Действующий
7.15 Расчеты элементов бетонных и железобетонных конструкций, подлежащих усилению, при их ремонте или реконструкции, следует проводить с учетом фактических классов бетона, напряжений в бетоне и арматуре, имевших место к моменту начала реконструкции, и диаграмм деформирования бетона и арматуры.
7.16 При проектировании гидротехнических сооружений расчеты, которые не регламентированы настоящими нормами (расчеты предварительно напряженных конструкций, расчет сечений в общем случае, в том числе расчет на косое внецентренное сжатие и косой изгиб, расчет коротких консолей, расчет на продавливание и отрыв, расчет закладных деталей и др.), рекомендуется выполнять по указаниям действующих нормативных документов. При этом необходимо учитывать коэффициенты, принятые в настоящих нормах.
7.17 Расчет элементов конструкций на выносливость необходимо производить при числе циклов изменения нагрузки и более за весь расчетный срок эксплуатации сооружения (например, проточные части гидроагрегатов, водосбросы, плиты водобоя, подгенераторные конструкции и др.).
8 Расчеты элементов бетонных и железобетонных конструкций на прочность и выносливость
Расчет бетонных элементов на прочность
8.1 Расчет прочности элементов, условия, наступления предельных состояний которых выражаются через усилия (таблица 19), следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси, в соответствии с указаниями данного подраздела.
Расчеты прочности элементов, в которых условия наступления предельного состояния не могут быть выражены через усилия в сечениях, следует выполнять для площадок действия главных напряжений (таблица 19) в соответствии с указаниями данного подраздела.
8.2 Внецентренно сжатые элементы, в которых по условиям эксплуатации допускается образование трещин, рассчитываются без учета сопротивления бетона растянутой зоны сечения.
Все изгибаемые элементы, а также внецентренно сжатые элементы, в которых по условиям эксплуатации не допускается образование трещин, рассчитываются с учетом сопротивления бетона растяжению.
8.3 Бетонные конструкции, прочность которых определяется прочностью бетона растянутой зоны сечения, допускается применять в том случае, если образование трещин в них не приводит к разрушению, к недопустимым деформациям или к нарушению водонепроницаемости конструкции. При этом должна быть проведена проверка трещиностойкости элементов таких конструкций с учетом температурно-влажностных воздействий в соответствии с требованиями раздела 10.
8.4 Расчет бетонных изгибаемых элементов симметричных относительно плоскости действия нагрузки, условия, наступления предельного состояния которых выражаются через усилия, необходимо производить по формуле
где - коэффициенты, принимаемые по СП 58.13330;
- коэффициент условий работы сооружения, принимаемый по строительным нормам и правилам на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений;
- коэффициенты условий работы бетона, принимаемые по таблице 5;
- расчетное сопротивление бетона на растяжение;
- момент сопротивления для растянутой грани сечения, определяемый в предположении упругой работы бетона.
8.5 Внецентренно сжатые элементы бетонных конструкций, симметричные относительно действия нагрузки, условия наступления предельного состояния которых выражаются через усилия, следует рассчитывать в предположении упругой работы бетона (рисунок 1) из условия ограничения величины краевых сжимающих и растягивающих напряжений по следующим формулам.
При расчете без учета сопротивления бетона растянутой зоны:
где - краевое сжимающее напряжение;
- коэффициент, учитывающий влияние гибкости элементов и принимаемый по таблице 20;
- расчетное сопротивление бетона на сжатие.
Прямоугольные сечения рассчитываются по формуле
где F = bh - площадь поперечного сечения элемента;
- относительный эксцентриситет приложения нагрузки.
При расчете с учетом сопротивления бетона растянутой зоны:
где - момент сопротивления для растянутой грани сечения, определяемый в предположении упругой работы бетона;
По формуле (25) следует рассчитывать также внецентренно сжатые бетонные элементы с однозначной эпюрой напряжений при .
8.6 При расчете гибких бетонных элементов при или следует учитывать влияние длительного действия нагрузки на несущую способность конструкции в соответствии с требованиями действующих нормативных документов с введением расчетных коэффициентов, принятых в настоящих нормах.
8.7 В элементах прямоугольного сечения, рассчитываемых по формуле (24), значение эксцентриситета расчетного усилия относительно центра тяжести сечения не должно превышать 0,3 h при основном сочетании нагрузок и при особом сочетании нагрузок, не включающем сейсмические воздействия, и 0,325 h - при особом сочетании нагрузок, включающем сейсмические воздействия.
Внецентренно сжатые бетонные элементы при (или ) должны проверяться по условию недопущения образования продольных трещин откола:
где - растягивающее напряжение, действующее по продольным площадкам на границе сжатой зоны.
Растягивающие напряжения , а также высота зоны , в пределах которой они действуют, определяются в общем случае расчетом по методу конечных элементов (МКЭ).
Для элементов, изготовленных из бетона класса В20 и выше, проверку по условию недопущения образования продольных трещин откола можно не делать, если выполняется условие:
8.8 Бетонные изгибаемые и внецентренно сжатые элементы, условия наступления предельных состояний которых выражаются через усилия, в случае действия в расчетных сечениях значительных поперечных сил следует проверять по прочности наклонных сечений из условия:
- главное растягивающее напряжение в бетоне, действующее по наклонным площадкам.
Главные растягивающие напряжения определяются на уровне нейтральной оси, на уровне центра тяжести сечения, а также в местах резкого изменения ширины сечения, что характерно для тавровых, двутавровых, крестовых, коробчатых и других сечений.