Требования к крепежным устройствам

(1) Необходимо учитывать местные и общие эффекты от крепежных устройств.

Примечание - Требования по проектированию крепежных устройств приведены в технических условиях «Проектирование крепежных устройств для использования в бетоне» (на стадии разработки). В данных технических условиях рассматривается проектирование следующих типов крепежных устройств:

- заделанные в бетон крепежные устройства, такие как, например:

анкерные стержни с головкой;

швеллеры;

- крепежные устройства, установленные после изготовления элемента, такие как, например:

распорные анкеры;

анкеры с уширениями на конце;

винтовые болты;

зачеканенные прямые анкеры;

зачеканенные распорные анкеры;

зачеканенные анкеры с уширениями на конце.

Крепежные устройства должны соответствовать требованиям стандарта CEN или соответствующего ЕТА.

Технические условия «Проектирование крепежных устройств для использования в бетоне» рассматривают местную передачу нагрузок на конструкцию.

При проектировании конструкции следует учитывать нагрузки и дополнительные требования по проектированию, приведенные в приложении А данных технических условий.

Материалы

Бетон

Общие положения

(1)P В последующих разделах приведены принципы и правила применения для бетона нормальной прочности и высокопрочного бетона.

(2) Правила применения для легкого бетона приведены в разделе 11.

Прочность

(1)P Прочность бетона на сжатие обозначается классами бетона по прочности, которые в соответствии с EN 206-1 связаны с характеристической (5 %) цилиндрической прочностью при сжатии fck или кубиковой прочностью при сжатии fck,cube.

(2)P Классы бетона по прочности в настоящем техническом кодексе основаны на характеристических значениях цилиндрической прочности fck, определенной в возрасте 28 сут с максимальным значением Cmax.

Примечание - Значение Cmax для использования в конкретной стране может быть установлено в национальном приложении. Рекомендованное значение - С90/105.

(3) Характеристические значения прочности fck и соответствующие механические характеристики, необходимые для проектирования, приведены в таблице 3.1.

(4) В некоторых случаях (например, при предварительном напряжении) прочность бетона на сжатие может определяться до или после 28 сут на основе испытаний опытных образцов, которые хранились в условиях, отличных от тех, что описаны в EN 12390.

Если прочность бетона определяется для возраста t > 28 сут, значения acс и act, определенные
в 3.1.6 (1)P и 3.1.6 (2)P, следует понижать с помощью коэффициента kt.

Примечание - Значение kt может быть указано в национальном приложении. Рекомендуемое значение
равно 0,85.

(5) При необходимости, следует определять прочность бетона на сжатие fck(t), МПа, в возрасте t для ряда отдельных стадий (например, снятие опалубки, передача предварительного напряжения):

- для 3 < t < 28 сут- fck(t) = fcm(t) – 8;

- для t ³ 28 сут- fck(t) = fck.

Более точные значения должны основываться на результатах испытаний, особенно для опытных образцов бетона в возрасте t £ 3 сут.


Таблица 3.1 - Прочностные и деформативные характеристики бетона

Классы прочности бетона Аналитическая зависимость/пояснение
fck, МПа  
fck,cube, МПа  
fcm, МПа fcm = fck + 8
fctm, МПа 1,6 1,9 2,2 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 Требования к крепежным устройствам - №1 - открытая онлайн библиотека £ C50/60 fctm = 2,12In[1 + (fcm/10)] > C50/60
fctk,0,05, МПа 1,1 1,3 1,5 1,8 2,0 2,2 2,5 2,7 2.9 3,0 3,1 3,2 3,4 3,5 fctk,0,05 = 0,7fctm Квантиль 5 %
fctk,0,95, МПа 2,0 2,5 2,9 3,3 3,8 4,2 4,6 4,9 5,3 5,5 5,7 6,0 6,3 6,6 fctk,0,95 = 1,3fctm Квантиль 95 %
Ecm, ‰ Ecm = 22[(fcm)/10]0,3 fcm, МПа
Требования к крепежным устройствам - №2 - открытая онлайн библиотека Требования к крепежным устройствам - №3 - открытая онлайн библиотека ec1, ‰ 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,25 2,3 2,4 2,45 2,5 2,6 2,7 2,8 2,8 См. рисунок 3.2 ec1 = Требования к крепежным устройствам - №4 - открытая онлайн библиотека £ 2,8
ecu1, ‰ 3,5 3,2 3,0 2,8 2,8 2,8 См. рисунок 3.2 для fck ³ 50 МПа ecu1 = 2,8 + 27[(98 – fcm)/100]4
ec2, ‰ 2,0 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 См. рисунок 3.3 для fck ³ 50 МПа ec2 = 2,0 + 0,085 (fck – 50)0,53
ecu2, ‰ 3,5 3,1 2,9 2,7 2,6 2,6 См. рисунок 3.3 для fck ³ 50 МПа ecu2 = 2,6 + 35[(90 – fck)/100]4
n 2,0 1,75 1,6 1,45 1,4 1,4 для fck ³ 50 МПа n = 1,4 + 23,4[(90 – fck)/100]4
ec3, ‰ 1,75 1,8 1,9 2,0 2,2 2,3 См. рисунок 3.4 для fck ³ 50 МПа ec3 = 1,75 + 0,55 [(fck – 50)/40]
ecu3,‰ 3,5 3,1 2,9 2,7 2,6 2,6 См. рисунок 3.4 для fck ³ 50 МПа ecu3 = 2,6 + 35[(90 – fck)/100]4



(6) Прочность бетона на сжатие в возрасте t зависит от типа цемента, температуры и условий хранения. При средней температуре 20 °C и при хранении в соответствии с требованиями EN 12390 прочность бетона на сжатие в различном возрасте fcm(t)может быть определена из выражений (3.1) и (3.2):

fcm(t) = bcc(t)fcm, при (3.1)

βсс Требования к крепежным устройствам - №5 - открытая онлайн библиотека (3.2)

где fcm(t) - средняя прочность бетона на сжатие в возрасте t сут;

fcm - средняя прочность в возрасте 28 сут по таблице 3.1;

bcc(t)- коэффициент, зависящий от возраста бетона t;

t - возраст бетона в сутках;

s - коэффициент, зависящий от используемого типа цемента, принимаемый:

0,20 - для цемента классов прочности CEM 42,5 R, CEM 52,5 N и CEM 52,5 R (класс R);

0,25 - для цемента классов прочности CEM 32,5 R, CEM 42,5 N (класс N);

0,38 - для цемента классов прочности CEM 32,5 N (класс S).

Примечание - exp{ } имеет такое же значение, как е.

Если бетон не соответствует спецификации для прочности на сжатие в возрасте 28 сут, применение выражений (3.1) и (3.2) не допускается.

Данный пункт не может быть использован ретроспективно для подтверждения несоответствия базовой прочности через позднейший прирост прочности.

Для случая тепловой обработки элемента - см. 10.3.1.1 (3).

(7)P Прочность на растяжение определяется как максимальное напряжение, которое достигается при осевой растягивающей нагрузке. Для предела прочности на растяжение при изгибе см. 3.1.8 (1).

(8) Если прочность на растяжение определена как прочность на растяжение при раскалывании fct,sp, то значение прочности на осевое растяжение fct может быть получено из зависимости

Требования к крепежным устройствам - №6 - открытая онлайн библиотека (3.3)

(9) Набор прочности бетона на растяжение во времени особенно сильно зависит как от условий хранения, так и от размеров конструктивного элемента. В первом приближении можно принять, что прочность на растяжение

Требования к крепежным устройствам - №7 - открытая онлайн библиотека (3.4)

где bcc(t) следует из выражения (3.2) и

a = 1 для t < 28

a= 2/3 для t ³28. Значения для fctm приведены в таблице 3.1.

Примечание - Если набор прочности бетона на растяжение во времени имеет важное значение, то рекомендуется провести испытания с учетом условий окружающей среды и размера конструктивного элемента.

Упругие деформации

(1) Упругие деформации бетона существенно зависят от его состава (особенно от заполнителей). Значения, приведенные в настоящем техническом кодексе, должны рассматриваться как ориентировочные для общего применения. Однако они должны быть специально оценены, если конструкция чувствительно реагирует на отклонения от приведенных в стандарте общих значений.

(2) Модуль упругости бетона зависит от модулей упругости его составляющих. Приближенные значения модуля упругости Ecm, определенные для секущей, проведенной через точки sс = 0 и 0,4fcm для бетона на кварцевых заполнителях, приведены в таблице 3.1. При заполнителях из известняка или песчаника эти значения должны быть уменьшены соответственно на 10 % и 30 %. При базальтовых заполнителях значение должно быть увеличено на 20 %.

Примечание - Национальное приложение может содержать не противоречащую дополняющую информацию.

(3) Изменение модуля упругости во времени может быть оценено при использовании зависимости

Требования к крепежным устройствам - №8 - открытая онлайн библиотека (3.5)

где Eсm(t)и fcm(t)- соответственно значения модуля упругости и средней прочности в возрасте t сут;

Ecm и fcm - значения модуля упругости и средней прочности в возрасте 28 сут. Взаимосвязь между fcm(t)и fcm представлена выражением (3.1).

(4) Коэффициент Пуассона может быть принят равным 0,2 для бетона без трещин и 0 - для бетона с трещинами.

(5) Если более точная информация отсутствует, линейный коэффициент температурного расширения принимается равным 10 · 10–6 · К–1 .

Ползучесть и усадка

(1)P Ползучесть и усадка бетона зависят, в основном, от относительной влажности окружающей среды, геометрических размеров конструктивного элемента и состава бетона. На ползучесть бетона также оказывает влияние степень зрелости бетона (начальная прочность) при первоначальном приложении нагрузки, а также продолжительность нагружения и величина нагрузки.

(2) Коэффициент ползучести j(t, t0)связан с касательным модулем упругости Еc, который может быть принят равным 1,05Еcm. Если особая точность не требуется, то в качестве предельной характеристики ползучести j(∞, t0)может быть принято значение, приведенное на рисунке 3.1, при условии, что бетон в момент времени, соответствующий приложению нагрузки, t = t0,не подвергается сжимающим напряжениям, большим, чем 0,45fck(t0).

Примечание - Другая информация, включая развитие ползучести во времени, приведена в приложении В.

(3) Деформация ползучести бетона eсс(¥, t0) в возрасте t = ∞,при постоянном напряжении сжатия sс, приложенном во время t = t0,рассчитывается по формуле

ecc Требования к крепежным устройствам - №9 - открытая онлайн библиотека . (3.6)

(4) Если напряжения сжатия бетона в возрасте t0превышает значение 0,45fck(t0),то, как правило, следует учитывать нелинейную ползучесть. Такой высокий уровень напряжений может появиться
в результате предварительного напряжения, например, в сборных преднапряженных элементах на уровне напрягаемой арматуры. В этих случаях нелинейный условный коэффициент ползучести определяется по формуле

Требования к крепежным устройствам - №10 - открытая онлайн библиотека Требования к крепежным устройствам - №11 - открытая онлайн библиотека (3.7)

При этом

Требования к крепежным устройствам - №12 - открытая онлайн библиотека Требования к крепежным устройствам - №13 - открытая онлайн библиотека jnl(¥, t0) - нелинейный условный коэффициент ползучести, вводимый взамен j(¥, t0);

ks-отношение «напряжение - прочность» sс/fck(t0),где sc - напряжение сжатия, а fck(t0)- характеристическая прочность бетона в момент времени, соответствующий нагружению.

(5) Значения, приведенные на рисунке 3.1, действительны при температуре окружающей среды
от минус 40 °C до 40 °C и средней относительной влажности воздуха от RH = 40 % до RH = 100 %.
На рисунке 3.1 использованы следующие символы:

j(¥, t0)- предельное значение коэффициента ползучести;

t0- возраст бетона в момент нагружения, в сутках;

h0 - приведенный размер, равный 2Aс/u, где Ac - площадь поперечного сечения бетона;
u - периметр данной части площади поперечного сечения, подвергающейся высыханию;

S - класс S по 3.1.2 (6);

N - класс N по 3.1.2 (6);

R - класс R по 3.1.2 (6).

Требования к крепежным устройствам - №14 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 3.1 - Номограммы для определения коэффициента ползучести j(¥, t0) для бетона