Файл: Пахомов, В. А. Бетон и железобетон в гидротехническом строительстве.pdf

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ * НА ТЕМПЕРАТУРНЫЕ И ВЛАЖНОСТНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Влажностные и температурные воздействия учитываются при расчете несущей способности бетонных и железобетонных стати­ чески неопределимых и статически определимых конструкций, испытывающих дополнительные температурно-влажностные воз­ действия; при проверке трещиностойкости тех конструкций, к которым предъявляются требования водонепроницаемости или нарушения монолитности, изменяющих статическую схему рабо­ ты и снижающих надежность и долговечность. Кроме того, тем­ пературно-влажностные воздействия влияют при назначении температурно-усадочных швов, противофильтрационных уплот­ нений, при назначении температурных режимов возведения со­ оружений и нормальной их эксплуатации, при обосновании про­ граммы наблюдений за сооружениями в строительный и эксплуа­ тационный период.

Температурные воздействия относятся: для бетонных соору­ жений — к основным сочетаниям, для железобетонных — к осо­ бым. Влажностные воздействия, учитываемые одновременно с температурными, относят к особому сочетанию нагрузок и воз­ действий. При проверке трещиностойкости бетонных элементов принимается только одно сочетание нагрузок и воздействий. Вы­ бор расчетного сочетания (основное или особое) должен быть обоснован. Не разрешается учитывать в особом сочетании наи* более тяжелых температурных условий совместно с другими воз­ действиями взрыв, сейсмическое воздействие и т. п. В этом случае следует учитывать лишь температурные воздействия в основном сочетании.

Тепло- и влагофизические характеристики бетона, необходи­ мые для расчетов температурного и влажностного режима и на­ пряженного состояния бетонных сооружений I и II классов ка­ питальности, следует определять на стадии рабочих чертежей экспериментальным путем. На стадии проектного задания для сооружений всех классов и стадии рабочих чертежей для сооружений III и IV классов капитальности разрешается принимать тепло- и влагофизические характеристики тяжелого бетона по табл. 60. Допускается принимать в расчетах на ста­ дии рабочих чертежей для сооружений I и II классов капиталь­ ности значения, приведенные в табл. 60, следующих характери­ стик бетона: удельной теплоемкости С, коэффициентов тепло­ отдачи р, линейной усадки и набухания ау, анг, анк >диффузии влаги ав, влагоотдачи рв. Лабораторным путем получают дан­ ные о тепловыделении бетона производственного состава для со­ оружений I и II классов капитальности на стадии рабочих чер­ тежей. Для сооружений I и II классов капитальности на стадии технического проекта, а для сооружений III и IV классов — на

139

Таблица 60. Тепло- и влагофизические характеристики тяжелого бетона

(СНиП П-И. 14-69)

всех стадиях проектирования допускается принимать значения тепловыделения бетона по справочным данным и аналогам.

Температурные и влажностные воздействия рекомендуется учитывать в два этапа:

1)расчет температурного и, при необходимости, влажностно­ го режима сооружений, конструкций и их отдельных элементов;

2)определение усилий напряжений, возникающих при темпе­ ратурных и влажностных воздействиях.

Средняя расчетная температура (или влажность) элемента, изменение которой вызывает его осевые деформации, принимает­ ся равной площади действительной эпюры распределения тем­ пературы (или эффективной влажности) по толщине попереч­ ного сечения элемента, деленной на толщину элемента в рас­ сматриваемом направлении. При определении расчетного пере­ пада температуры (или влажности) действительная эпюра рас­ пределения температуры (или эффективной влажности) по тол­ щине поперечного сечения элемента заменяется эквивалентной ей (по площади и статическому моменту площади) условной трапецеидальной эпюрой с краевыми ординатами t\ и i2 (щ и ы2) согласно рис. 38, после чего расчетные перепады принимаются равными:

140

влажности

Эпюра распределения эффективной влажности по сечению элемента находится из действительной эпюры распределения влажности бетона по толщине поперечного сечения элемента,

Рис. 38. Эпюры распреде­ ления температуры и

/ — действительные эпюры; 2 — условные эпюры.

отбрасывая ее части, лежащие выше критической влажности икр при расчете усадки и ниже при расчете набухания. Критическая влажность тяжелого бетона при усадке определяется по фор­ муле

определяются по интерполяции. В зависимости от модуля по­ верхности элемента конструкций т в м~1 (отношение поверх­ ности элемента, открытой для его высыхания в ж2 к его объему в мг) бетонные и железобетонные конструкции подразделяются на:

141

массивные — при m < 2;

средней массивности — при 2 < т < 1 5 ; немассивные — при т > 15.

При расчете напряжений набухания различают два случая набухание бетона за счет гигроскопического увлажнения путем адсорбции водяных паров из воздуха (влажностные деформа­ ции, связанные с колебаниями температуры и влажности возду­ ха) и набухание бетона за счет контакта с водой (собственно набухание). В первом случае критическая влажность тяжелого бетона при набухании принимается равной критической влаж­ ности бетона при усадке UKp , а во втором случае — принимается равной нулю, т. е. расчет напряжений производится по измене­ ниям действительной влажности бетона. В каждом случае рас­ чет влажностных деформаций производится со своими коэффи­ циентами линейного набухания бетона.

Расчет по трещиностойкости бетонных конструкций при тем­ пературных и влажностных воздействиях производится по фор­

экспериментально. При отсутствии опытных данных на стадии технического проекта таких сооружений и на всех стадиях про­ ектирования сооружений III и IV классов допускается прини­

мать епр(о= 8-10~5 при условии соответствующего подбора со­ става бетона и принятия деформативных характеристик по аналогам. При проектировании следует учесть необходимые кон­

142