"СП 52-110-2009. Бетонные и железобетонные конструкции, подвергающиеся технологическим повышенным и высоким температурам" :: "docstroika.ru-Максимум" - бесплатные нормативы для строителей и проектировщиков

Утвержден и введен в действие

Приказом ФГУП "НИЦ "Строительство"

от 29 мая 2009 г. N 113

СИСТЕМА НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

СВОД ПРАВИЛ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ПОДВЕРГАЮЩИЕСЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПОВЫШЕННЫМ И ВЫСОКИМ ТЕМПЕРАТУРАМ

CONCRETE AND REINFORCED CONCRETE STRUCTURES SUBJECTED

TO TECHNOLOGICAL TEMPERATURE ACTIONS

СП 52-110-2009

Дата введения

1 июля 2009 года

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. Разработан Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева (НИИЖБ) - филиалом ФГУП "НИЦ Строительство".

2. Рекомендован к утверждению и применению конструкторской секцией НТС НИИЖБ им. А.А. Гвоздева 19 марта 2009 г.

3. Утвержден и введен в действие Приказом и.о. генерального директора ФГУП "НИЦ "Строительство" от 29 мая 2009 г. N 113.

4. Введен впервые.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий Свод правил содержит рекомендации по расчету и проектированию бетонных и железобетонных конструкций промышленных сооружений из тяжелого и легкого конструкционного бетона, работающих в условиях воздействия технологических повышенных температур (от 50 до 200 °C), влажности среды и тепловых агрегатов из жаростойкого бетона, армированных обычной и жаростойкой арматурой, которые эксплуатируются в условиях производственных высоких температур (свыше 200 до 1200 - 1400 °C). Свод правил обеспечивает выполнение обязательных требований СНиП 52-01-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения".

В Своде правил также использованы основные положения СНиП 2.03.04-84 и пособия к нему "Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур".

Приведенные в Своде правил единицы физических величин выражены: силы - в ньютонах (Н) или в килоньютонах (кН); линейные размеры - в мм или см (для сечений) или в метрах (м) (для элементов или их участков); напряжения, сопротивления, модули упругости - в мегапаскалях (МПа), распределенные нагрузки и усилия - в кН/м или Н/мм; температура - в °C, плотность - в кг/м3.

Свод правил разработал д-р техн. наук, проф. А.Ф. Милованов, главный научный сотрудник лаборатории температуростойкости и диагностики бетона и железобетонных конструкций НИИЖБ им. А.А. Гвоздева, филиала ФГУП "НИЦ "Строительство". При разработке СП были использованы работы докторов техн. наук, проф. А.П. Кричевского и С.А. Фомина, кандидатов техн. наук В.Н. Горячева, В.М. Милонова, В.Н. Сомойленко, В.Г. Петрова-Денисова, И.Н. Заславского; инженеров Т.Н. Малкиной, Е.Н. Больных, В.А. Тарасовой.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий Свод правил распространяется на проектирование бетонных и железобетонных конструкций, систематически подвергающихся воздействиям повышенных (от 50 до 200 °C включительно) и высоких (свыше 200 °C) технологических температур (далее - воздействия температур) и увлажнению техническим паром. Настоящий Свод правил устанавливает требования по проектированию указанных конструкций, изготовляемых из тяжелого бетона средней плотности от 2200 до 2500 кг/м3 включительно (далее - обычный бетон) и из жаростойкого бетона плотной структуры средней плотности 900 кг/м3 и более.

Требования настоящего Свода правил не распространяются на конструкции из жаростойкого бетона ячеистой структуры.

Проектировать дымовые железобетонные трубы и фундаменты доменных печей, работающие при воздействии температуры свыше 50 °C, следует с учетом дополнительных требований, предъявляемых к этим сооружениям соответствующими нормативными документами.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем Своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия

СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии

СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции

СНиП 23-01-99*. Строительная климатология

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

СНиП II-23-81*. Стальные конструкции

СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры

СП 52-102-2004. Предварительно напряженные железобетонные конструкции

СП 52-103-2007. Железобетонные монолитные конструкции зданий

ГОСТ 4543-71*. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 5781-82. Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 5949-75*. Сталь сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические требования

ГОСТ 6727-80. Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10884-94. Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 13015-2003. Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 14098-91. Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы конструкции и размеры

ГОСТ 20910-90. Бетоны жаростойкие. Технические условия

ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона

ГОСТ 24544-81. Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести

ГОСТ 24545-81. Бетоны. Методы испытания на выносливость

ГОСТ 25192-82. Бетоны. Классификация и общие технические требования

Руководство по возведению тепловых агрегатов из жаростойкого бетона 1983 г.

Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 52-101-2003).

3. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем Своде правил использованы термины по СП 52-01 и другим нормативным документам, на которые имеются ссылки в тексте.

4. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1. Бетонные и железобетонные конструкции должны быть обеспечены требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний: расчетом, выбором показателей качества материалов, назначением размеров и конструированием согласно указаниям настоящего Свода правил. При этом должны быть выполнены технологические требования при изготовлении конструкций и соблюдены требования по эксплуатации сооружений и тепловых агрегатов, а также требования по экологии, устанавливаемые соответствующими нормативными документами.

4.2. Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных температур до 200 °C, следует предусматривать, как правило, из обычного бетона.

Фундаменты, которые при эксплуатации постоянно подвергаются воздействию температуры до 250 °C включительно, допускается принимать из обычного бетона.

Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия высоких температур, свыше 200 °C, следует предусматривать из жаростойкого бетона.

Несущие элементы конструкций тепловых агрегатов, выполняемые из жаростойкого бетона, сечение которых может нагреваться до температуры выше 1000 °C, допускается принимать только после их опытной проверки.

4.3. Циклический нагрев - длительный температурный режим, при котором в процессе эксплуатации конструкция периодически подвергается повторяющемуся нагреву с колебаниями температуры более 30% расчетного значения при длительности циклов от 3 ч до 30 дн.

Постоянный нагрев - длительный температурный режим, при котором в процессе эксплуатации конструкция подвергается нагреву с колебаниями температуры до 30% расчетного значения.

4.4. Для конструкций, работающих под воздействием температуры выше 50 °C в условиях периодического увлажнения паром, технической водой и конденсатом, расчет допускается производить только на воздействие температуры и нагрузки без учета периодического увлажнения. При этом в расчете сечения не должны учитываться крайние слои бетона толщиной 20 мм с каждой стороны, подвергающиеся замачиванию в течение 7 ч, и толщиной 50 мм при длительности замачивания бетона более 7 ч или должна предусматриваться защита поверхности бетона от периодического замачивания.

Окрашенная поверхность бетона или гидроизоляционные покрытия этих конструкций должны быть светлых тонов.

4.5. Конструкции рассматриваются как бетонные, если их прочность обеспечена одним бетоном. Бетонные элементы применяют преимущественно на сжатие при расположении продольной сжимающей силы в пределах поперечного сечения элемента при постоянном нагреве. А также бетонные элементы из жаростойкого бетона применяют в конструкциях, которые не являются несущими (футеровка).

4.6. Жаростойкие бетоны в элементах конструкций тепловых агрегатов следует применять в соответствии с Приложением А.

Классы жаростойкого бетона по предельно допустимой температуре применения в соответствии с ГОСТ 20910 в зависимости от вида вяжущего, заполнителей, тонкомолотых добавок и отвердителя приведены в табл. 5.1.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

4.7. Бетонные и железобетонные конструкции, работающие в условиях воздействия повышенных и высоких температур, следует рассчитывать на основе положений СНиП 52-01 и СП 52-101 с учетом дополнительных требований, изложенных в настоящем Своде правил.

Расчеты бетонных и железобетонных конструкций следует производить по предельным состояниям, включающим:

- предельные состояния первой группы (по полной непригодности к эксплуатации вследствие потери несущей способности);

- предельные состояния второй группы (по непригодности к нормальной эксплуатации вследствие образования или чрезмерного раскрытия трещин, появления недопустимых деформаций).

4.8. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций надежность конструкции устанавливают расчетом путем использования расчетных значений нагрузок и температур, расчетных значений характеристик материалов, определяемых с помощью соответствующих частных коэффициентов надежности по нормативным значениям этих характеристик с учетом степени ответственности сооружения или теплового агрегата.

Нормативные значения нагрузок и воздействий, коэффициентов сочетания, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов надежности по назначению конструкций, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) принимаем согласно СНиП 2.01.07.

Расчетная технологическая температура принимается равной температуре среды цеха или рабочего пространства теплового агрегата, указанной в задании на проектирование.

Расчетные усилия и деформации от кратковременного и длительного нагревов определяют с учетом коэффициента надежности по температуре . Коэффициент надежности по температуре принимают при расчете по предельным состояниям: первой группы - 1,1; второй группы - 1,0.

При расчете по прочности в необходимых случаях учитывают особые нагрузки с коэффициентами надежности по нагрузке , принимаемыми по соответствующим нормативным документам. При этом усилия, вызванные действием температуры, не учитываются.

4.9. При расчете бетонных и железобетонных конструкций необходимо учитывать изменения механических и упругопластических свойств бетона и арматуры в зависимости от температуры воздействия. При этом усилия, деформации, образование и раскрытие трещин определяют от воздействия нагрузки (включая собственный вес) и температуры.

Расчетные схемы и основные предпосылки для расчета бетонных и железобетонных конструкций должны устанавливаться в соответствии с условиями их действительной работы в предельном состоянии с учетом в необходимых случаях пластических свойств бетона и арматуры, наличия трещин в растянутом бетоне, а также влияния усадки и ползучести бетона как при нормальной температуре, так и при воздействии повышенных и высоких температур.

4.10. Расчет конструкций, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур, должен производиться на все возможные неблагоприятные сочетания нагрузок от собственного веса, внешней нагрузки и температуры с учетом длительности их действия и в случае необходимости - остывания.

Расчет конструкции с учетом воздействия повышенных и высоких температур необходимо производить для следующих основных расчетных стадий работы:

кратковременный нагрев - первый разогрев конструкции до расчетной температуры;

длительный нагрев - воздействие расчетной температуры в период эксплуатации.

Расчет статически определимых конструкций по предельным состояниям первой и второй групп (за исключением расчета по образованию трещин) следует вести только для стадии длительного нагрева. Расчет по образованию трещин необходимо производить для стадий кратковременного и длительного нагрева с учетом усилий, возникающих от распределения температуры бетона по высоте сечения элемента.

Расчет статически неопределимых конструкций и их элементов по предельным состояниям первой и второй групп должен производиться:

а) на кратковременный нагрев конструкции по режиму согласно СНиП 3.03.01, когда возникают наибольшие усилия от воздействия температуры. При этом жесткость элементов конструкции определяется от кратковременного действия всех нагрузок и нагрева;

б) на длительный нагрев - воздействие на конструкцию расчетной температуры в период эксплуатации, когда происходит снижение прочности и жесткости элементов в результате воздействия длительного нагрева и нагрузки.

При этом жесткость элементов определяется от длительного воздействия всех нагрузок и нагрева.

4.11. Определение усилий в статически неопределимых конструкциях от внешней нагрузки, собственного веса и воздействия повышенных и высоких температур производят по правилам строительной механики методом последовательных приближений. При этом жесткость элементов определяют с учетом неупругих деформаций и наличия трещин в бетоне от одновременного действия внешней нагрузки, собственного веса и температуры.

4.12. При кратковременном нагреве усилия от воздействия температуры в элементах статически неопределимых конструкций должны определяться в зависимости от состава бетона (табл. 5.1) и температуры нагрева, вызывающей наибольшие усилия:

а) при нагреве бетона N 1 свыше 50 до 250 °C - по расчетной температуре;

б) при нагреве бетонов N 2 - 11, 23 и 24 свыше 200 до 500 °C - по расчетной температуре; при нагреве свыше 500 °C - при 500 °C;

в) при нагреве бетонов N 12 - 21, 29 и 30 свыше 200 до 400 °C - по расчетной температуре, при нагреве свыше 400 °C - при 400 °C.

4.13. Температура бетона в сечениях конструкций от нагрева при эксплуатации должна определяться теплотехническим расчетом установившегося теплового потока при заданной по проекту расчетной температуре рабочего пространства или воздуха производственного помещения.

Для конструкций, находящихся на наружном воздухе, наибольшие температуры нагрева бетона и арматуры определяют по расчетной летней температуре наружного воздуха, принимаемой по средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца в районе строительства по СНиП 23-01. Вычисленные температуры не должны превышать предельно допустимые температуры применения бетона по ГОСТ 20910 и арматуры - по табл. 5.9.

4.14. При расчете статически неопределимых конструкций, работающих в условиях воздействия температур, теплотехнический расчет должен производиться на расчетную температуру рабочего пространства и на температуру, вызывающую наибольшие усилия, определяемые по п. 4.12.

При расчете наибольших усилий от воздействия температуры в конструкциях, находящихся на наружном воздухе, температуру бетона и арматуры вычисляют по расчетной зимней температуре наружного воздуха, принимаемой по температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01.

4.15. При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от веса элементов следует принимать с коэффициентом динамичности, равным: 1,6 - при транспортировании; 1,4 - при подъеме и монтаже. Допускается принимать более низкие, обоснованные в установленном порядке значения коэффициентов динамики, но не ниже 1,25.

4.16. При расчете прочности железобетонных элементов на действие сжимающей продольной силы следует учитывать случайный эксцентриситет , принимаемый не менее: 1/600 длины элемента или расстояния между сечениями, закрепленными от смещения; 1/10 высоты сечения - 10 мм.

Для элементов статически неопределимых конструкций значения эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения принимают равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее .

Для элементов статически определимых конструкций эксцентриситет принимают равным сумме эксцентриситетов из статического расчета конструкции, случайного и температурного от неравномерного нагрева по высоте сечения элемента.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

4.17. Расчет предварительно напряженных конструкций, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур, должен производиться в соответствии с СП 52-102 и с учетом дополнительных указаний пп. 4.18 - 4.23.

4.18. Температура нагрева предварительно напряженной арматуры не должна превышать предельно допустимой температуры ее применения, указанной в табл. 5.10.

4.19. Сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного обжатия в долях от передаточной прочности бетона не должны превышать при температуре нагрева (°C) предварительно напряженной арматуры

50 . . . . . . . . 0,70

100 . . . . . . . . 0,60

150 . . . . . . . . 0,50

В случае необходимости сжимающие напряжения в бетоне могут быть повышены при обеспечении надежной работы конструкции от воздействия предварительного напряжения, нагрузки и температурных усилий.

4.20. Полные потери предварительного напряжения арматуры, учитываемые при расчете конструкций, работающих в условиях воздействия температуры выше 50 °C, определяются как сумма потерь:

основных - при нормальной температуре;

дополнительных - от воздействия температуры выше 50 °C.

Основные потери предварительного напряжения арматуры для конструкций из обычного бетона состава N 1 и жаростойкого бетона составов N 2, 3, 6, 7, 10 и 11 по табл. 5.1 определяют как для тяжелого бетона по СП 52-102. Потери от усадки жаростойкого бетона следует принимать на 10 МПа больше указанных в СП 52-102.

Время в сутках следует принимать: при определении потерь от ползучести - со дня обжатия бетона и от усадки - со дня окончания бетонирования до нагрева конструкции.

Дополнительные потери предварительного напряжения арматуры принимают по табл. 4.1.

Таблица 4.1

──────────────────────────────────────┬────────────────────────────────────

Фактор, вызывающий дополнительные │ Дополнительные потери

потери предварительного напряжения │ предварительного напряжения, МПа

в арматуре при ее нагреве │

──────────────────────────────────────┴────────────────────────────────────

Кратковременном 40

Длительном постоянном 80

Длительном циклическом 60

Ползучесть бетона обычного состава

N 1 и жаростойкого составов N 2, 3,

6, 7, 10 и 11 по табл. 5.1

Естественной влажности при нагреве:

кратковременном

длительном постоянном

длительном циклическом

Сухого при нагреве:

кратковременном

длительном постоянном

длительном циклическом

Релаксация напряжений арматуры:

проволочной классов 1200 - 1500,

К1400, К1500

стержневой классов А600, А800, А1000

Разность деформаций бетона и арматуры

от воздействия температуры

───────────────────────────────────────────────────────────────────────────

Обозначения, принятые в табл. 4.1:

- разность между температурой арматуры при эксплуатации,

определяемой теплотехническим расчетом и температурой арматуры при

натяжении, которую допускается принимать равной 20 °C;

- коэффициент, принимаемый по табл. 5.7 в зависимости от

температуры бетона на уровне напрягаемой арматуры и длительности нагрева;

- модуль упругости арматуры, принимаемый по табл. 5.14;

и - коэффициенты, принимаемые по табл. 5.13 в зависимости от

температуры арматуры.

Примечания. 1. Потери предварительного напряжения от релаксации

напряжений арматуры принимают для кратковременного и длительного нагрева

одинаковыми и учитываются при температуре арматуры выше 40 °C.

2. Потери предварительного напряжения арматуры от разности деформаций

бетона и арматуры учитывают в элементах, выполненных из обычного при

нагреве арматуры выше 100 °C и в элементах их бетона жаростойкого бетона

при нагреве арматуры выше 70 °C.

3. Если от усилий, вызванных совместным действием нагрузки,

температуры и предварительного обжатия, в бетоне на уровне арматуры в

стадии эксплуатации возникают растягивающие напряжения, то дополнительные

потери от ползучести бетона не учитывают.

4. Потери от ползучести бетона при натяжении в двухосном направлении

следует уменьшить на 15%.

4.21. Установившиеся напряжения в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры наиболее обжимаемой зоны после проявления всех основных потерь определяют по формуле

, (4.1)

где M - момент от собственного веса элемента;

- усилие предварительного обжатия с учетом потерь;

- эксцентриситет усилия относительно центра тяжести приведенного сечения;

y - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого волокна.

Геометрические характеристики приведенного сечения предварительно напряженного железобетонного элемента ( , , ) определяют по пп. 6.16 - 6.21 с учетом продольной предварительно напряженной арматуры S и S' и влияния температуры на снижение модулей упругости арматуры и бетона.

4.22. Усилия от воздействия температуры в статически неопределимых предварительно напряженных конструкциях находят по пп. 6.28 и 6.37.

При определении усилий от воздействия температуры жесткость элемента вычисляют по п. 8.28.

4.23. При определении общего прогиба предварительно напряженного железобетонного элемента необходимо учитывать прогиб, вызванный неравномерным нагревом бетона по высоте сечения элемента, по п. 8.24.

4.24. В элементах из бетона класса В30 и выше, имеющих преднапряжение , при нагреве арматуры остаток предварительного напряжения в арматуре определяют:

для стержневой класса А600:

, (4.2)

класса А800:

, (4.3)

класса А1000:

, (4.4)

проволочной класса ; К1400; К1500

, (4.5)

где - остаток предварительного напряжения в арматуре в % от исходного значения при изготовлении;

- температура арматуры при нагреве, °C.

Из формул (4.2 - 4.5) следует, что во время нагрева происходит полная потеря предварительного напряжения в стержневой арматуре класса А600 при ее нагреве свыше 210 °C, класса А800 - свыше 220 °C, класса А1000 - свыше 350 °C и в проволочной класса , , К1400, К1500 - свыше 330 °C.

Потери предварительного напряжения в арматуре после нагревания не восстанавливаются.

5. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

БЕТОН

Показатели качества бетона и их применение

при проектировании

5.1. Для бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур, следует предусматривать:

обычный бетон - конструкционный тяжелый бетон средней плотности 2200 до 2500 кг/м3 включительно по ГОСТ 25192;

жаростойкий бетон конструкционный и теплоизоляционный плотной структуры средней плотности 900 кг/м3 и более по ГОСТ 20910, составы которых приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Но- мер со- ста- ва	Класс бетона по пре- дельно допус- тимой темпе- ратуре приме- нения	Исходные материалы				Наи- больший класс бетона по проч- ности на сжатие	Средняя плот- ность бетона естест- венной влаж- ности, кг/м3
Но- мер со- ста- ва		вяжущее	отвердитель	тонкомолотая добавка	заполнители	Наи- больший класс бетона по проч- ности на сжатие
Обычный бетон
1	-	Портландцемент, быстротвердеющий портландцемент, шлако- портландцемент	Не применяется	Не применяется	Гранитовые, доломитовые, плотные известня- ковые, сиенитовые, плотные пески	В60	2200 - 2500
Жаростойкий бетон
2	3	Портландцемент, быстротвердеющий портландцемент, шлако- портландцемент	Не применяется	Не применяется	Андезитовые, базальтовые, диабазовые, диоритовые	В50	2400
3	3	То же	То же	То же	Из доменных отвальных шлаков	В50	2400
4	9	"	"	Из золы уноса	Аглопори- товые. Из боя глиняного кирпича	В20 В20	1800 1900
5	8	"	"	Из литого шлака, золы уноса, боя глиняного кирпича	Из шлаков металлур- гических пористых (шлаковая пемза)	В20	2000
6	7	"	"	Шамотная, из золы уноса, боя глиняно- го кирпича, из отвально- го и грану- лированного доменного шлака	Андезитовые, базальтовые, диабазовые, диоритовые	В50	2400
7	7	"	"	То же	Из доменных отвальных шлаков	В50	2400
8	8	"	"	Из отвально- го и грану- лированного доменного шлака, боя глиняного кирпича, золы уноса	Из шлаков топливных, туфовые	В15	1800
9	9	"	"	Из боя глиняного кирпича	Из боя глиняного кирпича	В20	1900
10	11	"	"	То же, и золы уноса	Шамотные кусковые и из боя изделий	В40	2000
11	12	Портландцемент, быстротвердеющий портландцемент, шлако- портландцемент	Не применяется	Шамотная	Шамотные кусковые и из боя изделий	В40	2000
12	8	Жидкое стекло	Саморассы- пающиеся шлаки	Из шлаков ферромар- ганца, силикомар- ганца	Из шлаков ферро- марганца, силико- марганца	В25	2100
13	6	То же	Кремне- фтористый натрий, нефелиновый шлам, саморассы- пающиеся шлаки	Шамотная	Андезитовые, базальтовые, диабазовые	В25	2500
14	10	"	Кремне- фтористый натрий	Шамотная, из катализатора ИМ 2201 от- работанного	Шамотные кусковые и из боя изделий	В25	2100
15	11	"	Нефелиновый шлам, саморассы- пающиеся шлаки	Шамотная, из катализатора ИМ 2201 от- работанного	Из смеси шамотных кусковых или из боя изделий и карборунда	В25	2300
16	13	"	Кремне- фтористый натрий	Магнезитовая	Шамотные кусковые и из боя изделий	В20	2100
17	12	"	Нефелиновый шлам, саморассы- пающиеся шлаки	Шамотная, из катализатора ИМ 2201 от- работанного	То же	В20	2100
18	13	"	То же	Магнезитовая	"	В20	2100
19	13	Глиноземистый цемент	Не применяется	Не применяется	"	В35	2100
20	12	То же	То же	То же	Из пере- дельного феррохрома	В35	2800
21	14	"	"	"	Муллито- корундовые кусковые и из боя изделий	В40	2800
22	6	Портландцемент	"	Шамотная, из боя глиняно- го кирпича, золы уноса, из овального и гранулиро- ванного доменного шлака, ката- лизатора ИМ 2201 от- работанного	Вспученный перлит	В5	1100
23	11	Портландцемент	Не применяется	Шамотная, из катализатора ИМ 2201 от- работанного	Керамзитовые с насыпной плотностью 550 - 650 кг/м3	В20	1500 - 1700
24	10	То же	То же	То же	Керамзитовые с насыпной плотностью 350 - 500 кг/м3	В5 - В10	1100 - 1400
25	10	"	"	Шамотная, из боя глиняно- го кирпича, золы уноса, керамзито- вая, аглопо- ритовая, из вулканичес- кого пепла	Из смеси керамзита и вспученного вермикулита	В3,5	1000
26	10	"	"	То же	Вспученный вермикулит	В2,5	1100
27	8	Жидкое стекло	Кремне- фтори- стый натрий	Шамотная, из катализатора ИМ 2201 от- работанного	Из смеси керамзита и вспученного вермикулита	В10	1000
28	8	То же	То же	То же	Вспученный вермикулит	В3,5	1100
29	8	"	"	"	Керамзитовые с насыпной плотностью 550 - 650 кг/м3	В20	1500 - 1700
30	8	"	"	"	Керамзитовые с насыпной плотностью 350 - 500 кг/м3	В5 - В10	1100 - 1400
31	8	"	"	"	Из смеси зольного гравия и вспученного перлита	В3,5	900
32	8	"	"	"	Вспученный перлит	В3,5 - В5	900 - 1100
33	11	Глиноземистый цемент	Не применяется	Не применяется	Вспученный вермикулит	В2,5	1100
34	11	То же	То же	То же	Из смеси керамзита и вспученного вермикулита	В3,5	1000
35	11	"	"	"	Керамзитовые	В5	1000
36	11	"	"	"	Из смеси зольного гравия и вспученного перлита	В5	1100
37	11	"	"	"	Вспученный перлит	В5	1000
Примечания. 1. Для бетонов с отвердителем из кремнефтористого натрия классов 8 - 14 по предельно допустимой температуре применения не допускается воздействия пара и воды без предварительного нагрева до 800 °C; класса 6 - по предельно допустимой температуре применения подвергать воздействию пара не следует. 2. Составы жаростойких бетонов и их номера приведены согласно указаниям "Технологии изготовления жаростойких бетонов". Справочное пособие к СНиП 1991 г.

Жаростойкий бетон средней плотности до 1100 кг/м3 включительно следует предусматривать преимущественно для ненесущих ограждающих конструкций и в качестве теплоизоляционных материалов.

Жаростойкий бетон средней плотности более 1100 кг/м3 надлежит предусматривать для несущих конструкций.

5.2. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур, в зависимости от их назначения и условий работы должны устанавливаться показатели качества бетона, основными из которых являются:

а) класс бетона по прочности на сжатие В;

б) класс обычного бетона по прочности на осевое растяжение (назначается в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение и контролируется на производстве);

в) класс жаростойкого бетона по предельно допустимой температуре применения согласно ГОСТ 20910 (должен указываться в проекте во всех случаях);

г) марка жаростойкого бетона по термической стойкости в водных и в воздушных теплосменах (назначается для конструкций, к которым предъявляются требования по термической стойкости);

д) марка по водонепроницаемости W (назначается для конструкций, к которым предъявляются требования по ограничению водонепроницаемости);

е) марка по морозостойкости F (назначается для конструкций, которые в период строительства или при остановке теплового агрегата могут подвергаться эпизодическому воздействию температуры ниже 0 °C);

ж) марка по средней плотности D (назначается для конструкций, к которым кроме конструктивных предъявляются требования теплоизоляции, и контролируется при их изготовлении).

5.3. Для бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях систематического воздействия повышенных и высоких температур, предусматривают бетоны:

а) классов по прочности на сжатие:

обычный бетон состава N 1 по табл. 5.1 - от В20 до В60 включительно;

жаростойкий бетон составов по табл. 5.1:

N 2, 3, 6, 7 - от В15 до В50 включительно;

N 10, 11, 21 - от В15 до В40 включительно;

N 19, 20 - от В15 до В35 включительно;

N 12, 13, 14, 15 - от В12,5 до В25 включительно;

N 4, 5, 8, 9, 16, 17, 18, 23, 29 - от В12,5 до В20 включительно;

б) обычный бетон классов по прочности на осевое растяжение: состава N 1 по табл. 5.1 от до включительно;

в) жаростойкий бетон марок по термической стойкости в водных теплосменах составов N 2 - 21, 23, и 29 по табл. 5.1 - , , , ;

в воздушных теплосменах составов N 22, 24, 27, 30, 32, 35 - 37 по табл. 5.1 - , , , .

Для бетона других составов марка по термической стойкости в водных и воздушных теплосменах не нормируется;

г) марок по водонепроницаемости: обычный бетон состава N 1 и жаростойкий бетон составов N 2 - 21, 23, 29 по табл. 5.1 - W2, W4, W6, W8.

Для бетона других составов марка по водонепроницаемости не нормируется;

д) марок по морозостойкости: обычный бетон состава N 1, жаростойкий бетон составов N 2 - 21, 23, и 29 по табл. 5.1 - F25, F35, F50, F75.

Для бетона других составов марка по морозостойкости не нормируется;

е) жаростойкий бетон марок по средней плотности составов по табл. 5.1:

N 4, 8 - D1800;

N 23, 29 - D1700, D1600, D1500;

N 24, 30 - D1400, D1300, D1200;

N 22, 24, 26, 28, 30, 32, 33, 36 - D1100;

N 25, 27, 32, 34, 35, 37 - D1000;

N 31, 32 - D900.

Для бетона других составов марка по средней плотности не нормируется.

5.4. Возраст бетона, отвечающий его классу и марке, назначается при проектировании исходя из реальных сроков фактического загружения проектными нагрузками и нагрева конструкции, способов их возведения и условий твердения. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.

Значение отпускной прочности бетона в элементах, выполненных из обычного тяжелого бетона, устанавливается по ГОСТ 13015 и жаростойкого бетона - по ГОСТ 20910.

Для железобетонных конструкций из обычного тяжелого бетона, работающих в условиях воздействия повышенных температур, класс бетона по прочности на сжатие рекомендуется принимать:

для железобетонных элементов, рассчитываемых на воздействие многократно повторяющейся нагрузки, - не ниже В25;

для железобетонных сжатых стержневых элементов из тяжелого бетона - не ниже В20, то же для сильно нагруженных сжатых стержневых элементов (например, для колонн, воспринимающих значительные крановые нагрузки, и для колонн нижних этажей многоэтажных зданий) - не ниже В30.

5.5. Для железобетонных конструкций из жаростойкого бетона, работающих в условиях воздействия высоких температур, рекомендуется принимать класс бетона по прочности на сжатие не ниже В12,5.

Для предварительно напряженных железобетонных конструкций из обычного и жаростойкого бетонов, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур, класс бетона по прочности на сжатие должен приниматься в зависимости от вида и класса напрягаемой арматуры, ее диаметра и наличия анкерных устройств но не менее В25.

Для бетонных и железобетонных конструкций, работающих в условиях воздействия высоких температур:

жаростойкие бетоны составов N 2 - 21, 23 и 29 по табл. 5.1 должны иметь марку по термической стойкости в водных теплосменах, не менее, при нагреве:

постоянном . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 5

циклическом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

циклическом с резким охлаждением воздухом или водой . . . . 25

жаростойкие бетоны составов N 22, 24, 27, 30, 32, 35 - 37 по табл. 5.1 должны иметь марку по термической стойкости в воздушных теплосменах, не менее, при нагреве:

постоянном . . . . . . . . 10

циклическом . . . . . . . 20

Для железобетонных конструкций из обычного (состава N 1) и жаростойкого бетона (составов N 2 - 21, 23 и 29 по табл. 5.1) марки по водонепроницаемости должны быть, не менее:

для фундаментов, боровов и других сооружений,

находящихся под землей ниже уровня грунтовых вод . . . . . . . . . W6

для тепловых агрегатов и других сооружений,

находящихся над землей и подвергающихся атмосферным осадкам . . . . W10

Для бетонных и железобетонных конструкций, работающих в условиях воздействия повышенных и высоких температур, которые в период строительства или при остановке теплового агрегата могут подвергаться эпизодическому воздействию температуры ниже 0 °C в условиях воздушно-влажностного состояния, обычный бетон (состава N 1) и жаростойкий бетон (составов N 2, 3, 6, 7, 13, 20 и 21 по табл. 5.1) должны иметь марку по морозостойкости не ниже F25.

Требования к конструкциям и изделиям из жаростойкого бетона, предназначенным для эксплуатации в условиях воздействия агрессивной среды и высокой температуры, должны устанавливаться в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11 в зависимости от степени агрессивности среды и условий эксплуатации.

В конструкциях и изделиях, предназначенных для работы в условиях воздействия высокой температуры и агрессивной среды, должен применяться жаростойкий бетон, наиболее стойкий в агрессивной среде:

нейтральной и щелочной газовой - жаростойкий бетон на портландцементе и шлакопортландцементе;

кислой газовой и в расплавах щелочных металлов - жаростойкий бетон на жидком стекле;

углеродной и фосфорной газовой - жаростойкий бетон на высокоглиноземистом и глиноземистом цементах и фосфатных связках; на алюмосиликатных заполнителях с содержанием в них окиси железа не более 1,5%;

водородной газовой - жаростойкий бетон на высокоглиноземистом цементе с заполнителями, содержащими окись алюминия не более 7%.

Для конструкций, работающих в условиях воздействия повышенных температур и попеременного увлажнения, рекомендуется применять обычный бетон класса по прочности на сжатие не менее В25 и марки по водонепроницаемости не менее W6 при нагреве до 120 °C включительно и не менее W8 при нагреве свыше 120 °C.

5.6. При неравномерном нагреве бетона по высоте сечения элементов конструкций, в которых напряжения сжатия в бетоне от собственного веса и нагрузки составляют до 0,1 МПа включительно, а также элементов конструкций, в которых усилия возникают только от воздействия температуры, предельно допустимая температура применения бетона устанавливается по ГОСТ 20910.

При неравномерном и равномерном нагреве по высоте сечения элементов конструкций, в которых напряжения сжатия в жаростойком бетоне от собственного веса и нагрузки составляют более 0,1 МПа, предельно допустимая температура применения бетона устанавливается расчетом.

При воздействии температур, превышающих указанные в ГОСТ 20910, необходимо предусматривать устройство защитных слоев (футеровок).

5.7. Для замоноличивания стыков элементов сборных железобетонных конструкций проектную марку раствора следует устанавливать в зависимости от условий работы соединяемых элементов, но принимать не ниже M50.

5.8. Для замоноличивания стыков элементов сборных конструкций, которые в процессе эксплуатации или монтажа на наружном воздухе могут подвергаться воздействию отрицательных температур, следует применять растворы проектных марок по морозостойкости и водонепроницаемости не ниже принятых для стыкуемых элементов.

Нормативные и расчетные характеристики бетона

5.9. Основными прочностными характеристиками бетона являются нормативные сопротивления бетона осевому сжатию и нормативные сопротивления бетона осевому растяжению (табл. 5.2).

Таблица 5.2

┌─────────────────┬───────────────────────────────────────────────────────┐

│ Вид │ Нормативные значения сопротивлений бетона R и R │

│ сопротивления │ bn btn│

│ │ и расчетные значения сопротивления бетона R и R │

│ │ b bt │

│ │ для предельного состояния первой группы и расчетные │

│ │ значения сопротивления бетона R и R │

│ │ b,ser bt,ser │

│ │ для предельных состояний второй группы (МПа, (Н/мм2)) │

│ │ при классе бетона по прочности на сжатие │

│ ├─────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┤

│ │В12,5│В15 │В20 │В25 │В30 │В35 │В40 │В45 │В50 │В55 │В60 │

├─────────┬───────┼─────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│Сжатие │R , │ 9,5 │11,0│15,0│18,5│22,0│25,5│29,0│32,0│36,0│39,5│43,0│

│осевое │ bn │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │R │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ b,ser │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ ├───────┼─────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │R │ 7,5 │8,5 │11,5│14,5│17,0│19,5│22,0│25,0│27,5│30,0│33,0│

│ │ b │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├─────────┼───────┼─────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│Растя- │R , │ 1,0 │1,15│1,35│1,55│1,75│1,95│2,1 │2,25│2,45│2,6 │2,75│

│жение │ btn │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│осевое │R │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ bt,ser│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ ├───────┼─────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │R │0,66 │0,75│0,9 │1,05│1,15│1,3 │1,4 │1,5 │1,6 │1,7 │1,8 │

│ │ bt │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

└─────────┴───────┴─────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) определяют по формуле

, (5.1)

но не менее .

Нормативные значения сопротивления бетона осевому растяжению при назначении класса бетона по прочности на сжатие определяют по формуле

. (5.2)

В формулах (5.1, 5.2) - сопротивление бетона, численно равное классу бетона по прочности на сжатие В.

5.10. Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию и осевому растяжению (табл. 5.2) определяют по формулам:

, (5.3)

. (5.4)

Значения коэффициентов надежности по бетону при сжатии - для предельных состояний по несущей способности (первая группа) и - для предельных состояний по эксплуатации пригодности (вторая группа).

Значения коэффициентов надежности по бетону при растяжении - для предельных состояний по несущей способности при назначении класса бетона по прочности на сжатие и - для предельных состояний по эксплуатационной пригодности.

В некоторых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условия работы:

- при продолжительном действии нагрузки;

- для конструкций, бетонируемых в вертикальном положении.

5.11. Влияние температуры на изменение прочности бетона при сжатии учитывают умножением прочностных характеристик бетона на коэффициент условия работы бетона при сжатии (табл. 5.3).

Таблица 5.3

┌─────────┬───────┬──────────┬────────────────────────────────────────────┐

│ Номера │Коэффи-│ Расчет │ Коэффициенты условий работы бетона │

│составов │циент │на нагрев │ при сжатии гамма и растяжении гамма , │

│бетона по│ │ │ bt tt │

│табл. 5.1│ │ │коэффициент бета при температуре бетона, °C│

│ │ │ │ b │

│ │ │ ├────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┤

│ │ │ │ 50 │ 70 │100 │200 │300 │500 │700 │900 │1000│

├─────────┼───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ 1, 2 │гамма │Кратко- │1,00│0,85│0,90│0,80│0,65│ - │ - │ - │ - │

│ │ bt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│1,00│0,85│0,90│0,80│0,50│ - │ - │ - │ - │

│ │ │Длительный│1,00│0,65│0,40│0,60│ - │ - │ - │ - │ - │

│ │ │с увлажне-│ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │нием │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Кратко- │0,97│0,85│0,65│ │ │ │ │ │ │

│ │ │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │в воде │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │гамма │Кратко- │1,00│0,70│0,70│0,60│0,40│ - │ - │ - │ - │

│ │ tt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│1,00│0,70│0,70│0,50│0,20│ - │ - │ - │ - │

│ │ │Длительный│1,00│0,50│0,30│0,40│ - │ - │ - │ - │ - │

│ │ │с увлажне-│ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │нием │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Кратко- │0,95│0,75│0,60│ │ │ │ │ │ │

│ │ │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │в воде │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │бета │Кратковре-│1,00│0,90│0,80│0,60│0,40│ - │ - │ - │ - │

│ │ b │менный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Кратковре-│0,95│0,75│0,70│ - │ - │ - │ - │ - │ - │

│ │ │менный в │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │воде │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 3 │гамма │Кратко- │1,00│1,00│1,00│0,90│0,80│ - │ - │ - │ - │

│ │ bt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│1,00│1,00│1,00│0,90│0,65│ - │ - │ - │ - │

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │гамма │Кратко- │1,00│0,80│0,75│0,65│0,50│ - │ - │ - │ - │

│ │ tt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│1,00│0,80│0,75│0,60│0,35│ - │ - │ - │ - │

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │бета │Кратко- │1,00│1,00│0,90│0,80│0,60│ - │ - │ - │ - │

│ │ b │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Кратко- │1,00│0,60│0,30│0,50│ │ │ │ │ │

│ │ │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │с увлажне-│ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │нием │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 4 - 11, │гамма │Кратко- │1,00│1,00│1,00│1,10│1,00│0,90│0,60│0,30│0,20│

│ 23, 24 │ bt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│1,00│1,00│1,00│1,00│0,70│0,40│0,20│0,06│0,01│

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │гамма │Кратко- │1,00│0,85│0,80│0,65│0,60│0,50│0,40│0,20│ - │

│ │ tt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│1,00│0,85│0,80│0,65│0,40│0,20│0,06│ - │ - │

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │бета │Кратко- │1,00│1,00│1,00│0,90│0,75│0,50│0,32│0,22│0,18│

│ │ b │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│12 - 15, │гамма │Кратко- │1,00│1,00│1,10│1,20│1,20│1,00│0,75│0,40│0,20│

│ 17, 29, │ bt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 30 │ │Длительный│1,00│0,80│0,80│0,55│0,35│0,15│0,05│0,01│ - │

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │гамма │Кратко- │1,00│0,95│0,95│0,80│0,70│0,55│0,45│0,15│ - │

│ │ tt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│1,00│0,70│0,70│0,45│0,25│0,06│ - │ - │ - │

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │бета │Кратко- │1,00│1,10│1,10│1,10│1,00│0,70│0,30│0,10│0,05│

│ │ b │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 16, 18 │гамма │Кратко- │1,00│1,00│1,00│1,00│1,00│0,95│0,85│0,65│0,50│

│ │ bt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│1,00│0,90│0,90│0,80│0,50│0,25│0,07│0,02│0,01│

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │гамма │Кратко- │1,00│0,95│0,95│0,80│0,70│0,55│0,45│0,35│ - │

│ │ tt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│1,00│0,80│0,80│0,70│0,40│0,12│0,02│ - │ - │

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │бета │Кратко- │1,00│1,10│1,10│1,10│1,10│1,00│0,70│0,35│0,27│

│ │ b │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 19, 20, │гамма │Кратко- │1,00│0,90│0,80│0,70│0,55│0,45│0,35│0,30│0,25│

│ 21 │ bt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│1,00│0,90│0,80│0,70│0,50│0,25│0,10│0,05│0,02│

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │гамма │Кратко- │1,00│0,65│0,55│0,50│0,45│0,35│0,25│0,10│ - │

│ │ tt│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│1,00│0,65│0,55│0,50│0,30│0,12│0,02│ - │ - │

│ ├───────┼──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │бета │Кратко- │1,00│0,90│0,85│0,70│0,55│0,40│0,33│0,30│0,27│

│ │ b │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├─────────┴───────┴──────────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┤

│ Примечания. 1. При расчете на длительный нагрев несущих конструкций,│

│срок службы которых не превышает 5 лет, коэффициент гамма следует│

│ bt │

│увеличить на 15%, но он не должен превышать величины гамма при расчете│

│ bt │

│на кратковременный нагрев. │

│ 2. Для конструкций, которые во время эксплуатации подвергаются│

│циклическому нагреву, коэффициенты гамма и бета следует снизить│

│ bt b │

│на 15% и коэффициент гамма - на 20%. │

│ tt │

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Расчетные сопротивления сжатию:

для предельных состояний первой группы

, (5.5)

для предельных состояний второй группы

. (5.6)

Значения коэффициента условия работы бетона при сжатии принимают по табл. 5.3 в зависимости от температуры в середине высоты: сжатой зоны бетона при расчете по формулам (7.1, 7.6, 7.7, 7.12, 7.13, 7.14, 7.23, 7.27, 7.28); полки и ребра сжатой зоны - (7.8, 7.9, 7.10); части сечения - (6.17); сечения - (7.29); центра тяжести приведенного сечения - (6.16).

5.12. Влияние температуры на изменение прочности бетона при растяжении учитывают умножением прочностных характеристик бетона на коэффициент условия работы бетона при растяжении (табл. 5.3).

Расчетные сопротивления растяжению:

для предельных состояний первой группы

, (5.7)

для предельных состояний второй группы

. (5.8)

Значение коэффициента условия работы бетона при растяжении принимают по табл. 5.3 в зависимости от температуры бетона: в центре тяжести сечения при расчете по формулам (7.3, 7.31, 7.35, 7.37, 7.39, 7.53, 7.59); на уровне растянутой арматуры - (8.3, 8.9, 8.15); в зоне анкеровки - (9.2); у нижней полки металлической балки - (10.49).

Деформационные характеристики бетона

5.13. Основными деформационными характеристиками бетона являются значения: предельных относительных деформаций бетона при осевом сжатии и растяжении ; начального модуля упругости бетона ; коэффициента ползучести ; коэффициента поперечной деформации (коэффициента Пуассона) ; коэффициента линейной температурной деформации ; коэффициента температурной усадки бетона .

5.14. При кратковременном действии нагрузки и температуры в расчетах используют начальный модуль упругости бетона (табл. 5.4).

Таблица 5.4

│Номера составов и│ Начальные модули упругости бетона при сжатии │

│средняя плотность│ 3 │

│ бетона, кг/м3 │ и растяжении принимаются равными E x 10 (МПа) │

│ (по табл. 5.1) │ b │

│ │ при классе бетона по прочности на сжатие │

│ ├─────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┤

│ │В12,5│В15 │В20 │В25 │В30 │В35 │В40 │В45 │В50 │В55 │В60 │

├─────────────────┼─────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│1 - 3, 6, 7, 13, │21,0 │24,0│27,5│30,0│32,5│34,5│36,0│37,0│38,0│39,0│39,5│

│20, 21, естест- │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│венного твердения│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│2200 - 2500 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│1 - 3, 6, 7, 20, │19,0 │20,5│24,0│27,0│29,0│31,0│32,5│34,0│35,0│36,0│37,0│

│21 подвергнутого │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│тепловой обработ-│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ке при атмосфер- │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ном давлении │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│2200 - 2500 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│23, 29 │13,2 │14,0│14,8│ - │ - │ - │ - │ - │ - │ │ │

│1500 - 1700 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│4, 8, 9 │14,7 │15,5│16,3│ - │ - │ - │ - │ - │ - │ │ │

│1800 - 1900 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│5, 10 - 12, │17,0 │18,0│19,5│21,0│22,0│23,0│24,0│25,0│ - │ │ │

│14 - 19 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│2000 - 2300 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

└─────────────────┴─────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

При кратковременном нагреве значения начального модуля упругости бетона определяют по формуле

. (5.9)

Значение коэффициента принимаем по табл. 5.3 в зависимости от температуры бетона в центре тяжести сечения при расчете по формулам (6.16, 6.17, 6.48, 7.19, 8.39); в середине высоты сечения - (10.9, 10.11, 10.12, 10.18, 10.29); на уровне растянутой арматуры - (8.6, 8.7); крайнего волокна бетона - (5.11, 8.47).

5.15. При длительном действии нагрузки и температуры значения начального модуля деформаций бетона определяют по формуле

. (5.10)

Коэффициент ползучести бетона получен как отношение полных относительных деформаций сжатия бетона при длительном воздействии температуры к упругим деформациям бетона естественной влажности до воздействия температуры (табл. 5.5).

Таблица 5.5

┌───────────────────┬─────────────────────────────────────────────────────┐

│ Номера составов │ Коэффициент ползучести бетона фи │

│бетона по табл. 5.1│ b,cr │

│ │ при длительном нагреве бетона, °C │

│ ├──────┬──────┬──────┬─────┬──────┬──────┬─────┬──────┤

│ │ 50 │ 70 │ 100 │ 200 │ 300 │ 500 │ 700 │ 900 │

├───────────────────┼──────┼──────┼──────┼─────┼──────┼──────┼─────┼──────┤

│ 1 - 3 │ 3,35 │ 8,0 │ 8,0 │10,0 │ 12,0 │ │ │ │

│ 4 - 11, 23, 24 │ 3,57 │ 4,17 │ 4,17 │ 5,1 │ 6,3 │ 28,5 │62,5 │227,0 │

│ 12 - 18, 29, 30 │ 4,17 │ 3,70 │ 4,37 │ 5,7 │ 7,94 │ 8,3 │150,0│333,0 │

│ 19 - 21 │ 2,86 │ 4,35 │ 4,55 │4,55 │ 16,6 │ 57,0 │ │ │

└───────────────────┴──────┴──────┴──────┴─────┴──────┴──────┴─────┴──────┘

Значения коэффициента ползучести бетона принимают: для длительного нагрева в зависимости от температуры бетона в центре тяжести приведенного сечения при расчете по формулам (5.10, 6.16, 6.17, 6.20, 6.21) в середине высоты сечения - (10.11, 10.12, 10.18, 10.29).

5.16. При расчете прочности, образования и раскрытия трещин и деформаций железобетонных конструкций с учетом влияния температуры по деформационной модели для оценки напряженно-деформируемого состояния сжатого бетона, как наиболее простые, могут быть использованы трех- и двухлинейная диаграммы состояния бетона (рис. 5.1).

а)

б)

а - трехлинейная; б - двухлинейная; 1 - при 20 °C;

2 - при нагреве

Рисунок 5.1. Диаграммы состояния сжатого бетона

При трехлинейной диаграмме (рис. 5.1, а) сжимающие напряжения бетона в зависимости от относительных деформаций укорочения бетона определяют по формулам:

при ; (5.11)

при

; (5.12)

при . (5.13)

Значения напряжения принимают

. (5.14)

Значения относительных деформаций принимают

. (5.15)

При двухлинейной диаграмме (рис. 5.1, б) сжимающие напряжения бетона в зависимости от относительных деформаций определяют по формулам:

при ; (5.16)

при . (5.17)

Значение приведенного модуля упругости определяют по формуле

. (5.18)

Растягивающие напряжения бетона в зависимости от относительных деформаций растяжения определяют на диаграммах (рис. 5.1). При этом расчетные сопротивления бетона сжатию заменяют на расчетные значения сопротивления растяжению .

5.17. Относительные деформации бетона при сжатии и растяжении в зависимости от температуры бетона при кратковременном и длительном воздействии температуры и нагрузки даны в табл. 5.6. Температуру бетона при определении напряженно-деформированного состояния сжатого бетона принимают по наименьшей температуре сжатого бетона и при определении напряженно-деформируемого состояния растянутого бетона - наибольшей температуре растянутого бетона.

Таблица 5.7

┌─────────┬───────────────┬───────────────────────────────────────────────┐

│ Номера │ Расчет │ Коэффициент линейной температурной деформации │

│составов │ на нагрев │ -6 -1 │

│бетона по│ │бетона альфа x 10 x град при температуре │

│табл. 5.1│ │ bt │

│ │ │ бетона, °C │

│ │ ├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┤

│ │ │ 50 │ 100 │ 200 │ 300 │ 500 │ 700 │ 900 │1100 │

├─────────┼───────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤

│ 1 │Кратковременный│10,0 │10,0 │ 9,5 │ 9,0 │ │ │ │ │

│ │ │---- │---- │ --- │ --- │ - │ - │ - │ - │

│ │Длительный │ 4,0 │ 4,5 │ 7,2 │ 7,5 │ │ │ │ │

│ 2, 6 │Кратковременный│ 9,0 │ 9,0 │ 8,0 │ 7,0 │ 6,0 │ 5,0 │ │ │

│ │ │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ - │ - │

│ │Длительный │ 3,0 │ 3,5 │ 5,7 │ 5,5 │ - │ - │ │ │

│ 3, 7 │Кратковременный│ 8,5 │ 8,5 │ 7,5 │ 7,0 │ 5,5 │ 4,5 │ 4,0 │ 3,0 │

│ │ │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │

│ │Длительный │ 2,5 │ 3,0 │ 5,2 │ 5,5 │ - │ - │ - │ - │

│ 8 │Кратковременный│ 9,0 │ 9,0 │ 8,0 │ 7,0 │ 6,0 │ 6,0 │ │ │

│ │ │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ - │ - │

│ │Длительный │ 2,0 │ 3,0 │ 5,4 │ 5,3 │ 5,0 │ 5,0 │ │ │

│ 4, 5, │Кратковременный│ 8,5 │ 8,5 │ 7,5 │ 7,0 │ 5,5 │ 4,5 │ 4,0 │ 3,0 │

│ 9 - 11, │ │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │

│ 23, 24, │Длительный │ 1,5 │ 2,5 │ 4,9 │ 5,3 │ 4,5 │ 3,5 │ 3,1 │ 2,0 │

│ 25 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│12 - 18, │Кратковременный│ 5,0 │ 5,0 │ 5,5 │ 6,0 │ 7,0 │ 6,5 │ 6,0 │ 5,0 │

│ 27, 29, │ │---- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │

│ 30 │Длительный │-4,0 │ 0 │ 3,0 │ 4,3 │ 6,0 │ 5,8 │ 5,4 │ 4,5 │

│ 19 - 21 │Кратковременный│ 8,0 │ 8,0 │ 7,0 │ 6,5 │ 5,5 │ 4,5 │ 4,0 │ 3,5 │

│ │ │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │

│ │Длительный │ 3,0 │ 4,5 │ 5,3 │ 5,2 │ 4,7 │ 3,6 │ 3,1 │ 2,6 │

│ 22 │Кратковременный│ 4,0 │ 4,0 │ 3,5 │ 3,0 │ 2,0 │ 1,0 │ │ │

│ │ │---- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ - │ - │

│ │Длительный │-3,0 │ 0 │ 1,5 │ 1,5 │ 1,0 │ 0 │ │ │

│ 26 │Кратковременный│ 4,3 │ 4,3 │ 3,8 │ 3,3 │ 3,2 │ 2,4 │ 1,6 │ 0,8 │

│ │ │---- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │---- │

│ │Длительный │-0,7 │ 0,3 │ 1,8 │ 2,0 │ 2,2 │ 1,4 │ 0,6 │-0,7 │

│ 28 │Кратковременный│ 5,0 │ 5,0 │ 5,5 │ 5,0 │ 7,0 │ 6,8 │ 6,6 │ │

│ │ │---- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ - │

│ │Длительный │-4,0 │ 0 │ 3,1 │ 3,3 │ 6,0 │ 6,1 │ 5,9 │ │

│ 31, 32 │Кратковременный│ 1,2 │ 1,2 │ 1,3 │ 1,0 │-1,2 │ 0,7 │ 0,8 │ │

│ │ │---- │---- │---- │ --- │---- │ --- │ --- │ - │

│ │Длительный │-7,8 │-3,8 │-1,1 │ 0,7 │-0,2 │ 0 │ 0,1 │ │

│ 33 │Кратковременный│-3,0 │-3,0 │-3,5 │-4,5 │-3,0 │-2,8 │-3,5 │-4,7 │

│ │ │---- │---- │---- │---- │---- │---- │---- │---- │

│ │Длительный │-8,0 │-6,5 │-5,3 │-5,8 │-4,5 │-3,7 │-4,5 │-5,7 │

│ 34, 35 │Кратковременный│ 5,5 │ 5,5 │ 4,5 │ 3,3 │ 3,2 │ 2,4 │ 1,6 │ 0,8 │

│ │ │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │---- │

│ │Длительный │ 0,5 │ 2,5 │ 1,5 │ 2,0 │ 2,6 │ 1,5 │ 0,6 │-0,2 │

│ 36, 37 │Кратковременный│ 2,0 │ 2,0 │ 1,5 │ 1,0 │ 0,6 │ 0,4 │-3,7 │-8,6 │

│ │ │---- │---- │---- │---- │---- │---- │---- │---- │

│ │Длительный │-3,0 │-1,5 │-0,8 │-0,7 │-1,2 │-0,5 │-4,6 │-9,5 │

├─────────┴───────────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┤

│ Примечание. Для бетонов состава N 1 с карбонатным щебнем (доломит,│

│ -6 -1 │

│известняк) коэффициент альфа увеличивается на 1 x 10 x град . │

│ bt │

5.20. Коэффициент температурной усадки бетона принимают по табл. 5.8.

Таблица 5.8

│ Номера │ Расчет │ Коэффициент линейной температурной усадки │

│составов │ на нагрев │ -6 -1 │

│бетона по│ │бетона альфа x 10 x град при температуре│

│табл. 5.1│ │ cs │

│ │ │ бетона, °C │

│ │ ├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┤

│ │ │ 50 │ 100 │ 200 │ 300 │ 500 │ 700 │ 900 │1100 │

│ 1 - 4 │Кратковременный│ 0,0 │ 0,0 │ 0,7 │ 1,0 │ │ │ │ │

│ │ │ --- │ --- │ --- │ --- │ - │ - │ - │ - │

│ │Длительный │ 6,0 │ 5,5 │ 3,0 │ 2,5 │ │ │ │ │

│ 5 - 11, │Кратковременный│ 0,0 │ 0,5 │ 0,9 │ 1,1 │ 1,5 │ 1,4 │ 2,3 │ 3,2 │

│ 23, 24, │ │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │

│ 25 │Длительный │ 7,0 │ 6,5 │ 3,5 │ 2,8 │ 2,5 │ 2,4 │ 3,2 │ 4,2 │

│12 - 18, │Кратковременный│ 2,0 │ 3,0 │ 2,5 │ 2,0 │ 1,3 │ 1,0 │ 0,8 │ 0,7 │

│ 27, 29, │ │---- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │

│ 30 │Длительный │11,0 │ 8,0 │ 5,0 │ 3,7 │ 2,3 │ 1,7 │ 1,4 │ 1,2 │

│ 19 - 21 │Кратковременный│ 0,5 │ 2,0 │ 1,5 │ 1,3 │ 1,4 │ 1,6 │ 2,1 │ 2,3 │

│ │ │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │

│ │Длительный │ 5,5 │ 5,5 │ 3,2 │ 2,6 │ 2,2 │ 2,5 │ 3,0 │ 3,2 │

│ 22 │Кратковременный│ 4,0 │ 5,0 │ 4,7 │ 4,2 │ 3,7 │ 3,6 │ │ │

│ │ │---- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ - │ - │

│ │Длительный │11,0 │ 9,0 │ 6,7 │ 5,7 │ 4,7 │ 4,6 │ │ │

│ 26 │Кратковременный│ 6,6 │ 7,6 │ 7,1 │ 7,1 │ 5,5 │ 4,3 │ 5,0 │ 6,0 │

│ │ │---- │---- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │

│ │Длительный │11,6 │11,6 │ 9,1 │ 8,4 │ 6,5 │ 5,3 │ 6,0 │ 7,0 │

│ 28 │Кратковременный│ 4,0 │ 5,0 │ 4,6 │ 4,1 │ 1,3 │ 1,2 │ 1,0 │ │

│ │ │---- │---- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ - │

│ │Длительный │13,0 │10,0 │ 7,0 │ 5,8 │ 2,3 │ 1,9 │ 1,7 │ │

│ 31, 32 │Кратковременный│ 4,0 │ 4,0 │ 3,5 │ 3,0 │ 2,0 │ 1,0 │ │ │

│ │ │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ - │ - │

│ │Длительный │ 3,0 │ 0 │ 1,5 │ 1,5 │ 1,0 │ 0 │ │ │

│ 33 │Кратковременный│10,5 │12,0 │11,5 │11,3 │10,7 │ 9,9 │10,4 │10,7 │

│ │ │---- │---- │---- │---- │---- │---- │---- │---- │

│ │Длительный │15,5 │15,5 │13,3 │12,6 │12,2 │10,8 │11,4 │11,7 │

│ 34, 35 │Кратковременный│ 6,3 │ 7,8 │ 7,3 │ 7,1 │ 5,5 │ 4,3 │ 5,0 │ 5,2 │

│ │ │---- │---- │---- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │

│ │Длительный │11,3 │10,8 │10,3 │ 8,4 │ 6,1 │ 5,2 │ 6,0 │ 6,2 │

│ 36, 37 │Кратковременный│ 1,7 │ 3,2 │ 3,0 │ 4,8 │ 5,0 │ 5,1 │ 9,3 │14,3 │

│ │ │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │ --- │---- │---- │

│ │ Длительный │ 6,7 │ 6,7 │ 5,3 │ 5,1 │ 6,8 │ 6,0 │10,2 │15,2 │

│ Примечание. Значение коэффициента альфа принимают со знаком минус.│

│ cs │

Коэффициент температурной усадки принят:

при кратковременном нагреве для подъема температуры на 10 °C/ч и более;

при длительном нагреве - в зависимости от воздействия температуры во время эксплуатации.

5.21. Марку по средней плотности бетона естественной влажности принимают по табл. 5.1. Среднюю плотность бетона в сухом состоянии при его нагреве выше 100 °C уменьшают на 150 кг/м3.

Среднюю плотность железобетона (при ) принимают на 100 кг/м3 больше средней плотности соответствующего состояния бетона.

5.22. Коэффициент теплопроводности бетона в сухом состоянии принимают по табл. 5.9 в зависимости от средней температуры бетона в сечении элемента. Коэффициент теплопроводности огнеупорных и теплоизоляционных материалов принимают по табл. 6.2.

Таблица 5.9

Номера составов бетона по табл. 5.1	Коэффициент теплопроводности лямбда, Вт/(м x °C) обычного и жаростойкого бетонов в сухом состоянии при средней температуре бетона в сечении элемента, °C
Номера составов бетона по табл. 5.1	50	100	300	500	700	900
1	1,51	1,37	1,09	-	-	-
20	2,68	2,43	1,94	1,39	1,22	1,19
21	1,49	1,35	1,37	1,47	1,57	1,63
2, 3, 6, 7, 13	1,51	1,37	1,39	1,51	1,62	-
10, 11	0,93	0,89	0,84	0,87	0,93	1,05
14, 15, 16, 17, 18	0,99	0,95	0,93	1,01	1,04	1,28
19	0,87	0,83	0,78	0,81	0,87	0,99
4, 5, 8, 9	0,81	0,75	0,63	0,67	0,70	-
12	0,93	0,88	0,81	0,90	-	-
23	0,37 ---- 0,43	0,39 ---- 0,45	0,46 ---- 0,52	0,52 ---- 0,58	0,58 ---- 0,64	-
29	0,44 ---- 0,50	0,46 ---- 0,52	0,52 ---- 0,58	0,58 ---- 0,64	0,64 ---- 0,70	0,70 ---- 0,76
24	0,27 ---- 0,38	0,29 ---- 0,41	0,34 ---- 0,45	0,40 ---- 0,50	0,45 ---- 0,55	0,51 ---- 0,59
30	0,31 ---- 0,44	0,34 ---- 0,46	0,37 ---- 0,51	0,43 ---- 0,56	0,49 ---- 0,60	-
26, 28	0,21	0,23	0,28	0,33	0,37	0,42
22, 25, 27, 31, 32, 36	0,29	0,31	0,36	0,42	0,48	0,53
33	0,21	0,22	0,25	0,29	0,33	0,37
34, 35, 37	0,24	0,27	0,31	0,37	0,43	0,49
Примечания. 1. Коэффициенты теплопроводности бетонов составов 23 и 29 приведены: над чертой для бетонов со средней плотностью 1350, под чертой 1550; для бетонов составов 24 и 30 соответственно 950 и 1250 кг/м3. Если средняя плотность бетона отличается от указанных величин, то в этом случае коэффициент теплопроводности принимают интерполяцией. 2. Коэффициент теплопроводности лямбда обычного и жаростойкого бетонов с естественной влажностью после нормального твердения или тепловой обработки при атмосферном давлении при средней температуре бетона в сечении элемента до 100 °C следует принимать по данным таблицы, увеличенным на 30%.

АРМАТУРА

Показатели качества арматуры

5.23. Для армирования температуростойких железобетонных конструкций применяют арматуру, отвечающую требованиям соответствующих государственных стандартов ГОСТ 5781, ГОСТ 10884, ГОСТ 6727, ГОСТ 4543, ГОСТ 5949 и технических условий СТС АСЧМ 7-93, следующих классов и марок:

Стержневая арматурная сталь:

горячекатаная гладкая класса А240; периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (соответственно кольцевой и сердцевидный профиль) классов: А300, А400, А500, А600, А800, А1000;

холоднодеформируемая периодического профиля класса В500.

Проволочная арматурная сталь:

холоднотянутая высокопрочная гладкая и периодического профиля классов ;

арматурные канаты спиральные семипроволочные классов: К-1400 (К-7), К-1500 (К-7) и девятнадцатипроволочные класса К-1500 (К-19).

Для железобетонных конструкций из жаростойкого бетона при нагреве арматуры выше 400 °C предусматривают стержневую арматуру и прокат: из легированной стали марки 30ХМ; из коррозионно-стойких жаростойких и жаропрочных сталей марок 12Х13, 20Х13, 08Х17Т, 12Х18Н9Т, 20Х23Н18, 45Х14Н14В2М.

5.24. Из-за развития пластических деформаций и изменения структуры стали температура нагрева арматуры ограничена (табл. 5.10). В предварительно напряженной арматуре с повышением температуры происходят дополнительные потери предварительного напряжения. Это еще более ограничивает допустимую температуру нагрева преднапряженной арматуры.

Таблица 5.10

┌────────────────────────────────────┬───────────────────────────────────┐

│ Вид и класс арматуры, │ Предельно допустимая температура, │

│ марка стали и проката │°C, применения арматуры и проката, │

│ │ установленных │

│ ├─────────────┬─────────────────────┤

│ │ по расчету │ по конструктивным │

│ │ │ соображениям │

├────────────────────────────────────┼─────────────┼─────────────────────┤

│Стержневая арматура классов: │ │ │

│ А240, А300 │ 400 │ 450 │

│ А400, А500, А600, А800, А1000 │ 450 │ 500 │

│ │ │ │

│ Напрягаемая │ 150 │ - │

│Проволочная арматура классов: │ │ │

│ В500, В 1200 - В 1500, К1400, К1500│ 400 │ 450 │

│ р р │ │ │

│ Напрягаемая │ 100 │ - │

│Прокат из стали марок: │ │ │

│ ВСт3кп2, ВСт3Гпс5, ВСт3сп5, ВСт3пс6│ 400 │ 450 │

│ │ │ │

│Стержневая арматура и прокат из │ │ │

│стали марок: │ │ │

│ 30ХМ, 12Х13, 20Х13 │ 500 │ 700 │

│ 20Х23Н18 │ 550 │ 1000 │

│ 12Х18Н9Т, 45Х14Н14, В2М, 08Х17Т │ 600 │ 800 │

└────────────────────────────────────┴─────────────┴─────────────────────┘

Нормативные и расчетные характеристики арматуры

5.25. Основной прочностной характеристикой арматуры является нормативное сопротивление напряжению , принимаемое равным гарантированному значению предела текучести с обеспеченностью не менее 0,95 (табл. 5.11). Нормативные значения сопротивления сжатию принимают равным нормативным значениям сопротивления растяжению, но не более значений, отвечающих предельным деформациям сжатого бетона, окружающего сжатую арматуру. Нормативные сопротивления проката из стали марок ВСт-3 принимают по СНиП II-23.

Таблица 5.11

┌──────────────────────────┬─────────────────┬────────────────────────────┐

│ Арматура класса и марки │ Номинальный │ Нормативные значения │

│ │диаметр арматуры,│сопротивления растяжению R │

│ │ мм │ sn│

│ │ │ и расчетные значения │

│ │ │сопротивления растяжению для│

│ │ │предельных состояний второй │

│ │ │группы R , МПа (Н/мм2) │

│ │ │ s,ser │

├──────────────────────────┼─────────────────┼────────────────────────────┤

│ А240 │ 6 - 40 │ 240 │

│ А300 │ 6 - 40 │ 300 │

│ А400 │ 6 - 40 │ 400 │

│ А500 │ 10 - 40 │ 500 │

│ А600 │ 10 - 40 │ 600 │

│ А800 │ 10 - 32 │ 800 │

│ А1000 │ 10 - 32 │ 1000 │

│ В500 │ 3 - 12 │ 500 │

│ В 1200 │ 8 │ 1200 │

│ р │ │ │

│ В 1300 │ 7 │ 1300 │

│ р │ │ │

│ В 1400 │ 4, 5, 6 │ 1400 │

│ р │ │ │

│ В 1500 │ 3 │ 1500 │

│ р │ │ │

│ К1400 (К-7) │ 15 │ 1400 │

│ К1500 (К-7) │ 6, 9, 12 │ 1500 │

│ К1500 (К-19) │ 14 │ 1500 │

│ 30ХМ │ - │ 590 │

│ 12Х13 │ - │ 410 │

│ 20Х13 │ - │ 440 │

│20Х23Н18, 12Х18Н9Т, 08Х17Т│ - │ 195 │

│ 45Х14Н14В2М │ - │ 315 │

└──────────────────────────┴─────────────────┴────────────────────────────┘

5.26. Расчетные значения сопротивления арматуры определяют по формуле

. (5.19)

Коэффициент надежности по арматуре принимают равным:

для предельных состояний первой группы:

1,1 - для арматуры классов А240, А300, А400, А500;

1,15 - для арматуры классов А600, А800;

1,2 - для арматуры классов А1000, В500, , К1400, К1500;

1,3 - для арматуры марок 30ХМ, 12Х13, 20Х13, 12Х18Н9Т, 20Х23Н18, 45Х14Н14В2М, 08Х17Т.

Расчетные значения сопротивления продольной арматуры растяжению и сжатию приведены (с округлением) для предельных состояний второй группы в табл. 5.11 и первой группы - в табл. 5.12.

Таблица 5.12

│Арматура классов │ Расчетные сопротивления арматуры для предельных │

│ и марок │ состояний первой группы, МПа (Н/мм2) │

│ ├───────────────────────────────────────────┬───────────┤

│ │ Растяжению │ Сжатию │

│ ├────────────────┬──────────────────────────┤ R │

│ │ Продольной, R │ Поперечной (хомутов и │ sc │

│ │ s │ отогнутых стержней), R │ │

│ │ │ sw│ │

├─────────────────┼────────────────┼──────────────────────────┼───────────┤

│ А240 │ 215 │ 170 │ 215 │

│ А300 │ 270 │ 215 │ 270 │

│ А400 │ 355 │ 285 │ 355 │

│ А500 │ 435 │ 300 │ (400) 435 │

│ А600 │ 510 │ 300 │ (360) 450 │

│ А800 │ 680 │ 300 │ (400) 500 │

│ А1000 │ 815 │ 300 │ (400) 500 │

│ В500 │ 415 │ 300 │ (360) 400 │

│ В 1200 │ 1000 │ 300 │ (400) 500 │

│ р │ │ │ │

│ В 1300 │ 1070 │ 300 │ (400) 500 │

│ р │ │ │ │

│ В 1400 │ 1170 │ 300 │ (400) 500 │

│ р │ │ │ │

│ В 1500 │ 1250 │ 300 │ (400) 500 │

│ р │ │ │ │

│ К1400 (К-7) │ 1170 │ - │ (400) 500 │

│ К1500 (К-7) │ 1250 │ - │ (400) 500 │

│ К1500 (К-19) │ 1250 │ - │ (400) 500 │

│ 30ХМ │ 450 │ - │ (400) 500 │

│ 12Х13 │ 325 │ 260 │ 325 │

│ 30Х13 │ 345 │ 275 │ 345 │

│ 20Х23Н18, │ 150 │ 120 │ 150 │

│12Х18Н9Т, 08Х17Т │ │ │ │

│ 45Х14Н14В2М │ 245 │ 195 │ 245 │

├─────────────────┴────────────────┴──────────────────────────┴───────────┤

│ Примечание. Значения R в скобках используют только при расчете│

│ sc │

│на кратковременное воздействие усилий. │

Расчетные значения сопротивления поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) снижают по сравнению с путем умножения на коэффициент условия работы , но принимают не более 300 МПа.

Расчетные сопротивления проката из стали марок ВСт-3 принимают по СНиП II-23.

5.27. Влияние температуры на изменение нормативных и расчетных сопротивлений арматуры учитывают умножением прочностных характеристик арматуры при растяжении и сжатии на коэффициент условия работы арматуры (табл. 5.13).

Таблица 5.13

┌────────────────┬───────┬──────────┬─────────────────────────────────────────┐

│ Вид и класс │Коэффи-│ Расчет │ Коэффициенты условий работы арматуры │

│арматуры, марки │циент │на нагрев │ гамма , линейного температурного │

│ жаростойкой │ │ │ st │

│ арматуры │ │ │ расширения арматуры альфа и бета , │

│ и проката │ │ │ st s │

│ │ │ │ при температуре ее нагрева, °C │

│ │ │ ├──────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┤

│ │ │ │50 - │200 │300 │400 │450 │500 │550 │600 │

│ │ │ │ 100│ │ │ │ │ │ │ │

├────────────────┼───────┼──────────┼──────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│А240, ВСт3кп2, │гамма │Кратко- │ 1,00 │0,95│0,90│0,85│0,75│0,60│0,45│0,30│

│ВСт3Гпс5, │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ВСт3сп5, ВСт3пс6│ │Длительный│ 1,00 │0,85│0,65│0,35│0,15│ - │ - │ - │

├────────────────┤ ├──────────┼──────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│В500 │ │Кратко- │ 1,00 │0,90│0,85│0,60│0,45│0,25│0,12│0,05│

│ │ │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ 1,00 │0,80│0,60│0,30│0,10│ - │ - │ - │

│В 1200 - В 1500,│ │Кратко- │ 1,00 │0,85│0,70│0,50│0,35│0,25│0,15│0,10│

│ р р │ │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│К1400, К1500 │ │Длительный│ 1,00 │0,75│0,55│0,25│0,05│ - │ - │ - │

│А500 │гамма │Кратко- │ 1,00 │1,00│0,90│0,70│0,60│0,50│0,40│0,30│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ 1,00 │0,80│0,60│0,30│0,10│ - │ - │ - │

│А240, В500, │альфа │Кратко- │ 11,5 │12,5│13,0│13,5│13,6│13,7│13,8│13,9│

│В 1200 - В 1500,│ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ р р │ │Длительный│ │ │ │ │ │ │ │ │

│ВСт3сп2, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ВСт3Гпс5, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ВСт3пс5, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ВСт3пс6, К1400, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│К1500 │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│А300, А400, А500│гамма │Кратко- │ 1,00 │1,00│0,95│0,85│0,75│0,60│0,40│0,30│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ 1,00 │0,90│0,75│0,40│0,20│ - │ - │ - │

│ А600, А800, │ │Кратко- │ 1,00 │0,85│0,75│0,65│0,55│0,45│0,30│0,20│

│ А1000 │ │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ 1,00 │0,80│0,65│0,30│0,10│ - │ - │ - │

│ А300, А400, │альфа │Кратко- │ 12,0 │13,0│13,5│14,0│14,2│14,4│14,6│14,8│

│ А500, А600, │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ А800, А1000 │ │Длительный│ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 30ХМ │гамма │Кратко- │ 1,00 │0,90│0,85│0,78│0,76│0,74│0,72│0,70│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ 1,00 │0,85│0,80│0,25│0,15│0,08│ - │ - │

│ ├───────┼──────────┼──────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │альфа │Кратко- │ 9,5 │10,2│10,7│11,2│11,5│11,8│12,1│12,4│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 12Х13, 20Х13 │гамма │Кратко- │ 1,00 │0,95│0,86│0,80│0,73│0,65│0,53│0,40│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ 1,00 │0,93│0,83│0,70│0,45│0,13│ - │ - │

│ ├───────┼──────────┼──────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │альфа │Кратко- │ 12,0 │12,6│13,3│14,0│14,3│14,7│15,0│15,3│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 20Х23Н18 │гамма │Кратко- │ 1,00 │0,97│0,95│0,92│0,88│0,85│0,81│0,75│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ 1,00 │0,97│0,93│0,77│0,50│0,30│0,18│0,08│

│ ├───────┼──────────┼──────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │альфа │Кратко- │ 10,3 │11,3│12,4│13,6│14,1│14,7│15,2│15,7│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ │ │ │ │ │ │ │ │

│12Х18Н9Т, 08Х17Т│гамма │Кратко- │ 1,00 │0,72│0,65│0,62│0,58│0,60│0,57│0,56│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ 1,00 │0,72│0,65│0,62│0,58│0,55│0,50│0,40│

│ ├───────┼──────────┼──────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │альфа │Кратко- │ 10,5 │11,1│11,4│11,6│11,8│12,0│12,2│12,4│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 45Х14Н14В2М │гамма │Кратко- │ 1,00 │0,86│0,78│0,72│0,68│0,64│0,60│0,56│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ 1,00 │0,86│0,78│0,70│0,63│0,55│0,43│0,30│

│ ├───────┼──────────┼──────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│ │альфа │Кратко- │ 10,5 │11,1│11,4│11,6│11,8│12,0│12,2│12,4│

│ │ st│временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │Длительный│ │ │ │ │ │ │ │ │

│ А240, А300, │бета │Кратко- │ 1,00 │0,90│0,88│0,83│0,80│0,78│0,75│0,73│

│ А400, А500, │ s │временный │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ В500, А600, │ │Длительный│ │ │ │ │ │ │ │ │

│ А800, А1000, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│В 1200 - В 1500,│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ р р │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ ВСт3кп2, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ВСт3Гпс5, К1400,│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│К1500, ВСт3сп5, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ ВСт3пс6, 30ХМ, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 12Х13, 20Х13, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 08Х17Т, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 20Х23Н18, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 12Х18Н9Т, │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ 45Х14Н14В2М │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

└────────────────┴───────┴──────────┴──────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

Расчетные сопротивления продольной арматуры

; . (5.20)

Расчетные сопротивления поперечной арматуры

. (5.21)

Значения коэффициента условия работы арматуры принимают по табл. 5.13 в зависимости от температуры в центре тяжести растянутой арматуры при расчете по формулам (5.17, 7.5, 7.7, 7.8, 7.10, 7.11, 7.13, 7.14, 7.24, 7.26, 7.28, 7.43, 8.48); сжатой арматуры (5.17, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 7.10, 7.12, 7.13, 7.14, 7.23, 7.25, 7.27, 7.28); максимальной поперечной - (7.33, 7.57); косвенной арматуры (7.50); в зоне анкеровки (9.1, 9.4).

Деформационные характеристики арматуры

5.28. При воздействии температуры основными деформационными характеристиками арматуры являются значения относительных деформаций удлинения арматуры при достижении напряжениями расчетного сопротивления и модуля упругости арматуры и коэффициента линейного температурного расширения арматуры . Значения относительных деформаций арматуры определяют как упругие при значении сопротивления арматуры

. (5.22)

Значения модуля упругости арматуры принимают одинаковыми при растяжении и сжатии (табл. 5.14).

Таблица 5.14

┌────────────────────────────────────────────┬────────────────────────────┐

│ Класс и марка арматуры │ Модуль упругости арматуры, │

│ │ 5 │

│ │ E x 10 МПа (Н/мм2) │

│ │ s │

├────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────┤

│ 12Х13, 20Х13 │ 2,2 │

│ А240, А300, 30ХМ │ 2,1 │

│ А400, А500, В 1200 - В 1500, 20Х23Н18, │ 2,0 │

│ р р │ │

│ 08Х17Т, 12Х18Н9Т, 45Х14Н14В2М │ │

│ А600, А800, А1000 │ 1,9 │

│ В500, К1400, К1500 │ 1,8 │

└────────────────────────────────────────────┴────────────────────────────┘

5.29. Влияние температуры на изменения модуля упругости арматуры учитывают умножением модуля упругости арматуры на коэффициент

. (5.23)

Значения коэффициента принимают по табл. 5.13 в зависимости от температуры в центре тяжести растянутой арматуры при расчете по формулам (5.23, 6.20, 7.5, 7.19, 8.10, 8.13, 8.15, 8.37, 8.47) и сжатой арматуры - (5.18, 6.21, 8.14, 8.38).

5.30. В качестве расчетной диаграммы состояния (деформирования) арматуры, устанавливающей связь между напряжениями и относительными деформациями арматуры, принимают двухлинейную диаграмму (рис. 5.2), которую используют при расчете железобетонных элементов по деформационной модели. Диаграммы состояния арматуры при растяжении и сжатии принимают одинаковыми.

Рисунок 5.2. Двухлинейная диаграмма растянутой арматуры

Напряжения в арматуре определяют в зависимости от относительных деформаций согласно диаграмме состояния арматуры по формулам:

при ; (5.24)

при . (5.25)

Значение относительной деформации .

Значения принимают по формуле (5.23) и - по формуле (5.20).

5.31. С повышением температуры коэффициент температурного расширения арматуры увеличивается и значения его принимают по табл. 5.13 в зависимости от класса и марки арматуры и температуры ее нагрева.

6. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ В БЕТОНЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

6.1. Расчет распределения температуры в железобетонных конструкциях производят для установившегося теплового потока методом расчета температуры ограждающих конструкций. Температуру арматуры в сечениях железобетонных конструкций принимают равной температуре бетона в месте ее расположения.

6.2. Для конструкций, находящихся на открытом воздухе, коэффициент теплоотдачи наружной поверхности , Вт/(м2 x °C), в зависимости от преобладающей скорости ветра зимой и летом следует определять по формуле

, (6.1)

где v - скорость ветра, м/с.

При определении наибольших усилий в конструкции от воздействия температуры, а также при определении максимальной температуры нагрева бетона и арматуры исходят из максимальных средних скоростей ветра (румбы) за июль или январь, повторяемость которых составляет 16% и более, согласно СНиП 23-01, но не менее 1 м/с.

6.3. Температуру бетона в сечениях конструкций при его нагреве в процессе эксплуатации определяют теплотехническим расчетом установившегося потока тепла при заданной по проекту расчетной температуре рабочего пространства или воздуха производственного помещения. Для конструкций, находящихся на открытом воздухе, наименьшие и наибольшие температуры бетона и арматуры определяют соответственно при минимальной зимней и максимальной летней температуре наружного воздуха района строительства.

6.4. Теплотехнический расчет статически неопределимых конструкций, работающих в условиях воздействия температур, производят на расчетную температуру, вызывающую наибольшие усилия (п. 4.12). При расчете наибольших усилий от воздействия температур в конструкциях, находящихся на открытом воздухе, температуру бетона вычисляют соответственно по расчетной летней или зимней температуре наружного воздуха.

6.5. Коэффициент теплопроводности бетона , Вт/(м2 x °C), в сухом состоянии принимают в зависимости от средней температуры бетона в сечении элемента (табл. 5.9).

Для конструкций, находящихся в помещении или на воздухе, но защищенных от воздействия ветра, коэффициент теплоотдачи наружной поверхности принимают в зависимости от температуры наружной поверхности и воздуха (табл. 6.1).

Таблица 6.1

┌──────┬──────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Коэф- │ Значения коэффициентов теплоотдачи наружной альфа и внутренней │

│фици- │ e │

│ент │ альфа поверхностей конструкции, Вт/(м x °C), при температуре │

│ │ i │

│ │ поверхности и воздуха, °C │

│ ├────┬─────┬─────┬────┬─────┬────┬─────┬─────┬────┬─────┬────┬─────┤

│ │-50 │ 0 │ 50 │100 │ 200 │300 │ 400 │ 500 │700 │ 900 │1100│1200 │

├──────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┼────┼─────┤

│альфа │ 6 │ 8 │ 10 │ 12 │ 17 │ 22 │ - │ - │ - │ - │ - │ - │

│ e│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│альфа │ - │ - │ 10 │ 10 │ 10 │ 12 │ 15 │ 20 │ 40 │ 70 │120 │ 150 │

│ i│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

└──────┴────┴─────┴─────┴────┴─────┴────┴─────┴─────┴────┴─────┴────┴─────┘

6.6. Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности конструкции находят методом расчета теплопередачи как для случая сложного теплообмена и при определении распределения температуры бетона по сечению элемента допускают его принимать в зависимости от температуры воздуха производственного помещения или рабочего пространства теплового агрегата как для .

6.7. Термическое сопротивление (м2 x °C/Вт) невентилируемой воздушной прослойки принимают независимо от ее толщины и направления равным 0,140 при 50 °C; 0,095 - при 100 °C; 0,035 - при 300 °C и 0,013 - при 500 °C.

6.8. При стационарном нагреве конструкции, состоящей из n слоев со стороны более нагретой поверхности температуру материала между слоями n - 1 и n определяют по формуле

; (6.2)

температуру материала более нагретой поверхности - по формуле

, (6.3)

а температуру материала менее нагретой поверхности - по формуле

. (6.4)

В трехслойной конструкции температуру материала между первым и вторым слоями, считая слои от более нагретой поверхности, вычисляют по формуле

, (6.5)

а между вторым и третьим слоями - по формуле

. (6.6)

Температура менее нагретой поверхности третьего слоя равна

. (6.7)

Тепловой поток Q (Вт/м2) определяют из выражения

, (6.8)

где - температура воздуха производственного помещения или рабочего пространства теплового агрегата;

- температура наружного воздуха.

Сопротивление теплопередаче (м2 x °C/Вт) многослойной конструкции равно

, (6.9)

где ; ; ...; ; ; - термическое сопротивление материала в отдельных слоях конструкции, пронумерованных со стороны нагреваемой поверхности, м2 x °C/Вт;

- толщина отдельных слоев, м;

- коэффициенты теплопроводности материалов в слоях конструкции, принимаемые в зависимости от средней температуры слоя, Вт/(м x °C).

6.9. При расчете распределения температуры по толщине конструкции необходимо учитывать различие площадей теплоотдающей внутренней и наружной поверхностей:

при круговом очертании, если толщина стенки более 0,1 наружного диаметра;

при квадратном или прямоугольном очертании, если толщина стенки более 0,1 длины большей стороны;

при произвольном очертании, если разница в площадях теплоотдающих внутренней и наружной поверхностей более 10%.

Для трехслойной конструкции ограждения с учетом различия в площадях теплоотдающих внутренней и наружной поверхностей:

температура материала более нагретой поверхности

; (6.10)

температура материала между первым и вторым слоями

; (6.11)

температура материала между вторым и третьим слоями

; (6.12)

температура менее нагретой поверхности третьего слоя

. (6.13)

Сопротивление теплопередачи конструкции рассчитывают по формуле

, (6.14)

где и - расчетные площади теплоотдающих внутренней и наружной поверхностей;

и - расчетные площади конструкции на границе между первым и вторым и между вторым и третьим слоями.

6.10. Вычисленные температуры не должны превышать предельно допустимые температуры применения бетона по ГОСТ 20910 и арматуры по табл. 5.10.

6.11. В ребристых конструкциях, когда наружные поверхности бетонных ребер и тепловой изоляции совпадают, расчет температуры в бетоне производят по сечению ребра. Если бетонные ребра выступают за наружную поверхность тепловой изоляции, расчет температуры в бетоне ребра выполняют по методам расчета температурных полей или по соответствующим нормативным документам.

6.12. Расчет распределения температур в стенках боровов и каналов, расположенных под землей, допускается производить:

для кратковременного нагрева, принимая сечение по высоте стен неравномерно нагретым с прямолинейным распределением температур бетона и коэффициента теплоотдачи наружной поверхности стенки - по табл. 6.1.

Для длительного нагрева принимают сечение по высоте стен равномерно нагретым.

6.13. Коэффициент теплопроводности огнеупорных и теплоизоляционных материалов принимают по табл. 6.2.

Таблица 6.2

N п.п.	Материалы	Средняя плотность в сухом состоя- нии, кг/м3	Предель- но до- пустимая темпера- тура примене- ния, °C	Коэффициент теплопроводности лямбда, Вт/(м x °C) огнеупорных и теплоизоляционных материалов в сухом состоянии при средней температуре материалов в сечении элемента, °C
N п.п.	Материалы	Средняя плотность в сухом состоя- нии, кг/м3	Предель- но до- пустимая темпера- тура примене- ния, °C	50	100	300	500	700	900
1	Изделия огнеупорные шамотные	1900	-	0,73	0,77	0,88	1,01	1,14	1,27
2	Изделия шамотные легковесные	400	1150	0,13	0,14	0,17	0,20	0,23	0,27
3	То же	800	1270	0,23	0,24	0,29	0,34	0,38	0,43
4	"	1000	1300	0,34	0,35	0,42	0,49	0,56	0,63
5	"	1300	1400	0,49	0,56	0,58	0,65	0,73	0,81
6	Изделия огнеупорные динасовые	1900	-	1,60	1,62	1,70	1,78	1,85	1,93
7	Изделия динасовые легковесные	1200 - 1400	1550	0,57	0,58	0,64	0,70	0,75	0,81
8	Изделия каолиновые	2000	-	1,79	1,80	1,86	1,90	1,95	2,01