Конструкції будівель і споруд. БЕТОННІ І ЗАЛІЗОБЕТОННІ КОНСТРУКЦІЇ ГІДРОТЕХНІЧНИХ СПОРУД ВСН В.2.6-33-2.3-01-99 (рус.)

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ УКРАИНЫ

Государственный комитет Украины

по водному хозяйству

(Госводхоз Украины)

Киев - 1999

РАЗРАБОТАНЫ: Украинской государственной  академией водного хозяйства (д.т.н.

   проф. Бабич Е.М.  руководитель  темы;   к.т.н.  проф. Макаренко

Л.П.; к.т.н. доц. Масюк Г.Х.) при участии Киевского технического университета строительства и архитектуры (д.т.н. проф. Барашиков А.Я.), Украинского главного арендного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института «Укрводпроект» (инженеры Забулонский А.Ф., Радченко Н.В.)

ВНЕСЕНЫ: Управлением  научно-технического  прогресса   Государственного

комитета  Украины  по водному хозяйству (к.т.н. Лелявский В.В.)

УТВЕРЖДЕНО И

ВВЕДЕНО В ДЕЙСТВИЕ:      Приказом Госводхоза

         Украины

         от 27.09.99 г. № 134

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ УКРАИНЫ

Конструкции зданий и сооружений БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ГИДРОТЕХНИЧЕС- КИХ СООРУЖЕНИЙ

ВСН  В.2.6.-33-2.3-01-99 Вводятся впервые

Данные нормы распространяются на бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений, которые подвергаются постоянному или периодическому воздействию водной среды.

Элементы бетонных и железобетонных конструкций, которые не поддаются влиянию водной среды, необходимо проектировать в соответствии со СНиП 2.03.01; бетонные и железобетонные  конструкции мостов и труб, расположенных под насыпями автомобильных и железных дорог в соответствии со СНиП 2.05.03; тоннелей гидротехнических в соответствии со СНиП 2.06.09.

В проектах сооружений, предназначенных для строительства в сейсмических районах, а также на просадочных и набухающих грунтах должны быть соблюдены дополнительные требования, устанавливаемые нормативными документами.

Перечень нормативных документов, на которые есть ссылки в этих нормах, приведены в дополнении 1.

Основные буквенные обозначения приведены в дополнении 2.

1.  ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Бетонные и железобетонные конструкции должны отвечать своему назначению и сохранять необходимые эксплуатационные качества на протяжении определенного срока службы.

При проектировании бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений необходимо придерживаться СНиП 2.06.01, бетонных и железобетонных конструкций для гидромелиоративных систем и сооружений СНиП 2.06.03, подпорных стен, судоходных шлюзов, рыбопропускных и рыбозащитных сооружений СНиП 2.06.07, а также норм проектирования отдельных видов гидротехнических сооружений.

1.2. Выбор типа бетонных и железобетонных конструкций (монолитных, сборных, сборно-монолитных) необходимо выполнять, исходя из условий технико-экономической целесообразности их использования в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, энергоемкости, трудоемкости и стоимости строительства.

Типы конструкций, основные размеры их элементов необходимо принимать на основании сравнения технико-экономических показателей вариантов.

1.3. Конструкции узлов и соединений в сборных конструкциях должны обеспечивать надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыкования, а также связь дополнительно уложенного бетона в  стык с бетоном конструкций.

С.2  ВСН  В.2.6.-33-2.3-01-99

1.4. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, которые недостаточно апробированы в практике проектирования и строительства и в которых напряженно-деформированное состояние с необходимой достоверностью расчетом определить невозможно, необходимо проводить исследования.

1.5. Соответствие назначению и сохранение эксплуатационных качеств бетонных и железобетонных конструкций на протяжении определенного срока службы необходимо обеспечивать выполнением требований по безопасности, эксплуатационной пригодности, технологичности, сопротивлением локальным разрушениям и аварийным влияниям.

1.6. Безопасность, эксплуатационная пригодность, технологичность, сопротивление локальным разрушениям и аварийным влияниям бетонных и железобетонных конструкций должна обеспечиваться выполнением требований к материалам (бетона и арматуры), требований к расчету, конструктивных, технологических и эксплуатационных требований.

1.7. Бетонные и железобетонные конструкции в соответствии  с нормами проектирования гидротехнических сооружений должны быть обеспечены с необходимой надежностью от наступления установленных видов предельных состояний на стадии изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации на протяжении установленного срока службы.

1.8. Надежность бетонных и железобетонных конструкций при проектировании  необходимо устанавливать полувероятностным методом расчета путем использования расчетных значений нагрузок и воздействий, расчетных характеристик материалов (бетона и арматуры), которые определяются при помощи соответствующих коэффициентов надежности до нормативных значений этих характеристик с учетом класса ответственности сооружений.

Нормативные значения характеристик материалов устанавливаются с учетом их изменчивости и массивности конструкций.

Расчетные характеристики материалов устанавливаются в зависимости от вида  предельного состояния при помощи соответствующих коэффициентов надежности.

Расчетные значения нагрузок и воздействий устанавливаются в зависимости от предельных состояний и расчетных ситуаций.

1.  МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ

Требования к бетону

2.1. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций должен быть установлен вид и показатели качества бетона. В зависимости от назначения конструкций для их изготовления используются конструкционные и специальные виды бетонов.

 

ВСН  2.6.-33-2.3-01-99  С.3

2.2.Показатели качества бетона принимаются в соответствии с расчетами и условиями эксплуатации с учетом среды и защитных свойств бетона в отношении к принятому виду арматуры.

Как основные показатели качества бетона принимаются: класс по прочности на сжатие В; класс по прочности на растяжение Bt; марка по морозостойкости F; марка по водонепроницаемости W; марка по средней плотности D.

2.3. Показатели качества бетона должны обеспечиваться соответствующим выбором материалов, определением состава бетонной смеси, технологическим регламентом изготовления и контролироваться при изготовлении конструкций.

Необходимо предусматривать широкое использование добавок поверхностно-активных веществ (СДБ, СНВ, LXD и др.), а также использование как активную минеральную добавку золы-уноса тепловых электростанций.

2.4. Бетон для бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений должен удовлетворять требованиям ДСТУ БВ.2.7-43. В случае использования добавок их влияние на качество бетонной смеси и бетона должно определяться согласно ДСТУ БВ.2.7-65.

Цемент, который используется для гидротехнического бетона, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 10178.

Крупный заполнитель для бетонов должен удовлетворять требованиям ДСТУ БВ.2.7-75, мелкий заполнитель ДСТУ БВ.2.7-32, зола-унос ГОСТ 25818, вода ГОСТ 23732.

При соответствующем обосновании для отдельных конструкций с целью снижения нагрузки от собственного веса целесообразно использовать легкие бетоны, которые должны удовлетворять требованиям ДСТУ БВ.2.7-18.

При изготовлении конструкций контроль прочности бетона должен осуществляться согласно ГОСТ 18105.

2.5. К бетону конструкций гидротехнических сооружений необходимо предъявлять требования, которые указываются в проектах и подтверждаются экспериментальными исследованиями: на предельную растяжимость отсутствие вредного взаимодействия щелочей цемента с заполнителями, сопротивление стиранию потоком воды с донными и взвешенными наносами, стойкость против кавитации и химических влияний, тепловыделению во время твердения бетона.

Классы и марки бетона

 2.6. Класс бетона по прочности на сжатие соответствует значению гарантированной его прочности, МПа, с обеспеченностью 0,95. В массивных сооружениях допускается использовать бетон с значениями гарантированной прочностью с обеспеченностью 0,9.

В проектах необходимо предусматривать такие классы бетона по прочности на сжатие: В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В60.  2.7. Классы бетона по прочности на  осевое  растяжение  устанавливают  в  тех

случаях,    когда    она    имеет    главенствующее    значение    и  контролируется   на

производстве.

С.4  ВСН  2.6.-33-2.3-01-99

Класс бетона по прочности на осевое растяжение Bt соответствует гарантированному значению его прочности, МПа с обеспеченностью 0,95.

В проектах необходимо предусматривать такие классы бетона по прочности на осевое растяжение: Вt 0,8; Вt 1,2; Вt 1,6; Вt 2; Вt 2,4; Вt 2,8; Вt 3,2.

2.8. Марка бетона по морозостойкости F соответствует гарантированному числу периодических циклов замораживания и оттаивания без снижения показателей качества бетона.

В проектах предусматривают такие марки бетона по морозостойкости: F 50;   F 75;  F 100;  F 150;  F 200;  F 200;  F 400;  F 500;  F 600.

Марку бетона по морозостойкости необходимо назначать в зависимости от климатических условий и количества расчетных циклов замораживания и оттаивания в течение года (по данным длительных наблюдений) с учетом эксплуатационных условий. Для энергетических сооружений марку бетона по морозостойкости при количестве циклов попеременного замораживания и оттаивания до 50 включ., свыше 50 до 75 включ., свыше 75 до 100 включ., свыше 100 до 150 включ., свыше 150 до 200 включительно необходимо принимать соответственно F 50; F 100; F 150; F 200; F 300. При количестве циклов свыше 200 необходимо применять специальные виды бетонов или конструктивную теплозащиту.

2.9. Марка бетона по водопроницаемости соответствует значению давления воды в МПа, которое выдерживает бетон без просачивания воды. В проектах необходимо предусматривать такие марки бетона по водонепроницаемости: W2; W4; W6; W8; W10; W12; W16; W18; W20.

Марку бетона по водонепроницаемости определяют в зависимости от градиента напора, который равен отношению максимального напора в метрах до толщины конструкции (или расстоянию от напорной грани до дренажа) в метрах, и температуры воды, 0С, которая касается конструкции, в соответствие с таблицей 1. При наличии агрессивной среды марку бетона по водонепроницаемости назначают согласно СНиП 2.03.11.

Таблица 1 Марки бетона по водонепроницаемости

Температура воды, 0С	Марка бетона по водонепроницаемости при градиентах Напора
		до 5 включительно	свыше 5 до 10 включительно	свыше 10 до 20 включительно	свыше 20 до 30 включительно
До 10 включительно	W2	W4	W6	W8
Свыше10 до30 включ.	W4	W6	W8	W10
Свыше 30	W6	W8	W10	W12
Примечание. Для конструкций с градиентом напора свыше 30 следует назначать Марку бетона по водонепроницаемости W16 и выше.

ВСН  В.2.6.-33-2.3-01-99  С.5

2.10. Марка бетона по средней плотности D соответствует гарантированному значению объемного веса бетона в сухом состоянии в кг/м3. Для легких бетонов используют такие марки бетонов по средней плотности: D800, D900, D1000, D1200, D1300, D1400, D1500, D1600, D1800, D1900, D2000.

2.11. При надлежащем обосновании допускается устанавливать промежуточные значения классов бетона по прочности,  также применение бетонов классов В40 и выше.

2.12. Срок твердения (возраст) бетона, который соответствует его классам по прочности на сжатие, осевое растяжение и марке по водонепроницаемости, принимается, как правило для конструкций речных гидротехнических сооружений 180 суток, для сборных и монолитных конструкций морских и речных портовых сооружений 28 суток. Возраст бетона, который отвечает его марке по морозостойкости, принимается 28 суток, для массивных конструкций, которые возводятся  в теплой опалубке 60 суток.

Если известны сроки фактического нагружения  конструкций, способы их возведения, условия твердения бетона, вид и качество цемента, который используется, то допускается устанавливать класс бетона в ином возрасте.

Для сборных конструкций, в том числе предварительно напряженных, отпускную прочность бетона на сжатие необходимо принимать согласно соответствующим нормативным документам, но не меньше 70% прочности принятого класса бетона.

2.13. Для железобетонных элементов из тяжелого бетона, которые рассчитываются на действие многократно повторяющихся нагрузок, и железобетонных сжатых стержневых конструкций (набережные в виде эстакад на сваях, сваях-оболочках и т.п.) следует применять бетон класса по прочности не ниже В15.

2.14. Для предварительно напряженных элементов следует применять бетон класса по прочности на сжатие: не ниже В15 для конструкций со стержневой арматурой; не ниже В30 для элементов, которые заглубляются в грунт забиванием или вибрированием.

2.15. Если по технико-экономическим расчетам для повышения водонепроницаемости бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений целесообразно применять бетон на напрягающемся цементе, то классы и марки такого бетона необходимо принимать в соответствии с СНиП 2.03.01.

Нормативные и расчетные характеристики бетона

2.16. Обеспеченность нормативных значений прочностных характеристик бетона конструкций определяется с учетом их изменчивости, но не меньше 0,95.

Нормативные значения деформационных характеристик бетона назначаются равными своим средним значениям с обеспеченностью не менее 0,5.

2.17. Как основные прочностные характеристики бетона при проектировании бетонных     и     железобетонных      конструкций       принимаются       нормативные

значения:   сопротивление    бетона    осевому   сжатию Rbn;  сопротивление    бетона

С.6  ВСН  В.2.6.-33-2.3-01-99

осевому растяжению Rbtn.

Нормативное значение сопротивления бетона осевому сжатию и растяжению при назначении класса бетона по прочности на осевое сжатие приведены в таблице 2. Нормативные значения сопротивления бетона осевому растяжению Rbtn при назначении класса бетона по прочности на осевое растяжение совпадают с показателями класса бетона Bt.

2.18 Расчетные  значения основных прочностных характеристик бетона для предельных состояний первой и второй групп расчетное сопротивление бетона осевому сжатию Rb; Rb,ser и расчетное сопротивление бетона осевому растяжению Rbt; Rbt,ser определяются делением нормативных значений бетона осевому сжатию и растяжению на соответствующие коэффициенты надежности по бетону при сжатии и растяжении ?bc и ?bt , значения которых принимаются в зависимости от назначения конструкций но не меньшими следующих значений: при расчете конструкций по предельным состояниям первой группы для  тяжелых, мелкозернистых и легких бетонов при назначении класса бетона по прочности на сжатие - ?bc ? 1,3; ?bt ? 1,5; то же при назначении класса бетона по прочности на растяжение - ?bt ? 1,3; при расчете конструкций по предельным состояниям второй группы -  ?bc ? 1,0; ?bt ? 1,0.

Расчетные сопротивления бетона Rb и Rbt при назначении класса бетона по прочности для предельных состояний первой группы приведены в таблице 3, а для предельных состояний второй группы Rb,ser и Rbt,ser в таблице 2.

Расчетные значения сопротивления бетона осевому растяжению Rbt при назначении класса бетона по прочности на растяжение Bt принимают следующими:

Класс бетона             Bt 0,8    Bt 1,2    Bt 1,6    Bt 2,0    Bt 2,4    Bt 2,8    Bt 3,2

 Rbt, МПа                       0,62      0,93      1,25      1,55      1,85       2,15      2,45

2.19. При расчетах бетонных и железобетонных конструкций расчетные сопротивления бетона Rb и Rbt необходимо умножать на коэффициенты условий работы ?bi , которые принимаются в соответствии с таблицей 4, а в случаях расчета на выносливость в соотвестствии с таблицей 5.

2.20. Расчетное сопротивление бетона при всестороннем сжатии  Rba, МПа, следует определять по формуле

                                                                                         (1)     

где ? - коэффициент, который принимается на основании экспериментальных исследований; при их отсутствии для бетонов классов по прочности на сжатие В15, В20, В25 коэффициент ? допускается принимать равным

 ?1 наименьшее по абсолютному значению главное напряжение, МПа;

 ?2 коэффициент эффективной пористости.

Для сооружений І и ІІ классов значения коэффициента ?2 следует определять экспериментальным путем. При отсутствии экспериментальных данных коэффициент ?2 принимают равным 0,7 при ?1 ? 0,4Rb;  0,5 при ?1 ? 0,4Rb.

2.21. Основной деформационной характеристикой бетона при проектировании бетонных и   железобетонных   конструкций   принимается    нормативное   значение

Таблица 2 Нормативные значения прочностных характеристик бетона Rbn, Rbtn и расчетные сопротивления бетона                        

  для предельных состояний второй группы Rb,ser и Rbt,ser, МПа

Вид соп- ротивления	Вид бетона	Класс бетона по прочности на сжатие
				В5	В7,5	В10	В12,5	В15	В20	В25	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
	Сжатие осевое (призмен- ная проч- ность) Rbn,  Rb,ser	Тяжелый и мелкозер- нистый	3,5	5,5	7,5	9,5	11,0	15,0	18,5	22,0	25,5	29,0	32,0	36,0	39,5	43,0
		Легкий	3,5	5,5	7,5	9,5	11,0	15,0	18,5	22,0	25,5	29,0
	Растяжение осевое Rbtn, Rbt,ser	Тяжелый	0,55	0,70	0,85	1,00	1,15	1,40	1,60	1,80	1,95	2,10	2,20	2,30	2,40	2,50
		Мелкозер- нистый  ес- тественного твердения	0,55	0,70	0,85	1,00	1,15	1,40	1,60	1,80	1,95	2,10
		Легкий на плотном мелком заполнителе	0,55	0,70	0,85	1,00	1,15	1,40	1,60	1,80	1,95	2,10

                       

ВСН  2.6.-33-2.3-01-99  С.9

начального модуля упругости бетона Ebn. В необходимых случаях могут быть установлены дополнительные деформативные характеристики бетона из числа принятых показателей качества.

Расчетные значения начального модуля упругости Еb для предельных состояний первой и второй групп принимают такими, которые равны его нормативным значениям, за исключением особо обусловленных случаев. Расчетные значения Еb для бетона тонкостенных стержневых и плитных элементов для всех случаев приведены в таблице 6, для массивных в таблице 7.

Таблица 4 Коэффициенты условий работы бетона

Факторы, обуславливающие введение коэффициентов условий работы	Коэффициенты условий работы бетона ?bi
		Условное обозначение	Значение
Особые сочетания нагрузок для бетонных конструкций Многократное повторение нагрузок Железобетонные конструкции Бетонные конструкции:        - внецентренно сжатые елементы, не подверженные действию агрессив- ной среды и не воспринимающие напор воды, рассчитываемые без учета сопротивления растянутой зоны сечения  другие бетонные элементы Влияние двухосного сложного напряженного состояния сжатие-растяжение на прочность бетона	?b1 ?b2 ?b3 ?b4 ?b4 ?b5	1,1 В соответствии с таблицей 5 1,1 1,2 0,9 По формуле (109)
Примечание. При наличии нескольких факторов, действующих одновременно, в расчет вводят произведение соответствующих коэффициентов условий работы, но оно не должно быть менее 0,45.

1.  Модуль сдвига бетона Gb следует принимать равным Gb=0,4Eb.

Начальный коэффициент поперечной деформации бетона (коэффициент Пуассона) принимается равным: для массивных конструкций 0,15; для стержневых и плитных конструкций 0,20.

С.10.  ВСН  В.2.6.-33-2.3-01-99

Таблица 5 Коэффициенты условий работы бетона ?b2 при многократно

  повторяющейся нагрузке

Коэффициент ассиметрии цикла, ?b	Состояние бетона по влажности
		Естественной влажности	Водонасыщенный
0-0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 ? 0,8	0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00	0,45 0,50 0,60 0,70 0,80 0,85 0,95 1,00
Примечание. Коэффициент ?b равен ?b = ?b,min и ?b,max соответственно наименьшее и наибольшее напряжения в бетоне в пределах цикла изменения нагрузки.

Плотность тяжелого бетона при отсутствии экспериментальных данных допускается принимать равной 2,3…2,5 т/м3.

Требования к арматуре

2.23 При проектировании бетонных и железобетонных конструкций должны быть установлены вид и показатели качества арматуры.

2.34. Для бетонных и железобетонных конструкций в зависимости от назначения должна применяться стальная арматура, которая ссответствует ГОСТ 5781, ГОСТ 7348, ГОСТ 10884, следующих основных видов:

- стержневая горячекатанная гладкая класса А-І и периодического профиля классов А-ІІ, А-ІІІ, А-ІV, А-V, А-VII;

- термически и термомеханически упрочненная периодического профиля классов Ат ІІІС, Ат-IVС, Ат-VCK, Ат-VII;

- упрочненная вытяжкой класса А-ІІІв;

- проволочная холоднотянутая и холоднокатанная периодического профиля и гладкая классов Вр-І, ВР-ІІ, В-ІІ;

- арматурные канаты классов К-7; К-19.

Для закладных деталей используют, как правило, прокатную углеродистую сталь.

Арматурная сталь классов А-ІІІв, A-IV, А-V, A-VI, Bp-II, B-II, K-7, K-19 рекомендуется применять для предварительно напряженных конструкций при соответствующем обосновании.

2.25. Показатели  качества арматуры должны  устанавливаться соответственно

Таблица 6 Начальные модули упругости бетона при сжатии и растяжении Еb ?10-3, МПа

Вид бетона	Класс бетона по прочности на сжатие
		B5	В7,5	В10	В12,5	В15	В20	В25	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Тяжелый естественного твердения, подвергнутый теп- ловой обработке при атмосферном давлении	13,0 11,5	16,0 14,5	18,0 16,0	21,0 19,0	23,0 20,5	27,0 24,0	30,0 27,0	32,5 29,0	34,5 31,0	36,0 32,5	37,5 34,0	39,0 35,0	39,5 35,5	40,0 36,0
Мелкозернистый естественного твердения	10,0	13,5	15,5	17,5	19,5	22,0	24,0	26,0	27,5	28,5
Легкий марки по средней плотности D: 1200 1400 1600 1800 2000	7,6 8,8 10,0 11,2 -	8,7 10,0 11,5 13,0	9,5 11,0 12,5 14,0 14,5	10,0 11,7 13,2 14,7 16,0	10,5 12,5 14,0 15,5 17,0	13,5 15,5 17,0 19,5	14,5 16,5 18,5 21,0	15,5 17,5 19,5 22,0	18,0 20,5 23,0	21,0 23,5
Примечание. Для напрягающегося бетона значения Eb принимают как для тяжелого бетона с умножением на Коэффициент ? = 0,56 + 0,006 В.

Внимание! Это не полная версия документа. Полная версия доступна для скачивания.