расчетные значенияRswприведены (с округлением) в табл.2.9.

Таблица 2.9.

Класс арматуры	А240	А300	А400	А500	В500
Расчетное сопротивление поперечной арматуры RswМПа (кгс/см2)	170 (1730)	215 (2190)	285 (2900)	300 (3060)	300 (3060)

2.23.При расположении стержней
арматуры классов Вр1200 — Вр1500 попарно
вплотную без зазоров расчетное
сопротивление растяжениюRsумножается на коэффициент условий
работы γs2= 0,85.

2.24.Значение модуля упругости
арматуры всех видов, кроме канатной,
принимается равнымEs=
200000 МПа (2000000 кгс/см2), а для канатной
арматуры классов К1400 и К1500 —Es= 180000 МПа (1800000 кгс/см2).

Соседние файлы в папке ГСХ первый проект

Источник

растяжению Rsи Rsc

Арматура классов	Расчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа	Арматура классов	Расчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа
растяжению Rs	сжатию Rsc	растяжению Rs	сжатию Rsc
А240	В500	415 (360)
А300	Вр1200	500 (400)
А400	Вр1300	500 (400)
А500	Вр1400	500 (400)
А540	450*	Вр1500	500 (400)
А600	470 (400)	К1400	500 (400)
А800	500 (400)	К1500	500 (400)
А1000	500 (400)
* Если при упрочнении вытяжкой арматуры класса А540 контролируется удлинение и напряжение арматуры, расчетное сопротивление растяжению Rsдопускается принимать равным 490 Мпа (5000 кгс/см2). Значение Rsc в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетные сопротивления поперечной арматуры Rsw

Класс арматуры	А240	А300	А400	А500	В500
Расчетное сопротивление поперечной арматурыRsw, МПа (кгс/см2)	(1730)	(2190)	(2900)	(3060)	(3060)

Значения модуля упругости арматуры Еs

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Класс арматуры	Значения модуля упругости Es, МПа (кгс/см2)
Арматура всех классов кроме канатной
	(2000000)
Канатная классов К1400;К1500
	(1800000)

Значения модуля упругости арматуры Es

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Значенияx, z, am

x	z	am	x	z	am	x	z	am
0,01	0,995	0,01	0,26	0,87	0.226	0,51	0,745	0,38
0,02	0,99	0,02	0,27	0,865	0.234	0,52	0,74	0,385
0,03	0,985	0,03	0,28	0,86	0,241	0,53	0,735	0,39
0,04	0,98	0,039	0,29	0,855	0.248	0,54	0,73	0,394
0,05	0,975	0,049	0,30	0,85	0,255	0,55	0,725	0,399
0,06	0,97	0,058	0,31	0,845	0,262	0,56	0,72	0,403
0,07	0,965	0,068	0,32	0,84	0,269	0,57	0,715	0,407
0,08	0,96	0,077	0,33	0.835	0.276	0,58	0,71	0,412
0,09	0,955	0,086	0,34	0,83	0,282	0,59	0,705	0,416
0,10	0,95	0,095	0,35	0,825	0,289	0,60	0,7	0,42
0,11	0.945	0,104	0,36	0,82	0,295	0,62	0,69	0,428
0,12	0,94	0,113	0,37	0,815	0,302	0,64	0,68	0,435
0,13	0,935	0,122	0,38	0,81	0,308	0,66	0,67	0,442
0,14	0,93	0,13	0,39	0,805	0,314	0,68	0.66	0,449
0,15	0,925	0,139	0,40	0,8	0,32	0,70	0,65	0,455
0,16	0,92	0,147	0,41	0,795	0,326	0,72	0,64	0,461
0,17	0,915	0,156	0,42	0,79	0,332	0,74	0,63	0,466
0,18	0,91	0,164	0,43	0,785	0,338	0,76	0,62	0,471
0,19	0,905	0,172	0,44	0,78	0,343	0,78	0,61	0,476
0,20	0,9	0,18	0,45	0,775	0,349	0,80	0,6	0,48
0,21	0,895	0,188	0,46	0,77	0,354	0,85	0,575	0,489
0,22	0,89	0,196	0,47	0,765	0,36	0,90	0,55	0,495
0,23	0,885	0,204	0,48	0,76	0,365	0,95	0,525	0,499
0,24	0,88	0,211	0,49	0,755	0,37	1,00	0,5	0,5
0,25	0,875	0,219	0,50	0,75	0,375

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

ЗначенияxR, aR

Класс арматуры	А240	А300	А400	А500	В500
ЗначениеxR	0,612	0,577	0,531	0,493	0,502
ЗначениеaR	0,425	0,411	0,390	0,372	0,376

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Расчётные площади поперечных сечений и масса арматуры, сортамент горячекатаной стержневой арматуры

периодического профиля, обыкновенной и высокопрочной арматурной поволоки

Диа метр, мм	Расчётные площади поперечных сечений, см2, при числе стержней	Мас са кг/м	Диа метр, мм	Сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля из стали класса	Сортамент арматурной проволоки
1	3	4	6	9	10	А300	А400	А500	А540	А600	А800	А1000	В500	Вр 1200	Вр 1300	Вр 1400	Вр 1500
3	0.07	0.14	0.21	0.28	0.36	0.43	0.50	0.57	0.64	0.71	0.052	—	—	—	—	—	—	—	X	—	—	—	X
4	0.12	0.25	0.38	0.50	0.63	0.76	0.88	1.01	1.13	1.26	0.092	—	—	—	—	—	—	—	X	—	—	X	—
5	0.19	0.39	0.59	0.78	0.98	1.18	1.37	1.57	1.76	1.96	0.144	—	—	—	—	—	—	—	X	—	—	X	—
6	0.28	0.57	0.85	1.13	1.42	1.70	1.98	2.26	2.55	2.83	0.222	X	X	—	—	—	—	—	X	—	—	X	—
7	0.38	0.77	1.16	1.54	1.93	2.31	2.69	3.08	3.47	3.85	0.302	—	—	—	—	—	—	—	X	—	X	—	—
8	0.50	1.01	1.51	2.01	2.52	3,02	3.52	4,02	4.53	5.03	0.395	X	X	—	—	—	—	—	X	X	—	—	—
9	0.63	1.27	1.91	2.54	3.18	3.82	4.45	5.09	5.72	6.36	0.499	—	—	—	—	—	—	—	X	—	—	—	—
10	0.78	1.57	2.36	3.14	3.93	4.71	5.50	6.28	7.07	7.85	0.617	X	X	X	—	X	X	X	X	—	—	—	—
12	1.131	2.26	3.39	4.52	5.66	6.79	7.92	9.05	10.18	11.31	0.888	X	X	X	—	X	X	X	X	—	—	—	—
14	1.539	3.08	4.62	6.16	7.70	9.23	10.7	12.31	13.85	15.39	1.208	X	X	X	—	X	X	X	—	—	—	—	—
16	2.011	4.02	6.03	8.04	10.06	12.07	14.08	16.09	18.10	20.11	1.578	X	X	X	—	X	X	X	—	—	—	—	—
18	2.54	5.09	7.64	10.18	12.73	15.27	17.82	20.36	22.91	25.45	1.998	X	X	X	—	X	X	X	—	—	—	—	—
20	3.142	6.28	9.43	12.57	15.71	18.85	21.9	25.14	28.28	31.42	2.466	X	X	X	X	X	X	X	—	—	—	—	—
22	3.801	7.60	11.4	15.2	19.01	22.81	26.6	30.41	34.21	38.01	2.984	X	X	X	X	X	X	X	—	—	—	—	—
25	4.90	9.82	14.73	19.64	24.5	29.4	34.3	39.27	44.18	49.09	3.853	X	X	X	X	X	X	X	—	—	—	—	—
28	6.15	12.32	18.4	24.6	30.7	36.95	43.1	49.26	55.42	61.58	4.834	X	X	X	X	X	X	X	—	—	—	—	—
32	8.04	16.08	24.1	32.1	40.21	48.25	56.2	64.34	72.38	80.42	6.313	X	X	X	X	X	X	X	—	—	—	—	—
36	10.18	20,3	30.5	40.7	50.9	61.0	71.2	81.44	91.62	101.8	7.990	X	X	X	X	X	—	—	—	—	—	—	—
40	12.56	25.12	37.68	50.24	62.80	75.36	87.92	100.40	113.04	125.60	9.870	X	X	X	X	X	—	—	—	—	—	—	—

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Сортамент арматурных канатов класса K1400(К-7); K1500(К-7)

Класс и номинальный диаметр каната, мм	Диаметр проволок, мм	Площадь поперечного сечения каната, см2	Теоретическая масса 1-го пог.м. каната,кг
К1500	0,227	0,173
0,51	0,402
0,906	0,714
К1400	1,416	1,116

ПРИЛОЖЕНИЕ 14

Источник