13 Расчет железобетонных конструкций на выносливость

13.1 Расчет железобетонных конструкций на выносливость выполняют на действие многократно повторяющейся (подвижной или пульсирующей) нагрузки, вызывающей значительный перепад напряжений в бетоне или растянутой арматуре, если число циклов повторений нагрузки в течение расчетного срока эксплуатации конструкции составляет более .

Проверку сопротивления при расчете на выносливость выполняют отдельно для бетона и растянутой арматуры. Сжатую арматуру на выносливость не рассчитывают.

Расчет на выносливость выполняют по упругой стадии с трещинами по приведенным сечениям с учетом неупругих деформаций бетона в сжатой зоне. Неупругие деформации в бетоне сжатой зоны учитывают снижением модуля упругости бетона, принимая коэффициенты приведения арматуры к бетону по таблице 13.1. Площадь бетона растянутой зоны учитывают в случае, когда для растянутого бетона соблюдается условие

где - максимальное нормальное напряжение в бетоне растянутой зоны;

- коэффициент условий работы бетона, учитывающий снижение его прочности при многократном приложении нагрузки, определяемый в соответствии с 13.4.

Бетон	Коэффициенты приведения арматуры к бетону при классах бетона
	В20	В25	В30	В35	В40 и выше
Тяжелый	22,5	20	15	12,5	10
Легкий на кварцевом песке	42	36	30,5	28,5	26,5

13.2 Расчет на выносливость выполняют по нормальным и наклонным сечениям из условия, что максимальное нормальное напряжение в сжатом бетоне и максимальное напряжение в растянутой арматуре, вычисленные от действия внешних сил и (для предварительно напряженных конструкций) усилия предварительного обжатия, не должны превышать соответственно предела выносливости бетона на сжатие и предела выносливости арматуры на растяжение.

13.3 Расчет на выносливость сечений, нормальных к продольной оси элементов, выполняют из условий:

а) для сжатого бетона

б) для растянутой арматуры

где - максимальное нормальное напряжение в сжатом бетоне;

- максимальное напряжение в растянутой арматуре;

- коэффициент условий работы арматуры, учитывающие снижение ее прочности при многократном приложении нагрузки, определяемый в соответствии с 13.5.

В зоне, проверяемой по сжатому бетону, при действии многократно повторяющейся нагрузки следует избегать возникновения растягивающих напряжений.

13.4 Коэффициенты условий работы бетона принимают по таблице 13.2 в зависимости от коэффициента асимметрии цикла

где , - соответственно наименьшее и наибольшее напряжения в бетоне в пределах цикла изменения нагрузки, определяемые согласно 13.1.

Бетон	Состояние бетона по влажности	Базовый коэффициент условий работы бетона при коэффициенте асимметрии цикла , равном
		0-0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
Тяжелый	Естественной влажности	0,75	0,80	0,85	0,90	0,95	1,00	1,00
	Водонасыщенный	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	0,95	1,00
Легкий	Естественной влажности	0,60	0,70	0,80	0,85	0,90	0,95	1,00
	Водонасыщенный	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,00

13.5 Коэффициенты условий работы арматуры определяют как произведение частных коэффициентов условий работы

где - коэффициент, учитывающий класс арматуры, профиль и технологию изготовления, определяемый по таблице 13.3;

- коэффициент, учитывающий влияние сварных соединений арматуры в зоне рассматриваемого расчетного сечения, определяемый по таблице 13.4;

- коэффициент, учитывающий влияние механических соединений арматуры в зоне рассматриваемого расчетного сечения, принимаемый равным

Класс арматуры	Коэффициенты условий работы прямолинейной арматуры при коэффициенте асимметрии цикла , равном
	-1,0	-0,5	-0,2	0	0,2	0,4	0,6	0,7	0,8	0,9	1,00
А240	0,5	0,63	0,74	0,84	0,97	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
А400	0,28	0,34	0,41	0,46	0,53	0,62	0,86	1,00	1,00	1,00	1,00
А500	0,22	0,28	0,33	0,37	0,43	0,50	0,75	0,90	1,00	1,00	1,00
А600	0,19	0,23	0,27	0,31	0,36	0,42	0,63	0,80	1,00	1,00	1,00
А800						0,31	0,47	0,63	0,80	1,00	1,00
А1000						0,25	0,38	0,52	0,73	0,95	1,00
В500				0,44	0,53	0,67	0,89	1,00	1,00	1,00	1,00
Вр500				0,40	0,48	0,60	0,81	0,97	1,00	1,00	1,00
Вр1200, Вр1300							0,35	0,48	0,69	0,91	1,00
Вр1400, Вр1500							0,32	0,44	0,63	0,85	1,00
К1400...К1550							0,30	0,41	0,59	0,80	1,00
К1650...К1750							0,27	0,36	0,52	0,74	1,00
К1850, К1900							0,24	0,32	0,47	0,69	1,00
Примечания1 , где , - соответственно наименьшее и наибольшее напряжения в арматуре в пределах цикла изменения нагрузки, определяемые согласно 13.3.2 При расчете изгибаемых элементов из тяжелого бетона с ненапрягаемой арматурой для продольной арматуры учитывают остаточные напряжения в арматуре вследствие накопления неупругих деформаций в сжатом бетоне, принимая:при ;при ;при ,где , - соответственно наименьший и наибольший изгибающие моменты в расчетном сечении элемента в пределах цикла изменения нагрузки.

Класс арматуры	Группа сварных соединений	Коэффициент условий работы арматуры при многократном повторении нагрузки и коэффициенте асимметрии цикла , равном
		0	0,2	0,4	0,7	0,8	0,9	1,0
А240	1	0,65	0,70	0,75	0,90	1,00	1,00	1,00
	2	0,25	0,30	0,35	0,50	0,65	0,85	1,00
	3	0,20	0,20	0,25	0,30	0,45	0,65	1,00
А400	1	0,60	0,65	0,65	0,70	0,75	0,85	1,00
	2	0,20	0,25	0,30	0,45	0,60	0,80	1,00
	3	0,15	0,20	0,20	0,30	0,40	0,60	1,00
А600	1			0,75	0,75	0,80	0,90	1,00
	2			0,35	0,40	0,50	0,70	1,00
Примечания1 Группы сварных соединений, приведенные в таблице, включают следующие типы сварных соединений по ГОСТ 14098, допускаемые для конструкций, рассчитываемых на выносливость:1-я группа - крестообразное типа К1-Кт; стыковые типов С1-Ко, С5-Мф, С7-Рв, С8-Мф, С10-Рв - все соединения при отношении диаметров стержней, равном 1,0;2-я группа - стыковые типов С14-Мп, С15-Рс, С17-Мп, С19-Рм, С21-Рн;3-я группа - нахлесточные типов Н1-Рш, Н2-Кр; тавровые типов Т1-Мф, Т2-Рф и Т12-Рз.2 В настоящей таблице даны значения для арматуры диаметром до 20 мм.3 Значения коэффициента должны быть снижены на 5% при диаметре стержней 22-32 мм и на 10% при диаметре свыше 32 мм.

13.6 Расчет на выносливость для сечений, наклонных к продольной оси элемента, выполняют по формуле (13.3) из условия, что равнодействующая главных растягивающих напряжений, действующих на уровне центра тяжести приведенного сечения по длине элемента, должна быть полностью воспринята поперечной арматурой при напряжениях в ней, равных расчетному сопротивлению , умноженному на коэффициент условий работы , который определяют в соответствии с 13.5

Для элементов без поперечной арматуры должно выполняться условие

где - главное растягивающее напряжение в бетоне.

- коэффициенты условий работы бетона принимают по таблице 13.2 в зависимости от коэффициента асимметрии цикла

где и - соответственно наименьшие и наибольшие главные растягивающие напряжения в бетоне в пределах цикла изменения нагрузки, определяемые согласно 13.1 по полному приведенному сечению.

13.7 Расчет по образованию трещин при действии многократно повторяющейся нагрузки производят из условия

где - максимальное нормальное растягивающее напряжение в бетоне, определяемое согласно 13.1 по полному приведенному сечению.

В местах расположения механических соединений напрягаемой арматуры образование трещин не допускается.

Основные буквенные обозначения

Усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении элемента

M	-	изгибающий момент;
	-	изгибающий момент с учетом момента усилия предварительного обжатия относительно центра тяжести приведенного сечения;
N	-	продольная сила;
Q	-	поперечная сила;
Т	-	крутящий момент.