2015-06-26
4841
Нормативные значения прочностных характеристик бетона
2.1.2.1 Основными прочностными характеристиками бетона являются нормативные значения:
- сопротивления бетона осевому сжатию 
;
- сопротивления бетона осевому растяжению 
.
Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) и осевому растяжению (при назначении класса бетона по прочности на сжатие) принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно таблице 1.
При назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение В 
нормативные значения сопротивления бетона осевому растяжению принимают равными числовой характеристике класса бетона на осевое растяжение.
Расчетные значения прочностных характеристик бетона
2.1.2.2 Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию 
и осевому растяжению 
определяют по формулам:
, (1)
. (2)
Значения коэффициента надежности по бетону при сжатии 
принимают равными:
1,3 - для предельных состояний по несущей способности (первая группа);
1,0 - для предельных состояний по эксплуатационной пригодности (вторая группа).
Значения коэффициента надежности по бетону при растяжении 
принимают равными:
1,5 - для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на сжатие;
1,3 - для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение;
1,0 - для предельных состояний по эксплуатационной пригодности.
Расчетные значения сопротивления бетона , , 
, 
(с округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение приведены: для предельных состояний первой группы в таблицах 2 и 3, второй группы - в таблице 1.
Таблица 1
| Вид сопротивления | Нормативные значения сопротивления бетона и и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй группы и , МПа, при классе бетона по прочности на сжатие | |||||||||
| В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | |
| Сжатие осевое (призменная прочность) , | 11,0 | 15,0 | 18,5 | 22,0 | 25,5 | 29,0 | 32,0 | 36,0 | 39,5 | 43,0 |
| Растяжение осевое , | 1,1 | 1,35 | 1,55 | 1,75 | 1,95 | 2,1 | 2,25 | 2,45 | 2,6 | 2,75 |
Таблица 2
| Вид сопротивления | Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы и , МПа, при классе бетона по прочности на сжатие | |||||||||
| В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | |
| Сжатие осевое (призменная прочность) | 8,5 | 11,5 | 14,5 | 17,0 | 19,5 | 22,0 | 25,0 | 27,5 | 30,0 | 33,0 |
| Растяжение осевое | 0,75 | 0,9 | 1,05 | 1,15 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 |
Таблица 3
| Вид сопротивления | Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы , МПа, при классе бетона по прочности на осевое растяжение | ||||||
| В 0,8 | В 1,2 | В 1,6 | В 2,0 | В 2,4 | В 2,8 | В 3,2 | |
| Растяжение осевое | 0,62 | 0,93 | 1,25 | 1,55 | 1,85 | 2,15 | 2,45 |
2.1.2.3 В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на коэффициенты условий работы 
, учитывающие особенности работы бетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т.д.).
Влияние длительности действия статической нагрузки учитывается коэффициентом условий работы бетона 
, вводимым к расчетным значениям сопротивлений и и принимаемым равным:
=1,0 - при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки;
=0,9 - при продолжительном (длительном) действии нагрузки.
Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур учитывают коэффициентом условий работы бетона 
1,0. Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше, принимают коэффициент 
=1,0. В остальных случаях значения коэффициента принимают в зависимости от назначения конструкции и условий окружающей среды согласно специальным указаниям.
Деформационные характеристики бетона
2.1.2.4 Основными деформационными характеристиками бетона являются значения:
- предельных относительных деформаций бетона при осевом сжатии и растяжении (при однородном напряженном состоянии бетона) 
и 
;
- начального модуля упругости 
;
- коэффициента (характеристики) ползучести 
;
- коэффициента поперечной деформации бетона (коэффициента Пуассона) 
;
- коэффициента линейной температурной деформации бетона 
.
2.1.2.5 Значения предельных относительных деформаций бетона принимают равными:
при непродолжительном действии нагрузки
=0,002 - при осевом сжатии;
=0,0001 - при осевом растяжении;
при продолжительном действии нагрузки - по таблице 6 в зависимости от относительной влажности окружающей среды.
2.1.2.6 Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие В согласно таблице 4.
Таблица 4
Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении , МПа·10  , при классе бетона по прочности на сжатие | |||||||||
| В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 |
| 24,0 | 27,5 | 30,0 | 32,5 | 34,5 | 36,0 | 37,0 | 38,0 | 39,0 | 39,5 |
При продолжительном действии нагрузки значения начального модуля деформаций бетона определяют по формуле
, (3)
где - коэффициент ползучести, принимаемый согласно п.2.1.2.7.
2.1.2.7 Значения коэффициента ползучести бетона принимают в зависимости от условий окружающей среды (относительной влажности воздуха) и класса бетона. Значения коэффициента ползучести бетона приведены в таблице 5.
Таблица 5
| Относительная влажность воздуха окружающей среды, % | Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие | |||||||||
| В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | |
| Выше 75 | 2,4 | 2,0 | 1,8 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1,0 |
| 40-75 | 3,4 | 2,8 | 2,5 | 2,3 | 2,1 | 1,9 | 1,8 | 1,6 | 1,5 | 1,4 |
| Ниже 40 | 4,8 | 4,0 | 3,6 | 3,2 | 3,0 | 2,8 | 2,6 | 2,4 | 2,2 | 2,0 |
| Примечание - Относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СНиП 23-01 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства. |
2.1.2.8 Значение коэффициента поперечной деформации бетона допускается принимать =0,2.
2.1.2.9 Значение коэффициента линейной температурной деформации бетона при изменении температуры от минус 40 °С до плюс 50 °С принимают =1·10 
°С 
.
Диаграммы состояния бетона
2.1.2.10 В качестве расчетных диаграмм состояния бетона, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями, принимают трех- и двухлинейную диаграммы (рисунок 1).
а - трехлинейная; б - двухлинейная
Рисунок 1 - Диаграммы состояния сжатого бетона
Диаграммы состояния бетона используют при расчете железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели.
2.1.2.11 При трехлинейной диаграмме (рисунок 1, а) сжимающие напряжения бетона 
в зависимости от относительных деформаций укорочения бетона 
определяют по формулам:
при 
, (4)
при 
; (5)
при 
. (6)
Значения напряжений 
принимают:
,
а значения относительных деформаций 
принимают:
.
Значения относительных деформаций 
принимают:
при непродолжительном действии нагрузки =0,0035;
при продолжительном действии нагрузки - по таблице 6.
Значения , и принимают согласно пп.2.1.2.2, 2.1.2.3, 2.1.2.5, 2.1.2.6.
2.1.2.12 При двухлинейной диаграмме (рисунок 1, б) сжимающие напряжения бетона 
в зависимости от относительных деформаций определяют по формулам:
при 
; (7)
при 
. (8)
Значения приведенного модуля деформации бетона 
принимают:
. (9)
Значения относительных деформаций 
равны:
- при непродолжительном действии нагрузки =0,0015;
- при продолжительном действии нагрузки - по таблице 6.
Таблица 6
| Относительная влажность воздуха окружающей среды, % | Относительные деформации бетона при продолжительном действии нагрузки | |||||
| при сжатии | при растяжении | |||||
·10  | ·10 | ·10 | ·10 |  ·10 |  ·10 | |
| Выше 75 | 3,0 | 4,2 | 2,4 | 0,21 | 0,27 | 0,19 |
| 40-75 | 3,4 | 4,8 | 2,8 | 0,24 | 0,31 | 0,22 |
| Ниже 40 | 4,0 | 5,6 | 3,4 | 0,28 | 0,36 | 0,26 |
| Примечание - Относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СНиП 23-01 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства. |
Значения , принимают как в п.2.1.2.11, a - по таблице 1.
2.1.2.13 Растягивающие напряжения бетона 
в зависимости от относительных деформаций 
определяют по диаграммам, приведенным на рисунке 1. При этом расчетные значения сопротивления бетона сжатию заменяют на расчетные значения сопротивления бетона растяжению согласно пп.2.1.2.2, 2.1.2.3; значения начального модуля упругости 
определяют согласно п.2.1.2.6; значения относительной деформации принимают согласно п.2.1.2.5; значения относительной деформации принимают при непродолжительном действии нагрузки =0,00015, при продолжительном действии нагрузки - по таблице 6. Для двухлинейной диаграммы принимают =0,00008 - при непродолжительном действии нагрузки, а при продолжительном - по таблице 6; значения 
определяют по формуле (9), подставляя в нее и .
2.1.2.14. При расчете прочности железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния сжатой зоны бетона используют диаграммы состояния сжатого бетона, приведенные в пп.2.1.2.11 и 2.1.2.12, с деформационными характеристиками, отвечающими непродолжительному действию нагрузки. При этом в качестве наиболее простой используют двухлинейную диаграмму состояния бетона.
2.1.2.15 При расчете образования трещин в железобетонных конструкциях по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния сжатого и растянутого бетона используют трехлинейную диаграмму состояния бетона, приведенную в пп.2.1.2.11 и 2.1.2.13, с деформационными характеристиками, отвечающими непродолжительному действию нагрузки. Двухлинейную диаграмму (пп.2.1.2.12, 2.1.2.13) как наиболее простую используют для определения напряженно-деформированного состояния растянутого бетона при упругой работе сжатого бетона.
2.1.2.16 При расчете деформаций железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели при отсутствии трещин для определения напряженно-деформированного состояния в сжатом и растянутом бетоне используют трехлинейную диаграмму состояния бетона с учетом непродолжительного и продолжительного действия нагрузки. При наличии трещин для определения напряженно-деформированного состояния сжатого бетона помимо указанной выше диаграммы используют, как наиболее простую, двухлинейную диаграмму состояния бетона с учетом непродолжительного и продолжительного действия нагрузки.
2.1.2.17 При расчете раскрытия нормальных трещин по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния в сжатом бетоне используют диаграммы состояния, приведенные в пп.2.1.2.11 и 2.1.2.12, с учетом непродолжительного действия нагрузки. При этом в качестве наиболее простой используют двухлинейную диаграмму состояния бетона.
2.1.2.18 Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур на деформационные характеристики бетона учитывают коэффициентом условий работы 
1,0. Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40 °С и выше, принимают коэффициент 
=1,0. В остальных случаях значения коэффициента принимают в зависимости от назначения конструкций и условий окружающей среды.
