В статье рассмотрен один из факторов, влияющих на ширину раскрытия нормальных трещин в железобетонных балках по актуальным и единым нормам Евросоюза (Eurocode 2) и российским (СП 63.13330). За расчетный элемент принята железобетонная балка с сечением 400x400мм, длиной 6м. В данной статье рассматривается не сам расчет, а его результат.
Ключевые слова: ширина раскрытия трещин, расчёт, анализ, нормативная документация.
The article considers some of the factors that affect the width of the opening of normal cracks in reinforced concrete beams according to the current and uniform standards of the European Union (Eurocode 2) and Russian (SP 63.13330). A reinforced concrete beam with a cross-section of 400x400mm and a length of 6 m is taken as the design element. This article does not consider the calculation itself, but its result.
Keywords: crack opening width, calculation, analysis, regulatory documentation.
Введение
В 2009 г. Федеральный закон № 384 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» установил обязательные требования в сфере проектирования и включил СНиПы в общенациональную систему стандартизации, придав им статус сводов правил. Тогда же началась актуализация норм и правил, а затем- гармонизация с Еврокодами.
Гармонизация отечественной нормативно-технической базы необходима для интеграции системы технического регулирования строительной отрасли в европейскую систему, устранения барьеров на пути реализации иностранных инвестиционных проектов, применения передовых зарубежных технологий, инноваций и научных разработок.
Большинство публикаций по сравнительному анализу отечественных и европейских норм касаются расчетов по прочности и меньшей степени расчетов по второй группе предельных состояний.
Существует множество методик вычисления ширины раскрытия нормальных трещин в изгибаемых элементах. Каждая методика предполагает применение своих формул между трещинами, зависящих от различных факторов. Все подходы к решению задач и результатов, получение различными авторами, разделены на группы.
Первая группа составляет большинство работ, использующих исходные условия, изложенные в теории В. И. Мурашева, по которым ширина раскрытия трещин определяется как разность удлинения арматуры на участке между трещинами минус деформация бетона.
Вторая группа составляют эмпирические формулы, построенные по результатам экспериментальных исследований. Исследования, выполненные в НИИЖБе, показали, что основными параметрами, влияющими на ширину раскрытия трещины, являются напряжения в растянутой арматуре, ее диаметр, процент армирования, толщина защитного слоя.
К третий группе относятся исследования, в которых «раскрытие трещин рассматривается как накопление смещений арматуры и бетона на участках между трещинами».
Описание рассчитываемого элемента
Рассчитывалась железобетонная балка по двум разным нормам проектирования по СП 63.13330 и Еврокод 2. Балка прямоугольного сечения (400х400) на двух опорах длинной 6м. Для расчёта были взяты различные диаметры арматуры.
Рис. 1. Сечение балки
СП 63.13330
Ширина раскрытия трещин нормальных к продольной оси элемента определяется по формуле СП 63.13330 4.10 [1,2]:
Где
σ s — напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки.
l s — базовое (без учета влияния вида поверхности арматуры) расстояние между смежными нормальными трещинами.
Ψ s — коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами;
φ 1 — коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки.
φ 2 — коэффициент, учитывающий профиль продольной арматуры.
φ 3 — коэффициент, учитывающий характер нагружения.
Eurocode 2
Ширина раскрытия трещин по Еврокоду 2 [3] определяется по формуле 7.8 (п.7.3.4.) [3]:
где
k 3 — коэффициент =3,4;
с — толщина защитного слоя бетона, мм;
k 1 — коэффициент, учитывающий свойства сцепления арматуры с бетоном;
k 4 — коэффициент=0,425;
ρ p , eff — отношения площади рабочей арматуры к эффективной площади растянутого бетона в конструкциях без предварительного напряжения (п.7.3.2 EN 1992–1-1 [3];
Анализ сравнения расчета по разным нормам проектирования
Рис. 2. Ширина раскрытия трещин
Основные выводы
Анализ расчетов показал, что при одной и той же требуемой площади арматуры в сечении, ширина раскрытия нормальный трещин будет зависеть от диаметра выбранных стержней.
Литература:
1. СП 63.13330.2012
2. Пособие к СП 63.13330
3. Eurocode 2
4. «Руководство для проектировщиков к Еврокоду 2» Э. В. Биби, Р. С. Нараянан изд. МГАСУ 2015 г.
5. Расчет железобетонных конструкций по еврокоду EN 1992 С. К. Яковлев, Я. И. Мысляева изд. МГАСУ
