Нормативные и расчетные характеристики бетона
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
2.1.Основные прочностные характеристики бетона - нормативное сопротивление бетона осевому сжатию Rbn и нормативное сопротивления бетона осевому растяжению Rbtn.
Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию и осевому растяжению определяют делением нормативного сопротивления на коэффициент надежности.
Значения коэффициента надежности по бетону при сжатии 1,3 - для предельных состояний по несущей способности (первая группа) и 1,0 - для предельных состояний по эксплуатационной пригодности (вторая группа).
Значения коэффициента надежности по бетону при растяжении 1,5 - для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на сжатие и 1,0 - для предельных состояний по эксплуатационной пригодности.
Нормативные и расчетные значения сопротивлений бетона принимают по табл. 2.1.
Таблица 2.1
| Вид сопротивления | Нормативные значения сопротивления бетона Rbn и Rbtn и расчетные значения сопротивления бетона Rb и Rbt для предельных состояний первой группы и расчетные значения сопротивления бетона Rb,ser и Rbt,ser для предельных состояний второй группы, МПа (кгс/см2), при классе бетона по прочности на сжатие | |||||||||
| В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | ||
| Сжатие осевое | Rbn, Rb,ser | 15,0 | 18,5 | 22,0 | 25,5 | 29,0 | 32,0 | 36,0 | 39,5 | 43,0 |
| (153) | (188) | (224) | (260) | (296) | (326) | (367) | (403) | (438) | ||
| Rb | 11,5 | 14,5 | 17,0 | 19,5 | 22,0 | 25,0 | 27,5 | 30,0 | 33,0 | |
| (117) | (148) | (173) | (199) | (224) | (255) | (280) | (306) | (336) | ||
| Растяжение осевое | Rbtn, Rbt,ser | 1,35 | 1,55 | 1,75 | 1,95 | 2,1 | 2,25 | 2,45 | 2,6 | 2,75 |
| (13,8) | (15,8) | (17,8) | (19,9) | (21,4) | (22,9) | (25,0) | (26,9) | (28,0) | ||
| Rbt | 0,9 | 1,05 | 1Д5 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | |
| (9,2) | (10,7) | (П,7) | (13,3) | (14,3) | (15,3) | (16,3) | (17,3) | (18,3) |
В необходимых случаях расчетное сопротивление бетона Rb умножают на следующие коэффициенты условия работы: γb1 = 0,9 при продолжительном действии нагрузки; γb2 = 0,9 для конструкций, бетонируемых в вертикальном положении.
2.2. Влияние температуры на изменение прочности бетона при сжатии учитывают умножением прочностных характеристик бетона на коэффициент условия работы бетона при сжатии γbt.
Нормативные сопротивления сжатию
Rbnt = Rbn·γbt. (2.1)
Расчетные сопротивления сжатию:
для предельных состояний первой группы
Rb,tem = Rb·γbt; (2.2)
для предельных состояний второй группы
Rb,ser,t = Rb,ser·γbt.(2.3)
Значения коэффициента условий работы бетона при сжатии γbt принимают по табл. 2.2.
Значение коэффициента условия работы γbt принимают по средней температуре бетона:
сжатой зоны при расчете по формулам (5.9, 5.10, 5.18, 5.24, 5.31, 5.32, 5.44-5.46, 5.48-5.51, 5.58, 5.59); сжатой полки и сжатого ребра (5.25, 5.26, 5.28, 5.45, 5.46); поперечного сечения - (5.60).
Значение коэффициента условия работы бетона на сжатие γbt разрешается принимать равное 1 при нагреве бетона до критической температуры (п. 1.21) и γbt = 0 при нагреве бетона выше критической температуры.
Таблица 2.2
| Вид бетона | Коэффициенты | Значения коэффициентов γbt, γtt, βb и φb,cr для бетона при температуре, °С | |||||||
| 800-900 | |||||||||
| Тяжелый на силикатном заполнителе | γbt | 1,0 1,0 | 0,98 0,95 | 0,95 0,90 | 0,85 0,80 | 0,80 0,70 | 0,60 0,50 | 0,20 - | 0,10 - |
| γtt | 1,0 1,0 | 0,65 0,60 | 0,50 0,45 | 0,35 0,30 | 0,20 0,15 | 0,05 0,03 | - - | - - | |
| βb | 1,0 | 0,70 | 0,50 | 0,40 | 0,30 | 0,20 | 0,10 | 0,05 | |
| φb,cr | 1,5 | 3,0 | 5,7 | 9,0 | 13,0 | 19,0 | - | - | |
| Тяжелый на карбонатном заполнителе | γbt | 1,0 1,0 | 1,0 0,95 | 0,95 0,90 | 0,90 0,85 | 0,85 0,80 | 0,65 0,60 | 0,30 - | 0,15 - |
| γtt | 1,0 1,0 | 0,70 0,65 | 0,55 0,50 | 0,40 0,35 | 0,25 0,20 | 0,10 0,05 | - - | - - | |
| βb | 1,0 | 0,75 | 0,55 | 0,45 | 0,35 | 0,25 | 0,15 | 0,10 | |
| φb,cr | 1,2 | 2,4 | 4,6 | 7,2 | 10,0 | 15,0 | - | - | |
| Примечания: 1. Значения коэффициентов γbt и γtt над чертой и βb даны в нагретом состоянии бетона, и они используются при расчете огнестойкости. 2. Значения коэффициентов γbt и γtt под чертой и φb,cr даны после нагрева бетона в охлажденном состоянии, и они используются при расчете огнеохранности. |
2.3. Нормативные Rbtn и расчетные Rbt и Rbt,ser сопротивления бетона растяжению при огневом воздействии также изменяются. Изменение сопротивления бетона растяжению с увеличением температуры нагрева учитывают коэффициентом условия работы бетона на растяжение γtt:
Rbtnt = Rbtn γtt; Rbtt = Rbt γtt; Rbt,ser,t = Rbt,ser γtt. (2.4)
Значения коэффициента γtt принимают по табл. 2.2.
При расчете по формулам (5.63, 5.66, 5.67, 5.82, 5.84, 5.86) значения коэффициента γtt принимают по средней температуре бетона сечения; при расчете усилия в зоне анкеровки по формулам (5.15, 5.71) - по температуре анкерующего стержня арматуры.
2.4. В расчетах огнестойкости используют начальный модуль упругости бетона Еb.
Значения начального модуля упругости бетона Еb естественного твердения для разных классов бетона по прочности на сжатие и растяжение приведены в табл. 2.3.
Таблица 2.3
| Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еb·103, МПа (кгс/см2), при классе бетона по прочности на сжатие | ||||||||
| В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 |
| 27,5 | 30,0 | 32,5 | 34,5 | 36,0 | 37,0 | 38,0 | 39,0 | 39,5 |
| (280) | (306) | (331) | (352) | (367) | (377) | (387) | (398) | (403) |
2.3. При расчете огнестойкости изменение значения начального модуля упругости бетона при непродолжительном огневом воздействии с увеличением температуры учитывают коэффициентом βb
Ebt = Eb βb. (2.5)
Значение коэффициента βb принимают по табл. 2.2 в зависимости от средней температуры бетона сечения при расчете по формулам (5.38, 5.39) и i-го сечения (8.11).
2.5. При расчете огнесохранности и продолжительном действии нагрузки значения модуля деформаций бетона Eb,τ определяют по формуле
(2.6)
Коэффициент ползучести бетона φb,cr получен как отношение полных относительных деформаций сжатия бетона при воздействии температуры к полным деформациям бетона до воздействия температуры.
Коэффициент ползучести бетона φb,cr после нагрева принимают по табл. 2.2 для температуры бетона в центре тяжести приведенного сечения при расчете кривизны в элементах без трещин.
Допускается температуру бетона в центре тяжести приведенного сечения принимать равной его средней температуре.
2.6. При нагревании бетона естественной влажности температурная деформация бетона состоит из двух видов: обратимой - температурное расширение и необратимой - температурная усадка.
Значения коэффициентов температурной деформации расширения αbt приведены в табл. 2.4 и температурной усадки αcs - в табл. 2.5
Таблица 2.4
| Вид бетона | Коэффициент температурной деформации расширения бетона αbt·10-6·°С-1 при температуре бетона, °С | ||||
| 20-50 | 700-1100 | ||||
| Тяжелый на силикатном заполнителе | 14,5 | ||||
| Тяжелый на карбонатном заполнителе | 15,5 |
Таблица 2.5
| Вид бетона | Коэффициент температурной усадки αcs·10-6·°С-1 при температуре бетона, °С | ||||
| 20-50 | 700-1100 | ||||
| Тяжелый на силикатном заполнителе | 0,5 | 1,0 | 1,0 | -1,8 | -6,8 |
| Тяжелый на карбонатном заполнителе | 0,5 | 1,5 | 1,1 | 1,3 | 1,5 |
2.7. Относительные деформации бетона сжатию при однозначной равномерной эпюре εb0 и при двухзначной эпюре в нормальном сечении εb2в зависимости от длительности действия нагрузки и расчета на огнестойкость и огнесохранность принимают по табл. 8.1.