Особенности конструирования железобетонных конструкций, подверженных воздействию динамических нагрузок

4.1. Динамические нагрузки по характеру воздействия на конструкцию могут быть периодическими и импульсными, а по повторяемости - многократно повторяющимися и немногократно повторяющимися.

К периодической динамической относится нагрузка с величиной амплитуды силы более 100 кгс/с.

К импульсной относится нагрузка с величиной эквивалентного мгновенного импульса более 100 кгс/с.

К многократно повторяющейся относится нагрузка, при которой конструкция испытывает более 10⁶ циклов силовых воздействий, а коэффициент условий работы арматуры m _а1 < 1 (табл. 25 гл. СНиП II-21-75).

4.2. При конструировании железобетонных конструкций, подверженных воздействию динамических нагрузок, следует кроме указаний, приведенных в разд. 1 - 3, руководствоваться пп. 4.3 - 4.21.

4.3. Очертания железобетонных конструкций, рассчитанных на нагрузки, указанные в п. 4.1, следует принимать простыми: без резких перепадов отметок, без изломов элементов и резкого изменения сечений. В местах сопряжения элементов конструкций (например, ригеля с колонной), а также изменения сечений элементов более чем в 1,5 раза следует, как правило, устраивать вуты, скругления входящих углов и т.п. Отверстия рекомендуется устраивать круглыми, а при необходимости устройства прямоугольного отверстия углы его следует скруглять.

4.4. Для железобетонных элементов, рассчитываемых на воздействие динамической нагрузки, рекомендуется принимать проектную марку бетона не ниже М200; для сильно нагруженных элементов (например, для колонн, воспринимающих значительные крановые нагрузки, элементов рам фундаментов под машины и т.п.) - не ниже М300. Монтажные набетонки по верху конструкции следует назначать из бетона марки не ниже М200.

4.5. Для армирования элементов железобетонных конструкций, подверженных воздействию динамических нагрузок, следует применить арматуру, указанную в п. 1.11 с учетом указаний п. 1.14 настоящего Руководства.

При выборе расчетной арматуры преимущество следует отдавить арматуре класса А-III.

Применение арматуры класса Ас-II более эффективно в конструкциях, подверженных воздействию многократно повторяющейся нагрузки при коэффициенте асимметрии цикла ρ_a < 0,7 (табл. 25 главы СНиП II-21-75). В этом случае допускается также применение арматуры классов А-II и А-I.

В конструкциях, подверженных воздействию, немногократно повторяющихся нагрузок, допускается применение арматуры классов B-I и Вр-I.

Для поперечной арматуры линейных элементов для конструктивной и монтажной арматуры в основном следует применять арматуру классов A-II и A-I.

4.6. Сталь для конструирования закладных деталей в конструкциях, подверженных динамическим нагрузкам, следует применять в соответствии с прил. 3.

4.7. Сварку арматуры и закладных деталей конструкций, подверженных динамической нагрузке, следует производить с учетом указаний инструкции по сварке соединений арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций.

4.8. При стыковании растянутых стержней внахлестку в зоне перепуска необходимо устанавливать дополнительную поперечную арматуру в соответствии с п. 2.49 настоящего Руководства.

4.9. Участки бетона, воспринимающие импульсы указанной в п. 4.1 величины, должны иметь косвенное армирование в соответствии с п. 3.53 настоящего Руководства. При этом сетки косвенного армирования должны быть вязаными из арматуры классов А-I или A-II, диаметром 12 - 14 мм.

4.10. Минимальная площадь сечения продольной арматуры μ, % площади сечения бетона в железобетонных элементах конструкций, подверженных воздействию многократно повторяющихся нагрузок, принимается:

μ = 0,2 % - для арматуры А балок, плит и других изгибаемых, а также внецентренно растянутых элементов; μ = 0,25 % - для арматуры А и А^I колонн и других внецентренно сжатых элементов. При воздействии немногократно повторяющихся нагрузок величина μ, должна устанавливаться в соответствии с табл. 10.

4.11. Расстояния между продольными стержнями в плитах, балках, колоннах и других конструкциях, а также хомутами (поперечными стержнями) в колоннах не должны превышать 300 мм.

4.12. Расстояния между стержнями боковой арматуры балок (рис. 89) не должны превышать 300 мм. Минимальный диаметр этих стержней при высоте балки h £ 1500 мм 12 мм, при большей высоте - 16 мм.

4.13. Арматуру ригелей и балок, подверженных воздействию многократно повторяющихся нагрузок при коэффициенте асимметрии цикла ρ_a < 0,7 следует конструировать вязаной с рабочей пролетной арматурой сверху и снизу и замкнутыми хомутами по рис. 18.

4.14. Колонны во всех случаях армируют симметричной арматурой, причем каждые 3 - 5 стержней должны обхватываться хомутами или шпильками.

4.15. Заделку рабочей арматуры ригелей и балок в колонии следует предусматривать по типу жестких рамных узлов.

4.16. В случае применения сварных каркасов все соединения продольных и поперечных стержней должны иметь нормируемую прочность.

4.17. При интенсивных динамических нагрузках следует предусматривать усиленное поперечное армирование узлов железобетонных рам (рис. 124).

Рис. 124. Пример армирования узла сопряжения железобетонного ригеля с колонной при интенсивных динамических воздействиях

1 - арматура колонны; 2 - арматура ригеля; 3 - дополнительные вертикальные стержни; 4 - дополнительные горизонтальные хомуты

Рамный узел в зоне пересечения ригеля с колонной необходимо армировать дополнительными хомутами и стержнями диаметром 8 - 10 мм соответственно с шагом 70 - 100 мм, а также усиленной поперечной арматурой на примыкающих участках ригелей и колонн с шагом, вдвое меньшим, чем требуется по расчету на статические нагрузки, но не более 100 мм.

4.18. По свободным граням массивных конструкций следует устанавливать противоусадочную арматуру из стали класса A-I из стержней диаметром 12 мм при толщине плиты h _п £ 1,5 м; 16 мм при 1,5 < h _п < 3 м; 20 мм при h _п ³ 3 м.

Армирование выполняется и виде сеток или каркасов. Шаг арматуры в обоих направлениях назначается 200 - 300 мм.

4.19. Независимо от требований расчета все проемы при размере сторон более 300 мм надлежит окаймлять противоусадочной арматурой из стержней диаметром 12 мм из стали класса А-I, заделанных в массив на величину l _н.

4.20. При назначении размеров опорных поверхностей конструкций, воспринимающих динамические нагрузки от оборудования, расстояние от грани колодцев анкерных болтов до наружной грани конструкции следует принимать: для болтов диаметром до 35 мм - не менее 100 мм и для болтов большего диаметра - не менее 150 мм.

Кроме того, в случае применения болтов с анкерными плитами расстояние от оси болта до края конструкции следует принимать равным не менее четырех диаметров болта. При невозможности соблюдения этого условия между болтом и гранью конструкции устанавливают дополнительную арматуру.

4.21. Если закладная деталь рассчитана на восприятие знакопеременных нагрузок, следует предусматривать установку нахлесточных анкеров, работающих на осевое растяжение отдельно в каждом их этих направлений, а также установку упорных пластинок или стержней (рис. 125).

Рис. 125. Закладная деталь при сдвигающей динамической знакопеременной нагрузке

1 - стальная пластина; 2 - нормальный анкер; 3 - наклонный анкер; 4 - упор из стальной пластины

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ДАННЫЕ ПО АРМАТУРЕ

Вид и класс арматуры	Марка арматурной стали	ТУ или ГОСТ		Номинальный диаметр стержней, мм	Угол загиба в холодном состоянии при толщине С оправки	Условное обозначение	Пример обозначения
		на качество стали	на сортамент
Стержневая горячекатаная гладкая класса A-I	Ст3сп3	380-71*	5781-75	6 - 40	180°; С = 0,5 d	А-I	2Ø20АI
	Ст3пс3
	Ст3кп3
	ВСт3сп2
	ВСт3пс2
	ВСт3кп2
	ВСт3Гпс3			6 - 18
Стержневая горячекатаная периодического профиля класса:
А-II	ВСт5сп2	380-71*	5781-75	10 - 40	180°; C = 3 d	А-II	2Ø20AII
	ВСт5пс2
Ас-II	18Г2С	5781-75	5781-75	40 - 80
	10ГТ	5781-75	5781-75	10 - 32	180°; C = 1 d
Стержневая горячекатаная периодического профиля класса A-III	25Г2С	5781-75	5781-75	6 - 40	90°; C = 3 d	А-III	2Ø20AIII
	35ГС	5781-75	5781-75	6 - 40
То же, класса А-IV	80С	5781-75	5781-75	10 - 18	45°; C = 5 d	A-IV	2Ø16AIV
	20ХГ2Ц	5781-75	5781-75	10 - 22	45°; C = 5 d
То же, класса A-V	23Х2Г2Т	5781-75	5781-75	10 - 22	45°; C = 5 d	A-V	2Ø20AV
Обыкновенная арматурная проволока гладкая класса B-I	-	380-71*	6727-53*	3 - 8	180°; C = d	B-I	2Ø5BI
Обыкновенная арматурная проволока периодического профиля класса Вр-I	-	380-71*	ТУ 14-4-659-75	3 - 5	180°; C = 0,5 d	Bp-I	2Ø5BpI

ПРИЛОЖЕНИЕ 2