ГОСТ Р 59622-2021 Дороги автомобильные общего пользования. Мостовые сооружения. Проектирование железобетонных элементов

    ГОСТ Р 59622-2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дороги автомобильные общего пользования

МОСТОВЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Проектирование железобетонных элементов

Automobile roads of general use. Bridge constructions. Design of reinforced concrete elements

ОКС 93.040

Дата введения 2022-02-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Мастерская Мостов" (ООО "Мастерская Мостов")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 418 "Дорожное хозяйство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 декабря 2021 г. N 1701-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на мостовые сооружения, расположенные на автомобильных дорогах общего пользования (далее - автомобильные дороги), в том числе при прохождении автомобильных дорог общего пользования по территории населенных пунктов.

Настоящий стандарт устанавливает правила проектирования железобетонных элементов пролетных строений и опор при проектировании новых, реконструируемых и подвергаемых капитальному ремонту или ремонту мостовых сооружений постоянного типа, а также пешеходных мостов.

Настоящий стандарт не распространяется на проектирование:

- совмещенных мостов;

- мостовых сооружений на внутрихозяйственных дорогах промышленных, сельскохозяйственных и лесозаготовительных предприятий;

- коммуникационных мостов, не предназначенных для пропуска транспортных средств и пешеходов. Требования стандарта распространяются на мостовые сооружения, предназначенные для эксплуатации в любых климатических условиях и в районах с расчетной сейсмичностью до 9 баллов включительно.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 380 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 1497 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение

ГОСТ 5781 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 7348 Проволока из углеродистой стали для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 9454 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 10060 Бетоны. Методы определения морозостойкости

ГОСТ 12004 Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение

ГОСТ 13840 Канаты стальные арматурные 1

7. Технические условия

ГОСТ 14019 (ИСО 7338:1985) Материалы металлические. Метод испытания на изгиб

ГОСТ 14098 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры

ГОСТ 23279 Сетки арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий. Общие технические условия

ГОСТ 26633 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 33384-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Проектирование мостовых сооружений. Общие требования

ГОСТ 33390-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Мосты. Нагрузки и воздействия

ГОСТ 34028 Прокат арматурный для железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ Р 53772 Канаты стальные арматурные семипроволочные стабилизированные. Технические условия

ГОСТ Р 57997 Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Общие технические условия

ГОСТ Р 59623-2021 Дороги автомобильные общего пользования. Мостовые сооружения. Проектирование стальных элементов

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии"

СП 35.13330.2011 "СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы"

СП 63.13330.2018 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения"

СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции"

СП 131.13330.2020 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология"

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 вспомогательные (неосновные) конструкции: Конструкции, обеспечивающие защиту, безопасность в экстремальных ситуациях, удобство содержания в период эксплуатации и другие вспомогательные функциональные свойства.

3.2 выносливость: Способность материала, конструкции, соединения сопротивляться в заданных пределах усталостному разрушению под воздействием циклического изменения временной нагрузки.

3.3

3.4

3.5 морозостойкость бетона: Способность бетона сохранять физико-механические свойства при многократном замораживании и оттаивании.

3.6

37

3.8

3.9

3.10

3.11 ось моста (ось пролетного строения): Линия, совпадающая с проезжей частью дороги или разделительной полосы, относительно которой устанавливают положение и конфигурацию моста в плане и профиле.

3.12 пластичность: Это свойство твердых тел под действием внешних сил изменять, не разрушаясь, свою форму и размеры и сохранять остаточные (пластические) деформации после устранения этих сил.

3.13

3.14

3.15

3.16

4 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

	-	площадь сечения всего бетона;
	-	то же, сжатой зоны бетона;
	-	то же, приведенного сечения элемента;
,	-	площадь сечения напрягаемой растянутой и сжатой продольной арматуры;
,	-	то же, ненапрягаемой арматуры;
	-	момент инерции приведенного сечения элемента относительно его центра тяжести;
	-	изгибающий момент от внешних нагрузок и воздействий;
	-	продольная сила от внешних нагрузок и воздействий;
	-	поперечная сила от внешних нагрузок и воздействий;
	-	нормативное сопротивление бетона осевому сжатию;
	-	то же, растяжению;
	-	расчетное сопротивление бетона осевому сжатию при расчете по предельным состояниям первой группы;
	-	то же, растяжению при расчете по предельным состояниям первой группы;
	-	расчетное сопротивление бетона непосредственному срезу при расчете по предельным состояниям первой группы;
	-	расчетное сопротивление бетона осевому сжатию при расчете по предельным состояниям второй группы;
	-	то же, растяжению при расчете предварительно напряженных элементов по образованию трещин по предельным состояниям второй группы;
	-	то же, сжатию при расчете на стойкость против образования продольных микротрещин (тс) при предварительном напряжении, транспортировании и монтаже по предельным состояниям второй группы;
	-	то же, сжатию при расчете под эксплуатационной нагрузкой по формулам сопротивления упругих материалов (расчет на совместное воздействие силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды) по предельным состояниям второй группы;
	-	расчетное сопротивление бетона скалыванию при изгибе по предельным состояниям второй группы;
	-	нормативное сопротивление ненапрягаемой арматуры растяжению;
	-	то же, напрягаемой арматуры растяжению;
	-	расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры растяжению;
	-	то же, напрягаемой арматуры растяжению;
	-	то же, ненапрягаемой арматуры сжатию;
	-	то же, напрягаемой арматуры, расположенной в сжатой зоне.
	-	то же, поперечной ненапрягаемой арматуры;
	-	то же, поперечной напрягаемой арматуры;
	-	момент сопротивления приведенного сечения элемента для крайнего растянутого волокна;
,	-	расстояние от центра тяжести растянутой соответственно ненапрягаемой и напрягаемой продольной арматуры до ближайшей грани сечения;
,	-	то же, для сжатой арматуры;
	-	ширина прямоугольного сечения, ширина стенки (ребра) таврового, двутаврового и коробчатого сечений;
	-	ширина пояса таврового, двутаврового и коробчатого сечений в сжатой зоне;
	-	диаметр круглого элемента, номинальный диаметр арматурных стержней;
,	-	расстояние от оси приложения продольной силы до центра тяжести соответственно растянутой и сжатой арматуры внецентренно растянутого сечения;
	-	эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения;
	-	расчетное (с учетом коэффициента , вводимого к значению ) расстояние от продольной силы до центра тяжести растянутой арматуры внецентренно сжатого сечения;
	-	высота сечения;
	-	приведенная (включая вуты) высота сжатого пояса таврового, двутаврового и коробчатого сечений;
	-	рабочая высота сечения;
	-	радиус инерции поперечного сечения;
	-	отношение модулей упругости стали и бетона, принимаемых при расчете по прочности, а при напрягаемой арматуре также и при расчете на выносливость;
	-	то же, принимаемых при расчете на выносливость и трещиностойкость для элементов с ненапрягаемой арматурой;
	-	ядровое расстояние;
	-	высота сжатой зоны бетона;
	-	предельные деформации бетона при осевом сжатии;
	-	то же, при сжатии при изгибе;
	-	то же, при осевом растяжении;
	-	то же, при растяжении при изгибе;
	-	коэффициент, учитывающий влияние поперечного изгиба при внецентренном сжатии (вводится к значению ), принимаемый согласно 7.1.6;
	-	коэффициент армирования, определяемый как отношение площади сечения растянутой продольной арматуры к площади поперечного сечения без учета сжатых и растянутых свесов поясов;
	-	растягивающее (с учетом потерь) напряжение в бетоне растянутой зоны предварительно напряженного элемента под временной нагрузкой;
,	-	нормальные напряжения в бетоне соответственно вдоль продольной оси и в направлении, нормальном к ней;
,	-	главные растягивающие и главные сжимающие напряжения в бетоне;
	-	суммарное напряжение в напрягаемой арматуре растянутой зоны под нагрузкой;
	-	вводимое в расчет остаточное напряжение в напрягаемой арматуре, расположенной в сжатой зоне ( );
	-	расчетное напряжение (за вычетом всех потерь) в напрягаемой арматуре, расположенной в сжатой зоне;
	-	напряжение в ненапрягаемой растянутой арматуре под нагрузкой;
	-	касательные напряжения в бетоне.

5 Основные положения

5.1 Для элементов железобетонных мостов необходимо соблюдать указания об обеспечении требуемой надежности конструкций от возникновения предельных состояний двух групп, предусмотренных ГОСТ 27751.

Для этого наряду с назначением соответствующих материалов и выполнением предусмотренных конструктивных требований необходимо проведение указанных в настоящем стандарте расчетов.

В зависимости от класса сооружений при их проектировании необходимо использовать коэффициенты надежности по ответственности, минимальные значения которых приведены в ГОСТ 27751-2014 (таблица 2).

5.2 Для недопущения предельных состояний первой группы железобетонные элементы конструкций мостов должны быть рассчитаны в соответствии с указаниями настоящего раздела по прочности, устойчивости и на выносливость, при этом в расчетах на выносливость должны рассматриваться нагрузки и воздействия, возможные на стадии эксплуатации сооружений.

Для недопущения предельных состояний второй группы проводятся расчеты, указанные в таблице 1.

Таблица 1

Оценку прочности и трещиностойкости сечений, нормальных к продольной оси изгибаемых и внецентренно сжатых (растянутых) железобетонных элементов, допускается выполнять на основе нелинейной деформационной модели, базирующейся на применении:

- уравнений равновесия;

- гипотезы плоских сечений;

- диаграмм деформирования материалов (бетона и арматуры).

При расчетах железобетонных элементов с использованием нелинейной деформационной модели в качестве критериев прочности и трещиностойкости следует использовать предельные изгибающие моменты (нормальные силы) по условиям прочности и трещиностойкости.

5.3 Расчеты по трещиностойкости совместно с конструктивными и другими требованиями (к водоотводу и гидроизоляции конструкций, морозостойкости и водонепроницаемости бетона) должны обеспечивать коррозионную стойкость железобетонных мостов, а также препятствовать возникновению повреждений в них при совместном воздействии силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды.

Элементы железобетонных конструкций в зависимости от назначения, условий работы и применяемой арматуры должны удовлетворять соответствующим категориям требований по трещиностойкости, которые предусматривают ограничение предельных напряжений в бетоне или предельную ширину раскрытия трещин по 8.1.1.

5.4 Усилия в сечениях железобетонных элементов статически неопределимых конструкций от нагрузок и воздействий при расчетах по предельным состояниям первой и второй групп следует определять с учетом неупругих деформаций бетона* и арматуры и наличия трещин.

_________________

* Неупругие свойства бетона (усадка, ползучесть), влияние которых учитывается по разработанным методикам, в том числе при изменении расчетной схемы.

В конструкциях, методика расчета которых с учетом неупругих свойств бетона не разработана, а также для промежуточных стадий расчета с учетом неупругих свойств бетона усилия в сечениях элементов допускается определять в предположении их линейной упругости.

5.5 Если в процессе изготовления или монтажа конструкции изменяются расчетные схемы или геометрические характеристики сечений, то усилия, напряжения и деформации в конструкции необходимо определять суммированием их для всех предшествующих стадий работы. При этом следует учитывать изменение усилий во времени из-за усадки и ползучести бетона и релаксации напряжений в напрягаемой арматуре.

5.6 В расчетах конструкций с ненапрягаемой арматурой по первой группе предельных состояний напряжения в бетоне и арматуре следует определять по правилам расчета упругих материалов без учета работы бетона растянутой зоны.

5.7 В предварительно напряженных железобетонных конструкциях напряжения в бетоне и арматуре в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, следует определять по правилам расчета упругих материалов, рассматривая сечение как сплошное. Если бетон омоноличивания напрягаемой арматуры, расположенной в открытых каналах, не имеет сцепления по 10.1.2 с бетоном основной конструкции, то следует считать, что и напрягаемая арматура, расположенная в канале, не имеет сцепления с бетоном конструкции.

При определении ширины раскрытия трещин в элементах предварительно напряженных железобетонных конструкций (в том числе и со смешанным армированием) напряжения в арматуре следует определять без учета работы растянутой зоны бетона. Допускается усилия растянутой зоны бетона полностью передавать на арматуру.

Характеристики приведенного сечения во всех случаях необходимо определять с учетом имеющейся в сечении напрягаемой и ненапрягаемой арматуры с учетом 6.2.15.

Если элементы железобетонной конструкции выполнены из бетона разных классов, то общую рабочую площадь сечения следует определять с учетом соответствующих им модулей упругости.

В конструкциях, напрягаемых на бетон, на стадии его обжатия в рабочей площади бетона не учитывают площадь закрытых и открытых каналов. При расчете этих конструкций на стадии эксплуатации допускается в расчетной площади сечения бетона учитывать площадь сечения заинъецированных закрытых каналов. Бетон омоноличивания открытых каналов допускается учитывать при условии выполнения требований 8.2.6, специальных технологических мероприятий в соответствии с 10.1.2 и установки в бетоне омоноличивания ненапрягаемой арматуры. При этом ширина раскрытия трещин в бетоне омоноличивания не должна превышать размеров, принятых для элементов, проектируемых по категории требований по трещиностойкости 3в.

5.8 В составных по длине (высоте) конструкциях следует производить проверки прочности и трещиностойкости в сечениях, совпадающих со стыками или пересекающих зону стыков.

Стыки должны обеспечивать передачу расчетных усилий без появления повреждений в бетоне омоноличивания и на торцах стыкуемых элементов (блоков).

5.9 Расчет стенок балок пролетных строений мостов по образованию трещин рекомендуется проводить с учетом кручения и изгиба стенок (из их плоскости).

5.10 Предварительное напряжение арматуры характеризуют значения начального (контролируемого) усилия, прикладываемого к концам напрягаемой арматуры через натяжные устройства, и установившегося усилия, равного контролируемому за вычетом потерь, произошедших к рассматриваемому моменту времени. При этом напряжения в арматуре, соответствующие контролируемому усилию, не должны превышать расчетных сопротивлений, указанных в таблице 16, с учетом коэффициентов условий работы в соответствии с 6.2.12.

Для напрягаемых арматурных элементов в проектной документации на конструкции железобетонные (КЖ) должны указываться значения контролируемых усилий и соответствующих им удлинений (вытяжек) арматуры в соответствии с приложением А, с учетом позиции 4 таблицы А.1.

Значения удлинений арматуры

в общем случае вычисляют по формуле

, (1)

где

- напряжения, отвечающие контролируемому усилию и назначаемые с учетом требований 5.14;

- модуль упругости напрягаемой арматуры;

- расчетная длина арматурного элемента (расстояние от натяжного анкера до точки арматурного элемента с нулевым перемещением);

- элемент интегрирования;

- основание натуральных логарифмов;

,

- коэффициенты, определяемые в соответствии с приложением А, по таблице А.2;

- длина участка от натяжного устройства до расчетного сечения, м;

- суммарный угол поворота оси арматуры, рад.

Значение вытяжки допускается корректировать при контроле работ по натяжению напрягаемой арматуры по фактическим значениям модуля упругости арматуры и измеренным коэффициентам трения, а также с учетом конструктивных особенностей натяжного оборудования.

При определении расчетного воздействия, создаваемого усилием напрягаемой арматуры, коэффициенты надежности

по нагрузке следует принимать равными:

- для целых по длине элементов - (1,0±0,1);

- для составных по длине элементов - по 7.10.1.

5.11 При расчете предварительно напряженных элементов место передачи на бетон сосредоточенных усилий с напрягаемой арматуры следует принимать в конструкциях:

- с внешними (концевыми) и внутренними (каркасно-стержневыми) анкерами в месте опирания или закрепления анкеров;

- с арматурой, не имеющей анкеров (с заанкериванием посредством сцепления арматуры с бетоном), - на расстоянии, равном 2/3 длины зоны передачи напряжений.

Длину зоны передачи на бетон усилий с напрягаемой стержневой арматуры периодического профиля следует принимать при передаче усилия:

- плавной -

(где

- диаметр стержня);

- мгновенной посредством обрезки стержней (допускаемой при диаметрах стержней не более 18 мм) -

.

Для элементов конструкций, предназначенных для эксплуатации в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40°С, длину зоны передачи усилий на бетон следует увеличивать на

.

Длину зоны передачи на бетон усилий с напрягаемых арматурных канатов класса К7 при отсутствии анкеров следует принимать в размерах, указанных в таблице 2.

Таблица 2

Класс канатов	Диаметр, мм	Длина зоны передачи на бетон усилий , см, при передаточной прочности бетона, отвечающей бетону классов по прочности на сжатие
		В22,5	В25	В27,5	В30	В35	В40	В45	В50 и более
К7-1500	9	88	85	83	80	75	70	65	60
К7-1500	12	98	95	93	90	87	85	75	70
К7-1400	15,2	115	110	105	100	95	90	85	80
К7-1670	15,2	121	116	110	105	100	95	89	84
К7-1770	15,2	128	123	117	112	106	100	95	89
К7-1860	15,2	135	129	123	117	111	105	100	94
Примечания 1 При мгновенной передаче на бетон усилия обжатия (посредством обрезки канатов) начало зоны передачи усилий следует принимать на расстоянии, равном от торца элемента. 2 Для канатов диаметром 15,7 мм длину зоны передачи следует принимать с коэффициентом 1,05.

Для элементов конструкций, предназначенных для эксплуатации в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40°С, при арматурных канатах класса К7 длину зоны следует принимать более значений, указанных в таблице 2:

- на 27 см - при диаметре канатов 9 мм;

- на 30 см - при диаметре канатов 12 мм;

- на 38 см - при диаметре канатов 15 мм.

Для пучков из четырех канатов К7 по ГОСТ 13840 длину зоны передачи усилий по таблице 2 следует принимать с коэффициентом 1,4.

Указанные значения длин передачи усилий на бетон даны для канатов класса К7 для максимальных значений контролируемых усилий в момент передачи усилия на бетон в соответствии с 6.2.12.

Применение пластически обжатых канатов класса К7О* без анкеров не допускается.

5.12 Армирование зоны передачи на бетон сосредоточенных усилий следует выполнять с учетом напряженно-деформированного состояния этой зоны, определяемого методами теории упругости или другими обоснованными способами расчета на местные напряжения.

Передачу усилия с анкеров напрягаемой арматуры на бетон следует выполнять с применением опорных элементов и косвенного армирования бетона анкерной зоны. Конструкция специальных анкерных деталей и косвенного армирования должна входить в комплект применяемой системы предварительного натяжения, надежность которой должна быть подтверждена экспериментальным путем в ходе разработки. Кроме арматуры косвенного армирования следует устанавливать арматуру зоны местного армирования с учетом напряженно-деформированного состояния этой зоны, определяемого методами теории упругости или иными методами. При конструировании зоны передачи усилия на бетон следует учитывать требования по расположению анкеров между собой и относительно граней конструкции с учетом проектируемой передаточной прочности бетона.

5.13 Влияние усадки и ползучести бетона следует учитывать при определении:

- потерь предварительных напряжений в арматуре;

- снижения обжатия бетона в предварительно напряженных конструкциях;

- изменений усилий в конструкциях с искусственным регулированием напряжений;

- перемещений (деформаций) конструкций от постоянных нагрузок и воздействий;

- усилий в статически неопределимых конструкциях;

- усилий в сборно-монолитных конструкциях.

Перемещения (деформации) конструкций от временных нагрузок допускается определять без учета усадки и ползучести бетона.

При расчете двухосно- и трехосно-обжатых элементов потери напряжений в напрягаемой арматуре и снижение обжатия бетона вследствие его усадки и ползучести допускается определять отдельно по каждому направлению действия усилий.

В сборно-монолитных и монолитных конструкциях следует учитывать влияние разности температур между отдельными элементами конструкций, в том числе влияние экзотермического разогрева при бетонировании.

5.14 Напряжения в элементах предварительно напряженных железобетонных конструкций следует определять по контролируемому усилию за вычетом:

- первых потерь - на стадии обжатия бетона;

- первых и вторых потерь - на стадии эксплуатации.

К первым потерям следует относить:

а) в конструкциях с натяжением арматуры на упоры - потери вследствие деформации анкеров, трения арматуры об огибающие приспособления, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных), температурного перепада, быстронатекающей ползучести, а также от деформации форм (при натяжении арматуры на формы);

б) в конструкциях с натяжением арматуры на бетон - потери вследствие деформации анкеров, трения арматуры о стенки закрытых и открытых каналов, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных).

Ко вторым потерям следует относить:

а) в конструкциях с натяжением арматуры на упоры - потери вследствие усадки и ползучести бетона, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных);

б) в конструкциях с натяжением арматуры на бетон - потери вследствие усадки и ползучести бетона, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных), смятия под витками спиральной или кольцевой арматуры, навиваемой на бетон, деформации стыков между блоками в составных по длине конструкциях.

Значения отдельных из перечисленных потерь следует определять в соответствии с приложением А с учетом 5.15.

Допускается принимать, что вторые потери от релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных) происходят равномерно и полностью завершаются в течение одного месяца после обжатия бетона.

Суммарное значение первых и вторых потерь не должно приниматься менее 98 МПа.

5.15 При определении потерь предварительного напряжения в арматуре от усадки и ползучести бетона необходимо руководствоваться следующими указаниями:

а) изменение во времени потерь

от усадки и ползучести бетона допускается определять по формуле

, (2)

где

- основание натуральных логарифмов;

- время в сутках, отсчитываемое при определении потерь от ползучести со дня обжатия бетона, от усадки - со дня окончания бетонирования;

- конечные (предельные) значения потерь в арматуре от усадки и ползучести бетона, определяемые в соответствии с приложениями А или Б;

б) для конструкций, предназначенных для эксплуатации при влажности воздуха окружающей среды ниже 40%, потери от усадки и ползучести бетона следует увеличивать на 25%, за исключением конструкций, предназначенных для эксплуатации в климатическом подрайоне IVA согласно СП 131.13330 и не защищенных от солнечной радиации, для которых указанные потери увеличиваются на 50%;

в) допускается использовать более точные методы для определения потерь и перераспределения усилий от усадки и ползучести бетона с учетом предельных удельных значений деформаций ползучести и усадки бетона, влияния арматуры, возраста и передаточной прочности бетона, постадийного приложения нагрузки и длительности ее воздействия на каждой стадии, скорости развития деформаций во времени, приведенных размеров поперечных сечений, относительной влажности среды и других факторов. Эти методы должны быть обоснованы. При этом нормативные деформации ползучести

и усадки бетона

следует принимать по 6.1.15.

5.16 Расчетную длину стоек отдельно стоящих рам при жестком соединении стоек с ригелем допускается принимать по таблице 3 в зависимости от соотношения жесткости ригеля

и стоек

.

Таблица 3

Отношение пролета ригеля к высоте	Расчетная длина стойки при отношении жесткости
стойки	0,5	1	5
0,2	1,1Н	Н	Н
1	1,3Н	1,15Н	Н
3	1,5Н	1,4Н	1,1Н
Примечание - При промежуточных значениях отношений и расчетную длину допускается определять по интерполяции.

При расчете частей или элементов опор на продольный изгиб с использованием методов строительной механики, касающихся определения расчетной (свободной) длины сжатых стержней, допускается учитывать упругое защемление (упругую податливость) концов рассматриваемых элементов вследствие деформативности грунта и наличия в подвижных опорных частях сил трения. Если такие расчеты не проводятся, то при применении подвижных опорных частей каткового и секторного типов, а также на фторопластовых прокладках взаимную связанность верха опор учитывать не следует.

В сжатых железобетонных элементах площадь поперечного сечения продольной арматуры (в процентах к полной площади расчетного сечения бетона) должна быть не менее:

- 0,20 - в элементах с гибкостью

17;

- 0,60 - то же, с гибкостью

104;

для промежуточных значений гибкости

- по интерполяции,

где

- расчетная длина элемента;

- радиус инерции поперечного сечения элемента, вычисляемый по формуле:

, (3)

где

- момент инерции бетонного сечения;

- площадь бетонного сечения.

Если требования по величине минимального армирования не удовлетворяются, то элементы конструкции следует рассчитывать как бетонные.

Гибкость сжатых железобетонных элементов в любом направлении в стадии эксплуатации сооружения не должна быть свыше 120, а на стадии монтажа - 150.

Гибкость

элементов с косвенным армированием не должна превышать при сетках 55, при спирали - 35 (

- радиус инерции части бетонного сечения, ограниченной осями крайних стержней сетки или спиралью).

5.17 Основные конструктивные требования к мостовым сооружениям приведены в ГОСТ 33384-2015 (раздел 8).

Для элементов железобетонных конструкций при обеспечении условий их изготовления, требуемой долговечности и совместной работы арматуры и бетона необходимо выполнять конструктивные требования, изложенные в разделе 9.

5.18 Расчеты следует выполнять в соответствии с требованиями статьи 3 [1]. Конструктивные элементы железобетонных мостовых сооружений следует рассчитывать на нагрузки и воздействия и их сочетания в соответствии с ГОСТ 33390-2015 (подразделы 3.1 и 3.2) и СП 35.13330.2011 (подразделы 6.1-6.3).

6 Материалы для элементов железобетонных конструкций

6.1 Бетон

6.1.1 В железобетонных элементах конструкций мостов следует предусматривать применение конструкционного тяжелого бетона со средней плотностью от 2200 до 2500 кг/м

включительно*, соответствующего ГОСТ 26633.

_________________

* Изложенные в разделе нормы и требования относятся к бетону с указанной плотностью, который далее (без указания плотности) именуется "тяжелый бетон".

Применение бетона с другими признаками и плотностью допускается в опытных конструкциях.

Бетон конструкции по прочности на сжатие характеризуется проектным классом, передаточной и отпускной прочностями. Класс бетона по прочности на сжатие "В" определяется значением (гарантированным с обеспеченностью 0,95) прочности на сжатие, контролируемой на кубах 150

150

150 мм в установленные сроки.

Проектный класс бетона "В" - прочность бетона конструкции, назначаемая в проекте.

Передаточная прочность бетона

- прочность (соответствующая классу) бетона в момент передачи на него усилия в процессе изготовления и монтажа по 6.1.14.

Отпускная прочность бетона

- прочность (соответствующая классу) бетона в момент отгрузки (замораживания) его со склада завода-изготовителя.

6.1.2 Для железобетонных элементов конструкций мостов следует применять тяжелый бетон классов по прочности на сжатие В20, В22,5, В25, В27,5, В30, В35, В40, В45, В50, В55 и В60. Бетон классов В22,5 и В27,5 следует предусматривать при условии, что это приводит к экономии цемента и не снижает других технико-экономических показателей конструкции. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применение бетонов класса по прочности на сжатие выше В60 по ГОСТ 26633, а также фибробетонов на основе стальной и полимерной фибры, в том числе сверхпрочных, выпускаемых по техническим условиям.

В зависимости от вида конструкций, их армирования и условий работы применяемый бетон должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице 4.

Таблица 4

Для омоноличивания напрягаемой арматуры, располагаемой в открытых каналах, следует предусматривать бетон класса по прочности на сжатие не ниже В35.

Инъецирование арматурных каналов в предварительно напряженных конструкциях должно проводиться раствором прочностью на 28-й день не ниже 30 МПа.

Для омоноличивания стыков сборных конструкций следует применять бетон класса по прочности на сжатие не ниже принятого для стыкуемых элементов, но не выше В35, если более высокий класс не требуется по расчету или в соответствии с конструктивными требованиями.

6.1.3 Марки бетона и раствора по морозостойкости F в зависимости от климатических условий зоны (характеризуемые среднемесячной температурой наиболее холодного месяца согласно СП 131.13330, °С) строительства, расположения и вида конструкций следует принимать по таблице 5.

Таблица 5

Климатические условия	Расположение конструкций и их частей
и условия эксплуатации	В надводной, подземной и надземной незатопляемой зонах		В зоне переменного уровня воды
	Вид конструкций
	железо-	бетонные	железо-	Бетонные массивные			блоки
	бетонные и тонко- стенные бетонные (толщиной менее 0,5 м)	масси- вные	бетонные и тонко- стенные бетонные	кладка тела опор (бетон наружной зоны)		кладка заполнения при блоках облицовки (бетон внутренней зоны)	обли- цовки
	Марка бетона по морозостойкости
Умеренные -10°С и выше	F200	F100	F200	F100	F100		-
Суровые ниже -10°С до -20°С включительно	F200	F100	F300	F200	F100		F300
Особо суровые -20°С	F300	F200	F300	F300	F200		F400
Зоны воздействия антигололедных солей	(в солях)
К надземным незатопляемым зонам в опорах следует относить части, расположенные на 1 м выше поверхности грунта. Для бетона участков опор, расположенных ниже и достигающих половины глубины промерзания грунта, следует предусматривать требования, указанные для конструкций, находящихся в зоне переменного уровня воды. За верхнюю границу зоны переменного уровня воды следует принимать условный уровень, который на 1 м выше наивысшего уровня ледостава, за нижнюю - уровень на 0,5 м ниже нижней поверхности слоя льда наинизшего ледостава. Марка бетона по морозостойкости для конструкций, находящихся в зоне действия приливов, по отношению к марке, приведенной в таблице, повышается на 100 циклов. Примечания 1 К бетону частей конструкций подводных (на 0,5 м ниже поверхности слоя льда наинизшего ледостава), подземных (ниже половины глубины промерзания), а также находящихся в вечномерзлых грунтах, требования по морозостойкости не нормируются. К подземным частям конструкции в обсыпных устоях относятся части тела устоя, расположенные ниже половины глубины промерзания грунта конуса насыпи. 2 Бетон всех элементов мостового полотна, включая плиты проезжей части автодорожных мостов без гидроизоляции, а также бетон выравнивающего слоя одежды ездового полотна, выполняющий гидроизолирующие функции, должен отвечать требованиям по морозостойкости, предъявляемым к бетону, находящемуся в зоне переменного уровня воды. 3 К зонам воздействия анти гололедных солей относятся элементы, примыкающие к автодорожному полотну, уборка снега с которого может проводиться с использованием солей, а также зоны конструкций, расположенные в плане и по высоте не далее трех метров от него, не имеющие гидроизоляции либо иной антикоррозионной защиты.

6.1.4 Марки по морозостойкости бетона тела опор и блоков облицовки для мостов, расположенных вблизи плотин гидростанций и водохранилищ, должны устанавливаться в каждом отдельном случае на основе анализа конкретных условий эксплуатации и требований, предъявляемых в этих случаях к бетону речных гидротехнических сооружений.

6.1.5 Железобетонные элементы и части конструкций, в том числе бетонируемые стыки железобетонных мостов и защитный слой одежды ездового полотна, должны проектироваться из бетона, имеющего марку по водонепроницаемости не ниже W8.

Для бетона с морозостойкостью

водонепроницаемость допускается назначать W12, а минимальный класс бетона на сжатие В35.

6.1.6 В элементах железобетонных конструкций мостов, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, включая воздействие агрессивных грунтовых вод, морского климата и морской воды, следует применять бетоны, обладающие стойкостью, в соответствии с требованиями СП 28.13330 по составу, классу прочности, морозостойкости, водонепроницаемости, минимальному защитному слою, с учетом срока эксплуатации конструкций.

Минимальный класс поверхности бетонных и железобетонных конструкций следует принимать в соответствии с требованиями СП 70.13330.2012 (приложение X):

- А3 - предназначенных под окраску, в том числе архитектурную вторичную защиту от воздействия окружающей среды и напыляемую гидроизоляцию;

- А4 - предназначенных для укладки оклеенной (наплавляемой) гидроизоляции;

- А6 - обрабатываемых проникающими составами без образования пленки на поверхности, а также подземных, покрываемых обмазочной гидроизоляцией, и надземных без покрытия;

- А7 - омоноличиваемых бетоном, а также подземных, не имеющих покрытия.

6.1.7 Основными нормативными прочностными характеристиками бетона являются значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность)

и осевому растяжению

, определяемые с обеспеченностью 0,95.

Основные расчетные прочностные характеристики бетона - сопротивление осевому сжатию

и осевому растяжению

- определяют делением нормативных значений сопротивления бетона на соответствующий коэффициент надежности по материалу

и умножением на коэффициент условий работы

.

Коэффициент надежности по материалу (бетону)

для предельных состояний первой группы принимают равным 1,3 для осевого сжатия и 1,5 для осевого растяжения.

Для предельных состояний второй группы коэффициент надежности по материалу

равен 1,0.

Коэффициент условий работы по назначению принимают равным:

- 0,9 - для предельных состояний первой группы;

-1,0 - для предельных состояний второй группы.

Расчетные сопротивления бетона разных классов при расчете конструкций мостов и труб по предельным состояниям первой и второй групп следует принимать по таблице 6.

Расчетные сопротивления бетона на непосредственный срез

при расчетах конструкций по предельным состояниям первой группы следует принимать:

- для сечений, расположенных в монолитном армированном бетоне, когда не учитывается работа арматуры -

;

- для тех же сечений при учете работы арматуры на срез - согласно 7.8.2;

- в местах сопряжения бетона омоноличивания с бетоном сборных элементов при соблюдении требований 10.1.2 -

.

Для бетонных конструкций расчетные сопротивления сжатию

и

необходимо принимать на 10% ниже значений, указанных в таблице 6, а для непосредственного среза -

.

Расчетные сопротивления монолитного бетона класса В20 во внутренних полостях (в ядре) круглых оболочек опор допускается в расчетах повышать на 25%.

6.1.8 Расчетные сопротивления бетона, приведенные согласно 6.1.7 и в таблице 6, в соответствующих случаях следует принимать с коэффициентами условий работы согласно таблице 7.

6.1.9 При многократно повторяющихся нагрузках, действующих на элементы, подлежащие расчету на выносливость, расчетные сопротивления бетона сжатию в расчетах на выносливость

вычисляют по формуле

, (4)

где

- коэффициент условий работы;

- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию при расчетах по предельным состояниям первой группы, принимаемое по таблице 6;

- коэффициент, учитывающий рост прочности бетона во времени и принимаемый по таблице 8;

- коэффициент, зависящий от асимметрии цикла повторяющихся напряжений

и принимаемый по таблице 9.

Таблица 6

Вид	Услов-	Расчетное сопротивление, МПа, бетона классов по прочности на сжатие
сопротив- ления	ное обозна- чение	В20	В22,5	В25	В27,5	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
При расчетах по предельным состояниям первой группы
Сжатие осевое (призменная прочность)		10,50	11,75	13,00	14,30	15,50	17,50	20,00	22,00	25,00	27,50	30,00
Растяжение осевое		0,85	0,90	0,95	1,05	1,10	1,15	1,25	1,30	1,40	1,45	1,50
При расчетах по предельным состояниям второй группы
Сжатие осевое (призменная прочность)		15,0	16,8	18,5	20,5	22,0	25,5	29,0	32,0	36,0	39,5	43,0
Растяжение осевое		1,40	1,50	1,60	1,70	1,80	1,95	2,10	2,20	2,30	2,40	2,50
Скалывание при изгибе		1,95	2,30	2,50	2,75	2,90	3,25	3,60	3,80	4,15	4,45	4,75
Сжатие осевое (призменная прочность) для расчетов по предот- вращению образования в конструкциях продольных трещин:
- при предва- рительном напряжении и монтаже		-	-	13,7	15,2	16,7	19,6	23,0	26,0	29,9	32,8	36,2
- на стадии эксплуатации		8,8	10,3	11,8	13,2	14,6	16,7	19,6	22,0	25,0	27,5	30,0

Таблица 7

Фактор, обусловливающий введение коэффициента условий работы		Коэффициент условий работы	Расчетное сопротивление бетона, к которому вводится коэффициент	Значение коэффициента условий работы
1 Многократно повторяющаяся нагрузка				По 6.1.9
2 Бетонирование в вертикальном положении сжатых элементов с площадью поперечного сечения 0,3 м и менее				0,85
3 Влияние двухосного напряженного состояния при поперечном обжатии бетона				По 6.1.10
				По 6.1.10
4 Работа конструкции в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже -40°С при отсутствии водонасыщения бетона				0,9
5 Попеременное замораживание и оттаивание бетона, находящегося в водонасыщенном состоянии в конструкциях, эксплуатируемых в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, °С:
	-40 и выше			0,9
	ниже -40			0,8
6 Работа конструкций, не защищенных от солнечной радиации, в климатическом подрайоне IVA согласно СП 131.13330			,	0,85
7 Наличие в составных конструкциях:
	- бетонируемых стыков			По 6.1.11 и таблице 10
	- клееных стыков			По 6.1.12
	- швов на растворе в неармированной кладке			По 6.1.13
8 Расчет элементов в стадии эксплуатации по предельным состояниям второй группы:
	а) на косой изгиб и косое внецентренное сжатие			1,10
	б) на кручение			1,15
	в) на скалывание по плоскости сопряжения бетона омоноличивания с бетоном конструкции			0,50

Таблица 8

Класс бетона по прочности на сжатие	В27,5 и ниже	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
	1,34	1,31	1,28	1,26	1,24	1,22	1,21	1,20

Таблица 9

Коэффициент цикла повторяющихся напряжений	0,1 и менее	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6 и более
	1,00	1,05	1,10	1,15	1,20	1,24
Примечание - Для промежуточных значений коэффициент следует определять по интерполяции.

6.1.10 В расчетах предварительно напряженных конструкций при поперечном их обжатии напряжением

к расчетным сопротивлениям бетона осевому сжатию

, скалыванию при изгибе

и непосредственному срезу

следует вводить коэффициенты условий работы

, равные:

а) для

:

- если

;

- при напряжениях

, которые представляют собой максимальную величину, учитываемую в расчетах;

б) для

и

:

- при

МПа;

- при

МПа.

Для промежуточных значений

коэффициенты условий работы бетона принимают по интерполяции.

6.1.11 При расчете составных по длине конструкций с бетонируемыми стыками значения коэффициента условий работы

, учитывающего разницу в прочности бетона конструкции и материала заполнения стыкового шва на каждой стадии работы стыка, следует принимать в зависимости от толщины шва

и отношения прочности бетона (раствора) в стыке (шве)

к прочности бетона в блоках конструкции

по таблице 10.

При толщине частей блока менее 120 мм, а также при наличии в теле блока отверстий для пропуска напрягаемой арматуры значения

для стыка с толщиной шва от 20 до 40 мм следует принимать, как для шва толщиной 70 мм, для шва толщиной 70 мм - как для шва толщиной 200 мм.

Таблица 10

Толщина шва, мм	Коэффициенты условий работы при отношениях
	0,2 и менее	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
От 20 до 40	0,70	0,76	0,82	0,88	0,94	1,00	1,00	1,00	1,00
70	0,50	0,58	0,65	0,72	0,80	0,85	0,90	0,95	1,00
200 и более	0,20	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	1,0

6.1.12 Составные конструкции по длине пролетных строений с клееными стыками следует проектировать такими, чтобы они были способны нести монтажные нагрузки при неотвержденном клее.

В расчетах составных конструкций по длине с клееными стыками коэффициент условий работы

, вводимый к расчетным сопротивлениям бетона блоков и учитывающий снижение прочности конструкции до отверждения клея, следует принимать в зависимости от вида поверхности бетона торцов блоков:

- при рифленой - 0,90;

- при гладкой - 0,85.

Для клееных стыков, расстояния между которыми менее наибольшего размера сечения, а также для стыков вставных диафрагм указанные значения

следует уменьшать на 0,05.

Для клееных стыков с отвержденным клеем следует принимать

1.

6.1.13 При расчете неармированной кладки из бетонных блоков на растворе к расчетным сопротивлениям бетона, принимаемым для бетонных конструкций в соответствии с 6.1.7, следует вводить коэффициенты условий работы

, равные:

- 0,85 - при классах бетона блоков В20 и В22,5;

- 0,75 - то же, В25-В35;

- 0,70 - то же, В40 и выше.

Толщина горизонтальных швов кладки не должна быть более 1,5 см, а раствор в швах должен иметь прочность в 28-дневном возрасте не ниже прочности бетонных блоков.

6.1.14 При изготовлении предварительно напряженных конструкций обжатие бетона допускается при его прочности не ниже установленной в проекте.

Расчетные сопротивления бетона для назначения передаточной прочности следует определять по таблице 6 путем интерполяции значений, относящихся к близким классам бетона.

Прочность бетона к моменту передачи на него полного усилия с напрягаемой арматуры и при монтаже следует назначать, как правило, не менее прочности, соответствующей классу бетона по прочности В25.

6.1.15 Основными деформационными характеристиками бетона являются нормативные значения:

- предельных деформаций бетона при: осевом сжатии

, сжатии при изгибе

, осевом растяжении

и растяжении при изгибе

;

- модуля упругости бетона при сжатии и растяжении

;

- модуля сдвига бетона

;

- коэффициента поперечных деформаций

;

- предельных удельных деформаций ползучести бетона

;

- предельных относительных деформаций усадки

.

Значения предельных относительных деформаций бетона следует принимать:

- в случае осевого сжатия

0,002;

- в случае сжатия с изгибом

0,0035;

- в случае осевого растяжения

0,0001;

- в случае растяжения с изгибом

0,00015.

Значение модулей упругости бетона при сжатии и растяжении

и при твердении бетона конструкций в естественных условиях в случае отсутствия опытных данных следует принимать по таблице 11.

Таблица 11

Класс бетона по прочности на сжатие	В20	В22,5	В25	В27,5	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
, ГПа	27,0	28,5	30,0	31,5	32,5	34,5	36,0	37,5	39,0	39,5	40,0

Значения модулей упругости

, приведенные в таблице 11, следует уменьшать:

- на 10% - для бетона, подвергнутого тепловлажностной обработке, а также для бетона, работающего в условиях попеременного замораживания и оттаивания;

- на 15% - для бетона конструкций, не защищенных от солнечной радиации, в климатическом подрайоне IVA в соответствии с СП 131.13330.

Для кладки из бетонных блоков значения модулей деформации

следует принимать для бетона классов:

- В20-В35 -

;

- В40 и выше -

.

Приведенный модуль деформации бетона сборно-монолитной опоры в целом определяется как средневзвешенный по значениям модуля деформации бетона кладки из блоков и модуля упругости бетона ядра сечения с учетом пропорциональности их площадей сечения по отношению ко всей площади сечения опоры.

Модуль сдвига бетона

следует принимать равным

.

Коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона) следует принимать

0,2.

Минимальное значение модуля упругости клеев, используемых в стыках составных конструкций, не должно быть меньше 1500 МПа, а значение коэффициента поперечной деформации

- не более 0,25.

Нормативные значения предельных удельных деформаций ползучести

и относительных деформаций усадки

следует принимать по таблице 12.

Учитываемые в расчетах значения предельных удельных деформаций ползучести и деформаций усадки получают путем умножения нормативных значений на коэффициенты, принимаемые в зависимости от передаточной прочности, возраста бетона в момент загружения, модуля удельной поверхности элемента (отношения открытой поверхности элемента к его объему) и относительной влажности воздуха в соответствии сданными таблицы 13.

Таблица 12

Показатель	Нормативные значения деформаций ползучести бетона и усадки для бетонов классов прочности на сжатие
	В20	В22,5	В25	В27,5	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
, МПа	115	107	100	92	84	75	67	55	50	41	39
	400	400	400	400	400	400	400	365	330	315	300
Примечание - Для бетона, подвергнутого тепловлажностной обработке при 50°С и выше, значения и следует уменьшать на 10%.

Таблица 13

Фактор		Поправочные коэффициенты к значениям нормативных предельных деформаций
		ползучести	усадки
Передаточная прочность бетона на сжатие в долях проектного класса бетона:
	0,5	1,70	-
	0,6	1,60	-
	0,7	1,40	-
	0,8	1,25	-
	0,9	1,15	-
	1,0	1,00	-
Возраст бетона в момент загружения, сут:
	28 и менее	1,0	-
	60	0,8	-
	90	0,7	-
	180	0,6	-
	360 и более	0,5	-
Модуль удельный поверхности элемента, м :
	0	0,51	0,22
	5	0,65	0,54
	10	0,76	0,66
	20	0,93	0,92
	40	1,11	1,10
	60	1,23	1,18
	80 и более	1,30	1,22
Относительная влажность воздуха, %:
	40 и менее	1,27	1,14
	50	1,13	1,08
	60	1,00	1,00
	70	0,87	0,91
	80	0,73	0,79
	90	0,60	0,63
	100 и более	0,47	0,50
Примечания 1 Для промежуточных значений факторов коэффициенты принимают по интерполяции. 2 Влажность принимается как средняя относительная влажность воздуха наиболее жаркого месяца по СП 131.13330, а при расположении конструкций в подрайоне IVA - как среднемесячная влажность, соответствующая времени обжатия бетона. Для типовых конструкций допускается принимать влажность, равную 60%.

6.2 Арматура

6.2.1 Основным прочностным показателем арматуры является класс арматуры по прочности на растяжение. Класс арматуры отвечает гарантированному (браковочному) значению физического или условного предела текучести, устанавливаемому в соответствии с требованиями государственных стандартов или технических условий на арматуру.

Каждому классу арматуры кроме характеристики по пределу текучести соответствуют также свои значения временного сопротивления разрыву и относительного равномерного удлинения после разрыва.

Для высокопрочной проволоки и арматурных канатов допускается устанавливать класс арматуры по гарантированному (браковочному) значению временного сопротивления.

Кроме того, к арматуре предъявляются требования по дополнительным показателям качества, определяемым по соответствующим стандартам:

- свариваемость, оцениваемая испытаниями по прочности сварных соединений в зависимости от вида сварки и соединения;

- коррозионная стойкость, оцениваемая испытаниями по продолжительности пребывания арматуры в напряженном состоянии в агрессивной среде до разрушения;

- пластичность, оцениваемая испытаниями на изгиб (стержни) или перегиб (проволока) до разрушения;

- релаксационная стойкость, оцениваемая испытаниями по величине потерь под напряжением за определенный промежуток времени;

- сопротивление усталости, оцениваемое пределом выносливости при нормированном количестве циклов загружения;

- хладостойкость, оцениваемая испытаниями на ударную вязкость или испытаниями на прочность образцов, в том числе и сварных образцов, при воздействии низких отрицательных температур (минус 40°С, минус 60°С).

Дополнительные показатели качества арматуры при проектировании железобетонных элементов мостовых конструкций устанавливают в соответствии с требованиями расчетов, условий эксплуатации и различных воздействий окружающей среды.

Марки стали для арматуры железобетонных мостов, устанавливаемой по расчету в зависимости от условий работы элементов конструкций и средней температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки в районе строительства, следует принимать по таблице 14 с учетом 6.2.7, 7.12.1 и 9.7.1; при этом знак "+" означает возможность применения указанной марки стали в данных условиях.

Сварные соединения стержневой термически упрочненной арматурной стали, высокопрочной арматурной проволоки, арматурных канатов класса К7 и стальных канатов со свивкой спиральной, двойной и закрытых не допускаются.

Таблица 14

Вид арматуры	Класс прочности армату- рной стали	Документ, регламен- тирующий качество арматурной стали	Ограничение по пределу текучести условному пределу текучести , пределу	Марка стали	Диа- метр, мм	Элементы с арматурой, не рассчиты- ваемой на выносливость		Элементы с арматурой, рассчитываемой на выносливость
			прочности , МПа			При применении конструкций в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, °С
						-30 и выше	ниже -30 до -40 включ.	ниже -40	-30 и выше	ниже -30 до -40 включ.	ниже -40
Стержневая горячека- таная	А240 (A-I)	ГОСТ 5781 ГОСТ 380 ГОСТ 34028		Ст3сп	6-10	+	+	+	+	+	+
гладкая				Ст3сп	12-40	+	+	+	+	+
				Ст3пс	6-10	+	+	+	+	+	-
				Ст3пс	12-16	+	+	-	+	+	-
				Ст3пс	18-40	+	+	-	+	-	-
				Ст3кп	6-10	+	-	-	-	-	-
Стержневая горячека- таная	А300 (A-II)	ГОСТ 5781 ГОСТ 380		Ст5сп	10-40	+	+	+	+	+	-
периоди- ческого профиля				Ст5пс	10-16	+	+	-	+	+	-
				Ст5пс2	18-40	+	-	-	+	-	-
	Ас300 (Ac-II)			10ГТ	10-32	+	+	+	+	+	+
	А400 (A-III)			25Г2С	6-40	+	+	+	+	+	+
				35ГС	6-40	+	+	-	-	-	-
	А600 (A-IV)		Фактические значения ,	20ХГ2Ц	10-22	+	+	+	+	+	+
	А-800 (A-V)		, не должны превышать нормируемых значений более чем на 100	23Х2П2Т	10-32	+	+	+	+	+	+
Стержневая термически	Ат600	ГОСТ 34028	-	28С	10-28	+	+	+	-	-	-
упрочнен- ная	(Ат-IV)			10ГС2	10-18	+ )	+	+	-	-	-
периодиче- ского				25С2Р	10-18	+	+	+	-	-	-
профиля	Ат800 (Ат-V)			25С2Р	10-28	+	+	+	-	-	-
	Ат1000 (Ат-VI)			25С2Р	10-16	+	+	+	-	-	-
Высоко- прочная гладкая проволока	В1500- В1200 (B-II)	ГОСТ 7348	Фактические значения и не должны	-	3-8	+	+	+	+	+	+
Высоко- прочная проволока периоди- ческого профиля	Вр1500- Вр1200 (Вр-II)		превышать нормируемых значений более чем на 300	-	3-8	+	+	+	+	+	+
Канаты арматурные	К7-1500 К7-1400	ГОСТ 13840		-	9-15	+	+	+	+	+	+
	К7-1670 К7-1770 К7-1860	ГОСТ Р 53772	Фактические значения временного сопротивления не должны превышать	-	15,2; 15,7	+	+	+	+	+	+
	К70-1820		нормируемых значений более чем на 50%	-	15,2	+	+	+	+	+	+
Допускается к применению в вязаных каркасах и сетках. Не допускается к применению для хомутов пролетных строений. Не допускается к применению, если динамический коэффициент свыше 1,1. Если динамический коэффициент свыше 1,1, допускается к применению только в вязаных каркасах и сетках. Только в виде целых стержней мерной длины или стержней с несварными стыками Допускается к применению термически упрочненная арматурная сталь только марок С (свариваемая) и К (стойкая к коррозионному растрескиванию). Для арматуры класса А600 обязательно введение в сталь легирующих элементов. Допускается к применению при гарантируемой величине равномерного удлинения не менее 2. Допускается к применению при диаметрах проволок 5-8 мм. Допускается к применению при диаметре проволок 5 мм. Допускается к применению после дополнительных исследований на хладостойкость. Применение арматурных канатов по ГОСТ Р 53772 допускается при условии обязательного подтверждения всех заявленных физико-механических свойств периодическими (не реже одного раза в год) испытаниями или испытаниями поставляемых партий.

К стержневой напрягаемой арматуре, находящейся в пределах тела бетона конструкции, запрещается приварка каких-либо деталей или арматуры.

Применение в качестве рабочей рассчитываемой арматуры арматурных сталей, не предусмотренных в таблице 14, в том числе импортных или выпускаемых по техническим условиям, допускается после всестороннего исследования их свойств на прочность, пластичность, свариваемость, коррозионную стойкость, релаксационную стойкость, хладостойкость, стойкость к усталостным разрушениям (работа на выносливость) и т.д.

Как правило, следует применять стабилизированные (с пониженной релаксацией) канаты К7 по ГОСТ Р 53772. Применение нестабилизированных (с обычной релаксацией) арматурных канатов К7 по ГОСТ 13840 допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Арматурные канаты К7 и К7О могут применяться в защитной полиэтиленовой оболочке со смазкой и без смазки (моностренды). Применение монострендов, а также канатов К70 без оболочки допускается только в конструкциях, работающих без сцепления.

Гарантированное временное сопротивление арматурных канатов во всех случаях не должно превышать 1860 МПа, а при использовании для внешнего армирования - 1770 МПа.

В качестве арматуры могут быть применены листовой или фасонный прокат.

Напрягаемая арматура всех видов и классов должна применяться в составе специально разработанных систем предварительного натяжения, включающих: напрягаемые элементы, анкера, опорные элементы, систему косвенного армирования, соединительные муфты, элементы, обеспечивающие возможность натяжения после набора прочности бетоном, оборудование для установки и фиксации напрягаемых элементов, оборудование для натяжения арматурных элементов и инъектирования каналов после натяжения, а также технологию всех видов работ, связанных с предварительным натяжением, данные для проектирования железобетонных конструкций и методы контроля этапов работ.

Элементы системы предварительного натяжения должны быть заводского изготовления и выпускаться серийно.

6.2.2 Для монтажных (подъемных) петель следует предусматривать применение арматурной стали класса А240 марки Ст3сп.

Если проектом предусмотрен монтаж конструкции при среднесуточных температурах наружного воздуха не ниже минус 40°С, то для монтажных петель допускается применение арматурной стали класса А240 из стали марки Ст3пс.

6.2.3 В качестве конструктивной арматуры при всех условиях допускается применение арматурной стали классов А240 и А300 марок, указанных в таблице 14, а также арматурной проволоки периодического профиля класса Вр.

6.2.4 Для закладных изделий и прочих расчетных элементов следует применять стальной прокат и другие изделия в соответствии с ГОСТ Р 59623-2021 (раздел 7).

В качестве неизвлекаемых стальных каналообразователей сборных и монолитных конструкций рекомендуется применение герметичных гофрированных труб, изготавливаемых из стальной ленты толщиной не менее 0,25 мм в соответствии с техническими условиями. В тех же конструкциях на кривых малого (ниже - рекомендуемого) радиуса, а также на участках в зоне опирания анкеров напрягаемой арматуры допускается применение каналообразователей из стальных труб. Применение оцинкованных каналообразователей, находящихся внутри бетона конструкции, запрещается.

Применение неизвлекаемых гофрированных полиэтиленовых каналообразователей допускается только при технико-экономическом обосновании.

6.2.5 Нормативные значения прочности арматуры гарантируют с обеспеченностью не менее 0,95, нормативные значения деформационных характеристик принимают равными их средним значениям.

Основной прочностной характеристикой стержневой арматуры при растяжении (сжатии) является нормативное значение сопротивления

, равное значениям физического предела текучести или условного, соответствующего остаточному удлинению, равному 0,2%.

Для гладкой проволочной арматуры класса В по ГОСТ 7348 и арматурных канатов К7 по ГОСТ 13840 в качестве нормативного значения сопротивления принимаются напряжения, соответствующие 0,95 условного предела текучести.

Для проволоки периодического профиля класса Вр по ГОСТ 7348 в качестве нормативного значения сопротивления принимаются напряжения, соответствующие 0,9 условного предела текучести.

Указанные характеристики определяют по действующим стандартам на арматурные стали.

Расчетные прочностные характеристики арматуры на растяжение (расчетные сопротивления) определяют делением нормативных значений на соответствующий коэффициент надежности по материалу (устанавливаемый в зависимости от вида и класса арматуры, группы предельных состояний) и умножением на коэффициент условий работы по назначению.

К арматуре, поставляемой по ГОСТ 5781, должны предъявляться следующие дополнительные требования.

Отношение

, установленного нормативного значения по временному сопротивлению при разрыве

к установленному нормативному пределу текучести

, для арматурной стали классов А240-А400 должно быть не менее рекомендованного предельного значения:

- для арматурной стали класса А240 (A-I) - 1,59;

- для арматурной стали класса А300 (A-II) - 1,66;

- для арматурной стали класса А300 (Ac-II) - 1,49;

- для арматурной стали класса А400 (A-III) - 1,51.

Удлинение испытуемого образца арматурной стали при разрыве, при испытании на растяжение по ГОСТ 12004 с базовой длиной, равной

(для обточенных образцов

, где

- площадь поперечного сечения испытуемого образца по ГОСТ 1497), должно быть не менее рекомендованного предельного значения:

- для арматурной стали класса А240 (A-I) - 25%;

- для арматурной стали класса А300 (A-II) - 19%;

- для арматурной стали класса А300 (Ac-II) - 25%;

- для арматурной стали класса А400 (A-III) - 14%.

Испытуемые образцы диаметром до 40 мм из арматурной стали должны быть испытаны на изгиб в холодном состоянии по ГОСТ 14019 на угол

, на оправке толщиной, равной:

- для арматурной стали класса А240 (A-I) при

180°;

- для арматурной стали класса А300 (A-ll) при

180°;

- для арматурной стали класса А300 (Ac-ll) при

180°;

- для арматурной стали класса А400 (A-Ill) при

90°,

где

- толщина оправки, мм;

- диаметр, равный сечению стержня, мм.

Механические свойства арматурной стали класса А300 (Ac-II) из стали марки 10ГТ при испытании на ударный изгиб по ГОСТ 9454 на образцах с концентратором U типа должны быть не менее 50 Дж/см

.

Для предельных состояний первой группы коэффициенты надежности по материалу приведены в таблице 15; коэффициенты условий работы по назначению принимают равными:

- для пешеходных мостов - 0,90;

- для автодорожных мостов - 0,95.

Таблица 15

Для предельных состояний второй группы коэффициенты надежности по материалу и коэффициенты условий работы принимают равными 1,0.

Расчетные сопротивления растяжению арматурных сталей следует принимать по таблице 16.

Нормативные сопротивления растяжению

и

принимают равными классу арматуры, за исключением:

- арматурных канатов, для которых оно равно условному пределу текучести;

- канатов стальных, где нормативное сопротивление равно 75% гарантированного временного сопротивления.

6.2.6 Расчетные сопротивления сжатию арматуры

и

принимают равными расчетным сопротивлениям растяжению

и

, но не более 400 МПа при действии кратковременной нагрузки и 500 МПа при действии остальных нагрузок - для всех видов арматуры, включая напрягаемую, имеющую сцепление с бетоном, и нулю - для напрягаемой арматуры, не имеющей сцепления с бетоном.

Таблица 16

Класс арматурной стали			Диаметр, мм	Расчетные сопротивления растяжению при расчетах по предельным состояниям первой группы и , МПа
1 Ненапрягаемая стержневая:
	а) гладкая А240		6-40	210
	б) периодического профиля:
		А300	10-40	265
		А400	6 и 8	340
			10-40	350
2 Напрягаемая стержневая:
	а) горячекатаная:
		А600	10-32	465
		А800	10-32	600
	б) термически упрочненная:		10-28	465
		Ат600	10-14	645
		Ат800	16-28	600
			10-14	775
		Ат1000	16	745
3 Высокопрочная проволока:
	а) гладкая:
		В1500	3	1180
		В1400	4	1120
		В1400	5	1055
		В1300	6	995
		В1200	7	930
	б) периодического профиля:
		Вр1500	3	1155
		Вр1400	4	1090
		Вр1400	5	995
		Вр1200	6	930
4 Арматурные канаты:
	а) по ГОСТ 13840
		К7-1500	9	1090
		К7-1500	12	1055
		К7-1400	15	1025
	б) по ГОСТ Р 53772
		К7-1670	15,2	1100
		К7-1770	15,2; 15,7	1175
		К7-1860	15,2; 15,7	1250
		К70-1820	15,2	1210
При смешанном армировании стержневую горячекатаную арматуру класса А600 допускается применять в качестве ненапрягаемой арматуры.

6.2.7 При расчете арматуры на выносливость расчетные сопротивления арматурной стали растяжению для ненапрягаемой

и напрягаемой

арматуры следует определять по формулам:

, (5)

, (6)

где

,

- коэффициенты условий работы арматуры, учитывающие влияние многократно повторяющейся нагрузки;

,

- расчетные сопротивления арматурной стали растяжению, принимаемые по таблице 16;

,

- коэффициенты, зависящие от асимметрии цикла изменения напряжений в арматуре

, приведены в таблице 17;

- коэффициент, учитывающий влияние на условия работы арматурных элементов наличия сварных стыков или приварки к арматурным элементам других элементов, приведен в таблице 18.

Таблица 17

Класс (виды или особенности)	Значения коэффициентов и при
применяемой арматурной стали	-1	-0,5	-0,2	-0,1	0	0,1	0,2	0,3	0,35
	Коэффициент
A240	0,48	0,61	0,72	0,77	0,81	0,85	0,89	0,97	1
A300	0,40	0,50	0,60	0,63	0,67	0,70	0,74	0,81	0,83
A300 (Ac-II)	-	-	0,67	0,71	0,75	0,78	0,82	0,86	0,88
A400	0,32	0,40	0,48	0,51	0,54	0,57	0,59	0,65	0,67
	Коэффициент
A600 (без стыков или со стыками, выполненными контактной сваркой с механической зачисткой)	-	-	-	-	-	-	-	-	-
В или пучки из нее	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Вр или пучки из нее	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Канаты К7	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	Коэффициент
A240	1	1	1	1	1	1	1	1	1
A300	0,87	0,94	1	1	1	1	1	1	1
A300 (Ac-II)	0,90	0,92	0,94	1	1	1	1	1	1
A-400	0,70	0,75	0,81	0,90	0,95	1	1	1	1
A600 (без стыков или со стыками,	Коэффициент
выполненными контактной сваркой с механической зачисткой)	0,38	0,49	0,70	0,78	0,85	0,91	0,94	0,96	1
В или пучки из нее	-	-	-	-	0,85	0,97	1	1	1
Вр или пучки из нее	-	-	-	-	0,78	0,82	0,87	0,91	1
Канаты К7	-	-	-	-	0,78	0,84	0,95	1	1
Примечание - Для промежуточных значений коэффициенты и следует определять по интерполяции.

Таблица 18

Тип сварного соединения	Коэффициент асимметрии цикла	Коэффициент , для стержневой арматуры диаметром 32 мм и менее для арматурной стали классов
		А240	А300	А400	А600
Сварка контактным способом	0	0,75	0,65	0,60	-
(без продольной зачистки)	0,2	0,85	0,70	0,65	-
	0,4	1	0,80	0,75	0,75
	0,7	1	0,90	0,75	0,75
	0,8	1	1	0,75	0,80
	0,9	1	1	0,85	0,90
Сварка ванным способом на	0	0,75	0,65	0,60	-
удлиненных накладках-подкладках	0,2	0,80	0,70	0,65	-
	0,4	0,90	0,80	0,75	-
	0,7	0,90	0,90	0,75	-
	0,8	1	1	0,75	-
	0,9	1	1	0,85	-
Контактная точечная сварка	0	0,65	0,65	0,60	-
перекрещивающихся стержней	0,2	0,70	0,70	0,65	-
арматуры и приварка других	0,4	0,75	0,75	0,65	-
стержней, сварка на парных	0,7	0,90	0,90	0,70	-
смещенных накладках	0,8	1	1	0,75	-
	0,9	1	1	0,85	-
Для автодорожных мостов значение следует увеличивать на 50% (но не более 1) для контактной точечной сварки перекрещивающихся стержней арматуры класса А400 из стали 25Г2С диаметром не менее 14 мм в случае разработки технологического регламента, обеспечивающего соответствующее качество сварного соединения и размещение не более 50% стыков в одном сечении. Примечания 1 Если диаметры стержневой растянутой арматуры свыше 32 мм, то значения следует уменьшить на 5%. 2 Если значения 0, то значения следует принимать такими же, как при 0. 3 Для растянутой арматурной стали класса А600, стержни которой имеют сварные стыки, выполненные контактной сваркой с последующей продольной зачисткой, следует принимать 1. 4 При промежуточных значениях коэффициенты следует определять по интерполяции.

6.2.8 При расчете растянутой поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) в наклонных сечениях на действие поперечной силы к расчетным сопротивлениям растяжению арматурной стали, указанным в таблице 16, вводятся коэффициенты условий работы арматуры:

- для стержневой арматуры;

- для арматуры из высокопрочной проволоки, арматурных канатов.

Если в сварных каркасах диаметр хомутов из арматурной стали класса А400 менее 1/3 диаметра продольных стержней, то учитываемые в расчете на поперечную силу напряжения в хомутах не должны превышать:

- при диаметре хомутов 6 и 8 мм - 245 МПа;

- то же, 10 мм и более - 255 МПа.

6.2.9 Для арматурной стали классов А600 и А800 при применении стыков, выполненных контактной сваркой без продольной механической зачистки, и стыков на парных смещенных накладках к расчетным сопротивлениям растяжению, указанным в таблице 16, вводится коэффициент условий работы арматуры

0,9.

Для арматурной стали классов А240, А300 и А400 при наличии стыков, выполненных контактной сваркой, ванным способом на удлиненных или коротких подкладках, на парных смещенных накладках, расчетные сопротивления растяжению следует принимать такими же, как для арматурной стали, не имеющей стыков.

6.2.10 При расчете по прочности нормальных сечений в изгибаемых конструкциях для арматурных элементов (отдельных стержней, пучков, канатов), расположенных от растянутой грани изгибаемого элемента на расстоянии более чем 1/5 высоты растянутой зоны сечения, к расчетным сопротивлениям арматурной стали растяжению допускается вводить коэффициенты условий работы арматуры

, (7)

где

- расстояние оси растянутого арматурного элемента от растянутой грани сечения;

- высота растянутой зоны сечения.

6.2.11 При расчетах по прочности оцинкованной высокопрочной гладкой проволоки класса В диаметром 5 мм к расчетным сопротивлениям проволоки растяжению по таблице 16 следует вводить коэффициенты условий работы арматуры

, равные:

0,94 - при оцинковке проволоки по группе С, отвечающей среднеагрессивным условиям среды;

0,88 - то же, по группе Ж, отвечающей жесткоагрессивным условиям среды.

6.2.12 Арматура, не имеющая сцепления с бетоном, на стадии эксплуатации должна удовлетворять требованиям по предельным состояниям первой группы, включая требования по расчету на выносливость, и второй группы, предъявляемым в соответствии с ГОСТ Р 59623-2021 (раздел 7).

При расчетах на прочность напрягаемых элементов на осевое растяжение на стадии создания в конструкции предварительного напряжения, а также на стадии монтажа до объединения арматуры с бетоном (омоноличивание напрягаемой арматуры) следует применять расчетные сопротивления арматурной стали растяжению с коэффициентами условий работы, равными:

1,10 - для стержневой арматурной стали, а также арматурных элементов из высокопрочной проволоки и арматурных канатов К7 по ГОСТ Р 53772;

1,05 - для арматурных канатов класса К7 по ГОСТ 13840.

При этом, если проектом предусмотрен контроль процесса натяжения механическим способом (по манометру) и по вытяжке, коэффициент надежности по нагрузке разрешается принимать равным 1,0.

6.2.13 Для стальных изделий железобетонных мостов, представляющих отдельные их конструктивные детали (упорные устройства и т.д.), и для стальных закладных изделий из листового и фасонного проката расчетные сопротивления следует принимать такими же, как для элементов стальных конструкций мостов в соответствии с ГОСТ Р 59623-2021 (раздел 7).

Расчетные сопротивления и конструктивные требования для арматурных стержней, анкеруемых в бетоне, следует принимать в соответствии с указаниями, относящимися к арматуре.

6.2.14 Предельные значения относительных деформаций растянутой арматуры (при расчетах по предельным деформациям) следует принимать равными:

- для ненапрягаемой арматуры - 0,025;

- для напрягаемой арматуры - 0,015.

Значения модуля упругости арматуры следует принимать в соответствии с таблицей 19.

Таблица 19

Класс (вид) арматурной стали	Модуль упругости, МПа, арматуры
	ненапрягаемой	напрягаемой
A240, A300	2,1·10	-
A400	2,0·10	-
A600, A800, A1000	-	1,9·10
Проволока классов В, Вр	-	2,0·10
Пучки из параллельных проволок классов В, Вр	-	1,9·10
Арматурные канаты класса К7	-	1,95·10
Пучки из арматурных канатов класса К7	-	1,95·10

6.2.15 Во всех расчетах железобетонных элементов мостов, производимых по формулам упругого тела, кроме расчетов железобетонных элементов мостов с ненапрягаемой арматурой на выносливость и на трещиностойкость следует использовать отношения модулей упругости

(

или

), определяемые по значениям модулей, приведенным для арматуры в таблице 19 и для бетона в таблице 11.

При расчетах элементов мостовых сооружений с ненапрягаемой арматурой на выносливость и на трещиностойкость по формулам упругого тела при определении напряжений и геометрических характеристик приведенных сечений площадь арматуры следует учитывать с коэффициентом отношения модулей упругости

, при котором учитывается виброползучесть бетона.

В обоснованных случаях допускается выполнять расчеты на выносливость и трещиностойкость с учетом пластических и реологических (включая виброползучесть) свойств бетона и арматуры.

Значения

следует принимать при бетоне классов:

- В20 - 22,5;

- В22,5 и В25 - 20;

- В27,5 - 17;

- В30 и В35 - 15;

- В40 и выше - 10.

7 Расчет по предельным состояниям первой группы

7.1 Общие указания к расчетам по прочности и устойчивости

7.1.1 Расчет бетонных и железобетонных элементов мостовых сооружений следует проводить, сопоставляя расчетные усилия от внешних нагрузок с предельными усилиями.

Применение изгибаемых, центрально- и внецентренно растянутых бетонных элементов в конструкциях не допускается.

7.1.2 Расчетные усилия в статически неопределимых конструкциях следует определять с учетом перераспределения усилий от усадки и ползучести бетона, саморазогрева бетона в процессе твердения, искусственного регулирования и предварительного напряжения. Суммарное расчетное усилие от этих факторов допускается определять умножением на коэффициент надежности по нагрузке 1,1 (или 0,9).

7.1.3 Предельные усилия в элементах конструкций следует определять в сечениях, нормальных и наклонных к продольной оси элемента.

7.1.4 При расчете железобетонных элементов на воздействие сжимающей продольной силы

за предельное значение усилия необходимо принимать меньшее, полученное из расчетов по прочности и устойчивости. При расчете по прочности следует учитывать случайный эксцентриситет

(

- геометрическая длина элемента или ее часть между точками закрепления элемента, принимаемая с учетом требований 5.16).

В элементах статически определимых конструкций эксцентриситет

(относительно центра тяжести приведенного сечения) находится как сумма эксцентриситетов, определяемая из статического расчета конструкции и случайного

.

Для элементов статически неопределимых конструкций величина эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения

принимается равной эксцентриситету, полученному из статического расчета, но не менее

.

7.1.5 Расчет по прочности и устойчивости сжатых, внецентренно сжатых бетонных и железобетонных элементов прямоугольного, таврового, двутаврового и коробчатого сечений в зависимости от величины эксцентриситета

проводится в соответствии с таблицей 20.

Таблица 20

Вид расчета	Железобетонные элементы прямоугольного, таврового, двутаврового и коробчатого сечений
	пункты настоящего стандарта, в соответствии с которыми следует выполнять расчеты при эксцентриситетах
По прочности	7.4.1, перечисление б)	7.4.2 7.1.6
По устойчивости	7.4.1, перечисление а) 7.1.7	-
Примечание - - ядровое расстояние.

Сжатые элементы с расчетным начальным эксцентриситетом

следует рассчитывать на внецентренное сжатие.

Влияние прогиба на увеличение расчетного усилия внецентренно сжатого элемента при расчете по недеформируемой схеме следует учитывать путем умножения эксцентриситета

на коэффициент

, определяемый по 7.1.6.

При расчете на устойчивость при

коэффициент продольного изгиба

следует принимать в соответствии с 7.1.7.

7.1.6 Коэффициент

, учитывающий влияние прогиба по прочности, определяют по формуле

, (8)

где

- условная критическая сила, определяемая по формуле

, (9)

где

- момент инерции площади сечения бетона, определяется без учета трещин в бетоне;

- момент инерции площади сечения ненапрягаемой и напрягаемой арматуры.

Моменты инерции определяют относительно осей, проходящих через центр тяжести приведенного сечения.

В формулах (8) и (9) коэффициентами

и

учитывается соответственно влияние на прогиб длительного действия нагрузки, предварительного напряжения арматуры и относительной величины эксцентриситета.

Значение коэффициента

следует принимать равным

, (10)

где

- момент относительно наиболее растянутой или наименее сжатой грани сечения от действия постоянных нагрузок;

- то же, от действия постоянных и временных нагрузок.

Значение коэффициента

следует принимать равным

, но не менее определяемого по формуле

, (11)

где

- расчетная длина элемента;

- расчетное сопротивление бетона, МПа.

Если моменты (или эксцентриситеты) от полной нагрузки и от постоянной имеют разные знаки, то при абсолютном значении эксцентриситета полной нагрузки

следует принимать

1,0, а при

1,05.

Значение коэффициента

, учитывающего влияние предварительного натяжения арматуры на жесткость элемента, следует определять по формуле

, (12)

где

- предварительное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести продольной арматуры с учетом всех потерь в соответствии с приложением А;

для кольцевых и круглых сечений.

В формуле (12) расчетные сопротивления

принимают без учета коэффициентов условий работы бетона, а значения

не должны превышать 1,5.

Сжатые железобетонные элементы должны иметь характеристики, при которых обеспечивается условие

. (13)

При расчете элементов на внецентренное сжатие из плоскости изгиба, созданного внецентренным приложением нагрузки, необходимо учитывать значение случайного эксцентриситета согласно 7.1.4.

Для железобетонных элементов, имеющих несменяемые опоры или опоры, одинаково перемещающиеся при вынужденных деформациях (например, при температурных удлинениях), значения коэффициента

следует принимать:

- для сечений в средней трети длины элемента - по формуле (8);

- то же, в пределах крайних третей длины элемента - по интерполяции между значениями, вычисленными для средней трети, и единицей, принимаемой для опорных сечений.

7.1.7 Коэффициент продольного изгиба

при расчетах сжатых (

0) и внецентренно сжатых элементов, имеющих относительный эксцентриситет

1, определяют по формуле

, (14)

где

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий воздействие временной нагрузки;

- то же, постоянных нагрузок;

- расчетное продольное усилие от постоянной нагрузки с учетом усилия в напрягаемой арматуре, не имеющей сцепления с бетоном;

- расчетное продольное усилие от временной нагрузки;

- полное расчетное продольное усилие.

Значения коэффициентов

и

, при вычислении которых учтены также значения случайных эксцентриситетов по 7.1.4, следует принимать для железобетонных элементов по таблице 21.

Таблица 21

Характеристики гибкости элемента			Коэффициенты продольного изгиба
			при относительных эксцентриситетах
			0	0,25	0,50	1,00
4	3,5	14	1 1	0,90 0,90	0,81 0,81	0,69 0,69	1
10	8,7	35	1 1	0,86 0,86	0,77 0,77	0,65 0,65	0,84
12	10,4	40	0,95 0,95	0,83 0,83	0,74 0,74	0,62 0,62	0,79
14	12,1	48,5	0,90 0,85	0,79 0,74	0,70 0,65	0,58 0,53	0,70
16	13,8	55	0,86 0,78	0,75 0,67	0,66 0,58	0,55 0,47	0,65
18	15,6	62,5	0,82 0,75	0,71 0,64	0,62 0,55	0,51 0,44	0,56
20	17,3	70	0,78 0,70	0,67 0,59	0,57 0,47	0,48 0,40	0,47
22	19,1	75	0,72 0,64	0,60 0,52	0,52 0,44	0,43 0,35	0,41
24	20,8	83	0,07 0,59	0,55 0,47	0,47 0,39	0,38 0,30	0,32
26	22,5	90	0,62 0,53	0,51 0,42	0,44 0,35	0,35 0,26	0,25
28	24,3	97	0,58 0,50	0,49 0,41	0,43 0,35	0,34 0,26	0,20
30	26	105	0,53 0,46	0,45 0,38	0,39 0,32	0,32 0,25	0,16
32	27,7	110	0,48 0,42	0,41 0,35	0,36 0,30	0,31 0,25	0,14
34	29	120	0,43 0,39	0,36 0,32	0,31 0,27	0,25 0,21	0,10
38	33	130	0,38 0,33	0,32 0,28	0,28 0,24	0,24 0,20	0,08
40	34,6	140	0,35 0,32	0,29 0,26	0,25 0,22	0,21 0,18	0,07
43	37,5	150	0,33 0,30	0,28 0,25	0,24 0,21	0,21 0,18	0,06
Примечания 1 Над чертой приведены значения для железобетонных элементов с ненапрягаемой арматурой и предварительно напряженных элементов при отсутствии на данной стадии их работы сцепления напрягаемой арматуры с бетоном, под чертой - для предварительно напряженных элементов при наличии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном. 2 В настоящей таблице применены следующие обозначения: - сторона прямоугольного сечения, нормальная к направлению перемещения элемента; - диаметр круглого сечения элемента; - гибкость элемента ( - наименьший радиус инерции поперечного сечения); - относительный эксцентриситет силы ; где - эксцентриситет силы относительно центра тяжести приведенного сечения; - ядровое расстояние; здесь - момент сопротивления приведенного сечения; - площадь приведенного сечения.

7.2 Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента

7.2.1 Предельные усилия в сечениях согласно 7.3.1-7.3.4; 7.4.1-7.4.3 и 7.6 следует определять исходя из следующих предпосылок:

- сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;

- сопротивление бетона сжатию ограничивается напряжениями, равными

и равномерно распределенными в пределах условной сжатой зоны бетона;

- растягивающие напряжения в арматуре ограничиваются расчетными сопротивлениями растяжению в ненапрягаемой

и напрягаемой

арматуре;

- сжимающие напряжения в ненапрягаемой арматуре ограничиваются расчетными сопротивлениями сжатию

, а в напрягаемой - наибольшими сжимающими напряжениями

согласно 7.2.5.

Для уточнения работы железобетонных элементов допускается производить расчет по фактическим диаграммам деформирования материалов, учитывающим их нелинейную работу.

Допускается производить указанные расчеты по предельным деформациям с использованием диаграмм деформирования бетона и арматуры с учетом требований 5.2.

7.2.2 Если в сжатой зоне расчетного сечения имеются бетоны разных классов, то их площади приводятся пропорционально расчетным сопротивлениям к бетону одного расчетного сопротивления.

7.2.3 При расчете балок с плитой в сжатой зоне длина свесов плиты, вводимая в расчет, не должна превышать шести ее толщин

, считая от начала свеса, и должна быть не более половины расстояния в свету между балками.

Начало свеса принимается от ребра балки или от конца вута, если он имеет уклон 1:3 и более.

При переменной толщине плиты, а также при вутах с уклоном менее 1:3 длина свесов определяется по приведенной толщине плиты, которая находится с учетом площади плиты и вутов.

7.2.4 Если количество растянутой арматуры по конструктивным соображениям или по расчету по трещиностойкости превышает требуемое по расчету по прочности, то в расчете допускается учитывать не всю арматуру, а только требуемую из расчета по прочности.

7.2.5 Напрягаемую арматуру, расположенную в сжатой зоне и имеющую сцепление с бетоном, следует вводить в расчет с напряжением

, (15)

где

- учитываемое расчетом наибольшее сжимающее напряжение в напрягаемой арматуре согласно 6.2.6;

- расчетное напряжение в напрягаемой арматуре (за вычетом всех потерь) при коэффициенте надежности по нагрузке, равном

1,1, при

принимается

0.

Площадь поперечного сечения сжатой арматуры

вводится в расчет в зависимости от соотношения расчетной высоты сжатой зоны бетона х и расстояния

этой арматуры до сжатой грани сечения.

При расчете изгибаемых элементов площадь

учитывается полностью, если

, где

- высота сжатой зоны, определенная с учетом сжатой арматуры

.

Если без учета сжатой арматуры высота сжатой зоны сечения отвечает условию

, а при учете сжатой арматуры

, то расчет на прочность допускается производить, используя условие

, (16)

при

не учитывается.

7.2.6 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 значения относительной высоты сжатой зоны

, определяемой из соответствующих условий равновесия. Значение

при расчете конструкций, как правило, не должно превышать относительной высоты сжатой зоны бетона

, при которой предельное состояние бетона сжатой зоны наступает не ранее достижения в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению

или

с учетом соответствующих коэффициентов условий работы для арматуры.

Значение

вычисляют по формуле

, (17)

где

- для элементов с обычным армированием;

- для элементов с косвенным армированием;

при этом расчетное сопротивление бетона

следует принимать в МПа, а значение

- равным

, но не более 0,15 (где

- коэффициент армирования, принимаемый согласно 7.4.4);

напряжения в арматуре

, МПа, следует принимать равными:

- для ненапрягаемой арматуры;

- для напрягаемой арматуры;

расчетное сопротивление напрягаемой арматуры растяжению

следует принимать с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры, а величину предварительного напряжения в арматуре

- с учетом первых и вторых потерь в соответствии с приложением А;

при наличии напрягаемой и ненапрягаемой арматуры напряжение

принимается по напрягаемой арматуре;

напряжение

является предельным напряжением в арматуре сжатой зоны и должно приниматься равным 500 МПа.

Если при расчете по прочности окажется необходимым и обоснованным сохранение полученного по расчету значения

по величине большего граничного значения

, то расчет следует производить с использованием нелинейной деформационной модели в соответствии с указаниями СП 63.13330.

Указаниями СП 63.13330 следует также руководствоваться при расчетах:

- железобетонных элементов на косое внецентренное сжатие и косой изгиб;

- элементов прямоугольной и непрямоугольной формы с арматурой, произвольно распределенной по сечению, коротких консолей;

- конструкций на продавливание и отрыв;

- элементов, работающих на изгиб с кручением.

Во всех перечисленных расчетах следует для бетона и арматуры принимать расчетные сопротивления и предельные деформации, установленные в настоящем стандарте.

Учет упрочнения материалов сверх значений расчетных сопротивлений, указанных в настоящем стандарте, не допускается.

7.3 Расчет изгибаемых железобетонных элементов

7.3.1 Расчет прямоугольных сечений (см. рисунок 7.1) при

следует производить из условия

, (18)

при этом высоту сжатой зоны

вычисляют по формуле

. (19)

Здесь и далее допускается высоту

принимать от равнодействующих усилий в арматуре

и

. При отсутствии напрягаемой арматуры

.

Расчет продольного стыка плиты проезжей части ребристых пролетных строений автодорожных мостов на прочность проводится с введением к правой части формул (18) и (19) коэффициентов условий работы, равных:

- 0,8 - для бездиафрагменных пролетных строений;

- 0,9 - для диафрагменных пролетных строений.

Рисунок 7.1 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого железобетонного элемента, при расчете его по прочности

7.3.2 Расчет тавровых, двутавровых и коробчатых сечений с плитой в сжатой зоне при

следует проводить в зависимости от положения границы сжатой зоны:

а) если граница сжатой зоны проходит в плите [см. рисунок 7.2 а)], т.е. соблюдается условие

, (20)

расчет проводится, как для прямоугольного сечения шириной

в соответствии с 7.3.1;

б) если граница сжатой зоны проходит в ребре [см. рисунок 7.2 б)], т.е. условие (20) не соблюдается, расчет должен выполняться из условия

; (21)

при этом высоту сжатой зоны бетона х вычисляют по формуле

. (22)

7.3.3 Расчет изгибаемых элементов кольцевого сечения при соотношении внутреннего и наружного радиусов

0,5 с арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее шести), должен проводиться, как для внецентренно сжатых элементов в соответствии с 7.4.3, принимая значение продольной силы

0 и подставляя вместо

значение изгибающего момента

.

а) При расположении границы сжатой зоны в плите	б) При расположении границы сжатой зоны в ребре

Рисунок 7.2 - Форма сжатой зоны в сечениях железобетонных элементов с плитой в сжатой зоне

7.3.4 Если рабочая напрягаемая арматура в изгибаемых железобетонных элементах не имеет сцепления с бетоном, то расчет сечений по прочности проводится согласно 7.3.1 и 7.3.2, при этом в соответствующие формулы вместо расчетного сопротивления растяжению напрягаемой арматуры

вводится значение

установившегося (за вычетом всех потерь) предварительного напряжения в арматуре с учетом коэффициентов надежности по нагрузке в соответствии с 5.10.

Кроме этого, в составных по длине конструкциях следует дополнительно производить расчет по формулам сопротивления упругих материалов на расчетные нагрузки (с коэффициентом надежности по нагрузке), включая усилие от предварительного напряжения. На всех стадиях работы в стыках, не армированных ненапрягаемой арматурой, не допускаются растягивающие напряжения в зонах, где эти напряжения возникают от внешней нагрузки.

7.4 Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов

7.4.1 Внецентренно сжатые железобетонные элементы с расчетным эксцентриситетом

(7.1.7) следует рассчитывать по устойчивости и прочности исходя из следующих условий:

а) расчет по устойчивости:

1) при наличии сцепления арматуры с бетоном

; (23)

2) при отсутствии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном

; (24)

б) расчет по прочности:

1) при наличии сцепления арматуры с бетоном

; (25)

2) при отсутствии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном

, (26)

где

- продольное сжимающее усилие от расчетных нагрузок (без учета усилия предварительного напряжения);

- коэффициент продольного изгиба, принимаемый по 7.1.7;

- расчетное сопротивление бетона сжатию при расчете по прочности, принимаемое по таблице 6;

- полная площадь сечения элемента; если площадь сечения арматуры превышает 3%, то

заменяют назначение выражения

;

,

- расчетные сопротивления арматуры сжатию, принимаемые по 6.2.6;

- учитываемое в расчете согласно 7.2.5 напряжение в напрягаемой арматуре, расположенной в сжатой зоне;

- установившееся предварительное напряжение в напрягаемой арматуре

согласно 7.2.5 после проявления всех потерь;

,

- площади сечения соответственно всей ненапрягаемой и напрягаемой арматуры;

;

;

- отношение модулей упругости, принимаемое по 6.2.15.

7.4.2 Расчет по прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов таврового, двутаврового и коробчатого поперечного сечений с плитой в сжатой зоне с эксцентриситетом

при

и

(рисунки 7.2 и 7.3) следует проводить, используя условие:

, (27)

и определять величину

по формуле

, (28)

где

- продольная сила;

- коэффициент, определяемый по 7.1.6;

- расстояние от точки приложения силы

до равнодействующей усилий в растянутой арматуре;

- начальный эксцентриситет продольной силы

относительно центра тяжести всего сечения (с учетом случайного эксцентриситета согласно 7.1.4);

- сжимающее напряжение в напрягаемой арматуре, расположенной в зоне, сжатой от внешней нагрузки, согласно 7.2.5.

Для прямоугольных сечений в формуле (27) принимается

.

Высоту сжатой зоны бетона х вычисляют по формуле

. (29)

Знаки при усилиях в формуле (29) соответствуют расположению силы

вне сечения.

При расчете двутавровых сечений с плитой в растянутой зоне свесы плиты не учитываются. Кроме расчета по прочности в плоскости действия изгибающего момента следует проводить расчет по устойчивости с изгибом из плоскости действия момента.

Учет работы сжатой ненапрягаемой арматуры следует производить по 7.2.5.

Однако если без учета этой арматуры

, а с ее учетом

, то расчет по прочности допускается производить, используя условие:

. (30)

Расчет на прочность внецентренно сжатых предварительно напряженных элементов при предварительном напряжении заменяется расчетом по образованию продольных трещин под нормативной нагрузкой (8.2.2) с ограничением сжимающих напряжений в бетоне значениями

, соответствующими классу передаточной прочности бетона.

Рисунок 7.3 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого железобетонного элемента, при расчете его по прочности

7.4.3 Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов кольцевого сечения при отношении внутреннего

и наружного

радиусов

0,5 с ненапрягаемой арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее 6), проводится в зависимости от относительной площади сжатой зоны бетона, равной

, (31)

где

- площадь бетона кольцевого сечения;

- площадь сечения всей продольной арматуры.

В зависимости от значений

в расчетах используются приведенные условия:

а) при 0,15

0,6 из условия

; (32)

б) при

0,15 из условия

, (33)

где

; (34)

в) при

0,6 из условия

, (35)

где

; (36)

; (37)

- радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней рассматриваемой арматуры.

Эксцентриситет продольной силы

определяется с учетом случайного эксцентриситета по 7.1.4 и прогиба элемента согласно 7.1.6 и 7.4.2.

7.4.4 Расчет элементов сплошного сечения с косвенным армированием и с ненапрягаемой продольной арматурой следует производить согласно требованиям 7.4.1, перечисление б), и 7.4.2.

В расчет следует вводить часть бетонного сечения, ограниченную крайними стержнями сеток поперечной арматуры или спиралью (считая по ее оси), и подставлять в расчетные формулы вместо

приведенную призменную прочность

.

Гибкость

элементов с косвенным армированием не должна превышать при армировании: сетками - 55, спиралью - 35 (где

- радиус инерции, вводимой в расчет части сечения).

Значения

вычисляют по формулам:

а) при армировании сварными поперечными сетками

, (38)

где

- расчетное сопротивление растяжению арматуры сеток;

, (39)

здесь

,

,

- соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержней сетки в одном направлении (считая в осях крайних стержней);

,

,

- то же, в другом направлении;

- площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток (считая по осям крайних стержней);

- расстояние между сетками (считая по осям стержней); если устанавливается одна сетка, то величина

принимается равной 7 см;

- коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле

, (40)

при

, (41)

где

и

принимают в МПа,

.

Площади поперечного сечения стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлениях должны различаться не более чем в 1,5 раза;

б) при армировании спиральной или кольцевой арматурой

, (42)

где

;

- расчетное сопротивление арматуры спирали;

- эксцентриситет приложения продольной силы с учетом случайного эксцентриситета, но без учета влияния прогиба;

- коэффициент армирования, вычисляемый по формуле

, (43)

здесь

- площадь поперечного сечения спиральной арматуры;

- диаметр части сечения внутри спирали;

- шаг спирали.

При учете влияния прогиба на несущую способность элементов с косвенным армированием следует пользоваться указаниями 7.1.6, определяя момент инерции для части их сечения, ограниченной крайними стержнями сеток или заключенной внутри спирали.

Значение условной критической силы

вычисляют по формуле

, (44)

при

, (45)

где

равно высоте или диаметру учитываемой части бетонного сечения, значение коэффициента

определяют по формуле

, (46)

при

. (47)

Косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что несущая способность элемента, определенная с учетом

и

, превышает его несущую способность, определенную по полному сечению

и с учетом

(но без учета косвенной арматуры). Кроме этого, косвенное армирование должно соответствовать конструктивным требованиям 9.8.17.

7.4.5 При расчете элементов с косвенным армированием наряду с расчетом по прочности следует проводить расчет, обеспечивающий трещиностойкость защитного слоя бетона. Этот расчет следует проводить согласно 7.4.1, перечисление б), и 7.4.2 под эксплуатационной нагрузкой (при

1), учитывая всю площадь сечения бетона и принимая вместо

и

расчетные сопротивления

и

для предельных состояний второй группы, а также принимая расчетное сопротивление арматуры сжатию равным

, но не более 400 МПа.

7.5 Расчет центрально-растянутых железобетонных элементов

При расчете сечений центрально-растянутых железобетонных элементов все расчетное усилие должно полностью восприниматься арматурой, при этом требуется соблюдение условия:

, (48)

где

- продольное растягивающее усилие, приложенное центрально.

7.6 Расчет внецентренно растянутых железобетонных элементов

Расчет сечений внецентренно растянутых железобетонных элементов следует проводить в зависимости от положения продольной силы

исходя из следующих условий:

а) если продольная сила

приложена между равнодействующими усилий в соответствующей арматуре [рисунок 7.4 а)], причем все сечение растянуто, то в этом случае вся расчетная сила должна быть полностью воспринята арматурой и расчет следует производить, используя условия: