СССР

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ВсесоюзНый научно-исследовательский институт транспортного строительства

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ СТЕРЖНЕВОЙ ТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЁННОЙ АРМАТУРЫ В ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ конструкциях АвтодороЖНЫх и гороДскиХ мостов

Москва 1971 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ОСНОВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ

4. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящее время проектирование железобетонных предварительно напряжённых конструкций, армированных термически упрочнённой арматурной сталью, производится в соответствии с «Указаниями по применению в железобетонных конструкциях стержневой арматуры» СН 390-69, утверждёнными Госстроем.

В настоящих «Рекомендациях», подготовленных в развитие этих «Указаний», содержатся данные, учитывающие специфику работы конструкций автодорожных и городских мостов.

«Рекомендации» разработаны лабораторией железобетонных мостов ЦНИИС на основе обобщения данных экспериментальных исследований, выполненных институтами: ЦНИИС, ЦНИИЧМ, МИСИ, НИИЖБ, ВНИИ-Железобетон и другими организациями, а также с учётом имеющегося опыта изготовления железобетонных конструкций с термически упрочнённой арматурой в гражданском и промышленном строительстве.

Обобщение материалов и подготовка текста «Рекомендаций» выполнены доктором техн. наук проф. Н.М. Колоколовым и кандидатами техн. наук А.И. Кедровым и А.Г. Прокопович.

«Рекомендации» рассмотрены и одобрены Техническим управлением Министерства транспортного строительства.

Замечания и предложения по «Рекомендациям» просьба направлять по адресу: Москва, И-329, Игарский проезд, 2,

Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства /ЦНИИ/.

1. ОСНОВНЫЕ положения

1.1. Настоящие «Рекомендации» разработаны в дополнение к «Указаниям по проектированию железобетонных и бетонных конструкций железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб» СН 365-67, в развитие Главы СНиП II-Д.7-62^х и «Указаний по применению в железобетонных конструкциях стержневой арматуры» СН 390-69.

Во всех случаях, не предусмотренных настоящими «Рекомендациями», следует руководствоваться требованиями указанных нормативных документов.

1.2. «Рекомендации» предназначены для использования при типовом и индивидуальном проектировании железобетонных предварительно напряжённых элементов автодорожных и городских мостов - пролётных строений длиной до 24 м, сквозных сборных ферм и опор, не подлежащих расчёту на выносливость, со стержневой арматурой периодического профиля классов A_Г-V- A_Г-V II, термически упрочнённой на металлургических заводах, выпускаемой по ГОСТ 10884-64 и ГОСТ 5781-61.

1.3. Стержневую термически упрочнённую арматуру классов A_Г-V - A_Г-V П рекомендуется применять во всех строительно-климатических зонах и в районах с расчетной сейсмичностью до 7 баллов включительно, в неагрессивной или слабоагрессивной средах - без ограничений, а арматуру класса А_г- VII - только в опытном порядке.

В. сейсмических районах допускается применять термически упрочнённую арматуру только классов А_г- V и А_г- VII, с относительным равномерным удлинением после разрыва dρ³2 %

1.4. Термически упрочненная арматура периодического профиля долена отвечать техническим требованиям ГОСT 10884-64 / Приложение 1/, а по сортаменту - ГОСТ 5781-61, в соответствии с профилем исходной стали класса А-III.

1.5. Термически упрочнённую арматурную сталь рекомендуется применять только в качестве предварительно напряжённой арматуры.

1.6. Для пролётных строений мостов с термически упрочнённой арматурой следует применять бетон марки не менее 400 кг/см², для других конструкций - не менее 800 кг/см².

1.7. Расчёт и конструирование предварительно напряжённых мостов с термически упрочнённой стержневой арматурой следует выполнять в соответствии с общими требованиями СНиП II-Д.7-62^Х, «Указаний» СH 866-67 и «Указаний» СН 390-69, с учётом настоящих «Рекомендаций», а для сейсмических районов - также с специальными нормами Проектирования сооружений в этих районах.

2. ОСНОВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ

2.1. Величина наибольшего контролируемого предварительного напряжения s_нк в термически упрочнённой арматуре, фиксируемого к концу её натяжения / до проявления потерь/ должна быть:

,

где  - нормативное сопротивление арматуры, принимаемое равным браковочному минимуму условного предела текучести s_0,2.

2.2 Расчётные сопротивления растянутой предварительно напряжённой термически упрочнённой арматуры при расчёте на прочность по первому предельному состоянию следует принимать по таблице 1, а сжатой, независимо от класса арматуры, - 8600 кг/см^2.

Таблица 1

Класс арматуры	Расчётные сопротивления, кг/см2
	при создании предварительных напряжений в бетоне, транспортировании и монтаже Rн1	В стадии эксплуатации, Rн2
Аг- V	6400	5750
Аг- VI	7600	6850
Аг- VII	9100	8200

Примечание Расчетные сопротивления арматуры, приведённые в таблице, определены как произведение нормативных сопротивлений  на соответствующие коэффициенты однородности к и коэффициенты условий работы m₁, и m₂, /приложение 2/.

2.3. Модуль упругости термически упрочненной арматуры при расчётах конструкций принимается равным  = 1900000 кг/см².

2.4. В расчётах железобетонных конструкций потери предварительного напряжения от релаксации термически упрочнённой арматуры при механическом способе натяжения рекомендуется определять по формуле:

s_рел = 0,1s_нк - 200 / в кг/см²/

2.5. При электротермическом способе натяжения термически упрочнённой арматуры потери предварительного напряжения от релаксации при контролируемых напряжениях  можно не учитывать, а при  - следует принимать равными 0,03s_нк.

Величины других потерь предварительного напряжения термически упрочненной арматуры и уменьшение этого напряжения вследствие упругого обжатия бетона следует определять согласно «Указаниям» СН 365-67.

2.6. В конструкциях с термически упрочнённой арматурой без анкерных закреплений, с передачей усилия предварительного напряжения арматуры за счет сцепления, длину l_ан зоны анкеровки рекомендуется приближённо принимать равной двадцати диаметрам напрягаемых стержней.

При этом изменение напряжений в арматуре условно принимают линейно возрастающим от нуля у торца элемента до конечной величины на длине l_ан.

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ

3.1. Напрягаемую продольную термически упрочненную арматуру рекомендуется, как правило, выполнять в виде прямолинейных стержней. Допускается применять криволинейную напрягаемую арматуру; при этом радиусы кривизны стержней принимают равными не менее 15d / где d - диаметр стержня/,а угол наклона стержней - не более 30°.

Перегибы стержней термически упрочнённой напрягаемой арматуры не допускаются.

3.2. Термически упрочненную арматуру всех классов применяют без специальных постоянных анкеров. Устройство временных технологических анкеров на концах арматурных плетей предусматривается с применением опрессованных шайб или инвентарных съёмных анкеров.

3.3. В чертежах железобетонных изделий, спецификациях и заказах металла стержни термически упрочнённой арматуры всех классов рекомендуется предусматривать мерной длины, в соответствии с ГОСТ 10884-64.

Для соединения стержней па длине, в случае необходимости, допускается применять несварные стыки, например, на спрессованных муфтах по типу "обжатая обойма", предложенному ВНИИ-Железобетоном. При этом основным требованием к стыкам является обеспечение равнопрочности стыка цельному стержню.

3.4. Натяжение термически упрочненной арматуры предусматривается на упоры: для арматур класса А_г-V - электротермическим или механическим способами, а для классов А_г-VI и А_г-VII - только механическим способом.

3.5. Рабочая арматура изгибаемых элементов пролетных строений располагается в пролете преимущественно по эпюре изгибающих моментов.

При электротермическом натяжении арматуры рекомендуется предусмотреть опирание концевых технологических анкеров стержней на парные поворотные / или выдвижные/ упоры, выводимые из бетона после его твердения: для стержней, обрываемых по эпюре моментов - в местах обрывов, а для стержней, не обрываемых в пролёте - вблизи его торцов. При этом длина участка от торца изделия до опорной плоскости упора должна быть не менее четырех диаметров стержня.

Примечание. Примеры конструкций упоров приведены в «Указаниях» ВСН 117-68.

3.6. При механическом натяжении стержней один конец стержня, обрываемого по эпюре моментов, в месте его обрыва опирается на упор, а второй конец выводится за торец элемента к захватному устройству домкрата /для симметричного стержня опирание на упор производится с противоположной стороны балки/.

При соответствующем обосновании это последнее решение может быть применено и при электротермическом натяжении арматуры. В этом случае конец стержня, выведенном за торец элемента, может опираться на неподвижный или подвижной упор.

3.7. Защитный слой в свету между поверхностью бетона конструкции и напрягаемой арматурой на опорных участках следует принимать равным не менее двух диаметров арматуры и не менее: для балок - 40 мм, для остальных конструкций - 80 мм. Максимальная величина защитного слоя ограничивается величиной 5 см для стержней диаметрами до 86 мм и 6 см - для диаметра 28 мм, с постановкой в последнем случае дополнительной продольной конструктивной арматуры по контуру сечения.

3.8. Минимальные расстояния в свету между стержнями напрягаемой арматуры должны назначаться:

а/ не менее 3 см и не менее 1,5 диаметров стержней по всей длине конструкции - при расположении стержней в три и более рядов, и в пределах зоны передачи усилия на бетон - при любом числе рядов;

б/ не менее 8 см - в остальных случаях.

3.9. При армировании конструкций с термически упрочнённой арматурой рекомендуется применять каркасы, в которых вся монтажная и распределительная арматура соединена сваркой / в соответствии с п. 5.10 "Указаний" СН 365-67/.

3.10. В пределах околоопорных участков балочных конструкций рекомендуется, в соответствии с расчётом на местные напряжения, устраивать опорные тумбы или увеличивать ширину сечения концов элемента на участке, равном не менее двадцати диаметрам продольной арматуры, и устанавливать дополнительную поперечную ненапрягаемую арматуру в виде сварных сеток или спиралей

Шаг поперечных сеток или витков спиралей должен быть не более 8-10 см, из стержней не менее: для спиралей - 6 мм, для хомутов и сеток - 8 мм.

3.11. В зонах расположения выдвижных упоров при изготовлении изгибаемых элементов пролётных строений и термически упрочнённой арматурой рекомендуется устанавливать дополнительную арматуру в виде спиралей, поперечных и продольных стержней, расположенных по контуру ниши упора, в соответствии с п. 5.9 "Указаний" СН 365-67.

3.12. Концы стержней напрягаемой арматуры, выступающие из бетона на торцах элементов, должны быть обетонированы. При этом бетон должен иметь марку не ниже 800 и быть надёжно связан с конструкцией выпусками арматуры.

4. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИзВоДсТВУ РАБОТ

3.13. Термически упрочнённая арматура, независимо от наличия сертификатов и данных заводских испытаний, должна непосредственно перед употреблением подвергаться контрольной приёмке предприятием - потребителем, в соответствии с требованиями СНиП Ш-Д.2-62 и "Указаний " ВСН-117-65/ Минтрансстрой СССР для стали класса А-1У.

3.14. Термически упрочнённую арматуру надлежит хранить на стеллажах в закрытых сухих помещениях, раздельно каждую партию.

3.15. При заготовке стержней термически упрочнённой арматуры следует принимать меры по предохранению их от механических повреждений, поджогов в контактах устройств для электротермического натяжения, а также от попадания брызг расплавленного металла.

3.16. Для проверки конструкции и качества выполнения стыков арматуры перед началом изготовления конструкций и в процессе их изготовления следует производить испытания образцов стержней со стыками на растяжение. Образцы изготовляют длиной не менее 300 мм, причём стык должен быть расположен в середине длины образца.

Количество образцов для контроля прочности стыков испытанием на разрыв должно быть не менее трех от каждой партии стыкованных стержней. За партию принимают количество арматурных стержней, включающих до ста однотипных стыков, выполненных в одинаковых условиях при одном и том же режиме стыкования. Предел прочности каждого образца должен быть не ниже браковочного минимума предела прочности при растяжении стали данного класса.

При неудовлетворительных результатах испытания образцов на разрыв производятся повторные испытания на удвоенном количестве образцов.

Если и в последнем случае результаты испытания окажутся неудовлетворительными, следует изменить конструкцию стыка или режим стыкования.

3.17. Натяжение термически упрочненной арматуры электротермическим или механическим способами осуществляют в соответствии с требованиями нормативных документов по технологии изготовления предварительно напряжённых железобетонных конструкций СНиП-Д.2-62, ВСН-79-62 и ВСН-117-65.

Максимальная температура электронагрева при натяжении термически упрочнённой арматуры электротермическим способом не должна превышать 400°С, а при наличии экспериментального обоснования - 450°С, в соответствии с п. 3.14 "Указаний" СН 390-69.

3.18. При применении криволинейной термически упрочнённой арматуры в пределах криволинейного участка стержня должна быть предусмотрена установка упоров-ограничителей, обеспечивающих плавное изменение его направления.

3.19. Усилия предварительного напряжения арматуры с упоров на бетон следует передавать плавно, предусматривая для этого специальные устройства.

Мгновенная передача усилий предварительного напряжения на бетон, как правило, не допускается.

3.20. Проекты конструкций с термически упрочнённой арматурой необходимо снабжать рекомендациями о том, что для повышения коррозиестойкости элементов при их изготовлении следует обращать особое внимание на обеспечение высокой плотности бетона и проектных величин защитных слоев. Рекомендуется назначать водоцементное отношение , а расход цемента - не менее 350 кг/м³ и не более 450 кг/м³

3.21 Применение термически упрочнённой арматуры в агрессивных средах допускается при обязательном соблюдении требований по защите арматуры, предусмотренных "Указаниями по проектированию антикоррозийной защиты строительных конструкций промышленных зданий в производствах с агрессивными, средами" /СH 263-67/

Приложение 1

Основные механические свойства термически упрочненной стержневой арматуры

Класс термически упрочнённой стали	Диаметры стержней d, мм	Временное сопротивление разрыву sр	Условный предел текучести s0,2	Относительное удлинение при разрыве ds%	Испытание на загиб в холодном состоянии /d-диаметр стержня, с-диаметр оправки/
		кг/мм2	кг/мм2
		не менее
Аг-V	10 - 28	105	80	7	45°С при с = 5 d
Аг-VI		120	100	6
Аг-VII		140	120	5

Примечание: Условный предел текучести s_0,2 определяется в соответствии с требованиями ГОСТ 12004-66.

Приложение 2

Коэффициенты однородности к и коэффициенты условий работы m₁ и m₂

термически упрочненной стержневой арматуры

Класс арматуры	При создании предварительных напряжений в бетоне транспортировании и монтаже			В стадии эксплуатации
	к	m1	m2	к	m1	m2
Аг-V	0,80	1.0	1,0	0,80	0,9	1,0
Аг-VI			0,95			0,95
Аг-VII

Примечание Коэффициенты однородности к и коэффициенты условий работы m₂ приняты в соответствии с "Указаниями " СН 390-69; коэффициенты условий работы m₁ приняты по "Техническим условиям" СН 200-62.