Расчет железобетонной плиты фундамента по раскрытию нормальных трещин. Раскрытие трещин в бетоне сп

Пособие «Пособие по обследованию строительных конструкций зданий»

АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ»

ПОСОБИЕ ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

Москва – 2004

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗДАНИЯ

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПОМЕЩЕНИЙ

3.1. Основные факторы, характеризующие воздушную среду помещений

3.2. Измерение показателей воздушной среды

3.3. Исследование терморадиационного режима помещений производственных зданий

3.4. Освещенность помещений

3.5. Исследование химической агрессивности производственной среды

4. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ КАЧЕСТВАМ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, ПРОГИБОВ И ДЕФОРМАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ

5.1. Обмерные работы

5.2. Измерения прогибов и деформаций

5.3. Методы и средства наблюдения за трещинами

6. ОБСЛЕДОВАНИЕ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

6.1. Определение технического состояния конструкций по внешним признакам

6.2. Определение степени коррозии бетона и арматуры

6.3. Определение прочности бетона механическими методами

6.4. Ультразвуковой метод определения прочности бетона

6.5. Определение толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры

6.6. Определение прочностных характеристик арматуры

6.7. Определение прочности бетона путем лабораторных испытаний

7. ОБСЛЕДОВАНИЕ КАМЕННЫХ И АРМОКАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

7.1. Особенности работы и разрушения конструкций

7.2. Определение технического состояния каменных конструкций по внешним признакам

7.3. Определение прочности каменных конструкций

8. ОБСЛЕДОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

8.1. Определение технического состояния конструкций по внешним признакам

8.2. Оценка коррозионных повреждений стальных конструкций

8.3. Обследование сварных, заклепочных и болтовых соединений

8.4. Определение качества стали конструкций

9. ОБСЛЕДОВАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

9.1. Особенности эксплуатационных качеств деревянных конструкций

9.2. Основные признаки, характеризующие техническое состояние конструкций

9.3. Оценка технического состояния конструкций

10. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

10.1. Цепь и задачи теплотехнических обследований

10.2. Измерение температур

10.3. Измерение солнечной радиации

10.4. Измерение тепловых потоков

10.5. Определение теплозащитных качеств ограждающих конструкций

10.6. Определение влажностного состояния ограждающих конструкций

10.7. Определение воздухопроницаемости ограждающих конструкций

11. ОБСЛЕДОВАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

11.1. Наружные стены

11.2. Покрытия и кровли

11.3. Полы

11.4. Светопрозрачные конструкции

12. ОБСЛЕДОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ И ОСНОВАНИЙ

12.1. Состав работ

12.2. Отрывка шурфов для обследования фундаментов

12.3. Определение технического состояния фундаментов

12.4. Определение вертикальных и горизонтальных перемещений и кренов оснований и фундаментов

13. ОСОБЕННОСТИ ОБСЛЕДОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ, ПОВРЕЖДЕННЫХ ПОЖАРОМ

13.1. Общие положения

13.2. Предварительное обследование зданий, подвергшихся воздействию пожара

13.3. Детальное обследование конструкций зданий, подвергшихся воздействию пожара

14. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОБСЛЕДОВАНИЙ

15. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ОБСЛЕДОВАНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ I ПРИМЕРНАЯ СТРУКТУРА ОТЧЕТА (ЗАКЛЮЧЕНИЯ)

ПРИЛОЖЕНИЕ II ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ВНЕШНИМ ПРИЗНАКАМ ДЕФЕКТОВ И ПОВРЕЖДЕНИЙ

Таблица II-1 Оценка технического состояния железобетонных конструкций по внешним признакам

Таблица II-2 Оценка технического состояния каменных конструкций по внешним признакам

Таблица II-3 Оценка технического состояния стальных конструкций по внешним признакам

ПРИЛОЖЕНИЕ III ОПТИМАЛЬНЫЕ И ДОПУСТИМЫЕ НОРМЫ ТЕМПЕРАТУРЫ, ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯХ ГРАЖДАНСКИХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Таблица III-1 Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей золе производственных помещений

Таблица III-2 Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений в холодный и переходные периоды года

Таблица III-3 Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещении с избытками явного тепла в теплый период года

Таблица III-4 Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещении жилых зданий и общежитий

Таблица III-5 Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне общественных зданий

ПРИЛОЖЕНИЕ IV ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ИНСТРУМЕНТОВ И ПРИБОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ И ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ (МИКРОКЛИМАТА) ПОМЕЩЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ V АКТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗДАНИЯ, ПОВРЕЖДЕННОГО ПОЖАРОМ

ЛИТЕРАТУРА, ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА И РЕКОМЕНДУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В КАЧЕСТВЕ СПРАВОЧНЫХ

ПОСОБИЕ содержит методы обследования производственной среды и технического состояния строительных конструкций зданий различного функционального назначения.

Приводятся состав работ и порядок обследования, факторы и признаки, характеризующие состояние конструкций. Рассмотрены методы обследования железобетонных, металлических, деревянных конструкции, а также особенности обследования отдельных видов ограждающих конструкций. Изложены методы измерения прогибов и деформаций строительных конструкций, методы и средства наблюдения за трещинами. Приводится порядок отбора проб и образцов материалов для лабораторных испытаний. Указаны приборы и оборудование для определения физико-технических характеристик материалов и конструкций, уделено большое внимание методам обследований строительных конструкций и зданий, поврежденных пожаром.

Содержатся основные правила техники безопасности при обследовании производственной среды и строительных конструкций зданий.

ПОСОБИЕ предназначено для специалистов и инженерно-технических работников, занятых обследованиями производственной среды и технического состояния строительных конструкций реконструируемых и эксплуатируемых зданий. Оно может служить практическим пособием по повышению квалификации специалистов и при предлицензионном их обучении.

Пособие одобрено Департаментом развития научно-технической политики и проектно-изыскательских работ Минстроя России.

Настоящая редакция пособия разработана руководителем Центра технической диагностики и обеспечения безопасности зданий и сооружений ЦНИИпромзданий профессором А.Г. Гиндояном при участии инж. В.В. Канунникова.

Замечания и предложения просьба направлять по адресу:

127238, Москва, Дмитровское шоссе, 46, к. 2. ЦНИИпромзданий, Центр технической диагностики и обеспечения безопасности зданий и сооружений.

Исследование производственной среды и технического состояния строительных конструкций является самостоятельным направлением строительной деятельности, охватывающим комплекс вопросов, связанных с созданием в зданиях нормальных условий труда и жизнедеятельности людей и обеспечением эксплуатационной надежности зданий, с проведением ремонтно-восстановительных работ, а также с разработкой проектной документации по реконструкции зданий и сооружений.

Дальнейшее развитие нормативной базы проектирования, технической эксплуатации и особенно противопожарных мероприятий, а также совершенствование проектных решений зданий и сооружений требуют систематического накопления, обобщения и анализа данных о долговечности и эксплуатационной надежности зданий и сооружений и их строительных конструкций. Наиболее достоверным методом получения таких сведений являются натурные обследования.

Объем проводимых обследований зданий и сооружений увеличивается с каждым годом, что является следствием ряда факторов: физического и морального их износа, перевооружения и реконструкции производственных зданий промышленных предприятий, реконструкции малоэтажной старой застройки, изменения форм собственности и резкого повышения цен на недвижимость, земельные участки и др. Особенно важно проведение обследований после разного рода техногенных и природных воздействий (пожары, землетрясения и т.п.), при реконструкции старых зданий и сооружений, что часто связано с изменением действующих нагрузок, изменением конструктивных схем и необходимостью учета современных норм проектирования зданий.

Исключительно важное значение имеют обследование и оценка технического состояния строительных конструкций и зданий, в целом поврежденных пожаром, и установление причин недостаточной эффективности противопожарных мероприятий.

В процессе эксплуатации зданий вследствие различных причин происходят физический износ строительных конструкций, снижение и потерн их несущей способности, деформации как отдельных элементов, так и здания в целом. Для разработки мероприятий по восстановлению эксплуатационных качеств конструкций, необходимо проведение их обследовании с целью выявления причин преждевременного износа понижения их несущей способности.

В настоящее время обследованиями производственной среды и технического состояния зданий и сооружений в том или ином объеме занимаются разные организации, акционерные общества и т.п., большинство из которых ранее не занималось этим видом строительной деятельности. В результате нередко появляются работы невысокого качества, слабо отражающие современные достижения в области строительной техники и средств измерений.

Практически не ведется обобщение результатов обследований, проводимых даже специализированными организациями, что отрицательно сказывается на дальнейшем совершенствовании объемно-планировочных и конструктивных решений зданий и сооружений.

В настоящее время разработано большое количество государственных стандартов, инструкций и рекомендаций по определению отдельных физико-технических характеристик строительных материалов и конструкций как в натурных, так и лабораторных условиях. Однако практически отсутствуют работы, охватывающие весь комплекс вопросов, связанных с обследованиями состояния производственной среды (микроклимата) и эксплуатационных качеств (прочностных, теплотехнических и др.) как отдельных конструкций, так и зданий в целом, а литература по современным методам обследований зданий крайне ограничена.

Отсутствие унифицированных методик и приемов обследований в значит

files.stroyinf.ru

Расчет железобетонной плиты фундамента по раскрытию нормальных трещин (СП)

Цель: Проверка расчета ширины раскрытия трещин в постпроцессоре «Железобетон» вычислительного комплекса SCAD

Задача: Проверить правильность анализа раскрытия нормальных трещин.

Ссылки:

1. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003), 2005, с. 155-157.

2. Перельмутер М.А., Попок К.В., Скорук Л.Н. Расчет ширины раскрытия нормальных трещин по СП 63.13330.2012, Бетон и железобетон , 2014, №1, с.21-22.

Файл с исходными данными:

SCAD 43 SP.sprотчет – SCAD 43 SP-2003.doc

Соответствие нормативным документам: СП 52-101-2003.

Исходные данные:

b×h = 1150×300 мм	Размеры сечения плиты
а = 42 мм	Расстояние до ц.т. растянутой арматуры
Asw = 923 мм2 (6Ø14)	Площадь сечения растянутой арматуры
Мl = 50 кНм	Изгибающий момент в расчетном сечении от постоянных и длительных нагрузок
Мsh = 10 кНм	Изгибающий момент от кратковременных нагрузок
Класс бетона В15
Класс арматуры А400

Результаты расчета SCAD:

Макс. 0 ТПривязка 0 м

Макс. 0 кН*мПривязка 0 м

Макс. 60 кН*мПривязка 0,02 м

Макс. 0 ТПривязка 0 м

Длина стержня 1 мДлина гибкой части 1 мЗагружение L1 - "Момент"

Конструктивная группа Балка

Коэффициент надежности по ответственности γn = 1Тип элемента - ИзгибаемыйНапряженное состояние - Одноосный изгибМаксимальный процент армирования 10

Коэффициенты учета сейсмического воздействия

Нормальные сечения	0
Наклонные сечения	0

Расстояние до ц.т. арматуры

мм

Арматура

Класс

Коэффициент условий работы

Продольная	A400	1
Поперечная	A240	1

Бетон

Вид бетона: ТяжелыйКласс бетона: B15

Коэффициенты условий работы бетона

γb1	учет нагрузок длительного действия	1
γb2	учет характера разрушения	1
γb3	учет вертикального положения при бетонировании	1
γb4	учет замораживания/оттаивания и отрицательных температур	1

Влажность воздуха окружающей среды - 40-75%ТрещиностойкостьОграниченная ширина раскрытия трещинТребования к ширине раскрытия трещин выбираются из условия сохранности арматурыДопустимая ширина раскрытия трещин: Непродолжительное раскрытие 0,4 мм Продолжительное раскрытие 0,3 мм

Конструктивная группа Балка. Элемент № 1

Длина элемента 1 м

Заданное армирование

Участок

Арматура

Сечение

S1 - 6Ø14

Результаты расчета

Участок

Коэффициент использования

Проверка

Проверено по СНиП

0,97

Ширина раскрытия трещин (длительная)

п.п. 7.2.3, 7.2.4, 7.2.12

Сравнение решений

Проверка	ширина раскрытия трещин (длительная)
Пособие	0,306/0,3 = 1,02
SCAD	0,97
Отклонение, %	4,9 %

Комментарии

Значение полного момента, действующего в сечении, М = Ml + Msh = 50 + 10 = 60 кН∙м, коэффициент длительной части равен Ml /М = 50/60 = 0,833.
Отклонение результатов SCAD от теоретического решения связано с тем, что в SCAD для обеспечения вычислительной устойчивости рассматривается не идеальные диаграммы работы материалов, а диаграммы, в которых горизонтальная часть графика σ(ε) имеет небольшой наклон.

scadsoft.com

Трещины в бетоне: причины появления, способы заделки

Бетонные и железобетонные конструкции, обладая прочностью камня, тем не менее, имеют склонность к растрескиванию. Впоследствии трещины в бетоне становятся причиной сначала частичного, а впоследствии полного разрушения. Поэтому обнаружив растрескивание бетона, необходимо как можно быстрее, используя информацию данной статьи выполнить ремонт.

СодержаниеСвернуть

трещины в бетоне

Трещины в бетоне: причины появления

Для лучшего понимания технологий ремонта трещин, необходимо рассмотреть виды и причины их появления данных дефектов. Трещины в бетоне классифицируют по следующим факторам:

Глубина повреждения: волосяные, сквозные, поверхностные.
Направление трещин: вертикальные, наклонные, горизонтальные, криволинейные и замкнутые.
Тип разрушения бетона: сдвиг, срез, разрыв, смятие.

Причины, по которым бетонный материал начинает разрушаться:

Усадка. Усадочные трещины в бетоне являются результатом неправильных пропорций компонентов при приготовлении раствора или неправильным уходом за свежезалитой конструкцией. Этот вид повреждений появляется в отсутствие нагрузки и характеризуется: небольшим раскрытием (до 2 мм), равномерным распределением по всей длине конструкции.
Перепады температуры. При длине бетонной конструкции 100 метров, изменение температуры окружающей среды на 1 градус Цельсия вызывает изменение линейных размеров примерно на 1 миллиметр. В связи с тем, что в течение суток перепады температуры могут достигать 15 и более градусов, бетон растрескивается. Для устранения этого вредного явления используется технология «температурных швов». При этом расстояние между температурными швами рассчитывается индивидуально в зависимости от габаритов конструкции и других факторов.
Осадка. Неравномерная осадка бетонных фундаментов и стен несет серьезную опасность для только что построенных сооружений. Осадка является причиной самых «нехороших» наклонных трещин. Для предотвращения неравномерной осадки, следует строго соблюдать технологию подготовки грунта и возводить коробку здания (нагружать фундамент) после естественной осадки – через 12 месяцев после заливки.
Пучение. Явление пучения грунта происходит в зимний период. Промерзший грунт старается «вытолкнуть» здание из земли, в результате чего могут образоваться очень серьезные разрушения. Как показывает практика, линейные перемещения здания в результате пучения могут достигать 15 сантиметров. Предупредить образование трещин от пучения можно правильной глубиной заделки фундамента ниже уровня максимального промерзания грунта в данной местности.
Коррозия стальной арматуры и неправильное армирование. В соответствии с законами химии, корродированный металл увеличивается в объеме и соответственно начинает «рвать» бетон. Также к появлению трещин может привести неправильный расчет арматурного пояса.

Ремонт трещин в бетоне

Ширина раскрытия трещин в бетоне регламентирована действующим нормативным документом СНиП 52-01-2003. Трещины в бетоне снип допускает в следующих пределах:

Исходя из условия сохранности армирования: до 0,3 мм при продолжительном раскрытии и до 0,4 мм при непродолжительном раскрытии.
Исходя из условия проницаемости бетона: до 0,2 мм при продолжительном раскрытии и до 0,3 мм при непродолжительном раскрытии.
Для масштабных гидротехнических сооружений: до 0,5 мм.

Трещины в бетоне - причины и как устранить?

Волосяные трещины в бетоне, который уже схватился и затвердел можно устранить металлической щеткой. Заделку трещин в бетоне, который еще не начал схватываться и твердеть, можно двумя способами: дополнительной вибрацией до устранения повреждений, либо использовать цементно–песчаный раствор, приготовленный в соотношении 1 часть портландцемента, 3 части песка (раствор втирают в дефекты мастерком или шпателем).

Средства для заделки трещин

Герметизацию трещин в бетоне, который уже полностью схватился и застыл, и заделка трещин в бетоне на улице производится специальными ремонтными составами. Наиболее популярные ремонтные составы для трещин в бетоне:

Бетонный состав. Считается наиболее предпочтительным для устранения широких и обширных повреждений. Для приготовления бетонного ремонтного состава используют песок и напрягающий цемент с малой энергией самонапряжения (НЦ20). Затворителем выступает бутадиен-стирольный латекс обеспечивающий водонепроницаемость и адгезию к основанию. Соотношение цемента и песка, а также крупность песка зависят от габаритов повреждения. 1:1 для трещин шириной до 0,3 мм (максимально мелкий песок или доломитовая мука), 1:2 для дефектов от 0,3 до 3 мм (песок с величиной фракции до 0,1 мм), и 1:3 для повреждений шириной более 3 мм (речной песок крупностью фракции 1,5 мм). Количество затворителя принимается 40-45% от веса цемента.
Состав на основе эпоксидной смолы ЭД-20, отвердителя ИМТГФА и песка (доломитовой муки или известняковой муки. Смолу смешивают с отвердителем в соотношении согласно прилагаемой инструкции. Далее в состав добавляют мелкий песок в соотношении 1 часть смолы и 1 часть песка по объему и производят наполнение трещины любым удобным способом: шпателем, мастерком или ножом.
Жидкое стекло. Жидкое стекло для заделки трещин в бетоне используется в смеси с цементом и песком в качестве затворителя. По сути, жидкое стекло является бюджетным аналогом эпоксидной смолы и перед смешиванием с цементом и песком разбавляется в пропорции 1 часть жидкого стекла к 2 частям воды.
Специальный ремонтный состав для заделки трещин в бетоне, предлагаемый производителями и торговыми сетями: «РЕПЕР», Lugato 5-Minuten Mortel (Schneller Mortel) и «Клей Константа Гранито».

ремонт трещин в бетонной стене

Ремонт трещин в бетоне инъекционным методом «идет» отдельным методом, потому что требует наличия специального технологического оборудования и специальных материалов.

Техническая суть метода инъектирования трещин заключается в нагнетании в трещины составы на основы полимеров или цементных смесей со специальными присадками. В этом случае смесь для заделки трещин в бетоне, заполняет все уголки повреждений и надежно герметизирует конструкцию.

Заключение

Если рассматривать актуальную проблему, чем можно заделать трещины в бетоне, можно отметить следующие основные принципы. Трещины должны быть тщательно расшиты и очищены под ремонт, а ремонтные составы должны отвечать требованиям климатических условий, водонепроницаемости и минимальной усадки после полимеризации или отвердения.

cementim.ru

Расчет железобетонной плиты фундамента по раскрытию нормальных трещин

Рис. 1. Расчетное сечение элемента

Цель: Проверка расчета ширины раскрытия трещин.

Задача: Проверить правильность анализа раскрытия нормальных трещин.

Ссылки:

2. М.А. Перельмутер, К.В. Попок, Л.Н. Скорук, Расчет ширины раскрытия нормальных трещин по СП 63.13330.2012, Бетон и железобетон , 2014, №1, с.21,22

Файл с исходными данными:

Example 43.SAVотчет – Arbat 43.doc.

Соответствие нормативным документам: СП 52-101-2003, СП 63.13330.2012.

Исходные данные:

b×h = 1150×300 мм	Размеры сечения плиты
а = 42 мм	Расстояние от центра тяжести арматуры до сжатого края сечения
As = 923 мм2 (6Ø14)	Площадь сечения арматуры
Ml = 50 кН∙м	Момент в расчетном сечении от постоянных и длительных нагрузок
Msh = 10 кН∙м	Момент от кратковременных нагрузок
Класс бетона В15Класс арматуры А400

Исходные данные АРБАТ:Коэффициент надежности по ответственности γn = 1Коэффициент надежности по ответственности (2-е предельное состояние) = 1

Длина элемента 1 мКоэффициент расчетной длины в плоскости XoY 1Коэффициент расчетной длины в плоскости XoZ 1Случайный эксцентриситет по Z принят по СНиП 52-01-2003 (Россия)Случайный эксцентриситет по Y принят по СНиП 52-01-2003 (Россия)Конструкция статически неопределимаяПредельная гибкость - 200

Сечение

b = 1150 ммh = 300 ммa1 = 35 ммa2 = 35 мм

S1 - 6Ø14

Арматура	Класс	Коэффициент условий работы
Продольная	A400	1
Поперечная	A240	1

БетонВид бетона: ТяжелыйКласс бетона: B15

Коэффициенты условий работы бетона

γb1	учет нагрузок длительного действия	1
γb2	учет характера разрушения	1
γb3	учет вертикального положения при бетонировании	1
γb4	учет замораживания/оттаивания и отрицательных температур	1

Влажность воздуха окружающей среды - 40-75%

ТрещиностойкостьОграниченная ширина раскрытия трещинТребования к ширине раскрытия трещин выбираются из условия сохранности арматурыДопустимая ширина раскрытия трещин: Непродолжительное раскрытие 0,4 мм Продолжительное раскрытие 0,3 мм

Усилия

N = 0 кНMy = 60 кН*мQz = 0 кНMz = 0 кН*мQy = 0 кНT = 0 кН*мКоэффициент длительной части 0,83333

Теоретическое решение:

При теоретическом расчете [2] по нелинейной деформационной модели при определении напряжения σs получено эпюры распределения деформаций ε и напряжений σ в бетоне, показанные на рис. 2. Этим эпюрам соответствуют следующие значения внутренней продольной силы N и изгибающего момента M

N = 0,00439 кН ≈ 0;M = 50,096 ≈ 50 кНм.

Имеет место равновесие между внутренними и внешними усилиями. При этом решении напряжение в растянутой арматуре σs=236,692 МПа.

Рис. 2. Эпюры деформаций ε и напряжений σ (для определения σs)

Аналогично, решая задачу об определении момента трещинообразования, мы получим следующие эпюры (рис. 3), которые удовлетворяют требованиям п. 8.2.14 СП 63.13330.2012.

Рис. 3. Эпюры деформаций ε и напряжений σ (для определения σs,crc)

В соответствии с этими эпюрами Mcrc= 36,244 кН∙м, σs,скс = 22,651 МПа.

На основании формулы (1) (формулы (8.128) СП 63.13330.2012) мы получаем acrc=0,306 мм.

\[ a_{crc} =\varphi_{1} \cdot \varphi_{2} \cdot \varphi_{3} \cdot \psi_{s} \cdot \frac{\sigma_{s} }{E_{s} }\cdot l_{s} . \]

Сравнение решений

Проверка	ширина раскрытия трещин (длительная)
Теория	0,306/0,3 = 1,02
АРБАТ	0,974
Отклонение, %	4,51%

Комментарии

В АРБАТ необходимо ввести длину элемента и класс поперечной арматуры. Т.к. в задаче они не определены, использованы данные соответственно 1 м и А240.
Значение защитного слоя равно a – d/2 = 42 – 14/2 = 35 мм.
Значение полного момента, действующего в сечении, М = Ml + Msh = 50 + 10 = 60 кН∙м, коэффициент длительной части равен Ml /М = 50/60 = 0,833.
В Пособии [1] получена ширина раскрытия трещин, равная 0.227 мм. Столь значительное расхождение с приведенным теоретическим решением объясняется использованием подхода, основанного на предельных усилиях, вместо нелинейной деформационной модели (см. [2]).
Отклонение результатов АРБАТ от теоретического решения связано с тем, что в АРБАТ для обеспечения вычислительной устойчивости рассматриваются не идеальные диаграммы работы материалов, а диаграммы, в которых горизонтальная часть графика σ(ε) имеет небольшой наклон.

scadsoft.com