Учет ползучести, виброползучести бетона и обжатия поперечных швов в сталежелезобетонных конструкциях

1. При учете ползучести бетона в статически определимых конструкциях необходимо определить уравновешенные в пределах поперечного сечения (далее - внутренние) напряжения и соответствующие деформации.

Эпюры относительных деформаций и внутренних напряжений
от ползучести бетона

Для конструкции, состоящей из стальной балки со сплошной стенкой и объединенной с ней в уровне проезда железобетонной плиты (см. чертеж), внутренние напряжения от ползучести бетона в общем случае надлежит определять по следующим формулам:

на уровне центра тяжести бетонной части сечения (растяжение)

s_b,kr = -a s_bl; (1)

в крайней фибре нижнего пояса стальной балки (растяжение или сжатие)

; (2)

в крайней фибре верхнего пояса стальной балки (сжатие)

; (3)

в стержнях крайнего ряда ненапрягаемой арматуры плиты при Е_r = E_rs = E_st (сжатие)

; (4)

потери предварительного напряжения напрягаемой арматуры (сжатие)

; (5)

в крайней фибре бетона (растяжение)

. (6)

Относительные деформации от ползучести бетона в уровне центра тяжести его сечения (см. чертеж) надлежит вычислять по следующим формулам:

относительные деформации, отвечающие напряжениям в стальной части сечения,

; (7)

относительные деформации, отвечающие напряжениям в бетонной части сечения,

. (8)

В формулах (1) - (8):

a, b, n - параметры, связанные с податливостью бетонной и стальной частей сечения и определяемые из выражений:

;

b = an;

;

j_kr = g_f E_b c_n - предельная характеристика ползучести бетона;

g_f - принимается по табл. 8.

c_n - нормативная деформация ползучести бетона, определяемая по п. 3.15 и обязательному приложению 11*, при уточнении с учетом указаний обязательного приложения 13*;

s_bl, s_bf,l - начальное напряжение сжатия соответственно на уровне центра тяжести сечения и в крайней фибре бетона от постоянных нагрузок и воздействий;

s_sbf,kr - условное напряжение в уровне крайней фибры бетона, определяемое из выражения

;

A_st, I_st, W_s1,st, W_s2,st, W_rf,st - соответственно площадь, момент инерции, моменты сопротивления нижнего и верхнего поясов балки и крайнего ряда арматуры брутто стальной части сечения, включая арматуру;

- коэффициент приведения по п. 5.16.

Остальные обозначения соответствуют пп. 5.5, 5.19* и чертежу.

2. Ползучесть бетона допускается учитывать введением в расчет условного модуля упругости бетона E_ef,kr, если в статически определимой конструкции все постоянные нагрузки, вызывающие напряжение в бетоне, прикладываются в одной стадии и при одной и той же схеме работы. Модуль Е_ef,kr следует определять по формуле

, (9)

где n, j_kr - см. п. 1.

Внутренние напряжения от ползучести бетона для i-й фибры сечения следует вычислять по формуле

s_i,kr = s_i,ef - s_i, (10)

где s_i,ef, s_i - напряжения от постоянных нагрузок, полученные при модуле упругости бетона соответственно Е_ef,kr и E_b.

3. При учете ползучести бетона в статически неопределимых конструкциях необходимо определить внутренние напряжения и внешние силовые факторы (опорные реакции, изгибающие моменты и пр.), а также соответствующие деформации.

Внутренние напряжения и внешние силовые факторы допускается вычислять методом последовательных приближений, принимая усилия s_b,kr A_b в центре тяжести бетонной части сечения за нагрузки (здесь s_b,kr и А_b принимаются по п. 1).

При этом, выполняя расчет методом сил, бетонную часть сечения надлежит учитывать следующим образом: с модулем Е_ef,kr (см. п. 2) - при определении основных и побочных перемещений; с модулем Е_b - при определении напряжений в центре тяжести бетона от внешних силовых факторов, вызванных ползучестью. Выраженные через j_kr значения предельной характеристики ползучести, используемые для определения s_b,kr и Е_ef,kr при последовательных приближениях, приведены в таблице.

Номер приближения	Значение предельной характеристики ползучести бетона jkr при вычислении
напряжений от ползучести бетона на уровне центра тяжести бетонной части сечения sb,kr	основных и побочных перемещений
	jkr	0,5 jkr
	0,5 jkr	0,38 jkr
	0,38 jkr	0,32 jkr

4. Прогибы конструкции от ползучести бетона следует определять, рассматривая стальную часть сечения под действием сил s_kr A_b, приложенных в уровне центра тяжести сечения бетона. Для статически определимых конструкций имеет место равенство s_kr = s_b,kr; для статически неопределимых систем s_kr равно сумме внутренних напряжений и напряжений от внешних силовых факторов, вызванных ползучестью.

5. Деформации обжатия замоноличенных бетоном поперечных швов сборной железобетонной плиты необходимо учитывать в расчетах, если продольная арматура плиты не состыкована в швах и при этом плита не имеет предварительного напряжения в продольном направлении.

Деформации обжатия поперечных швов следует учитывать введением в выражения для a, b, Е_ef,kr (см. пп. 1 и 2) обобщенной характеристики ползучести бетона и обжатия поперечных швов j_kr,d, определяемой по формуле

, (11)

где L - длина сжатой постоянными нагрузками и воздействиями железобетонной плиты;

SD_d - суммарная деформация обжатия поперечных швов, расположенных на длине L;

j_kr - принимается по п. 1;

Е_b, R_b - принимаются по пп. 3.24* и 3.32*.

При отсутствии опытных данных величину D_d, см, допускается вычислять по формуле

D_d = 0,005 + 0,00035 b_d, (12)

где b_d - ширина шва (зазор между торцами сборных плит).

6. Учет виброползучести бетона следует выполнять введением в расчет условного модуля упругости бетона Е_nkr, вычисляемого по п. 2 с заменой j_kr на j_nkr, определяемой по формуле

, (13)

где - характеристика цикла начальных напряжений в бетоне, определенных без учета виброползучести и ползучести;

j_kr, c_n - принимаются по п. 1.

ПРИЛОЖЕНИЕ 20
Обязательное