СНиП II-11-77 (1985) (524619), страница 7
Текст из файла (страница 7)
При наличии данных инженерных изысканий следует принимать Kб = 0,4 для песков со степенью влажности G £ 0,5 и Кб = 0,6 - для глины с консистенцией 0,75 <В < 1.
Таблица 11
Характеристика грунтов в соответствии с главой СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений | коэффициент Кб |
Песчаные со степенью влажности G<0,8; супеси с консистенцией B<1; суглинки и глины с консистенцией В <0,75 | 0,5 |
Водонасыщенные грунты (ниже уровня грунтовых вод); пески со степенью влажности G>0,8; супеси, суглинки и глины с консистенцией В > 1 | 1 |
3.7. При уровне горизонта грунтовых вод выше отметки пола убежища (рис. е) динамическую горизонтальную нагрузку на элементы наружных стен, расположенных выше уровня горизонта грунтовых вод, следует определять по формуле (3) с коэффициентом Кб для неводонасыщенных грунтов, умноженным на коэффициент 1,2.
Динамическую горизонтальную нагрузку на стены, расположенные ниже уровня горизонта грунтовых вод, следует определять по формуле (3) с коэффициентом Кб для водонасыщенных грунтов.
Примечание. Увеличение нагрузки на наружные стены, расположенные ниже уровня горизонта грунтовых вод, учитывается коэффициентом Кб = 1.
3.8. Динамическую горизонтальную нагрузку Р3 на элементы наружных стен убежища (рис. г) следует определять по формуле
Р3 = КбКотрDР, (4)
где Котр - коэффициент, учитывающий отражение ударной волны и принимаемый по табл. 12;
Kб, DР - обозначения те же, что в формуле (3).
Таблица 12
Уклон откосов обвалования | 1:5 | 1:4 | 1:3 | 1:2 |
Коэффициент Котр | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 |
3.9*. Динамическую горизонтальную нагрузку P4 для участков наружных стен, необвалованных и возвышающихся над поверхностью земли, непосредственно воспринимающих нагрузку от ударной волны (рис. д, и), следует определять с учетом эффекта обтекания сооружения ударной волной.
При высоте выступающих частей стен убежища над поверхностью земли 1,5 м и менее (рис. д) динамическую нагрузку следует определять:
а) для отдельно стоящих убежищ и встроенных убежищ в здания, стены которых имеют площадь проемов 10 % и более, по формуле
6) для встроенных убежищ в здания, стены которых имеют площадь проемов менее 10%, по формуле
При высоте выступающей части стен над поверхностью земли более 1,5 м динамическую нагрузку на стены отдельно стоящих и встроенных убежищ (рис. и) следует определять по формуле (5а).
Для стен встроенных убежищ, находящихся за ограждающими конструкциями первого этажа зданий (рис. к, л), динамическую нагрузку следует принимать:
при площади проемов стен здания от 10 до 50% - по формуле (5);
при площади проемов более 50 %, а также для стен убежищ, находящихся за легко разрушаемыми конструкциями, - по формуле (5а);
при площади проемов менее 10% - по формуле
где P1 = 0,9 DР
Динамическую горизонтальную нагрузку P¢4 передаваемую через грунт (рис. д, и, к, л), следует определять по формуле
Р¢4 = КбР4. (5в)
где Кб - коэффициент бокового давления, принимаемый по табл. 11;
Р4 - нагрузка на участки стен и стены, не обвалованные грунтом.
При типовом проектировании для встроенных в первые этажи убежищ расчетную нагрузку на стены следует принимать: для убежищ, находящихся за кирпичными, блочными и панельными ограждениями конструкций, - по формуле (5) , за легко разрушаемыми конструкциями - по формуле (5а).
3.10. Динамическую нагрузку Р5 на сплошную фундаментную плиту (рис. е) на основаниях из нескальных грунтов и при условии, что толщина слоя грунта под фундаментной плитой до скалы равна или больше величины заглубления сооружения в грунт, следует принимать равной давлению во фронте ударной волны DР.
При толщине слоя нескального грунта от низа фундаментной плиты до скалы меньше величины заглубления сооружения динамическую нагрузку P5 следует принимать разной величине давления во фронте ударной волны DР, умноженной на коэффициент 1,2.
3.11. Динамическую нагрузку Р5 на сплошную фундаментную плиту (рис. г) на вечномерзлых грунтах при использовании основания по принципу II следует принимать равной величине давления во фронте ударной волны DР.
Динамическую нагрузку Р6 на сплошную фундаментную плиту (рис. ж) на вечномерзлых грунтах при использовании основания по принципу II следует принимать равной величине давления во фронте ударной волны DР, умноженной на коэффициент 1,2.
3.12. Динамическую вертикальную нагрузку на колонны, внутренние и наружные стены следует определять расчетом в зависимости от площади загружения и динамической нагрузки на покрытия, определяемой по п. 3.5 настоящих норм.
Динамическую нагрузку P7 на ленточные отдельно стоящие фундаменты следует определять расчетом в зависимости от динамической вертикальной нагрузки на стены, колонны и площади фундаментов.
3.13*. Динамическую горизонтальную нагрузку на участки наружных стен убежищ в местах расположения входов и на первые (наружные) защитно-герметические двери (ворота) следует определять в зависимости от типа входа, его расположения и принимать равной величине давления во фронте ударной волны DР, умноженной на коэффициент Кв, принимаемый согласно табл. 13*.
Динамическую горизонтальную нагрузку на защитно-герметические двери (ворота), расположенные в стенах встроенных в первые этажи убежищ, следует определять по формулам (5), (5а) и (56) .
Таблица 13*
Вход | Схема входа | Коэффициент Кв убежищ классов | ||
II | III | IV | ||
1. Из подвалов, на защищенных от ударной волны | | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
2. Сквозниковый с перекрытым участком против входного проема |
| 1 | 1,1 | 1,2 |
3. Из помещений первого этажа в убежища, расположенные: | ||||
а) в подвальном или цокольном этаже | |
|
|
|
б) на первом этаже | |
|
|
|
4. Из лестничных клеток при входе в лестничную клетку с улицы для убежищ, расположенных | ||||
а) в подвальном или цокольном | |
|
|
|
б) на первом этаже | |
|
|
|
5. Тупиковый без оголовка или с легким (разрушаемым) павильоном | | 2,7 | 2,5 | 2,2 |
6. Во анодах с аппарелью | | 3 | 2,7 | 2,3 |
Примечания: 1. Над чертой приведены данные для входов из помещений первого этажа и лестничных клеток с площадью проемов от 10 до 50%, под чертой - с площадью проемов более 50%, а также для входов из помещений с легко разрушаемыми конструкциями. 2. Для входов из помещений с площадью проемов в ограждающих конструкциях менее 10% коэффициент входа следует принимать равным 90% коэффициентов входов из помещений с площадью проемов от 10 до 50%. 3. При типовом проектировании, при отсутствии в задании на проектирование данных о проемности, площадь проемов в ограждающих конструкциях следует принимать более 50%. |
3.14*. Динамическую нагрузку на внутренние стены тамбуров-шлюзов следует принимать равной динамической нагрузке на наружные стены убежища в месте расположения входа, умноженной на коэффициент 0,8.
Динамическую нагрузку на внутренние стены тамбуров входов следует принимать равной:
для убежищ II и III классов - 0,25кгс/см2;
" " IV класса - 0,15 кгс/см2.
3.15*. Динамические нагрузки от ударной волны затекания на конструкции аварийного выхода, за проектированного в виде защищенного оголовка с шахтой и тоннелем, а также на участок стены в месте примыкания выхода следует принимать равными величине давления во фронте ударной волны DР, умноженной на коэффициент 1,6.
Динамические нагрузки от ударной волны затекания на конструкции аварийного выхода (воздухозаборного канала), запроектированного в виде защищенного оголовка с шахтой, а также на участок стены в месте примыкания шахты следует принимать равными величине давления во фронте ударной волны DР, умноженной на коэффициенты:
для убежищ II и III классов - 1,65;
" " IV класса - 1,8.
3.16. Динамическую нагрузку от ударной волны затекания на стены, покрытие и пол аварийного (эвакуационного) выхода, запроектированного в виде наклонного спуска и тоннеля следует принимать равной величине давления во фронте ударной волны DР, умноженной на коэффициент Кв, принимаемой согласно табл. 13*.
ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СТАТИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ
3.17*. Эквивалентную статическую нагрузку на изгибаемые и внецентренно сжатые (случай "а") элементы железобетонных конструкций покрытий убежищ при расчете их на изгиб и поперечную силу следует принимать равной динамической нагрузке по п. 3-5 настоящих норм, умноженной на коэффициент динамичности Кд. При этом коэффициенты динамичности при расчете конструкций элементов покрытий по несущей способности на изгибающий момент следует принимать по табл. 14*, при расчете на поперечную силу - по той же таблице с увеличением их на 10% для отдельно стоящих убежищ.
Эквивалентную статическую нагрузку при определении величины продольной силы для внецентренно сжатых элементов перекрытия следует принимать равной динамической нагрузке, определяемой по пп. 3.6-3-9 настоящих норм и умноженной на коэффициент динамичности Кд = 1,0.
3.18. Вертикальную эквивалентную статическую нагрузку при расчете центрально- и внецентренно сжатых (случай "б") стоек рам, колонн и внутренних стен следует принимать равной динамической нагрузке, определяемой согласно п. 3.12 настоящих норм и умноженной на коэффициент динамичности Кд, принимаемый по табл. 15.
Примечание. Для внецентренно сжатых элементов железобетонных конструкций случаи "а" и "б" принимаются согласно главе СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.
Таблица 14*
Коэффициент Кд для покрытий убежищ | ||||||
Расчетные условия | Класс арматурной стали | отдельно стоящих | встроенных в помещения с площадью проемов, % | расположенных под техническими подпольями | ||
менее 10 | 10-50 | более 50 | ||||
Предельное состояние Iа | A-I, A-II, A-III, A-IV, Bp-I, B-I | 1,2 | 1 | 1,1 | 1,2 | 1 |
Предельное состояние Iб | A-I, A-II, A-III, A-IV, Вр-I, B-I | 1,8 | 1,2 | 1,4 | 1,8 | 1,2 |
Примечания: 1.Предельные состояния Iа и Iб приняты согласно пп 4.2 и 4.3* нестоящих норм. 2. Для покрытий убежищ, встроенных в здания (сооружения) с легко разрушаемыми конструкциями, динамический коэффициент Кд принимается как для отдельно стоящих убежищ. 3. При типовом проектировании встроенных убежищ площадь проемов в зданиях принимается более 50 %. |
Таблица 15
Условия расположения убежищ | Коэффициент Кд для убежищ | |
встроенных | отдельно стоящих | |
1. На основаниях из нескальных грунтов при расположении фундамента выше уровня грунтовых вод | 1,0 | 1,3 |
2. На основаниях из нескальных грунтов при расположении фундамента ниже уровня грунтовых вод, а также на вечномерзлых грунтах при использовании основания по принципу II | 1,2 | 1,4 |
3. На скальных основаниях или вечномерзлых грунтах при использовании основания по принципу I | 1,4 | 1,8 |
3.19*. Вертикальную эквивалентную статическую нагрузку на наружные стены от действия ударной волны на покрытие следует принимать равной вертикальной динамической нагрузке, определяемой по п. 3.5 настоящих норм.
Расчет каменных наружных стен по предельному состоянию Iа, к которым примыкают (а не опираются) покрытия, производится на продольную силу от нагрузки, приходящейся непосредственно на горизонтальное сечение стены, и от нагрузки с примыкающего покрытия шириной 1 м, приложенной на расстоянии 4 см от внутренней поверхности стены.
При расчете наружных стен следует учитывать, что продольные силы действуют одновременно с горизонтальной эквивалентной статической нагрузкой.
3.20*. Горизонтальную эквивалентную статическую нагрузку при расчете железобетонных изгибаемых и внецентренно сжатых (случай "а") элементов наружных стен следует определять по формуле
q3 = PмаксКдК0,
где Рмакс - динамическая горизонтальная нагрузка, определяемая согласно пп. 3.5-3.9 настоящих норм;
Кд - коэффициент динамичности, принимаемый при расчете на изгибающий момент по табл. 16*, а при расчете на поперечную силу - согласно той же таблице, но с увеличением на 10 %;
К0 - коэффициент, учитывающий увеличение давления на стены за счет горизонтальной составляющей массовой скорости частиц грунта, затухание волны сжатия с глубиной и снижение давления за счет движения сооружения и деформации стен. Для заглубленных и обвалованных стен значение коэффициента К0 принимается равным 0,8 при расчете по предельному состоянию Iа и единице - по предельному состоянию Iб. Для необвалованных стен и стен, расположенных в водонасыщенных грунтах, коэффициент К0 принимается равным единице.
Таблица 16*
Расчетные условия | Класс арматурной стали | Коэффициент Кд для стен | |||||
заглублен-ных, обвалованных и примыкающих к помещениям подвалов (рис. а, б, в, г, е, ж, з, м) | совмещенных с наружными стенами первого или цокольного этажей (рис. д, и) | находящихся внутри помещений с площадью проемов, % 1(рис. к, л) | |||||
менее 10 | 10-50 | более 50 | |||||
Предельное состояние Iа | A-I, A-II, A-III, A-IV, Вр-I, B-I | 1 | 1,3 | 1 | 1,1 | 1,3 | |
Предельное состояние Iб | A-I, A-II, A-III, A-IV, Bp-I, B-I | 1,2 | 1,7 | 1,3 | 1,4 | 1,7 | |
Примечания: 1. Для стен убежищ, находящихся внутри помещений с легко разрушаемыми конструкциями, коэффициенты динамичности Кд принимаются те же, что и для стен убежищ, находящихся внутри помещений с площадью проемов более 50%. 2. При типовом проектировании встроенных в первые этажи убежищ площадь проемов в зданиях следует принимать более 50%. |
3.21*. Горизонтальную эквивалентную статическую нагрузку на внецентренно сжатые (случай "б") железобетонные стены, а также на каменные стены следует принимать:
для обвалованных стен и стен, примыкающих к помещениям подвалов, не защищенных от ударной волны, равной динамической нагрузке, определяемой по пп. 3.5-3.8 настоящих норм, с коэффициентом динамичности Кд, равным 1;
для стен, расположенных ниже уровня грунтовых вод (рис. е), и необвалованных стен (рис. д, и, к, л) равной динамической нагрузке, определяемой по пп. 3.7 и 3.9 настоящих норм, умноженной на коэффициент динамичности Кд = 1,7, для каменных стен без продольной арматуры - Кд = 2.
3.22. Вертикальную эквивалентную статическую нагрузку на ленточные и отдельно стоящие фундаменты следует принимать равной динамической нагрузке, определяемой согласно п. 3.12 настоящих норм, умноженной на коэффициент динамичности Кд, определяемый согласно табл. 15 настоящих норм.
При расчете сплошных фундаментных плит вертикальную эквивалентную статическую нагрузку следует принимать равной динамической нагрузке, определяемой по пп. 3.10 и 3.11 настоящих норм, умноженной на коэффициент динамичности Кд, принимаемый согласно табл. 17.
Таблица 17
Условия размещения фундаментной плиты | Коэффициент Кд для убежищ | |
встроенных | отдельно стоящих | |
1. Не нескальных грунтах при расчете по предельному состоянию Iа | 1 | 1 |
2. На водонасыщенных грунтах при расчете по предельному состоянию Iб | 1,2 | 1,2 |
3. На скальных или вечномерзлых грунтах при использовании оснований по принципу I | 1 | 1 |
4. На вечномерзлых грунтах при использовании основания по принципу II | 1,2 | 1,4 |
3.23*. Оголовки аварийных выходов, возвышающиеся над поверхностью земли, следует рассчитывать на горизонтальную эквивалентную статическую нагрузку, равную давлению во фронте ударной волны DР, умноженному на коэффициент динамичности Кд = 2.
При расчете оголовков на сдвиг и опрокидывание динамическую нагрузку следует принимать равной:
на стену, обращенную к взрыву, - по формуле (5);
на тыльную стену - 1,3 DР;
на покрытие и боковые стены - 1,25 DР.
3.24*. Эквивалентную статическую нагрузку на наружные стены в местах расположения входов, на стены тамбуров-шлюзов и тамбуров, на ограждающие конструкции аварийных выходов и защитно-герметические двери следует принимать равной динамической нагрузке, определяемой согласно пп. 3.13*, 3.14*, 3.15* и 3.16 настоящих норм, умноженной на коэффициент динамичности Кд согласно табл. 18*.
Для ограждающих конструкций аварийных выходов сквозникового и тупикового типов коэффициент динамичности следует принимать Кд = 1,3.
Таблица 18*
Коэффициент динамичности Кд для элементов входа | ||||
Входы | стен в местах примыкания входов | стен тамбуров-шлюзов | стен тамбуров | защитно-герметических дверей |
1. Из подвалов, не защищенных от ударной волны, и из помещений первого этажа с проемностью менее 10% | 1,2 | 1,2 | 1 | 1,3 |
2. Сквозниковый с перекрытым участком против входного проема | 1,7 | 1,3 | 1,1 | 1,8 |
3. Из помещений первого этажа в убежища, расположенные: | ||||
в подвальном (цокольном) этаже | | | | |
на первом этаже | | | | |
4. Из лестничных клеток при входе в лестничную клетку с улицы для убежищ, расположенных: | ||||
в подвальном (цокольном) этаже | | | | |
на первом этаже | | | | |
5. Из лестничных клеток с проемностью менее 10% при входе в лестничную клетку с улицы | 1,4 | 1,2 | 1 | 1,5 |
6. Тупиковый бег оголовка или с легким (разрушаемым) павильоном | 1,7 | 1,3 | 1,1 | 1,8 |
7. В возвышающихся над поверхностью открытых наружных стенах, а также вход с аппарелью | 1,6 | 1,3 | 1 | 1,7 |
8. Аварийный выход с вертикальной шахтой | 1.7 | - | 1,1 | 1,8 |
Примечание. Над чертой приведены данные для элементов входов из помещений первого этажа и лестничных клеток с площадью проемов от 10 до 50%, под чертой - с площадью проемов более 50%, а также для элементов входов из помещений с легко разрушаемыми конструкциями. |
3.25*. Закладные детали для крепления дверей и ставней должны рассчитываться на эквивалентную статическую нагрузку, приложенную перпендикулярно плоскости стены и направленную в сторону, противоположную действию ударной волны. Величину этой эквивалентной статической нагрузки следует принимать для убежищ II и III классов 0,25 кгс/см2, для убежищ IV класса - 0,15 кгс/см2.
Внутренние стены расширительных камер, расположенных за противовзрывными устройствами, должны рассчитываться на эквивалентную статическую нагрузку, равную 0,2 кгс/см2, независимо от класса убежища.
3.26*. Стены открытых участков и подходные тоннели входов на действие динамической нагрузки не рассчитываются, они проверяются расчетом на действие эксплуатационной нагрузки и нагрузки от веса грунта.
Устраиваемые во входах, сквозникового типа перекрытия следует рассчитывать на нагрузку, приложенную снизу и равную значению давления во фронте ударной волны, умноженному на коэффициент 0,2. Кроме того, перекрытия следует проверять расчетом на нагрузку от обручений вышележащих конструкций, равную 0,3 кг/см2.
3.27*. Тоннели аварийных выходов и входов, совмещенных с аварийными выходами, на участке от устья до защитно-герметической двери (ставня) или противовзрывного устройства следует рассчитывать на два случая:
а) загружение только снаружи;
б) результирующее - загружение снаружи и изнутри.
Величины эквивалентных статических нагрузок снаружи определяются по пп.3.17*-3.21*, а изнутри - по п. 3.24* настоящих норм. При этом для тоннелей, расположенных в грунте, необходимо учитывать пассивный отпор грунта.
3.28. Эквивалентные статические нагрузки на конструкции противорадиационных укрытий следует принимать согласно прил. 1*.
4. РАСЧЕТ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1*. Расчет бетонных и железобетонных конструкций убежищ следует производить в соответствии с требованиями глав СНиП: основные положения проектирования строительных конструкций и оснований, проектирование бетонных и железобетонных конструкций, а также настоящих норм.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
4.2. Расчет конструкций убежищ на силовые воздействия производится по методу предельных состояний - по потере несущей способности (предельные состояния первой группы) и должен обеспечивать от:
разрушения отдельных элементов конструкций в наиболее напряженных сечениях;
потери устойчивости формы отдельными элементами конструкций;
разрушения конструкций при совместном воздействии силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды.
4.3*. Расчет несущих конструкций защитных сооружений должен выполняться с учетом упруго-пластических свойств материалов - предельное состояние Iа.
Предельное состояние конструкций в упруго-пластической стадии (состояние Iа) характеризуется началом разрушения бетона сжатой зоны в наиболее напряженных сечениях, растянутая арматура при этом находится в стадии развития неупругих (пластических) деформаций. Допускаются возникновение остаточных перемещений и наличие в бетоне растянутой зоны раскрытых трещин. По состоянию Iа рассчитываются элементы основных несущих и ограждающих конструкций убежищ. тоннели аварийных выходов.
Предельное состояние конструкций по упругой стадии работы арматуры (состояние Iб) характеризуется достижением в растянутой арматуре напряжений, равных расчетному динамическому сопротивлению арматуры, при этом напряжения в бетоне сжатой зоны, как правило, меньше расчетного динамического призменного сопротивления бетона.
Расчет железобетонных конструкций по предельному состоянию Iб обеспечивает отсутствие в них остаточных деформаций. По предельному состоянию Iб следует рассчитывать конструкции убежищ, расположенные в водонасыщенном грунте.
4.4*. Предельные состояния Iа и Iб шарнирно опертых изгибаемых и внецентренно сжатых (случай "а") элементов нормируются величиной К, равной отношению полного прогиба (перемещения) конструкции, достигаемого к моменту предельного состояния Yпр, к величине упругого прогиба (перемещения) конструкции Y0, при котором напряжение в арматуре растянутой зоны достигает значения расчетных динамических сопротивлении.
Для элементов, рассчитываемых по предельному состоянию Iа, следует принимать К = 3м соблюдать условие Yi, £ Yпр, а для элементов, рассчитываемых по предельному состоянию Iб,- К = 1 и соблюдать условие Yi £ Y0.
Величины прогибов конструкций определяются:
а) упругий прогиб изгибаемых элементов Y0, при котором напряжения в растянутой зоне достигают значений Rад, по формуле
б) предельный прогиб Yпр, котором начинается раздробление бетона на верхней грани сжатой зоны балочных элементов, по формуле
в) предельный прогиб Yпр, при котором начинается разрушение сжатой зоны внецентренно сжатых элементов, по формуле
где Rад, Rа.сд - расчетные динамические сопротивления арматуры растяжению (сжатию) ;
Rпрд - расчетная динамическая призменная прочность бетона;
Еа - модуль упругости арматуры;
Fа, F¢а - площади растянутой (сжатой) арматуры;
m, m¢ - коэффициенты армирования сечения растянутой (сжатой) арматуры;
а¢- расстояние от равнодействующей усилий в сжатой арматуре до ближайшей грани сечения;
h0 - рабочая высота сечения;
l0 - расчетная длина элементов;
b - ширина прямоугольного сечения;
N - продольная сжимающая сила;
S - коэффициент, зависящий от схемы загружения элементов и условий на опорах, принимаемый согласно прил. 5;
Мрд - изгибающий момент, при котором напряжение в арматуре достигает Rад, определяемый из выражения
Мрд = FаRад(h0 - 0,5xд) + F¢аRа.сд(0,5хд - а¢),
Мпрд - максимальный изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением при условии xд = xRд и определяемый для прямоугольного сечения из выражения
Мпрд = 0,5bh02Rпрд;
xд, xRд - определяются по п. 4.19 настоящих норм.
4.5. Предельное состояние Iа элементов с защемленными опорами или неразрезных изгибаемых и внецентренно сжатых элементов (случай "а") нормируется величиной угла раскрытия трещин в шарнире пластичности, определяемой по формуле
При xд < 0,02 yi пр принимается рваным 0,2 рад,
где xд - относительная высота сжатой зоны бетона, определяемая из выражений:
для изгибаемых элементов
для внецентренно сжатых элементов (случай "а")
m - коэффициент армирования сечения растянутой зоны, определяемый из выражения
Прочность элемента при работе его в упругопластической стадии (предельное состояние Iа) обеспечивается при условии
yi £yi пр, (11)
где yi - величина угла раскрытия трещин в шарнире пластичности от расчетной нагрузки с учетом коэффициента динамичности по перемещению.
МАТЕРИАЛЫ И ИХ РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
А. Бетон
4.6*. Для сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций убежищ должен применяться тяжелый бетон проектной марки не ниже М200, а для колонн и ригелей - не ниже М300.
Бетонные блоки для стен высотой 2,4 м следует предусматривать марки не ниже М100. Раствор для заделки швов сборных железобетонных конструкций принимать марки не ниже M100, а для кладки стен - не ниже М50.
4.7. При расчетах конструкций защитных сооружений на эквивалентные статические нагрузки нормативные сопротивления бетона осевому сжатию призм (призменная прочность) Rпрн и сопротивление осевому растяжению Rрн принимаются в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций. При этом коэффициенты безопасности по бетону при сжатии Кб.с и растяжении Kб.р принимаются равными: Кб.с = 1,15 и Kб.р =1,25.
Таблица 19*
Расчетные сопротивления бетона и начальные модули упругости, кгс/см2 , при проектной марке бетона | ||||||||||
М100 | M150 | M200 | M250 | M300 | M350 | M400 | M450 | M500 | M600 | |
Сжатие осевое (призменная прочность) Rпр | 50 | 75 | 100 | 130 | 150 | 180 | 200 | 230 | 250 | 300 |
Растяжение осевое Rр | 5,8 | 7,6 | 9,2 | 10,4 | 12 | 13,2 | 14,4 | 15,2 | 16 | 17,6 |
Модуль упругости бетона естественного твердения Еб×105 | 1,9 | 2,3 | 2,6 | 2,9 | 3,2 | 3,4 | 3,6 | 3,8 | 4,0 | 4,2 |
Примечание. Модуль упругости бетона, подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении, принимается равным 0,9Еб. |
4.8* Расчетные динамические сопротивления бетона в проектируемых конструкциях защитных сооружений следует принимать равными расчетным сопротивлениям бетона при расчете на эквивалентные статические нагрузки согласно табл. 19* умноженным на коэффициент динамического упрочнения бетона, принимаемый равным:
при расчете по предельному состоянию Iа
Ку.б = 1,2;
при расчете по предельному состоянию Iб
Ку.б = 1,3.
4.9. Расчетные сопротивления бетона, указанные в табл. 19* следует умножать на коэффициенты условий работы бетона, принимаемые по табл. 20.
Таблица 20
Факторы, обусловливающие введение коэффициентов условий работы бетона | Коэффициенты условий работы бетона | |
условные обозначения | величины коэффициентов | |
1. Попеременное замораживание и оттаивание при эксплуатации конструкций в водонасыщенном состоянии и расчетной зимней температуре наружного воздуха: | ||
ниже минус 20 до минус 40°С включительно | mб3 | 0,85 |
ниже минус 5 до минус 20°С включительно | mб3 | 0,9 |
минус 5°С и выше | mб3 | 0,95 |
2. Попеременное замораживание и оттаивание в условиях эксплуатации конструкций при эпизодическом водонасыщении при расчетной зимней температуре наружного воздуха: | ||
ниже минус 40°С | mб3 | 0,9 |
минус 40°С и выше | mб3 | 1 |
3. Бетонные конструкции | mб5 | 0,9 |
4. Нарастание прочности бетона по времени, кроме бетонов марки M600 и выше и бетонов на глиноземистом цементе, алюминатных и алитовых портландцементах | mб.т | 1,25 |
5. Бетонные и железобетонные элементы заводского изготовления | mб.и | 1,15 |
4.10. Расчетное динамическое сопротивление бетона срезу Rсрд следует принимать равным расчетному сопротивлению бетона осевому сжатию (призменная прочность) Rпр согласно табл. 19*, умноженному на коэффициент, равный 0,25.
Б. Арматура
4.11*. Выбор арматурных сталей для железобетонных конструкций убежищ должен производиться с учетом требований главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций и согласно табл. 21* настоящих норм.
Для закладных деталей и соединительных накладок должна применяться прокатная углеродистая сталь класса С38/23 согласно требованиям главы СНиП по проектированию стальных конструкций. При этом коэффициент упрочнения стали следует принимать Ку = 1,4 и коэффициент условий работы m = 1,1.
Таблица 21*
Назначение арматуры | Степень применения | Класс арматуры | |
1. Продольная рабочая растянутая и | Рекомендуется | A-III, A-IV | |
сжатая арматура, определяемая расчетом | Допускается | А-II | |
2. Продольная рабочая сжатая, | Рекомендуется | А-III, A-IV | |
арматура, определяемая расчетом | Допускается | А-II | |
3. Поперечная арматура, определяе- | Рекомендуется | A-III, А-II | |
мая расчетом | Допускается | A-I | |
4. Конструктивная арматура | Рекомендуется | A-I, Bр-I | |
Допускается | A-II, B-I (при отсутствии Вр-I) |
4.12* При расчете железобетонных конструкций убежищ на эквивалентные статические нагрузки (по предельному состоянию первой группы) расчетные сопротивления рабочей стержневой горячекатаной арматуры классов А-I, А-II и А-III, назначаемой для сечений элементов, следует принимать численно равными нормативным сопротивлениям арматурных сталей согласно главе СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, с учетом коэффициента надежности по арматуре Ка, равного 1.
При назначении в конструкциях убежищ арматурной стали класса A-IV ее расчетное сопротивление определяется по нормативному сопротивлению, принимаемому по указанной в этом пункте главе СНиП, с учетом коэффициента надежности по арматуре Ка, равного 1,2(1,1).
Расчетное сопротивление проволочной арматуры класса Вр-I определяется по нормативному сопротивлению растяжению, принимаемому согласно главе СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, с учетом коэффициента надежности по арматуре Ка, равного 1.1.
Примечание. В скобках указан коэффициент надежности по арматуре класса A-IV для условий проектирования конструкций, изготовляемых или возводимых после 1 января 1983 г.
4.13*. Расчетные динамические сопротивления арматуры Rад, Rа.хд, Rа.сд следует определять по расчетным сопротивлениям, указанным в табл. 22*, умножая их на коэффициенты динамического упрочнения арматурной стали, приведенные в табл. 23*.
Расчетные сопротивления арматуры классов A-I, А-II и А-III, указанные в табл. 22* при расчете конструкции на изгиб следует умножать на коэффициент условий работы mб, равный 1,1.
Таблица 22*
Расчетные сопротивления арматуры при расчете конструкций на эквивалентные статические нагрузки, кгс/см2 | Модуль упругости кгс/см2 | Относительные удлинения при разрыве d, % | |||
растяжению | сжатию Rа.с | ||||
Вид и класс арматуры | продольной и поперечной при расчете нормальных и наклонных сечении на действие изгибающего момента Rа | поперечной (хомутов и отогнутых стержней) при расчете наклонных сечений на действие поперечной силы Rа.х | |||
1. Горячекатаная гладкая стержневая класса A-I | 2400 | 1900 | 2400 | 2,1×106 | 25 |
2.Горячекатаная периодического профиля стержневая: | |||||
класса А-II | 3000 | 2400 | 3000 | 2,1×106 | 25-19 |
класса A-III | 4000 | 3200 | 3600 | 2×106 | 14 |
класса A-IV | 5000 | 4000 | 4000 | 2×106 | 6 |
(5400) | (4200) | ||||
3. Проволочная арматура класса Вр-I: | |||||
диаметром 3 мм | 3850 | 3100 | 3850 | 2×106 | 2-6 |
4 мм | 3750 | 3000 | 3750 | 2×106 | 2-6 |
5мм | 3550 | 2800 | 3550 | 2×106 | 2-6 |
(3700) | (2850) | (3700) | |||
Примечания: 1. В сварных каркасах, в которых стержни, рассчитываемые на действие поперечной силы, предусматриваются из арматуры класса А-III диаметром меньше 1/3 диаметра продольных стержней, значение Rа.х принимается равным: для диаметров 6-8 мм - 2500 кгс/см2, для диаметров 10-40 мм - 2600 кгс/см2. 2. В расчетных сопротивлениях Rа.х, в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, учтен коэффициент условий работы поперечной арматуры на действие поперечной силы. 3. В скобках указаны расчетные сопротивления арматуры для условий проектирования конструкций, изготовляемых или возводимых после 1 января 1983 г. 4. Значения Rа.х, в случае применения проволочной арматуры класса Вр-I в вязаных каркасах, следует увеличивать по сравнению с указанными в табл. 22* на 100 кгс/см2 для каждого диаметра проволоки. |
Таблица 23*
Условия применения арматурной стали | Условные обозначения коэффициентов | Значения Ку.р и Ку.с для арматуры классов | ||||
А-I | A-II | А-III | A-IV | Вp-I | ||
1. В растянутой зоне | Ку.р | 1,35 | 1,30 | 1,25 | 1,05 | 1,0 |
2. В сжатой зоне | Ку.с | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,0 | 1,0 |
РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ПРОЧНОСТИ
4.14. Расчет элементов железобетонных конструкций убежищ по прочности должен производиться для сечений, нормальных и наклонных к продольной оси элементов. Кроме того, должен производиться расчет элементов на местное действие нагрузки (смятие и продавливание) .
Расчет сечений изгибаемых и внецентренно сжатых элементов сборно-монолитных конструкций производится так же, как монолитных. В рабочую высоту сечения следует включать высоту сборных элементов, при этом необходимо обеспечивать совместную их работу.
Сборно-монолитные железобетонные конструкции должны проверяться расчетом на воздействие скалывающих напряжении.
4.15. Расчет прочности элементов железобетонных конструкций по сечениям, нормальным к оси элемента, производится исходя из следующего:
сопротивление растянутого бетона не учитывается, и все растягивающие усилия передаются на арматуру, причем напряжения в ней принимаются равными расчетным динамическим сопротивлениям арматурной стали на растяжение;
сопротивление бетона сжатию принимается равным динамическому сопротивлению бетона, а эпюра напряжений в сжатой зоне условно считается прямоугольной (в отдельных случаях принимается трапециевидной с коэффициентом полноты 0,75);
сжимающие напряжения в арматуре сжатой зоны элементов принимаются равными динамическим расчетным сопротивлениям арматурной стали на сжатие.
4.16*. Определение внутренних усилий (изгибающих моментов, продольных и поперечных сил) в элементах конструкций защитных сооружений следует производить по правилам строительной механики от нагрузок, определяемых согласно требованиям п. 3.1* настоящих норм.
Расчет конструкций убежищ целесообразно производить в целом как рамы. В случае с неуравновешенными внешними нагрузками расчет конструкции убежищ следует производить как рамы с дополнительными стержнями или, условно разрезав по стенам, рассчитать раздельно покрытие и фундаментную плиту как неразрезные балки.
При расчете поэлементно следует учитывать перераспределение усилий.
При расчете статически неопределимых балочных и рамных систем на эквивалентные статические нагрузки по состоянию Iа допускается учитывать перераспределение усилий между опорой и пролетом вследствие пластических деформаций или появления трещин. При этом уменьшение на опоре изгибающего момента, получаемого по расчету на эквивалентные статические нагрузки, допускается до 50 % для балок и 30 % для плит перекрытий и фундаментов.
Для сборно-монолитных и монолитных балочных плит покрытий (за исключением плит безбалочных покрытий) заглубленных защитных сооружений, рассчитываемых без учета распора, возникающего вследствие ограничения горизонтальных перемещений опорных сечений, заделанных в железобетонные стены или ригели, следует уменьшать рабочую арматуру в пролете:
на 20 % - при xд £ 0,2;
на 15% - при 0,2 < xд £ 0,3;
на 10% - при 0,3 < xд £ 0,4.
При xд > 0,4 влияние распора не учитывается.
Динамическую прочность сборных изгибаемых железобетонных элементов, имеющих закрепление на концах или надежное замоноличивание, с учетом распора можно определить по методике, изложенной в прил. 11*.
4.17. При применении в защитных сооружениях предварительно напряженных железобетонных конструкций предельное усилие, отвечающее расчетным динамическим характеристикам материалов при расчете на эквивалентные статические нагрузки, должно быть больше усилия, вызывающего образование трещин в убежищах, не менее чем на 25 %.
В предварительно напряженных конструкциях, используемых для убежищ, не допускается применять арматуру, для которой относительное удлинение при разрыве d меньше 4 %. Предварительно напряженные конструкции, в которых арматура не имеет сцепления с бетоном, применять в убежищах не допускается.
А. Внецентренно сжатые элементы
4.18. Расчет внецентренно сжатых элементов на действие сжимающей продольной силы N производится в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций. Для случая, когда расчетный эксцентриситет продольной силы е равен нулю, а расчетная длина элемента l0 £ 20h, расчет сжатых элементов допускается производить из условия
N = j[RпрдF + Rа.сд(Fа + F¢а)]. (12)
где j - коэффициент, принимаемый по главе СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций;
Fа - площадь сечения растянутой арматуры, см2;
F¢а - площадь сечения сжатой арматуры, см2;
F - площадь сечения элемента, см2;
N - продольная сила от действия постоянных, длительных и кратковременных (эквивалентных статических) нагрузок, определяемая из выражения
N = Nэкв.ст + Nдл;
Rпрд - расчетная динамическая призменная прочность бетона;
Rа.сд - расчетное динамическое сопротивление сжатию арматуры.
4.19. Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных указанной плоскости граней элемента, должен производиться в зависимости от соотношения между величиной относительной высоты сжатой зоны бетона xд, определяемой из соответствующих условий равновесия, и граничным значением относительной высоты сжатой зоны бетона xRд, при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному динамическому сопротивлению арматуры растяжению.
Расчет производится:
при xд £ xRд - с учетом расчетных динамических сопротивлении арматуры;
при xд > xRд - с учетом напряжений, достигаемых в арматуре, по формуле
. (13)
где xд - относительная высота сжатой зоны бетона, определяемая из выражения
h0 - рабочая высота сечения;
хд - высота сжатой зоны бетона при эквивалентной статической нагрузке;
Rад - расчетное динамическое сопротивление растяжению арматуры;
sад - напряжение в растянутой арматуре, не достигшей предела текучести;
m - коэффициент армирования сечения растянутой зоны.
4.20*. Величина xRд определяется по формуле
где x0д - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая по формуле
x0д = 0,85 - 0,0008Rпрд. (14а)
где Rпрд - расчетная динамическая призменная прочность бетона.
4.21*. Расчет прямоугольных сечений внецентренно сжатых элементов, указанных в п. 4.19 настоящей главы, следует производить:
Ne £ Rпрдbxд(h0 - 0,5xд) + Rа.сдF¢а(h0 - a¢). (15)
при этом высота сжатой зоны определяется по формуле
N + RпрдFа - Rа.сдF¢a = Rпрдbxд; (16)
б) при xд = ³ xRд по формуле (15), при этом высота сжатой зоны определяется:
для элементов из бетона марки М400 и ниже с ненапрягаемой арматурой классов А-I, А-II, A-III и A-IV - по формуле
N + sадFa - Rа.сдF¢a = Rпрдbxд, (17)
где sад - определяется по формуле (13).
При расчете железобетонных наружных стен значение эксцентриситета е в формуле (15) следует определять из выражения
где М - момент от горизонтальной эквивалентной статической нагрузки, определяемой по пп. 3.20* и 3.21*;
N - продольная сила от вертикальной эквивалентной статической нагрузки, определяемой по п. 3.19*;
h - толщина стены;
a - расстояние от равнодействующей усилий в растянутой арматуре до ближайшей грани сечения;
Ке - коэффициент, учитывающий изменение эксцентриситета во времени и принимаемый по табл. 23а*.
Таблица 23*
Расчетные условий | Коэффициент Ке, для убежищ класса | ||
А-II | А-III | A-IV | |
Предельное состояние Iа | 0,90 | 0,95 | 1,0 |
Предельное состояние Iб | 1 | 1,6 | 1,7 |
Б. Изгибаемые элементы
4.22*. Расчет прочности по сечениям, нормальным к продольной оси элемента, производится с учетом граничного значения относительной высоты сжатой зоны бетона xRд.
С целью предотвращения хрупкого разрушения изгибаемых элементов, рассчитываемых по предельному состоянию Iа, необходимо уменьшать подсчитываемое по формуле (14а) значение xд на 10%.
4.23. Расчет прямоугольных сечений, нормальных к продольной оси элемента, при £ 0,9 xRд должен производиться по формуле
М £ Rпрдbxд(h0 - 0,5хд) + Rа.сдF¢a(h0 - a¢), (19)
при этом высота сжатой зоны хд определяется из формулы
RадFa - Rа.сдF¢a = Rпрдbxд. (20)
РАСЧЕТ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО НАКЛОННЫМ СЕЧЕНИЯМ
4.24. При расчете элементов на действие поперечной силы от эквивалентных статических нагрузок должны соблюдаться условия:
а) при расчете по предельному состоянию Iа
Q £ 0,45Rпрдbh0; (21)
б) при расчете по предельному состоянию Iб
Q £ 0,35 Rпрдbh0. (22)
В формулах (21) и (22) значение для бетонов марок выше М400 принимается как для бетона марки М400. При расчете сечений с переменной шириной по высоте принимается наименьшее значение ширины.
4.25. Расчет изгибаемых элементов на действие поперечных сил допускается не производить, если соблюдается условие
Q £ 0,6Rрдbh0. (23)
Значения правой части формулы (23) увеличиваются на 25% для сплошных плоских плит. При соблюдении условия (23) в сплошных плоских плитах поперечная арматура ставится конструктивно.
4.26. Расчет элементов с поперечной арматурой должен производиться по формуле
Q = SRа.хдFх + SRа.хдF0 sina + Qб. (24)
где Q - поперечная сила, действующая в наклонном сечении, т.е. равнодействующая всех поперечных сил от внешней нагрузки, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения;
SRа.хдFх +
+SRа.хдF0 sina - сумма поперечных усилий, воспринимаемых соответственно хомутами и отогнутыми стержнями. пересекающими наклонное сечение;
a - угол наклона отогнутых стержней к продольной оси элемента в наклонном сечении;
Qб - поперечное усилие, воспринимаемое бетоном сжатой зоны в наклонном сечении.
Величина Qб для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов определяется по формуле
где С - длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента;
b, h0 - принимаются в пределах наклонного сечения.
4.27. Для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов постоянной высоты, армированных хомутами, длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента, отвечающая минимуму его несущей способности по поперечной силе (при отсутствии внешней нагрузки в пределах наклонного сечения), С0 определяется по формуле
а величина поперечной силы Qх.б, воспринимаемой хомутами и бетоном в наклонном сечении с длиной проекции С0, - по формуле
где qх - усилие в хомутах на единицу длины элемента в пределах наклонного сечения, определяемое по формуле
и - расстояние между хомутами, см.
4.28. Применение изгибаемых элементов без поперечной арматуры в конструкциях убежищ не допускается.
В противорадиационных укрытиях элементы без поперечной арматуры следует рассчитывать согласно требованиям главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, с учетом дополнительных нагрузок.
РАСЧЕТ НА ПРОДАВЛИВАНИЕ
4.29. Расчет на продавливание плитных конструкций (без поперечной арматуры) от действия сил, равномерно распределенных на ограниченной площади, должен производиться по формуле
Р £ Rрдbсрh0, (29)
где Р - продавливающая сила;
bср - среднее арифметическое значение величин периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании, в пределах рабочей высоты сечения h0;
Rрд - расчетною динамическое сопротивление бетона растяжению.
При определении величин bср и Р предполагается, что продавливанием происходит по боковой поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы, а боковые стороны наклонены под углом 45° к горизонтали.
При продавливании по поверхности пирамиды с углом наклона боковых граней больше 45° правая часть формулы (29) умножается на величину h0/с, но не более 2,5 (где с - длина горизонтальной проекции боковой грани пирамиды продавливания).
4.30. При установке в пределах пирамиды продавливания поперечной арматуры расчет должен производиться из условий:
P £ Rа.хдFх.п; (30)
Р £ 1,4 Rрдbсрh0, (31)
где Fх.п - суммарная площадь сечения поперечной арматуры, пересекающей боковые поверхности пирамиды продавливания;
Rа.хд - расчетное динамическое сопротивление поперечной арматуры.
Указанные требования распространяются на плиты толщиной не менее 20 см, а также на ленточные и столбчатые фундаменты, в пазы которых заделываются сборные стеновые панели и колонны.
При этом расчет на продавливание следует вести исходя из возможности продавливания железобетона, расположенного ниже дна стаканного или паза ленточного фундаментов.
Поперечная арматура, устанавливаемая в плитных элементах в зоне продавливания, должна иметь достаточную анкеровку по концам. Кроме того, должна быть обеспечена передача поперечного усилия с продольной арматуры на хомуты. Ширина зоны постановки хомутов должна быть не менее 1,5 высоты сечения.
РАСЧЕТ НА СКАЛЫВАНИЕ
4.31*. Неразрезные сборно-монолитные изгибаемые конструкции над промежуточными опорами должны быть проверены расчетом на скалывающие напряжения, возникающие на поверхности контакта материалов, по формуле
Предельное значение этих напряжении находится из выражения
tпр = 0,25RпрдКпов, (33)
где Q - поперечная сила в рассматриваемом сечении элемента;
Кпов - коэффициент, учитывающий степень шероховатости поверхности сборного элемента и принимаемый согласно табл. 24.
Таблица 24
Характеристика шероховатости поверхности бетона | Значение коэффициента Кпов |
1. Гладкая (заглаженная) поверхность | 0,45 |
2. Поверхность с естественной шероховатостью | 0,60 |
3. Поверхность с наличием местных углублений (1,5х1,5х1,0 см) с шагом 10х10 см | 0,65 |
4. Поверхность со втопленной щебенкой размером 20-40 мм через 50-70 мм в свежеуложенный и уплотненный бетон | 0,80 |
5. Поверхность свежеуложенного бетона сборного элемента, обработанная 15% -ным раствором сульфитно-спиртовой барды с последующим удалением несхватившегося слоя бетона пескоструйным аппаратом | 1,0 |
Если t > tпр, то следует предусматривать выпуски поперечной арматуры из сборного элемента в слой монолитного бетона нормально к поверхности и в количестве, определяемом расчетом на поперечную силу.
5* РАСЧЕТ УБЕЖИЩ ИЗ КАМЕННЫХ И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ, ОСНОВАНИЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
РАСЧЕТ УБЕЖИЩ ИЗ КАМЕННЫХ И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ
5.1. В каменных и армокаменных конструкциях следует применять материалы с проектными марками по прочности на сжатие не ниже: кирпич - 100, бутовый камень - 150, раствор для кладки - 50.
5.2. Расчетные динамические сопротивления кладки из каменных материалов в конструкциях следует принимать равными расчетным сопротивлениям согласно главе СНиП по проектированию каменных и армокаменных конструкций, умноженным на коэффициент динамического упрочнения Ку = 1,2.
0>