Материалы для бетонных и железобетонных конструкций

Бетон

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

3.18*. В конструкциях мостов и труб следует предусматривать применение конструкционного тяжелого бетона со средней плотностью от 2200 до 2500 кг/м³ включ.*, соответствующего ГОСТ 26633-91.

____________

* Изложенные в разделе нормы и требования относятся к бетону с указанной плотностью, который далее (без указания плотности) именуется «тяжелый бетон».

Применение бетона с другими признаками и плотностью допускается в опытных конструкциях в установленном порядке.

Бетон конструкции по прочности на сжатие характеризуется проектным классом, передаточной и отпускной прочностями. Класс бетона по прочности на сжатие «В» определяется значением гарантированным, обеспеченностью 0,95, прочностью на сжатие, контролируемой на кубах 150´150´150 мм в установленные сроки.

Проектный класс бетона «В» - это прочность бетона конструкции, назначаемая в проекте.

Передаточная прочность бетона R_bp - прочность (соответствующая классу) бетона в момент передачи на него усилия в процессе изготовления и монтажа (см. п. 3.31*).

Отпускная прочность бетона R_bo - прочность (соответствующая классу) бетона в момент отгрузки (замораживания) его со склада завода-изготовителя.

3.19*. Для конструкций мостов и труб следует применять тяжелый бетон классов по прочности на сжатие В20, В22,5¹, В25, В27,5¹, В30, В35, В40, В45, В50, В55 и В60.

__________

¹ Бетон классов В22,5 и В27,5 следует предусматривать при условии, что это приводит к экономии цемента и не снижает других технико-экономических показателей конструкции.

В зависимости от вида конструкций, их армирования и условий работы применяемый бетон должен соответствовать требованиям, приведенным в табл. 21*.

Таблица 21*

Вид конструкций, армирование и условия работы	Бетон класса по прочности на сжатие, не ниже
1. Бетонные	В20
2. Железобетонные с напрягаемой арматурой при расположении^1:
а) в зоне переменного уровня воды	В25
б) в надземных частях сооружения	В22,5
в) в подземных частях сооружения, а также во внутренних полостях сборно-монолитных опор	В20
3. Предварительно наряженные железобетонные:
а) без анкеров:
при стержневой арматуре классов:
А-IV, Aт-IV	B25
A-V, Aт-V	B30
Aт-VI	B35
при проволочной арматуре:
из одиночных проволок класса Вр	В35
из одиночных арматурных канатов класса К-7	В35
б) с анкерами:
при проволочной арматуре:
класса В (при наружных или внутренних анкерах)	В25
из одиночных арматурных канатов класса К-7	В25
из пучков канатов класса К-7	В35
при стальных канатах (со свивкой спиральной, двойной и закрытых)	В35
4. Блоки облицовки опор на реках с ледоходом при расположении мостов в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, °С:
минус 40 и выше	В35
ниже минус 40	В45

_________

¹ Характеристика зон указана в сноске¹ и в примечаниях к табл. 22*.

Для омоноличивания напрягаемой арматуры, располагаемой в открытых каналах, следует предусматривать бетон класса по прочности на сжатие не ниже В30.

Инъецирование арматурных каналов в предварительно напряженных конструкциях должно производиться раствором прочностью на 28-й день не ниже 29,4 МПа (300 кгс/см²).

Для омоноличивания стыков сборных конструкций следует применять бетон класса по прочности на сжатие не ниже принятого для стыкуемых элементов.

3.20*. Марки бетона и раствора по морозостойкости F в зависимости от климатических условий зоны строительства, расположения и вида конструкций следует принимать по табл. 22*.

Таблица 22*

Климатические условия, характеризуемые среднемесячной температурой наиболее холодного месяца согласно СНиП 2.01.01-82, °С	Расположение конструкций и их частей
в надводной, подземной и надземной незатопляемой зонах^1	в зоне переменного уровня воды^2
Вид конструкций
железобетонные и тонкостенные бетонные (толщиной менее 0,5 м)	бетонные массивные	железобетонные и тонкостенные бетонные	бетонные массивные	блоки облицовки
кладка тела опор (бетон наружной зоны)	кладка заполнения при блоках облицовки (бетон внутренней зоны)
Умеренные:
минус 10 и выше						-
Суровые:
ниже минус 10 до минус 20 включ.
Особо суровые:
ниже минус 20			300*			400**

___________

¹ К надземным незатопляемым зонам в опорах следует относить части, расположенные на 1 м выше поверхности грунта. Для бетона участков опор, расположенных ниже и достигающих половины глубины промерзания грунта, следует предусматривать требования, указанные для конструкций, находящихся в зоне переменного уровня воды.

² За верхнюю границу зоны переменного уровня воды следует принимать условный уровень, который на 1 м выше наивысшего уровня ледохода, за нижнюю - уровень на 0,5 м ниже нижней поверхности слоя льда наинизшего ледостава.

* Железобетонные элементы промежуточных опор железнодорожных и совмещенных мостов на постоянных водотоках в районах с особо суровыми климатическими условиями должны иметь марку бетона по морозостойкости F400.

** Бетон блоков облицовки опор больших железнодорожных и совмещенных мостов через реки с ледоходом при толщине льда свыше 1,5 м и расположении моста в районе с особо суровыми климатическими условиями должен иметь марку по морозостойкости F500.

Примечания: 1. К бетону частей конструкций подводных (на 0,5 м ниже поверхности слоя льда наинизшего ледостава), подземных (ниже половины глубины промерзания), а также находящихся в вечномерзлых грунтах требования по морозостойкости не нормируются. В обсыпных устоях к подземным частям конструкции относятся части тела устоя, расположенные ниже половины глубины промерзания грунта конуса насыпи.

2*. Бетон: всех элементов водопропускных труб, укрепления русел рек и конусов насыпей, берегоукрепительных и регуляционных сооружений (бетон, находящийся в сезоннооттаивающем слое грунта в районах вечной мерзлоты), всех элементов мостового полотна, включая плиты проезжей части автодорожных мостов, а также бетон выравнивающего слоя одежды ездового полотна, выполняющий гидроизолирующие функции, и плиты мостового полотна в железнодорожных пролетных строениях при безбалластной езде, должен отвечать требованиям по морозостойкости, предъявляемым к бетону, находящемуся в зоне переменного уровня воды.

3*. При назначении требований по морозостойкости участков буронабивных свай в зоне переменного уровня воды за нижний уровень этой зоны принимается отметка на 0,5 м ниже нижней поверхности льда.

3.21. Марки по морозостойкости бетона тела опор и блоков облицовки для мостов, расположенных вблизи плотин гидростанций и водохранилищ, должны устанавливаться в каждом отдельном случае на основе анализа конкретных условий эксплуатации и требований, предъявляемых в этих случаях к бетону речных гидротехнических сооружений.

3.22*. В подводных и подземных сооружениях, не подвергающихся электрической и химической коррозии, следует в соответствии со СНиП 2.03.11-85 применять бетон с маркой по водонепроницаемости W4.

Остальные элементы и части конструкций, в том числе бетонируемые стыки железобетонных мостов и труб и защитный слой одежды ездового полотна, должны проектироваться из бетона, имеющего марку по водонепроницаемости не ниже W6.

В районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С в железобетонных опорах в зоне переменного уровня воды, в блоках облицовки опор, а также во всех случаях в выравнивающем слое бетона одно- и двухслойной одежды ездового полотна, выполняющем гидроизолирующие функции, должен применяться бетон с маркой по водонепроницаемости не ниже W8.

3.23*. В элементах конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, должны приниматься бетон и защитные покрытия, обладающие стойкостью к такому воздействию, в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85.

РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

3.24*. Расчетные сопротивления бетона разных классов при расчете конструкций мостов и труб по предельным состояниям первой и второй групп должны приниматься по табл. 23*.

Таблица 23*

Вид сопротивления	Условное обозначение	Расчетное сопротивление, Мпа (кгс/см^2), бетона классов по прочности на сжатие
В20	В22,5	В25	В27,5	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
При расчетах по предельным состояниям первой группы
Сжатие осевое (призменная прочность)	Rb	10,5	11,75	13,0	14,3	15,5	17,5	20,0	22,0	25,0	27,5	30,0
Растяжение осевое	Rbr	0,85 8,5	0,90 9,0	0,95 10,0	1,05 10,5	1,10 11,0	1,15 12,0	1,15 13,0	1,30 13,5	1,40 14,0	1,45 14,5	1,50 15,5
При расчетах по предельным состояниям второй группы
Сжатие осевое (призменная прочность)	Rb.ser	15,0	16,8	18,5	20,5	22,0	25,5	29,0	32,0	36,0	39,5	43,0
Растяжение осевое	Rbt.ser	1,40 14,5	1,50 15,5	1,60 16,5	1,70 17,5	1,80 18,5	1,95 20,0	2,10 21,5	2,20 22,5	2,30 23,5	2,40 24,5	2,50 25,5
Скалывание при изгибе	Rb.sh	1,95 20,0	2,30 23,5	2,50 25,5	2,75 28,0	2,90 29,5	3,25 33,0	3,60 37,0	3,80 39,0	4,15 42,5	4,45 45,5	4,75 48,5
Сжатие осевое (призменная прочность) для расчетов по предотвращению образования в конструкциях продольных трещин:
при предварительном напряжении и монтаже	Rb.mc1	-	-	13,7	15,2	16,7	19,6	23,0	26,0	29,9	32,8	36,2
на стадии эксплуатации	Rb.mc2	8,8	10,3	11,8	13,2	14,6	16,7	19,6	22,0	25,0	27,5	30,0

Примечание*. Значения R_b.ser и R_bt.ser равны нормативным сопротивлениям бетона соответственно R_bn и R_bt.n.

Расчетные сопротивления бетона на непосредственный срез R_b.cut при расчетах конструкций по предельным состояниям первой группы следует принимать:

для сечений, расположенных в монолитном армированном бетоне, когда не учитывается работа арматуры, - R_b.cut = 0,1 R_b;

для тех же сечений, при учете работы арматуры на срез - по указаниям п. 3.78*;

в местах сопряжения бетона омоноличивания с бетоном сборных элементов при соблюдении требований п. 3.170 - R_b.cut = 0,05 R_b.

Для бетонных конструкций расчетные сопротивления сжатию R_b и R_b.mc2 необходимо принимать на 10 % ниже значений, указанных в табл. 23*, а для непосредственного среза - R_b.cut = 0,05 R_b.

Расчетные сопротивления монолитного бетона класса В20 во внутренних полостях (в ядре) круглых оболочек опор допускается в расчетах повышать на 25 %.

3.25. Расчетные сопротивления бетона, приведенные в п. 3.24* и в табл. 23*, в соответствующих случаях следует принимать с коэффициентами условий работы согласно табл. 24.

Таблица 24

Фактор, обусловливающий введение коэффициента условий работы	Коэффициент условий работы	Расчетное сопротивление бетона, к которому вводится коэффициент	Значение коэффициента условий работы
1. Многократно повторяющаяся нагрузка	mb1	Rb	По п. 3.26
2. Бетонирование в вертикальном положении сжатых элементов с площадью поперечного сечения 0,3 м^2 и менее	mb4	Rb	0,85
3. Влияние двухосного напряженного состояния при поперечном обжатии бетона	mb6	Rb, Rb.sh	По п. 3.27
4. Работа конструкции в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С при отсутствии водонасыщения бетона	mb7	Rb	0,9
5. Попеременное замораживание и оттаивание бетона, находящегося в водонасыщенном состоянии в конструкциях, эксплуатируемых в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, °С:
минус 40 и выше	mb8	Rb	0,9
ниже минус 40	mb8	Rb	0,8
6. Работа конструкций, не защищенных от солнечной радиации, в климатическом подрайоне IV А согласно СНиП 2.01.01-82	mb9	Rb, Rbt	0,85
7. Наличие в составных конструкциях:
бетонируемых стыков	mb10	Rb	По п. 3.28 и табл. 27
клееных стыков	mb10	Rb	По п. 3.29
швов на растворе в неармированной кладке	mb10	Rb	По п. 3.30
8. Расчет элементов в стадии эксплуатации по предельным состояниям второй группы:
а) на косой изгиб и косое внецентренное сжатие	mb13	Rb.mc2	1,1
б) на кручение	mb14	Rb.sh	1,15
в) на скалывание по плоскости сопряжения бетона омоноличивания с бетоном конструкции	mb15	Rb.sh	0,5

3.26*. При многократно повторяющихся нагрузках, действующих на элементы, подлежащие расчету на выносливость, расчетные сопротивления бетона сжатию в расчетах на выносливость следует определять по формуле

R_bf = m_b1 R_b = 0,6 b_b e_b R_b, (40)

где m_b1 - коэффициент условий работы;

R_b - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию при расчетах по предельным состояниям первой группы (см. табл. 23*);

b_b - коэффициент, учитывающий рост прочности бетона во времени и принимаемый по табл. 25;

e_b - коэффициент, зависящий от асимметрии цикла повторяющихся напряжений и принимаемый по табл. 26.

Таблица 25

Класс бетона по прочности на сжатие	В27,5 и ниже	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
bb	1,34	1,31	1,28	1,26	1,24	1,22	1,21	1,20

Таблица 26

Коэффициент цикла повторяющихся напряжений rb	0,1 и менее	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6 и более
eb	1,00	1,05	1,10	1,15	1,20	1,24

3.27. В расчетах предварительно напряженных конструкций при поперечном их обжатии напряжением s_by к расчетным сопротивлениям бетона осевому сжатию R_b скалыванию при изгибе R_b.sh и непосредственному срезу R_b,cut следует вводить коэффициенты условий работы m_b6, равные:

а) для R_b:

m_b6 = 1,1 - если 0,1 R_b £ s_by £ 0,2 R_b;

m_b6 = 1,2 - при напряжениях s_by = 0,6 R_b, которые представляют собой максимальную величину, учитываемую в расчетах;

б) для R_b,sh и R_b,cut:

- при s_by £ 0,98 МПа (10 кгс/см²);

- при s_by = 2,94 МПа (30 кгс/см²);

для промежуточных значений s_by коэффициенты условий работы бетона принимают по интерполяции.

3.28. При расчете составных по длине конструкций с бетонируемыми стыками значения коэффициента условий работы m_b10, учитывающего разницу в прочности бетона конструкции и материала заполнения стыкового шва на каждой стадии работы стыка, следует принимать в зависимости от толщины шва b и отношения прочности бетона (раствора) в стыке (шве) R_bj к прочности бетона в блоках конструкции R_b,con по табл. 27.

При толщине частей блока менее 120 мм, а также при наличии в теле блока отверстий для пропуска напрягаемой арматуры значения m_b10 для стыка с толщиной шва от 20 до 40 мм следует принимать как для шва толщиной 70 мм, для шва толщиной 70 мм - как для шва толщиной 200 мм.

Таблица 27

Толщина шва, мм	Коэффициент условий работы mb10 при отношениях Rbj/Rb,con
0,2 и менее	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
От 20 до 40	0,70	0,76	0,82	0,88	0,94	1,0	1,0	1,0	1,0
	0,50	0,58	0,65	0,72	0,80	0,85	0,90	0,95	1,0
200 и более	0,20	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	1,0

3.29. Составные конструкции по длине пролетных строений с клееными стыками следует проектировать такими, чтобы они были способны нести монтажные нагрузки при неотвержденном клее.

В расчетах составных конструкций по длине с клееными стыками коэффициент условий работы m_b10, вводимый к расчетным сопротивлениям бетона блоков и учитывающий снижение прочности конструкции до отверждения клея, следует принимать в зависимости от вида поверхности бетона торцов блоков: при рифленой - 0,90, при гладкой - 0,85.

Для клееных стыков, расстояния между которыми менее наибольшего размера сечения, а также для стыков вставных диафрагм указанные значения m_b10 следует уменьшать на 0,05.

Для клееных стыков с отвержденным клеем следует принимать m_b10 = 1.

3.30. При расчете неармированной кладки из бетонных блоков на растворе к расчетным сопротивлениям бетона, принимаемым для бетонных конструкций в соответствии с п. 3.24*, следует вводить коэффициенты условий работы m_b10, равные:

0,85 - при классах бетона блоков В20 и В22,5;

0,75 - ««««В25-В35;

0,70 - ««««В40 и выше.

Толщина швов кладки при этом не должна быть свыше 1,5 см, а раствор в швах должен иметь прочность в 28-дневном возрасте не ниже 19,6 МПа (200 кгс/см²).

3.31*. При изготовлении предварительно напряженных конструкций обжатие бетона допускается при его прочности не ниже установленной для проектного класса.

Расчетные сопротивления бетона для назначения передаточной прочности следует определять по табл. 23* путем интерполяции значений, относящихся к близким классам бетона.

Прочность бетона к моменту передачи на него полного усилия с напрягаемой арматуры и при монтаже следует назначать, как правило, не менее прочности, соответствующей классу бетона по прочности В25.