Свод правил СП 311.1325800.2017 Бетонные и железобетонные конструкции из высокопрочных бетонов. Правила проектирования.
СП 311.1325800.2017
СВОД ПРАВИЛ
БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ
ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
High strength concrete and reinforced high strength concrete structures. Design guidline
Дата введения 2018-05-10
Предисловие
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - АО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ им.А.А.Гвоздева
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
4 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 9 ноября 2017 г. N 1518/пр и введен в действие с 10 мая 2018 г.
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет
Введение
Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в федеральных законах от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" и содержит требования к расчету и проектированию бетонных и железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений с применением высокопрочного бетона класса по прочности на сжатие В60...В150.
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на проектирование сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций из высокопрочных бетонов классов по прочности при сжатии В60 и выше для зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях России (при систематическом воздействии температур не выше 50°С и не ниже минус 70°С), в среде с неагрессивной степенью воздействия.
Свод правил устанавливает требования к проектированию бетонных и железобетонных конструкций, изготовляемых из высокопрочных тяжелых бетонов классов В110-В150, мелкозернистых бетонов классов В60-В100 и напрягающих бетонов классов В80-В100. Проектирование бетонных и железобетонных конструкций и изделий, изготовляемых из высокопрочных тяжелых бетонов классов В60-В100 и напрягающих бетонов классов В60, В70 следует выполнять по СП 63.13330.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:
СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменениями N 1, N 2)
ГОСТ 31914-2012 Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценка качества
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.
3 Термины и определения
В настоящем своде правил приняты термины и определения в соответствии с СП 63.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 бетонные конструкции: Конструкции, выполненные из высокопрочного бетона с арматурой, устанавливаемой по конструктивным соображениям и не учитываемой в расчете.
3.2 высокопрочный бетон: Тяжелый, мелкозернистый или напрягающий бетон класса В60 и выше, приготовленный с применением вяжущего на основе портландцементного клинкера.
4 Общие требования к бетонным и железобетонным конструкциям
4.1 Бетонные и железобетонные конструкции из высокопрочных бетонов должны удовлетворять требованиям раздела 4 СП 63.13330.2012 и пункта 4.2.
4.2 Для бетонных конструкций из высокопрочных бетонов класс бетона рекомендуется принимать не выше В60.
5 Требования к расчету бетонных и железобетонных конструкций
5.1 Расчеты бетонных и железобетонных конструкций из высокопрочных бетонов следует производить по разделу 5 СП 63.13330.2012 и пунктам 5.2-5.4.
5.2 Нагрузку от собственного веса конструкции из высокопрочного бетона следует принимать по приведенной плотности конструкции. При отсутствии таких данных допускается значение приведенной плотности конструкции принимать по таблице 5.1.
Таблица 5.1 - Приведенная плотность конструкций
|
|
|
|
Коэффициент армирования конструкции , % | Приведенная плотность конструкций, кг/м , при классе высокопрочного бетона по прочности на сжатие | ||
| В60 | В100 | В150 |
0 | 2400 | 2450 | 2500 |
1 | 2450 | 2500 | 2550 |
2 | 2500 | 2550 | 2600 |
4 | 2600 | 2650 | 2700 |
Примечание - Для промежуточных значений классов бетона и коэффициентов армирования значения следует определять по линейной интерполяции. |
При содержании арматуры свыше 4% плотность определяется как сумма масс бетона и арматуры на единицу объема железобетонной конструкции.
5.3 Расчет бетонных конструкций из высокопрочных бетонов класса В60 следует производить по разделу 7 СП 63.13330.2012.
5.4 Для монолитных железобетонных конструкций, у которых установленная по ГОСТ 31914 прочность бетона поверхностных и глубинных слоев сечения различается на 15% и больше, и фактическая прочность бетона поверхностных слоев ниже проектной, следует производить поверочные расчеты прочности их нормальных сечений с учетом неоднородности прочности бетона. Поверочные расчеты следует производить по разделу 9.
6 Материалы для бетонных и железобетонных конструкций
6.1 Бетон
6.1.1 Для бетонных и железобетонных конструкций, проектируемых в соответствии с настоящим сводом правил, следует предусматривать следующие высокопрочные конструкционные бетоны:
- напрягающий.
6.1.2 При проектировании бетонных и железобетонных конструкций в зависимости от их назначения и условий работы следует устанавливать нормируемые показатели качества высокопрочного бетона, основные из которых приведены ниже:
класс по прочности на сжатие В;
марка по водонепроницаемости W;
6.1.3 Для бетонных и железобетонных конструкций, проектируемых в соответствии с настоящим сводом правил, следует предусматривать высокопрочные бетоны классов и марок, приведенных в таблицах 6.1-6.5.
Таблица 6.1 - Классы высокопрочного бетона по прочности на сжатие
|
|
Бетон | Классы по прочности на сжатие |
Тяжелый бетон | В110; В120; В130; В140; В150 |
Мелкозернистый бетон | В70; В80; В90; В100 |
Напрягающий бетон | В80; В90; В100; В110; В120; В130; В140; В150 |
Таблица 6.2 - Классы высокопрочного бетона по прочности на осевое растяжение
|
|
Бетон | Класс прочности на осевое растяжение |
Тяжелый, напрягающий и мелкозернистый бетоны | 2,0; 2,4; 2,8; 3,2; 3,6; 4,0; 4,4; 4,8 |
Таблица 6.3 - Марки высокопрочного бетона по морозостойкости
|
|
Бетон | Марки по морозостойкости |
Тяжелый, напрягающий и мелкозернистый бетоны | 150; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 1000 |
Таблица 6.4 - Марки высокопрочного бетона по водонепроницаемости
|
|
Бетон | Марки по водонепроницаемости |
Тяжелый, напрягающий и мелкозернистый бетоны | W8; W10; W12; W14; W16; W18; W20 |
Таблица 6.5 - Марки высокопрочного бетона по самонапряжению
|
|
Бетон | Марки по самонапряжению |
Напрягающий бетон | 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,5; 2; 3; 4 |
6.1.4 Возраст высокопрочного бетона, соответствующий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, значение нормируемых отпускной и передаточной прочности бетона в элементах сборных конструкций следует назначать согласно пунктам 6.1.5 и 6.1.6 СП 63.13330.2012.
6.1.5 Для железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию многократно повторяющейся нагрузки, не допускается применять мелкозернистый высокопрочный бетон без специального экспериментального обоснования.
6.1.6 Основные прочностные характеристики высокопрочного бетона - нормативные значения:
Нормативные значения сопротивления высокопрочного бетона осевому сжатию (призменная прочность) и осевому растяжению (при назначении класса бетона на прочность на сжатие) принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно таблице 6.6.
Таблица 6.6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид | Бетон | Нормативные сопротивления бетона и МПа, и расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы и МПа при классе высокопрочного бетона по прочности на сжатие | ||||||||
|
| В70 | В80 | В90 | В100 | В110 | В120 | В130 | В140 | В150 |
Сжатие осевое (призменная прочность) и | Тяжелый и напрягающий | - | 57 | 64 | 71 | 78 | 85 | 92 | 99 | 106 |
| Мелкозернистый | 50 | 57 | 64 | 71 | - | - | - | - | - |
Растяжение осевое и | Тяжелый и напрягающий | - | 3,30 | 3,60 | 3,8 | 4,00 | 4,20 | 4,40 | 4,60 | 4,80 |
| Мелкозернистый | 3,0 | 3,30 | 3,60 | 3,8 | - | - | - | - | - |
Примечание - Для напрягающего бетона значения и следует принимать с умножением на коэффициент 1,2. |
Таблица 6.7
|
|
|
|
|
Вид бетона | Коэффициенты надежности по бетону при сжатии и растяжении и для расчета конструкций по предельным состояниям | |||
| Первой группы | Второй группы и | ||
| при назначении класса бетона по прочности |
| ||
|
| на сжатие | на растяжение |
|
Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий бетон | 1,3 | 1,5 | 1,3 | 1,0 |
Таблица 6.8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид | Бетон | Расчетные сопротивления бетона и МПа, для предельных состояний первой группы при классе высокопрочного бетона по прочности на сжатие | ||||||||
|
| В70 | В80 | В90 | В100 | В110 | В120 | В130 | В140 | В150 |
Сжатие осевое (призменная прочность) | Тяжелый и напрягающий |
| 41 | 44 | 47,5 | 50 | 52 | 54 | 55,5 | 57 |
| Мелкозернистый | 37 | 41 | 44 | 47,5 | - | - | - | - | - |
Растяжение осевое | Тяжелый и напрягающий |
| 2,1 | 2,1 | 2,2 | 2,2 | 2,25 | 2,25 | 2,25 | 2,25 |
| Мелкозернистый | 1,9 | 2,1 | 2,1 | 2,2 | - | - | - | - | - |
Примечание - Для напрягающего бетона значения следует принимать с умножением на коэффициент 1,2. |
Таблица 6.9
|
|
|
Факторы, обусловливающие введение коэффициента условий работы бетона | Коэффициент условий работы бетона | |
| условное обозначение | числовое значение |
1 Длительность действия нагрузки: |
| |
- при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки |
| 1,00 |
- при продолжительном действии нагрузки |
| 0,90 |
2 Бетонирование в вертикальном положении (высота слоя бетонирования свыше 1,5 м) | 0,85 |
6.1.10 Значения предельных относительных деформаций для тяжелого, мелкозернистого и напрягающего бетонов принимают:
- при непродолжительном действии нагрузки:
- при продолжительном действии нагрузки:
При продолжительном действии нагрузки значения модуля деформаций бетона определяют по формуле
Таблица 6.10
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бетон | Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении , МПа·10 , при классе бетона по прочности на сжатие | ||||||||
| В70 | В80 | В90 | В100 | В110 | В120 | В130 | В140 | В150 |
Тяжелый | - | 42 | 42,5 | 43 | 43,5 | 44,0 | 44,5 | 45,0 | 45,5 |
Мелкозернистый | 33 | 34,5 | 36,0 | 37,5 | - | - | - | - | - |
Примечание - Для напрягающего бетона значения принимаются как для тяжелого бетона с умножением на коэффициент 0,56+0,006 В. |
Таблица 6.11
|
|
|
|
Относительная влажность воздуха окружающей среды, % | Значения коэффициента ползучести бетона при классе тяжелого бетона на сжатие | ||
| В60-В100 | В110-В120 | В130-В150 |
Выше 75 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
40-75 | 1,4 | 1,3 | 1,2 |
Ниже 40 | 2,0 | 1,6 | 1,4 |
6.1.15 В качестве рабочих диаграмм высокопрочного бетона, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями используют упрощенную двухлинейную диаграмму по типу диаграмм Прандтля.
В формулах (6.5), (6.6) В - класс высокопрочного бетона по прочности на сжатие.
6.2 Арматура
6.2.1 Для железобетонных конструкций из высокопрочных бетонов следует применять арматуру по СП 63.13330.
Допускается применять: термомеханически упрочненную арматуру периодического профиля класса А600С из стали марки 20Г2СФБА [1], в том числе в сварных сетках и каркасах - для железобетонных конструкций из высокопрочных бетонов без предварительного напряжения арматуры в качестве рабочей арматуры, устанавливаемой по расчету;
термомеханически упрочненную арматуру периодического профиля класса А600С из стали марки 20Г2СФБА [1] - для предварительно напряженных железобетонных конструкций из высокопрочных бетонов.
6.2.2 Для конструкций, эксплуатируемых при температуре ниже минус 55°С, рекомендуется применять арматуру класса Ас500С [2] и А600С из стали марки 20Г2СФБА [1].
6.2.3 Нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик арматуры, диаграммы состояния арматуры для расчетов по предельным состояниям первой и второй групп следует принимать по СП 63.13330.
7 Расчет железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры
7.1 Расчет железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы
7.1.1 Железобетонные элементы из высокопрочных бетонов следует рассчитывать по прочности на действие изгибающих моментов, крутящих моментов, поперечных сил, продольных сил и на местное действие нагрузки (продавливание, местное сжатие).
7.1.2 Расчет по прочности нормальных сечений железобетонных элементов при действии изгибающих моментов и продольных сил (внецентренное сжатие или растяжение) следует производить на основе нелинейной деформационной модели согласно пунктам 8.1.20-8.1.30 СП 63.13330.2012 и пунктам 6.1.10-6.1.16.
Расчет по прочности нормальных сечений железобетонных элементов прямоугольного, двутаврового и таврового сечений с арматурой, расположенной у перпендикулярных плоскости изгиба граней элемента, при действии усилий в плоскости симметрии нормальных сечений методом предельных усилий следует производить по СП 63.13330 и 7.1.3.
7.1.4 Расчет центрально и внецентренно растянутых элементов из высокопрочных бетонов следует производить по пунктам 8.1.18, 8.1.19 СП 63.13330.2012 и 7.1.3.
7.1.5 Расчет по прочности железобетонных элементов при действии поперечных сил следует производить по пунктам 8.1.31-8.1.35 СП 63.13330.2012.
7.1.6 Расчет по прочности железобетонных элементов при действии крутящих моментов следует производить по пунктам 8.1.36-8.1.42 СП 63.13330.2012.
7.1.7 Расчет по прочности железобетонных элементов на местное сжатие (смятие) производят при действии сжимающей силы, приложенной на ограниченной площади нормально к поверхности железобетонного элемента производить по пунктам 8.1.43-8.1.45 СП 63.13330.2012.
7.1.8 Расчет по прочности на продавливание плоских железобетонных элементов (плит) при действии на них (нормально к плоскости элемента) местных, концентрированно приложенных усилий - сосредоточенных силы и изгибающего момента следует производить по пунктам 8.1.46-8.1.52 СП 63.13330.2012. При этом в расчете прочность бетона на растяжение принимается не более 2,2 МПа.
7.2 Расчет железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы
7.2.1 Расчеты железобетонных конструкций из высокопрочного бетона по предельным состояниям второй группы (расчет элементов по образованию и ширине раскрытия трещин нормальных к продольной оси элемента, по прогибам и деформациям) следует проводить производить по СП 63.13330 и 7.2.2-7.2.4.
7.2.2 При определении кривизны жесткость железобетонных элементов на участке без трещин определяют принимая значения модуля деформации бетона классов В60-В100 при продолжительном и непродолжительном действиях нагрузки по пункту 8.2.26 СП 63.13330.2012, а для бетона классов В110-В150:
при непродолжительном действии нагрузки - по формуле
8 Расчет предварительно напряженных железобетонных конструкций
Расчет предварительно напряженных конструкций следует проводить в соответствии с СП 63.13330 и 8.1-8.3.
8.1 Предварительные напряжения арматуры
Предварительные напряжения арматуры следует принимать в соответствии с пунктами 9.1.1-9.1.12 СП 63.13330.2012 и приведенным ниже:
8.2 Расчет предварительно напряженных железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы
8.2.1 Расчет предварительно напряженных элементов из высокопрочного железобетона для стадии эксплуатации на действие изгибающих моментов и поперечных сил от внешних нагрузок и для стадии предварительного обжатия на действие усилий от предварительного натяжения арматуры и усилий от внешних нагрузок, действующих в стадии обжатия следует производить по пункту 9.2 СП 63.13330.2012 и 8.2.2.
8.3 Расчет предварительно напряженных железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы
8.3.1 Расчеты предварительно напряженных элементов из высокопрочного бетона по предельным состояниям второй группы следует производить по пункту 9.3 СП 63.13330.2012 и 8.3.2-8.3.4.
8.3.3 При определении кривизны жесткость предварительно напряженных железобетонных элементов на участке без трещин следует определять принимая значения модуля деформации бетона классов В60-В100 при продолжительном и непродолжительном действии нагрузки по пункту 8.2.26 СП 63.13330.2012, а для бетона классов В110-В150 - по 7.2.2.
9 Поверочный расчет монолитных железобетонных конструкций с учетом неоднородной прочности бетона
9.1 Поверочные расчеты монолитных железобетонных конструкций по прочности их нормальных сечений с учетом неоднородной прочности бетона следует производить в зависимости от степени неоднородности прочности бетона по 9.2 и 9.3.
9.2 В случае, когда в поверхностных слоях конструкции прочность бетона на сжатие ниже прочности бетона глубинных слоев не более, чем на 20%, расчет следует производить по 7.1.2-7.1.4. При этом, в расчетных зависимостях значение расчетного сопротивления бетона сжатию для всего сечения следует принимать равным установленному по ГОСТ 31914 значению расчетного сопротивления сжатию бетона глубинных слоев с учетом 6.1.7, 6.1.8 и с дополнительным понижающим коэффициентом 0,95.
где
|
Рисунок 9.1 - Расчетная схема нормального сечения железобетонного элемента с неоднородной прочностью бетона
Глубину поверхностного слоя бетона с пониженной прочностью на сжатие по всему периметру сечения следует принимать равной 50 мм.
10 Конструктивные требования
10.1 Конструктивные требования к геометрическим размерам и армированию конструкций из высокопрочных бетонов для обеспечения их безопасности и эксплуатационной пригодности следует принимать по разделу 10 СП 63.3330.2012* и 10.2-10.7.
10.2 В железобетонных колоннах наибольшие расстояния между осями стержней продольной арматуры должны быть не более:
- 300 мм - в направлении, перпендикулярном к плоскости изгиба;
- 400 мм - в направлении плоскости изгиба.
10.3 Диаметр поперечной арматуры (хомутов) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов следует принимать не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 8 мм.
Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов принимают не менее 8 мм.
10.7 Для соединения стержней ненапрягаемой арматуры следует принимать один из типов стыков согласно пунктам 10.3.30-10.3.32 СП 63.13330.2012. Соединения стержней ненапрягаемой арматуры следует проектировать в соответствии с пунктами 10.3.29-10.3.32 СП 63.13330.2012.
11 Требования к изготовлению, возведению и эксплуатации железобетонных конструкций
11.1 При изготовлении, возведении и эксплуатации железобетонных конструкций из высокопрочных бетонов следует выполнять требования раздела 11 СП 63.13330.2012 и 11.2-11.4.
11.2 Технологические требования к укладке и уплотнению высокопрочного бетона должны быть указаны в проекте производства работ или рабочей документации (проекте).
11.3 Требования по обеспечению твердения и уходу за высокопрочным бетоном конструкций должны быть указаны в проекте производства работ.
11.4 Расположение температурно-усадочных швов и границ захваток (технологических швов) при бетонировании монолитных конструкций из высокопрочных бетонов следует назначать из условия обеспечения термической трещиностойкости при перепадах температуры окружающей среды и в конструкциях - как на стадии изготовления, так и на стадии эксплуатации конструкций.
Библиография
[1] ТУ 14-1-5596-2010 Прокат термомеханически упрочненный класса А600С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
[2] ТУ 14-1-5543-2006 Прокат термомеханически упрочненный класса Ас500С повышенной хладостойкости для армирования железобетонных конструкций