Рекомендации по оценке несущей способности сжатых железобетонных элементов с доэксплуатационными трещинами

Н И И Ж Б ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ОЦЕННЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

С ДОЭНСПЛУАТАЦИОННЫМИ ТРЕЩИНАМИ

МОСКВА-1986

Госстрой СССР

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт бетона и железобетона НИИЖБ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ОЦЕНКЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ДОЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ТРЕЩИНАМИ

Утверждены директором НИИЖБ П мая 1966 г.

Москва 1966

2. ОЦЕНКА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СЖАТЫХ ЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ЭЛЕМЕНТОВ С ДОЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ТРЕЩИНАМИ

2.1.    Несущую способность элемента с трещинами N_Tft определяют по формуле

_Nrp = _N . к _т ,

где N ^йаеч' - расчетная несущая способность сжатого элемента без

трещин согласно нормативным документам; К_т - коэффициент снижения прочности при наличии трещин.

Зависимость К₇ от вида трещин, ширины раскрытия трещин, относительно эксцентриситета сжимающей силы е₀ / h и отношения длины распространения трещин на поверхности к размеру сечения h _т / h (или Ь₇ / Ь ) приведена на рис.З, 4 приложения настоящих Рекомендаций. Графики даны для h_r/ h э 0,15; при h_T /h< 0,15 коэффициент К₇ следует принимать равным единице.

2.2.    Основными характеристиками трещин являются: средняя ширина раскрытия трещин на поверхности бетона о_г ; величина отношения приведенной длины распространения трещины по сечению к полному линейному размеру сечения ( h_r /h или Ъ₇ / Ь , см.табл.I,поз.З).

2.3.    Величину средней ширины раскрытия трехсторонней трещины (см.табл.I, поэ.З, б,в,г,д) определяют как среднее арифметическое трех измерений: максимальной ширины раскрытия трещины и ширины раскрытия трещины в местах расположения угловой продольной рабочей арматуры.

2.4.    Величину средней ширины раскрытия четырехсторонней трещины (см.табл.1, поз.З, е) определяют как среднее арифметическое результатов измерений а_т по четырем сторонам сечения элемента.

2.5.    Ширину раскрытия трещин рекомендуется измерять при помощи трафаретов, измерительных луп, микроскопов с ценой делений 0,05 мм.

2.6.    Длину трещины на поверхности h_r (или Ь _т ) измеряют от начала трещины до ее места с шириной раскрытия 0,05 мм.

2.7.    Величину приведенной длины наклонной трещины по сечению определяют как проекцию ее на ось, перпендикулярную продольной оси элемента.

2.8.    При наличии в элементе только нормальных трехсторонних трещин определяют следующие величины:

ширину раскрытия трещин а_т ;

величину приведенной длины каящой трещины.

Ю

Расчет ведут по максимальной ширине раскрытия и по максималь -ной величине h_T , если она отличается от остальных более чем в два раза. В противном случае находят среднее значение по в с е м величинам приведенных длин. В том случае, если максимальные значения а₇ и h₇ принадлежат разным трещинам, необходимо определить значение коэффициента К_г для этих случаев и принять меньшую величину.

2.9.    При наличии в элементе только нормальных четырехсторонних трещин определяют:

ширину раскрытия трещин а_г аналогично п.2.8 настоящих Реко -мендаций;

величину отношения h_T / h принимают равной единице.

2.10.    При наличии в элементе наклонных и нормальных(трех- и четырехсторонних) или наклонных трещин расчет ведут только по наклонным трещинам. Определяют h_r и а_т аналогично пп. 2.7 и 2.8 настоящих Рекомендаций.

2.П. При наличии нормальных трех- и четырехсторонних трещин расчет ведут для после,дних в случае, если ширина их раскрытия и длина распространения превышают аналогичные величины трехсторонних трещин более чем в 2 раза. Расчет ведут по четырехсторонним трещинам и в том случае, если их число не менее двух.

2.12.    Односторонние (нормальные, наклонные и продольные) поверхностные трещины, распространяющиеся в пределах толщины защит -ного слоя бетона, а также угловые короткие трещины (см.табл.I,поз. 3, а), независимо от их ширины раскрытия, не снижают несущую способность сжатых элементов и конструкций,

2.13.    Примеры оценки несущей способности конструкций, имеющих трещины, даны в разделе 3 настоящих Рекомендаций.

3, ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример I. После изготовления в результате разности температурных деформаций формы и бетона, а также низкой температуры в цехе в колонне марки КФ-42-ЗУ образовались технологические трещины

(рис Л ).

а

гласно п.2.1 настоящих Рекомендаций в этом случае коэффициент К_т = I. Следовательно, трещины Тр-6 и Тр-8 не снижают несупую способность и в дальнейшем расчете не участвуют.    .

По данным табл.З находим а = о,40 мм и ( ~тг)_ср~

Колонна работает в проектном положении со случайным эксцентриситетом.

По графику рис.3,а (см.приложение настоящих Рекомендаций) определяем К₇ для оставшихся трещин. При ^а7 = 0,40 мм и ~ 0,443

К = 0,858. т

Таким образом, несущая способность колонны с трещинами состав-^ляет    А!_Т0    =    3635,6 . 0,858 = 3II9.3 кН.

Пример 2. В результате резкого подъема колонны (отрыв колонны от формы) при распалубке в ней образовались трещины (рис.2).

Рис.2. Схема трещин в колонне

(Пунктирной линией показаны места расположения консолей. Цифры у трещин - значения а_т , мм)

Количество трещин 3 шт._# одна из них (Тр-1) - наклонная. Угол наклона трещины Тр-1 55°. Длина колонны 4,2 м, сечение размером 50x40 см. Бетон ма^ки М300, продольная арматура А-Ш 4028. ^$нут = = 457 кН.м; М бнешн = 403 кН.м ( | f _к). Колонна работает ^У со случайным эксцентриситетом.

Решание

При действии постоянных и кратковременных нагрузок для колонны без трещин имеем

рлсч.    расч.

457 кН.м - М _внеш = 403 кН.м.

УСил.    сил

[3

В данном примере:    ~ =    - -^0,5 ^ 15. Расчет ведем для

наиболее опасной наклонной    ^и    трещины Тр-1.

if_Tp._f = 55°; 15° < tf_rp-t< 75° ( см.п.1.2 и табл Л, поз Л, б). Приведенную длину распространения трещины находим согласно п.2.7 настоящих Рекомендаций

Ь_Т1 = 290. cos (90°-55°) = 290.0,619 = 238 мм;

b_tt = 240. cos (90°-55°) = 240.0,819 = 197 мм;

_ь    = 238,ЛШ    « 218 мм; |-^т = М    = 0,55.

°^т    2    Ь 400

Для наклонных трещин в случае приложения нагрузки со случайным эксцентриситетом по графику рис.4,а приложения настоящих Рекомендаций при = 0,1 мм и Ь_т /Ь = 0_t55 находим величину коэффициента К_т = 0,94.

Тогда MZZ; Кт = 457.0,94 = 430 кН.м > М Т»7ш. = 403 кН.м.

Следовательно, несущая способность колонны с трещинами достаточна.

4. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО МЕТОДАМ ЗАДЕЛКИ ТРЕЩИН

4.1.    Для сжатых железобетонных элементов с трещинами следует использовать специальные приемы восстановления несущей способности, например, неглубокие трещины до 5 см и шириной раскрытия более 0,3 мм можно инъецировать цементными растворами на расширяющемся цементе с предварительной расшивкой и промывкой трещин; трещины шириной раскрытия 0,1 мм и более - заполнять различными полимерсо-ставами.

4.2.    Ремонт конструкции предусматривает также выполнение (в случае необходимости) работ по оштукатуриванию и окраске конструкций с целью придания им соответствующего эстетического вида с учетом их эксплуатационного назначения.

14

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА К_т

Рис.З. Зависимость К_т сжатых элементов с нормальными трещинами

от Л_т//? ( b ₇ /Ь)

а - е₀ /h = 0-0,2; б - е₀ /А = 0,2-0,5; I - а _г = 0,1 мм; 2 - о_т = 0,2 мм; 3 - а_т = 0,3 мм; 4 - а₇ = 0,4 мм; 5 - <х_т =

- 0*5 мм

Рис,4. Зависимость К_т сжатых элементов с наклонными трещинами

от h_T / h ( b₇ / b )

a - P© /h    = 0-0,1; 6 - P₀ / /? = 0,1-0,4;

1 - a_r = 0,05 mm; 2 - a_r = 0,i мм; 3 - n_T - 0,15 мм;

4 - a_T ~ 0,2 мм

16

Предисловие ................................................ 3

1.    Общие положения............................... 4

2.    Оценка несущей способности сжатых железобетонных конструкций и элементов с доэксплуатационнши трещинами......    10

3.    Примеры расчета........... II

4.    Предложения по методам заделки трещин................... 14

Приложение. Определение коэффициента    К_т .................... 15

Рекомендации по оценке несущей способности сжатых железобетонных элементов с доэксплуатационными трещинами

Отдел научно-технической информации НИИЖБ 109389, Москва, 2-я Институтская ул., д.6

Редактор Н.А.Романова

Л -    92027 Подписано в печать 01.07.86 г. Заказ

Формат 60x64/16. Ротапринт. Усл.кр.-оттЛ,0. Уч.-изд.лЛ,0. Тираж 300 эха.    Цена 15 коп.

Типография ПЭМ ВНИИИС Госстроя СССР I2I47I, Москва, Можайское ооссе, д.25

УДК 624.012.45.044:539.375

Печатаются по решению секции бетонных и железобетонных конструкций НТС НИИЖБ Госстроя СССР от 21 марта 1906 г.

Рекомендации по оценке несущей способности сжатых железобетонных элементов с доэксплуатационными трещинами.- М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1986, с.17.

Рекомендации содержат основные положения по оценке фактической несущей способности сжатых железобетонных элементов и конструкций, имеющих доэксплуатационные трещины.

Рекомендации предназначены для научных и инженерно-техничйс-ких работников проектных, исследовательских и производственных организаций.

Табл.З, илл.4.

© Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССР, 1986

ПРЕДИСЛОВИЕ

В железобетонных конструкциях и элементах наиболее распространенным дефектом являются трещины. Они могут повлиять на прочностные и деформационные характеристики конструкций и сооружений в целом, снизить коррозионную стойкость и т.д. Довольно часто трещины появляются в конструкциях и элементах, работающих на сжатие как в доэксплуатационный период, так и в процессе их эксплуатации.

Настоящие Рекомендации составлены с целью применения при оценке фактической несущей способности сжатых железобетонных элементов и конструкций, которые имеют доэксплуатационные трещины, образую -щиеся при изготовлении, транспортировании, складировании и монтаже конструкции,

Рекомендации разработаны НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн.наук, проф. Н.А.Маркаров, инж. 0.В.Хромых).

Замечания и предложения по содержанию Рекомендаций просим направлять в НИИЖБ Госстроя СССР по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул., д.6.

Дирекция НИИЖБ

1.1.    Настоящие Рекомендации распространяются на сжатые железобетонные элементы и конструкции, запроектированные согласно нормативным документам.

1.2.    Требования настоящих Рекомендаций распространяются на элементы без предварительного напряжения, запроектированные при условии f ^> и имеющие:

а)    квадратное или прямоугольное поперечное сечение;

б)    нормальные или наклонные, или нормальные и наклонные трещины в сжатой зоне;

в)    общее количество трещин не более 10 при а_т ^ 0,5 мм;

г)    наклонные трещины с углом наклона к продольной оси элемента не менее 45°;

д)    гибкость не более i_Q / h = 15.

1.3.    Доэксплу&тационные трещины в конструкциях и элементах появляются при следующих операциях:

изготовлении;

распалубке;

кантовании;

подъеме и опускании;

транспортировании;

складировании;

монтаже.

1.4.    Группы трещин, классифицированных по виду и характеру распространения, приведены в табл.1.

1.5.    Виды трещин, различающихся по характеру развития в сжатых элементах, представлены в табл.2.

1.6.    В разделе 4 настоящих Рекомендаций даны предложения по методам заделки трещин с целью восстановления несущей способности сжатых железобетонных элементов.

4