НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Проектирование статически неопределимых железобетонных конструкций с учетом перераспределения усилий​ НТП РК 02-01-1.5-2012

Дата введения — 2015-01-01

1 РАЗРАБОТАН: АО «КазНИИСА»

2 ПРЕДСТАВЛЕН: Управлением технического регулирования и нормирования Комитета по делам строительства, жилищно-коммунального хозяйства и управления земельными ресурсами Министерства национальной экономики Республики Казахстан

3 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ: Приказом Комитета по делам строительства, жилищно-коммунального хозяйства и управления земельными ресурсами Министерства Национальной экономики Республики Казахстан от 29.12.2014 № 156-НҚ с 1 июля 2015 года

4 ВЗАМЕН:
Настоящий государственный норматив не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения уполномоченного государственного органа по делам архитектуры, градостроительства и строительства Республики Казахстан.

Ещё до приложения нагрузки в сечениях статически неопределимых железобетонных конструкций могут возникать усилия от температуры, усадки бетона, смещения опор, а также от предварительного напряжения. В этой связи деформированное состояние статически неопределимых железобетонных конструкций в обычных условиях эксплуатации и особенно в предельном состоянии может весьма существенно отличаться от деформированного состояния, определяемого из расчета упругой системы. Условно можно выделить три этапа работы (на примере балки):

- первый из них характеризуется замедленным ростом кривизны при весьма малых значениях изгибающих моментов. Эти моменты значительно меньше, чем моменты, возникающие при нормальной эксплуатации;

- второй этап характерен ускоряющимся ростом кривизны при увеличении изгибающих моментов. На этом этапе появляются и развиваются трещины в бетоне растянутой зоны. Жесткость балки значительно снижается, особенно в наиболее напряженном сечении. К концу второго этапа кривизна возростает почти в 6 раз;

- третий этап начинается с началом текучести арматуры. При обычном армировании, сжатая зона бетона не разрушается раньше, чем потечет арматура. С развитием текучести арматуры начинается увеличение раскрытия трещин, сжатая зона бетона постепенно уменьшается и в итоге происходит её разрушение. Текучесть арматуры сопровождается значительным ростом деформаций при почти постоянном изгибающем моменте. Этот момент для статически определимых систем считается потерей несущей способности. Для статически неопределимых систем сечение, в котором арматура течет при постоянном изгибающем моменте, ведет себя как пластический шарнир, происходит взаимный поворот частей балки, лежащих по обе стороны от пластического шарнира, однако это не приводит к потере несущей способности, но приводит к перераспределению внутренних усилий.

Проведенные результаты испытаний железобетонных конструкций дают достаточно четкую картину их деформирования под действием внешней нагрузки и приводят к выводу:

а) в статически неопределимых железобетонных конструкциях под действием нагрузки возникают неупругие деформации, причем возникают они при значительно малых величинах нагрузок по сравнению с нагрузками, имеющими место при нормальной эксплуатации;

б) результаты расчетов в предположении упругой работы статически неопределимых железобетонных конструкций не могут служить оценкой их работы под нагрузкой.

В связи, свыше изложенным, представляется весьма важным и актуальным при расчетах статически неопределимых железобетонных конструкций учитывать перераспределение внутренних усилий.

Способность расчетных сечений статически неопределимых железобетонных конструкций к повышенным деформациям, приводящим к перераспределению усилий, позволяет рационально армировать критические сечения, снижая прочность наиболее армированных расчетных зон (уменьшая их армирование) и соответсвенно повышая прочность менее армированных зон (увеличивая их армирование), т.е. обеспечивать искусственное регулирование (перераспределение) усилий.

Настоящее нормативно-техническое пособие вводится в действие для применения на добровольной основе в качестве нормативного документа Республики Казахстан.

1.1 Настоящее нормативно-техническое пособие (далее Пособие) распространяется на статически неопределимые железобетонные конструкции, плиты перекрытий и покрытий, безбалочные перекрытия, неразрезные балки, рамы и фундаменты, применяемые в гражданском и промышленном строительстве, гидротехническом, транспортном и других областях строительства.

1.2 В Пособии даются указания по определению внутренних сил при расчетах статически неопределимых железобетонных конструкций армированных с перераспределением усилий (искуственным регулированием усилий) и армированных в соответсвии с упругим расчетом системы. Расчеты на выносливость, в случае их необходимости, следует выполнять согласно специальным указаниям.

1.3 Изложенные методы расчета статически неопределимых железобетонных конструкций подкреплены примерами расчета.

Для применения настоящего Пособия необходимы следующие ссылочные нормативные документы:

СН РК EN 1992-1-1:2004/2011 Проектирование железобетонных конструкций. Часть 1-1. Общие правила и правила для зданий.

СН РК EN 1990:2002+А1:2005/2011 Основы строительного проектирования.

ИСO 3898:1997 Основные положения проектирования конструкций. Условные обозначения. Основные символы.

ПРИМЕЧАНИЕ При пользовании настоящим Пособием целесообразно проверить действие ссылочных документов по информационным «Перечню нормативных правовых и нормативнотехнических актов в сфере архитектуры, градостроительства и строительства, действующих на территории Республики Казахстан», «Указателю нормативных документов по стандартизации Республики Казахстан и «Указателю межгосударственных нормативных документов», составляемых ежегодно по состоянию на текущий год.

Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим Пособием следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем нормативно техническом пособии действуют термины и определения строительных норм СН РК EN 1990:2002+А1:2005/2011:

3.1 Арматура (fittings; fixtures): Линейно протяженные элементы в железобетонной конструкции, предназначенные для восприятия растягивающих (главным образом) и сжимающих усилий. В зданиях и сооружениях применяют стальную арматуру в виде проволоки, стержней и витых канатов.

3.2 Арматура конструктивная (structural reinforcement): Арматура, устанавливаемая по конструктивным соображениям без расчета.

3.3 Арматура рабочая (principal reinforcement): Арматура, назначаемая по расчету.

3.4 Балочно-блочное перекрытие: Состоит из сборных ребер (или балок) с заполнением между ними, выполненным из блоков, керамических полых камней и других форм несъемной опалубки, с верхним монолитным слоем или без него.

3.5 Воздействия (action (F )): Силы, приложенные непосредственно к конструкции вызывающие в элементах конструкции напряжения, либо их перемещения, определяемые термином «воздействие непосредственное или прямое» или «нагрузка»;

3.6 Воздействия (action (F )): Деформации элементов конструкций, вызванные перемещениями связей, соединяющих их с другими элементами, осадками оснований либо собственными деформациями (например, неравномерные осадки, усадка, ползучесть бетона, температурные изменения), вызывающими реактивные силы, которые определяют как «косвенные или непрямые воздействия».

3.7 Диафрагма (diaphragm): Плоский элемент, который подвергается действию сил в своей плоскости; может состоять из нескольких сборных изделий, соединенных вместе.

3.8 Каркас арматурный (reinforcementcage): Объемный арматурный элемент, образованный путем соединения арматурных сеток или отдельных стержней. Способ соединения и взаимное расположение арматурных сеток должны соответствовать требованиям проектной документации.

3.9 Класс арматуры по прочности на растяжение: Показатель, характеризующий ее механические свойства согласно требованиям соответствующих стандартов, обозначаемый буквой S и числом, соответствующим характерному сопротивлению арматуры в МПа (Н/мм2 ) (например, St240).

3.10 Класс бетона по прочности: Количественная величина, характеризующая качество бетона, соответствующая его гарантированной прочности на осевое сжатие, обозначаемая буквой С  и числами, выражающими значения характерного сопротивления и гарантированной прочности в Н/мм2  (МПа), например, С 12/15  (перед чертой – значение характерного сопротивления f ck  , Н/мм2 , после черты - гарантированная прочность бетона f c , G cube , Н/мм2 ).

3.11 Конструкции железобетонные (reinforcedconcretestructures): Конструкции, выполненные из бетона с рабочей и конструктивной арматурой (армированные бетонные конструкции); расчетные усилия от всех воздействий в армированных бетонных конструкциях должны восприниматься бетоном и рабочей арматурой.

3.12 Коэффициент безопасности для арматуры частный ϒs : Коэффициент, учитывающий возможные отклонения физического или условного предела текучести арматурной стали ниже, чем f yk  (f pk  ), а также отклонения размеров сечения стержня.

3.13 Коэффициент безопасности для бетона частный ϒс : Коэффициент, учитывающий возможность отклонения прочностей бетона f ck  , f ctk   ниже характерных значений, отклонения в геометрических размерах сечений (не превышающие, однако, допустимых) и разницу между прочностью бетона, определяемую на опытных образцах, и прочностью бетона в конструкции; в случае неармированных конструкций значение ус учитывает возможность наступления хрупкого разрушения.

3.14 Модель расчетная: Идеализация конструктивной системы, используемая с целью анализа конструкции либо ее элемента.

3.15 Переходная расчетная ситуация: В конструкции из сборных элементов относится к:

- распалубке;

- транспортированию к месту хранения;

- хранению (условия опирания и воздействия);