СП 52-117-2008 Железобетонные пространственные конструкции покрытий и перекрытий

• 

  admin

  СП 52-117-2008
  ​

  СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ
  ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
  ПОКРЫТИЙ И ПЕРЕКРЫТИЙ
  Spatial reinforced concrete structures of roofs and floors
  ​

  Дата введения 2008-08-15
  ​

  Предисловие
  1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ им. А.А.Гвоздева) - филиалом ФГУП "НИЦ "Строительство"
  2 РЕКОМЕНДОВАН к утверждению и применению конструкторской секцией НТС НИИЖБ им.А.А.Гвоздева 15 мая 2008 г.
  3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом и.о. генерального директора ФГУП "НИЦ "Строительство" от 1 августа 2008 г. N 189
  4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
  Введение
  Настоящий Свод правил разработан в развитие СНиП 52-01-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения".
  Свод правил содержит рекомендации по проектированию железобетонных оболочек, складок и других тонкостенных пространственных конструкций покрытий и перекрытий зданий и сооружений промышленного, гражданского и сельскохозяйственного строительства. Пространственные конструкции выполняются из тяжелого и легкого бетонов без предварительного напряжения арматуры и с преднапряжением, которые обеспечивают выполнение положений СНиП 52-01-2003.
  Решение о применении Свода правил при проектировании пространственных конструкций покрытий и перекрытий конкретных зданий и сооружений относится к компетенции заказчика объекта или проектной организации. В случае применения Свода правил должны быть учтены все установленные в нем требования.
  Настоящий Свод правил следует применять совместно с СП 52-101-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры" и СП 52-102-2004 "Предварительно напряженные железобетонные конструкции".
  Единицы физических величин, приведенные в Своде правил, выражены в системе СИ: сила - в ньютонах (Н) или в килоньютонах (кН); линейные размеры в мм (для сечений) или в м (для элементов или их участков); напряжения, сопротивления, модули упругости - в мегапаскалях (МПа); распределенные нагрузки и усилия - в кН/м или Н/мм.
  Свод правил разработали: д-р техн. наук, проф. В.В.Шугаев, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. Б.С.Соколов, вед. инж. Т.В.Щербина, инж. А.С.Кочеткова.
  При разработке Свода правил использованы материалы печатных работ Н.В.Ахвледиани, Б.Н.Бастатского, В.З.Власова, А.А.Гвоздева, В.В.Дикович, A.M.Дубинского, П.Г.Еремеева, Э.З.Жуковского, Е.К.Качановского, В.И.Колчунова, М.Б.Краковского, Т.А.Кузьмич, П.А.Лукаша, И.Г.Людковского, Р.Н.Мацелинского, A.M.Овечкина, К.П.Пятикрестовского, А.И.Рабиновича, А.Р.Ржаницына, Е.И.Стаковиченко, С.А.Тимашева, Г.К.Хайдукова, Я.Ф.Хлебного, Ю.В.Чиненкова, А.В.Шапиро и др.
  
  1 Область применения
  Настоящий Свод правил (СП) распространяется на проектирование железобетонных оболочек, складок и других тонкостенных пространственных конструкций покрытий и перекрытий зданий и сооружений промышленного, гражданского и сельскохозяйственного строительства. Пространственные конструкции выполняются из тяжелого бетона классов по прочности на сжатие от В15 до В60 без предварительного напряжения арматуры и с преднапряжением, для эксплуатации в климатических условиях России, в среде с неагрессивной степенью воздействия, при статическом действии нагрузки.
  
  2 Нормативные ссылки
  В настоящем Своде правил использованы ссылки на следующие основные нормативные документы:
  СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия
  СНиП 2.03.03-85 Армоцементные конструкции
  СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии
  СНиП 23-01-99 Строительная климатология
  СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения
  СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры
  СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные конструкции
  СП 52-104-2006 Сталефибробетонные конструкции
  СП 53-102-2004 Общие правила проектирования стальных конструкций
  ГОСТ 13015-2003 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения
  ГОСТ 14098-91 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры
  ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету
  Другие нормативные и рекомендательные документы, ссылки на которые использованы в настоящем СП, приведены в приложении Б.
  
  3 Термины и определения
  В настоящем Своде правил использованы основные термины и определения по СНиП 52-01, СП 52-101, СП 52-102 и другим нормативным документам. Используемые термины и их определения в соответствии с документами, на которые имеются ссылки в тексте, приведены в приложении В.

  СП 52-117-2008
  ​

  
  

  СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ
  ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
  ПОКРЫТИЙ И ПЕРЕКРЫТИЙ
  Spatial reinforced concrete structures of roofs and floors
  ​

  
  
  
  
  
  
  

  Дата введения 2008-08-15
  ​

  
  Предисловие
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Введение
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  1 Область применения
  1 Область применения
  
  
  
  
  2 Нормативные ссылки
  2 Нормативные ссылки
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  3 Термины и определения
  3 Термины и определения
  
  
  
• 

  admin

  4 Общие указания
  4.1 Основные положения
  4.1.1 Железобетонные тонкостенные пространственные конструкции покрытий и перекрытий (рис.4.1) различаются:
  по очертанию срединной поверхности
  

  а) складки с различной формой поперечного сечения, в том числе складчатые своды и оболочки (рис.4.1, а);
  б) оболочки и своды нулевой гауссовой кривизны - цилиндрические и конические оболочки и цилиндрические своды (рис.4.1, б);
  в) оболочки и волнистые своды положительной гауссовой кривизны - сферические оболочки и купола, очерченные по поверхностям вращения с вертикальной осью (рис.4.1, д); оболочки, очерченные по поверхности переноса в виде эллиптического параболоида, круговой поверхности (рис.4.1, в) и бочарные своды (рис.4.1, е, 10);
  г) оболочки и волнистые своды отрицательной гауссовой кривизны - оболочки, очерченные по линейчатым поверхностям гиперболического параболоида (гипары) (рис.4.1, г); и по поверхностям вращения с горизонтальной осью (рис.4.1, е, 11);
  д) оболочки разнозначной гауссовой кривизны - тороидальные оболочки (рис.4.1, ж); поверхности которых имеют на некоторых участках положительную, а на других - отрицательную кривизну (между точками А и В на рис.4.1, ж), коноиды (поверхность которых имеет в большей части нулевую гауссову кривизну) и параболические оболочки на плоском контуре (в основном положительной кривизны), угловые участки которых имеют отрицательную гауссову кривизну и др.;
  е) многогранники, в том числе вписанные в поверхности оболочек, предусмотренные подпунктами б, в, г, д (рис.4.1, з); а также шатровые складки (рис.4.1, и);
  ж) составные оболочки, имеющие сложную поверхность, образуемые из оболочек, предусмотренных подпунктами б, в, г, д, е (рис.4.1, к, л);
  з) вспарушенные плиты, в том числе ступенчато-вспарушенные шатровые и рамно-шатровые панели (рис.4.1, м, 16);​

  
  по форме перекрываемой площади (при опирании на стены, фундаменты или отдельные опоры) и конструктивным особенностям
  

  а) на круглом плане;
  б) на овальном (эллиптическом) плане;
  в) на квадратном плане;
  г) на прямоугольном плане;
  д) на треугольном плане;
  е) на полигональном плане;
  ж) кольцевые тороидальные и составные оболочки;
  з) неразрезные многоволновые оболочки, многогранники и складки;
  и) неразрезные многопролетные оболочки, многогранники и складки;
  к) висячие оболочки;
  л) шедовые конструкции;
  м) то же, что и в подпунктах а-л, но гладкие или ребристые;
  н) консольные оболочки, складки и многогранники;
  ​

  по способу изготовления и возведения
  

  а) монолитные;
  б) сборно-монолитные (когда сборные элементы служат несущей опалубкой или, например, бортовые элементы сборные, а плита-оболочка - монолитная);
  в) сборные из плоских, цилиндрических и других элементов;
  г) панели-оболочки и панели-складки, изготовляемые и монтируемые в готовом виде (как правило, не требующие расчетного замоноличивания швов между ними) и имеющие размеры, соответствующие пролету между опорами и габаритам, установленным для данных условий изготовления, перевозки и монтажа;​

  
  по материалам, из которых возводятся:
  

  а) железобетонные (в том числе с применением легких и других бетонов);
  б) комбинированные, состоящие из железобетонной плиты и металлических диафрагм или бортовых элементов;
  в) комплексные, состоящие из железобетонной пространственной конструкции и эффективных теплоизоляционных, гидроизоляционных и других материалов;
  г) армоцементные и сталефибробетонные (СНиП 2.03.03 и СП 52-104).​

  
  

  
  а - призматические складки; б - оболочки нулевой гауссовой кривизны;
  в - оболочки положительной гауссовой кривизны; г - то же, отрицательной;
  д - оболочки с вертикальной осью вращения; е - оболочки с горизонтальной осью вращения;
  ж - тороидальные оболочки разнозначной гауссовой кривизны; з - многогранники; и - то же,
  шатрового типа; к - составные оболочки; л - то же, из гиперболических треугольных сводов;
  м - панели-оболочки размером на пролет покрытия (КЖС) и вспарушенные оболочки
  размером на ячейку здания; н - неразрезные оболочки; 1 - балочная складка с
  треугольным поперечным сечением; 2 - то же, с трапециевидным; 3 - то же, со сводчатым
  (призматические выпуклые складки); 4 - свод-оболочка; 5 - длинные цилиндрические
  оболочки, 6 - то же, короткие; 7 - коническая оболочка; 8 - купол; 9 - тороидальная оболочка;
  10 - бочарные своды; 11 - гиперболические оболочки; 12 - покрытие с треугольным планом из
  оболочек положительной и отрицательной гауссовой кривизны; 13 - то же, с полигональным
  планом; 14 - покрытие из составных гипаров; 15 - панели-оболочки КЖС; 16 - вспарушенные
  плиты-оболочки; 17 - многоволновые оболочки; 18 - многопролетные оболочки
  Рисунок 4.1 - Схемы тонкостенных пространственных конструкций покрытий и перекрытий​

  
  4.1.2 Железобетонные пространственные конструкции должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором показателей качества материалов, назначением размеров и конструированием согласно указаниям настоящего Свода правил. При этом должны быть выполнены технологические требования при изготовлении конструкций и соблюдены требования по эксплуатации зданий и сооружений, а также требования по экологии, устанавливаемые соответствующими нормативными документами.
  4.1.3 Применение железобетонных пространственных конструкций в средах с агрессивным воздействием допускается при выполнении требований, установленных СНиП 2.03.11 и настоящим СП.
  4.1.4 При проектировании пространственных конструкций в особых условиях (в районах с расчетной сейсмичностью 7 баллов и более, в районах Крайнего Севера, на просадочных грунтах и подрабатываемых территориях) надлежит учитывать специальные рекомендации документов, приведенных в приложении В. (СНиП 2.02.01 и СНиП II-7).
  4.1.5 Выбор конструктивных решений, типа и очертания поверхности пространственных конструкций покрытий и перекрытий зданий и сооружений следует производить исходя из технико-экономической целесообразности применения таких конструкций в конкретных условиях строительства с учетом архитектурно-технологических и производственных требований, максимального снижения их материало-, трудо-, энергоемкости и стоимости.
  В необходимых случаях покрытия и перекрытия с применением тонкостенных пространственных конструкций должны удовлетворять акустическим и светотехническим требованиям, условиям отопления и вентиляции, а также допускать возможность подвески кранового оборудования, технологических коммуникаций, потолка или площадок и т.п.
  4.1.6 Элементы сборных и сборно-монолитных пространственных конструкций рекомендуется проектировать с учетом условий механизации их изготовления на заводах или полигонах, а железобетонные монолитные пространственные конструкции - с учетом механизированного выполнения опалубочных, арматурных и бетонных работ (СНиП 12.01).
  4.1.7 Сборные и сборно-монолитные пространственные конструкции рекомендуется проектировать с учетом эффективных способов их изготовления и монтажа - из унифицированных плоских, цилиндрических или иных, как правило, ребристых панелей, монтируемых с применением укрупнительной сборки или из крупноразмерных элементов, изготовленных вблизи места возведения конструкции.
  Размеры укрупненных тонкостенных элементов покрытий и перекрытий: длина более 24 м, ширина (высота) более 3,2 м, а также масса более 15 т (учитывая условия перевозки, изготовления и монтажа) - должны быть специально обоснованы.
  Панели-оболочки и панели-складки проектируют с учетом особенностей их транспортирования и хранения в штабелях.
  4.1.8 Железобетонные покрытия пространственного типа следует проектировать с учетом комплекса требований по гидро- и теплоизоляции, водоотводу, устройству различных проходок через покрытие, фонарных и других проемов и отверстий.
  Панели сборных пространственных конструкций рекомендуется проектировать так, чтобы завод или полигон изготовлял их по возможности повышенной готовности - утепленными, с гидроизоляцией и т.п.4 Общие указания
  4.1 Основные положения4 Общие указания
  
  
  
  
  
  по очертанию срединной поверхности
  
  

  а) складки с различной формой поперечного сечения, в том числе складчатые своды и оболочки (рис.4.1, а);
  б) оболочки и своды нулевой гауссовой кривизны - цилиндрические и конические оболочки и цилиндрические своды (рис.4.1, б);
  в) оболочки и волнистые своды положительной гауссовой кривизны - сферические оболочки и купола, очерченные по поверхностям вращения с вертикальной осью (рис.4.1, д); оболочки, очерченные по поверхности переноса в виде эллиптического параболоида, круговой поверхности (рис.4.1, в) и бочарные своды (рис.4.1, е, 10);
  г) оболочки и волнистые своды отрицательной гауссовой кривизны - оболочки, очерченные по линейчатым поверхностям гиперболического параболоида (гипары) (рис.4.1, г); и по поверхностям вращения с горизонтальной осью (рис.4.1, е, 11);
  д) оболочки разнозначной гауссовой кривизны - тороидальные оболочки (рис.4.1, ж); поверхности которых имеют на некоторых участках положительную, а на других - отрицательную кривизну (между точками А и В на рис.4.1, ж), коноиды (поверхность которых имеет в большей части нулевую гауссову кривизну) и параболические оболочки на плоском контуре (в основном положительной кривизны), угловые участки которых имеют отрицательную гауссову кривизну и др.;
  е) многогранники, в том числе вписанные в поверхности оболочек, предусмотренные подпунктами б, в, г, д (рис.4.1, з); а также шатровые складки (рис.4.1, и);
  ж) составные оболочки, имеющие сложную поверхность, образуемые из оболочек, предусмотренных подпунктами б, в, г, д, е (рис.4.1, к, л);
  з) вспарушенные плиты, в том числе ступенчато-вспарушенные шатровые и рамно-шатровые панели (рис.4.1, м, 16);​

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  по форме перекрываемой площади (при опирании на стены, фундаменты или отдельные опоры) и конструктивным особенностям
  
  

  а) на круглом плане;
  б) на овальном (эллиптическом) плане;
  в) на квадратном плане;
  г) на прямоугольном плане;
  д) на треугольном плане;
  е) на полигональном плане;
  ж) кольцевые тороидальные и составные оболочки;
  з) неразрезные многоволновые оболочки, многогранники и складки;
  и) неразрезные многопролетные оболочки, многогранники и складки;
  к) висячие оболочки;
  л) шедовые конструкции;
  м) то же, что и в подпунктах а-л, но гладкие или ребристые;
  н) консольные оболочки, складки и многогранники;
  ​

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  по способу изготовления и возведения
  
  

  а) монолитные;
  б) сборно-монолитные (когда сборные элементы служат несущей опалубкой или, например, бортовые элементы сборные, а плита-оболочка - монолитная);
  в) сборные из плоских, цилиндрических и других элементов;
  г) панели-оболочки и панели-складки, изготовляемые и монтируемые в готовом виде (как правило, не требующие расчетного замоноличивания швов между ними) и имеющие размеры, соответствующие пролету между опорами и габаритам, установленным для данных условий изготовления, перевозки и монтажа;​

  
  
  
  
  
  
  
  по материалам, из которых возводятся:
  
  

  а) железобетонные (в том числе с применением легких и других бетонов);
  б) комбинированные, состоящие из железобетонной плиты и металлических диафрагм или бортовых элементов;
  в) комплексные, состоящие из железобетонной пространственной конструкции и эффективных теплоизоляционных, гидроизоляционных и других материалов;
  г) армоцементные и сталефибробетонные (СНиП 2.03.03 и СП 52-104).​

  
  
  
  
  
  
  
  

  
  а - призматические складки; б - оболочки нулевой гауссовой кривизны;
  в - оболочки положительной гауссовой кривизны; г - то же, отрицательной;
  д - оболочки с вертикальной осью вращения; е - оболочки с горизонтальной осью вращения;
  ж - тороидальные оболочки разнозначной гауссовой кривизны; з - многогранники; и - то же,
  шатрового типа; к - составные оболочки; л - то же, из гиперболических треугольных сводов;
  м - панели-оболочки размером на пролет покрытия (КЖС) и вспарушенные оболочки
  размером на ячейку здания; н - неразрезные оболочки; 1 - балочная складка с
  треугольным поперечным сечением; 2 - то же, с трапециевидным; 3 - то же, со сводчатым
  (призматические выпуклые складки); 4 - свод-оболочка; 5 - длинные цилиндрические
  оболочки, 6 - то же, короткие; 7 - коническая оболочка; 8 - купол; 9 - тороидальная оболочка;
  10 - бочарные своды; 11 - гиперболические оболочки; 12 - покрытие с треугольным планом из
  оболочек положительной и отрицательной гауссовой кривизны; 13 - то же, с полигональным
  планом; 14 - покрытие из составных гипаров; 15 - панели-оболочки КЖС; 16 - вспарушенные
  плиты-оболочки; 17 - многоволновые оболочки; 18 - многопролетные оболочки
  Рисунок 4.1 - Схемы тонкостенных пространственных конструкций покрытий и перекрытий​

  
  аб
  вг
  де
  жзи
  кл
  м
  н1
  23
  45
  6789
  101112
  13
  141516
  1718
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
• 

  admin

  4.2 Основные расчетные требования
  4.2.1 Расчеты железобетонных пространственных конструкций следует производить по предельным состояниям, включающим:
  

  • предельные состояния первой группы (по полной непригодности к эксплуатации вследствие потери несущей способности);
  • предельные состояния второй группы (по непригодности к нормальной эксплуатации вследствие образования или чрезмерного раскрытия трещин, появления недопустимых деформаций и др.).

  Расчеты по предельным состояниям первой группы включают расчет по прочности, с учетом в необходимых случаях деформированного состояния конструкции перед разрушением, и устойчивости (общей и локальной).
  Расчеты по предельным состояниям второй группы включают расчеты по раскрытию трещин и по деформациям.
  Расчеты выполняют в соответствии с СП 52-101 и рекомендациями настоящего СП.
  4.2.2 Расчет пространственных конструкций покрытий и перекрытий по предельным состояниям согласно требованиям п.4.2 главы СП 52-101 производится, как правило, для всех воздействий на конструкцию или ее элементы в процессе изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации, причем расчетные схемы и нагрузки должны отвечать принятым конструктивным решениям и воздействиям для каждой стадии. Необходимо также учитывать следующие рекомендации:
  

  • монолитные конструкции, в том числе с предварительно напряженным армированием, должны быть рассчитаны по прочности и трещиностойкости при раскружаливании;
  • элементы сборно-монолитных конструкций должны быть рассчитаны по прочности и трещиностойкости на действие собственного веса и веса бетона замоноличивания и монтажных нагрузок;
  • сборно-монолитная конструкция после достижения бетоном замоноличивания проектной прочности должна быть рассчитана в целом как монолитная с включением в работу сборных элементов, если для этого предусмотрены соответствующие конструктивные и технологические мероприятия;
  • элементы сборных конструкций, в том числе укрупненных, при монтаже (до замоноличивания) должны быть проверены по прочности и трещиностойкости на усилия от действия собственного веса, монтажных нагрузок и реактивных усилий от временных опор, затяжек и других приспособлений;
  • сборные конструкции после достижения бетоном замоноличивания стыков проектной прочности и после раскружаливания рассчитывают по прочности, жесткости, трещиностойкости на действие собственного веса, монтажных нагрузок и предварительного напряжения арматуры с учетом изменения на данной стадии напряженно-деформированного состояния конструкции от удаления всех или части временных связей.

  4.2.3 Расчеты железобетонных пространственных конструкций необходимо, как правило, производить с учетом возможного образования трещин и неупругих деформаций в бетоне и арматуре.
  Определение усилий и деформаций от различных воздействий в конструкциях и в образуемых ими системах зданий и сооружений следует производить по методам строительной механики, как правило, с учетом физической и геометрической нелинейности работы конструкций.
  4.2.4 При проектировании железобетонных пространственных конструкций их надежность устанавливают расчетом путем использования расчетных значений нагрузок и воздействий, расчетных значений характеристик материалов, определяемых с помощью соответствующих частных коэффициентов надежности по нормативным значениям этих характеристик с учетом степени ответственности зданий и сооружений (ГОСТ 27751).
  Нормативные значения нагрузок и воздействий, коэффициентов сочетаний, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов надежности по назначению конструкций, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) принимают согласно СНиП 2.01.07.
  4.2.5 Усилия и деформации в пространственных конструкциях определяют в зависимости от особенностей конструкции согласно разделу 6 СНиП 52-01, принимая во внимание следующие методы расчета и экспериментальных исследований:
  

  • расчет методами теории упругости, - главным образом техническую теорию оболочек и практические методы расчета тонких оболочек и складок, учитывающие неразрезность конструкции, податливость опор и диафрагм, наличие ребер, отверстий и проемов, а также неравномерные и динамические нагрузки и т.п.;
  • расчет методами упругопластической теории, с использованием прикладной теории деформаций железобетона путем учета практических гипотез и упрощений упругопластического расчета, вытекающих из особенностей работы железобетона с трещинами;
  • расчет железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели с использованием двухлинейной и трехлинейной диаграмм состояния бетона, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями, и двухлинейной диаграммы арматуры. Указанные диаграммы используют при расчете прочности железобетонных элементов, расчете образования и раскрытия нормальных трещин и расчете деформаций железобетонных пространственных конструкций по нелинейной деформационной модели в соответствии с СП 52-101;
  • расчет методами предельного равновесия, в том числе по деформированной схеме, главным образом для решения задач несущей способности или проверки назначенных сечений бетона и арматуры в предварительных и рабочих расчетах, с учетом моделирования и натурных испытаний конструкций до разрушения, позволяющих получить схемы излома и формы разрушения;
  • экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния натурных образцов пространственных конструкций на все виды и величины нагрузок, с тем чтобы использовать экспериментально обоснованные и наиболее экономичные расчетные формулы для проверки всех требуемых предельных состояний.

  Для отдельных сложных пространственных конструкций, для которых нет достаточно достоверных методов расчета, предусматривается обязательное испытание моделей при проектировании.
  4.2.6 Выбор метода расчета какого-либо типа пространственной конструкции должен производиться согласно рекомендациям соответствующего раздела п.4.2.5 настоящего СП. При использовании ЭВМ возможности программного обеспечения должны удовлетворять условиям рекомендуемого метода расчета.
  4.2.7 При составлении расчетной схемы покрытия или перекрытия рекомендуется использовать срединную поверхность гладкой плиты, подкрепленной плиты оболочки, многогранника или складки. Для покрытий, которые по условиям возведения образуются как многогранники, вписанные в поверхность оболочки, с достаточно большим количеством граней (например, когда на участке между диафрагмами 7), допускается за расчетную поверхность принимать гладкую срединную поверхность оболочки. При этом дополнительные моменты и нормальные силы, возникающие в местах переломов действительной поверхности, допускается определять приближенно.
  Для пространственных ребристых конструкций, а также для складчатых и волнистых сводов-оболочек за срединную поверхность допускается принимать поверхность, в которой лежат центры тяжести поперечных сечений конструкций.
  В этом случае при расчете ребристых оболочек, складчатых и волнистых допускается вводить в расчет усредненную приведенную толщину оболочки δred = Ab/c и усредненную приведенную жесткость D = EIb/c (где Ab и Ib - соответственно площадь и момент инерции приведенного двутаврового сечения с шириной полки, равной c).
  Расчетный пролет оболочек, многогранников и складок определяется как расстояние между осями опор покрытий и перекрытий.
  Расчетный размер сторон оболочек, многогранников и складок в плане определяется как расстояние между осями соответствующих бортовых элементов или диафрагм. При этом, если для расчета система делится на поле оболочки и краевые элементы, в расчете следует учитывать эксцентриситет примыкания поля оболочки к диафрагме или бортовым элементам.
  При определении усилий в железобетонных пространственных конструкциях в упругой стадии площадь и момент инерции допускается принимать как для бетонного или, если μ > 1% (μ - количество арматуры в % площади бетонного сечения), как для приведенного к нему сечения. При расчете с учетом неупругих деформаций и трещин, а также по методу предельного равновесия следует учитывать действительные характеристики железобетонных сечений для рассматриваемой стадии их работы.
  4.2.8 Метод предельного равновесия рассматривает равновесие конструкции в момент исчерпания несущей способности и перехода в изменяемую систему. Рекомендуется принимать, что к моменту исчерпания несущей способности железобетонная оболочка расчленяется пластическими шарнирами на несколько жестких дисков. Вид и характер пластического механизма, конфигурация и относительная величина дисков в схеме излома железобетонных пологих оболочек зависят от вида нагрузки, свойств поверхности и условий закрепления контура и достаточно обстоятельно выявлены экспериментально.
  Применительно к задачам о несущей способности железобетонных оболочек хорошо разработан кинематический метод теории предельного равновесия с использованием понятия об обобщенных пластических шарнирах (линиях излома).
  Расчет прочности конструкций (первое предельное состояние) в этом случае производится с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин, а также, в случае необходимости, деформированного состояния как отдельных элементов, так и конструкций.
  Расчет несущей способности монолитных, сборно-монолитных и сборных пространственных конструкций по методу предельного равновесия допускается производить (учитывая перераспределение усилий в предельном состоянии конструкции) без учета монтажных и других усилий, возникающих в них до замоноличивания, в процессе изготовления и раскружаливания. При этом в случае необходимости учитывают деформированную схему конструкции, в том числе от перемещений, накопленных в процессе изготовления и возведения конструкции.
  4.2.9 Участки плиты, оболочек и складок, где главные растягивающие напряжения σprt > Rbt, должны быть заармированы исходя из условия полного восприятия арматурой растягивающих усилий. Допускать σprt > 3Rbt не рекомендуется, и в соответствующих участках конструкции размеры по толщине следует увеличивать.
  4.2.10 Диафрагмы и бортовые элементы оболочек, складок, многогранников и сводов-оболочек работают в основном на касательные усилия и, как правило, вводятся в расчет из условия их совместной работы с полем конструкции с учетом их действительных жесткостей и схемы нагружения.4.2 Основные расчетные требования
  
  
  

  • предельные состояния первой группы (по полной непригодности к эксплуатации вследствие потери несущей способности);
  • предельные состояния второй группы (по непригодности к нормальной эксплуатации вследствие образования или чрезмерного раскрытия трещин, появления недопустимых деформаций и др.).
• предельные состояния первой группы (по полной непригодности к эксплуатации вследствие потери несущей способности);
• предельные состояния второй группы (по непригодности к нормальной эксплуатации вследствие образования или чрезмерного раскрытия трещин, появления недопустимых деформаций и др.).








• монолитные конструкции, в том числе с предварительно напряженным армированием, должны быть рассчитаны по прочности и трещиностойкости при раскружаливании;
• элементы сборно-монолитных конструкций должны быть рассчитаны по прочности и трещиностойкости на действие собственного веса и веса бетона замоноличивания и монтажных нагрузок;
• сборно-монолитная конструкция после достижения бетоном замоноличивания проектной прочности должна быть рассчитана в целом как монолитная с включением в работу сборных элементов, если для этого предусмотрены соответствующие конструктивные и технологические мероприятия;
• элементы сборных конструкций, в том числе укрупненных, при монтаже (до замоноличивания) должны быть проверены по прочности и трещиностойкости на усилия от действия собственного веса, монтажных нагрузок и реактивных усилий от временных опор, затяжек и других приспособлений;
• сборные конструкции после достижения бетоном замоноличивания стыков проектной прочности и после раскружаливания рассчитывают по прочности, жесткости, трещиностойкости на действие собственного веса, монтажных нагрузок и предварительного напряжения арматуры с учетом изменения на данной стадии напряженно-деформированного состояния конструкции от удаления всех или части временных связей.
• монолитные конструкции, в том числе с предварительно напряженным армированием, должны быть рассчитаны по прочности и трещиностойкости при раскружаливании;
• элементы сборно-монолитных конструкций должны быть рассчитаны по прочности и трещиностойкости на действие собственного веса и веса бетона замоноличивания и монтажных нагрузок;
• сборно-монолитная конструкция после достижения бетоном замоноличивания проектной прочности должна быть рассчитана в целом как монолитная с включением в работу сборных элементов, если для этого предусмотрены соответствующие конструктивные и технологические мероприятия;
• элементы сборных конструкций, в том числе укрупненных, при монтаже (до замоноличивания) должны быть проверены по прочности и трещиностойкости на усилия от действия собственного веса, монтажных нагрузок и реактивных усилий от временных опор, затяжек и других приспособлений;
• сборные конструкции после достижения бетоном замоноличивания стыков проектной прочности и после раскружаливания рассчитывают по прочности, жесткости, трещиностойкости на действие собственного веса, монтажных нагрузок и предварительного напряжения арматуры с учетом изменения на данной стадии напряженно-деформированного состояния конструкции от удаления всех или части временных связей.










• расчет методами теории упругости, - главным образом техническую теорию оболочек и практические методы расчета тонких оболочек и складок, учитывающие неразрезность конструкции, податливость опор и диафрагм, наличие ребер, отверстий и проемов, а также неравномерные и динамические нагрузки и т.п.;
• расчет методами упругопластической теории, с использованием прикладной теории деформаций железобетона путем учета практических гипотез и упрощений упругопластического расчета, вытекающих из особенностей работы железобетона с трещинами;
• расчет железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели с использованием двухлинейной и трехлинейной диаграмм состояния бетона, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями, и двухлинейной диаграммы арматуры. Указанные диаграммы используют при расчете прочности железобетонных элементов, расчете образования и раскрытия нормальных трещин и расчете деформаций железобетонных пространственных конструкций по нелинейной деформационной модели в соответствии с СП 52-101;
• расчет методами предельного равновесия, в том числе по деформированной схеме, главным образом для решения задач несущей способности или проверки назначенных сечений бетона и арматуры в предварительных и рабочих расчетах, с учетом моделирования и натурных испытаний конструкций до разрушения, позволяющих получить схемы излома и формы разрушения;
• экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния натурных образцов пространственных конструкций на все виды и величины нагрузок, с тем чтобы использовать экспериментально обоснованные и наиболее экономичные расчетные формулы для проверки всех требуемых предельных состояний.
• расчет методами теории упругости, - главным образом техническую теорию оболочек и практические методы расчета тонких оболочек и складок, учитывающие неразрезность конструкции, податливость опор и диафрагм, наличие ребер, отверстий и проемов, а также неравномерные и динамические нагрузки и т.п.;
• расчет методами упругопластической теории, с использованием прикладной теории деформаций железобетона путем учета практических гипотез и упрощений упругопластического расчета, вытекающих из особенностей работы железобетона с трещинами;
• расчет железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели с использованием двухлинейной и трехлинейной диаграмм состояния бетона, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями, и двухлинейной диаграммы арматуры. Указанные диаграммы используют при расчете прочности железобетонных элементов, расчете образования и раскрытия нормальных трещин и расчете деформаций железобетонных пространственных конструкций по нелинейной деформационной модели в соответствии с СП 52-101;
• расчет методами предельного равновесия, в том числе по деформированной схеме, главным образом для решения задач несущей способности или проверки назначенных сечений бетона и арматуры в предварительных и рабочих расчетах, с учетом моделирования и натурных испытаний конструкций до разрушения, позволяющих получить схемы излома и формы разрушения;
• экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния натурных образцов пространственных конструкций на все виды и величины нагрузок, с тем чтобы использовать экспериментально обоснованные и наиболее экономичные расчетные формулы для проверки всех требуемых предельных состояний.








δred = Ab/credbD = EIb/cbAbbIbbc















σprtprtRbtbtσprtprtRbtbt