Нормативные и расчетные значения характеристик бетона

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.