Свод правил СП 266.1325800.2016 Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования (с Изменениями N 1, 2, 3, 4, с Поправками ред. от 28.11.2024).
СП 266.1325800.2016
СВОД ПРАВИЛ
КОНСТРУКЦИИ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ
ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Composite steel and concrete structures. Design rules
ОКС 91.080.01;
91.080.10;
91.080.40
Дата введения 2017-07-01
Предисловие
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им.В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко) - институт АО "НИЦ "Строительство"
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 приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 30 декабря 2016 г. N 1030/пр и введен в действие с 1 июля 2017 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
ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 24 декабря 2018 г. N 851/пр c 25.06.2019; Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 15 декабря 2020 г. N 784/пр c 16.06.2021
ВНЕСЕНЫ: поправка, опубликованная в ИУС N 5, 2020 год; поправка, опубликованная в ИУС N 3, 2021 год
Введение
Настоящий свод правил составлен с учетом требований федеральных законов от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", т 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности, от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений".
Свод правил разработан авторским коллективом ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко - институт АО "НИЦ "Строительство", РААСН, НИИЖБ им.А.А.Гвоздева - институт АО "НИЦ "Строительство", ООО "ЦНИИПСК им.Мельникова", ООО "ТЕХСОФТ", ЗАО "ГОРПРОЕКТ", ЗАО "ЭРКОН", НИУ МГСУ, АО "ЦНИИПромзданий".
Руководитель работы - д-р техн. наук В.И.Травуш (ЗАО "ГОРПРОЕКТ", РААСН); д-р техн. наук И.И.Ведяков, д-р техн. наук П.Д.Одесский,, кандидаты техн. наук Д.В.Конин, Пронин Д.Г., инженеры А.С.Крылов, Л.С.Рожкова (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко); д-р техн. наук С.Б.Крылов (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева); канд. техн. наук Э.Л.Айрумян, инженеры Н.И.Каменщиков, О.А.Хабилевская (ООО "ЦНИИПСК им.Мельникова"); д-р техн. наук В.А.Семенов, канд. техн. наук Е.Г.Викторов, канд. физ.-мат. наук В.А.Голованов (ООО "ТЕХСОФТ); инженер А.С.Мартиросян (ЗАО "ГОРПРОЕКТ"); д-р техн. наук Г.И.Белый (ЗАО "ЭРКОН"); инженер Смирнов П.П. (НИУ МГСУ), д-р техн. наук В.В.Гранев, д-р техн. наук Э.Н.Кодыш, д-р техн. наук Н.Н.Трекин, канд. техн. наук Н.Г.Келасьев, инженер И.А.Терехов (АО "ЦНИИПромзданий").
Изменение N 2 к настоящему своду правил разработано авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (руководитель - д-р техн. наук И.И.Ведяков; исполнители - канд. техн. наук Д.В.Конин, А.С.Крылов, Л.С.Рожкова).
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
1 Область применения
_______________
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.2 При проектировании конструкций, находящихся в особых условиях эксплуатации (например, конструкций зданий, подвергающихся сейсмическим воздействиям, интенсивным воздействиям температуры, радиации, агрессивных сред), конструкций уникальных зданий и сооружений, зданий атомных электростанций, а также специальных видов конструкций (например, предварительно напряженных, пространственных, висячих), следует соблюдать дополнительные требования, предусмотренные соответствующими нормативными документами, в которых отражены особенности работы этих конструкций.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 8829-2018 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости
ГОСТ 14918-80 Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывных линий. Технические условия
ГОСТ 23118-2012 Конструкции стальные строительные. Общие технические условия
ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 28042-2013 Плиты покрытий железобетонные для зданий и сооружений. Технические условия
ГОСТ 30247.0-94 (ИСО 834-75) Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования
ГОСТ Р 1.4-2004 Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения
ГОСТ Р 52246-2016 Прокат листовой горячеоцинкованный. Технические условия
ГОСТ Р 55738-2013 (ИСО 13918:2008) Шпильки и керамические кольца для сварки
ГОСТ Р 57837-2017 Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Технические условия
ГОСТ Р 58336-2018 Упоры уголковые анкерные. Методы испытаний
СП 2.13130.2020 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты
СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах" (с изменением N 1)
СП 16.13330.2017 "СНиП II-23-81* Стальные конструкции" (с изменениями N 1, N 2)
СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия" (с изменениями N 1, N 2)
СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений" (с изменениями N 1, N 2, N 3)
СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)
СП 43.13330.2012 "СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий" (с изменениями N 1, N 2)
СП 63.13330.2018 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменением N 1)
СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции" (с изменениями N 1, N 3)
СП 122.13330.2012 "СНиП 32-04-97 Тоннели железнодорожные и автодорожные" (с изменением N 1)
СП 130.13330.2018 "СНиП 3.09.01-85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий"
СП 131.13330.2018 "СНиП 23-01-99 Строительная климатология"
СП 294.1325800.2017 Конструкции стальные. Правила проектирования (с изменением N 1)
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
3 Термины и определения
В настоящем своде правил приведены термины по ГОСТ 27751, ГОСТ Р 1.4, СП 16.13330, СП 63.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 бетонное ядро: Бетонная часть трубобетонных конструкций.
3.2 гибкий упор: Конструктивный элемент, объединяющий стальную и железобетонную части сталежелезобетонной конструкции при их совместной работе и возможном незначительном взаимном сдвиге; выполняется в виде арматурных петель, коротышей из арматуры или калиброванной стали, стад-болтов с круглой головкой, гибких уголковых упоров и т.д.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.3 дюбель: Стальной гвоздь для соединения профилированного настила и уголковых гибких упоров к опорной балке с помощью специального порохового пистолета.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.4 железобетонные конструкции с жесткой арматурой: Сталежелезобетонные конструкции, состоящие из бетона, жесткой арматуры, выполненной из конструкционной стали, и стержневой арматуры.
3.5 жесткий упор: Конструктивный элемент, объединяющий стальную и железобетонную части сталежелезобетонной конструкции, не допускающий их сдвига друг относительно друга; выполняется в виде коротышей из фасонной стали, уголковых упоров и т.д.
3.6 комбинированная балка: Сталежелезобетонная конструкция, состоящая из железобетонной плиты и стальной балки, объединенных для совместной работы с помощью специальных упоров или обетонированием стальных балок.
3.7 конструкционная сталь: Материал стального элемента сталежелезобетонной конструкции.
3.8 опорная балка: Стальная или железобетонная балка, поддерживающая плиту.
3.9 профилированный настил: Соединенные между собой гофрированные листы из оцинкованной стали, выполняющие функции несъемной опалубки и внешней рабочей арматуры монолитной плиты.
3.10 рифление (рифы) на настиле: Местные вмятины и выпуклости, регулярно расположенные на стенках гофров профилированных листов, образованные при их прокатке для повышения сцепления настила с бетоном плиты.
3.11 самонарезающий винт: Самосверлящий стальной винт для крепления профилированного настила к балке на стадии монтажа.
3.12 сдвиговое соединение: Соединение между бетонным и стальным компонентами сталежелезобетонного элемента, исключающее сдвиг одного компонента относительно другого и позволяющее рассчитывать оба компонента как части единого конструктивного элемента.
3.13 совместная работа: Восприятие нагрузки сталежелезобетонным элементом, в котором бетонная и стальная компонента деформируются как единая конструкция.
3.14 стад-болт: Гибкий упор в виде калиброванного стального стержня с головкой, приваренного одним концом к стальной конструкции.
3.15 сталежелезобетонный каркас: Каркас, в котором значительная часть элементов или наиболее нагруженные элементы являются сталежелезобетонными.
3.16 сталежелезобетонные плиты с профилированным настилом: Монолитные бетонные или железобетонные плиты с профилированным настилом, выполняющим функции несъемной опалубки на стадии изготовления плиты и внешней рабочей арматуры совместно с гибкими стержнями на стадии эксплуатации плиты.
3.17 сталежелезобетонные конструкции: Конструкции, выполненные из монолитного и/или сборного железобетона, конструкционной стали или профилированного настила и гибкой арматуры, в которых обеспечена их совместная работа.
3.18 стержневая арматура: Арматура в виде отдельных стержней, каркасов и сеток.
3.19 трубобетонные конструкции: Сталежелезобетонные конструкции, состоящие из наружной стальной оболочки в виде круглой трубы и внутреннего бетонного ядра с рабочей и конструктивной стержневой арматурой или без нее; расчетные усилия от всех воздействий в трубобетонных конструкциях должны быть восприняты бетоном, металлом трубы и рабочей стержневой арматурой.
3.20 уголковый гибкий упор: Гибкий упор в виде стального холодногнутого уголка, закрепленного одной полкой к верхнему поясу стальной балки в комбинированных балках.
(Введен дополнительно, Изм. N 2).
4 Общие положения
4.1 Типы сталежелезобетонных конструкций
Настоящий свод правил следует применять для конструкций следующих типов:
- сталежелезобетонные плиты с профилированным настилом, конструкция плиты с профилированным настилом показана на рисунке 4.1.
|
 |
1 - стальной профилированный настил с рифлеными стенками гофров; 2 - элемент балочной клетки; 3 - монолитный бетон плиты; 4 - стержневой упор; 5 - сетка противоусадочного армирования; 6 - соединение гофрированных профилей между собой; 7 - рабочая арматура
Рисунок 4.1* - Конструкция сталежелезобетонной плиты, армированная профилированным настилом
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
- комбинированные балки, основные типы поперечных сечений приведены на рисунке 4.2;
|
 |
а) - стальная балка и плита объединены с помощью упоров; б) - стальная балка частично обетонирована и объединена с плитой с помощью упоров; в) - стальная балка и плита с вутами объединены с помощью упоров; г) - стальная балка частично обетонирована, сборные железобетонные плиты опираются на нижний пояс балки через лист; д) - опирание плиты по профилированному настилу на стальную балку (промежуточная опора настила), е) - опирание плиты по профилированному настилу на частично обетонированную стальную балку (крайняя опора настила); ж) - полное обетонирование стальной балки; з) - опирание железобетонной плиты на нижний пояс балки, упоры на полке балки; и) - опирание железобетонной плиты на нижний пояс балки, упоры на стенке балки
Рисунок 4.2* - Варианты поперечных сечений комбинированных балок
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
- железобетонные конструкции с жесткой арматурой, работающие на центральное или внецентренное сжатие, растяжение; типовые поперечные сечения показаны на рисунке 4.3;
|
 |
1 - бетон; 2 - жесткая арматура; 3 - поперечная гибкая арматура; 4 - продольная гибкая арматура; 5 - упор
а) - жесткая арматура в форме двутавра; б) - жесткая арматура в форме крестообразного сечения; в) - жесткая арматура коробчатого сечения, образованого швеллерами, объединенными планками; г) - жесткая арматура в виде "сердечника", "сляба" сплошного сечения; д) - сечение с частичным обетонированием жесткой арматуры; е), ж) жесткая арматура коробчатого сечения; и), к) - жесткая арматура крестообразного сечения
Рисунок 4.3* - Типовые поперечные сечения железобетонных конструкций с жесткой арматурой
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1, 2.
- трубобетонные конструкции с внешней стальной оболочкой в виде круглой трубы с ядром подразделяются:
- по типу сечений:
- с бетонным ядром (неармированное),
- с железобетонным ядром (бетонное, армированное стержневой арматурой);
- по способу изготовления оболочки круглых труб:
- бесшовные,
- электросварные (прямошовные и спиральношовные),
- полистовой сборки.
Типы сечений трубобетонных конструкций показаны на рисунке 4.4.
|
 |
1 - бетонное ядро; 2 - труба; 3 - продольная стержневая арматура
а) с железобетонным ядром (бетонным ядром, армированным стержневой арматурой); б) с бетонным ядром.
Рисунок 4.4* - Типы сечений трубобетонных конструкций
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
Рекомендации по применению сталежелезобетонных конструкций в составе пространственно-армированных блок-секций приведены в приложении Е.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2 Основные требования к конструкциям
4.2.1 Сталежелезобетонные конструкции всех типов должны удовлетворять требованиям:
- по безопасности;
- по эксплуатационной пригодности;
- по долговечности;
- дополнительным требованиям, указанным в задании на проектирование.
4.2.2 Для удовлетворения требований по безопасности конструкции должны иметь такие начальные характеристики, чтобы при различных расчетных воздействиях в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений были исключены разрушения любого характера или нарушения эксплуатационной пригодности, связанные с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу, окружающей среде, жизни и здоровью животных и растениям. При проектировании конструкций, которые на стадии эксплуатации не скрыты внутри бетона, следует соблюдать требования СП 28.13330.
4.2.3 Для удовлетворения требований по эксплуатационной пригодности конструкция должна иметь такие начальные характеристики, чтобы при различных расчетных воздействиях не происходило образование или чрезмерное раскрытие трещин, а также не возникали чрезмерные перемещения, колебания и другие отклонения или повреждения, затрудняющие нормальную эксплуатацию (нарушение требований к внешнему виду конструкции, технологических требований по нормальной работе оборудования, механизмов, конструктивных требований по совместной работе элементов и других требований, установленных при проектировании).
В сталежелезобетонных конструкциях допускается образование трещин, и к ним предъявляют требования по ограничению ширины раскрытия, соответствующие СП 63.13330. Образование трещин в сталежелезобетонных плитах с профилированным настилом допускается в зоне, закрытой профилированным настилом.
4.2.4 Для удовлетворения требований долговечности конструкция должна иметь такие начальные характеристики, чтобы в течение расчетного срока службы она удовлетворяла требованиям по безопасности и эксплуатационной пригодности с учетом влияния на геометрические характеристики конструкций и механические характеристики материалов различных расчетных воздействий (длительное воздействие нагрузки, неблагоприятные климатические, технологические, температурные и влажностные воздействия, попеременное замораживание и оттаивание, агрессивные воздействия и др.).
4.2.5 Требования по безопасности, эксплуатационной пригодности, долговечности сталежелезобетонных конструкций и другие, устанавливаемые заданием на проектирование должны быть обеспечены выполнением требований:
- к бетону и его составляющим;
- к арматуре;
- к стали;
- к расчетам конструкций;
- конструктивных;
- технологических;
- по эксплуатации.
Требования по нагрузкам и воздействиям, пределу огнестойкости, непроницаемости, морозостойкости, предельным показателям деформаций (прогибам, перемещениям, амплитуде колебаний), расчетным значениям температуры наружного воздуха и относительной влажности окружающей среды, по защите строительных конструкций от воздействия агрессивных сред и др. устанавливаются СП 14.13330, СП 20.13330, СП 22.13330, СП 28.13330, СП 44.13330, СП 122.13330, СП 131.13330.
4.2.6 При проектировании сталежелезобетонных конструкций следует:
- принимать конструктивные схемы, обеспечивающие прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий и сооружений в целом и их отдельных элементов;
- применять рациональные профили проката, эффективные стали и прогрессивные типы соединений; элементы конструкций должны иметь минимальные сечения, удовлетворяющие требованиям настоящего свода правил с учетом сортаментов на прокат и трубы;
- предусматривать технологичность и наименьшую трудоемкость изготовления, транспортирования и монтажа;
- учитывать производственные возможности и мощность технологического и кранового оборудования предприятий - изготовителей конструкций, монтажных организаций;
- учитывать допускаемые отклонения от проектных размеров и геометрической формы элементов конструкций при изготовлении и монтаже.
4.2.7 При проектировании надежность сталежелезобетонных конструкций обеспечивается применением в расчетах расчетных значений нагрузок и воздействий, расчетных характеристик бетона, арматуры и конструкционной стали, определяемых по нормативным значениям этих характеристик с помощью соответствующих коэффициентов надежности, с учетом уровня ответственности зданий и сооружений.
Нормативные значения нагрузок и воздействий, значения коэффициентов надежности по нагрузке, устанавливают в соответствии с СП 20.13330.
Расчетные значения нагрузок и воздействий принимают в зависимости от вида расчетного предельного состояния и расчетной ситуации.
4.2.8 Бетонные и железобетонные элементы сталежелезобетонной конструкции должны удовлетворять общим требованиям к бетонным и железобетонным конструкциям в соответствии с СП 63.13330 с учетом дополнений, приведенных в настоящем своде правил.
4.2.9 Стальной элемент сталежелезобетонной конструкции должен удовлетворять СП 16.13330.2017 (подраздел 4.1).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2.10 Стальной профилированный настил не допускается использовать в качестве внешней арматуры плит при следующих условиях:
- при воздействии средне- и сильноагрессивной среды по СП 28.13330;
- при температуре выше плюс 50°С или ниже минус 50°С;
- при влажности более 60% без дополнительного защитного покрытия, обеспечивающего его коррозионную стойкость.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2.11 Требуемые пределы огнестойкости и правила применения огнезащиты для повышения пределов огнестойкости сталежелезобетонных конструкций следует выполнять согласно СП 2.13130.
4.2.12 Расчет огнестойкости сталежелезобетонных плит с профилированным настилом следует выполнять без учета использования профилированного настила в качестве внешней арматуры в соответствии с методами, разработанными для аналогичных по характеристикам бетона и рабочей арматуры железобетонных плит. При этом следует учитывать только нормативные нагрузки.
4.2.13 В случае, если предел огнестойкости сталежелезобетонных конструкций ниже требуемого нормативными документами, следует предусматривать мероприятия по огнезащите. При этом следует учитывать возможность потери несущей способности (обрушения) профилированного настила с нанесенными средствами огнезащиты при достижении ими критической температуры.
4.2.14 При расчете конструктивной системы или ее части на огнестойкость должны быть учтены соответствующие схемы разрушения, переменные от температуры характеристики материалов и жесткости элементов, в том числе тепловое расширение и силовые деформации (косвенные огневые воздействия).
При расчете отдельной конструкции, она рассматривается без учета непрямых воздействий пожара, за исключением возникающих в результате температурных градиентов. Температурное воздействие следует предусматривать по ГОСТ 30247.0, если иное не установлено нормативными документами.
4.2.15 Расчетные модели при расчетах на огнестойкость включают отдельные модели для определения:
- развития и распределения температуры внутри конструктивных элементов (теплотехническая модель);
- статической работы конструкции или любой ее части (статическая модель).
4.2.16 Сталежелезобетонные конструкции следует монтировать в соответствии с требованиями СП 70.13330. Элементы сталежелезобетонных конструкций из конструкционной стали следует изготавливать с учетом требований ГОСТ 23118 и [1], сборные конструкции - требований СП 130.13330.
4.2.17 При проектировании сталежелезобетонных конструкций для сооружений промышленных предприятий следует учитывать положения СП 43.13330.
4.3 Основные положения по расчетам
4.3.1 Расчет сталежелезобетонных конструкций по предельным состояниям первой и второй групп производят по упругой стадии или с учетом физической нелинейности материалов, возможного образования трещин в бетоне, анизотропии, накопления повреждений, с учетом продольного изгиба и геометрической нелинейности. Расчеты следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 27751, в том числе по особым предельным состояниям.
В статически неопределимых конструкциях следует учитывать перераспределение усилий в элементах системы вследствие образования трещин и развития неупругих деформаций в бетоне, стали и арматуре до возникновения предельного состояния в элементе. Усилия и напряжения в статически неопределимых конструкциях и системах допускается определять в предположении упругой работы сталежелезобетонных элементов. При этом влияние физической нелинейности рекомендуется учитывать путем корректировки результатов линейного расчета на основе данных экспериментальных исследований, нелинейного моделирования, результатов расчета аналогичных объектов и экспертных оценок.
При расчете конструкций по прочности, деформациям, образованию и раскрытию трещин на основе метода конечных элементов должны быть проверены условия прочности и трещиностойкости, а также условия возникновения чрезмерных перемещений конструкции.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.3.2 Расчеты должны обеспечивать надежность зданий или сооружений в течение расчетного срока их службы, а также при производстве работ в соответствии с требованиями, предъявляемыми к ним.
Расчеты по предельным состояниям первой группы включают проверку по:
- прочности;
- устойчивости формы (для тонкостенных конструкций);
- устойчивости положения (опрокидывание, скольжение).
Расчеты по предельным состояниям второй группы включают проверку по:
- образованию трещин;
- раскрытию трещин;
- деформациям.
4.3.3 Расчеты сталежелезобетонных конструкций следует производить на все виды нагрузок, соответствующих функциональному назначению зданий и сооружений, с учетом влияния окружающей среды, технологических, температурных и влажностных воздействий, нагрузок от транспортных средств.
4.3.4 Проверку прочности и подбор сечений сталежелезобетонных конструкций выполняют на действие изгибающих моментов, продольных сил, поперечных сил и крутящих моментов, а также на местное действие нагрузки.
4.3.5 При расчете конструкций и соединений следует учитывать:
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
4.4 Требования к расчетам
4.4.1 Расчет по прочности
Расчеты по прочности компонентов сталежелезобетонных конструкций (конструкционные стальные элементы и железобетонные элементы) должны удовлетворять основным требованиям, предъявляемым к расчетам по прочности в СП 16.13330, СП 63.13330 и настоящем своде правил.
4.4.2 Расчет по образованию и раскрытию трещин
4.4.2.1 Расчеты по образованию и раскрытию трещин элементов сталежелезобетонных конструкций должны удовлетворять основным требованиям, предъявляемым к расчетам по трещиностойкости и трещинообразованию в СП 63.13330 и настоящем своде правил.
4.4.2.2 Расчет трубобетонных элементов по раскрытию трещин не проводится. Расчет по образованию трещин выполняется как вспомогательный в рамках расчета по деформациям.
4.4.3 Расчет по деформациям
4.4.3.2 Прогибы или перемещения сталежелезобетонных конструкций определяют по общим правилам строительной механики в зависимости от изгибных, сдвиговых и осевых жесткостных характеристик элемента в различных сечениях по его длине.
4.4.3.3 Жесткость рассматриваемого сечения сталежелезобетонного элемента определяют по общим правилам сопротивления материалов как для условно упругого сплошного элемента (согласно приложению Г). При вычислении жесткости в случае наличия трещин в растянутой зоне бетона, растянутый бетон не учитывается, а его влияние на работу конструкции учитывается с помощью приведенного модуля деформации растянутой арматуры в соответствии с СП 63.13330. Допускается не учитывать влияние растянутого бетона с трещинами.
Кривизну и продольные деформации сталежелезобетонного элемента также определяют по нелинейной деформационной модели исходя из гипотезы плоских сечений, диаграмм деформирования бетона, арматуры и стали и средних деформаций арматуры между трещинами.
4.4.3.4 Деформации сталежелезобетонных элементов следует рассчитывать с учетом длительности действия нагрузок, устанавливаемых соответствующими нормативными документами.
При вычислении прогибов жесткость участков элемента следует определять с учетом наличия или отсутствия нормальных к продольной оси элемента трещин в растянутой зоне их сечения.
4.4.3.5 Значения предельно допустимых деформаций принимают в соответствии с указаниями СП 20.13330 и нормативных документов на отдельные виды конструкций. При действии постоянных и временных длительных и кратковременных нагрузок прогиб сталежелезобетонных элементов во всех случаях не должен превышать 1/150 пролета и 1/75 вылета консоли.
4.4.4 Дополнительные требования к расчету комбинированных балок
4.4.4.1 Расчеты следует выполнять исходя из гипотезы плоских сечений, без учета податливости швов объединения стальной и железобетонной частей.
Для сталежелезобетонных балок по прочности следует проверять расчетные поперечные сечения.
Расчетные поперечные сечения включают:
- сечения с максимальным изгибающим моментом;
- опоры;
- сечения с нулевым моментом;
- сечения, в которых приложены сосредоточенные нагрузки или реакции;
- сечения со скачкообразным изменением своих размеров, при которых отношение большего момента сопротивления к меньшему превышает 1,2;
- в элементах переменной высоты расчетные сечения выбирают таким образом, чтобы отношение большего значения несущей способности по изгибающему моменту к меньшему (при изгибе в одной плоскости) для любой пары смежных расчетных поперечных сечений не превышало 1,5;
- свободные концы консолей - для расчетов объединения железобетонной плиты со стальной конструкцией.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.4.4.3 При выполнении расчетов сталежелезобетонных конструкций следует учитывать неупругие деформации.
- для расчетов по прочности и устойчивости:
• для постоянных воздействий: ползучесть бетона и обжатие поперечных швов сборных железобетонных плит;
• для временных, температурных и усадочных воздействий: поперечные трещины в железобетоне (от всей совокупности действующих нагрузок) и ограниченные пластические деформации стали и бетона (от всей совокупности действующих нагрузок и только при проверке сечения).
- для расчетов по трещиностойкости:
• для постоянных воздействий: ползучесть бетона и обжатие поперечных швов сборных железобетонных плит при расчетах по образованию и раскрытию трещин;
• для временных вертикальных, температурных и усадочных воздействий и для воздействий при транспортировании, монтаже, предварительном напряжении и регулировании: без учета неупругих деформаций при расчете по трещинообразованию и с учетом поперечных трещин в железобетоне от всей совокупности действующих нагрузок при расчете по образованию трещин.
4.4.4.4 Ползучесть бетона следует учитывать в соответствии с положениями СП 63.13330.
4.4.4.5 При расчетах на усадку бетона разгружающее влияние усадки не учитывается.
4.4.4.6 Железобетонные плиты следует рассчитывать по прочности и трещиностойкости. Категории требований по трещиностойкости и расчеты следует выполнять согласно СП 63.13330.
4.4.4.7 (Исключен, Изм. N 1).
4.4.4.8 Расчет поперечного сечения следует выполнять по стадиям, число которых определяется числом частей сечения, последовательно включаемых в работу. Для каждой части сечения действующие напряжения следует определять суммированием их по стадиям работы.
|
 |
а) - плита с вутами, б) - плита без вутов
Рисунок 4.5, лист 1 - Схема для определения расчетной ширины железобетонной плиты
|
 |
Рисунок 4.5, лист 2
Таблица 4.1
|
|
|
Положение свеса плиты относительно стальной части, его обозначение | Пролет стальной балки  | Расчетная величина свеса плиты |
Свес в сторону соседнего стального элемента  | Свыше 4  |  |
| Менее 4 |  , но не более и не менее  |
Свес в сторону консоли  | Свыше 12  | |
| Менее 12 |  , но не более и не менее  |
Обозначения:
 - половина ширины железобетонного ребра или вута, а при их отсутствии - половина ширины контакта железобетонной плиты и стального пояса;  ,  - средняя толщина железобетонной плиты соответственно в пролете и на консоли (за вычетом ребра или вута); - пролет стальной балки; - расстояние между осями стальных балок (см. рисунок 4.5); - консольный свес плиты от оси стальной конструкции (см. рисунок 4.5). | ||
(Измененная редакция, Изм. N 2).
4.4.4.11 Центры тяжести стального и приведенного сечений следует определять по сечению брутто.
4.4.4.12 Прочность и устойчивость стальных балок при монтаже проверяют согласно СП 16.13330.
Прочность и трещиностойкость конструкций и их элементов при предварительном напряжении, транспортировании и монтаже следует проверять в предположении упругой работы стали и бетона. Проверку следует осуществлять без учета ползучести, усадки бетона и обжатия поперечных швов, но с учетом влияния потерь предварительного напряжения согласно СП 63.13330.
4.4.4.13 (Исключен, Изм. N 2).
4.4.4.14 При учете ползучести бетона в статически неопределимых конструкциях следует определять внутренние силовые факторы, а также соответствующие деформации. Внутренние силовые факторы допускается вычислять методом конечных элементов.
4.4.4.15 Прочность узловых и стыковых сопряжений сборных железобетонных элементов между собой и со стальными элементами должна быть подтверждена расчетом.
4.4.5 Дополнительные требования к расчету трубобетонных элементов
4.4.5.1 Расчет по прочности трубобетонных элементов выполняют с учетом следующих особенностей работы этого вида конструкций:
- бетон и металл трубы работают в многоосном напряженном состоянии. Это приводит к изменению их расчетных сопротивлений, учитываемых в расчете;
- при действии продольных сжимающих сил, бетон ядра испытывает сжатие как в продольном направлении, так и в боковых направлениях со стороны трубы. Это приводит к повышению его расчетного сопротивления по сравнению с одноосным напряженным состоянием;
- при действии продольных сжимающих сил, металл трубы испытывает сжатие в продольном направлении и растяжение в поперечном (тангенциальном) направлении из-за давления бетона. Это приводит к снижению его расчетного сопротивления по сравнению с одноосным напряженным состоянием;
4.4.5.2 Расчет трубобетонных элементов по прочности выполняют:
- по нормальным сечениям на действие изгибающих моментов и продольных сил, по предельным усилиям или по нелинейной деформационной модели;
- на действие поперечных сил и крутящих моментов по предельным усилиям.
4.4.5.3 Расчет трубобетонных элементов на действие поперечной силы, изгибающего и крутящего моментов выполняют: по прочности наклонного бетонного сечения на действие поперечной силы, по прочности трубы на действие поперечной силы, на действие изгибающего момента и на действие крутящего момента. Прочность сечения определяется большим из двух значений - прочностью бетонного (железобетонного) ядра или прочностью трубы.
5 Материалы
5.1 Бетон
5.1.1 Характеристики бетона следует принимать согласно СП 63.13330.2018 (6.1) с дополнениями, приведенными в настоящем подразделе.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.1.2 Для сталежелезобетонных конструкций, следует предусматривать конструкционные бетоны:
- напрягающий.
5.1.3 Расчетные сопротивления бетона в трубобетонных конструкциях корректируются относительно приведенных в СП 63.13330 в зависимости от свойств бетона, металла трубы, геометрических характеристик сечения и эксцентриситета приложения нагрузки в соответствии с 7.2.1 настоящего свода правил.
5.2 Арматура
5.2.1 Характеристики арматуры следует принимать согласно СП 63.13330.2018 (6.2).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.3 Сталь
5.3.1 Характеристики конструкционной стали следует принимать согласно СП 16.13330.2017 (разделы 5 и 6).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.3.2 (Исключен, Изм. N 1).
5.4 Стальные листовые профили
5.4.1 Профилированный настил для сталежелезобетонных плит выполняется из листовых гнутых профилей с трапециевидными гофрами открытого [рисунок 5.1 а)] или закрытого [рисунок 5.1 б)] типа.
|
 |
а) - стальной профилированный настил с гофром открытого типа; б) - стальной профилированный настил с гофром закрытого типа
Рисунок 5.1 - Геометрические параметры монолитной железобетонной плиты и профилированного настила
5.4.4 Для изготовления профилированного настила применяется рулонная сталь для холодного профилирования по ГОСТ 14918 и ГОСТ Р 52246.
6 Расчет сталежелезобетонных конструкций, подверженных изгибу
6.1 Расчет сталежелезобетонных плит с профилированным настилом
6.1.1 Расчет плиты на стадии бетонирования
6.1.1.1 Нагрузки на настил на стадии бетонирования
На стадии бетонирования плиты стальной профилированный настил выполняет функции опалубки и является несущей конструкцией, работающей на поперечный изгиб.
До набора свежеуложенным бетоном плиты кубиковой прочности равной 10 МПа настил следует рассчитывать на прочность и жесткость как стальной тонкостенный изгибаемый элемент, работающий на нагрузки, приведенные в таблице 6.1.
Таблица 6.1
|
|
|
Характеристика | Нормативная нагрузка, кПа | Коэффициент надежности по нагрузке  |
Нагрузка от собственного веса настила | по НД | 1,05 |
Нагрузка от веса свежеуложенной бетонной смеси | по приведенному сечению плиты | 1,2 |
Монтажная нагрузка: |
|
|
- при выгрузке бетонной смеси из бадей вместимостью до 0,8 м | 2,5 | 1,3 |
- при подаче бетонной смеси бетоноводами равномерно в пределах настила | 0,5 | 1,3 |
|
 |
Рисунок 6.1 - К определению приведенной толщины бетона в пределах высоты сечения настила
6.1.1.2 Расчетные характеристики профилей настила
Приведенные геометрические характеристики сечения профилей настила (моменты инерции и сопротивления) для его расчета на стадии бетонирования плиты должны определяться с учетом следующих допущений:
- форма поперечного сечения гофров при действии нагрузки не изменяется;
- гофры настила работают как тонкостенные балки трапециевидного сечения в упругой стадии;
- нормальные напряжения по высоте поперечного сечения стенок гофров распределяются линейно;
- нормальные напряжения по ширине продольно сжатых полок до местной потери устойчивости, а также по ширине растянутых полок распределяются равномерно;
- после местной потери устойчивости продольно сжатых полок нормальные напряжения в них распределяются неравномерно, возрастая от середины полок к продольным краям. При расчете приведенных характеристик профиля после местной потери устойчивости продольно сжатых полок должна учитываться редукция участков профиля и снижение рабочей площади сечения профиля в целом.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.1.1.3 Расчет настила на прочность
На стадии бетонирования плиты прочность стального профилированного настила в надопорных и пролетных сечениях проверяют по формуле
6.1.1.4 Расчет на устойчивость стенок гофров на опорах
Проверка устойчивости стенок трапециевидных гофров настила при укладке бетонной смеси проверяется по формуле
0,5 - для однопролетного настила;
1,25 - для двухпролетного настила;
1,2 - для трехпролетного настила;
1,223 - для четырехпролетного настила;
1,218 - для настила с числом пролетов пять и более;
1,25 - для настила на промежуточной опоре;
1,05 - для настила на крайней опоре.
Поперечная критическая сила на промежуточной опоре неразрезного настила, соответствующая потере местной устойчивости одной из стенок его гофра, определяется по формуле
6.1.1.5 Расчет прогиба настила
0,013 - для однопролетного настила;
0,0091 - для двухпролетного настила;
0,0088 - для настила с числом пролетов три и более;
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.1.2 Расчет плиты на стадии эксплуатации
6.1.2.1 Общие положения
На стадии эксплуатации плита рассчитывается как железобетонная конструкция с внешней рабочей арматурой из стального профилированного настила и с гибкой стержневой арматурой.
Неразрезная железобетонная плита, армированная профилированным настилом, при отсутствии расчетной гибкой арматуры над опорами, рассчитывается как однопролетная конструкция. При этом опорные моменты, воспринимаемые настилом на промежуточных опорах, учитываются как внешняя нагрузка без учета работы бетона (рисунок 6.2).
При установке над опорами плиты расчетной стержневой арматуры усилия в плите определяются, как в неразрезной железобетонной конструкции, допускающей перераспределение моментов с учетом требований по трещиностойкости согласно СП 63.13330.
|
 |
Рисунок 6.2 - Расчетная схема плиты при отсутствии гибкой арматуры в надопорной зоне
Расчет по первой группе предельных состояний включает проверку по трем критериям прочности:
- по нормальным сечениям (при условии обеспечения сцепления настила с бетоном);
- по наклонным сечениям;
- по условию обеспечения сцепления настила с бетоном.
Расчет по второй группе предельных состояний включает:
- расчет на образование и раскрытие трещин;
- определение прогиба плиты (при условии обеспечения сцепления настила с бетоном).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.1.2.2 Расчет прочности плиты по нормальным сечениям
Расчет по прочности нормальных сечений сталежелезобетонных элементов следует проводить на основе нелинейной деформационной модели аналогично СП 63.13330.2018 (8.1.20-8.1.30), учитывая работу стального настила. Напряжения в настиле при сжатии или растяжении следует определять по СП 16.13330.
Допускается проводить расчет на основе предельных усилий, приведенный ниже.
Расчет прочности плиты по нормальным сечениям выполняется при следующих допущениях:
- сопротивление растяжению бетона равно нулю;
Для тяжелого бетона классов В70-В100 и для мелкозернистого бетона в числителе формулы (6.8) вместо 0,8 следует принимать 0,7.
Если это условие не соблюдается, то следует увеличить толщину плиты, повысить класс бетона по прочности на сжатие, расположить в сжатой зоне дополнительную стержневую арматуру с тем, чтобы высота сжатой зоны не превышала граничную.
В зависимости от положения нейтральной оси в сечении плиты в пролете возможны три случая расчета на прочность.
Случай 1. Нейтральная ось находится в пределах толщины полки плиты и не пересекает стенок профилированного настила (рисунок 6.3).
Высоту сжатой зоны сечения плиты определяют из условия
При расчете прочности плиты должно выполняться условие
0,4 - для профилированных настилов без выштамповок на стенках гофров с двумя упорами в каждом гофре;
0,6 - для профилированных настилов с зигзагообразной выштамповкой на стенках гофров;
0,8 - то же, с одним упором в каждом гофре.
|
 |
Рисунок 6.3 - Схема усилий в пролетном сечении плиты при расположении нейтральной оси в пределах толщины полки плиты
Случай 2. Нейтральная ось пересекает стенки профилированного настила (рисунок 6.4).
Высоту сжатой зоны сечения плиты определяют из условия
|
 |
Рисунок 6.4 - Схема усилий в пролетном сечении плиты при расположении нейтральной оси в пределах стенки гофра профилированного настила
При расчете прочности сечения плиты должно соблюдаться условие
При расчете прочности сечения плиты должно соблюдаться условие
|
 |
Рисунок 6.5 - Схема усилий в пролетном сечении плиты при расположении нейтральной оси на уровне верхней полки профилированного настила
Расчет прочности нормальных сечений плиты на ее промежуточных опорах выполняется только в случаях установки расчетной надопорной стержневой арматуры, обеспечивающей неразрезность конструкции.
Прочность нормальных сечений плиты определяется по СП 63.13330 как для сечений железобетонных элементов со стержневой арматурой. Сжатый профилированный лист из-за опасности выпучивания в расчете не учитывается.
В зависимости от положения нейтральной оси в сечении плиты на опоре возможны два случая расчета на прочность.
Случай А. Нейтральная ось пересекает стенки профилированного настила (рисунок 6.6).
Высоту сжатой зоны сечения плиты определяют из условия
При расчете прочности сечения плиты должно соблюдаться условие
|
 |
Рисунок 6.6 - Схема усилий в опорном сечении плиты при расположении нейтральной оси в пределах стенки гофра профилированного настила
При расчете прочности сечения плиты должно соблюдаться условие
|
 |
Рисунок 6.7 - Схема усилий в опорном сечении плиты при расположении нейтральной оси на уровне верхней полки профилированного настила
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
6.1.2.3 Расчет прочности плиты по наклонным сечениям на действие поперечных сил*
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
при условии, что
|
 |
Рисунок 6.8 - Схема усилий в наклонном сечении при расчете его прочности на действие поперечной силы
Расчет прочности плиты по наклонным сечениям на действие моментов
Расчет прочности плиты по наклонным сечениям на действие моментов (рисунок 6.8а) производится из условия
|
 |
а) сжатая зона расположена внутри гофра; б) сжатая зона расположена над гофром
Рисунок 6.8а - Схема усилий в наклонном сечении при расчете его прочности на действие моментов
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.1.2.4 Проверка прочности сцепления настила с бетоном
Расчет прочности сцепления настила с бетоном определяют для крайних пролетов плиты, считая от концов элементов настила на свободных опорах.
Сцепление настила с бетоном проверяют для нормального сечения плиты в месте наибольшего изгибающего момента, в четверти пролета и в местах приложения сосредоточенных нагрузок. При этом должно соблюдаться условие
Если по расчету плиты, кроме арматуры в виде настила необходимо предусмотреть дополнительную стержневую арматуру, сцепление рабочей арматуры плиты проверяют по формуле
|
 |
1 - прогон; 2 - упор; 3 - стальной профилированный настил
Рисунок 6.9* - Схема усилий при расчете по прочности анкеровки
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
|
 |
Рисунок 6.10 - Схема расположения расчетного сечения для проверки сцепления настила с бетоном
сопротивление сдвигу упоров в виде стад-болтов по концам настила определяется по формуле
сопротивление анкеровки сдвигу с учетом скалывания бетона относительно стад-болтов определяется по формуле
Сопротивление сдвигу гибких упоров в виде уголков следует принимать в соответствии с 8.5.5.
Сопротивление рифов настила на смятие при его сдвиге относительно бетона определяется по формуле
При наличии в ребрах плиты стержневой арматуры число вводимых в расчет рифов принимается на длине участка плиты, уменьшенной на высоту ее сечения.
Прочность упоров должна быть обеспечена в соответствии с 9.1.2.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
6.1.2.5 Расчет ребра плиты на опорах
Ребра плиты на опорах должны рассчитываться на смятие. При этом должно быть выполнено следующее условие
6.1.2.6 Расчет плиты на образование и раскрытие трещин в растянутой зоне бетона
Расчет плиты на образование и раскрытие трещин в растянутой зоне бетона в пролете (на поверхности, закрытой профилированным настилом) не проводится. Для верхней поверхности бетона над промежуточными опорами неразрезной плиты расчет по трещиностойкости выполняется с учетом категории трещиностойкости по СП 63.13330 в зависимости от условий эксплуатации.
Расчет монолитной неразрезной плиты на раскрытие трещин над промежуточными опорами выполняется как для железобетонного изгибаемого элемента с обычным армированием без учета профилированного настила в соответствии с требованиями СП 63.13330.
Предельно допустимое значение ширины раскрытия трещин следует принимать не более 0,3 мм.
6.1.2.7 Расчет прогиба плиты
Прогиб плиты рассчитывают по формуле
При наличии расчетной надопорной гибкой арматуры расчет прогиба плиты выполняется как для неразрезной конструкции.
При отсутствии расчетной надопорной стержневой арматуры прогиб плиты определяется как для однопролетной, свободно опертой конструкции по формуле
Расчетная кривизна плиты определяется в соответствии с СП 63.13330 по формуле
Таблица 6.2
|
|
Схема приложения нагрузки | |
 | 1 12 |
 |  |
 | 1 8 |
 | 5 48 |
Если при определении прогиба учитываются кратковременные и длительные нагрузки, то расчетная кривизна принимается равной сумме кривизн, определяемых раздельно для изгиба оси от нагрузок кратковременного и длительного действия:
Дополнительную кривизну, обусловленную податливостью упоров, определяют по формуле
- если нейтральная ось, на которой находится центр тяжести приведенного сечения, не пересекает ребро плиты и профилированный настил, то положение этой оси определяется по формуле
- если нейтральная ось пересекает ребро плиты и профилированный настил, то:
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
6.2 Расчет комбинированных балок
6.2.1 Расчет по прочности на действие изгибающих моментов
6.2.1.1 Расчеты по прочности нормальных сталежелезобетонных поперечных сечений выполняются для расчетных поперечных сечений (4.4.4.1).
Расчет по прочности нормальных сталежелезобетонных поперечных сечений следует проводить с учетом нелинейных свойств материалов.
При расчете принимается, что сталежелезобетонное поперечное сечение остается плоским.
Напряжения в сжатом бетоне следует определять по нелинейной деформационной модели, согласно СП 63.13330.2018 (8.1.20-8.1.30).
Напряжения в арматуре следует определять по диаграммам, приведенным в СП 63.13330.
Напряжения в конструкционной стали при сжатии или растяжении следует определять по СП 16.13330, и учитывать влияние метода возведения (например, с применением временных опор или без них).
При действии усилий в плоскости симметрии нормальных сечений с арматурой, расположенной у граней сечения перпендикулярных к плоскости изгиба допускается производить расчет на основе предельных усилий согласно 6.2.1.2-6.2.1.8.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
6.2.1.3 В случае, если напряжения в бетоне и расчетной продольной арматуре удовлетворяют условиям (рисунок 6.11):
для верхнего и нижнего поясов стального сечения должны выполняться соответственно следующие условия:
(Поправка. ИУС N 3-2021).
|
 |
а) - плита с вутами; б) - плита без вутов
Рисунок 6.11 - Усилия и напряжения в поперечном сечении комбинированной балки, воспринимающем положительный изгибающий момент, при выполнении условий 6.2.1.3
6.2.1.4 В случае, если напряжения в бетоне и расчетной продольной арматуре удовлетворяют условиям (рисунок 6.12)
для верхнего и нижнего поясов стального сечения должны выполняться соответственно следующие условия:
(Поправка. ИУС N 3-2021).
|
 |
а) - плита с вутами; б) - плита без вутов
Рисунок 6.12 - Усилия и напряжения в поперечном сечении комбинированной балки, воспринимающем положительный изгибающий момент, при выполнении условий 6.2.1.4
6.2.1.5 В случае, если напряжения в бетоне и расчетной продольной арматуре удовлетворяют условиям (рисунок 6.13)
для верхнего и нижнего поясов стального сечения должны выполняться соответственно следующие условия:
а для железобетонной части сечения условие
|
 |
а) - плита с вутами; б) - плита без вутов
Рисунок 6.13, лист 1 - Усилия и напряжения в поперечном сечении комбинированной балки, воспринимающем положительный изгибающий момент, при выполнении условий 6.2.1.5
|
 |
Рисунок 6.13, лист 2
6.2.1.6 В случае, если для стальной части сечения применяется диаграмма напряжений, как для идеального жесткопластического материала (рисунок 6.14), расчет по прочности нормальных сечений следует производить из условия
Знаки слагаемых в формуле (6.52) принимаются в зависимости от направления создаваемого этими слагаемыми момента относительно рассматриваемой оси. Момент, создаваемый напряжениями в сжатой зоне бетона, считается положительным.
|
 |
а) - плита с вутами; б) - плита без вутов
Рисунок 6.14 - Усилия и напряжения в поперечном сечении комбинированной балки, воспринимающем положительный изгибающий момент, при выполнении условий 6.2.1.6
Положение границы сжатой зоны поперечного сечения определяется из условия
Знаки слагаемых в (6.53) принимаются в зависимости от знаков напряжений на соответствующих участках сечения.
6.2.1.8 В случае, если напряжения в бетоне удовлетворяют условию (рисунок 6.15)
для верхнего и нижнего поясов стального сечения должны выполняться соответственно следующие условия:
|
 |
а) - плита с вутами; б) - плита без вутов
Рисунок 6.15 - Усилия и напряжения в поперечном сечении комбинированной балки, воспринимающем отрицательный изгибающий момент при выполнении условий 6.2.1.8
6.2.1.9 В случае, если напряжения в бетоне удовлетворяют условию (рисунок 6.16)
для верхнего и нижнего поясов стального сечения должны выполняться соответственно следующие условия:
а для напряжения в продольной арматуре должно выполняться условие
|
 |
а) - плита с вутами; б) - плита без вутов
Рисунок 6.16 - Усилия и напряжения в поперечном сечении комбинированной балки, воспринимающем отрицательный изгибающий момент, при выполнений условий 6.2.1.9
(Измененная редакция, Изм. N 2).
6.2.1.10 В случае, если для стальной части сечения применяется диаграмма напряжений, как для идеального жесткопластического материала (рисунок 6.17), расчет по прочности нормальных сечений следует проводить из условия
|
 |
а) - плита с вутами; б) - плита без вутов
Рисунок 6.17 - Усилия и напряжения в поперечном сечении комбинированной балки, воспринимающем отрицательный изгибающий момент при выполнении условий 6.2.1.10
Знаки слагаемых в (6.61) принимаются в зависимости от направления создаваемого этими слагаемыми момента относительно рассматриваемой оси.
Положение границы сжатой зоны поперечного сечения определяется из условия
Знаки слагаемых в (6.62) принимаются в зависимости от знаков напряжений на соответствующих участках сечения.
6.2.1.12 Расчет по прочности более сложных сечений (например, напрягаемых высокопрочной арматурой, двухплитных, при совместном действии изгибающего момента и внешней осевой силы) следует выполнять с учетом их напряженного состояния и конструктивных особенностей в соответствии с 6.2.1.1.
6.2.1.13 Предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси комбинированных балок с обетонированным стальным элементом (по рисунку 4.2, г, ж), необходимо определять исходя из следующих предпосылок:
- сопротивление бетона растяжению принимают равным нулю;
- деформации (напряжения) в арматуре и стали определяют в зависимости от высоты сжатой зоны бетона;
Для тяжелого бетона классов В70-В100 и для мелкозернистого бетона в числителе формулы (6.62а) вместо 0,8 следует принимать 0,7.
6.2.1.16 При расчете прочности нормальных сечений комбинированных балок, имеющих полностью обетонированный стальной сердечник, профиль жесткой арматуры следует разбить на части по высоте сечения.
6.2.1.13-6.2.1.16 (Введены дополнительно, Изм. N 2).
6.2.2 Расчет по прочности на действие поперечной силы
6.2.2.1 Расчет по прочности на действие поперечной силы сталежелезобетонных поперечных сечений следует проводить для балок с прокатным или сварным стальным сечением со сплошной стенкой, как при наличии, так и отсутствии ребер жесткости.
6.2.2.2 Для необетонированных стальных балок (все типы сечений, кроме представленных на рисунке 4.2, г), ж)) несущую способность по поперечной силе сталежелезобетонного сечения следует принимать равной несущей способности стального сечения.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
6.2.2.3 Несущую способность по поперечной силе стального сечения необетонированных стальных балок следует определять по СП 16.13330.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
6.2.2.4 Для обетонированных стальных балок расчет по прочности железобетонных элементов при действии поперечных сил проводят на основе модели наклонных сечений.
При расчете по модели наклонных сечений должны быть обеспечены прочность элемента по полосе между наклонными сечениями, по наклонному сечению на действие поперечных сил, по наклонному сечению на действие момента.
Расчеты следует выполнять в соответствии с указаниями СП 63.13330.
Жесткую арматуру в железобетонном элементе следует рассматривать, как набор вертикальных и горизонтальных арматурных стержней (по аналогии с хомутами и продольной стержневой арматурой). В случае формы жесткой арматуры в виде двутавра стенку следует рассматривать как набор хомутов, а полки - как продольную стержневую арматуру.
(Введен дополнительно, Изм. N 2).
6.2.3 Потеря устойчивости плоской формы изгиба
Полку стальной балки, прикрепленную к железобетонной плите посредством соединительных деталей, следует считать устойчивой против смещения из плоскости изгиба при условии, что железобетонная плита также устойчива против такого смещения.
Во всех других случаях сжатые стальные полки следует проверять на устойчивость из плоскости изгиба, используя методы, приведенные в СП 16.13330, и учитывая влияние последовательности возведения.
6.2.4 Расчет конструкции объединения железобетонной плиты со стальной балкой
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.2.4.2 Сдвигающее усилие по шву объединения железобетонной плиты и стальной балки следует определять для каждого расчетного участка по формуле
Распределение сдвигающих усилий между железобетонной плитой и стальной балкой в сложных случаях воздействий допускается принимать согласно 9.1.1.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.2.4.4 Расчеты конструкции объединения стальной части с железобетонной плитой следует выполнять:
- при жестких упорах - полагая прямоугольной эпюру сжимающих напряжений, передаваемых расчетной сминающей поверхностью упора;
- при вертикальных гибких упорах - исходя из условий работы упора на изгиб со смятием бетона согласно 9.1.2.1;
- при наклонных упорах - исходя из условий работы упора на сочетание растяжения и изгиба со смятием бетона согласно 9.1.2.2;
- при закладных деталях плиты, объединенных со стальными поясами высокопрочными болтами, - исходя из расчета фрикционных соединений на высокопрочных болтах согласно СП 16.13330;
- при объединительных швах на высокопрочных болтах, обжимающих железобетон, - исходя из условий работы объединения на трение по контактным поверхностям шва согласно 9.1.3;
- при гребенчатых упорах - на действие расчетных сдвигающих и отрывающих усилий с учетом равномерного распределения по длине пролетного строения;
- при гибких уголковых упорах согласно 9.1.2.1.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.2.4.5 (Исключен, Изм. N 1).
6.2.4.6 Прочность прикрепления конструкций объединения к стальной части следует рассчитывать согласно СП 16.13330.
Расчеты прочности прикрепления жесткого упора к стальной части конструкции следует выполнять с учетом момента от сдвигающей силы.
Прочность прикрепления уголковых упоров стальной части на дюбелях определяется в НД.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.2.4.7 При одновременном применении в конструкции объединения жестких и наклонных упоров допускается учитывать их совместную работу, полагая полное сопротивление объединительного шва равным сумме сопротивлений упоров.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.2.5 Расчет по предельным состояниям второй группы
В расчетах по раскрытию трещин напряжения в крайнем ряду продольной арматуры следует вычислять с учетом увеличения ее площади и потерь напряжения от неупругих деформаций. При ненапрягаемой продольной арматуре и работе сечения по двум стадиям растягивающее напряжение следует вычислять по формуле
6.2.5.2 Раскрытие трещин (при двух стадиях работы) в растянутой сборной железобетонной плите, у которой ненапрягаемая арматура в поперечных швах не состыкована, следует определять по формуле
6.2.6 Проверка жесткости
Вертикальные прогибы от действующих нагрузок, а также перемещения при определении периодов колебаний следует вычислять в предположении упругой работы бетона независимо от знака возникающих в нем напряжений. При определении периодов свободных горизонтальных колебаний прогиб железобетонной плиты в горизонтальной плоскости допускается определять с введением в состав сечения защитного слоя.
При расчете строительного подъема балок с монолитной плитой следует учитывать последовательность бетонирования плиты, усадку и ползучесть бетона.
6.2.7 Расчет на выносливость
Расчет на выносливость следует выполнять только для стальных балок и прикреплений конструкций объединения. При этом высокопрочную арматуру, имеющую сцепление с бетоном, следует относить к железобетонной части, а не имеющую сцепления - к стальной. В расчетах на выносливость следует учитывать неупругие деформации бетона.
Температурные воздействия, усадку бетона и горизонтальные нагрузки в расчетах на выносливость допускается не учитывать. Проверку выносливости следует выполнять с учетом требований, изложенных в СП 16.13330.
7 Расчет сталежелезобетонных конструкций на внецентренное сжатие и растяжение
7.1 Железобетонные конструкции с жесткой арматурой
7.1.1 Общие положения
7.1.1.1 Железобетонные конструкции с жесткой арматурой рассчитывают по прочности на действие изгибающих моментов, продольных сил, поперечных сил, крутящих моментов и на местное действие нагрузки (местное сжатие, продавливание).
7.1.1.2 Расчет по прочности железобетонных элементов на действие изгибающих моментов и продольных сил (внецентренное сжатие или растяжение) следует производить для сечений, нормальных к их продольной оси.
Расчет по прочности нормальных сечений сталежелезобетонных элементов следует производить на основе нелинейной деформационной модели аналогично СП 63.13330.2018 (8.1.20-8.1.30), учитывая работу стального элемента. Напряжения в конструкционной стали при сжатии или растяжении следует определять по СП 16.13330.
Допускается производить расчет на основе предельных усилий в следующих случаях:
- сталежелезобетонных элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечений с арматурой, расположенной у перпендикулярных к плоскости изгиба граней элемента, при действии внешних усилий в плоскости симметрии нормальных сечений согласно 7.1.2 и 7.1.3;
- внецентренно сжатых элементов круглого поперечного сечения.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
7.1.1.3 При расчете внецентренно сжатых элементов следует учитывать влияние прогиба на их несущую способность путем расчета конструкций по деформированной схеме.
7.1.1.4 Предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси элемента, следует определять исходя из следующих предпосылок:
- сопротивление бетона растяжению принимают равным нулю;
- деформации (напряжения) в арматуре и стали определяют в зависимости от высоты сжатой зоны бетона;
- 1/600 длины элемента или расстояния между его сечениями, закрепленными от смещения;
- 1/30 высоты сечения;
- 10 мм.
Примечание - Центром сжатия сечения считается точка приложения равнодействующей сжимающих усилий в бетоне и во всей продольной арматуре, подсчитанных исходя из расчетных сопротивлений материалов.
7.1.2 Расчет по прочности на внецентренное сжатие
7.1.2.1 Расчет по прочности на внецентренное сжатие нормальных сечений сжатых железобетонных элементов с жесткой арматурой (рисунок 7.1) следует производить из условия равновесия
|
 |
Рисунок 7.1 - Схема усилий и эпюры напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого сталежелезобетонного элемента, при расчете его по прочности на примере случая прохождения границы сжатой зоны между полками двутавра
7.1.2.3 Расчет по прочности сечений на действие косого изгиба при соблюдении требований 7.1.2.6 допускается производить из условия
(Измененная редакция, Изм. N 2).
Таблица 7.1
|
|
|
|
|
Класс бетона |  при  , равном | |||
| 6 | 10 | 15 | 20 |
В20-В55 | 0,92 | 0,90 | 0,83 | 0,70 |
В60 | 0,91 | 0,89 | 0,80 | 0,65 |
В80 | 0,90 | 0,88 | 0,79 | 0,64 |
Таблица 7.1 (Измененная редакция, Изм. N 2).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
(Введен дополнительно, Изм. N 2).
7.1.3 Расчет на растяжение
7.1.3.1 Расчет по прочности нормальных сечений растянутых железобетонных элементов с жесткой арматурой следует производить по 8.1.4 СП 63.13330.2018, учитывая работу на растяжение жесткой арматуры.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
7.1.3.2 Распределение усилий между жесткой и гибкой арматурами принимается пропорционально жесткости элементов в сечении.
7.1.3.3 Расчет по прочности жесткой арматуры следует производить согласно СП 16.13330.2017 (7.1 и 7.2).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
7.1.4 Расчет по предельным состояниям второй группы
Расчет по предельным состояниям второй группы железобетонных конструкций с жесткой арматурой следует производить согласно СП 63.13330.2018 (8.2), принимая характеристики приведенного сечения в соответствии с 7.1.2.5.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
7.2 Трубобетонные конструкции
7.2.1 Расчетные сопротивления бетона и металла трубы*
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
- от прочностных свойств материалов при одноосном напряженном состоянии;
- от соотношения размеров бетонного (железобетонного) ядра и трубы;
- от эксцентриситета приложения продольной силы в сечении (при внецентренном сжатии).
7.2.1.2 Расчетное сопротивление металла трубы при сжатии в составе трубобетонного элемента принимается в соответствии с формулой
7.2.1.3 Расчетное сопротивление бетона при сжатии в составе трубобетонного элемента принимается в соответствии с формулой
25 МН - при измерении величин, МПа и м.
7.2.1.4 При расчете по нелинейной деформационной модели, исходные диаграммы деформирования материалов должны быть скорректированы с учетом изменения расчетных сопротивлений материалов в составе трубобетонного сечения по сравнению с расчетными сопротивлениями материалов при одноосном напряженном состоянии.
7.2.2 Расчет по предельным состояниям первой группы
Расчет по прочности
Трубобетонные элементы рассчитывают по прочности на действие изгибающих моментов, продольных сил, поперечных сил и крутящих моментов.
Расчет по прочности на действие изгибающих моментов и продольных сил
Общие положения
7.2.2.1 Расчет по прочности трубобетонных элементов на действие изгибающих моментов и продольных сил (внецентренное сжатие или растяжение) следует проводить для сечений, нормальных к их продольной оси.
Расчет по прочности нормальных сечений трубобетонных элементов следует проводить по предельным усилиям или на основе нелинейной деформационной модели.
При наличии в бетонном ядре стержневой арматуры, стержней должно быть не менее семи. Стержни должны быть равномерно распределены по окружности с центром, совпадающим с центром трубы.
7.2.2.2 При расчете внецентренно сжатых элементов следует учитывать влияние прогибов на их несущую способность, путем расчета конструкций по деформированной схеме.
Расчет по прочности нормальных сечений по предельным усилиям
7.2.2.3 Предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси элемента, следует определять исходя из следующих предпосылок:
- сопротивление бетона растяжению принимают равным нулю;
- напряжения и деформации в стержневой арматуре и металле трубы определяют в зависимости от высоты сжатой зоны бетона;
- нормальные напряжения в сечении трубы распределены равномерно в пределах растянутой и сжатой частей сечения;
- продольная стержневая арматура в расчетной схеме сечения заменяется кольцевым металлическим сечением радиусом, равным радиусу окружности, на которой расположена арматура; приведение к кольцевому сечению осуществляется из условия равенства площади всей стержневой арматуры и приведенного кольцевого сечения.
Расчет изгибаемых элементов
7.2.2.6 Расчет по прочности нормальных сечений изгибаемых элементов выполняют из условия
|
 |
Рисунок 7.2 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого трубобетонного элемента, при его расчете по прочности
Расчет внецентренно сжатых элементов
7.2.2.9 Расчет по прочности нормальных сечений внецентренно сжатых элементов (рисунок 7.3) выполняют из условия
где изгибающие моменты вычисляются относительно центра тяжести сечения, или из условия
(7.14б)
где изгибающие моменты вычисляются относительно крайнего волокна сечения.
Обозначения в формулах (7.14а, б) приняты в соответствии с 7.2.2.7;
|
 |
Рисунок 7.3 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого трубобетонного элемента, при расчете его по прочности
(Измененная редакция, Изм. N 1).
Расчет центрально растянутых и растянуто-изогнутых элементов
7.2.2.11 Расчет по прочности нормальных сечений центрально растянутых и растянуто-изогнутых трубобетонных элементов следует выполнять как для металлической трубы в соответствии с СП 16.13330.
Расчет по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели
7.2.2.12 При расчете по прочности усилия и деформации в сечении, нормальном к продольной оси элемента, определяют на основе нелинейной деформационной модели, использующей уравнения равновесия внешних сил и внутренних усилий в сечении элемента, а также следующих положений:
- распределение относительных деформаций бетона и арматуры по высоте сечения элемента принимают по линейному закону (гипотеза плоских сечений);
- связь между осевыми напряжениями и относительными деформациями бетона, металла трубы и арматуры принимают в виде диаграмм деформирования соответствующих материалов;
- диаграммы деформирования бетона и металла трубы принимаются с изменениями, учитывающими отличия расчетных сопротивлений материалов в трубобетонной конструкции по сравнению с одноосным напряженным состоянием (7.2.1.2, 7.2.1.3);
- деформации бетона и металла трубы - совместные.
7.2.2.13 Переход от эпюры напряжений в бетоне и металле к обобщенным внутренним усилиям определяют с помощью процедуры численного интегрирования напряжений по нормальному сечению. Для этого нормальное сечение условно разделяют на малые участки. Напряжения в пределах малых участков принимают равномерно распределенными (усредненными).
7.2.2.14 При расчете элементов с применением деформационной модели принимают:
- значения сжимающей продольной силы, а также сжимающих напряжений и деформаций укорочения материалов со знаком "минус";
- значения растягивающей продольной силы, а также растягивающих напряжений и деформаций удлинения материалов со знаком "плюс".
Знаки координат центров тяжести арматурных стержней и выделенных участков бетона, а также точки приложения продольной силы принимают в соответствии с назначенной системой координат XOY (рисунок 7.4).
7.2.2.15 При расчете нормальных сечений по прочности (рисунок 7.4) в общем случае применяют:
уравнения равновесия внешних сил и внутренних усилий в нормальном сечении элемента:
уравнения, определяющие распределение деформаций по сечению элемента:
зависимости, связывающие напряжения и относительные деформации бетона, металла трубы и арматуры
|
 |
Рисунок 7.4 - Расчетная схема нормального сечения трубобетонного элемента
7.2.2.16 Расчет нормальных сечений трубобетонных элементов по прочности выполняют из условий:
0,025 - для арматуры с физическим пределом текучести;
0,015 - для арматуры с условным пределом текучести.
Расчет по прочности при действии поперечных сил и крутящих моментов
Общие положения
7.2.2.18 При расчете прочности трубобетонного элемента при действии поперечных сил выполняется отдельно расчет для трубы и расчет для бетонного (железобетонного) ядра. Прочность элемента определяется большим показателем из результатов этих двух расчетов.
7.2.2.19 Расчет по прочности бетонного ядра при действии поперечных сил выполняют на основе модели наклонных сечений. Железобетонное ядро при этом рассматривается как бетонное.
При расчете по модели наклонных сечений должна быть проверена прочность по наклонному сечению на действие поперечных сил, а также прочность бетона от действия наклонных сжимающих усилий.
Расчет по наклонному сечению на действие поперечных сил выполняют на основе уравнения равновесия внешних и внутренних поперечных сил, действующих в наклонном сечении с длиной проекции С на продольную ось элемента. Внутренняя поперечная сила - поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении. При этом поперечную силу, воспринимаемую бетоном, определяют по сопротивлению бетона растяжению с учетом длины проекции С наклонного сечения.
Расчет бетонного ядра по прочности при действии наклонных сжимающих усилий
7.2.2.20 Расчет бетонного ядра трубобетонного элемента ядра по прочности при действии наклонных сжимающих напряжений выполняют из условия
Расчет бетонного ядра по наклонным сечениям на действие поперечных сил
7.2.2.21 Расчет бетонного ядра трубобетонного элемента по наклонному сечению (рисунок 7.5) выполняют из условия
или
|
 |
Рисунок 7.5 - Схема усилий при расчете железобетонного ядра по наклонному сечению на действие поперечных сил
(Измененная редакция, Изм. N 1).
Расчет трубы на действие поперечных сил
7.2.2.22 Расчет прочности трубы на действие поперечных сил выполняют в соответствии с положениями СП 16.13330 по формуле
Расчет по прочности трубобетонных элементов при действии крутящих моментов
7.2.2.23 Прочность трубобетонных элементов при действии крутящих моментов, а также при совместном действии крутящих моментов и других силовых факторов обеспечивается только стальной трубой. Расчет трубы выполняется в соответствии с СП 16.13330. При этом, при действии продольных сжимающих сил для металла трубы принимается пониженное расчетное сопротивление в соответствии с 7.2.1.2.
7.2.3 Расчет по предельным состояниям второй группы
Общие положения
7.2.3.1 Расчетом трубобетонных элементов по предельным состояниям второй группы является расчет по деформациям. Для правильного назначения жесткостей при расчете по деформациям выполняется вспомогательный расчет по образованию трещин в бетонном (железобетонном) ядре.
Расчет бетонного (железобетонного) ядра на образование трещин
7.2.3.3 При расчете бетонного ядра на образование трещин, трубобетонный элемент рассматривается как упругое тело из однородного материала. Трубобетонное сечение приводится к бетонному сечению.
Приведение выполняется отдельно для растяжения - сжатия, для изгиба и для кручения. В результате вычисляется приведенная площадь поперечного сечения и приведенные моменты инерции из условия равенства жесткостей истинного и приведенного сечений по каждому из перечисленных видов напряженного состояния.
Расчет усилий и деформаций в рассматриваемом упругом теле выполняется методами строительной механики и сопротивления материалов.
7.2.3.4 Условие образования трещин - превышение напряжениями в наиболее растянутом волокне бетонного ядра расчетного сопротивления бетона на растяжение для второй группы предельных состояний
7.2.3.5 При действии в сечении продольной силы и изгибающих моментов в двух плоскостях, наибольшие напряжения растяжения будут действовать в плоскости суммарного изгибающего момента. Суммарный изгибающий момент вычисляется по формуле
7.2.3.6 Наибольшие напряжения растяжения в бетоне определяют по формуле
знак "плюс" для продольной силы соответствует растяжению.
7.2.3.7 При действии в сечении крутящего момента совместно с другими силовыми воздействиями, образование трещин в бетоне определяется из условия превышения главными растягивающими напряжениями расчетного сопротивления бетона на растяжение для второй группы предельных состояний.
Расчет по деформациям
7.2.3.8 Расчет элементов трубобетонных конструкций по деформациям выполняют с учетом эксплуатационных требований, предъявляемых к конструкциям.
Расчет по деформациям следует выполнять на действие:
постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок при ограничении деформаций технологическими или конструктивными требованиями;
постоянных и временных длительных нагрузок при ограничении деформаций эстетическими требованиями.
7.2.3.9 Расчет трубобетонных элементов по прогибам выполняют в соответствии с 4.4.3.1 и 4.4.3.2.
7.2.3.10 При выполнении расчетов трубобетонный элемент разбивается на отдельные участки по длине. Каждый участок рассматривается как упругий стержневой элемент. Жесткостные характеристики каждого элемента определяют, руководствуясь следующими правилами:
- трубобетонное сечение приводится к сечению из однородного материала;
- приведение выполняется отдельно для растяжения-сжатия, изгиба и кручения из условия равенства жесткостных характеристик фактического и приведенного сечений для каждого вида воздействия;
- при вычислении приведенных жесткостных характеристик, жесткость бетонного ядра принимается различной в зависимости от длительности действия нагрузок, наличия или отсутствия трещин в бетоне, наличия или отсутствия продольной стержневой арматуры.
- значение модуля деформации бетона принимается равным:
- при действии кратковременных нагрузок и отсутствии трещин
- при действии длительных и постоянных нагрузок и отсутствии трещин
- при наличии трещин в бетоне и отсутствии продольной стержневой арматуры
- при наличии трещин в бетоне и наличии продольной стержневой арматуры
для кратковременных
и длительно действующих нагрузок
При сочетании нагрузок разной длительности, из трех модулей упругости принимается модуль упругости, соответствующий группе нагрузок, дающей основной вклад в напряженное состояние элемента.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
8 Конструктивные требования
8.1 Сталежелезобетонные плиты с профилированным настилом
8.1.1 Монолитная плита
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.1.1.2 Профилированные листы настила должны соединяться между собой по продольным краям внахлест крайними полками с помощью комбинированных заклепок или самонарезающих винтов диаметром от 4,8 до 6,3 мм с шагом не более 500 мм.
Настил должен крепиться к стальным опорным балкам самонарезающими винтами или дюбелями диаметром от 3,5 до 6,3 мм в каждом гофре на крайних опорах и через гофр - на промежуточных.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.1.1.3 Ширина опоры настила должна быть не менее 50 и 75 мм на крайних и промежуточных опорах, соответственно. Нахлест профилированных листов на опорах не допускается.
8.1.2 Схемы работы настила
8.1.2.1 Настил следует проектировать по однопролетной или неразрезной многопролетной схеме работы. Максимальный расчетный пролет настила без применения временных инвентарных опор принимается от 2 до 6 м в зависимости от типоразмеров сечения профилированных листов, схемы их раскладки и толщины плиты. При пролетах более 6,0 м следует предусматривать промежуточные инвентарные опоры из условия несущей способности и требуемой деформативности настила при действии веса свежеуложенной бетонной смеси.
8.1.2.2 Профилированный настил, выполняющий функцию опалубки и закрепленный на опорах в каждом гофре, можно рассматривать как диск конечной жесткости, воспринимающий горизонтальные и сдвигающие нагрузки в пространственной схеме каркаса здания.
8.1.2.3 Профилированный настил, используемый в качестве рабочей арматуры плиты, должен иметь надежное сцепление с бетоном, что обеспечивается сочетанием местных выштамповок и рифов, наносимых на стенки профилей в процессе их прокатки, и упоров на крайних опорах плиты.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.1.3 Расположение упоров*
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
8.1.3.1 Ширина нижних полок настила, на которых располагаются упоры, должна быть не менее 50 мм.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
Перед установкой стержневых упоров с диаметром стержня более 19 мм на место в профилированном настиле должны выполняться отверстия диаметром, превышающим на 1,0 мм номинальный диаметр стержня упора.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.1.3.3 Уголковые упоры должны располагаться на плоских участках нижних полок настила параллельно или перпендикулярно к оси опорной балки (рисунок 8.1). Между смежными гофрами профилированного листа располагают не более трех упоров. Минимальное расстояние между стенками соседних поперечных упоров - 50 мм, для продольного расположения упоров - 100 мм. Максимальное расстояние между соседними продольными упорами не должно превышать 600 мм или 4h.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
8.1.3.4 Упоры располагаются симметрично относительно оси опорной балки. Расстояние от упора до стенки гофра настила должно быть не менее 40 мм в середине ее высоты или 20 мм на уровне нижней полки. Расстояние между рядами упоров должно быть не менее 50 мм. Допускается изменять краевые и продольные межосевые расстояния между уголковыми упорами на основании НД.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.1.3.5 Расстояние от верхнего конца упора до верхней поверхности плиты должно быть не менее 20 мм или 1,5 диаметра стержневого упора (для стержневых упоров).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
|
 |
1 - уголковый упор; 2 - дюбель; 3 - настил; 4 - опорная балка; 5 - бетон плиты
Рисунок 8.1* - Расположение уголкового упора вдоль оси балки
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
8.1.4 Армирование сталежелезобетонных плит
8.1.4.1 В пределах толщины бетона над профилированным настилом следует предусматривать противоусадочное армирование в виде сеток из проволоки класса В500 диаметром от 3 до 5 мм с шагом не более 150 мм в обоих направлениях.
8.1.4.2 Дополнительная стержневая арматура периодического профиля должна устанавливаться над опорами в растянутой зоне бетона неразрезной плиты.
8.1.4.3 Защитный слой бетона для дополнительной арматуры должен удовлетворять требованиям СП 63.13330.
8.2 Комбинированные балки
8.2.1 Монолитную железобетонную плиту следует объединять со стальными балками и фермами по всей их длине с помощью упоров. Требуемая степень трещиностойкости должна быть обеспечена продольным армированием или предварительным напряжением.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
8.2.2 Толщина железобетонной плиты должна удовлетворять требованиям СП 63.13330.
8.2.3 Объединение сборной железобетонной плиты со стальной конструкцией следует осуществлять с применением фрикционных или сварных соединений. Допускается объединение упорами, замоноличиваемыми в окнах и швах сборной железобетонной плиты. Зазоры между упором и конструкцией блока плиты должны быть не менее 5 см. Устройство упоров в полостях и пазах, закрытых сверху, а также трудно омоноличиваемых, не допускается.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.2.5 Железобетонная плита должна быть заанкерена против отрыва ее от стальной части. При жестких упорах, не обеспечивающих заанкеривания железобетонной плиты, следует применять дополнительные меры против ее отрыва. Если в объединении с наклонными упорами сдвигающая сила имеет изменяемое направление действия, необходима постановка наклонных упоров встречных направлений или сочетание наклонных упоров с вертикальными.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.2.6 Поперечные стыки блоков сборной железобетонной плиты следует устраивать с применением сварки арматурных выпусков и последующего замоноличивания шва бетоном.
8.2.7 При сборной железобетонной плите между стальным верхним поясом и железобетонной плитой должен быть предусмотрен слой бетона или раствора, предохраняющий верхний пояс от коррозии. При толщине слоя раствора или бетона 5 см и более его следует армировать.
8.2.8 Объединение стальных балок с монолитной железобетонной плитой следует выполнять посредством: непрерывных гребенчатых упоров из стальных полос, привариваемых к верхним поясам стальных балок; гибких стержневых упоров из арматуры периодического профиля; гибких штыревых упоров (стад-болтов); гибких уголковых упоров. Конструктивные требования к упорам приведены в 8.1.3, упоров в виде прокатных швеллеров, двутавров, уголков без подкрепляющих ребер.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
8.2.9 Стыки стальных балок по длине, а также их опорные части должны проектироваться согласно требованиям СП 16.13330.
8.3 Железобетонные конструкции с жесткой арматурой
8.3.1 Общие положения
Конструктивные требования к железобетонным конструкциям с жесткой арматурой должны удовлетворять СП 63.13330.2018 (раздел 10) и настоящему подразделу.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
8.3.2 Требования к размерам сечений элементов
8.3.2.1 Минимальные размеры сечения железобетонных элементов с жесткой арматурой, определяемые из расчета по действующим усилиям и соответствующим предельным состояниям, рекомендуется назначать с учетом экономических требований, унификации опалубки и армирования, а также технологии изготовления конструкций.
8.3.2.2 Принятые размеры сечения должны обеспечивать соблюдение требований по расположению арматуры в сечении (в части защитных слоев, шага стержней и т.п.) и по анкеровке арматуры.
8.3.3 Защитный слой бетона
8.3.3.1 Толщина защитного слоя для жесткой арматуры должна быть не менее 50 мм.
8.3.3.2 Для конструкций, работающих в агрессивных средах, толщину защитного слоя следует назначать с учетом требований СП 28.13330.
При назначении толщины защитного слоя бетона следует также учитывать требования по огнестойкости конструкций.
8.3.4 Расстояние между отдельными ветвями жесткой арматуры и отдельными стержнями гибкой арматуры
8.3.4.1 Расстояния в свету между отдельными ветвями жесткой арматуры и отдельными стержнями гибкой арматуры назначают с учетом укладки и уплотнения бетонной смеси.
8.3.4.2 При армировании двумя швеллерами, обращенными стенками друг к другу, расстояние между ними следует принимать не менее 80 мм. При армировании двумя двутаврами или двумя швеллерами, обращенными друг к другу полками, зазор между полками следует принимать не менее 50 мм.
Если гибкая арматура не приваривается к жесткой, то расстояние между ними принимается как расстояние между гибкими стержнями в соответствии с требованиями СП 63.13330.2018 (10.3).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
8.3.5 Продольное армирование элементов
8.3.5.1 Наибольший процент армирования колонн продольной жесткой и гибкой арматурой принимают не более 15%. Если при расчете конструкции в ней возникают изгибающие моменты только от случайных эксцентриситетов, то процент армирования принимают не более 25%.
8.3.5.2 Жесткую арматуру типа сердечника, крестового и крестово-диагонального и коробчатого сечения следует применять при малых эксцентриситетах.
8.3.5.3 Гибкую продольную арматуру следует устанавливать во всех случаях. Диаметр продольных гибких рабочих стержней сжатых элементов монолитных конструкций должен быть не менее 12 мм.
8.3.6 Поперечное армирование элементов
Поперечная гибкая арматура должна устанавливаться по расчету в соответствии с 7.1.3 или согласно конструктивным требованиям, приведенным в СП 63.13330.2018 (10.3).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
8.3.7 Анкеровка арматуры
При жестком сопряжении сталежелезобетонных элементов между собой (балок с колоннами и др.), сталежелезобетонных элементов с железобетонными или стальными следует обеспечивать передачу усилий изгибающих моментов на элементы жесткой арматуры.
8.3.8 Стыки элементов
8.3.8.1 Стыки элементов жесткой арматуры должны обеспечивать передачу расчетных усилий в местах соединения элементов.
Конструкция соединения элементов жесткой арматуры между собой выполняется в соответствии с требования, предъявляемыми к соединениям стальных конструкций с учетом технологии бетонирования.
8.3.8.2 Стыки гибкой арматуры должны приниматься в соответствии с требованиями СП 63.13330.2018 (10.3).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
8.3.8.3 Стыки жесткой арматуры должны удовлетворять требованиям СП 16.13330.2017 (14).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.3.9 Расположение упоров*
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.4 Трубобетонные конструкции
8.4.1 Общие положения
8.4.1.1 Для обеспечения безопасности и эксплуатационной пригодности трубобетонных конструкций помимо требований к расчету следует выполнять конструктивные требования к их размерам и армированию.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
8.4.2 Требования к размерам
8.4.2.2 Размеры трубобетонных конструкций должны быть не менее значений, обеспечивающих:
- возможность размещения арматуры, ее анкеровки и совместной работы с бетоном;
- ограничение гибкости сжатых элементов в соответствии с 8.4.2.3.
120 - для колонн и поясов ферм;
150 - для остальных элементов.
8.4.3 Требования к узлам примыкания окружающих конструкций
8.4.3.1 В местах передачи нагрузок на трубу от примыкающих конструкций в трубобетонной конструкции должны быть установлены упоры для перераспределения усилий между трубой и бетонным (железобетонным) ядром.
В качестве упоров следует использовать приваренные к внутренней поверхности трубы стержни или пластины, или следует устанавливать болты, пропущенные сквозь стенки трубы. Упоры пропускаются внутрь трубы на 1/4 ее внутреннего диаметра
Упоры должны быть установлены вдоль оси трубобетонного элемента на участке длиной равной двум диаметрам трубы в каждую сторону от узла передачи нагрузки.
Упоры следует распределять равномерно по сечению трубы и ее длине.
В одном сечении следует устанавливать не более четырех болтов, расположенных равномерно по окружности трубы. Вдоль оси трубы места расстановки болтов следует сдвигать так, чтобы ряды болтов образовывали спирали. Сечения, в которых устанавливаются болты, рассчитываются на прочность с учетом ослаблений стенок трубы. При недостаточной прочности, толщину стенок вокруг отверстий под болты необходимо увеличивать за счет приварки накладок. Число приваренных упоров с внутренней стороны трубы не ограничивается. Для равномерной передачи усилий с трубы на бетон, с каждой стороны от узла передачи нагрузки должно быть установлено не менее восьми упоров.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
8.4.3.2 Требуемое по расчету число упоров определяется передающейся на них нагрузкой, их прочностью на срез и прочностью бетона на смятие под упором.
Нагрузка на упор вычисляется, исходя из следующих предпосылок:
- упоры рассчитываются на срез от действия усилий, передающихся на бетон;
- бетон ядра рассчитывается на смятие в соответствии с СП 63.13330. В том случае, если упор жесткий, при расчете на смятие принимается, что давление упора на бетон распределено равномерно по площади проекции упора на нормальное сечение элемента. В случае, если упоры гибкие (типа стад-болтов), то давление упора на бетон принимается по треугольной эпюре по длине упора (от края бетонного ядра - по радиусу). Поперек оси упора нагрузка на бетон распределена равномерно по проекции упора. При этом принимается, что вдоль оси упора (от края бетонного ядра - по радиусу) вся нагрузка приложена в пределах трех наименьших поперечных размеров упора;
- усилия, приложенные в узле, направленные вдоль продольной оси трубы и приходящиеся на элемент с каждой стороны узла, должны быть восприняты всеми упорами, установленными на этом элементе. При этом усилия распределяются между упорами поровну;
- суммарный изгибающий момент, приложенный в узле и приходящийся на элемент с каждой стороны узла, должен быть воспринят упорами, установленными на этом элементе. При этом усилия распределяются между двумя парами диаметрально противоположных рядов упоров, расположенных наиболее близко к плоскости действия суммарного момента. Все упоры в указанных рядах нагружены поровну;
- расчет для наиболее нагруженных упоров выполняется в соответствии с СП 16.13330.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.4.3.3 Допускается не устанавливать упоры в случаях, когда применяется особо жесткая конструкция узла, обеспечивающая передачу усилий от примыкающих конструкций на бетонное ядро и трубу как от жесткого тела.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.4.3.4 В узлах примыкания окружающих конструкций должны быть выполнены необходимые расчеты прочности трубы и дополнительных элементов узла в соответствии с СП 16.13330. При действии продольной силы с изгибом, расчетное сопротивление металла трубы принимается пониженным в соответствии с 7.2.1.2.
8.4.4 Требования к армированию
Наружный слой бетона между стержнями продольной стержневой арматуры и стенками трубы
8.4.4.1 Наружный слой бетона между стержнями продольной стержневой арматуры и стенками трубы должен обеспечивать совместную работу бетонного ядра с трубой, совместную работу арматуры с бетоном, анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов, качественное изготовление конструкций, связанное с укладкой и уплотнением бетонной смеси.
8.4.4.2 Толщину наружного слоя бетона между стержнями продольной стержневой арматуры и стенками трубы (в свету) следует принимать не менее диаметра стержня арматуры и не менее 20 мм.
Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины наружного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.
Минимальные расстояния между стержнями арматуры
8.4.4.3 Минимальные расстояния в свету между стержнями арматуры следует принимать такими, чтобы обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном и качественное изготовление конструкций, связанное с укладкой и уплотнением бетонной смеси, но не менее диаметра стержня, а также не менее:
30 мм - при горизонтальном или наклонном положении конструкции при бетонировании;
50 мм - при вертикальном положении конструкции при бетонировании.
Продольное армирование
8.4.4.4 В железобетонном ядре трубобетонного элемента общую площадь сечения продольной стержневой арматуры, если она требуется по расчету следует принимать от площади сечения бетона, не менее:
для промежуточных значений гибкости элементов значение коэффициента армирования определяют по интерполяции.
8.4.4.5 Бетонное (железобетонное) ядро трубобетонной конструкции должно соответствовать требованиям СП 63.13330.2018 (раздел 11).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
8.4.4.6 Анкеровка стержневой арматуры, а также соединения стержневой арматуры железобетонного ядра трубобетонного элемента должны удовлетворять требованиям СП 63.13330.
8.5 Устройства для обеспечения сцепления стальной конструкции с бетоном
8.5.1 Гибкие и жесткие упоры обеспечивают совместную работу стального элемента и бетона в сталежелезобетонных конструкциях.
8.5.2 Совместная деформация (работа) профилированного настила с бетоном должна обеспечиваться с помощью устройств для механического сцепления: гибких или жестких упоров, закрепленных на опорах по концам настила или деформированием гофров на концах настила.
Наиболее эффективные устройства для обеспечения совместной деформации (работы) настила с бетоном - упоры двух типов: стержневые (гибкие упоры) или уголковые (жесткие упоры).
Упоры в виде шпилек с головкой выполняют по ГОСТ Р 55738.
|
 |
1 - головка упора; 2 - упор; 3 - сварка; 4 - стальной опорный элемент
Рисунок 8.2* - Стержневой упор (стад-болт)
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
8.5.4 Уголковые гибкие (жесткие) упоры представляют собой холодноформованный стальной профиль Z-образного сечения (рисунок 8.1), закрепленный одной полкой к стальному опорному элементу с помощью дюбелей.
Материал упоров - оцинкованная сталь толщиной от 2 до 2,5 мм с пределом текучести от 270 до 350 МПа.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8.5.5 Оценка несущей способности прикрепления гибких уголковых упоров при работе на сдвиг в комбинированной конструкции должна осуществляться по результатам испытаний, проведенных по ГОСТ Р 58336.
(Введен дополнительно, Изм. N 2).
9 Проектирование соединительных элементов сталежелезобетонных конструкций
9.1 Комбинированные балки
9.1.1 Распределение сдвигающих усилий по шву объединения железобетонной плиты и стальной балки в сложных случаях воздействий
(Измененная редакция, Изм. N 1).
(Введен дополнительно, Изм. N 1).
9.1.2 Расчеты по прочности объединения железобетона и стали упорами*
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
- для упоров в виде прокатных швеллеров, двутавров, уголков без подкрепляющих ребер
для гибких упоров в виде круглых стержней должно быть, кроме того, выполнено условие
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
1, если в каждой гофре установлен 1 упор,
2, если в каждой гофре установлено 2 упора и более,
Допускается применять иные понижающие коэффициенты на основании НД.
(Введен дополнительно, Изм. N 1).
Сдвигающее усилие, воспринимаемое сжатыми наклонными упорами, не должно превышать 25% полного сдвигающего усилия, действующего на рассчитываемом участке.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
9.1.2.4 Если наклонные или вертикальные упоры находятся в высоком железобетонном ребре и применяются для воспринятия в нем главных растягивающих напряжений, растягивающие усилия в наклонных упорах следует определять как в арматурных отгибах обычного железобетона, а в вертикальных упорах - аналогично усилиям в хомутах обычного железобетона. Допускается достаточность сечения упора для воспринятия в нем этого растягивающего усилия и сдвигающей силы между железобетоном и сталью проверять независимо и значения усилий не суммировать.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
9.1.2.5 Расчет конструкции объединения на жестких упорах следует выполнять из условия
9.1.2.5, 9.1.2.6 (Введены дополнительно, Изм. N 1).
9.1.3 Расчеты по прочности объединения железобетона и стали высокопрочными болтами, обжимающими железобетон
При конструкции болтового объединения по рисунку 9.1 потери допускается определять по формуле
|
 |
1 - высокопрочный болт; 2 - отверстие в бетоне; 3 - арматурный каркас; 4 - распределительная подкладка
Рисунок 9.1 - Конструкция болтового объединения
9.1.3.2 Во фрикционном соединении железобетонной плиты со стальным поясом (через слой цементно-песчаного раствора или при непосредственном контакте) при условии очистки пояса сдвигающее усилие, приходящееся на один высокопрочный болт, должно соответствовать условию
0,60 - при омоноличивании шва цементно-песчаным раствором или при монолитной железобетонной плите;
0,45 - при непосредственном контакте сборного железобетона со сталью.
9.2 Железобетонные конструкции с жесткой арматурой
9.2.1 Проектирование соединений элементов жесткой арматуры
Проектирование соединительных элементов жесткой арматуры должно проводиться согласно СП 16.13330.2017 (раздел 14).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
9.2.2 Проектирование гибких упоров*
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
9.2.2.1 При рассмотрении сопротивления сдвигу по контакту между сталью и бетоном в местах приложения нагрузки следует учитывать внутренние силы, моменты, возникающие от элементов, прикрепленных по концам, и нагрузки, действующие по длине элемента, распределяемые между сталью и бетоном.
9.2.2.2 Если сталежелезобетонные сжатые элементы подвержены значительному поперечному сдвигу (например, при действии местных поперечных нагрузок и концевых моментов), то следует обеспечивать передачу соответствующих продольных касательных напряжений между сталью и бетоном.
Таблица 9.1
|
|
Тип поперечного сечения | , МПа |
Полностью обетонированные стальные профили | 0,30 |
Полки частично обетонированных сечений | 0,20 |
Стенки частично обетонированных сечений | 0,00 |
|
 |
Рисунок 9.2 - Схемы установки гибких упоров в сталежелезобетонном элементе на примере сечения с жесткой арматурой двутаврового очертания
Приложение А*
Основные буквенные обозначения величин
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
|
|
Усилия, коэффициенты работы от внешних нагрузок и воздействий, напряжения в поперечном сечении элемента | |
| - коэффициент условия работы упора; |
 | - коэффициент условий работы верхнего стального пояса, учитывающий его разгрузку прилегающим недонапряженным бетоном; |
 | - коэффициент условий работы верхнего стального пояса; |
| - коэффициент условий работы анкеровки стержневой арматуры; |
, ,  | - коэффициенты условий работы элементов стальных конструкций и соединений; |
| - коэффициенты условий работы бетона; |
 | - коэффициент надежности по нагрузке; |
| - коэффициент условия работы стенок гофров настила; |
| - коэффициент надежности по ответственности; |
| - коэффициента надежности по устойчивости системы; |
| - коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба (прогиба) элемента на его несущую способность; |
, | - напряжения в бетоне и в арматуре; |
| - напряжения в крайней фибре бетона; |
 | - напряжения в растянутом волокне бетонного ядра; |
 | - напряжение в -ом участке жесткой арматуры; |
| - расчетное значение сопротивления сдвигу; |
| - изгибающий момент; |
| - предельный изгибающий момент; |
| - продольная сила; |
 | - контролируемое усилие натяжения болта; |
| - условная критическая сила; |
| - предельное значение продольной силы, которую воспринимает элемент; |
| - условная критическая сила; |
| - несущая способность упора на сдвиг; |
| - поперечная сила; |
| - поперечная сила, воспринимаемая бетоном; |
 | - поперечная сила, воспринимаемая трубой; |
 ,  | - интенсивность погонных сдвигающих сил; |
| - концевые усилия, отрывающие железобетонную плиту от стальной конструкции; |
| - полное концевое сдвигающее усилие; |
| - сдвигающее усилие, приходящиеся на один упор; |
| - сдвигающее усилие по шву объединения железобетонной плиты и стальной конструкции; |
| - продольное сдвигающее усилие, возникающее от температурных воздействий и усадки бетона, анкеровки высокопрочной арматуры, воздействия примыкающих элементов и т.д.; |
| - сдвигающие усилия в объединительном шве от поперечных сил; |
| - околоопорное сдвигающее усилие от поперечных сил; |
| - интенсивность погонных сдвигающих сил; |
| - сопротивление упоров сдвигу бетона по концам настила; |
| - сопротивление рифов, расположенных на стенках настила, сдвигу относительно бетона; |
 | - равномерно распределенная нагрузка; |
| - коэффициент, определяемый в зависимости от схемы раскладки настила; |
| - коэффициент, зависящий от величины опорной реакции в принятой расчетной схеме неразрезного настила; |
| | - понижающий коэффициент при расположении гофр настила вдоль балок;
|
| - понижающий коэффициент при расположении гофр настила поперек балок. |
|
|
Характеристики материалов | |
,  ,  ,  ,  | - коэффициент приведения материалов соответственно бетона, настила, арматуры, стального элемента и трубы; |
 | - коэффициент надежности по стали; |
| - коэффициенты надежности по бетону; |
| - коэффициент надежности по арматуре; |
| - коэффициент жесткости стержневого упора; |
| - относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных ; |
 | - предельная (для сталежелезобетонных конструкций) относительная деформация бетона в уровне центра тяжести его поперечного сечения; |
| - относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных ; |
| относительная деформация растянутой стальной части элемента;
|
 | относительная деформация растянутой жесткой арматуры;
|
| - коэффициент трения; |
 | - значение граничной относительной высоты сжатой зоны сечения; |
| - коэффициент ползучести бетона; |
| - начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении; |
 | - модуль деформации бетона, определяемый в зависимости от продолжительности действия нагрузки и с учетом наличия или отсутствия трещин; |
| - приведенный модуль упругости сжатого бетона; |
| - модуль упругости бетона при длительном действии нагрузки; |
 ,  , , | - модули упругости гибкой арматуры, настила, стального элемента и трубы соответственно; |
 | - нормативное сопротивление бетона осевому сжатию; |
,  | - расчетные сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний соответственно первой и второй групп; |
 | - нормативное сопротивления бетона осевому растяжению; |
 , | - расчетные сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп; |
| - расчетное сопротивление бетона при сжатии в составе трубобетонного сечения; |
,  | - расчетные сопротивления арматуры растяжению для предельных состояний соответственно первой и второй групп; |
| - расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний первой группы; |
| - расчетное сопротивление металла трубы при одноосном напряженном состоянии; |
| - расчетное сопротивление металла трубы при сжатии в составе трубобетонного сечения; |
| - расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести; |
| - предел текучести стали; |
| | - расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению. |
|
|
Геометрические характеристики | |
| - угол для определения сжатой зоны в трубобетонном сечении; |
| - сдвиг настила относительно бетона; |
| - предельная ширина раскрытия трещин в поперечном шве; |
| - угол наклона стенки гофра; |
| - площадь поперечного сечения упора или ветки упора; |
| - площадь поперечного сечения железобетонной плиты; |
 | - площадь поверхности смятия бетона упором, при цилиндрических и дугообразных упорах - площадь их диаметрального сечения; |
,  | - площадь сечения или его элементов; |
| - площадь поперечного сечения профилированного настила шириной 1 м; |
, | - площадь сечения соответственно верхней и нижней полок одного гофра настила; |
| - площадь поперечного сечения растянутой зоны стенки одного гофра настила; |
 | - площадь поперечного сечения металла трубы; |
| - площадь поперечного сечения стержневой растянутой арматуры; |
| - площадь поперечного сечения стержневой сжатой арматуры; |
 | - площадь поперечного сечения стального элемента; |
| | - площадь поперечного сечения поперечной арматуры;
|
| - площадь приведенного сечения; |
 | - площадь поперечного сечения нетто стальной конструкции балки, работающей совместно с продольной арматурой; |
| - изгибная жесткость приведенного сечения; |
| - внешний диаметр трубы; |
 | - расчетная высота поперечного сечения сталежелезобетонного элемента; |
 ,  | - момент инерции сечения или его частей с указанием принадлежности к -му расчету; |
| - момент инерции сечения профиля на 1 м ширины настила; |
 ,  | - моменты инерции площадей сечения соответственно растянутой и сжатой арматуры относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента; |
| - момент инерции поперечного сечения стального элемента; |
 | - момент инерции поперечного сечения нетто стальной конструкции балки, работающей совместно с продольной арматурой площадью (приведенной к материалу стальной конструкции); |
| - моменты инерции приведенного поперечного сечения балки; |
| - статический момент площади сечения сжатой зоны бетона; |
| - шаг гофр; |
 ,  | - статические моменты площади соответственно растянутой и сжатой стержневой арматуры; |
, | - статический момент площади соответственно верхней и нижней полок профилированного настила; |
, | - статический момент площади соответственно и  ; |
 | - расчетный момент сопротивления; |
 | - момент сопротивления -й фибры -й части сечения; |
 | - момент сопротивления поперечного сечения нетто стальной конструкции балки, работающей совместно с продольной арматурой площадью (приведенной к материалу стальной конструкции); |
, | - защитный слой соответственно растянутой и сжатой стержневой арматуры; |
| | - длина -го расчетного участка; |
| - глубина выдавливания одного рифа; |
| - размер сечения; |
| - расчетная ширина железобетонной плиты; |
| - ширина площади смятия бетона упором; |
 | - ширина ребра или вута на уровне центра тяжести расчетной площади смятия бетона упором; |
| - диаметр стержня стад-болта; |
| - диаметр упора; |
| - эксцентриситет приложения продольной сжимающей силы относительно центра тяжести сечения с учетом случайного эксцентриситета и влияния продольного изгиба; |
| - случайный эксцентриситет продольного усилия; |
| - эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения; |
| - прогибы и перемещения конструкций; |
| - дополнительный прогиб плиты за счет податливости упоров; |
| - прогиб плиты; |
| - прогиб плиты от действия постоянной и временной нагрузок на стадии эксплуатации с учетом ее расчетной кривизны; |
| - предельно допустимые прогибы и перемещения; |
| - общая высота сечения сталежелезобетонной конструкции; |
| - толщина бетона над верхними полками настила; |
| - приведенная толщина бетона в пределах высоты сечения настила; |
| - расстояние от нижней грани сжатого сечения до точки приложения растягивающих усилий в стержневой растянутой арматуре; |
| - высота рабочего сечения; |
| - толщина слоя бетона над верхней поверхностью гофров настила; |
| - высота гофры настила; |
| - радиус инерции приведенного сечения; |
| - коэффициент, учитывающий увеличение относительных деформаций бетона при развитии пластических деформаций; |
| - базовая длина анкеровки стержневой арматуры; |
| - расчетная длина элемента; |
| - ширина опоры при расчете сталежелезобетонных плит с профилированным настилом; расстояние между конструкциями объединения у поперечных швов, при отсутствии конструкций объединения - длина блока плиты, при расчете комбинированных балок; |
| - длина одного рифа; |
| - число стержневых упоров в одном гофре; |
| - число рифов на стенках одного гофра по длине участка настила от рассматриваемого сечения до ближайшей опоры настила; |
| - радиус бетонного ядра; |
| - радиус гиба в гофрах; |
| - радиус окружности, на которой расположена стержневая арматура в трубобетонной конструкции; |
| - радиус срединной поверхности трубы; |
 | - шаг поперечной арматуры;
|
| - толщина наклонных упоров из полосовой стали; |
| - сумма радиуса закругления и наибольшей толщины полки прокатного профиля; |
 | - толщина полки профиля; |
| - толщина стенки настила; |
| - толщина железобетонной плиты; |
 | - толщина приведенного кольцевого сечения для стержневой арматуры; |
| - толщина стенки трубы; |
| - толщина стенки профиля; |
, | - расстояние от центра тяжести соответственно сечения арматуры и -го участка стального сечения до оси, относительно которой вычисляются моменты; |
| - высота сжатой зоны сечения; |
 | - расстояние -го элемента сечения до -го центра тяжести; |
, | - расстояния от равнодействующей усилия сжатия в сечении плиты до равнодействующей усилия растяжения в сечении настила и стержневой арматуре соответственно. |
Приложение А (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
Приложение Б*
Типоразмеры рифов на стенках гофров профилированного настила для армирования сталежелезобетонных плит
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
|
 |
Приложение В*
Экспериментальная оценка характеристик сцепления стального профилированного настила с бетоном плиты
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
В.1 Модельные натурные испытания на сдвиг и прочность сцепления настила
Испытания на сдвиг следует проводить по ГОСТ 8829 по условной схеме, в которой прямоугольные пластины, имитирующие стенки гофров настила, связаны между собой монолитным бетонным блоком [рисунок В.1 а)]. Таким образом, моделируется совместная работа стенок гофров настила с бетоном при взаимном сдвиге.
Испытания образцов осуществляются путем сдвига бетонного блока относительно неподвижно закрепленных стальных пластин, материал и толщина которых аналогичны со стенками исследуемого профилированного настила.
|
 |
1 - бетонный блок; 2 - пластины с выштамповками;
а) - схема испытаний; б) - пластины с выштамповками; в) - графики зависимости сдвига от нагрузки
Рисунок В.1 - Модельные испытания на сдвиг
В.2 Испытания плит на поперечный изгиб
Испытания плит на поперечный изгиб следует проводить для оценки влияния упоров на совместную работу настила с бетоном.
Испытания плит проводят по однопролетной схеме на чистый изгиб под действием линейно распределенной нагрузки, приложенной в четвертях пролета [рисунок В.2 а) и б)].
|
 |
1 - профилированный настил; 2 - бетон плиты; 3 - опорная балка; 4 - стад-болт;
а) - схема испытаний; б) - опорное сечение образца; в) - результаты испытаний образцов со стад-болтами на опорах; г) - результаты испытаний образцов без стад-болтов на опорах
Рисунок В.2 - Испытание плит на поперечный изгиб
Нагрузка на плиту прикладывается с помощью гидравлического домкрата и распределительной балки. После приложения каждой ступени нагрузки измеряют прогибы в середине пролета плиты и нагруженных сечениях, а также сдвиг настила относительно бетона по торцам плиты. Нагружение продолжают до потери несущей способности плиты.
В результате испытаний получают зависимости "нагрузка-сдвиг" для изгибаемых плит [рисунок В.2 в) и г)]
Для сравнения несущей способности испытанных плит их расчетную прочность определяют по формуле
(Измененная редакция, Изм. N 1).
Приложение Г*
Определение геометрических характеристик приведенных сечений
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
Г.1 Приведенное сечение сталежелезобетонной плиты с профилированным настилом
При расчете момента инерции приведенного сечения плиты с профилированным настилом площадь растянутого бетона исключают, полагая возможность образования в нем трещин.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
Г.2 Приведенное сечения железобетонной конструкции с жесткой арматурой
при непродолжительном действии нагрузки
при продолжительном действии нагрузки
Радиус инерции приведенного сечения определяется по формуле
(Измененная редакция, Изм. N 2).
Г.3 Приведенное сечения трубобетонных конструкций
Моменты инерции сечения бетона, трубы и приведенного кольцевого сечения для арматуры вычисляются по формулам
(Поправка. ИУС N 5-2020).
Момент инерции приведенного кольцевого сечения для стержневой арматуры
где толщина приведенного кольцевого сечения для стержневой арматуры
наружный и внутренний диаметры приведенного кольцевого сечения для стержневой арматуры
Приведение трубобетонного сечения к бетону выполняется по формулам
Приведение трубобетонного сечения к металлу трубы выполняется по формулам
Приложение Д (Исключено, Изм. N 1).
Приложение Е
Пространственно-армированные сталежелезобетонные блок-секции
Е.1 Основными несущими конструкциями пространственно-армированных блок-секций являются металлические фермы с параллельными поясами и редкой решеткой (рисунок Е.1).
|
 |
а) - фрагмент многоэтажного здания; б) - поперечный разрез промышленного здания
Рисунок Е.1 - Пространственно-армированные сталежелезобетонные блок-секции
Е.2 Нижние и верхние пояса ферм работают совместно с перекрытиями, образуя сталежелезобетонные конструкции. Узловые сопряжения перекрытий с поясами должны обеспечивать их совместную работу. В средней панели фермы располагают проем, ширина которого определяется в зависимости от функционального назначения здания с учетом противопожарных требований (рисунок Е.2). Высота фермы назначается, исходя из необходимой нормативной высоты этажа.
|
 |
а) - схема фермы для общественного здания; б) - схема фермы для гаражей-стоянок
Рисунок Е.2 - Примеры габаритных размеров схем ферм для зданий различного функционального назначения
Е.3 Колонны, которые могут быть использованы в качестве крайних стоек фермы, рекомендуется принимать двутаврового сечения, из прямоугольных труб или трубобетонными.
Е.4 Варианты перекрытий: монолитное по несъемной опалубке по профилированному настилу или инвентарной опалубке; сборное с применением железобетонных плит.
Е.5 В монолитном варианте перекрытия рекомендуется использовать ферму с поясами из двутавров типа К или Ш по ГОСТ Р 57837 и решеткой из прямоугольных гнутосварных профилей.
При применении монолитного перекрытия по несъемной (см. рисунок Е.3) и инвентарной опалубке (см. рисунок Е.4) необходимо соблюдать требования СП 63.13330.2018 (раздел 10).
|
 |
1 - пояс фермы; 2 - бетон монолитной плиты; 3 - стойка фермы; 4 - арматура плиты
а) нижний пояс; б) верхний пояс
Рисунок Е.3 - Схема узла сопряжения монолитного перекрытия по профилированному настилу с поясами ферм
|
 |
1 - пояс фермы; 2 - бетон монолитной плиты; 3 - стойка фермы; 4 - рабочая арматура плиты
а) нижний пояс; б) верхний пояс
Рисунок Е.4 - Схема узла сопряжения монолитного перекрытия по инвентарной опалубке с поясами ферм
(Измененная редакция, Изм. N 2).
Е.6 В сборном варианте перекрытия рекомендуется использовать ферму, пояса и решетка которой выполняются из парных уголков. Шаг ферм определяется длиной плит. Сборное перекрытие рекомендуется выполнять из ребристых плит (см. рисунок Е.5), номенклатура рекомендованных плит приведена в ГОСТ 28042. Допускается применение многопустотных и ребристых плит, изготовленных по другим стандартам.
|
 |
1 - пояс фермы; 2 - сборная железобетонная плита; 3 - бетон межплитного шва; 4 - армирование межплитного шва
а) нижний пояс; б) верхний пояс
Рисунок Е.5 - Схема узла сопряжения сборного ребристого перекрытия и поясов ферм
Примечания
1 В ГОСТ 28042 приведены ребристые плиты для покрытий с толщиной полки 30 (35) мм. При использовании указанных плит в перекрытии необходимо предусмотреть армированную стяжку.
2 Нагрузку от ребристых плит, приведенных в ГОСТ 28042, следует передавать в узлы ферм. Применение сборных железобетонных многопустотных и ребристых плит, передающих нагрузку на пояса по всей ширине плиты, необходимо учесть в расчете ферм.
Е.7 При проектировании ферм в составе пространственно-армированных сталежелезобетонных блок-секций необходимо соблюдать требования СП 16.13330, СП 294.1325800.2017 (раздел 15).
Приложение Е (Введено дополнительно, Изм. N 1).
Библиография
[1] СП 53-101-98 Изготовление и контроль качества стальных конструкций
|
|
УДК 624.012.3/4, 624.014.2 | ОКС 91.080.01; |
| 91.080.10; |
| 91.080.40 |
|
|
Ключевые слова: конструкции сталежелезобетонные, комбинированные балки, сталежелезобетонные плиты, балки, колонны, конструкции комбинированные, расчет сталежелезобетонных конструкций, профилированный настил, жесткая арматура, стальной сердечник, внешнее армирование, несъемная опалубка, трубобетон, трубобетонные конструкции, надежность сталежелезобетонных конструкций, долговечность сталежелезобетонных конструкций, трещиностойкость, гибкий упор, жесткий упор, стад-болт, конструирование сталежелезобетонных конструкций, конструктивные требования, расчет конструкции объединения стальной и железобетонной частей сечения, гибкий уголковый упор | |
(Измененная редакция, Изм. N 2).