Действующий
Окрашенные поверхности бетона или гидроизоляционные покрытия этих конструкций должны быть светлых тонов.
4.6 Конструкции рассматриваются как бетонные, если их прочность обеспечена одним бетоном. Бетонные элементы применяют преимущественно на сжатие при расположении продольной сжимающей силы в пределах поперечного сечения элемента при постоянном нагреве. Бетонные элементы из жаростойкого бетона применяют в конструкциях, которые не являются несущими (футеровка).
4.7 Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур, следует рассчитывать на основе положений СП 63.13330 по двум группам предельных состояний (по несущей способности и по пригодности к нормальной эксплуатации) с учетом дополнительных требований, изложенных в настоящем своде правил.
Расчеты должны обеспечивать надежность бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур, как на стадии их изготовления, так и в течение всего срока их службы в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями.
4.8 При расчете бетонных и железобетонных конструкций необходимо учитывать изменения механических и упругопластических свойств бетона и арматуры в зависимости от температуры воздействия. При этом усилия, деформации, образование, раскрытие и закрытие трещин определяют с учетом воздействия нагрузки (включая собственный вес) и температуры.
Расчетные схемы и основные предпосылки для расчета бетонных и железобетонных конструкций следует устанавливать в соответствии с условиями их действительной работы в предельном состоянии, с учетом, в необходимых случаях, пластических свойств бетона и арматуры, наличия трещин в растянутом бетоне, а также влияния усадки и ползучести бетона, как при нормальной температуре, так и при воздействии повышенных и высоких температур.
4.9 Расчет конструкции с учетом воздействия повышенных и высоких температур необходимо проводить для следующих основных расчетных стадий работы:
кратковременный нагрев - первый разогрев конструкции до расчетной температуры на стадии ее изготовления;
Расчет статически определимых конструкций по предельным состояниям первой и второй групп (за исключением расчета по образованию трещин) следует вести только для стадии длительного нагрева. Расчет по образованию трещин необходимо проводить для стадий кратковременного и длительного нагрева с учетом усилий, возникающих от нелинейного распределения температуры бетона по высоте сечения элемента.
Расчет статически неопределимых конструкций и их элементов по предельным состояниям первой и второй групп следует проводить:
а) на кратковременный нагрев конструкции по режиму согласно СП 70.13330, когда возникают наибольшие усилия от воздействия температуры. При этом жесткость элементов конструкции определяется от кратковременного действия всех нагрузок и нагрева;
б) на длительный нагрев - при воздействии на конструкцию расчетной температуры в период эксплуатации, когда происходит снижение прочности и жесткости элементов в результате воздействия длительного нагрева и нагрузки. При этом жесткость элементов определяется от длительного воздействия всех нагрузок и нагрева.
4.10 Расчетную технологическую температуру принимают равной температуре среды цеха или рабочего пространства теплового агрегата, указанной в задании на проектирование.
Расчетные усилия и деформации от кратковременного и длительного нагрева определяются с учетом коэффициента надежности по температуре γt. а) при расчете по предельным состояниям первой группы равным 1,1;
4.11 При проектировании бетонных и железобетонных конструкций их надежность должна обеспечиваться расчетом, путем использования расчетных значений нагрузок, температур и характеристик материалов, определяемых с помощью соответствующих частных коэффициентов надежности по нормативным значениям этих характеристик с учетом степени ответственности сооружения или теплового агрегата.
Расчет конструкций, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур, следует проводить на все возможные неблагоприятные сочетания нагрузок от собственного веса, внешней нагрузки и температуры, с учетом длительности их действия и, в случае необходимости, после остывания.
Нормативные значения нагрузок и воздействий, коэффициентов сочетания, коэффициентов надежности по нагрузке и назначению конструкций, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) следует принимать по СП 20.13330. Виды нагрузок и температурных воздействий, учитываемые при расчете конструкции по предельным состояниям первой и второй групп, следует принимать по таблице 4.1.
Статическая схема конструкции и расчетная стадия работы | Нагрузки и коэффициенты надежности по нагрузке γf, температурные | ||
воздействия и коэффициенты надежности по температуре γt, | |||
принимаемые при расчете | |||
| по прочности | на выносливость | по деформациям | |
| Статическиопределимыеконструкции придлительномнагреве | Постоянные,длительные икратковременныенагрузки при γf>1,0 | Постоянные,длительные икратковременныенагрузки при γf = 1,0 | Постоянные, длительныеи кратковременныенагрузки приγf = 1,0 итемпературныедеформации при γt = 1,0 |
| Статическинеопределимыеконструкции прикратковременномнагреве | Постоянные,длительные икратковременныенагрузки при γf> 1,0 инаибольшие усилия отвоздействиятемпературы приγt=1,1 | Постоянные,длительные икратковременныенагрузки при γf=1,0 инаибольшие усилия отвоздействиятемпературы при γt= 1,0 | Постоянные, длительныеи кратковременныенагрузки при γf = 1,0 инаибольшие усилия отвоздействиятемпературы итемпературныедеформации при γt= 1,0 |
| Статическинеопределимыеконструкции придлительномнагреве | Постоянные,длительные икратковременныенагрузки при γf> 1,0 иусилия от воздействиятемпературы приγt = 1,1 | Постоянные,длительные икратковременныенагрузки при γf = 1,0 иусилия от воздействиятемпературы при γt = 1,0 | Постоянные, длительныеи кратковременныенагрузки при γf = 1,0 иусилия от воздействиятемпературы итемпературныедеформации при γt = 1,0 |
| Примечания:1. Бетонные конструкции рассчитываются только по прочности. 2. При расчете статически неопределимых конструкций, кроме сочетаний воздействий температуры и нагрузок, указанных в настоящей таблице, в необходимых случаях следует проверить другие возможные неблагоприятные сочетания воздействий, в том числе и при остывании. 3. В статически неопределимых конструкциях допускается производить расчет:а) при кратковременном нагреве только на наибольшие усилия от воздействия температуры, если усилия от постоянных, длительных и кратковременных нагрузок вызывают напряжения сжатия в бетоне σb ≤ 0,1 МПа; б) при длительном нагреве свыше 700°С - на совместное воздействие постоянных, длительных и кратковременных нагрузок без учета усилий от длительного нагрева. 4. При расчете на кратковременный нагрев длительная нагрузка учитывается как кратковременная. | |||
4.13 Определение усилий в статически неопределимых конструкциях от внешней нагрузки, собственного веса и воздействия повышенных и высоких температур проводят по правилам строительной механики методом последовательных приближений. При этом жесткость элементов определяют с учетом неупругих деформаций и наличия трещин в бетоне от одновременного действия внешней нагрузки, собственного веса и температуры.
4.14 При кратковременном нагреве усилия от воздействия температуры в элементах статически неопределимых конструкций следует определять в зависимости от состава бетона (таблица 5.1) и температуры нагрева, вызывающей наибольшие усилия:
а) при нагреве бетона составов N 1, 1а, 1б в интервале температур от 50°С до 250°С - по расчетной температуре;
б) при нагреве бетонов составов N 2-11, 23 и 24 в интервале температур от 200°С до 500°С - по расчетной температуре, а при нагреве свыше 500°С - при 500°С;
в) при нагреве бетонов составов N 12-21, 29 и 30 в интервале температур от 200°С до 400°С - по расчетной температуре, а при нагреве свыше 400°С - при 400°С.
4.15 Температуру бетона в сечениях конструкций от нагрева при эксплуатации следует определять теплотехническим расчетом установившегося теплового потока при заданной по проекту расчетной температуре рабочего пространства или воздуха производственного помещения.
Для конструкций, находящихся на наружном воздухе, наибольшие температуры нагрева бетона и арматуры определяют по расчетной летней температуре наружного воздуха, принимаемой по средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца в районе строительства по СП 131.13330. Вычисленные температуры не должны превышать предельно допустимых температур применения бетона по ГОСТ 20910 и арматуры - по таблице 5.11.
4.16 При расчете на воздействие усилий при подъеме, транспортировании и монтаже для сборных железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях температурных эксплуатационных воздействий, нагрузку от веса элементов следует принимать с учетом коэффициента динамичности по СП 63.13330.2012 (пункт 5.1.6).
4.17 При расчете прочности железобетонных элементов на действие сжимающей продольной силы следует учитывать случайный эксцентриситет еа, принимаемый не менее:
Для элементов статически неопределимых конструкций значения эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения ео принимают равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее еа.
Для элементов статически определимых конструкций эксцентриситет ео принимают равным сумме эксцентриситетов из статического расчета конструкции, случайного и температурного от неравномерного нагрева по высоте сечения элемента.
4.18 При расчете несущих конструкций, бетон которых неравномерно нагрет по высоте сечения элемента, часть сечения, нагретую свыше 1000°С, допускается не учитывать.
4.19 При расчете по прочности, деформациям, а также раскрытию и закрытию трещин распределение температуры в сечениях конструкций определяют теплотехническим расчетом для установившегося режима теплового потока.
4.20 Расчет предварительно напряженных конструкций, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур, следует проводить в соответствии с СП 63.13330 и с учетом дополнительных требований 4.21-4.27.
4.21 Температура нагрева предварительно напряженной арматуры не должна превышать предельно допустимой температуры применения, указанной в таблице 5.11.
4.22 Полные потери предварительного напряжения арматуры, учитываемые при расчете конструкций, работающих в условиях воздействия температуры свыше 50°С, должны определяться как сумма потерь:
Основные потери предварительного напряжения арматуры для конструкций из обычного бетона состава N 1 и жаростойких бетонов составов N 2, 3, 6, 7, 10 и 11 (по таблице 5.1) определяют, как для тяжелого бетона по СП 63.13330. Потери от усадки жаростойкого бетона следует принимать на 10 МПа больше указанных в СП 63.13330.
Фактор, вызывающий дополнительные потери предварительного напряжения в арматуре при ее нагреве | Величина дополнительных потерь предварительного напряжения, МПа |
| Усадка бетона обычного состава №1 и жаростойких бетонов составов№№ 2, 3, 6, 7, 10, 11 по таблице 5.1 при нагреве: | |
| кратковременном | 40 |
| длительном постоянном | 80 |
| длительном циклическом | 60 |
| Ползучесть бетона обычного состава №1 и жаростойких бетоновсоставов №№2, 3, 6, 7, 10 и 11 по таблице 5.1естественной влажности при нагреве: | |
| кратковременном | 10 σbp |
| длительном постоянном | 15 σbp |
| длительном циклическом | 18 σbp |
| сухого при нагреве: | |
| кратковременном | 4 σbp |
| длительном постоянном | 6 σbp |
| длительном циклическом | 8 σbp |
| Релаксация напряжений арматуры: | |
| проволочной классов Вр1200, Вр1500, К1400, К1500 | 0,0012 ∆ tsσsp |
| стержневой классов А600, А800, А1000 | 0,001 ∆ tsσsp |
| Разность деформаций бетона и арматуры от воздействия температуры | (αst – αbt) ∆tsEsβs |
| Обозначения :∆ ts– разность между температурой арматуры при эксплуатации, определяемой теплотехническим расчетом и температурой арматуры при натяжении, которую допускается принимать равной 20ºС;αbt – коэффициент, принимаемый по таблице 5.6 в зависимости от температуры бетона на уровне напрягаемой арматуры и длительности нагрева;Еs– модуль упругости арматуры, принимаемый по таблице 5.14;αst и βs – коэффициенты, принимаемые по таблице 5.13 в зависимости от температуры арматуры.Примечания 1. Потери предварительного напряжения от релаксации напряжений арматуры принимают для кратковременного и длительного нагрева одинаковыми и учитываются при температуре нагрева арматуры выше 40ºС. 2. Потери предварительного напряжения арматуры от разности деформаций бетона и арматуры учитывают в элементах, выполненных из обычного бетона, при нагреве арматуры выше 100ºС и в элементах из жаростойкого бетона при нагреве арматуры выше 70ºС. 3. Если от усилий, вызванных совместным действием нагрузки, температуры и предварительного обжатия, в бетоне на уровне арматуры в стадии эксплуатации возникают растягивающие напряжения, то дополнительные потери от ползучести бетона не учитывают. 4. Потери от ползучести бетона при натяжении в двухосном направлении следует уменьшить на 15%. | |