ВСН 02-74
Инструкция по определению прочности бетонных сооружений
ВСН 02-74. Инструкция по определению прочности бетонных сооружений
МИНИСТЕРСТИВОЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕТРОФИКАЦИИ СССР
главниипроект
всесоюзный ордена трудового красного знамени
научно-исследовательский институт гидротехники
имениБ.Е. ВЕДЕНЕЕВА
ИН С Т Р У К Ц И Я
по ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРОЧНОСТИ
БЕТОННЫХСООРУЖЕНИЙ
ВСН02-74
МинэнергоСССР
“ЭНЕРГИЯ”
Ленинградскоеотделение
1974
В работе изложена новая методика расчета бетонных сооружений,основанная на учете длительной прочности и вида сложного напряженного состояниябетона. Инструкция рассчитана на проектировщиков и строителей гидротехническихсооружений.
Предлагаемым методам расчета можно пользоваться не только припроектировании бетонных гидротехнических сооружений, но и сооружений другогоназначения.
Работа выполнена Комплексной лабораторией бетонных и железобетонныхсооружений ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. Ответственный исполнитель работы -ст.науч.сотр.канд.техн.наук А.П.Пак.
|
МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР |
Ведомственные строительные нормы |
ВСН 02-74 Минэнерго СССР |
|
|
Инструкция по определению прочности бетонных сооружений |
Печатается впервые |
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящая Инструкция развивает и дополняет положения п.п. 1.3,4.2, 4.3, 4,15 главы СНиП П-И 14-69 “Бетонные и железобетонные конструкциигидротехнических сооружений. Нормы проектирования” и распространяется напроектирование бетонных гидротехнических сооружений, материал которыхиспытывает в основном сложное напряженное состояние.
1.2. Указания настоящей Инструкции в соответствии с главой СНиП II-A10-71 “Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования”относятся к предельным состояниям первой группы.
2. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2.1. Напряжения, возникающие в элементах бетонных сооружений,разрешается определять так же, как для однородного упругого тела. Напряженноесостояние основных сооружений следует показывать в главных напряжениях -s1>s2>s3 (где s1 - наибольшееглавное напряжение, s2 -среднее главное напряжение и s3наименьшее главное напряжение). Растягивающие напряжения считаютсяположительными.
2.2. Бетонные сечения могут рассчитываться с учетом или без учетаработы растянутой зоны сечения. В первом случае следует производить проверкутрещиностойкости растянутой зоны сечения согласно требованиям главы СНиП II-И14-69. При этом должны учитываться как влияние температурно-влажностныхвоздействий, так и влияние сложного напряженного состояния на моментобразования трещин.
2.3. Расчеты прочности и трещиностойкости бетонных сооружений наряду сметодами, регламентированными главой СНиП II-И 14-69, в случаях, предусмотренныхиндивидуальными техническими условиями на проектирование отдельных сооружений,должны производиться по величине длительной прочности бетона, определяющейпредельно допустимые напряжения на стадии нормальной эксплуатации сооружения.
|
Внесены Всесоюзным научно-исследовательским институтом гидротехники им. Б.Е.Веденеева |
Утверждены Минэнерго СССР 28 июня 1971 г. по согласованию с Госстроем СССР |
Срок введения IV квартал 1974 г.
|
Примечание. Длительная прочность бетона характеризуется уровнемнапряжений, при превышении которых в бетоне начинаются необратимые структурныеизменения и соответственно начинают изменяться (ухудшаться) его характеристики- водонепроницаемость, морозостойкость, сопротивление различным видам коррозиии т.д. Длительная прочность бетона определяется экспериментальными исследованиямипри помощи современных измерительных приборов и приспособлений -ультразвуковых, звукометрической аппаратуры, фильтрационных установок, методадилатометрии и т.п. Величина длительной прочности должна устанавливаться сиспользованием минимум трех различных методов, при этом в расчетах принимаетсяее среднее значение.
2.4. Значения длительной прочности бетона при расчетебетонных сооружений устанавливаются опытным путем с учетом статистическойизменчивости сопротивлений. При назначении обеспеченности величины длительнойпрочности бетона следует руководствоваться указаниями примечания 1 п.13 главыСНиП II-Ф 10-71.
2.5. На стадии технического проекта допускаетсяпринимать величину длительной прочности бетона табл.1,2.
Таблица 1
Длительная прочность бетона при сжатии Rc.т,кгс/см2
|
Проектная марка бетона по прочности при сжатии..... |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
500 |
|
Rс.т.............. |
35 |
50 |
65 |
80 |
100 |
120 |
140 |
175 |
Примечания. 1. Для сооружений 1 и II классов капитальности прирасчетах на прочность допускается учитывать реальный возраст бетона к моментуего загружения. 2. Классы капитальности гидротехнических сооруженийустанавливаются в соответствии с требованиями главы СНиП II-И. 1-62*.Гидротехнические сооружения речные. Основные положения проектирования.
Таблица 2
Длительная прочность бетона при растяжения Rp.t,кгс/см2
|
Класс |
Сочета- ние нагру-зок и воздей-ствий |
Проектная марка бетона по прочности при сжатии |
|||||||
|
|
|
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
500 |
|
1 |
Основ-ное |
6,2 |
11,2 |
13,5 |
15,0 |
17,2 |
18,7 |
20,2 |
23,2 |
|
|
Особое |
10,5 |
14,2 |
17,1 |
19,0 |
21,8 |
23,8 |
25,6 |
29,4 |
|
II |
Основ- ное |
8,8 |
12,0 |
14,4 |
16,0 |
18,4 |
20,0 |
21,6 |
24,8 |
|
|
Особое |
11,0 |
15,0 |
18,0 |
20,0 |
23,0 |
25,0 |
27,0 |
31,0 |
|
Ш |
Основ-ное |
9,9 |
13,5 |
16,2 |
18,0 |
20,7 |
22,3 |
21,3 |
27,9 |
|
|
Особое |
11,0 |
15,0 |
18,0 |
20,0 |
23,0 |
25,0 |
27,0 |
31,0 |
|
IV
|
Основ- ное |
10,5 |
14,2 |
17,1 |
19,0 |
21,8 |
23,8 |
25,6 |
29,4 |
|
|
Особое |
11,0 |
15,0 |
18,0 |
20,0 |
23,0 |
25,0 |
27,0 |
31,0 |
2.6. Для определения предельно допустимых напряжений на стадии нормальнойэксплуатации при расчете бетонных сооружений в формулы, приведенные в разделах3 и 4 следует вводить Kp.д коэффициент безопасности по длительнойпрочности бетона, учитывающий ответственность сооружения. Значения коэффициентаKp.д приведены в табл.3.
Таблица 3
Коэффициент безопасности по длительной прочности бетона
|
Класс капитальности сооружений |
I |
II, III, IV |
||
|
Сочетание нагрузок и воздействий |
Основное |
Особое |
Основное |
Особое |
|
Коэффициент Кd.д |
1,2 |
1,0 |
1,1 |
0,9 |
Примечание. Коэффициенты Кd.дпри учете сил, действующих во время строительства, испытаний и ремонтасооружений применяются равными среднеарифметическому между значениямикоэффициентов для основных и особых сочетаний нагрузок и воздействий. При учетеособых сочетаний в строительный и ремонтный период коэффициенты Кб.дпринимаются по графе особых сочетаний нагрузок и воздействий.
2.7. Расчеты бетонных сооружений на прочность и пообразованию трещин должны производиться с учетом вида сложного напряженногосостояния бетона и с использованием различных критериев прочности по зонамсооружения.
3. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БЕТОННЫХ СООРУЖЕНИЙ
ПО ПРОЧНОСТИ
3.1. Прочность бетонных элементов, определяемая сопротивлениемосновному сжатию, должна удовлетворять следующему условию:
(1)
где s3 - предельнодопустимые напряжения из стадии нормальной эксплуатации сооружения.
3.2 Прирасчете центрально сжатых бетонных элементов необхлдимо учитывать продольныйизгиб, когда гибкость их l (т. е.отношение расчетной длины элемента loк минимальному радиусу инерции r сечения), больше или равна 14 .В этом случае расчет ведется по формуле:
(2)
где j -коэффициент продольного изгиба, принимаемый по таблице 17 п. 6.1 главы СНиП II-И 14-69.
Примечание : Расчетная длина lo принимается в соответствии с требованиями п.6.2главы СНиП II-И 14-69.
3.3 Определениепрочности внецентренно сжатых бетонных сечений, в которых согласно п. 2.2 неучитывается сопротивление растянутой зоны, производится по результатамсравнения величин наибольших главных сжимающих напряжений с величинойдлительной прочности бетона при сжатии; при этом должно быть соблюдено условие(1).
Во всех случаях проектирования напорных бетонныхсооружений, рассчитываемых как с учетом, так и без учета работы растянутой зоныбетона, необходимо учитывать в расчетном сечении элемента силы противодавленияводы, определяемые в соответствии с требованиями пп. 4.12, 4.13, 4.14 главыСНиП II-И 14-69.
Плоское напряженное состояние
3.5 Бетонныеэлементы, материал которых испытывает двухосное сжатие, рассчитываются по формуле:
(3)
где |s2| -абсолютное значение среднего главного напряжения; а - эмпирический коэффициент,определяемый по указаниям п. 3.7.
Объемное напряженное состояние
3.6 Бетонныеэлементы, материал которых испытывает трехосное сжатие, рассчитываются по формуле:
(4)
где ½s1ï-абсолютное значение наибольшего главного напряжения, устанавливаемое с учетомуказаний п. 4.1; b - эмпирический коэффициент,определяемый по указаниям п. 3.7.
3.7 Величиныкоэффициентов а и b в формулах (3) и (4) должны бытьопределены специальными исследованиями на бетоне конкретного для проектируемогосооружения состава. Для прикидочных расчетов их значение может быть приняторавным:
а=0,1 b=2,5
4.РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БЕТОННЫХ СООРУЖЕНИЙПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН
4.1 Трещиностойкостьбетонных элементов, материал которых испытывает осевое или двухосноерастяжение, определяется длительной прочностью бетона на растяжение и должнаудовлетворять следующему условию:
(5)
4.2 Трещиностойкостьбетонных элементов, материал которых испытывает плоское напряженное состояниевида растяжение-сжатие, должна определяться следующим условием:
(6)
4.3 Трещиностойкостьбетонных элементов, материал которых испытывает объемное напряженное состояниевида растяжение плюс два сжатия, рассчитывается с соблюдением условия:
(7)
4.4 Трещиностойкостьбетонных элементов, материал которых испытывает объемное напряженное состояниевида два растяжения плюс сжатие, рассчитывается с соблюдением условия (6).
4.5 Вслучаях, когда по одной из главных площадок действует растягивающее напряжениеи условия трещиностойкости (см. Формулы 5, 6, 7) не выполняются, и сооружениидолжны быть предусмотрены специальные конструктивные мероприятия (швы-надрезы,периметральный шов, армирование и т.п.).
Примечание. Величины Rp.т.всечениях, совпадающих со швами бетонирования, следует принимать равными 
или определятьспециальными экспериментами на образцах сечением не менее 0,5 х 0,5 м.
СОДЕРЖАНИЕ
|
1.Общие положения |
|
2.Основные расчетные положения |
|
3.Расчет элементов бетонных сооружений по прочности |
|
Линейное напряженное состояние |
|
Плоское напряженное состояние |
|
Объемное напряженное состояние |
|
4.Расчет элементов бетонных сооружений по образованию трещин |
