Нормативные и расчетные сопротивления бетона: 6.2.3. Нормативные и расчетные сопротивления бетона

Автор

Содержание

Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры.-Энц...

Нормативные и расчетные сопротивления бетона.

Прочностные характеристики бетона обладают изменчивостью. Даже образцы из одной партии бетона покажут при испытаниях разную прочность, что объясняется неоднородностью его структуры и неодинаковыми условиями испытаний. Из всех возможных значений прочности в расчет необходимо вводить такое, которое с необходимой надежностью обеспечило бы безопасную эксплуатацию конструкции.

Согласно СниП «Бетонные и ж/б конструкции» основной характеристикой бетона является его нормативное сопротивление, представляющее прочность бетонного куба с ребром 15см, которая определяет класс бетона по прочности на сжатие – «В».

Нормативное сопротивление бетонной призмы осевому сжатию Rbn (призменная прочность) определяется по нормативному значению кубиковой прочности с учетом зависимости, связывающей призменную и кубиковую прочность. Значения Rbn пнриведены в таблице.

Нормативное сопротивление бетона осевому растяжению Rbtn

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний 1-ой группы Rb и Rbt определяются делением нормативного сопротивления на соответствующие коэффициенты надежности бетона при сжатии bc или при растяженииbt.

Rb=Rbn/bc         Rbt=Rbtn/bt

                Для тяжелого бетона bc=1.3; bt=1.5

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы принимаются равными нормативным сопротивлениям. Это объясняется тем, что наступление предельных состояний 2-ой группы менее опасно, чем 1-ой, поскольку оно не приводит к обрушению сооружений и их элементов.

При расчете бетонных и ж/б конструкций расчетные сопротивлния бетона умножаются на коэффициенты условий работы bi=0.85 – 1.1, учитывающие длительность действия нагрузки, условия изготовления, характер работы.

 

Нормативные и расчетные сопротивления арматуры.

Нормативные и расчетные сопротивления арматуры Rsn принимаются равными:для стержневой арматуры, высокопрочной проволоки и арматурных канатов – пределу текучести; для обыкновенной арматурной проволоки напряжения составляют 0.75 от временного сопротивления разрыву.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению Rs определяются делением нормативного сопротивления на соответствующие коэффициенты надежности по арматуре s.

При расчете по предельным состояниям 2-ой группы значение коэффициентов надежности для всех видов арматуры принято равным 1, то есть расчетные сопротивления численно равны нормативным.

Вопросы для самопроверки.

 

1.     Для чего мы рассчитываем строительные конструкции?

2.     По каким причинам конструкция может потерять свои эксплуатационные качества?

3.     По какому методу рассчитываются строительные конструкции?

4.     Что этот метод гарантирует строительной конструкции?

5.     Охарактеризуйте 1-ю группу предельных состояний.

6.     Охарактеризуйте 2-ю группу предельных состояний.

7.     Что такое нормативная нагрузка?

8.     Что такое нормативная нагрузка?

9.     Что такое расчетная нагрузка?

10.            Для чего вводится коэффициент надежности по нагрузке?

11.            Какие бывают нагрузки?

12.            Какие бывают сочетания нагрузок?

13.            Какие вы знаете классы бетона?

14.            Какие вы знаете классы арматуры?

Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры — Студопедия

Как следует из подзаголовка, в МПС используют нормативные и расчетные сопротивления для бетона и арматуры.

В СНиП приняты нормативные сопротивлениями бетона осевому сжатию (призменная прочность) Rbn и сопротивление осевому растяжению Rbt,n, которые определяются в зависимости от класса бетона по прочности (при обеспеченности 0.95).

Расчетные сопротивления бетона для расчета по первой группе предельных состояний (Rb и Rbt)определяют делением соответствующих нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по бетону: при сжатии gbc=1.3, при растяжении gbt=1.5.

При расчете конструкций расчетные сопротивления бетона уменьшают, а в отдельных случаях увеличивают умножают на соответствующие коэффициенты условий работы бетона gbi, учитывающие следующие факторы - особенности свойств бетонов; длительность действия нагрузки и ее многократную повторяемость, условия, характер и стадию работы конструкции; способ ее изготовления, размеры сечения и т.д..

Расчетные сопротивления бетона для расчета по второй группе предельных состояний принимают равными нормативным значениям (то есть принимают . gbc gbt =gbi=1).


Нормативные сопротивления арматуры Rsn устанавливаются учетом статической изменчивости прочности и принимают равными наименьшему контролируемому значению физического предела текучести sy или условного предела текучести s0.2 (для проволочной арматуры s0.2=0.8su.)

Расчетные сопротивления арматуры растяжению для расчета по первой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по арматуре: Rs = Rsn / gs;

При расчете конструкций расчетные сопротивления арматуры снижают, или в отдельных случаях повышают умножением на соответствующие коэффициенты условий работы

gsi, учитывающие возможность неполного использования ее прочностных характеристик в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки, характером диаграммы растяжения стали, и т.д.

Расчетные сопротивления арматуры для расчета по второй группы предельных состояний устанавливают равными их нормативным значениям.

Общий вид расчетных условий МПС:

Нормативные и расчетные характеристики бетона и арматуры

Основными показателями прочности и деформативности бето­на являются нормативные значения их прочностных и деформаци­онных характеристик.

Основными прочностными характеристиками бетона являются нормативные значения:

  • сопротивления бетона осевому сжатию Rb,n;
  • сопротивления бетона осевому растяжению Rbt,n.

Нормативное значение сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) следует устанавливать в зависимости от нормативного значения прочности образцов-кубов (нормативная кубиковая прочность) для соответствующего вида бетона и контро­лируемого на производстве.

Нормативное значение сопротивления бетона осевому растяже­нию при назначении класса бетона по прочности на сжатие следует устанавливать в зависимости от нормативного значения прочности на сжатие образцов-кубов для соответствующего вида бетона и кон­тролируемого на производстве.

Соотношение между нормативными значениями призменной и кубиковой прочностями бетона на сжатие, а также соотношение между нормативными значениями прочности бетона на растяжение и прочности бетона на сжатие для соответствующего вида бетона следует устанавливать на основе стандартных испытаний.

При назначении класса бетона по прочности на осевое растяже­ние нормативное значение сопротивления бетона осевому растяже­нию принимают равным числовой характеристике класса бетона по прочности на осевое растяжение, контролируемой на производстве.

Основными деформационными характеристиками бетона явля­ются нормативные значения:

  • предельных относительных деформаций бетона при осевом сжатии и растяжении εbo,n и εbto,n ;
  • начального модуля упругости бетона Еb,n.
  • Кроме того, устанавливают следующие деформационные харак­теристики:
  • начальный коэффициент поперечной деформации бетона v;
  • модуль сдвига бетона G;
  • коэффициент температурной деформации бетона αbt;
  • относительные деформации ползучести бетона εсг (или соот­ветствующие им характеристику ползучести φb,cr меру ползу­чести Cb,cr;
  • относительные деформации усадки бетона εshr.

Нормативные значения деформационных характеристик бето­на следует устанавливать в зависимости от вида бетона, класса бе­тона по прочности на сжатие, марки бетона по средней плотности, а также в зависимости от технологических параметров бетона, если они известны (состава и характеристики бетонной смеси, способов твердения бетона и других параметров).

В качестве обобщенной характеристики механических свойств бетона при одноосном напряженном состоянии следует принимать нормативную диаграмму состояния (деформирования) бетона, уста­навливающую связь между напряжениями σb,nbt,n) и продольны­ми относительными деформациями εb,nbt,n) сжатого (растянуто­го) бетона при кратковременном действии однократно приложен­ной нагрузки (согласно стандартным испытаниям) вплоть до их нормативных значений.

Основными расчетными прочностными характеристиками бе­тона, используемыми в расчете, являются расчетные значения со­противления бетона:

  • осевому сжатию Rb;
  • осевому растяжению Rbt.

Расчетные значения прочностных характеристик бетона следу­ет определять делением нормативных значений сопротивления бе­тона осевому сжатию и растяжению на соответствующие коэффи­циенты надежности по бетону при сжатии и растяжении.

Значения коэффициентов надежности следует принимать в за­висимости от вида бетона, расчетной характеристики бетона, рас­сматриваемого предельного состояния, но не менее:

  • для коэффициента надежности по бетону при сжатии:
  1. 1.3 - для предельных состояний первой группы;
  2. 1.0 - для предельных состояний второй группы;
  • для коэффициента надежности по бетону при растяжении:
  1. 1,5 - для предельных состояний первой группы при назначе­нии класса бетона по прочности на сжатие;
  2. 1.3 - то же, при назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение;
  3. 1.0 - для предельных состояний второй группы.

Расчетные значения основных деформационных характеристик бетона для предельных состояний первой и второй групп следует принимать равными их нормативным значениям.

Влияние характера нагрузки, окружающей среды, напряженно­го состояния бетона, конструктивных особенностей элемента и дру­гих факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах, следует учитывать в расчетных прочностных и деформационных характе­ристиках бетона коэффициентами условий работы бетона γbi.

Расчетные диаграммы состояния (деформирования) бетона сле­дует определять путем замены нормативных значений параметров диаграмм на их соответствующие расчетные значения.

Значения прочностных характеристик бетона при плоском (двухосном) или объемном (трехосном) напряженном состоянии следует определять с учетом вида и класса бетона из критерия, выражающего связь между предельными значениями напряже­ний, действующих в двух или трех взаимно перпендикулярных направлениях.

Деформации бетона следует определять с учетом плоского или объемного напряженных состояний.

Характеристики бетона — матрицы в дисперсно-армированных конструкциях следует принимать как для бетонных и железобетон­ных конструкций.

Характеристики фибробетона в фибробетонных конструкциях следует устанавливать в зависимости от характеристик бетона, от­носительного содержания, формы, размеров и расположения фибр в бетоне, ее сцепления с бетоном и физико-механических свойств, а также в зависимости от размеров элемента или конструкции.

Основными показателями прочности и деформативности арма­туры являются нормативные значения их прочностных и деформа­ционных характеристик.

Основной прочностной характеристикой арматуры при растя­жении (сжатии) является нормативное значение сопротивления Rs,n, равное значению физического предела текучести или условного, соответствующего остаточному удлинению (укорочению), равному 0,2%. Кроме того, нормативные значения сопротивления арматуры при сжатии ограничивают значениями, отвечающими деформаци­ям, равным предельным относительным деформациям укорочения бетона, окружающего рассматриваемую сжатую арматуру.

Основными деформационными характеристиками арматуры являются нормативные значения:

  • относительных деформаций удлинения арматуры εs0,n при до­стижении напряжениями нормативных значений R
    s,n
    ;
  • модуля упругости арматуры Es,n.

Для арматуры с физическим пределом текучести нормативные значения относительной деформации удлинения арматуры εs0,n опре­деляют как упругие относительные деформации при нормативных значениях сопротивления арматуры и ее модуля упругости.

Для арматуры с условным пределом текучести нормативные значения относительной деформации удлинения арматуры εs0,n опре­деляют как сумму остаточного удлинения арматуры, равного 0,2%, и упругих относительных деформаций при напряжении, равном условному пределу текучести.

Для сжатой арматуры нормативные значения относительной деформации укорочения принимают такими же, как при растяже­нии, за исключением специально оговоренных случаев, но не более предельных относительных деформаций укорочения бетона.

Нормативные значения модуля упругости арматуры при сжа­тии и растяжении принимают одинаковыми и устанавливают для соответствующих видов и классов арматуры.

В качестве обобщенной характеристики механических свойств арматуры следует принимать нормативную диаграмму состояния (деформирования) арматуры, устанавливающую связь между напря­жениями σs,n и относительными деформациями εs,n арматуры при кратковременном действии однократно приложенной нагрузки (со­гласно стандартным испытаниям) вплоть до достижения их уста­новленных нормативных значений.

Диаграммы состояния арматуры при растяжении и сжатии при­нимают одинаковыми, за исключением случаев, когда рассматрива­ется работа арматуры, в которой ранее были неупругие деформа­ции противоположного знака.

Характер диаграммы состояния арматуры устанавливают в за­висимости от вида арматуры.

Расчетные значения сопротивления арматуры Rs определяют делением нормативных значений сопротивления арматуры на ко­эффициент надежности по арматуре.

Значения коэффициента надежности следует принимать в зави­симости от класса арматуры и рассматриваемого предельного со­стояния, но не менее:

  • при расчете по предельным состояниям первой группы - 1,1;
  • при расчете по предельным состояниям второй группы - 1,0.

Расчетные значения модуля упругости арматуры Es принимают равными их нормативным значениям.

Влияние характера нагрузки, окружающей среды, напряженно­го состояния арматуры, технологических факторов и других усло­вий работы, не отражаемых непосредственно в расчетах, следует учитывать в расчетных прочностных и деформационных характе­ристиках арматуры коэффициентами условий работы арматуры γsi.

Расчетные диаграммы состояния арматуры следует определять путем замены нормативных значений параметров диаграмм на их соответствующие расчетные значения.

что такое, как рассчитать и нормативы?

Любое изделие из бетона должно выдерживать существенные нагрузки и при этом не поддаваться разрушительному воздействию внешних факторов. Параметры конструкций, при создании которых используется бетон, определяются еще во время проектирования. Перед началом проведения работ специалисты устанавливают расчетное сопротивление бетона.

Строители утверждают, что бетонные конструкции делаются из неоднородного стройматериала. Прочность нескольких образцов, при изготовлении которых использовалась одна и та же смесь, может быть совершенно разной. Именно поэтому перед специалистами встает вопрос определения прочности при помощи расчетных данных. За счет этих значений определяется сопротивление бетона сжатию. Что собой представляют расчетные показатели, и каким образом можно их определить? Какие дополнительные параметры и характеристики важно учитывать при проведении строительных работ?

Что такое расчетное сопротивление?

Специалисты получают показатели сопротивления строительного материала, разделяя нормативные сопротивления на коэффициенты. При определении прочности деталей конструкций к расчетному сопротивлению некоторых бетонных растворов иногда уменьшают либо увеличивают за счет умножения на определенные коэффициенты, учитывающие ряд факторов: многократные нагрузки, длительность воздействия нагрузок, способ изготовления изделия, его размеры и пр.

Вернуться к оглавлению

Как производить расчеты?

Каким образом нужно производить расчеты прочности конструкции, например, на ее сжатие? С этой целью строители используют специальные расчетные показатели. Для обеспечения достаточной устойчивости бетонных изделий при проведении расчетов, пользуются параметрами прочности стройматериала, которые чаще всего ниже параметров самих конструкций. Такие значения именуют расчетными. Они зависят непосредственно от нормативных (фактических) значений.

Вернуться к оглавлению

Нормативные показатели

Несколько десятилетий тому назад основным показателем прочности бетонных конструкций была их марка. При помощи данного параметра обозначают среднюю устойчивость стройматериала на сжатие. Однако после появления новых Строительных норм и правил возникли и классы прочности изделий на их сжатие.

Класс – нормативное сопротивление стройматериала осевому сжатию кубов, эталонные размеры которых составляют 15 на 15 на 15 сантиметров. Стоит отметить, что пользоваться средними расчетными показателями прочности рискованно, поскольку существует вероятность, что в одном из сечений конструкции этот параметр может оказаться ниже. Вместе с тем выбирать наименьший показатель накладнее, ведь это неоправданно увеличит сечение изделия.

Главным параметром долговечности в бетоне считается класс. В то же время помимо сжатия, значение придается и осевому растяжению. Растяжение учитывается при проведении расчетов. Таким образом, устойчивость к этому показателю (если показатель не может контролироваться) строители определяют по классу B. Для этого существует специальная таблица, в которой указаны необходимые значения с сопротивлением. В таблице указан класс и устойчивость изделий к растяжению.

Вернуться к оглавлению

Характеристики расчетного значения

Чтобы сделать надежные и долговечные конструкции, рассчитывают значения с запасом. Для получения этого значения строители прибегают к удельным сопротивлениям изделий: они разделяют их на коэффициент. Сопротивление стройматериала растяжению либо сжатию вычисляют при помощи формулы, которая выглядит следующим образом: R = Rn /g (g – коэффициент прочности). Чаще всего этот параметр равняется одному. От однородности материала зависит величина коэффициента. При этом выполнять соответствующие расчеты необязательно, поскольку получить необходимые параметры можно при помощи таблицы.

Вернуться к оглавлению

Другие характеристики

Помимо вышеуказанных параметров для выполнения определенных расчетов, понадобится ряд дополнительных характеристик:

  1. Определение удельного электрического сопротивления бетонного раствора может понадобиться, если вы решили самостоятельно осуществить обогрев смеси при помощи электродов. И чем больше показатель, тем сильнее будет нагреваться цементный раствор.
  2. Влагопроницаемость смесей позволяет определить самое сильное давление жидкости, которому способен противостоять стройматериал. Иными словами, это значение показывает, может ли влага проникнуть сквозь бетон. Водонепроницаемыми марками считаются с W2 по W20. При этом цифры указывают на давление воды, которое способна выдержать конструкция.
  3. Воздухонепроницаемость бетонного состава будет зависеть от прочности изделия. Согласно государственному стандарту, сопротивление бетона проникновению воздуха составляет 3-130 с/см3.
  4. Морозоустойчивость позволяет конструкциям из бетона выдерживать многократное замерзание, оттаивание с сохранением свойств. На рынке строительных материалов представлены марки F50-F1000 (цифры означают число циклов, которые выдерживает строительный материал). Как показывает практика, в среднем морозостойкость изделий равна показателю F200.
  5. Теплопроводимость – важная характеристика изделий, от которой будет зависеть плотность строения. Материалы, содержащие больше пор, обладают меньшей теплопроводностью, поскольку воздух, который их заполняет, является прекрасным теплоизолятором. Лучше всего теплоизоляцию обеспечивают газоблоки или пеноблоки, в структуре которых есть множество пор.
Вернуться к оглавлению

Заключение

Прочность изделий способна отличаться в зависимости от компонентов, входящих в состав материала и их пропорций. Также это объясняется тем, что стройматериал представляет собой неоднородную смесь. Вне зависимости от способа перемешивания бетонного раствора, невозможно равномерно распределить компоненты. Поэтому при проведении работ необходимо учитывать расчетное сопротивление.

Этот параметр является важным для проектирования несущих стен и других конструкций. Расчеты значений просты: они сводятся к делению нормативных значений на определенные коэффициенты.

» Показатели и методы тестирования расчетного сопротивления бетона

Строители знают, что прочностные характеристики бетонного раствора могут отличаться в пределах всех образцов, которые используются для тестирования смеси одной партии. Это связано с тем, что бетон является неоднородной массой. И как бы вы не старались хорошо его смешать, стопроцентной равномерности распределения компонентов добиться невозможно.

Поэтому вопрос, как рассчитать прочность бетонной смеси, встает в этой ситуации сам собой. Для этого обычно используют так называемые расчетные значения. И в данном конкретном случае это будет расчетное сопротивление бетона.

Характеристики

Неспециалист в области строительства может не понять, по какому принципу разделяются характеристики бетона (имеются в виду прочностные). То есть, что такое расчетные значения, а что такое нормативные.

Так вот, расчетные показатели должны быть ниже фактических, которые определяются прочностью готовой конструкции. А сами фактические показатели и являются нормативными. Взаимосвязь между двумя показателями прямая.

Нормативные показатели

До 1984 года качество бетона определялось одним единственным показателем (характеристикой) – это его прочность, которая обозначалась буквой «М». Данный показатель определял временную устойчивость бетонного раствора на сжатие. С 2001 года специалисты ввели новый норматив (СНиП 2.03.01), который вводил новое разделение бетона по классам. В основе этой классификации лежала прочность по осевому сжатию.

По сути, данная характеристика определялась сопротивлением бетона сжатию. Тестирование, как обычно, проводилось на эталонных кубах из бетонного раствора размерами 15×15х15 см. При этом точность проводимого теста доходила до 95%. То есть вероятность риска всего лишь 5%.

Обратите внимание, что в расчетах не используется средняя величина полученных результатов. Все дело в том, что в данном случае присутствует вероятность 50/50, что в опасном месте конструкции прочность бетона окажется ниже средней.

Нижнюю величину тестирования также брать не стоит. Это обязательно приведет к увеличению стоимости бетонных работ за счет использования бетона высокой марки и увеличения размеров самой конструкции. Поэтому прочность бетона сегодня определяется его классом. Кстати, обозначается класс буквой «В». Но не забывайте, что учитывается не только сопротивление бетона сжатию, но и устойчивость к растяжению. Чтобы не быть голословными, приведем таблицу взаимосвязи класса бетона и показателя устойчивости к растяжению.

Класс бетона Устойчивость к растяжению, МПа
В3,5 0,39
В5 0,55
В7 0,7
В10 0,85

Из таблицы видно, что чем выше класс материала, тем выше показатель устойчивости к растяжению.

Расчетные показатели

Выше уже говорилось о том, что для обеспечения надежности бетонной конструкции необходимо выполнить расчет, в который закладывается определенный запас прочности. Так вот, именно этот запас и является гарантией прочности. Чтобы его получить, необходимо удельное сопротивление бетонной смеси разделить на определенный коэффициент. Обычно этот коэффициент имеет показатель 1,3. Но при расчетах нередко учитывается однородность самого раствора. И чем она ниже, тем выше коэффициент.

Еще одна таблица соответствия класса материала расчетному сопротивлению бетона. Нет необходимости сегодня проводить расчеты. Все давно рассчитано и занесено в таблицы, которые находятся в свободном доступе.

Класс бетона Устойчивость к осевому сжатию, МПа
В3,5 2,1
В5 2,8
В7,5 4,5
В10 6
В12 7,5
В15 8,5
В20 11,5

Виды тестирования образцов

Начнем с того, что прочностные характеристики бетона определяются его классом и маркой. Но чем отличаются эти два термина друг от друга? Отличие одно – марка не учитывает колебания характеристики прочности по всему объему бетонного раствора в конструкции. Класс это учитывает.

Поэтому самым важным показателем является прочность при сжатии. А расчетное сопротивление бетона сжатию является его основным свойством.

Но тут нормативные характеристики определяются тестами, в которых используются опытные образцы в виде кубиков или призм. Об этом уже упоминалось выше.

Кубиковая прочность

Что показывают опыты? Оказывается, что использование опытных образцов разных размеров и форм дают разные показатели, которые сильно расходятся с номиналом.

К примеру, если прочность раствора, залитого в куб с размерами 150×150х150 мм (это так называемый базовый кубик), равна определенному показателю, обозначим его буквой «R», то при использовании куба с размерами 200×200х200 мм прочность материала падает на 7%. То есть становится равной 0,93R. Уменьшая размеры куба до 100×100х100 мм, получаем значение прочности – 1,1R.

Призменная прочность

Но самое главное то, что бетонные конструкции, используемые в строительстве, далеки от форм куба. Так что при определении прочностных характеристик лучше всего использовать тестирование с помощью призмы. Опыты показали, что призменная прочность ниже, чем кубиковая. Но она уменьшается и в том случае, если высота призмы увеличивается.

Специалисты говорят о том, что оптимальный вариант для определения расчетного сопротивления бетона – это использовать призму, в которой соотношение ее высоты к ребру основания равно 4. При этом нормативное сопротивление бетона стабилизируется, и если сравнивать его с кубиковым показателем по сжатию, то оно меньше приблизительно на 25%.

То есть получается так, что для опытных кубиков оптимальный размер 150×150х150 мм, а для призм соотношение высоты и ребра должно быть равно 4. Почему уменьшается показатель прочности с изменением размеров испытуемых образцов? Все дело в силе трения, которая действует по торцам образцов. И чем больше размеры, тем ниже сила трения.

Условия тестирования

Бетонный раствор заливается в подготовленные формы – куб или призма. При этом тестирование должно производиться при положительной температуре 18-20 C°. Затвердевшие изделия должны простоять 28 дней, в течение этого времени они приобретут заявленную марочную прочность.

После чего образцы устанавливают на пресс, где и производится осевое сжатие. Все показания записываются. Для расчетного сопротивления бетона на растяжение или сжатие берется максимальный показатель. После чего полученный результат умножается на коэффициент. Как уже было сказано выше, для прочности по сжатию берется коэффициент 1,3, по растяжению – 1,5.

Таким образом, получается расчетное сопротивление или нормативное.

Другие варианты испытаний

Есть еще два способа испытать бетон на прочность и устойчивость к сжатию и растяжению.

  1. С помощью кернов.
  2. С помощью специальных инструментов.

Первый из двух способов самый трудоемкий и сложный в исполнении. Для этого необходимо из уже готовой бетонной конструкции выбурить керн (конусовидный образец), который подвергается тем же испытаниям на прессе, что куб и призма. Используют его сегодня редко, потому что нарушение целостности конструкции, снижает ее прочность и надежность.

Тестирование с помощью инструментов

Второй вариант связан с использование специальных градуированных инструментов (к примеру, молоток Кашкарова). С их помощью напрямую определить прочность изделия невозможно. Для этого тестируется бетонная конструкция на основе ее других свойств, которые переводятся в прочностные показатели. Здесь несколько методов.

  1. Метод пластической деформации.
  2. Способ отскока.
  3. Ударного импульса.
  4. Скалывание с учетом отрыва куска от массы бетонного раствора.
  5. Отрыв стальных дисков.
  6. Ультразвук.

Метод деформации и отскока

К первому варианту, кстати, относится определение прочности молотком Кашкарова. Им ударяют по бетонной поверхности, где остается от стального шарика след (углубление). Размеры следа и переводят в прочностные характеристики. Для чего используется специальная таблица.

Во втором варианте используется склерометр Шмидта. При этом учитывается расстояние отскока рабочего органа инструмента от испытуемой поверхности.

Измерение импульса и скалывание

Третий вариант основан на измерении выделяемой энергии при ударе рабочего органа инструмента о бетонную поверхность конструкции. На сегодняшний день это самый распространенный вариант определения прочности бетона и его сопротивления, который используется в России. Чаще всего для этого применяется прибор ИПС.

Четвертый вариант основан на определении силы, прикладываемой к ребру конструкции. Максимальное ее значение при отрыве куска от массы и определяет сопротивление бетонной конструкции. Прилагать усилие можно не только к ребру. Можно в плоскость забить анкер и прилагать усилия к нему.

Применение стальных дисков и ультразвука

Пятый вариант. Для этого к поверхности изделия крепится стальной диск, который отрывается от него. При этом составляется соотношение площадей отрыва плоскости и самого диска. Скажем прямо, не самый эффективный способ.

Шестой – это использование ультразвука. Скорость прохождения его сквозь массу бетона определяет сопротивление последнего. Этот вариант дает возможность определить характеристики материала не только на поверхностных слоях, но и внутри по всей массе.

Основы расчета железобетона. 200 вопросов и ответов, стр. №4

19. Почему величина lan зависит от прочности арматуры?

С увеличением прочности (расчетного сопротивления Rs) растет и выдергивающие усилие: Ns = RsAs. Для удержания арматуры требуется увеличить сумму сил Тсц, а это возможно (при прочих равных условиях) только увеличив длину анкеровки арматуры в бетоне. Поэтому, чем выше Rs, тем больше требуемая величина lan.

20. Почему величина lan зависит от прочности бетона?

Во-первых, чем выше прочность бетона (расчетное сопротивление Rb), тем выше его адгезия (силы склеивания) с металлом. Во-вторых, чем выше прочность бетона, тем лучше его выступы сопротивляются силам зацепления выступов арматуры. Поэтому, чем выше Rb, тем меньше величина lan.

21. Как быть, если арматуру в бетоне невозможно заделать на величину lan?

Когда такие случаи встречаются в проектной практике, приходится заанкеривать арматуру дополнительно. Например, концы монтажных петель загибают в “крюки” (рис. 12,а), концы рабочих стержней в узлах ферм загибают в “лапы” или приваривают к ним “коротыши” (рис. 12,б), продольную рабочую арматуру в изгибаемых элементах приваривают к опорным закладным изделиям (рис. 12,в).

Кстати, до середины 1950-х годов применяли преимущественно гладкую арматуру, сцепление которой с бетоном очень слабое. Поэтому для ее анкеровки в бетоне концы стержней всегда загибали в “крюки” или в “лапы”.

Рис. 12

22. Можно ли заделать рабочую арматуру на величину  lx < lan?

Можно только в одном случае – если арматура поставлена с запасом против требуемой расчетом по прочности. Например, по условию прочности требуемая площадь арматуры равна Аs1, а по условию трещиностойкости ее площадь пришлось увеличить вдвое: Аs2 = 2Аs1. В этом случае длину анкеровки lan, вычисленную для арматуры Аs2 по формуле, приведенной в ответе 17, можно уменьшить в отношении Аs1 /Аs2, т.е. наполовину.

23. Почему в расчете прочности железобетонных конструкций используют предел прочности сжатого бетона, но не используют предел прочности растянутой арматуры?

Если использовать предел прочности арматуры (временное сопротивление разрыву ssu – см. рис.9), то ее удлинения будут столь велики, что у конструкции образуются недопустимо большие трещины и перемещения, но главное – у изгибаемых элементов крайние сжатые волокна бетона намного раньше достигнут предельных деформаций сжатия (εbu на рис.1), и разрушение сжатой зоны наступит прежде, чем арматура достигнет предела прочности на растяжение. Поэтому в расчетах используют предел текучести – физический spl  или условный s02.

24. Что такое нормативное сопротивление бетона и арматуры?

Любой материал, даже бетон одного класса и сталь одной марки, не обладает стабильно одинаковой прочностью. Брать в таких случаях среднюю прочность`R слишком рискованно (50 % вероятности того, что в опасном сечении конструкции прочность материала окажется ниже`R), а брать Rmin – слишком накладно (столь низкая прочность приведет к увеличению размеров сечения). Поэтому специалисты условились принимать в качестве нормативной Rn такую прочность, которая давала бы 95 % гарантии, а риска – лишь 5 %, аналогично тому, как принимается класс бетона (см. вопрос 9). На математическом языке это называется “с обеспеченностью 0,95”. Следовательно, нормативным сопротивлением бетона сжатию Rbn является призменная прочность с обеспеченностью 0,95, а нормативным сопротивлением арматуры растяжению Rsn – условный или физический пределы текучести с обеспеченностью 0,95.

25. Что такое расчетное сопротивление бетона и арматуры?

Строительные конструкции должны обладать запасом несущей способности, который предохраняет от многих неприятных случайностей и обеспечивает долговечность зданий и сооружений. Вот почему в расчетах по прочности сечений используют не нормативные, а более низкие – расчетные сопротивления материалов, взятые с запасом по отношению к нормативным: R = Rn /g, где g - коэффициент надежности по прочности. Для бетонаgb =1,3, для арматуры gs = (1,05...1,2) в зависимости от класса стали. Значение g тем больше, чем больший разброс прочности материала, или, говоря иначе, чем менее однородна его прочность.

26. В каких расчетах используют нормативные сопротивления бетона и арматуры?                   

Если у конструкции в процессе эксплуатации чрезмерно раскрылись трещины или прогибы превысили допустимые значения, то последствия этого не столь опасны, как при исчерпании прочности (разрушении). Вот почему в расчетах по 2-й группе предельных состояний используют преимущественно нормативные сопротивления Rn. Правда, Нормы проектирования в последней редакции обозначают их Rser и именуют “расчетными сопротивлениями для предельных состояний 2-й группы”, но столь длинное название выговаривать неудобно, поэтому инженеры и ученые в обиходе по-прежнему употребляют термин “нормативное сопротивление”, тем более что численно Rser = Rn.

Страницы:

Расчетное сопротивление бетона: осевому сжатию, растяжению

Конструкции из бетона возводятся с учетом того, что они смогут выдерживать большие нагрузки и не разрушаться. В проектной документации указываются все качества материала, включая сопротивление бетона сжатию, а также степень прочности, надежности, плотности и длительность службы бетонного изделия.

Бетон — это неоднородный материал, поэтому в каких-то местах он может быть менее прочным и не выдерживать возлагаемые на него нагрузки. Рассчитать его прочность необходимо для того, чтобы определить, какие значения имеет материал в норме.

Что такое расчетное сопротивление

Способность изделия противостоять различным механическим нагрузкам показывает расчетное сопротивление бетона.

Значения, которые получаются при расчете, обозначают аббревиатурой RB и RBT, они необходимы для разработки проектов для различных коммерческих и промышленных объектов. Это значение получается из показателей по норме противодействия нагрузкам указанной марки бетона посредством деления на табличный коэффициент γbi.

Узнать точное расчетное сопротивление бетона сжатию можно с помощью таблицы, которая содержит цифры математических расчетов, использующихся для строительства различных объектов.

Этот коэффициент может быть выражен в таких цифрах:
  • 1,3 — для наибольших показателей по несущей способности;
  • 1 — для наибольших величин по эксплуатационной пригодности.

Надежность бетона при физическом растяжении γbt выражается в таких коэффициентах:
  • 1,5 — для наибольших показателей несущей способности бетона при установлении его класса на степень сжатия;
  • 1,3 — для наибольших показателей несущей способности на степень растяжения по оси;
  • 1 — для наибольших показателей по эксплуатационной способности.

Для того чтобы узнать точное расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, следует определить его класс.

Из табличных данных следует взять показатели по норме и рассчитать по формуле Rb=Rbn/γb, где:
  • Rb — расчетные цифры сжатия по оси;
  • Rbn — множитель по норме;
  • γb — табличный коэффициент.

Сопротивление бетонных изделий осевому растяжению считается по формуле Rbt=Rbtn/γbt, где:
  • Rbt — расчетные цифры на растяжение по оси;
  • Rbtn — множитель по норме;
  • γbt — табличный коэффициент.

В зависимости от факторов, которые будут влиять на эксплуатационные способности бетонных изделий, могут применяться и другие коэффициенты γbi:

  • 1 — для кратковременных нагрузок;
  • 0,9 — для нагрузок, которые действуют длительное время;
  • 0,9 — для изделий, которые заливаются вертикально;
  • коэффициенты, которые указывают природные условия, назначение бетонного изделия и площадь сечения, в проекте прописываются отдельно.

Нормативное сопротивление

Ранее качеством бетона, отражавшим его противодействие различным видам нагрузок, была марка М. Затем ввели другое свойство, которое получило название класса прочности В. Определить свойства бетонных элементов и ЖБК можно по нормативам, указанным в СП.

Для того чтобы узнать, к какому классу принадлежит бетон, его подвергают испытаниям:
  1. Раствор заливают в кубическую емкость высотой 15 см.
  2. Затем его уплотняют и оставляют на 28 суток до окончательного затвердения. Температура должна быть +18…+20ºС.
  3. После этого бетон испытывают путем разрушения под прессом.

Сопротивление изделий из бетона нагрузке по оси (Мпа) — это и есть свойство материала, определяющее данную характеристику. В некоторых случаях, для того чтобы узнать класс раствора, берут образец из призмы высотой 60 см.

Также образец проверяют на растяжение по оси. Это необходимо сделать при расчете сопротивления БК.

Таблицы содержат классы бетона и их значения по норме, поэтому испытания проводить не нужно.

Вид сопротивленияНормативные и расчетные показатели для бетона 2 группы на сжатие
класс В1015202530354045505560
сжатие по оси7,5111518,52225,529323639,543
растяжение по оси0,851,11,351,551,751,952,12,252,452,62,75

В таблице представлены значения бетона растяжению. Они необходимы при составлении проектной документации.

Показатели могут изменяться в зависимости от различных условий, которые определяются коэффициентами.

Вид сопротивленияРасчетные показатели RB и RBT 1 группы класса на сжатие
класс В1015202530354045505560
сжатие по оси RB68,511,514,51719,5222527,53033
растяжение по оси RBT0,560,750,91,051,151,31,41,51,61,71,8

Таблица показывает, что расчетные сопротивления бетона растяжению и сжатию меньше констант по норме, т. к. они учитывают и другие факторы, такие как:

  • тип воздействия на сооружение;
  • расположение центра тяжести объекта;
  • неоднородность материала.

Определяя противодействие материала нагрузкам, следует учитывать степень его возможной деформации. Для этого берут первоначальное значение этого показателя и делят на коэффициент, который состоит из степени ползучести, возможной деформации изделия в поперечнике и деформации при температурном колебании (-40…+50ºС).

Понятия прочности и класса

До появления европейских стандартов прочность определялась только по марке, и она показывала среднюю цифру сопротивления на сжатие. Новые стандарты предусматривают определение классов по прочности на степень сжатия и растяжения.

Класс — это способность осевого сопротивления 1 м³ бетона по СП. Неравномерное распределение по всему объему изделия прочности бетона не дает возможности использовать среднеарифметические значения, т. к. на отдельном участке данный показатель может быть больше или меньше.

Класс — это один из главных показателей, который определяет срок службы БК. Определяя класс, учитывается как сжатие элемента по оси, так и растяжение бетона, показатели, которые рассчитываются, учитывая запас прочности посредством его сопротивления в удельных единицах измерения.

По формуле рассчитывается возможность сопротивления конструкций из бетона сжатию: R=Rn/g, где g — коэффициент степени прочности, который принимается за 1 при условии, что структура раствора является однородной.

Для расчетов берут и дополнительные данные, такие как:
  1. Удельное электросопротивление раствора.
  2. Влагостойкость. С помощью этих показателей определяется наибольшее давление жидких субстанций, которые способны выдержать ЖБК.
  3. Воздухопроницаемость. Она имеет отношение к прочности, и ее постоянное значение колеблется от 3 до 130 с/см³.
  4. Морозоустойчивость. Обозначается латинской буквой F, а цифры от 50 до 1000 указывают число замораживаний и размораживаний.
  5. Теплопроводность. Чем больший объем воздуха содержит изделие, тем меньше его плотность и теплопроводные характеристики.

Трещины по вертикали в тестируемых изделиях из призмы возникают под действием силы тяжести поперечных нагрузок. Прочностные качества бетона увеличиваются при его стягивании металлическими обручами.

Но в период эксплуатации изделия на нем появятся трещины, и оно разрушится. Такая отсрочка разрушения имеет название «эффект обоймы». Стальной обруч, который сжимает конструкцию, можно заменить металлической арматурой различных видов (сетка, спираль, прутья).

Она укладывается в раствор горизонтально:
  1. Марка указывает среднюю степень прочности куба раствора RB и выражается в кг/см².
  2. Класс указывает на прочность куба раствора с точностью до 0,95 и выражается в Мпа. Неоднородность его прочности варьируется от Rmin до Rmax.

Бетон класса В20 относится к виду «тяжелых» и используется в различных областях строительства, т. к. имеет высокую степень прочности, обеспечивая длительный срок эксплуатации различных промышленных и жилых объектов. Благодаря его прочности конструкции имеют высокую степень сопротивления сдвигам и нагрузкам на изгиб. Такие изделия смогут выдерживать наибольшие нагрузки.

Прочность бетона класса В25 составляет 327 кгс/см², поэтому он предназначен для заливки фундамента, изготовления плит, балок и других монолитных изделий.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции

Это ЖБК, которые нагружены искусственно сформированными напряжениями внутри конструкций и направлены назад существующим нагрузками, возникающими в процессе их эксплуатации. Такие напряжения возникают после того, как внутрь конструкции была установлена арматура.

Делается это таким образом:
  1. Заливая раствор в емкости, оставляют пустоты, в которые затем укладывают арматуру. Конструкция набирает прочности после того, как арматура натягивается и закрепляется по всем бокам изделия. При этом бетон сжимается. Натяжение обозначается буквой «P».
  2. Перед тем как залить раствор, натягивают арматуру, т.е. создают натяжение на упоры, а после того, как смесь затвердеет, ее отпускают, в результате чего создается напряжение сжатия.

Кроме этого, предварительное напряжение можно создать путем заливки специального цемента марки НЦ, который после отвердения увеличивается в объеме, растягивая и арматуру.

Сопротивление можно определить в зависимости то того, какие на него действую силы тяжести.

Они бывают:
  • сжимающими;
  • поперечными;
  • изгибающими.

Для изделий, которые сжимаются и растягиваются вне центра, а также находятся под изгибом, показатель определяется для сечений, расположенных перпендикулярно их вертикальной оси.

Для прямоугольных, квадратных или тавровых сечений конструкций используются формулы, по которым рассчитывается предельная нагрузка каждой детали. Для других типов сечений применяются различные виды диаграмм.

Расчетное сопротивление изделий из бетона поможет выбрать его класс и марку для разработки проектной документации будущего объекта. Данные цифры показывают параметры объекта в геометрической проекции, условия его эксплуатации и типы возможных деформаций.

Кроме этого, применяются коэффициенты степени надежности материала, виды используемой арматуры и прочие параметры, которые могут повлиять на итоговую прочность конструкции, где использовался литой бетон.

Оценка проектного сопротивления для стальных и железобетонных композитных элементов

Основные моменты

Калибровка коэффициента пропускной способности выполняется для конструкций стальных и композитных элементов.

Оценивается необходимое количество испытаний материала для достижения целевой надежности.

Метод калибровки коэффициента емкости разработан для рассмотрения конечных испытаний материалов.

Разработан метод оценки необходимого минимального количества испытаний материалов.

Результаты также гарантируют применимость импортных стальных / композитных элементов.

Реферат

В этом исследовании оценивается эффективность расчетных уравнений, приведенных в австралийско-новозеландских стандартах проектирования мостов и стальных конструкций AS 5100.6, AS 4100 и NZS 3404.1 на основе анализа надежности. Для этой оценки использовались следующие два метода: (i) метод калибровки коэффициента емкости для достижения целевого уровня надежности при ограниченном количестве испытаний на предел текучести стали; и (ii) метод обратного анализа надежности для расчета необходимого минимального количества испытаний на предел текучести стали для достижения целевого уровня надежности при использовании коэффициентов мощности, предусмотренных в стандартах проектирования.Эти методы были применены к стальным и композитным элементам, включая двутавровые балки, пустотелые колонны, колонны CFST и композитные балки. Чтобы гарантировать применимость импортной стали для этих элементов, в анализах учитывалась конструкционная сталь, соответствующая европейским, корейским, японским, американским, китайским и австралийским производственным стандартам. Результаты показали, что для бесконечного диапазона производственных данных коэффициенты мощности нечувствительны к различным производственным допускам.Кроме того, когда было доступно ограниченное количество механических испытаний, требовалось гораздо большее количество результатов для достижения целевого коэффициента несущей способности для композитных элементов по сравнению с несоставными элементами. Наконец, при рассмотрении полых секций, используемых в качестве колонн, текущие проектные уравнения не смогли обеспечить заданные уровни надежности ни для одного из производственных стандартов, используемых на международном уровне.

Ключевые слова

Коэффициенты несущей способности

Композитные балки

Стальные бетонные трубы

Полые профили

Двутавровые профили

Предел текучести

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Просмотреть аннотацию

© 2018 Авторы.Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Расчет на долговечность и спецификация бетонных конструкций - перспективы

  • 1.

    AASHTO TP64-03: Стандартный метод испытаний для прогнозирования проникновения хлоридов в гидравлический цементный бетон с помощью процедуры быстрой миграции. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон (2003)

  • 2.

    Комитет ACI 318: Строительные нормы и правила для конструкционного бетона (ACI 318-05) и комментарии (318R-05), 430 стр.Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз (2005)

  • 3.

    Александр М.Г., Баллим Ю., Макечни-младший: Исследовательская монография № 4, 33 стр. Департамент гражданского строительства, Университет Кейптауна, Кейптаун ( 1999)

  • 4.

    Александр, М.Г., Штрейхер, П.Е., Макечни, младший: Исследовательская монография № 3, 35 стр. Департамент гражданского строительства, Кейптаунский университет (1999)

  • 5.

    Александр, М.Г. , Mackechnie, JR, Ballim, Y .: Использование индексов долговечности для получения прочного покрывающего бетона в железобетонных конструкциях.В: Скальный, Дж. П., Миндесс, С. (ред.) Материаловедение бетона, т. VI, стр. 483–511. Американское керамическое общество, Вестервиль (2001)

    Google ученый

  • 6.

    AS 1379-1997: Спецификация и поставка бетона, включая поправку 1-2000, 35 стр. Стандарты Австралия, Сидней (2000)

  • 7.

    AS 3600-2001: Concrete Structures, Incorporating Поправки № 1 и 2, 165 стр. Стандарты Австралия, Сидней (2001)

  • 8.

    ASTM C1202: Стандартный метод испытаний для электрического определения способности бетона противостоять проникновению хлорид-иона. ASTM, Филадельфия (2010)

  • 9.

    ASTMC1556–04: Стандартный метод испытаний для определения кажущегося коэффициента диффузии хлоридов цементных смесей путем объемной диффузии. ASTM, Филадельфия (2004)

  • 10.

    ASTMC1585–04e1: Стандартный метод испытаний для измерения скорости абсорбции воды цементно-бетонными бетонами. ASTM, Филадельфия (2004)

  • 11.

    ASTMC457 / C457 M – 10a: Стандартный метод испытаний для микроскопического определения параметров системы воздушных пустот в затвердевшем бетоне. ASTM, Филадельфия (2010)

  • 12.

    Баллим Ю.: Труды Международной конференции, Бетон 2000. Экономичность и долговечность строительства благодаря совершенству, стр. 1003–1012. E&FN Spon, Лондон (1993)

  • 13.

    Бикли, Дж. А., Хутон, Р. Д., Ховер, К. К.: Технические характеристики прочного бетона. Concr. Int. 9 , 51–57 (2006)

    Google ученый

  • 14.

    CAN / CSA-A23.1-04 / A23.2-04: Бетонные материалы и методы бетонной конструкции / Методы испытаний и стандартные практики для бетона, 516 стр. Канадская ассоциация стандартов, Торонто (2004)

  • 15

    Day, KW: предписывает рецепты. Concr. Int. 7 , 27–30 (2005)

    Google ученый

  • 16.

    EN 206 .: Бетон –– Часть I: Технические характеристики, характеристики, производство и соответствие. Европейский стандарт (2000)

  • 17.

    Гьорв О.Э .: Расчет на прочность и обеспечение качества бетонной инфраструктуры. Concr. Int. 32 (9), 29–36 (2010)

    Google ученый

  • 18.

    Хутон, Р.Д., Миндесс, С., Роумейн, Дж. К., Бойд, А. Дж., Рир, К.Б .: Дозирование и испытание бетона на прочность. Concr. Int. 8 , 38–41 (2006)

    Google ученый

  • 19.

    IS 456: Обычный и железобетон - Свод правил, 4-е изд.Бюро индийских стандартов, Нью-Дели (2000)

    Google ученый

  • 20.

    Кулькарни В.Р .: Классы выдержки при проектировании прочного бетона. Indian Concr. J. 83 (3), 23–43 (2009)

    Google ученый

  • 21.

    Лобо, К., Лемай, Л., Обла, К .: Технические характеристики бетона, основанные на характеристиках. Indian Concr. J. 79 (12), 13–17 (2005)

    Google ученый

  • 22.

    Mackecknie, J.M .: Прогнозы прочности железобетона на море. Кандидатская диссертация, Кейптаунский университет (1996)

  • 23.

    Макечни Дж.Р., Александер М.Г .: Быстрые сравнения тестов на содержание хлоридов. Concr. Int. 22 (5), 40–46 (2000)

    Google ученый

  • 24.

    Муигай, Р.Н., Мойо, П., Александр, М.Г .: Использование индексов долговечности в вероятностном моделировании для расчета долговечности железобетонных элементов. В: Александр и др.(ред.) Ремонт, восстановление и переоборудование бетона II. Тейлор и Фрэнсис, Лондон (2009)

  • 25.

    Отчет RILEM 040 .: Неразрушающая оценка проницаемости и толщины бетонного покрытия. В: Торрент, Р., Фернандес Луко, Л. (ред.) Современный отчет Технического комитета RILEM 189-NEC. РИЛЕМ, Франция (2007)

  • 26.

    Симонс, Б. Технические характеристики бетона: опыт Нью-Мексико. Concr. Int. 4 , 68–71 (2004)

    Google ученый

  • 27.

    Streicher, P.E., Alexander, M.G .: Испытание на проводимость хлорида для бетона. Джем. Concr. Res. 25 (6), 1284–1294 (1995)

    Артикул Google ученый

  • 28.

    Тейлор, П .: Технические характеристики бетона, основанные на характеристиках. Concr. Int. 8 , 91–93 (2004)

    Google ученый

  • Глава 3, Обобщение и оценка результатов проектов высокоэффективных бетонных мостов, Том I: Заключительный отчет

    Предыдущая | Содержание | Следующие

    ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОСТА AASHTO LRFD

    Компиляция в этом разделе основана на AASHTO LRFD Спецификации конструкции моста , второе издание, 1998 г., и Промежуточные редакции 1999, 2000 и 2001 гг. (7-10) Это В разделе перечислены только статьи, затронутые HPC. Для каждого перечисленного статья, часть, затронутая HPC, выделена курсивом, а затем специальными комментариями обычным шрифтом. Для длинных статей только синопсис с последующими комментариями включен. Ссылки в комментарии к конкретным разделам, статьям или таблицам относятся к проверяемый документ, а не разделы, статьи или таблицы этого отчета.Конечный результат проекта указан в Пункт действия. Предлагаемые изменения включены в приложение D. Формулировки исследовательских задач включены в приложение F.

    Раздел 5: БЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

    5.1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

    Положения этого раздела относятся к конструкции моста и подпорная стенка компоненты изготовлены из нормальной плотности или легкий бетон и армированный стальными стержнями и / или предварительное напряжение прядей или стержней.Положения основаны на конкретных прочность варьируется от 2,4 до 10,0 тыс. фунтов на квадратный дюйм.

    Область применения должна быть расширена на бетон с прочностью выше 70 МПа (10,0 тысяч фунтов / дюйм 2 (тысяч фунтов / кв. Дюйм)). Это должно быть ясно указано в объем, в который арматура сварной проволоки входит в раздел. Объем должен быть расширен за счет включения натяжной проволоки. Как армирующая сварная проволока, так и проволока для предварительного напряжения используются в HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Изменения включают арматуру сварной проволоки и предлагается расчет на прочность выше 70 МПа (10,0 тыс. фунтов на квадратный дюйм).

    5.2 ОПРЕДЕЛЕНИЯ

    Определение HPC должно быть включено в эту статью, чтобы облегчить введение положений о HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предлагается бетонов HPC для AASHTO LRFD. Технические условия на строительство моста .

    Бетон нормального веса: Бетон, имеющий массу между 0,135 и 0,155 тыс. Куб. Футов.

    Определение следует расширить для единиц веса больше, чем 2,48 Мг / м 3 (0,155 тысячи фунтов на кубический фут (kcf)), что может происходят с HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Существующие данные не оправдывают пересмотр.

    5.3 Обозначение

    = заданная прочность на сжатие бетон через 28 дней, если не указан другой возраст (тыс. фунтов / кв. дюйм) (5.4.2.1).

    Так как сильные стороны часто указываются в возрасте, отличном от 28 дней для HSC следует рассмотреть возможность изменения формулировки этой статьи.

    ДЕЙСТВИЕ: Предлагается исправление для удаления 28 дней.

    5.4 СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА

    5.4.1 Общие
    C5.4.1

    Иногда может оказаться целесообразным использовать другие материалы, кроме те, которые включены в строительство моста AASHTO LRFD Характеристики; например, при модификации бетонов для получения очень высокая прочность за счет введения специальных добавок, таких как:

    • Дым кремнезема,
    • Цементы, кроме портландцемента или смешанных гидравлических цементов,
    • Патентованные высокопрочные цементы и
    • Прочие армирующие материалы.

    В этих случаях свойства таких материалов должны быть установленным указанной программой тестирования.

    Зола уноса, доменный гранулированный измельченный шлак и метакаолин следует добавить в список материалов.

    Необходимо определить различные тестовые программы для достижения HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена доработка для включения шлака.

    5.4.2 Обычный и конструкционный легкий бетон
    5.4.2.1 Прочность на сжатие

    Бетон с прочностью выше 10,0 тыс. Фунтов / кв. Дюйм следует использовать только при физических проводятся испытания для установления взаимосвязи между конкретными прочность и другие свойства.

    Верхний предел 70 МПа (10,0 тыс. Фунтов / кв. Дюйм) необходимо удалить до насколько это возможно, чтобы разрешить более широкое использование HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Исправление для удаления 70-МПа (10.0 тысяч фунтов / кв. Дюйм) предлагается ограничение в конкретных статьях.

    Сумма портландцемента и других вяжущих материалов должна не должно превышать 800 pcy.

    Хотя верхний предел может быть подходящим для обычных прочный бетон, его следует удалить для HSC, который часто содержит более 475 кг / м 3 (800 фунтов / ярд 3 ) вяжущие материалы.В то же время чрезмерное употребление следует избегать вяжущих материалов.

    ДЕЙСТВИЕ: Доработка для увеличения максимального цементного Предлагается содержание материалов.

    Таблица C5.4.2.1-1 Характеристики бетонной смеси по классам

    Эту таблицу необходимо расширить, чтобы включить в нее значения для HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предлагаются изменения для добавления двух классов HPC.

    5.4.2.3 Усадка и ползучесть

    5.4.2.3.1 Общие

    При отсутствии более точных данных коэффициенты усадки можно принять 0,0002 через 28 дней и 0,0005 через 1 год сушки.

    Окончательная деформация усадки существенно отличается от 28-дневной деформация усадки. Однако окончательное значение 0,0005 не может быть подходит для HPC.Стандартные спецификации AASHTO используют единственное число 0,0002 для деформации усадки. Условия при какие указанные значения деформации усадки применимы, должны быть определенный. Необходимо определить соответствующие значения для HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предлагаются изменения на основе проекта 18-07 НЦПЗ.

    5.4.2.3.2 Ползучесть и 5.4.2.3.3 Усадка

    В этих статьях представлены уравнения для расчета ползучести и усадка, основанная на рекомендациях комитета ACI 209 с изменениями, внесенными дополнительными опубликованными данными.

    В зависимости от компонентов, используемых для изготовления HPC, ползучесть и деформация усадки может отличаться от значений, указанных уравнения. Уравнения необходимо изменить, чтобы включить ползучесть и усадка HPC с различными составляющими материалами.

    В зависимости от условий схватывания бетона ползучесть и деформация усадки может быть разной. Высокая прочность на раннее сжатие важно для HSC для достижения раннего высвобождения предварительного натяжения сила.В большинстве случаев это достигается путем применения тепла или пара. лечение. Это влияет на ползучесть бетона и требует входит в уравнение деформации ползучести. Ожидается, что информация о ползучести будет разработана в рамках проекта NCHRP 18-07. Эта информация должна быть включена в этот статья.

    ДЕЙСТВИЕ: Предлагаются изменения на основе проекта 18-07 НЦПЗ.

    5.4.2.4 Модуль упругости

    При отсутствии более точных данных модуль упругости E c для бетонов с удельным весом от 0,090 до 0,155 кгс может быть принят как:

    (5.4.2.4-1) [Уравнение 46]

    где

    w c = удельный вес бетона (тыс. Куб. Футов)

    = заданная прочность бетона (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)

    Уравнение 5.4.2.4-1 для модуля упругости не может быть подходит для HSC. (15) Напряженно-деформированное поведение HPC отличается от обычного прочного бетона. Есть данные, которые предполагают, что E c для HSC может зависеть от совокупной жесткости. (26) Кроме того, некоторые HSC имеют удельный вес более 2,48. Мг / м 3 (155 фунтов / фут 3 ).Таким образом, уравнение для E c в этой статье необходимо оценить с помощью последние данные.

    ДЕЙСТВИЕ: Предлагается доработка на основе проекта 18-07 НЦПЗ.

    5.4.2.6 Модуль упругости при разрыве

    Если не определено физическими испытаниями, модуль разрыва f r в тысячах фунтов на квадратный дюйм может быть принят как:

    • Для нормального веса конкретный................................................... ........ 0,24
    • Для легкого песка конкретный................................................. ...... 0,20
    • Для всех легких конкретный................................................. .......... 0,17

    Фактор перед должен быть проверен для HPC. А коэффициент выше 0.24 возможно для HSC. Тем не менее коэффициент, кажется, зависит от конкретных материалов в конкретный. Информация о конкретных материалах для данного проекта могут быть недоступны на этапе проектирования. Следовательно, предел значение должно быть консервативным.

    ДЕЙСТВИЕ: Предлагаются доработки для нормального бетона. А постановка задачи исследования предлагается для других масс бетона.

    5.4.2.7 Прочность на разрыв
    C5.4.2.7

    Для большинства обычных бетонов предел прочности при прямом растяжении может составлять оценивается как f r = 0,23.

    Для HSC может быть возможен коэффициент больше 0,23.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.4.6 Воздуховоды
    5.4.6.2 Размер воздуховодов

    Размер воздуховодов не должен превышать 0,4 наименьшего брутто. толщина бетона в воздуховоде.

    С двутавровыми балками из сборного железобетона HSC часто используются более тонкие стенки для максимизировать эффективность секции. Следует учитывать позволяя большие воздуховоды в перепонках членов HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предлагается пересмотр, чтобы исключить это положение для сборных предварительно натянутых балок.

    5.5 ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ

    5.5.3 Предельное состояние по усталости
    5.5.3.1 Общие

    Нет необходимости исследовать усталость бетонных плит настила в многосетевые приложения.

    При использовании HSC-балок и более широких расстояний между балками может потребоваться исследуйте бетонные плиты настила на усталость.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет.

    Характеристики сечения для исследования усталости должны основываться на участки с трещинами, на которых складывается сумма напряжений из-за необработанных постоянные нагрузки и предварительное напряжение, а усталостная нагрузка в 1,5 раза превышает растяжение и превышает 0,095.

    Предел растягивающего напряжения в последнем абзаце должен быть исследовано на предмет его применимости с HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет.

    5.5.4 Предел прочности
    5.5.4.2 Устойчивость к факторам

    5.5.4.2.1 Обычное строительство

    Коэффициент сопротивления следует принимать как:

    • Для изгиба и растяжения армированных бетон ...................................... 0,90
    • Для изгиба и растяжения предварительно напряженных конкретный.................................... 1,00
    • На сдвиг и кручение:
      нормальный вес конкретный................................................. ............. 0,90
      легкий конкретный................................................. .................. 0,70
    • Для осевого сжатия спиралями или стяжками, за исключением случаев, указанных в Статья 5.10.11.4.1b для сейсмических зон 3 и 4 при экстремальном событии предел государственный................................................. .......... 0,75
    • Для подшипника на конкретный................................................. ........................ 0,70
    • Для обжатия в стойке и стяжке модели ................................................ 0,70
    • Для сжатия в зонах анкеровки:
      нормальный вес конкретный................................................... ........... 0,80
      легкий конкретный................................................. .................. 0,65
    • Для натяжения в стальном анкере зоны ................................................. ..... 1,00
    • Для сопротивления во время укладки вождение ................................................. ......... 1.00

    Эти коэффициенты сопротивления были разработаны для обычных конкретный. HPC очень чувствительны к содержанию воды и учредительные материалы. Вероятность недостойкости бетона может увеличиваются, особенно при очень высоких уровнях прочности на сжатие. На с другой стороны, HPC производится с более строгим контролем качества и более низкий коэффициент вариации, чем у обычного бетона.Кроме того, HSC имеет меньшее поперечное расширение, чем обычный прочный бетон, поэтому эффект удержания меньше. Это влияет на поведение столбца. Следовательно, существует необходимость проверки пригодности данного факторы устойчивости для HPC, особенно HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Изменения, включающие расчет прочности для предлагаются предварительно напряженные бетонные элементы при выпуске. Исследование Предложена постановка задачи для устранения факторов сопротивления.

    5.6 ПРОЕКТИРОВАНИЕ

    5.6.3 Стойка и распорка Модель
    5.6.3.3 Пропорционирование сжимающих стоек

    5.6.3.3.3 Предельное напряжение сжатия в стойке

    Следует принять предельное напряжение сжатия f cu . в качестве:

    (5.6.3.3.3-1) [Уравнение 47]

    , для которых

    (5.6.3.3.3-2) [Уравнение 48]

    где

    s = наименьший угол между сжимающей стойкой и прилегающих натяжных стяжек (град.)

    s = деформация растяжения в бетоне в направлении натяжной стяжки (дюймы / дюйм)

    = заданная прочность на сжатие (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)

    Соответствие предельного напряжения сжатия должно быть проверено на HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.6.3.5 Распределение узловых областей

    Если не предусмотрено ограничивающее армирование, и его эффект подтвержденный анализом или экспериментами, бетон, сжимающий напряжение в узловых частях подкоса не должно превышать:

    Соответствие максимальным значениям бетона сжимающее напряжение в узлах области должно быть проверено для HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.6.3.6 Армирование для контроля трещин

    Конструкции и компоненты или их участки, кроме плит и опоры, спроектированные в соответствии с положения статьи 5.6.3, должны содержать ортогональную сетку арматурные стержни возле каждой грани. Расстояние между стержнями в этих сеток не более 12.0 дюймов.

    Отношение площади армирования к общей площади бетона не должно быть менее 0,003 в каждом направлении.

    Так как HSC имеет более высокий предел прочности на разрыв, чем обычная прочность бетонов минимальный коэффициент армирования должен увеличиваться по мере увеличения увеличивается прочность бетона на сжатие. Исправление к этой статье следует считать.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.7 КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ГИБКОГО И ОСЕВОГО УСИЛИЯ

    5.7.1 Допущения для эксплуатационных и предельных состояний по усталости

    Следующие допущения могут использоваться при проектировании железобетонных, предварительно напряженных и частично предварительно напряженных бетонных элементов:

    • Модульное соотношение не менее 6,0.

    Эффективное модульное соотношение 2n применимо к постоянным нагрузкам и предварительное напряжение.

    Модульный коэффициент бетона является функцией модуля упругости эластичность бетона, которая является функцией бетона прочность на сжатие. HSC часто приводит к модульному соотношению то есть меньше 6.0. Следовательно, правомерность ограничения модульное соотношение, n , до 6,0 необходимо оценить.

    Традиционные методы расчета предварительно напряженного бетона не используют эффективное модульное соотношение 2 n для постоянных нагрузок и предварительное напряжение.Актуальность этой статьи должна быть проверена на HSC.

    ACTION: Исправление для использования фактического значения n : предложил.

    5.7.2 Допущения для предельных состояний силы и экстремальных событий
    5.7.2.1 Общие

    Факторное сопротивление бетонных компонентов должно основываться на условия равновесия и совместимости деформаций, сопротивление факторы, указанные в статье 5.5.4.2, и следующие предположения:

    • Если бетон замкнут, максимальная полезная деформация, превышающая 0,003, может быть использована при условии проверки.
    • Предполагается, что распределение напряжения-деформации при сжатии быть прямоугольной, параболической или любой другой формы, которая приводит к предсказание прочности в значительной степени согласуется с тестом полученные результаты.

    Эта статья определяет допущение для расчета изгиба сопротивление бетонных элементов.Оценка должна быть сделана определить, применима ли максимальная полезная деформация 0,003 для HSC и, если это уместно, принять любую форму для распределение напряжения-деформации сжатия.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшие исследования - цель NCHRP. проект 12-64.

    5.7.2.2 Распределение напряжений прямоугольной формы

    Естественная взаимосвязь между напряжением и деформацией бетона может быть считается удовлетворенным эквивалентным прямоугольным бетоном блок сжимающих напряжений 0.85 над зоной, ограниченной края поперечного сечения и прямая линия расположены параллельно до нейтральной оси на расстоянии a = 1 c от крайнее сжатие волокна. Расстояние c должно быть измерено. перпендикулярно нейтральной оси. Коэффициент 1 должен принимается равным 0,85 для бетона с прочностью, не превышающей 4,0 тыс. фунтов на квадратный дюйм. Для бетона с прочностью, превышающей 4,0 тыс. Фунтов на квадратный дюйм, 1 должно быть снижается в размере 0.05 на каждые 1,0 тыс. Фунтов / кв. Дюйм прочности сверх 4,0 тыс. Фунтов на квадратный дюйм, за исключением 1 не должно быть меньше 0,65.

    Кривая напряжения-деформации для HSC более линейна, чем для бетон обычной прочности. Однако факторы стрессового блока обычно считаются действительными для членов, где преобладает изгиб. Для стержней с осевым сжатием преобладает напряжение бетона 0.85 может потребоваться уменьшить по мере увеличения прочности бетона. (27) В канадском стандарте для проектирования бетонных конструкций коэффициент 0,85 заменен на (0,85–0,0015) ³ 0,067, что в мегапаскалях. (28) Необходима проверка, чтобы определить, действительны ли прямоугольный блок напряжений и коэффициенты с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшие исследования являются целью проекта NCHRP 12-64.

    5.7.3 Изгибаемые элементы
    5.7.3.1 Напряжение в предварительно напряженной стали при номинальном сопротивлении изгибу

    5.7.3.1.1 Компоненты со связанными сухожилиями

    Для прямоугольных или фланцевых профилей, подверженных изгибу примерно на один ось, где приблизительное распределение напряжений, указанное в статье 5.7.2.2, для которого f pe не менее 0,5 f pu , среднее напряжение в предварительно напряженной стали, f ps , можно принять как:

    f ps = f pu

    (5.7.3.1.1-1) [Уравнение 49]

    для которых

    к = 2

    (5.7.3.1.1-2) [Уравнение 50]

    для Т-образного сечения

    с =

    (5.7.3.1.1-3) [Уравнение 51]

    для прямоугольного сечения

    (5.7.3.1.1-4) [Уравнение 52]

    Уравнения в этой статье основаны на предположении прямоугольный блок напряжений, как определено в статье 5.7.2.2. Если различное распределение напряжений требуется для HSC, эти уравнения может потребоваться пересмотр или их применение ограничено более низким прочность бетона.

    Метод LRFD связывает 1 с бетонной площадкой на сжатие, а не на глубину нейтральной оси.Результаты согласован только в том случае, если зона сжатия имеет одинаковую ширину, как в прямоугольное сечение. Значительные различия могут возникнуть для секции с непрямоугольной геометрией. Это видно из уравнение 5.7.3.1.1-3.

    Кроме того, уравнение 5.7.3.1.1-1 LRFD обеспечивает предварительное напряжение стали напряжение при пределе в зависимости от c . Это требует итерация, поскольку c является функцией f ps .Комбинируя уравнение 5.7.3.1.1-1 и уравнение 5.7.3.1.1-3, и продолжая дальнейшие математические манипуляции, уравнения могут быть написано следующим образом:

    [Уравнение 53]

    или

    1 ( 0,85 ) (полное сжатие область, ограниченная нейтральной осью) = (общее растягивающее усилие в арматуре)

    Эти уравнения могут значительно переоценить нейтральную ось. глубина, c , и ее необходимо оценить для использования с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшие исследования - цель NCHRP. проект 12-64.

    5.7.3.2 Сопротивление изгибу

    5.7.3.2.2 Фланцевые секции

    Для фланцевых профилей, подверженных изгибу относительно одной оси и для двухосный изгиб с осевой нагрузкой, как указано в статье 5.7.4.5, где приблизительное распределение напряжения, указанное в статье 5.7.2.2, и жилы скреплены, а где глубина сжатого фланца меньше c, как определено в в соответствии с уравнением 5.7.3.1.1-3, номинальный изгиб сопротивление можно принять как:

    (5.7.3.2.2-1) [Уравнение 54]

    LRFD определяет поведение Т-образного сечения, если c > ч ж .Это несовместимо с традиционным определение в Строительном кодексе ACI 318 и AASHTO Стандартные спецификации, где раздел считается Тройник if a > h f . В влияние этой статьи необходимо оценить для использования с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшие исследования - цель NCHRP. проект 12-64.

    5.7.3.3 Пределы армирования

    5.7.3.3.1 Максимальное армирование

    Максимальное количество предварительно напряженной и не напряженной арматуры должен быть таким, чтобы:

    (5.7.3.3.1-1) [Уравнение 55]

    для которых

    (5.7.3.3.1-2) [Уравнение 56]

    Пригодность этих уравнений для использования с HSC должна быть оценен.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшие исследования - цель NCHRP. проект 12-64.

    5.7.3.3.2 Минимальное армирование

    Если не указано иное, в любом сечении изгибаемого компонента количество предварительно напряженной и ненапряженной растягивающей арматуры должно быть достаточным для выработки факторизованного сопротивления изгибу, M r , по крайней мере равным меньшему из:

    • 1.В 2 раза больше прочности на растрескивание, определенной на основе упругих Распределение напряжений и модуль разрыва, f r , бетон, как указано в статье 5.4.2.6, или
    • В 1,33 раза превышающий факторный момент, необходимый для применяемой прочности сочетания нагрузок, указанные в таблице 3.4.1-1.

    Применяются положения статьи 5.10.8.

    Цель этой статьи - убедиться, что раздел не перейти в состояние предельной прочности, как только он потрескается.HSC - это известно, что они имеют пропорционально более высокую прочность на разрыв, чем бетон обычной прочности. Это означает, что реальная стоимость прочность на растрескивание выше расчетной используя 0,24 для модуля разрыва. Следовательно, любой запас прочности, предусмотренный данной статьей, будет утерян. Редакция к уравнению для модуля разрыва и / или коэффициента 1,2 может понадобиться.Из высокопрочного бетона с последующим напряжением Двутавровые мосты, требование в 1,2 раза больше трещин. момент может привести к чрезмерному минимальному армированию. Растрескивание момент относительно велик в этом приложении из-за большого общая сила предварительного напряжения. Возможно, что в 1,2 раза больше момент растрескивания может быть очень близок или даже выше, чем требуемый факторный момент нагрузки M u .Таким образом секция может даже не треснуть под факторизованной нагрузкой. Проблема в еще больше усложняется тем, что в некоторых приложениях раздел усилен до максимального предела. Таким образом, в 1,33 раза больше факторный момент сделает раздел значительно чрезмерно усиленный. Следовательно, дополнительное усиление, необходимое для удовлетворить минимальный предел армирования будет в значительной степени неэффективен.Необходима доработка для разрешения этой ситуации.

    ДЕЙСТВИЕ: Предлагаются изменения к статье 5.4.2.6.

    5.7.3.6 Деформации

    5.7.3.6.2 Прогиб и развал

    Если не будет сделано более точное определение, долговременный прогиб можно принять как мгновенное отклонение, умноженное на следующий коэффициент:

    • Если мгновенное отклонение основано на I g : 4.0
    • Если мгновенное отклонение основано на I e : 3,0–1,2 (A s ’/ A s )> 1,6

    HSC обычно имеет более низкую ползучесть, чем обычный прочный бетон, поэтому множители долговременного прогиба могут быть меньше. Длительный прогиб коэффициенты были разработаны для бетона обычной прочности и потребности для проверки для использования с HSC.

    Подход, аналогичный подходу ACI 318, может быть усыновленный. (18) Тем не менее, факторы ACI могут также нуждаться в быть модифицированным для использования с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.7.4 Элементы сжатия
    5.7.4.2 Пределы армирования

    Максимальная площадь предварительно напряженных и ненагруженных продольных арматура для несоставных компрессионных компонентов должна быть такой что:

    (5.7.4.2-1) [Уравнение 57]

    и

    (5.7.4.2-2) [Уравнение 58]

    Минимальная площадь предварительно напряженных и ненагруженных продольных арматура для несоставных компрессионных компонентов должна быть такой что:

    (5.7.4.2-3) [Уравнение 59]

    В этой статье приведены максимальные и минимальные пределы армирования для элементы сжатия. Эти уравнения отличаются от тех, что появляются в Стандартных спецификациях AASHTO. Пределы, указанные эти уравнения следует оценить для использования с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшие исследования - цель NCHRP. проект 12-64.

    5.7.4.4 Факторизованное осевое сопротивление

    Фактор осевого сопротивления железобетона сжатию компоненты, симметричные относительно обеих главных осей, должны быть приняты как:

    (5.7.4.4-1) [Уравнение 60]

    , для которых

    • Для элементов со спиральным армированием:

    (5.7.4.4-2) [Уравнение 61]

    • Для стержней с усилением стяжки:

    (5.7.4.4-3) [Уравнение 62]

    HSC имеет меньшее поперечное расширение, чем обычный прочный бетон, поэтому эффект удержания меньше. Это влияет на поведение столбца. Константы, используемые в уравнениях 5.7.4.4-2 и 5.7.4.4-3 должны быть оценивается для использования с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшие исследования - цель NCHRP. проект 12-64.

    5.7.4.6 Спирали и стяжки

    Где площадь спирально-стяжного армирования не контролируется по:

    • Сейсмические требования,
    • Сдвиг или кручение, как указано в Статье 5.8, или
    • Минимальные требования, указанные в Статье 5.10.6,

    отношение спиральной арматуры к общему объему бетонного ядра, измеренное по спирали, должно быть не менее:

    (5.7.4.6-1) [Уравнение 63]

    Спирали менее эффективны для заключения в HSC.Другая формула сообщается Комитетом 363 ACI и должен быть считается. (15) Кроме того, коэффициент армирования Требуемое уравнением 5.7.4.6-1 может быть слишком высоким, чтобы быть практичным с HSC. Концепция обеспечения спирального армирования для усиления сердечник, чтобы компенсировать потерю прочности, когда бетонная оболочка потерянный может не подходить для HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.7.5 Подшипник

    При отсутствии арматуры в бетоне опора подшипникового устройства, учтенное сопротивление подшипника принимать как:

    [Уравнение 64]

    , для которых

    [Уравнение 65]

    Коэффициент 0.85 необходимо проверить на HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.8 СДВИГ И КРУЧЕНИЕ

    5.8.2 Общие требования
    5.8.2.2 Модификации для легкого бетона

    При использовании легких бетонов на заполнителях: изменения должны применяться при определении сопротивления кручению и ножницы:

    • Где средняя прочность на разрыв легкого бетон, f ct , указан, срок в выражения, приведенные в статьях 5.8.2 и 5.8.3 заменить на:

    [Уравнение 66]

    • Если указано f ct , термин 0,75 для легковесный бетон и 0,85 для легкого песка бетон должен быть заменен в выражения, приведенные в статьях 5.8.2 и 5.8.3.

    При частичной замене песка может использоваться линейная интерполяция. используется.

    Коэффициенты перед должны быть проверены для обоих Цельнолегкий бетон и легкий песок HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.8.2.5 Минимальная поперечная арматура

    Если требуется поперечная арматура, как указано в Статье 5.8.2.4 площадь стали не менее:

    (5.8.2.5-1) [Уравнение 67]

    Уравнение 5.8.2.5-1 аналогично уравнению, разработанному для ACI 318, чтобы учесть увеличение минимальной величины сдвига. армирование по мере увеличения прочности бетона. (18) Однако коэффициент в уравнении ACI равен 0,24. В соответствующий коэффициент для использования с HSC необходимо определить.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет.Дальнейшие исследования ведутся под Проект НЧРП 12-56.

    5.8.2.8 Требования к проектированию и детализации

    Расчетный предел текучести ненапряженных поперечных армирование не должно превышать 60,0 тыс. фунтов на квадратный дюйм.

    Использование расчетного предела текучести выше 60,0 тысяч фунтов / дюйм 2 следует рассматривать как для HSC, так и для обычные бетоны.

    ДЕЙСТВИЕ: Изменения, позволяющие повысить расчетный предел текучести, предложил.

    5.8.3. Модель
    в разрезе
    5.8.3.3 Номинальное сопротивление сдвигу

    Номинальное сопротивление сдвигу, V n , должно быть определено. как меньшее из:

    (5.8.3.3-1) [Уравнение 68]

    (5.8.3.3-2) [Уравнение 69]

    , для которых

    (5.8.3.3-3) [Уравнение 70]

    (5.8.3.3-4) [Уравнение 71]

    В этой статье указан максимальный предел номинального усилия сдвига V n . В уравнении 5.8.3.3-2 наличие допускает гораздо более высоких поперечных сил, чем эквивалентная пределы в Стандартных спецификациях AASHTO, которые указаны в условия ограничения В с . Номинальный сдвиг сопротивление элемента увеличивается с увеличением прочности бетона.В коэффициент 0,25 необходимо проверить для HSC.

    При более высоких значениях прочности на сжатие HSC более хрупкие и трещины более гладкие. В результате уменьшается трение вдоль трещины сдвига. Поскольку это трение несет часть сдвигающей нагрузки, сдвиг, создаваемый бетоном, может быть меньше. Следовательно, постоянные 0,0316 и используемые в уравнении 5.8.3.3-3 должны быть исследованы.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет.Дальнейшие исследования ведутся под Проект НЧРП 12-56.

    5.8.3.4 Определение и

    5.8.3.4.2 Общая процедура

    В этой статье описана процедура определения и использования уравнений, таблиц и рисунков. Уравнения, таблицы и рисунки разработаны с учетом выше 10 тысяч фунтов / кв. дюйм. Эти таблицы и кривые необходимо пересмотреть, чтобы убедитесь, что они применимы к HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшие исследования ведутся под Проект НЧРП 12-56.

    5.8.4 Интерфейс передачи сдвига - трение сдвига
    5.8.4.1 Общие

    Передача сдвига на границе раздела должна рассматриваться через заданную плоскость в:

    • Существующая или потенциальная трещина,
    • Интерфейс между разнородными материалами, или
    • Граница между двумя бетонами, отлитыми в разное время.

    Следует принять номинальное сопротивление сдвигу плоскости сопряжения. как:

    (5.8.4.1-1) [Уравнение 72]

    Номинальное сопротивление сдвигу, используемое в конструкции, не должно превышать:

    (5.8.4.1-2) [Уравнение 73]

    или

    (5.8.4.1-3) [Уравнение 74]

    Арматура для межфазного сдвига между бетоном плиты и балками или балками может состоять из одинарных стержней, многопеточных хомутов или вертикальных опор из сварной проволочной сетки. Площадь поперечного сечения, A vf , арматуры на единицу длины балки или фермы не должна быть меньше, чем требуется по уравнению 1 или:

    (5.8.4.1-4) [Уравнение 75] (5.8.4.1-3)

    Уравнение 5.8.4.1-3 налагает предел прочности бетона на сжатие в 28 МПа (4000 фунтов на кв. Дюйм), который может использоваться при проектировании. Этот предел необходимо оценить на основе данных недавних испытаний.

    Уравнение 5.8.4.1-4 следует изменить так, чтобы минимальное армирование зависело от прочности бетона на сжатие.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.8.4.2 Сцепление и трение

    Для коэффициента сцепления c и коэффициент трения,:

    • Для монолитного бетонирования:

    [Уравнение 76]

    [Уравнение 77]

    • Для бетона, уложенного на чистый, затвердевший бетон с поверхностью намеренно шероховатость до амплитуды 0.25 дюймов:

    [Уравнение 78]

    [Уравнение 79]

    • Для бетона, уложенного на затвердевший бетон, чистый и свободный от цементное молочко, но без шероховатости намеренно:

    [Уравнение 80]

    [Уравнение 81]

    • Для крепления бетона к уже прокатанной конструкционной стали шпильками с головкой или арматурными стержнями, если вся сталь контактирует с бетоном. чистый и без краски:

    [Уравнение 82]

    [Уравнение 83]

    Для:

    должны быть приняты следующие значения
    • Для нормального веса конкретный................................................... .... 1,00
    • Для легкого песка конкретный................................................. ... 0,85
    • Для всех остальных легких бетон .............................................. 0,75

    Испытания показали, что более гладкая плоскость трещины возникает при HSC. (15) Следовательно, значения c ,, и должны быть оценены для HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.9 ПОДГОТОВКА И ЧАСТИЧНАЯ ПОДГОТОВКА

    5.9.4 Пределы напряжений для бетона
    5.9.4.1 Для временных напряжений до потерь - полностью Предварительно напряженные компоненты

    5.9.4.1.1 Напряжения сжатия

    Предел сжимающего напряжения для предварительного и последующего растяжения бетонные компоненты, включая мосты сегментной конструкции, должны быть равны 0.60 (тысяч фунтов / кв. Дюйм).

    В статье 9.15.2.1 Стандартных спецификаций AASHTO предел сжимающего напряжения для бетона при отпускании для пост-растянутого членов составляет 0,55, по сравнению с 0,60 в этом статья. Использование 0,55 или 0,60 для HSC должны быть оценены.

    ДЕЙСТВИЕ: Изменения, включающие расчет прочности для предлагаются предварительно напряженные бетонные элементы при выпуске.

    5.9.4.1.2 Напряжения растяжения

    Пределы, указанные в таблице 1, должны применяться для растягивающих напряжений.

    Таблица 5.9.4.1.2-1. Временные пределы растягивающего напряжения в предварительно напряженном бетоне до потерь, полностью предварительно напряженные компоненты.

    Тип моста Расположение Предел напряжения

    Мосты, кроме мостов, построенных сегментами

    • В предварительно сжатой зоне растяжения без связки армирование.
    НЕТ
    • В областях, отличных от предварительно сжатой зоны растяжения и без приклеенной вспомогательной арматуры.
    0,0948 0,2 (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)
    • В областях со склеенной арматурой, достаточной для сопротивления Рассчитано 120% силы натяжения в бетоне с трещинами. на основе не взломанного раздела.
    0,22 (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)
    • F или обработка напряжений в предварительно напряженных сваях.
    0,158 (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)

    Мосты сегментного строительства

    Продольные напряжения в соединениях в предварительно сжатых Зона растяжения

    • Соединения типа A с минимальным количеством связанного вспомогательного армирования через суставы, что достаточно, чтобы нести расчетное растягивающее усилие при напряжении 0.5 f y , с внутренними связками или внешние сухожилия.
    0,0948 максимальное натяжение (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)
    • Соединения типа A без минимального связанного вспомогательного материала армирование через стыки.
    Без напряжения
    • Соединения типа B с внешними связками.

    0.Минимальное сжатие 100 тысяч фунтов / кв. Дюйм

    Поперечные напряжения в соединениях

    (тысяч фунтов на кв. Дюйм)

    Напряжения в других областях

    • Для участков без склеенной, ненапряженной арматуры.
    Без напряжения
    • Связанная арматура, достаточная для выполнения расчетной растягивающая сила в бетоне, рассчитанная в предположении секции без трещин при напряжении 0.5 f sy .

    0,19 (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)

    Известно, что HSC имеет более высокий предел прочности на разрыв, чем обычный бетон. Возможен более высокий стресс пределы в таблице 5.9.4.1.2-1.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.9.4.2 Для напряжений в предельном состоянии После потерь - полностью напряженные компоненты

    5.9.4.2.2 Напряжения растяжения

    Для комбинаций рабочих нагрузок, которые связаны с транспортной нагрузкой, натяжением напряжения в элементах со связанными или несвязанными предварительно напряженными арматурами должны быть исследованы с использованием службы сочетания нагрузок III, указанной в таблице 3.4.1-1. Применяются пределы, указанные в таблице 1.

    Таблица 5.9.4.2.2-1. Пределы растягивающего напряжения в предварительно напряженном бетоне в предельном состоянии после потерь, полностью предварительно напряженные компоненты.

    Тип моста Расположение Предел напряжения

    Мосты, не построенные сегментами

    Напряжение в перемычках зоны предварительного сжатия при растяжении с учетом участков без трещин
    • Для компонентов со связанными предварительно напряженными стержнями или арматура, подвергаемая не хуже умеренные условия коррозии.
    0,19 (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)
    • Для компонентов со связанными предварительно напряженными стержнями или арматура, подверженная сильной коррозии условия.
    0,0948 (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)

    Для компонентов с несвязанными предварительно напряженными стержнями.

    Без напряжения

    Мосты сегментного строительства

    Продольные напряжения в стыках в предварительно сжатых Зона растяжения
    Соединения типа A с минимальным количеством связанного вспомогательного армирования через стыки, достаточные для проведения расчетных продольная растягивающая сила при напряжении 0.5 f y , внутренние связки.
    Соединение типа A без минимально связанного вспомогательного элемента армирование через стыки. Без напряжения

    Соединения типа B, внешние связки.

    Минимальное сжатие 0,100 тысяч фунтов / кв. Дюйм

    Поперечные напряжения в соединениях
    • Растяжение в поперечном направлении в предварительно сжатых зона растяжения.

    0,0948 (тыс. Фунтов на квадратный дюйм)

    Напряжения в других областях
    Для участков без армирования. Без напряжения

    Связанная арматура, достаточная для выполнения расчетной растягивающая сила в бетоне, рассчитанная в предположении секции без трещин при напряжении 0.5 f sy .

    0,19 (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)

    Известно, что HSC имеет более высокий предел прочности на разрыв, чем обычный бетон. Возможен более высокий стресс пределы в таблице 5.9.4.2.2-1.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.9.5 Потеря предварительного напряжения
    5.9.5.3 Приблизительная единовременная оценка потерь, зависящих от времени

    Примерная единовременная оценка зависящих от времени потерь предварительного напряжения в результате ползучести и усадки бетона и релаксации сталь в предварительно напряженных и частично предварительно напряженных элементах может быть взята как указано в таблице 1 для:

    • Пост-натянутые несегментные элементы с пролетами до 160 футов и стресс в конкретном возрасте от 10 до 30 дней, и

    Элементы с предварительным напряжением, напряженные после достижения сжатия сила = 3.5 тысяч фунтов / кв. Дюйм при условии, что

    • Стержни из нормального бетона,
    • Бетон парового или влажного твердения,
    • Предварительное напряжение - стержнями или прядями с нормальным и низким расслаблением. свойства и
    • Средние условия воздействия и температуры характеризуют участок.

    Таблица 5.9.5.3-1. Потери, зависящие от времени в тысячах фунтов на квадратный дюйм.

    Тип секции балки уровень Для проводов и прядей с о.у. = 235, 250 или 270 тысяч фунтов на квадратный дюйм Для стержней с f pu = 145 или 160 тысяч фунтов / кв. Дюйм

    Прямоугольные балки, сплошная плита

    Среднее значение верхней границы

    29.0 + 4.0 PPR
    26,0 + 4,0 ппр

    19,0 + 6,0 PPR

    Коробчатая балка

    Среднее значение верхней границы

    21,0 + 4,0 PPR
    19,0 + 4,0 ппр

    15,0

    Двутавровая балка

    Среднее значение

    33.0 ППР ППР

    19,0 + 6,0 ППР

    Одинарная, двутавровая, пустотелая плита и плита с пустотами

    Верхняя граница

    Среднее

    39,0 ППР ППР

    33.0 ППР ППР

    31,0 ППР ППР

    Уравнения в этой статье основаны на параметрических исследованиях для ограниченный диапазон предельных коэффициентов ползучести и усадки. Как правило, HSC имеет более низкие значения ползучести и аналогичные значения усадки. относительно обычного прочного бетона. В таблице 5.9.5.3-1 значение уравнения не отражают более высокие уровни предварительного напряжения, используемые с HSC.Уравнения паушальной суммы, возможно, потребуется оценить для использования с HSC.

    НЧРП проекта 18-07 - разработка проекта. рекомендации по оценке потерь предварительного напряжения в предварительно напряженных HSC мостовые балки. Результаты проекта NCHRP должны быть включены в эту статью.

    ДЕЙСТВИЕ: Изменения в статьях 5.9.5.1, 5.9.5.2 и 5.9.5.3 на основе проекта 18-07 НЧРП.

    5.9.5.4 Уточненные оценки временных потерь

    5.9.5.4.1 Общие

    Более точные значения ползучести, усадки и релаксации убытки, чем те, которые указаны в статье 5.9.5.3, могут быть определены в в соответствии с положениями статьи 5.4.2.3 или настоящего статья для предварительно напряженных элементов с:

    • Пролетом не более 250 футов,
    • Бетон нормальной плотности и
    • Прочность более 3.50 тысяч фунтов на квадратный дюйм во время предварительного напряжения.

    Для легкого бетона потеря предварительного напряжения должна основываться на репрезентативные свойства используемого бетона.

    Затем предоставляются уравнения для расчета индивидуальных составляющие потерь преднапряжения.

    Результаты проекта 18-07 NCHRP необходимо будет включить в Эта статья.

    ДЕЙСТВИЕ: Предлагаются изменения на основе проекта 18-07 НЦПЗ.

    5.10 ДЕТАЛИ УСИЛЕНИЯ

    5.10.11 Положения по сейсмическому проектированию
    5.10.11.4 Сейсмические зоны 3 и 4

    5.10.11.4.1d Поперечная арматура для удержания в пластике Петли

    Сердцевины колонн и изгибы свай должны ограничиваться поперечными усиление в ожидаемых пластиковых областях петель.Поперечный арматура для локализации должна иметь предел текучести не более чем у продольной арматуры, а расстояние должно приниматься в порядке, указанном в Статье 5.10.11.4.1е.

    Для круглой колонны объемное отношение спирали арматура, s , не должна быть меньше требуется в Статье 5.7.4.6 или:

    (5.10.11.4.1г-1) [Уравнение 84]

    Для прямоугольной колонны общая площадь поперечного сечения A sh прямоугольной кольцевой арматуры не должна быть меньше чем либо:

    (5.10.11.4.1д-2) [Уравнение 85]

    или

    (5.10.11.4.1г-3) [Уравнение 86]

    Объемное отношение спиральной арматуры к общему брутто площадь сечения арматуры прямоугольного обруча, необходимая для уравнения 5.10.11.4.1d-1 и 5.10.11.4.1d-2, соответственно, могут быть слишком высоко, чтобы быть практичным с HSC. Концепция предоставления армирование для усиления сердечника, чтобы компенсировать потерю прочности когда бетонная оболочка потеряна, может не подходить для HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.10.11.4.2 Требования к пристенным сваям

    Фактор сопротивления сдвигу V r в опоре должен быть принято меньшее из:

    (5.10.11.4.2-1) [Уравнение 87]

    и

    (5.10.11.4.2-2) [Уравнение 88]

    для которых

    (5.10.11.4.2-3) [Уравнение 89]

    Уравнения 5.10.11.4.2-1 и 5.10.11.4.2-3 следует оценивать для использовать с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.10.11.4.3 Соединения колонки

    Номинальное сопротивление сдвигу, обеспечиваемое бетоном в шве. рамы или изогнутые в рассматриваемом направлении, не должны превышает:

    • Для бетона с нормальным заполнителем:

    (5.10.11.4.3-1) [Уравнение 90]

    • Для бетона на легких заполнителях:

    (5.10.11.4.3-2) [Уравнение 91]

    Уравнения 5.10.11.4.3-1 и 5.10.11.4.3-2 следует оценивать для использовать с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.11 РАЗВИТИЕ И УСЛОВИЯ УСИЛЕНИЯ

    5.11.2 Разработка арматуры
    5.11.2.1 Деформированные стержни и деформированная проволока при растяжении

    5.11.2.1.1 Длина развития растяжения

    Длина развития растяжения, l d , не должна быть меньше произведения основной длины развития растяжения l db , указанной в настоящем документе, и коэффициента или коэффициентов модификации, указанных в Статьях 5.11.2.1.2 и 5.11. 2.1.3. Длина развития растяжения должна быть не менее 12,0 дюймов, за исключением стыков внахлест, указанных в статье 5.11.5.3.1, и развития сдвиговой арматуры, как указано в статье 5.11.2.6

    Базовая длина развития растяжения, l db , в дюймах, принимается как:

    • Для № 11 бар и меньше ........................................ .......................
      но не менее .............................................. .................................. 0,4 d b f y
    • Для № 14 бары ............................................................... ..................
    • Для стержней № 18 .................................................. ..............................
    • Для деформированной проволоки .................................................. ..........................

    В данной статье содержатся положения о продолжительности разработки армирование согласно положениям ACI 318-89.Это были значительно изменен в положениях ACI 318-95, с взгляд на формулировку более удобного формата, в то время как поддержание такого же общего согласия с результатами исследований и с профессиональным суждением. Ограниченные тесты показали, что длины разработки, рассчитанные с использованием вышеуказанных положений, составляют применимо к HSC. (29) Однако тесты дали более внезапный отказ, чем происходит при обычной прочности конкретный.Следует рассмотреть возможность принятия аналогичных положения как ACI 318-95 после того, как длины разработки были проверено на HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшая работа - цель проекта NCHRP. 12-60.

    5.11.2.1.2 Факторы модификации, увеличивающие l d

    Базовая длина развертки l db умножается. следующим фактором или факторами, если применимо:

    • Для верхней горизонтальной или почти горизонтальной арматуры, расположенной таким образом что больше 12.Заливается 0 дюймов свежего бетона ниже арматура ................................................. ........................ 1,4
    • Для стержней с покрытием d b или меньше, или с расстоянием в свету 2d b или меньше ........ 2,0
    • Для бетона на легких заполнителях, где указано f ct (тыс. Фунтов на кв. Дюйм) ....
    • Для легкого бетона, где f ct не указано...................................... 1,3
    • Для песчано-легкого бетона, где f ct не указано .................................. 1,2

    Линейная интерполяция может использоваться между полностью облегченными и легкие пески при использовании частичной замены песка.

    • Для стержней с эпоксидным покрытием с покрытием менее 3d b или с расстояние между полосами меньше, чем 6д б.......................... 1,5
    • Для непокрытых стержней с эпоксидным покрытием над................................................. ....... 1,2

    Произведение, полученное при сложении коэффициента для вершины армирование с соответствующим коэффициентом для стержней с эпоксидным покрытием не может быть больше 1,7.

    5.11.2.1.3 Коэффициенты модификации, уменьшающие l d

    Базовая развертка, l db , модифицированная факторы, указанные в статье 5.11.2.1.2, можно умножить на следующие коэффициенты, где:

    • Разрабатываемая арматура рассматриваемой длины составляет расстояние по бокам не менее 6,0 дюймов от центра к центру, с прозрачная крышка не менее 3,0 дюймов, измеренная в направлении в шаг ....................... 0,8
    • Анкеровка или развертка для полного предела текучести армирование не требуется, или если армирование в элементы изгиба превышают то, что требуется по анализу................................................... .................................................. ..
    • Арматура заключена в спираль из стержней не менее диаметром более 0,25 дюйма и расстояние не более 4,0 дюйма подача................................................. ....................... 0,75

    Необходимо проверить указанные выше факторы для HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет.Дальнейшая работа - цель проекта NCHRP. 12-60.

    5.11.2.2 ДЕФОРМИРУЕМЫЕ ПАРКИ ПРИ СЖАТИИ

    5.11.2.2.1 Длина проявки при сжатии

    Длина развертки l d для деформированных стержней в сжатие не должно быть меньше, чем произведение основного длина разработки, указанная здесь, и применимая модификация факторы, указанные в статье 5.11.2.2.2 или 8 дюймов.

    Базовая развертка l db для деформированных стержней в сжатие не менее:

    (5.11.2.2.1-1) [Уравнение 92]

    или

    (5.11.2.2.1-2) [Уравнение 93]

    5.11.2.2.2 Факторы модификации

    Базовая длина развертки l db может быть умножена на применимые коэффициенты, где:

    • Анкеровка или развертка для полного предела текучести армирование не требуется, или если армирование предусмотрено сверх того, что требуется по анализу ..............
    • Арматура заключена в спираль, состоящую из стержня, не меньше 0.25 дюймов в диаметре и расстояние не более 4,0 дюйма подача................................................. ................... 0,75

    Необходимо проверить указанные выше факторы для HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшая работа - цель проекта NCHRP. 12-60.

    5.11.2.3 СОСТАВЛЯЕМЫЕ БРУСЫ

    Длина развертки отдельных стержней в пачке, дюйм растяжение или сжатие должно быть таким, как для отдельного стержня, увеличенным на 20% для связки из трех стержней и на 33%. за четырехстержневую связку.

    Для определения факторов, указанных в статьях 5.11.2.1.2 и 5.11.2.1.3, блок связанных стержней должен рассматриваться как один стержень. диаметра, определяемого из эквивалентной общей площади.

    Необходимо проверить указанные выше факторы для HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшая работа - цель проекта NCHRP. 12-60.

    5.11.2.4 СТАНДАРТНЫЕ КРЮКИ НА НАТЯЖЕНИЕ

    5.11.2.4.1 Базовая длина развертки крюка

    Длина развертки, l dh , в дюймах, для деформированного стержни в растяжении, оканчивающиеся стандартным крюком, указанным в статье 5.10.2.1 не может быть менее:

    • Произведение базовой развертки, l hb , as указанный в уравнении 1, и применимый коэффициент модификации или факторы, указанные в статье 5.11.2.4.2;
    • 8,0 диаметров прутка; или
    • 6.0 дюймов.

    Базовая развертка, l hb , для штанги с крюком с предел текучести, f y , не более 60,0 тыс. фунтов / кв. дюйм. принято как:

    (5.11.2.4.1-1) [Уравнение 94]

    Необходимо проверить указанные выше факторы для HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшая работа - цель проекта NCHRP. 12-60.

    5.11.2.4.2 Факторы модификации

    Базовая длина развертки крюка, l hb , умножается на следующий коэффициент или коэффициенты, если применимо, где:

    • Арматура имеет предел текучести более 60,0 тыс. фунтов / кв. дюйм .................................
    • Боковая крышка для No.11 бар и меньше, перпендикулярно плоскости крюка, не менее 2,5 дюймов, а для o крючок, крышка на вылет штанги за крюк не менее 2,0 дюйма ....................... 0,7
    • Крюки для стержня № 11 и меньше, закрытые вертикально или по горизонтали в стяжках или стременах, которые расположены вдоль полная развертка, l dh , с шагом не более 3d b .0,8
    • Анкеровка или развитие полного предела текучести армирование не требуется, или если армирование предоставляется сверх того, что требуется анализ ......................................
    • Бетон из легких заполнителей использовал................................................. ......... 0,75
    • Арматура с эпоксидным покрытием использовал................................................... ............... 1,2

    Все положения статьи 5.11.2.4 подлежат проверке для HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшая работа - цель проекта NCHRP. 12-60.

    5.11.2.5 ТКАНЬ СВАРОЧНАЯ

    5.11.2.5.1 Деформированная проволочная сетка

    Для других применений, кроме армирования сдвигом, разработка длина, l hd , в дюймах, сварной деформированной проволочной сетки, измеренная от точки критического сечения до конца проволоки, не должна быть меньше одного из следующих значений:

    • Произведение основной длины развертки и применимого модифицирующий фактор или факторы, указанные в статье 5.11.2.2.2, или
    • 8,0 дюймов, за исключением соединений внахлест, как указано в статье 5.11.6.1.

    5.11.2.5.2 Ткань из гладкой проволоки

    Следует учитывать предел текучести сварной проволочной сетки из гладкой проволоки. развиты путем заделки двух поперечных проволок с более близким крестом провод не менее 2,0 дюймов от точки критического сечения. В противном случае длина развертки l d , измеренная от точка критического сечения до самой внешней поперечной проволоки должна быть принята как:

    (5.11.2.5.2-1) [Уравнение 95]

    Длина развертки должна быть изменена для усиления в превышение того, что требуется анализом, как указано в статье 5.11.2.4.2, и на коэффициент для легкого бетона, указанный в Статья 5.11.2.1.2, если применимо. Однако l d должен не должно быть меньше 6,0 дюймов, за исключением стыков внахлест, так как указанные в статье 5.11.6.2.

    Все положения статьи 5.11.2.5 подлежат проверке для HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшая работа - цель проекта NCHRP. 12-60.

    5.11.4 Развитие пряди предварительного напряжения
    5.11.4.1 ОБЩЕЕ

    Для целей данной статьи можно принять длину переноса. 60 диаметров прядей, а длину развертки принять равной указанные в статье 5.11.4.2.

    5.11.4.2 СВЯЗАННАЯ НИТЬ

    Пряди с предварительным натяжением должны быть скреплены за пределами критического сечения для развертки длины в дюймах принимаем как:

    (5.11.4.2-1) [Уравнение 96]

    Эта статья содержит общие требования к передаче и развертки прядей предварительного напряжения.Это определено в статья, что передаточная длина для предварительного напряжения прядь может быть принята равной 60 диаметрам прядей. Это значение увеличено от 50 диаметров, используемых в стандарте AASHTO Технические условия, статья 9.20.2.4. Меньшая длина переноса составляет возможно для HPC. Эти положения следует оценить для HSC. Исследователи из FHWA предложили новые уравнения для переноса и длины разработки скрепленных прядей предварительного напряжения. (30) Эти уравнения следует проверить на предмет их соответствия с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшая работа - цель проекта NCHRP. 12-60.

    5.11.5 Соединения стержневой арматуры
    5.11.5.3 СОЕДИНЕНИЯ УСИЛЕНИЯ НА НАПРЯЖЕНИЕ

    5.11.5.3.1 Соединения внахлест при растяжении

    Длина нахлеста для стыков внахлестку должна быть не менее либо 12.0 дюймов или следующее для соединений классов A, B или C:

    Класс A сращивание ................................................. .................................................. .. 1,0 л d
    Класс B сращивание ................................................. .................................................. .. 1,3 л d
    Класс C сращивание................................................... ................................................. 1,7 л г

    Длина развертки натяжения, l d , для указанной предел текучести следует принимать в соответствии со статьей 5.11.2.

    Класс соединения внахлестку, необходимый для деформированных стержней и деформированных стержней. натяжение проволоки должно быть как указано в таблице 1.

    Таблица 5.11.5.3.1-1. Классы соединений внахлест с натяжением.

    Соотношение
    Процент соединения s с требуемой длиной внахлестку
    50 75 100
    2

    А

    А

    Б

    <2

    Б

    К

    К

    Все положения статьи 5.11.5 необходимо проверить для HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет. Дальнейшая работа - цель проекта NCHRP. 12-60.

    5.12 ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

    5.12.2 Щелочно-кремнеземные реакционноспособные агрегаты

    Контрактная документация запрещает использование агрегатов из источники, которые, как известно, чрезмерно реактивны между щелочами и кремнеземом.

    Если используется агрегат ограниченной реактивности, то в договорных документах требует использования цемента с низким содержанием щелочи или смеси обычных цементных и пуццолановых материалов при условии их использования было доказано, что можно производить бетон удовлетворительной прочности с предлагаемый агрегат.

    Для высокопроизводительных вычислений необходимо провести испытания или получить практический опыт. используется, чтобы определить, можно ли безопасно использовать данный источник агрегата со специальными вяжущими материалами.

    ДЕЙСТВИЕ: Изменения, относящиеся к AASHTO M 6 и M 80, являются предложил.

    5.12.3 Бетонное покрытие

    Крышка для незащищенной предварительно напряженной и арматурной стали не должна быть меньше указанного
    в таблице 1 и модифицированы для соотношения W / C, если не указано иное указанные либо в настоящем документе, либо в статье 5.12.4.

    Бетонное покрытие и допуски на укладку должны быть указаны в договорные документы.

    Крышка для предварительно натянутой пряди предварительного напряжения, крепежа и механические соединения для арматурных стержней или пост-натяжных Пряди предварительного напряжения должны быть такими же, как и для арматурной стали.

    Крышка для металлических каналов для арматуры после натяжения должна быть не меньше чем:

    • То, что указано для основной арматурной стали,
    • Половина диаметра воздуховода или
    • То, что указано в таблице 1.

    Для настилов, подверженных износу шипов шин или цепи, дополнительное покрытие должны использоваться для компенсации ожидаемой потери глубины из-за истирание, как указано в статье 2.5.2.4.

    Коэффициенты модификации для соотношения W / C должны быть следующими:

    • Для W / C 0,40 ........................................... .............................................. 0,8
    • Для W / C 0.50 ................................................. ........................................ 1,2

    Минимальное покрытие основных стержней, включая стержни, защищенные эпоксидной смолой покрытие, должно быть 1,0 дюйма.

    Покрытие для стяжек и хомутов может быть на 0,5 дюйма меньше значений указано в таблице 1 для основных стержней, но не должно быть менее 1,0 дюйм.

    В этой статье представлены минимальные требования к покрытию для ряда условия воздействия.HPC менее проницаем, чем обычные бетон, и ожидается более длительный срок службы.

    Второй пункт после четвертого абзаца, в котором говорится «Половина диаметра воздуховода» следует изменить. чтобы можно было использовать более широкие воздуховоды в полотнах толщиной 152 мм (6 дюймов).

    В этой статье используются коэффициенты модификации для соотношений воды и газа 0,40 и Даны 0,50. Более логичным был бы постепенный переход. Кроме того, есть способы уменьшить проницаемость без снижение соотношения воды и тепла.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет.

    5,13 УЧАСТНИКИ

    5.13.2 Диафрагмы, глубокие балки, кронштейны, кронштейны и выступы балок
    5.13.2.4 КРОНШТЕЙНЫ И ШТАНГИ ​​

    5.13.2.4.2 Альтернатива модели со стойкой и стяжкой

    • Для нормального бетона номинальное сопротивление сдвигу, V n , следует принимать как меньшее из:

    (5.13.2.4.2-1) [Уравнение 97]

    и

    (5.13.2.4.2-2) [Уравнение 98]

    • Для легкого бетона или бетона с легким песком, номинальный сдвиг сопротивление, В n , в тысячах фунтов, следует принимать как меньшее из:

    (5.13.2.4.2-3) [Уравнение 99]

    или

    (5.13.2.4.2-4) [Уравнение 100]

    Уравнения 5.13.2.4.2-1 и 5.13.2.4.2-2 устанавливают предел 28 МПа (4,0 тыс. Фунтов на квадратный дюйм) от прочности на сжатие бетона, который можно использовать в дизайне. Пределы уравнения 5.13.2.4.2-2 и 0.2 f c необходимо оценить на HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.13.2.5 СВЕТОДИОДНЫЕ СВЕТОДИОДЫ

    5.13.2.5.4 Конструкция для пробивных ножниц

    Номинальное сопротивление сдвигу при продавливании, В n , в тысячах фунтов, должно быть принято как:

    • На накладках салона:

    (5.13.2.5.4-1) [Уравнение 101]

    • На внешних подушках:

    (5.13.2.5.4-2) [Уравнение 102]

    Уравнения в этой статье должны быть проверены для использования с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.13.2.5.5 Проект усиления ангара

    Используя обозначения на Рисунке 2, номинальное сопротивление сдвигу уступы двутавровых балок должны быть меньшими, чем указанные в Уравнение 2 и уравнение 3.

    (5.13.2.5.5-3) [Уравнение 103]

    Уравнение 5.13.2.5.5-3 следует проверить для использования с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.13.3 Опоры
    5.13.3.6 СДВИГ ПЛИТ И ФУНТОВ

    5.13.3.6.3 Двустороннее действие

    Для двустороннего действия для секций без поперечной арматуры номинальное сопротивление сдвигу, V n , в тысячах фунтов, бетон принимать как:

    (5.13.3.6.3-1) [Уравнение 104]

    Для двустороннего действия для секций с поперечной арматурой номинальное сопротивление сдвигу
    V n , в тысячах фунтов, следует принимать как:

    (5.13.3.6.3-2) [Уравнение 105]

    , для которых

    (5.13.3.6.3-3) [Уравнение 106]

    и

    (5.13.3.6.3-4) [Уравнение 107]

    Уравнения в этой статье должны быть проверены для использования с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.13.4 Бетонные сваи
    5.13.4.4 Предварительно прессованные сваи

    5.13.4.4.1 Размеры сваи

    Толщина стенки цилиндрической сваи не менее 5,0. дюймы.

    При использовании HPC должна быть допустима толщина стенки менее 127 мм (5,0 дюймов).

    ДЕЙСТВИЕ: Предлагается исправление для исключения минимальной толщины стенки.

    5.14 ПОЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ТИПОВ КОНСТРУКЦИЙ

    5.14.1 Балки и фермы
    5.14.1.2 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ БАЛКИ

    5.14.1.2.5 Прочность бетона

    Для медленно твердеющих бетонов 90-дневная прочность на сжатие может использоваться для всех комбинаций напряжений, возникающих через 90 дней.

    Для бетона с нормальным весом 90-дневная прочность медленно твердеющих бетонов может быть оценена в 115 процентов от их 28-дневной прочности.

    Эта статья очень актуальна для HSC. Его следует изменить на прояснить значение медленно твердеющего бетона и разрешить использование 56-дневные преимущества. Следует оценить коэффициент 115 процентов. основано на данных демонстрационных мостов FHWA HPC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.14.2 Сегментарное строительство
    5.14.2.3 КОНСТРУКЦИЯ

    15.4.2.3.3 Сочетания строительных нагрузок на пределе службы Государственный

    Растягивающие напряжения в бетоне от строительных нагрузок не должны превышают значения, указанные в таблице 1; кроме конструкций с Суставы типа А и менее 60% их сухожилий создаваемые внутренними арматурами, растягивающие напряжения не должны превышать 0.095. Для конструкций с соединениями типа B отсутствуют растягивающие напряжения. разрешается.

    HSC имеет относительно более высокую прочность на разрыв, чем обычные прочность бетона. Предел растягивающего напряжения в этой статье и в таблицу 5.14.2.3.3-1 следует оценивать для HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.14.2.4 ВИДЫ СЕГМЕНТНЫХ МОСТОВ

    5.14.2.4.7 Сборные сегментные балочные мосты

    5.14.2.4.7b Усиление сегмента

    Сегменты мостов из сегментных балок желательно предварительно натянуть. для статической нагрузки и всех строительных нагрузок для ограничения растяжения напряжение в бетоне до 0,0948.

    Предел растягивающего напряжения должен быть оценен для использования с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    5.14.5 Дополнительные положения для кульвертов
    5.14.5.3 КОНСТРУКЦИЯ НА СДВИГ ПЛИТ ЯЩИКОВ

    (5.14.5.3-1) [Уравнение 108]

    , но V c не должен превышать 0,126 bd e .

    Хотя HSC нельзя использовать в перекрытиях для коробчатых водопропускных труб, ограничения для V c в этой статье следует оценить для использовать с HSC.

    ДЕЙСТВИЕ: Предложена постановка исследовательской задачи.

    Раздел 9: Палубы и палубные системы

    Этот раздел содержит положения по анализу и проектированию мостовые настилы и системы настилов
    из бетона, металла и дерева или их комбинаций, при условии гравитационные нагрузки. Положений, затронутых HPC, в раздел.

    ДЕЙСТВИЕ: Нет.

    СТРОИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОСТА AASHTO LRFD

    Участок 8 строительства моста AASHTO LRFD Спецификация касается бетонных конструкций. Техническая положения по сути такие же, как и в AASHTO Стандартные спецификации для автомобильных мостов , Раздел II, Раздел 8, Бетонные конструкции, за исключением использования метрических единиц в версии LRFD. Следовательно, отдельный обзор спецификаций LRFD не проводился.Предлагаемые изменения к спецификациям AASHTO LRFD, аналогичные тем, которые предложены для раздела II, раздела 8 стандартных спецификаций AASHTO, включены в приложение D. Предлагаемые изменения основаны на AASHTO LRFD Bridge Construction Specification , First Edition, 1998, и промежуточные редакции 1999, 2000 и 2001 гг. (11-14)

    Предыдущая | Содержание | Следующие

    FHWA-HRT-05-056

    Бетон для прочности на изгиб - что, почему и как? - Готовая смесь Nevada

    Информация Национальной ассоциации товарных бетонных смесей

    ЧТО такое бетон с прочностью на изгиб?

    Прочность на изгиб - это один из показателей прочности бетона на разрыв.Это мера неармированной бетонной балки или плиты для сопротивления разрушению при изгибе. Он измеряется путем загрузки бетонных балок 6 x 6 дюймов (150 x 150 мм) с длиной пролета, как минимум в три раза превышающей глубину. Прочность на изгиб выражается как модуль разрыва (MR) в фунтах на квадратный дюйм (МПа) и определяется стандартными методами испытаний ASTM C 78 (нагрузка в третьей точке) или ASTM C 293 (нагрузка в центральной точке).

    MR Flexural составляет от 10 до 20 процентов прочности на сжатие в зависимости от типа, размера и объема используемого крупного заполнителя.Однако наилучшая корреляция для конкретных материалов достигается при лабораторных испытаниях данных материалов и конструкции смеси. MR, определяемый нагрузкой в ​​третьей точке, ниже MR, определяемый нагрузкой в ​​центральной точке, иногда на целых 15%.

    ПОЧЕМУ тестировать прочность на изгиб?

    Разработчики дорожных покрытий используют теорию, основанную на прочности на изгиб. Следовательно, может потребоваться разработка лабораторной смеси, основанная на испытаниях прочности на изгиб, или содержание вяжущего материала может быть выбрано из прошлого опыта для получения необходимого расчетного MR.Некоторые также используют MR для полевого контроля и приемки тротуаров. Очень немногие используют испытания на изгиб конструкционного бетона. Агентства, не использующие прочность на изгиб для контроля поля, обычно считают использование прочности на сжатие удобным и надежным для оценки качества поставленного бетона.

    КАК использовать прочность на изгиб

    Образцы балок должны быть надлежащим образом изготовлены в полевых условиях. Бетонные смеси для дорожных покрытий являются жесткими (осадка от 1/2 до 2 1/2 дюймов). Свернуть с помощью вибрации в соответствии с ASTM C 31 и постучать по бокам, чтобы освободить воздушные карманы.Для более высокой осадки после установки стержней постучите по формам, чтобы освободить воздушные карманы, и сделайте лопатки по бокам для уплотнения. Никогда не позволяйте поверхностям балок высохнуть. Перед испытанием погрузите в насыщенную известковую воду минимум на 20 часов.

    Спецификации и исследование очевидных низких значений прочности должны учитывать более высокую изменчивость результатов прочности на изгиб. Стандартное отклонение прочности бетона на изгиб до 800 фунтов на квадратный дюйм (5,5 МПа) для проектов с хорошим диапазоном регулирования примерно от 40 до 80 фунтов на квадратный дюйм (0.От 3 до 0,6 МПа). Значения стандартного отклонения более 100 фунтов на квадратный дюйм (0,7 МПа) могут указывать на проблемы при тестировании. Существует высокая вероятность того, что проблемы с тестированием или разница влажности в балке, вызванная преждевременным высыханием, вызовут низкую прочность.

    Если корреляция между прочностью на изгиб и сжатие была установлена ​​в лаборатории, значения прочности сердечника по ASTM C 42 могут использоваться для прочности на сжатие для проверки на соответствие желаемому значению с использованием критериев ACI 318 85 процентов указанной прочности для среднего трех ядра.Выпиливать балки из плиты для испытаний на изгиб непрактично. Распиловка балок значительно снизит измеряемую прочность на изгиб, и этого не следует делать. В некоторых случаях используется расчет прочности сердечников на разрыв по ASTM C 496, но опыт применения данных ограничен.

    КАКИЕ проблемы с прогибом?

    Испытания на изгиб чрезвычайно чувствительны к процедуре подготовки образцов, обращения с ними и отверждения. Балки очень тяжелые и могут быть повреждены при транспортировке с рабочего места в лабораторию.Если дать балке высохнуть, ее прочность снизится. Балки должны быть отверждены стандартным способом и испытаны во влажном состоянии. Выполнение всех этих требований на рабочем месте чрезвычайно сложно, что часто приводит к ненадежным и, как правило, низким значениям MR. Короткий период высыхания может привести к резкому падению прочности на изгиб.

    Многие государственные дорожные агентства использовали прочность на изгиб, но теперь переходят на концепции прочности на сжатие или зрелости для контроля работ и обеспечения качества бетонного покрытия.Данные указывают на необходимость пересмотра текущих процедур тестирования. Они также предполагают, что, хотя испытание на прочность на изгиб является полезным инструментом в исследованиях и лабораторной оценке ингредиентов и пропорций бетона, оно слишком чувствительно к вариациям испытаний, чтобы его можно было использовать в качестве основы для принятия или отклонения бетона в полевых условиях ( Ссылка 3).

    NRMCA и Американская ассоциация бетонных покрытий (ACPA) придерживаются политики, согласно которой испытание на прочность на сжатие является предпочтительным методом приемки бетона и что испытания должны проводить сертифицированные технические специалисты.Комитеты ACI 325 и 330 по строительству и проектированию бетонных покрытий и Ассоциация портландцемента (PCA) указывают на использование испытаний на прочность при сжатии как на более удобное и надежное.

    Бетонная промышленность, а также инспекционные и испытательные агентства гораздо лучше знакомы с традиционными испытаниями на сжатие цилиндров для контроля и приемки бетона. Изгиб можно использовать для целей проектирования, но следует использовать соответствующую прочность на сжатие, чтобы заказать и принять бетон.Любые партии для испытаний на время должны проводиться как на изгиб, так и на сжатие, чтобы можно было установить корреляцию для контроля в полевых условиях.

    Список литературы

    1. Как следует измерять прочность бетонного покрытия? Ричард К. Мейнингер, NRMCA TIL 420, и сводка данных, NRMCA TIL 451, NRMCA, Silver Spring, MD.
    2. «Испытание прочности бетона», Пегги Карраскильо, глава 14, ASTM STP 169C, Значение испытаний и свойств бетона и бетонных материалов, Американское общество испытаний и материалов, Вест Коншохокен, Пенсильвания.
    3. «Исследования прочности бетона на изгиб, Часть 3, Влияние изменений в процедурах испытаний», Стэнтон Уолкер и Д. Л. Блум, Публикация NRMCA № 75, NRMCA, Silver Spring, MD.
    4. Варианты лабораторных испытаний прочности бетона на изгиб, У. Чарльз Грир, младший, ASTM Cement, Concrete and Aggregates, Winter, 1983, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA.
    5. «Оценка и приемка бетонной смеси для покрытий аэродромов» Ричард К.Майнингер и Норм Нельсон, Публикация NRMCA 178, сентябрь 1991 г., NRMCA, Silver Spring, MD.
    6. Сопротивление прочности на сжатие и изгиб для контроля качества дорожных покрытий, Стив Косматка, CTT PL 854, 1985, Portland Cement Association, Скоки, Иллинойс.
    7. Время сдерживать испытание на изгиб, Оррин Райли, ACI Concrete International, август 1994 г., Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган.
    Вернуться к конкретным советам

    ИСПОЛЬЗУЕТСЯ С РАЗРЕШЕНИЯ NRMCA

    AS 2159 и 3600 Проектирование бетонных свай

    Конструкция с одинарной сваей в соответствии с AS 2159 (2009) и 3600 (2018)

    В случае высоких боковых нагрузок или неблагоприятных почвенных условий, свайный фундамент предпочтительнее, чем фундамент мелкого заложения.Чтобы избежать образования свай, можно предпринять такие попытки, как методы модификации почвы, однако эти методы могут включать в себя дорогостоящие процессы, при этом в этом случае сваи могут быть даже дешевле.

    Модуль

    SkyCiv Foundation Design включает в себя проектирование свай в соответствии с Американским институтом бетона (ACI 318) и австралийскими стандартами (AS 2159 и 3600).

    Хотите попробовать программное обеспечение SkyCiv Foundation Design? Наш бесплатный инструмент позволяет пользователям выполнять расчеты несущей способности без загрузки или установки!

    Калькулятор проектирования фундамента

    Расчетная геотехническая прочность сваи

    Вертикальные нагрузки, действующие на сваи, воспринимаются концевой опорой сваи и обшивкой или валом - трением по ее длине.Расчетная геотехническая прочность (R d, g ) равна предельной геотехнической прочности (R d, ug ), умноженной на геотехнический коэффициент уменьшения (ø g ), как указано в AS 2159, Раздел 4.3.1.

    \ ({R} _ {d, g} = {ø} _ {g} × {R} _ {d, ug} \) (1)

    R d, g = Расчетная геотехническая прочность

    R d, ug = Максимальная геотехническая прочность

    ø г = Геотехнический коэффициент уменьшения

    Максимальная геотехническая прочность (R d, ug )

    Предел геотехнической прочности равен сумме факторизованного поверхностного трения сваи (f м, s ), умноженного на площадь боковой поверхности и сопротивления основания, умноженных на площадь поперечного сечения на вершине сваи. куча.

    \ ({R} _ {d, ug} = [{R} _ {s} × ({f} _ {m, s} × {A} _ {s})] + ({f} _ {b } × {A} _ {b}) \) (2)

    R с = коэффициент уменьшения сопротивления вала

    f м, с = Сопротивление трению вала

    A s = Площадь боковой поверхности

    f b = член базового сопротивления

    A b = Площадь поперечного сечения на вершине сваи

    Для получения более подробного руководства ознакомьтесь с нашей статьей о расчете сопротивления трению кожи и несущей способности конца.

    Геотехнический коэффициент уменьшения (ø г )

    Геотехнический коэффициент уменьшения - это расчет на основе рисков для окончательного проекта, который учитывает различные факторы, такие как условия площадки, конструкция свай и факторы установки. Его значение обычно колеблется от 0,40 до 0,90. В AS 2159 4.3.1 также указано, как оценить его значение, как показано в уравнении (3).

    \ ({ø} _ {g} = {ø} _ {gb} + [K × ({ø} _ {tf} - {ø} _ {gb})] ≥ {ø} _ {gb} \) (3)

    ø gb = Базовый коэффициент снижения геотехнической прочности

    ø tf = Фактор внутреннего испытания

    K = Фактор выгоды при тестировании

    Факторы выгоды от внутренних испытаний

    и испытаний зависят от того, какой тип нагрузочного испытания используется на сваях.Их значения указаны в таблице 1 и в уравнениях (4) и (5). Нагрузочные испытания свай кратко обсуждаются в разделе 8 стандарта AS 2159.

    Фактор внутреннего тестирования (ø tf )
    Испытания статической нагрузкой 0,90
    Экспресс-испытание под нагрузкой 0,75
    Испытание предварительно формованных свай динамической нагрузкой 0,80
    Испытание динамической нагрузкой свай, кроме предварительно формованных 0.75
    Испытание под двунаправленной нагрузкой 0,85
    Без тестирования 0,80

    Таблица 1: Значения внутреннего тестового фактора

    Коэффициент полезного действия при испытании на статическую нагрузку:

    \ (K = \ frac {1,33 × p} {p + 3,3} ≤ 1 \) (4)

    Фактор преимущества тестирования при динамическом нагрузочном тестировании:

    \ (K = \ frac {1.13 × p} {p + 3.3} ≤ 1 \) (5)

    p = Процент от общего числа свай, которые проверены и соответствуют критериям приемки

    Базовый коэффициент снижения геотехнической прочности оценивается с использованием процедуры оценки риска, описанной в Разделе 4.3. AS 2159. Результатом указанной процедуры является индивидуальный рейтинг риска (IRR) и общий расчетный средний рейтинг риска (ARR), который должен использоваться для определения значения ø gb , как показано в таблице 2.

    Базовый коэффициент снижения геотехнической прочности (ø gb )
    Средний рейтинг риска (ARR) Категория риска ø gb для систем с низким уровнем резервирования ø gb для систем с высоким резервированием
    ARR ≤ 1.5 Очень низкий 0,67 0,76
    1,5 От очень низкой до низкой 0,61 0,70
    2,0 ​​ Низкий 0,56 0,64
    2,5 От низкого до среднего 0,52 0.60
    3,0 Умеренная 0,48 0.56
    3,5 От умеренной до высокой 0,45 0,53
    4,0 Высокая 0,42 0,50
    ARR> 4,5 Очень высокий 0,40 0,47

    Таблица 2: Значения базового геотехнического коэффициента восстановления (AS 2159, таблица 4.3.2)

    Системы с низким резервированием представляют собой сильно нагруженные одиночные сваи, в то время как системы с высоким резервированием включают большие группы свай под большими крышками свай или группы свай с более чем 4 сваями.

    Расчетная прочность конструкции

    Сваи по конструкции практически не отличаются от колонн. Расчетная прочность конструкции (R d, s ) требует предельных нагрузок, таких как осевые и поперечные силы, а также изгибающий момент. Расчетная структурная прочность бетонной сваи эквивалентна предельной расчетной прочности (R us ), уменьшенной на коэффициент уменьшения прочности (ø s ) и коэффициент укладки бетона (k), как указано в Разделе 5.2.1. КАК 2159.

    \ ({R} _ {d, s} = {ø} _ {s} × k × {R} _ {us} \) (6)

    ø с = коэффициент уменьшения прочности

    k = коэффициент укладки бетона

    R us = Максимальная расчетная прочность

    Значения коэффициента снижения прочности приведены в таблице 3. Коэффициент укладки бетона колеблется от 0,75 до 1,0, в зависимости от метода строительства сваи. Однако для свай, отличных от бетона и раствора, k следует принимать равным 1.0.

    Коэффициенты снижения прочности (ø)
    Осевое усилие без изгиба 0,65
    Гибка без осевого усилия (ø pb ) 0,65 ≤ 1,24 - [(13 × k uo ) / 12] ≤ 0,85
    Гибка с осевым сжатием:
    (i) N u ≥ N ub 0.60
    (ii) N u ub 0.60 + {(ø pb - 0,66) × [1 - (N u / N ub )]}
    Ножницы 0,70

    Таблица 3: Коэффициенты снижения прочности (Таблица 2.2.2, AS 3600-18)

    Осевая и изгибная способность одиночной сваи

    Подобно колоннам, сваи также могут подвергаться комбинированной нагрузке сжатия и изгиба. Осевая и изгибная способности проверяются с помощью диаграммы взаимодействия.Эта диаграмма представляет собой визуальное представление поведения изгибных и осевых нагрузок, вызванных увеличением нагрузки от чистой точки изгиба до точки равновесия.

    Рисунок 1: Диаграмма взаимодействия столбцов

    Сжимающая нагрузка (N uo )

    Точка нагружения при сжатии - это точка на диаграмме, в которой свая разрушится при чистом сжатии. В этот момент осевая нагрузка прикладывается к пластическому центру тяжести сечения, чтобы оставаться в сжатом состоянии без изгиба.Сжимающая нагрузка (N uo ) и положение центра тяжести пластика (d q ) вычисляются, как показано в уравнениях (7) и (8). Хотя для симметричных сечений с симметричным расположением арматуры расположение пластикового центроида можно принять как 1/2 общей глубины поперечного сечения.

    \ ({ϕN} _ {uo} = ø × [({A} _ {g} - {A} _ {s}) × ({α} _ {1} × f'c) × ({A} _ {s} × {f} _ {sy})] \) (7)

    A г = Площадь поперечного сечения брутто

    A s = Общая площадь стали

    α 1 = 1.{n} ({A} _ {bi} × {f} _ {sy} × {d} _ {yi})} {{N} _ {uo}} \) (8)

    b = Ширина поперечного сечения сваи

    D = Глубина или диаметр поперечного сечения сваи

    A bi = рассматриваемая площадь арматурного стержня

    d yi = рассматриваемая глубина арматурного стержня

    От точки сжатия до точки декомпрессии

    Точка декомпрессии - это когда деформация бетона на крайнем сжимающем волокне равна 0.003, и деформация в крайнем растяжимом волокне равна нулю. Прочность сваи между сжимающей нагрузкой и точками декомпрессии можно рассчитать путем линейной интерполяции с коэффициентом уменьшения прочности (ø s ), равным 0,6.

    От точки декомпрессии до чистого изгиба

    Чистая точка изгиба - это точка, при которой осевая нагрузка равна нулю. При переходе от точки декомпрессии к чистому изгибу используется коэффициент снижения прочности от 0,6 до 0,8 и вводится входной параметр (k u ).Значение k u начинается с 1 в точке декомпрессии и уменьшается до тех пор, пока не будет достигнут чистый изгиб. Между переходом двух точек достигается состояние равновесия. В этот момент деформация бетона находится на своем пределе ( ε c = 0,003), а внешняя деформация стали достигает предела текучести ( ε s = 0,0025). Значение k u в этой точке составляет приблизительно 0,54 с коэффициентом снижения прочности 0,6.

    После выбора значения k u можно рассчитать силы растяжения и сжатия секции.Осевая нагрузка на сечение эквивалентна сумме сил растяжения и сжатия, а изгибающий момент рассчитывается путем разрешения этих сил относительно нейтральной оси. Расчет для сжимающих и растягивающих сил перечислен ниже

    .

    Усилие от бетона (F куб.см ):

    \ ({F} _ {cc} = {α} _ {2} × f’c × {A} _ {c} \) (9)

    α 2 = 0,85 - (0,0015 × f’c) [α 2 ≥ 0,67]

    A c = Площадь блока сжатия (см. Рисунок 2)

    = b × γ × k u × d (прямоугольное сечение)

    = (1/2) × (θ - sinθ) × (D / 2) 2 (круглое поперечное сечение)

    γ = 0.97 - (0,0025 × f’c) [γ 0,67]

    Рисунок 2: Область бетонного блока сжатия

    Сила (F si ) и момент (M i ), вкладываемые каждой отдельной штангой:

    Каждый арматурный стержень секции оказывает силу, которая может быть сжимающей или растягивающей, в зависимости от величины деформации стержня (ε si ), показанной в уравнении (10).

    \ ({ε} _ {si} = \ frac {{ε} _ {c}} {({k} _ {u} × d)} × [({k} _ {u} × d) - { d} _ {yi}] \) (10)

    d yi = Глубина до рассматриваемой планки

    ε c = Деформация бетона = 0.003

    Если ε si <0 (стержень находится в напряжении)

    Если ε si > 0 (стержень находится в сжатом состоянии)

    Бар на сжатие:

    \ ({F} _ {si} = {σ} _ {si} × {A} _ {bi} \) (11)

    σ si = Напряжение в барах = Минимум [( ε si × E s ), f sy ]

    E s = Модуль упругости стали

    A bi = Площадь стержня

    Штанга в напряжении:

    \ ({F} _ {si} = [{σ} _ {si} - ({α} _ {2} × f'c)] × {A} _ {bi} ≥ 0 \) (12)

    σ si = Напряжение в барах = Минимум [( ε si × E s ), - f sy ]

    E s = Модуль упругости стали

    A bi = Площадь стержня

    Момент у каждого бара:

    \ ({M} _ {i} = {F} _ {si} × {d} _ {yi} \) (13)

    Осевая нагрузка сваи:

    \ ({øN} _ {u} = ø × [{F} _ {cc} + {Σ} _ {i = 1} ^ {n} {F} _ {si}] \) (14)

    Изгиб сваи:

    \ ({øM} _ {u} = ø × [({N} _ {u} × {d} _ {q}) - ({F} _ {cc} × {y} _ {c}) - {Σ} _ {i = 1} ^ {n} {M} _ {i}] \) (15)

    Расчетный изгибающий момент:

    Раздел 7. {*} × 0.{*} × (0,05 × D) \) (16b)

    M d = Расчетный изгибающий момент

    M * приложено = приложенный момент

    Н * = Осевая нагрузка

    D = Ширина ворса

    Прочность на сдвиг одиночной сваи

    Расчет прочности на сдвиг должен производиться в соответствии с Разделом 8.2 стандарта AS 3600. Прочность на сдвиг эквивалентна комбинированной прочности на сдвиг бетона и стальной арматуры (уравнение 17).

    \ ({øV} _ {u} = ø × ({V} _ {uc} + {V} _ {us}) ≤ {øV} _ {u, max} \) (17)

    Прочность бетона на сдвиг (V uc )

    Вклад бетона в сопротивление сдвигу рассчитывается, как показано в уравнении (18), которое определено в разделе 8.2.4.1 стандарта AS 3600. Этот раздел также требует, чтобы значение √f’c не превышало 9,0 МПа. Значения параметра k v и θ v определяются с помощью упрощенного метода, предложенного в разделе 8.2.4.3 AS 3600.

    \ ({V} _ {uc} = {k} _ {v} × b × {d} _ {v} × \ sqrt {f’c} \) (18)

    d v = Эффективная глубина сдвига = Максимум [(0,72 × D ), (0,90 × d )]

    Определение минимальной площади поперечной арматуры (A sv.min ) & k v :

    Площадь поперечной арматуры (A sv ) - это общая площадь стержней всех предоставленных стальных стержней, связанных в том же направлении, что и приложенная нагрузка.В разделе 8.2.1.7 стандарта AS 3600 приводится уравнение для минимальной поперечной прочности на сдвиг, которое должно быть:

    \ (\ frac {{A} _ {sv.min}} {s} = \ frac {0,08 × \ sqrt {f’c} × b} {{f} _ {sy.f}} \)

    f sy.f = Предел текучести арматурных стержней на сдвиг

    s = Расстояние между центрами поперечных арматурных стержней

    Для (A sv / s) <(A sv.min / s):

    \ ({k} _ {v} = \ frac {200} {[1000 + (1.3 × {d} _ {v})]} ≤ 0,10 \)

    Для (A sv / s) ≥ (A sv.min / s):

    \ ({k} _ {v} = 0,15 \)

    Прочность на сдвиг стальных стержней (V us )

    Вклад поперечной сдвиговой арматуры в расчетную прочность на сдвиг показан в уравнении (19), которое определено в разделе 8.2.5 стандарта AS 3600.

    \ ({V} _ {us} = \ frac {{A} _ {sv} × {f} _ {sy.f} × {d} _ {v}} {s} × детская кроватка {θ} _ { v} \) (19)

    θ v = угол наклона стойки сжатия = 36º

    Максимальная прочность на сдвиг (V u.{2} {θ} _ {v}}] \) (20)

    α v = угол между наклонной поперечной арматурой и продольной растягивающей арматурой ≈ 90º

    Предел прочности на сдвиг (V u )

    Общая прочность на сдвиг, вносимая бетоном и арматурой на сдвиг, должна быть меньше или равна предельному значению V u.max

    \ ({V} _ {u} = ({V} _ {uc} + {V} _ {us}) ≤ {V} _ {u.max} \) (21)

    Расчетная прочность на сдвиг (øV u )

    Коэффициент уменьшения пропускной способности, который должен применяться для предела прочности на сдвиг, составляет ø = 0.7. Следовательно, расчетная прочность сваи на сдвиг определяется по формуле:

    \ ({øV} _ {u} = ø × ({V} _ {uc} + {V} _ {us}) \) (22)

    Список литературы
      Пакет
    • , Лонни (2018). Австралийское руководство для инженеров-строителей . CRC Press.
    • Проектирование и установка свай (2009) . AS 2159. Австралийский стандарт
    • Бетонные конструкции (2018) . AS 3600. Австралийский стандарт

    Часто задаваемые вопросы - Американская ассоциация бетонных труб


    Конструкция Бетонная труба

    Q:

    Как мне рассчитать требуемый класс трубы, необходимый для моего проекта?
    А: Вы можете использовать таблицы высоты заполнения ACPA, чтобы найти требуемый класс трубы, или загрузить главу 4 Руководства по проектированию бетонных труб для подробного объяснения того, как рассчитать требуемый класс трубы.
    Вопрос: Что представляют собой классы труб?

    А:

    Сделать бетонные трубы более доступными; Вместо того, чтобы производить трубу с определенной D-нагрузкой, необходимой для каждой работы, сборные бетонные трубы часто задаются в терминах обобщенной системы классов. Классы труб представляют собой минимальную D-нагрузочную способность, которую должна иметь труба, произведенная для этого класса. Классы обозначены в ASTM C 76 или AASHTO M 170.Требуемая нагрузка D на трубу следующая.
    Класс 0,01 дюйма Трещина D-нагрузка (фунт / фут / фут) Максимальная D-нагрузка (фунт / фут / фут)
    I
    II
    III
    IV
    V
    800
    1000
    1350
    2000
    3000
    1200
    1500
    2000
    3000
    3750

    Q:

    Что такое D-Load?

    А:

    Прочность опоры трубы, нагруженной в условиях испытания на опору с тремя краями, выраженная в фунтах на погонный фут внутреннего диаметра или горизонтального пролета.
    Вопрос: Что такое стандартные установки и какой тип я бы использовал для своего проекта?

    А:

    Четыре стандартные установки обеспечивают оптимальный диапазон характеристик взаимодействия грунта и трубы. В качестве проектировщика вы можете выбрать установку типа 1, которая требует высококачественного материала для засыпки и уровней уплотнения в сочетании с трубой более низкой прочности, или установку типа 4, использующую трубу более низкой прочности, поскольку она была разработана для условий с небольшим контролем засыпки или без него. материалы или уплотнение.Установка типа 1 требует большей жесткости грунта от окружающих грунтов, чем установки типа 2, 3 и 4, и поэтому ее труднее достичь. Поэтому следует проводить полевую проверку свойств почвы и уровней уплотнения.

    Грунт и минимальное уплотнение показаны ниже:

    Тип установки, который вы выберете, будет зависеть от комбинации факторов, таких как доступные материалы для засыпки, глубина засыпки и требуемый класс трубы. У Американской ассоциации бетонных труб есть программное обеспечение PipePac, которое можно бесплатно загрузить, заполнив регистрационную форму внизу страницы.Это программное обеспечение поможет вам проанализировать различные типы установки, чтобы выбрать наиболее экономичный вариант.

    Вопрос: В чем разница между прямым и косвенным дизайном для RCP?

    А:

    Непрямой Дизайн является сравнением структурной прочности трубы, найденной в тесте подшипника Три края к прочности заглубленной трубы поля поддерживая. Дополнительную информацию о косвенном проектировании можно найти в брошюре «Стандартная установка».

    Direct Design - это конструкция трубы в установленном состоянии. Определяются величина и распределение нагрузок, а также рассчитываются физические свойства, необходимые для поддержки этих нагрузок.

    Вопрос: Когда следует использовать прямое проектирование или косвенное проектирование для бетонных труб?

    А:

    Непрямое проектирование - это стандартный метод проектирования железобетонных труб.Это упрощенный метод, который соответствует трубам, произведенным в соответствии со спецификациями рабочих характеристик, при котором они испытываются на заводе для проверки ее прочности. Если бетонная труба не может быть испытана для проверки ее прочности на заводе, то конструкция трубы должна быть спроектирована так же, как и любая другая бетонная конструкция, с использованием метода прямого проектирования, который включает в проект факторы нагрузки и технологические факторы. Если инженер сталкивается с D-нагрузкой трубы, которая не может быть проверена в испытании на трехреберную опору, либо потому, что производитель не может приложить достаточную нагрузку, либо труба слишком велика для того, чтобы поместиться в аппарате для испытания трехреберной опоры, тогда инженер может захотеть использовать метод прямого проектирования для проектирования трубы.Трубы малого диаметра не следует проектировать с использованием метода прямого проектирования из-за того, что уравнения для прямого проектирования изначально были сформулированы для больших диаметров и, следовательно, являются чрезмерно консервативными для проектирования бетонных труб малого диаметра.

    Q:

    На какой минимальной высоте можно засыпать бетонную трубу?

    А:

    Минимальная высота заполнения зависит как от нагрузки, прилагаемой к поверхности над трубой, так и от прочности предусмотренного класса трубы.Поскольку бетонная труба представляет собой композит из бетона и стали, вы можете уменьшить высоту засыпки на сколько угодно, при условии, что вы спроектировали трубу, чтобы выдерживать приложенные нагрузки. В некоторых случаях, когда по трубе будет перемещаться чрезвычайно тяжелая техника, вам, возможно, придется использовать бетонную трубу с прочностью выше трубы класса V, самого высокого класса трубы, обозначенного в ASTM C 76.AASHTO M 170. Это может быть достигнуто с помощью работа с вашим местным производителем. Однако в большинстве случаев, когда применяется нагрузка на шоссе AASHTO HL-93, а высота заполнения равна или превышает 1 фут покрытия, будет достаточно стандартной трубы класса III или выше.Для стандартных нагрузок на шоссе HL-93 требуемую D-нагрузку при приращении высоты заполнения в 1 фут можно найти в таблицах высоты заполнения ACPA. В отношении других расчетных нагрузок можно обратиться за помощью в проектировании к Данным № 1 по проекту ACPA «Живые нагрузки на бетонную трубу» или к «Руководству по проектированию бетонных труб» ACPA.
    Вопрос: В чем разница между траншейной и насыпной установкой?

    А:

    может быть установлена ​​как в траншее, так и в насыпи.Тип установки существенно влияет на нагрузку на жесткую трубу.
    • Траншея: Когда бетонная труба устанавливается в относительно узкой траншее, осадка между материалом обратной засыпки и ненарушенной почвой, в которой вырывается траншея, создает восходящие силы трения, которые влияют на передачу нагрузки. Эта передача нагрузки помогает поддерживать материал обратной засыпки внутри траншеи и приводит к меньшей нагрузке на трубу, чем вес призмы материала обратной засыпки над трубой.
    • Насыпь: в этом состоянии грунт вдоль стенки трубы оседает больше, чем грунт непосредственно над трубой. Эта дополнительная нагрузка учитывается с помощью коэффициента вертикального изгиба для метода косвенного проектирования.
    Вопрос: Какую максимальную скорость потока я могу спроектировать без кавитации?
    А: Скорость сама по себе не создает проблем для бетонных труб в пределах обычно встречающихся диапазонов.При скоростях до 40 футов в секунду серьезность эффектов абразивного истирания зависит от характеристик нагрузки на слой.

    Q:

    Предоставляет ли Американская ассоциация бетонных труб какие-либо рекомендации по проектированию сборных коробчатых водопропускных труб?

    А:

    Да. Американская ассоциация бетонных труб разработала рекомендации по проектированию коробчатых сборных железобетонных труб в соответствии с AASHTO.Эти проектные примечания можно найти на нашем веб-сайте: www.concretepipe.com или запросить у сотрудников по электронной почте.

    Q:

    Как определить размер водопропускной трубы, необходимой для моего проекта?

    А:

    Выбор правильного значения коэффициента шероховатости трубы ( «n» Мэннинга) имеет важное значение при оценке потока через водопропускные трубы и коллекторы. Выбор завышенного значения n приводит к неэкономичной конструкции из-за слишком большого размера трубы, в то время как недостаточное значение приводит к гидравлически неадекватной канализационной системе.Более подробную информацию о расчете гидравлики в трубопроводе можно найти в проектных данных №11.

    Q:

    Подходит ли бетонная труба для получения баллов LEED?

    А:

    Бетонная труба подходит для проектов LEED и соответствует устойчивому развитию. В отличие от труб из термопласта, бетон изготавливается из экологически чистых природных материалов. Производство бетона требует меньше энергии, чем производство пластика.Он также пригоден для вторичной переработки и практически не оказывает никакого воздействия на окружающую среду. А при использовании местных ресурсов бетон также может обеспечить более низкую стоимость топлива для доставки.

    Q:

    Почему важно проектировать бетонную трубу с трещиной 0,01 дюйма?

    А:

    Труба железобетонная, как и другие железобетонные конструкции, предназначена для растрескивания. Хорошо известно, что, хотя бетон очень прочен на сжатие, его предел прочности на растяжение настолько низок, что он считается незначительным при проектировании.Таким образом, конструкция RCP учитывает высокую прочность бетона на сжатие и высокую прочность на растяжение стали. По мере увеличения нагрузки на трубу и превышения прочности бетона на растяжение будут образовываться трещины, поскольку растягивающая нагрузка передается на сталь. Обычно трещины образуют V-образную форму с большей частью трещины на поверхности. Наличие трещины в 0,01 дюйма не означает разрушение, а скорее указывает на то, что бетон и арматура работают вместе, как и предполагалось.

    Q:

    В чем разница между сроком службы и расчетным сроком службы?

    А:

    Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог Обобщение практики автомобильных дорог под названием «Долговечность дренажных труб» определяет срок службы по количеству лет, в течение которых они не требуют технического обслуживания. Интернет-словарь Вебстера определяет срок службы конструкции как ожидаемый срок службы элемента, который будет работать с заданными параметрами.

    Q:

    Каков срок службы бетонной трубы?

    А:

    Инженерный корпус армии рекомендует для сборных железобетонных труб расчетный срок службы 70–100 лет, и существует бесчисленное множество примеров установок, которые превосходят эти цифры. Это означает, что ожидаемый срок службы сборного железобетона как минимум в два раза больше, чем у альтернативных материалов. Причины этого выходят далеко за рамки врожденной прочности бетона.Бетон также не горит, не ржавеет, не рвется, не деформируется, не деформируется, и он невосприимчив к атакам большинства элементов, вне зависимости от того, находится ли труба в земле или нет. Плотность качественных бетонных труб обычно колеблется от 145 до 155 фунтов на кубический фут. Обычно чем выше плотность, тем больше долговечность бетонной трубы.
    Вернуться к началу

    Производство
    Вопрос: Как я могу быть уверен, что покупаю качественную бетонную трубу?
    А: В нашей программе QCast изложены рекомендации по качественному производству и испытаниям бетонных труб.
    Вернуться к началу

    Установка
    Вопрос: Какой зазор между стыками разрешен?
    А: Швы изготавливаются с различной геометрией и допусками, поэтому лучший способ определить допустимый зазор шва - связаться с производителем.
    Вопрос:

    Какой самый узкий радиус я могу сделать с помощью RCP?

    А:

    Соединения производятся с различной геометрией и допусками, поэтому лучший способ определить радиус поворота - это связаться с производителем.

    Вопрос: Почему нельзя монтировать бетонную трубу, трубу из термопласта и гофрированную стальную трубу одинаково?
    А: Бетонная труба - это жесткая конструкция, а гибкая труба (термопластичные и гофрированные стальные трубы) - не более чем трубопровод, который требует, чтобы конструкция была построена в полевых условиях из импортного материала, чтобы удерживать трубопровод на месте и выдерживать нагрузки. Для жестких труб и гибких трубопроводов, рассчитанных на срок службы проекта, основание и засыпка проектируются по-разному для обоих типов инфраструктуры.
    Вопрос: Что нужно учитывать при транспортировке и разгрузке бетонной трубы?
    А: Каждая партия труб загружается, блокируется и перевязывается на заводе, чтобы избежать повреждений во время транспортировки. Однако получатель должен убедиться, что при доставке с завода на строительную площадку не произошло никаких повреждений. ACPA опубликовала руководство по установке бетонных труб и коробов, чтобы помочь подрядчикам в обращении и установке бетонных труб на месте.
    Вернуться к началу

    Параметры
    Вопрос: Где я могу найти стандарты, относящиеся к производству, установке и испытаниям бетонных труб и коробчатых водопропускных труб?
    А: В большинстве случаев производство бетонных труб и коробчатых водопропускных труб, а также требования к их установке и испытаниям регулируются либо стандартами ASTM, либо относительно эквивалентными стандартами AASHTO.Чтобы упростить определение бетонных труб, Американская ассоциация бетонных труб объединила все соответствующие стандарты ASTM в одно руководство, «Ежегодную книгу избранных стандартов ASTM ACPA», которую можно найти на нашей веб-странице ресурсов.
    Вопрос: Что такое стандарт ASTM и AASHTO для железобетонных труб?
    А:
    • Стандарт ASTM для косвенного проектирования: ASTM C76 - 11 Стандартные технические условия для железобетонных водопропускных труб, ливневых водостоков и канализационных труб.
    • Стандарт ASTM для прямого проектирования: ASTM C1417-08. Стандартные технические условия для производства железобетонных канализационных, ливневых и дренажных труб для прямого проектирования.
    • Стандарт AASHTO для косвенного проектирования: AASHTO M 170-09 Стандартные технические условия для железобетонных водопропускных труб, ливневых водостоков и канализационных труб.
    • Стандарт AASHTO для прямого проектирования: Раздел 12 AASHTO Кодекса LRFD предоставляет положения для выполнения прямого проектирования бетонных труб.
    Вопрос: Что такое стандарт ASTM и AASHTO для секций из сборных железобетонных коробов?
    А:
    • Стандарт ASTM для стандартных кодов проектирования: ASTM C 1433 Сборные железобетонные монолитные коробчатые секции для водопропускных труб, ливневых водостоков и канализаций
    • Стандарт ASTM для кодов проектирования LRFD: ASTM C 1577 Сборные железобетонные монолитные коробчатые секции для водопропускных труб, ливневых водостоков и канализаций в соответствии с AASHTO LRFD
    • Стандарты AASHTO: Сборные железобетонные коробчатые секции AASHTO M 259 для водоводов, ливневых водостоков и канализаций и сборные железобетонные коробчатые секции AASHTO M 273 для водовыпусков, ливневых водостоков и канализаций с покрытием менее 2 футов, подверженным дорожным нагрузкам.Кодекса проектирования AASHTO LRFD не существует. В упомянутых двух стандартах вы найдете примечание, в котором говорится: «Если требуется расчет с коэффициентом нагрузки и сопротивления, используйте ASTM C 1577».
    Вернуться к началу

    Инспекция

    Вопрос: Какова допустимая ширина трещины в бетонной трубе?
    А: Полное объяснение осмотра см. В документе ACPA «Оценка и ремонт смонтированных железобетонных труб после монтажа».Продольные трещины - бетон прочен на сжатие, но слаб при растяжении. Для выдерживания растягивающих напряжений предусмотрена армированная сталь. Волосная продольная трещина в короне или перевернутом крае указывает на то, что сталь приняла на себя часть нагрузки. Трещины шириной менее 0,01 дюйма незначительны и должны быть отмечены только в акте проверки. Трещины крупнее микротрещин или шириной более 0,01 дюйма, но менее 0,1 дюйма должны быть описаны в отчете о проверке и отмечены как возможные кандидаты на техническое обслуживание.Продольные трещины шириной более 0,1 дюйма могут указывать на перегрузку или плохую подстилку. Более подробную информацию о ширине трещин можно найти в этой CP Info.
    Вопрос: Что такое Autogenous Healing и его связь с конструкцией труб?
    А: Явление, известное как аутогенное заживление, часто происходит между двумя поверхностями трещин в заглубленной трубе. Аутогенное заживление - это способность бетона самовосстанавливаться в присутствии влаги и воздуха.Это объясняет, почему заживление происходит в бетонной трубе, где влажность выше, чем в других бетонных конструкциях. Во время этого процесса карбонат кальция (твердое белое вещество) образуется, когда влага вступает в реакцию с негидратированным цементным порошком и восстанавливает процесс отверждения. Этот процесс самовосстановления создает монолитную структуру. В Огайо Департамент транспорта разработал стандарт инспекции после строительства для установленной трубы, который не требует никаких действий с трубой с шириной трещины до 0.06 дюймов, из-за ожидаемого аутогенного заживления.

    Вернуться к началу


    Бетонные трубы и альтернативные материалы

    Вопрос: В чем разница между бетонной трубой и гибкой трубой?
    А:
    • Бетонная труба - это жесткая труба, которая обеспечивает как конструкцию, так и канал, когда она прибывает на место.Бетонная труба - это жесткая система труб, которая более чем на 85% зависит от прочности трубы и только на 15% зависит от прочности, полученной из грунтовой оболочки. Собственная прочность бетонной трубы компенсирует недостатки конструкции и большую высоту засыпки и глубину траншеи.
    • Гибкая труба по крайней мере на 95% зависит от грунтовой опоры и опыта монтажа подрядчика. Засыпка должна быть правильно спроектирована и применена, чтобы обеспечить структуру. Импортный наполнитель обычно требуется для гибких трубопроводных систем.
    Вопрос: Как гидравлика бетонной трубы сравнивается с гидравликой гибкой трубы?
    А: Американская ассоциация бетонных труб рекомендует значения « n » Мэннинга:
    • 0,012 для бетонной трубы
    • от 0,012 до 0,024 для гофрированного полиэтилена высокой плотности. Рекомендуется использовать более высокое значение диапазона для учета роста гофр. Более подробную информацию о росте гофр можно найти в исследовании технических характеристик HDPE, проведенном Техасским университетом в Арлингтоне: http: // www.uta.edu/ce/aareports2.php
    • от 0,011 до 0,013 для сплошной стены из ПВХ
    • 0,029 - 0,034 гофрированная стальная труба
    • от 0,016 до 0,018 для стальных труб со спиральными ребрами
    Вопрос: Эквивалентны ли соединения из альтернативных материалов по своим характеристикам соединениям бетонных труб?
    А: Использование резиновой прокладки само по себе не гарантирует, что разные типы соединений будут одинаковыми.Разработчики могут использовать стандарты ASTM для определения желаемых характеристик, но в случае использования альтернативных материалов могут потребоваться дополнительные указания. В соответствии с национальными стандартами соединения бетонных труб регулируются более совершенными и детализированными конструкциями с более жесткими допусками и более высокими испытательными давлениями. Кроме того, владелец проекта извлекает выгоду из внутренней прочности соединений бетонных труб и жесткой конструкции трубы для улучшения линии и уклона и защиты от прогиба и продольного изгиба.

    Вернуться к началу


    Связь с производителем бетонных труб

    Вопрос: Как найти производителя бетонных труб?
    А: Перейти на www.cretepipe.com - вкладка "Ассоциация" - обратитесь к производителю, чтобы узнать местонахождение завода по производству бетонных труб. Списки участников-производителей сопровождаются географическими указателями.
    Вопрос: Как я могу узнать больше о бетонных трубах, коробках и альтернативных продуктах?
    А: Американская ассоциация бетонных труб имеет сеть региональных инженеров, которые связаны с представителями государственных ассоциаций по бетонным трубам и инженерами по техническим ресурсам.Эти представители доступны для представления группам информации по широкому кругу вопросов дизайна и контроля качества.

    В течение года также проводятся образовательные мероприятия для обмена знаниями с людьми, работающими в сфере подземной инфраструктуры. Вы найдете их на нашем веб-сайте и на вкладке «Образование».

    Вопрос: Как организовать экскурсию по заводу?
    А: Экскурсии по заводу доступны круглый год для небольших групп или больших делегаций.Свяжитесь с Американской ассоциацией бетонных труб
    или местным производителем бетонных труб, чтобы организовать экскурсию и информационные сессии.

    Вернуться к началу


    Стрельба на прочность | Новости бассейна и спа

    В 2010 году исполнилось столетие с момента разработки технологии пневматического нанесения бетона. Но, похоже, ведутся споры об этой очень важной части строительства бассейнов и спа.

    Два лагеря расходятся во мнениях относительно минимальной прочности бетона, измеряемой в фунтах на квадратный дюйм (или фунт / кв. Дюйм), по которой следует стрелять в лужи. Многие инженеры и строители, работающие в районах, не подверженных замораживанию / оттаиванию, считают 2500 фунтов на квадратный дюйм приемлемым в нормальных условиях. И они напомнят вам, что на самом деле всего несколько лет назад норма была еще ниже - 2000 фунтов на квадратный дюйм.

    Но другие начали отстаивать позицию Американского института бетона и Американского института торкретирования, согласно которой бетон для всех конструкций, подвергающихся воздействию воды, должен подвергаться дроблению при минимальном давлении 4000 фунтов на квадратный дюйм.Группа Genesis 3 Design, со своей стороны, заняла формальную позицию, согласно которой этот уровень прочности должен соблюдаться для всех торкретбетонных и огнестрельных снарядов.

    Обе группы указывают на кодексы и стандарты в подтверждение своих аргументов. И оба убеждены, что в дальнейших дискуссиях нет необходимости, поэтому их позиции непроницаемы. Вот их точки зрения.

    Некоторый консенсус

    Есть некоторые области, по которым обе стороны согласны.

    Каждый допускает, что в суровых или необычных условиях, таких как циклы замораживания / оттаивания, плохая почва, наклонные свойства и стены с исчезающим краем, требуется более 2500 фунтов на квадратный дюйм.Большинство кодексов, например, требуют, чтобы бассейны и спа в областях с высоким содержанием сульфатов были обработаны бетоном с давлением 4500 фунтов на квадратный дюйм. Регионы с холодной погодой вообще исключены из этого аргумента. Коммерческие установки также часто нуждаются в более высокой прочности для соответствия нормам.

    Кроме того, существует общее мнение о том, что, когда специалисты по оружию и дробеструйной обработке выполняют свою работу правильно, конечный продукт, скорее всего, в любом случае будет испытывать давление выше 2500 фунтов на кв. Это связано с тем, что приложение с высокой скоростью само сжимает и уплотняет материал, что приводит к более высокому соотношению цемента по сравнению с обычным бетоном.В случае торкретбетона с мокрой смесью, по мнению экспертов, давление должно достигать 4000 фунтов на квадратный дюйм. Однако есть некоторые разногласия относительно торкретбетона сухой смеси или гунита. Некоторые говорят, что этот процесс также даст силу 4000 фунтов на квадратный дюйм, в то время как другие утверждают, что при правильном применении она может упасть до 3000 фунтов на квадратный дюйм.

    Аргумент в пользу 2500 фунтов на кв. Дюйм

    Один из самых больших споров заключается в том, какие правила и стандарты применяются к плавательным бассейнам.

    В Калифорнии строительные чиновники обычно требуют для бассейнов торкретбетона 2500 фунтов на квадратный дюйм.Некоторые эксперты считают, что это требование исходит из правил, касающихся подпорных стен и фундаментов. «Бассейны предназначены как будто они являются подпорной стеной,» говорит Рон Lacher, президент Pool Engineering в Анахайме, штат Калифорния. «Они предназначены, чтобы сохранить землю почти таким же, как стены подвала. Здесь задействован тот же тип инженерии ».

    Кодекс определяет, что подпорные стены, подвалы и фундаменты, которые не подвергаются воздействию погодных условий, должны подвергаться воздействию давления 2500 фунтов на квадратный дюйм. Когда есть воздействие погоды, код требует разной силы для разных условий - 2500 фунтов на квадратный дюйм, когда воздействие незначительно (что означает, что погода более мягкая), и 3000 фунтов на квадратный дюйм в случаях умеренного или сильного воздействия.

    «Можно ли сказать, что бассейн подвержен влиянию погодных условий? Это спорно, потому что у него есть водонепроницаемое покрытие на одной стороне, и это в-земле,»говорит Lacher.

    Во многих строительных нормах и правилах указано, что бетон должен соответствовать параметрам, указанным в ACI-318, кодексе Американского института бетона. Эта формулировка предусматривает, что прочность бетона достигает не менее 4000 фунтов на квадратный дюйм в контейнерах, нуждающихся в низкой проницаемости из-за воздействия воды, и является ключевым аргументом тех, кто выступает за 4000 фунтов на квадратный дюйм и выше.Однако, как правило, это не относится к жилым бассейнам, говорит Лачер, потому что они получают особое освобождение в нескольких случаях, в первую очередь в соответствии с I-кодами (Международный строительный кодекс и Международный жилищный кодекс).

    Кроме того, те, кто заявляет, что для начала достаточно бетона под давлением 2500 фунтов на квадратный дюйм, предполагают, что код ACI не должен применяться из-за наличия штукатурки и гидроизоляционных составов в бассейнах и спа. Эти факторы, по их словам, означают, что от бетона не требуется низкая проницаемость.

    Лачер также говорит, что условие низкой проницаемости не предназначалось для предотвращения утечек, а скорее для защиты бетона от химикатов. «Долговечность связана с химическим воздействием», - говорит Лачер. «Проблема не в водонепроницаемости».

    В Калифорнии недавно изменилась спецификация на 2500 фунтов на квадратный дюйм. Код, используемый для определения 2000 фунтов на квадратный дюйм, и многие профессионалы утверждают, что сотни тысяч бассейнов прекрасно справляются с бетонным давлением 2000 фунтов на квадратный дюйм. Поэтому, говорят они, само собой разумеется, что 2500 фунтов на квадратный дюйм будет достаточно.«На официальной строительной арене нет никаких споров о минимальной прочности бетона, - говорит Лахер.

    Более того, сторонники говорят, что код - это просто руководство, в то время как инженер записи должен предоставить истинный, специфический для конкретной ситуации опыт. «Ваши требования к прочности определяются вашим конструктором, - объясняет Нил Андерсон, президент Neil O. Anderson and Associates в Лоди, Калифорния. - Как инженеры, вы можете сделать все, что угодно, если можете это оправдать. Кодексы написаны в виде минимальных стандартов и рекомендаций, и они написаны в консервативном формате.Но они указаны как руководство: «При отсутствии инженерных разработок вот стандарт».

    Инженеры, которые проектируют бассейны из бетона на 2500 фунтов на квадратный дюйм, также отмечают, что они избавляют своих заказчиков-строителей от специальной проверки, которая требуется в любое время, когда бетон определен на 3000 фунтов на квадратный дюйм или выше. По их словам, если будет достаточно 2500 фунтов на квадратный дюйм, это приведет к ненужным хлопотам и затратам.

    «Если я делаю прокладку туннеля или путепровод на шоссе, у меня не может быть недостатков, и точка», - объясняет Андерсон.«Таким образом, минимум 4000 фунтов на квадратный дюйм, предварительные испытательные панели с испытаниями сердечника, сертификация всех операторов форсунок, постоянный специальный осмотр - будет проводиться весь спектр, и на то есть веские причины. Но бассейны не обязательно должны соответствовать этому стандарту, чтобы быть идеальными и функциональными ».

    Указать, что торкретбетон или гунит имеют прочность не менее 4000 фунтов на квадратный дюйм, означало бы отрегулировать смесь так, чтобы она содержала больше цемента, чем его аналог с давлением 2500 фунтов на квадратный дюйм. Но некоторые считают, что микс хоть и важен, но не так важен, как техника нанесения.«У вас может быть торкретбетон с давлением 5 000 фунтов на квадратный дюйм и при этом бассейн, который протекает, как решето, из-за плохого нанесения торкретбетона», - говорит Лачер.

    Хотя верно, что правильно нанесенный торкрет-бетон или гунит в любом случае часто достигает более высокой прочности, чем 2500 фунтов на квадратный дюйм, некоторые инженеры предпочитают указывать меньшую прочность, тем самым оставляя небольшой простор для несовершенства изготовления. «Мы указываем 2500 фунтов на квадратный дюйм, потому что это все, что необходимо со структурной точки зрения», - говорит Андерсон. «Мы также определяем это таким образом, потому что знаем, что это не идеальный мир, и они не всегда будут добиваться идеального мастерства.Но это не плохой продукт ».

    Принимая во внимание, что стенки бассейна должны быть не менее 6 дюймов толщиной, чтобы обеспечить 3-дюймовое покрытие с обеих сторон арматурного стержня, 2,500 фунтов на квадратный дюйм будет достаточно, утверждает Андерсон. «Чтобы выполнить эти минимальные требования к арматурному покрытию, 2,500 фунтов на квадратный дюйм - это все, что вам нужно для конструкции», - объясняет он.

    Аргумент в пользу 4000 фунтов на кв. Дюйм

    Те, кто считает, что торкрет-бетон должен иметь прочность не менее 4000 фунтов на квадратный дюйм, столь же непреклонны в своей позиции.

    «Нет ничего, что могло бы поддерживать 2500 фунтов на квадратный дюйм», - говорит Чарльз Ханскат, управляющий партнер Concrete Engineering Group в Нортбруке, штат Иллинойс., который в настоящее время входит в правление ASA и в прошлом был членом правления ACI.

    И ACI, и ASA выступают за то, чтобы в контейнерах было не менее 4000 фунтов на квадратный дюйм, требующих низкой проницаемости из-за воздействия воды. ACI устанавливает этот минимум в своем собственном стандарте, в то время как ASA одобряет его. Что еще более важно, отмечают члены этого лагеря, I-коды ссылаются на код ACI. Кроме того, ACI-350, стандарт для экологических конструкций, содержит тот же минимум.

    «[Бассейн] - это не просто подпорная стена, потому что с одной стороны у вас есть вода, и поэтому он должен быть содержащей жидкость структурой», - говорит Ханскат.

    Чем больше фунтов на квадратный дюйм, тем сильнее сжат бетон, а большее сжатие означает меньшую проницаемость. Эта группа не принимает аргумент о том, что штукатурка бассейна снижает потребность в низкой проницаемости. «Штукатурка не является полностью водонепроницаемой», - объясняет Ханскат. «Прежде чем наносить штукатурку, вам необходимо иметь водонепроницаемую бетонную оболочку».

    Они также поднимают вопрос о грунтовых водах, заявляя, что торкретбетон с более низким фунт / кв. Дюйм обеспечивает недостаточную защиту задней части корпуса, которая не оштукатурена.

    Эта группа позволяет, да, в зависимости от проекта, инженер может проектировать с давлением менее 4000 фунтов на квадратный дюйм и при этом сохранять структурную стабильность. Но они утверждают, что это не единственная причина указать 4000 фунтов на квадратный дюйм.

    «С математической точки зрения я могу показать, что для определенных бассейнов требуется только давление 2000 фунтов на квадратный дюйм», - говорит Дэвид Петерсон, президент компании Watershape Consulting из Сан-Диего и директор по проектированию и соответствию нормам Genesis 3. «Но для долговечности требуется давление 4000 фунтов на квадратный дюйм. такие вещи, как проницаемость, контроль трещин, усадка и прочность конструкции.Это не обязательно связано со структурными требованиями ».

    Кроме того, смесь под давлением 4000 фунтов на квадратный дюйм минимизирует отскок, вред от стрельбы. Это происходит, когда небольшие куски заполнителя не покрываются достаточным количеством цементной пасты и вылетают из смеси, когда она попадает в оболочку. Этот забракованный материал может оставлять песчаные карманы, что снижает качество готового продукта. Эти профессионалы говорят, что добавление большего количества цемента в смесь означает уменьшение отскока.

    Более того, они добавляют, что просто недостаточно полагаться на качество изготовления аппликаторов.«Вы не собираетесь говорить:« Хорошо, я собираюсь разработать 2500 фунтов на квадратный дюйм, и, о да, обычно оно достигает 4000, но если нет, ну и что? », - говорит Ханскат. «Если у вас будет 4000 фунтов на квадратный дюйм, у вас будет 4000 фунтов на квадратный дюйм - это отправная точка».

    Это особенно важно, добавляют они, учитывая, что стандарты допускают 10-процентное расхождение между заявленной и фактической прочностью. Таким образом, бассейн, спроектированный из бетона на 2500 фунтов на квадратный дюйм, на самом деле может оказаться продуктом с давлением 2225 фунтов на квадратный дюйм.

    Во всяком случае, говорит Петерсон, более высокие условия могут держать всех под контролем.

    Ответить

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *