ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
САМОНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ.
СН 511-78
Утверждена постановлением Государственного
комитета СССР по делам строительства от 20 декабря 1978 г. № 240
Инструкция по
проектированию самонапряженных железобетонных конструкций. СН 511-78. Утв.:
20.12.78/Госстрой СССР.
«Инструкция
по проектированию самонапряженных железобетонных конструкций» (СН 511-78)
разработана НИИЖБ Госстроя СССР с участием ЦНИИПромзданий Госстроя СССР.
Инструкция
составлена в дополнение к главе СНиП II-21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции» и содержит
специфичные требования, отражающие особенности проектирования железобетонных
конструкций из бетона плотной структуры на напрягающем цементе (НЦ).
Редакторы – инж. В. М.
Скубко (Госстрой СССР), д-р техн. наук, проф. В. В. Михайлов и канд.техн. наук Л. И. Будагянц (НИИЖБ Госстроя
СССР).
Государственный
комитет СССР по делам строительства (Госстрой СССР) | Строительные нормы | СН 511-78 |
| Инструкция по проектированию
самонапряженных железобетонных конструкций | — |
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Самонапряженные железобетонные
конструкции — конструкции, предварительное напряжение которых создается в
процессе твердения бетона на напрягающем цементе (НЦ) за счет расширения бетона
и натяжения в результате этого находящейся в конструкции арматуры или возникает
при иных видах стеснения деформаций расширения указанного бетона при его
твердении (например, в стыках элементов конструкций, отверстиях и т. п).
1.2. Требования настоящей Инструкции
должны соблюдаться при проектировании самонапряженных железобетонных
конструкций, выполняемых из крупнозернистого бетона плотной структуры, на
плотных заполнителях, естественного твердения или подвергнутого тепловой обработке
при атмосферном давлении, и предназначенных для работы при систематическом
воздействии температур не выше 50 и не ниже минус 70° С.
Примечание. Проектирование
самонапряженных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов,
транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и
аэродромов, а также конструкций, выполняемых из особо тяжелого бетона и из
бетонов на специальных заполнителях или смешанном вяжущем, следует вести
согласно требованиям соответствующих нормативных документов.
Внесены НИИЖБом
Госстроя СССР | Утверждены постановлением
Государственного комитета СССР по делам строительства от 20 декабря 1978 г. №
240 | Срок введения в действие
1 июля 1979 г. |
1.3. Самонапряженные железобетонные
конструкции должны предусматриваться исходя из технико-экономической
целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом следующих
особенностей данных конструкций:
повышение
трещиностойкости или уменьшение размеров сечений элементов за счет
самонапряжения конструкций в результате расширения бетона на напрягающем цементе
без применения дополнительных устройств, машин и механизмов (например,
элементы, воспринимающие давление жидкостей или газов; конструкции,
эксплуатируемые в грунте ниже уровня грунтовых вод; емкостные сооружения и
стыки элементов этих сооружений; безрулонные кровли и т. п.);
обеспечение
повышенной непроницаемости конструкций при действии гидростатического давления
без устройства гидроизоляции за счет плотной структуры данного бетона;
увеличение
расстояния между деформационными швами и сокращение их количества в протяженных
сооружениях за счет повышенной прочности данного бетона на осевое растяжение
(например, спортивные сооружения).
Самонапряженные
железобетонные конструкции целесообразно предусматривать также в тех случаях,
когда предварительное напряжение поперечной и косвенной арматуры выполнить
другими способами трудоемко и технически сложно (например, колонны со
спиральной арматурой в зданиях и сооружениях под большими нагрузками).
1.4. Самонапряженные железобетонные
конструкции, указанные в п. 1.1 настоящей Инструкции, следует проектировать как
железобетонные конструкции из тяжелого бетона в соответствии с положениями главы
СНиП II-21-75 и с
учетом указаний настоящей Инструкции.
1.5. Самонапряженные железобетонные
конструкции, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды,
необходимо проектировать с учетом дополнительных требований, предъявляемых
главой СНиП по защите строительных конструкций от коррозии к конструкциям из
тяжелого бетона.
При
воздействии на конструкции среды с содержанием сульфатов в пересчете на ионы до 5000
мг/л допускается не предусматривать специальной изоляции.
При более
высоком содержании сульфатов защитные слои конструкции должны выполняться с
добавкой асбестового или базальтового волокна в количестве 1–2%; в массивных сооружениях взамен этого могут
использоваться плиты-оболочки, изготовленные также с асбестовым или базальтовым
волокном.
1.6. При проектировании самонапряженных
железобетонных конструкций следует учитывать требования по технологии приготовления
бетона на напрягающем цементе (НЦ), а также особенности производства данных
работ.
2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
2.1. Для самонапряженных железобетонных
конструкций должен предусматриваться бетон на напрягающем цементе марок НЦ-20 и
НЦ-40, отвечающем требованиям технических условий, утвержденных в установленном
порядке.
2.2. Бетон следует предусматривать
следующих проектных марок:
а) по
прочности на сжатие – М 200, М 250, М 300, М 350, М 400, М 450, М 500, М 600, М
700 и М 800 (при этом проектные марки М 250, М 350 и М 450 следует
предусматривать при условии, что это приводит к экономии цемента по сравнению с
применением бетона проектных марок соответственно М 300, М 400, М 500 и не
снижает другие технико-экономические показатели конструкций);
б) по
прочности на осевое растяжение – Р 20, Р 25, Р 30, Р 35, Р 40, Р 45, Р 50, Р
55, Р 60;
в) по
морозостойкости – Мрз 100, Мрз 150, Мрз 200, Мрз 300, Мрз 400;
г) по
самонапряжению – Сн 6, Сн 8, Сн 10, Сн 12, Сн 15, Сн 20, Сн 25, Сн 3О, Сн 40.
Марка по
водонепроницаемости бетона на напрягающем цементе обеспечивается не ниже В 12 и
в проектах может не оговариваться.
Примечания: 1. Проектные марки бетона по прочности
на сжатие и осевое растяжение определяются как для тяжелого бетона по ГОСТ 10180–74; проектные марки по
морозостойкости – по ГОСТ 10060–76.
2. За проектную марку бетона по
самонапряжению Сн принимается самонапряжение бетона, кгс/см2, контрольных образцов-призм размером
10х10х40 см, изготовленных и испытанных в соответствии с методикой, изложенной
в приложении.
3. Проектные марки бетона по
самонапряжению выше Сн 20 могут предусматриваться при подтверждении
обеспеченности объекта цементом марки НЦ-40.
4. Проектные марки бетона по
самонапряжению Сн 20 и Сн 40 при использовании соответственно цемента марок
НЦ-20 и НЦ-40 могут назначаться только для конструкций, эксплуатируемых после
их возведения во влажных условиях или в воде.
5. При выборе проектной марки бетона по
самонапряжению следует учитывать положения пп. 3.4 и 4.7 настоящей Инструкции.
2.3. Проектная марка бетона по
прочности на сжатие в зависимости от типа конструкций, вида и класса
применяемой арматуры должна приниматься не ниже указанной в табл. 7 главы СНиП II-21-75.
2.4. Расчетные сопротивления бетона на
напрягающем цементе для предельных состояний первой и второй групп, а также
коэффициенты условий работы и начальные модули упругости бетона следует принимать
как для тяжелого бетона в соответствии с указаниями главы СНиП II-21-75.
Для случаев,
когда проектная марка бетона по прочности на осевое растяжение является
определяющей, назначается при проектировании конструкций и контролируется на
производстве, соответствующие ей нормативные и расчетные сопротивления бетона
осевому растяжению для предельных состояний первой и второй групп должны приниматься
по табл. 1 настоящей Инструкции.
Таблица
1
Сопротивления бетона | Нормативные
сопротивления бетона, расчетные сопротивления
бетона для предельных состояний первой и второй групп, кгс/см2,
при проектной марке по прочности на осевое растяжение |
| Р 20 | Р 25 | P 30 | P 35 | P 40 | Р 45 | P 50 | Р 55 | P 60 |
и | 15,6 | 19,5 | 23,5 | 27 | 31 | 34 | 38 | 42 | 45 |
| 12 | 15 | 18 | 21 | 24 | 27 | 30 | 33 | 36 |
2.5. Величина самонапряжения бетона в зависимости от проектной марки бетона на напрягающем
цементе по самонапряжению приведена в табл. 2 настоящей Инструкции.
Таблица
2
Самонапряжение
бетона кгс/см2,
при проектной марке |
Сн 6 | Сн 8 | Сн 10 | Сн 12 | Сн 15 | Сн 20 | Сн 25 | Сн 30 | Сн 40 |
4,8 | 6,4 | 8 | 9,6 | 12 | 16 | 20 | 24 | 32 |
2.6. Для армирования самонапряженных
железобетонных конструкций следует преимущественно применять:
а) стержневую
горячекатаную арматурную сталь классов А-III, A-IV, A-V;
б) стержневую
термически упрочненную арматурную сталь классов Aт-IVи Aт-V;
в)
обыкновенную арматурную проволоку классов Вр-I и В-I
диаметром 3–5 мм;
допускается
также применять:
г) стержневую
горячекатаную арматурную сталь классов А-II и А-I;
д) стержневую
термически упрочненную арматурную сталь класса Aт-VI;
е)
высокопрочную арматурную проволоку классов В-II, Вр-II и арматурные канаты класса К-7.
Арматуру
классов А-III, А-II, А-I, Вр-I и В-I
рекомендуется применять в виде сварных каркасов и сварных сеток.
2.7. Выбор арматурных сталей следует
производить в зависимости от типа конструкции, степени предварительного
напряжения арматуры, условий возведения и эксплуатации конструкций в
соответствии с требованиями пп. 2.24 и 2.25 главы СНиП II-21-75 и с учетом пп.
3.1 и 3.5 настоящей Инструкции.
2.8. Нормативные и расчетные
характеристики арматуры, а также коэффициенты условий работы арматуры следует
принимать в соответствии с указаниями пп.2.26-2.31 главы СНиП II-21-75.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЙ В БЕТОНЕ
И АРМАТУРЕ В ПРОЦЕССЕ САМОНАПРЯЖЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ
3.1. Напряжения обжатия бетона в процессе
самонапряжения конструкции в зависимости от проектной марки бетона по самонапряжению,
коэффициента и характера армирования конструкции, а также расположения арматуры
в сечении элемента определяются по формуле
(1)
где – см. п. 2.5 настоящей
Инструкции;
– коэффициент,
определяемый в зависимости от суммарного коэффициента армирования по формуле
(2)
(3)
ka— коэффициент, принимаемый
равным при армировании:
одноосном________________________________1,
двухосном________________________________1,2,
трехосном________________________________1,5;
ke —
коэффициент, определяемый в зависимости от эксцентриситета армирования сечения
ен (расстояния между
центром тяжести всей продольной арматуры и центром тяжести бетонного сечения)
по формуле
(4)
здесь hн =
h0 – а'.
Самонапряжение
бетона принимается равномерно распределенным по сечению (равнодействующая сил
обжатия приложена в центре тяжести бетонного сечения).
3.2. Самонапряжение бетона в стыковых
соединениях определяется с учетом фактического армирования стыка (выпуски,
стыковые стержни), конструкции, условий упругого или иного ограничения деформаций
расширения стыка, приведенного к эквивалентному (по степени сопротивления
расширению бетона) по армированию сечения стыка. При наличии в стыке выпусков
или стыковых стержней, привариваемых к закладным деталям, самонапряжение бетона
в стыке определяется по п.3.1 настоящей Инструкции.
3.3. Предварительные напряжения в
арматуре и в результате
самонапряжения бетона определяются из условия равновесия усилий обжатия в
бетоне и растяжения в арматуре с учетом положения их равнодействующей в центре
тяжести бетонного сечения по формулам:
(5)
(6)
Для
прямоугольного сечения предварительные напряжения в арматуре определяются по
формулам:
(7)
(8)
В формулах (5)
– (8):
– принимается по п. 3.1 настоящей
Инструкции;
е,е'– расстояние от
равнодействующей обжатия бетона до арматуры соответственно А и А¢;
hн = h0 - а'.
3.4. Предельная величина
предварительного напряжения и соответственно в
арматуре А и А' (в момент снижения величины самонапряжения в бетоне до нуля от
внешних фактических нагрузок или условных сил) определяется по формулам:
(9)
(10)
Предельная
величина предварительного напряжения и должна приниматься при
арматуре:
стержневой –
не более 0,95 RaII;
проволочной –
не более 0,76 RaII.
В формулах (9)
и (10) величины и принимаются без учета
потерь от ползучести и усадки бетона.
3.5. При расчете самонапряженных
конструкций учитываются только потери предварительного напряжения арматуры от
ползучести и усадки бетона.
Потери от
ползучести бетона при загружении конструкции определяются как для тяжелого
бетона по поз. 9 табл. 4 и п. 1.27 главы СНиП II-21-75, принимая согласно п.3.1
настоящей Инструкции и заменяя в формулах R0 на Rпр.
Потери от
усадки бетона определяются по
формуле
(11)
где – относительная усадка
бетона, принимаемая по табл. 3 настоящей Инструкции в зависимости от влажности
среды при эксплуатации конструкции и проектной марки бетона по самонапряжению.
3.6. В конструкциях,
эксплуатируемых в постоянных влажных условиях (например, резервуары, подводные
сооружения и подземные сооружения в грунтовых водах), потери самонапряжения от
усадки в стадии эксплуатации могут не учитываться (вследствие восстановления
полной величины самонапряжения во влажных условиях), если заранее известно, что
непосредственно перед загружением конструкция будет находиться во влажном
состоянии не менее четырех суток. В сборных элементах таких конструкций потери
самонапряжения учитываются только при расчете на монтажные нагрузки.
Таблица
3
Относительная
влажность среды, %, при эксплуатации конструкции | Относительная
усадка бетона ×105
при проектной марке по самонапряжению |
| Сн 6 | Сн 8 | Сн 10 | Сн 12 | Сн 15 | Сн 12 | Сн 15 | Сн 20 | Сн 25 | Сн 30 |
| Бетон на НЦ-20 | Бетон на НЦ-40 |
95 | 10 | 13 | 17 | 20 | 24 | 10 | 12 | 17 | 20 | 24 |
90 | 30 | 33 | 37 | 40 | 60 | 30 | 32 | 37 | 40 | 60 |
70 | 60 | 66 | 74 | 80 | 90 | 60 | 64 | 74 | 80 | 90 |
50 | 90 | 96 | 105 | 110 | 118 | 90 | 92 | 105 | 110 | 118 |
30 | 120 | 130 | 144 | 150 | 165 | 120 | 126 | 144 | 150 | 165 |
Примечания:
1. При переменном влажностном режиме
эксплуатации конструкций к указанным в таблице величинам вводится коэффициент
0,8.
2. При двух- и трехосном армировании
приведенные в таблице величины умножаются на коэффициент 0,6.
4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ САМОНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
Комментарии (0)
Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться