СН 511-78

Инструкция по проектированию самонапряженных железобетонных конструкций.
часть 1
часть 2
часть 3
Инструкция
по проектированию самонапряженных железобетонных конструкций.
СН 511-78
Утверждена постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 20 декабря 1978 г. № 240
Инструкция по проектированию самонапряженных железобетонных конструкций. СН 511-78. Утв.: 20.12.78/Госстрой СССР.
«Инструкция по проектированию самонапряженных железобетонных конструкций» (СН 511-78) разработана НИИЖБ Госстроя СССР с участием ЦНИИПромзданий Госстроя СССР.
Инструкция составлена в дополнение к главе СНиП II -21-75 «Бетонные и железобетонные конструкции» и содержит специфичные требования, отражающие особенности проектирования железобетонных конструкций из бетона плотной структуры на напрягающем цементе (НЦ).
Редакторы – инж. В. М. Скубко (Госстрой СССР), д-р техн. наук, проф. В. В. Михайлов и канд. техн. наук Л. И. Будагянц (НИИЖБ Госстроя СССР).

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Самонапряженные железобетонные конструкции — конструкции, предварительное напряжение которых создается в процессе твердения бетона на напрягающем цементе (НЦ) за счет расширения бетона и натяжения в результате этого находящейся в конструкции арматуры или возникает при иных видах стеснения деформаций расширения указанного бетона при его твердении (например, в стыках элементов конструкций, отверстиях и т. п).
1.2. Требования настоящей Инструкции должны соблюдаться при проектировании самонапряженных железобетонных конструкций, выполняемых из крупнозернистого бетона плотной структуры, на плотных заполнителях, естественного твердения или подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении, и предназначенных для работы при систематическом воздействии температур не выше 50 и не ниже минус 70° С.
Примечание . Проектирование самонапряженных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов, а также конструкций, выполняемых из особо тяжелого бетона и из бетонов на специальных заполнителях или смешанном вяжущем, следует вести согласно требованиям соответствующих нормативных документов.

1.3. Самонапряженные железобетонные конструкции должны предусматриваться исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом следующих особенностей данных конструкций:
повышение трещиностойкости или уменьшение размеров сечений элементов за счет самонапряжения конструкций в результате расширения бетона на напрягающем цементе без применения дополнительных устройств, машин и механизмов (например, элементы, воспринимающие давление жидкостей или газов; конструкции, эксплуатируемые в грунте ниже уровня грунтовых вод; емкостные сооружения и стыки элементов этих сооружений; безрулонные кровли и т. п.);
обеспечение повышенной непроницаемости конструкций при действии гидростатического давления без устройства гидроизоляции за счет плотной структуры данного бетона;
увеличение расстояния между деформационными швами и сокращение их количества в протяженных сооружениях за счет повышенной прочности данного бетона на осевое растяжение (например, спортивные сооружения).
Самонапряженные железобетонные конструкции целесообразно предусматривать также в тех случаях, когда предварительное напряжение поперечной и косвенной арматуры выполнить другими способами трудоемко и технически сложно (например, колонны со спиральной арматурой в зданиях и сооружениях под большими нагрузками).
1.4. Самонапряженные железобетонные конструкции, указанные в п. 1.1 настоящей Инструкции, следует проектировать как железобетонные конструкции из тяжелого бетона в соответствии с положениями главы СНиП II -21-75 и с учетом указаний настоящей Инструкции.
1.5. Самонапряженные железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды, необходимо проектировать с учетом дополнительных требований, предъявляемых главой СНиП по защите строительных конструкций от коррозии к конструкциям из тяжелого бетона.
При воздействии на конструкции среды с содержанием сульфатов в пересчете на ионы до 5000 мг/л допускается не предусматривать специальной изоляции.
При более высоком содержании сульфатов защитные слои конструкции должны выполняться с добавкой асбестового или базальтового волокна в количестве 1–2%; в массивных сооружениях взамен этого могут использоваться плиты-оболочки, изготовленные также с асбестовым или базальтовым волокном.
1.6. При проектировании самонапряженных железобетонных конструкций следует учитывать требования по технологии приготовления бетона на напрягающем цементе (НЦ), а также особенности производства данных работ.
2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
2.1. Для самонапряженных железобетонных конструкций должен предусматриваться бетон на напрягающем цементе марок НЦ-20 и НЦ-40, отвечающем требованиям технических условий, утвержденных в установленном порядке.
2.2. Бетон следует предусматривать следующих проектных марок:
а) по прочности на сжатие – М 200, М 250, М 300, М 350, М 400, М 450, М 500, М 600, М 700 и М 800 (при этом проектные марки М 250, М 350 и М 450 следует предусматривать при условии, что это приводит к экономии цемента по сравнению с применением бетона проектных марок соответственно М 300, М 400, М 500 и не снижает другие технико-экономические показатели конструкций);
б) по прочности на осевое растяжение – Р 20, Р 25, Р 30, Р 35, Р 40, Р 45, Р 50, Р 55, Р 60;
в) по морозостойкости – Мрз 100, Мрз 150, Мрз 200, Мрз 300, Мрз 400;
г) по самонапряжению – Сн 6, Сн 8, Сн 10, Сн 12, Сн 15, Сн 20, Сн 25, Сн 3О, Сн 40.
Марка по водонепроницаемости бетона на напрягающем цементе обеспечивается не ниже В 12 и в проектах может не оговариваться.
Примечания: 1. Проектные марки бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение определяются как для тяжелого бетона по ГОСТ 10180– 74; проектные марки по морозостойкости – по ГОСТ 10060– 76.
2. За проектную марку бетона по самонапряжению Сн принимается самонапряжение бетона, кгс/см2 , контрольных образцов-призм размером 10х10х40 см, изготовленных и испытанных в соответствии с методикой, изложенной в приложении.
3. Проектные марки бетона по самонапряжению выше Сн 20 могут предусматриваться при подтверждении обеспеченности объекта цементом марки НЦ-40.
4. Проектные марки бетона по самонапряжению Сн 20 и Сн 40 при использовании соответственно цемента марок НЦ-20 и НЦ-40 могут назначаться только для конструкций, эксплуатируемых после их возведения во влажных условиях или в воде.
5. При выборе проектной марки бетона по самонапряжению следует учитывать положения пп. 3.4 и 4.7 настоящей Инструкции.
2.3 . Проектная марка бетона по прочности на сжатие в зависимости от типа конструкций, вида и класса применяемой арматуры должна приниматься не ниже указанной в табл. 7 главы СНиП II -21-75.
2.4. Расчетные сопротивления бетона на напрягающем цементе для предельных состояний первой и второй групп, а также коэффициенты условий работы и начальные модули упругости бетона следует принимать как для тяжелого бетона в соответствии с указаниями главы СНиП II -21-75.
Для случаев, когда проектная марка бетона по прочности на осевое растяжение является определяющей, назначается при проектировании конструкций и контролируется на производстве, соответствующие ей нормативные и расчетные сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний первой и второй групп должны приниматься по табл. 1 настоящей Инструкции.
Таблица 1

Величина самонапряжения бетона в зависимости от проектной марки бетона на напрягающем цементе по самонапряжению приведена в табл. 2 настоящей Инструкции.
Таблица 2

2.6. Для армирования самонапряженных железобетонных конструкций следует преимущественно применять:
а) стержневую горячекатаную арматурную сталь классов А-III , A-IV, A-V;
б) стержневую термически упрочненную арматурную сталь классов A т-IV и A т-V;
в) обыкновенную арматурную проволоку классов Вр-I и В-I диаметром 3–5 мм;
допускается также применять:
г) стержневую горячекатаную арматурную сталь классов А-II и А-I ;
д) стержневую термически упрочненную арматурную сталь класса A т-VI;
е) высокопрочную арматурную проволоку классов В-II, Вр-II и арматурные канаты класса К-7.
Арматуру классов А-III , А-II , А-I , Вр-I и В-I рекомендуется применять в виде сварных каркасов и сварных сеток.
2.7. Выбор арматурных сталей следует производить в зависимости от типа конструкции, степени предварительного напряжения арматуры, условий возведения и эксплуатации конструкций в соответствии с требованиями пп. 2.24 и 2.25 главы СНиП II-21-75 и с учетом пп. 3.1 и 3.5 настоящей Инструкции.
2.8. Нормативные и расчетные характеристики арматуры, а также коэффициенты условий работы арматуры следует принимать в соответствии с указаниями пп.2.26-2.31 главы СНиП II -21-75.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЙ В БЕТОНЕ И АРМАТУРЕ В ПРОЦЕССЕ САМОНАПРЯЖЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ
3.1. Напряжения обжатия бетона в процессе самонапряжения конструкции в зависимости от проектной марки бетона по самонапряжению, коэффициента и характера армирования конструкции, а также расположения арматуры в сечении элемента определяются по формуле
(1)
где – см. п. 2.5 настоящей Инструкции;
– коэффициент, определяемый в зависимости от суммарного коэффициента армирования по формуле
(2)
(3)
ka — коэффициент, принимаемый равным при армировании:
одноосном________________________________1,
двухосном________________________________1,2,
трехосном________________________________1,5;
ke  — коэффициент, определяемый в зависимости от эксцентриситета армирования сечения ен (расстояния между центром тяжести всей продольной арматуры и центром тяжести бетонного сечения) по формуле
(4)
здесь h н = h0 – а'.
Самонапряжение бетона принимается равномерно распределенным по сечению (равнодействующая сил обжатия приложена в центре тяжести бетонного сечения).
3.2. Самонапряжение бетона в стыковых соединениях определяется с учетом фактического армирования стыка (выпуски, стыковые стержни), конструкции, условий упругого или иного ограничения деформаций расширения стыка, приведенного к эквивалентному (по степени сопротивления расширению бетона) по армированию сечения стыка. При наличии в стыке выпусков или стыковых стержней, привариваемых к закладным деталям, самонапряжение бетона в стыке определяется по п.3.1 настоящей Инструкции.
3.3. Предварительные напряжения в арматуре и в результате самонапряжения бетона определяются из условия равновесия усилий обжатия в бетоне и растяжения в арматуре с учетом положения их равнодействующей в центре тяжести бетонного сечения по формулам:
(5)
(6)
Для прямоугольного сечения предварительные напряжения в арматуре определяются по формулам:
(7 )
(8)
В формулах (5) – (8):
– принимается по п. 3.1 настоящей Инструкции;
е,е' – расстояние от равнодействующей обжатия бетона до арматуры соответственно А и А¢ ;
h н = h0 - а' .
3.4. Предельная величина предварительного напряжения и соответственно в арматуре А и А' (в момент снижения величины самонапряжения в бетоне до нуля от внешних фактических нагрузок или условных сил) определяется по формулам:
(9)
(10)
Предельная величина предварительного напряжения и должна приниматься при арматуре:
стержневой – не более 0,95 RaII ;
проволочной – не более 0,76 RaII .
В формулах (9) и (10) величины и принимаются без учета потерь от ползучести и усадки бетона.
3.5. При расчете самонапряженных конструкций учитываются только потери предварительного напряжения арматуры от ползучести и усадки бетона.
Потери от ползучести бетона при загружении конструкции определяются как для тяжелого бетона по поз. 9 табл. 4 и п. 1.27 главы СНиП II -21-75, принимая согласно п.3.1 настоящей Инструкции и заменяя в формулах R0 на R пр .
Потери от усадки бетона определяются по формуле
(11)
где – относительная усадка бетона, принимаемая по табл. 3 настоящей Инструкции в зависимости от влажности среды при эксплуатации конструкции и проектной марки бетона по самонапряжению.
В конструкциях, эксплуатируемых в постоянных влажных условиях (например, резервуары, подводные сооружения и подземные сооружения в грунтовых водах), потери самонапряжения от усадки в стадии эксплуатации могут не учитываться (вследствие восстановления полной величины самонапряжения во влажных условиях), если заранее известно, что непосредственно перед загружением конструкция будет находиться во влажном состоянии не менее четырех суток. В сборных элементах таких конструкций потери самонапряжения учитываются только при расчете на монтажные нагрузки.
Таблица 3

Примечания: 1 . При переменном влажностном режиме эксплуатации конструкций к указанным в таблице величинам вводится коэффициент 0,8.
2. При двух- и трехосном армировании приведенные в таблице величины умножаются на коэффициент 0,6.
4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ САМОНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1. Выбор конструктивных решений следует производить в соответствии с основными положениями пп. 1.2– 1.8 главы СНиП II -21-75 и с учетом указаний настоящей Инструкции.
4.2. Сборно-монолитные конструкции при расчете на внешнюю нагрузку принимаются неразрезными до момента исчерпания самонапряжения по контакту сборных элементов и монолитного бетона.
4.3. Самонапряженные железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы) согласно положениям пп.1.11– 1.22 главы СНиП II -21-75 с учетом дополнительных требований настоящей Инструкции, учитывающей особенности самонапряжения конструкций.
4.4.
Расчет по прочности элементов самонапряженных железобетонных
конструкций (кроме элементов в защитной оболочке со спиральной арматурой на воздействие сжимающей продольной силы) производится как конструкций из тяжелого бетона в соответствии с требованиями пп.3.9- 3.54 главы СНиП II -21-75, принимая расчетные характеристики материалов согласно указаниям раздела 2, а величину предварительного напряжения в арматуре от самонапряжения бетона – согласно указаниям раздела 3 настоящей Инструкции.
4.5. Расчет по прочности самонапряженных элементов в защитной оболочке диаметром D со спиральной арматурой (при l0 /D 10) на воздействие сжимающей продольной силы производится без учета предварительного напряжения продольной арматуры по формуле
(12)
где – коэффициенты, определяемые по прил. 2 главы СНиП II -21-75, принимая h = 0,86 D ;
F – площадь бетонного сечения элемента;
и – соответственно расчетные сопротивления арматуры спирали и защитной стальной оболочки растяжению для предельных состояний первой группы (принимаются по табл. 23 главы СНиП II-21-75);
– коэффициент армирования спиральной арматуры, принимаемый равным ,
здесь d сп , f сп , s – соответственно диаметр, сечение арматуры и шаг спирали;
– площадь защитной стальной оболочки;
F а – площадь всей продольной арматуры в сечении элемента.
Примечания: 1. Спирально-армированные элементы должны удовлетворять условию 0,0250,04.
2. Марку бетона по самонапряжению для элементов со спиральной арматурой следует назначать из условия создания в спиральной арматуре напряжений, удовлетворяющих требованиям п. 3.4 настоящей Инструкции.
4.6 Расчет элементов самонапряженных железобетонных конструкций по образованию и раскрытию трещин должен производиться как конструкций из тяжелого бетона в соответствии с положениями раздела 4 главы СНиП II- 21-75 с учетом предварительного напряжения арматуры и самонапряжения бетона, согласно указаниям раздела 3 настоящей Инструкции, а также продольных и поперечных деформаций, определяемых согласно пп. 4.11 и 4.12 настоящей Инструкции.
Допускается производить подбор сечений элементов этих конструкций по предельным состояниям второй группы при действии усилий или изгибающих моментов противоположных знаков (монтажных и эксплуатационных усилий, знакопеременных эпюр моментов в покрытиях полов при перемещении нагрузки, в шелыге и боковых участках трубы и т.п.) с помощью прямого метода с последующей проверкой этих сечений расчетом по несущей способности согласно требованиям главы СНиП II-21-75.
4.7. При расчете элементов самонапряженных железобетонных конструкций по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента, усилие N0 рассматривается как равнодействующая сил обжатия сечения с учетом потерь от ползучести и усадки бетона, определяемых в соответствии с указаниями п.3.1 настоящей Инструкции.
По концам элементов учитывается снижение предварительного напряжения в арматуре на длине зоны передачи напряжений арматуры на бетон, согласно указаниям п. 2.30 главы СНиП II-21-75, по линейному закону.
4.8. Расчет, по образованию трещин, наклонных к продольной оси элемента (см. п.4.11 главы СНиП II-21-75), должен производиться с учетом самонапряжения бетона во всех направлениях, в которых расположена арматура.
Самонапряжение бетона определяется согласно п. 3.1 настоящей Инструкции, при этом вычисляется для каждого направления отдельно.
При расчете по закрытию трещин, нормальных к продольной оси элемента (см. п. 4.19 главы СНиП II-21-75), нормальные напряжения сжатия на растягиваемой внешними нагрузками грани элемента должны быть не менее 2 кгс/см2 .
4.10. Расчет стыка, выполненного из бетона на НЦ, по предельным состояниям второй группы следует производить с учетом обжатия бетона и предварительного напряжения арматуры в соответствии с положениями пп. 3.2 и 4.6 настоящей Инструкции и сопротивления растяжению бетона, принимаемого равным RpII .
По контакту бетона стыка и сборных элементов учитывается только обжатие бетона стыка и предварительное напряжение арматуры.
4.11. Продольные деформации бетона и ¢ в процессе самонапряжения, принимаемые одинаковыми с деформациями арматуры, при назначении деформационных швов определяются по формулам:
и (13)
где и – принимаются согласно п. 3.3 настоящей Инструкции.
Распределение продольных деформаций бетона по высоте сечения принимается по линейному закону.
4.12. При расчете деформаций кривизны элементов самонапряженных конструкций от самонапряжения бетона определяются по формуле
(14)
где и – определяются согласно п. 3.3 настоящей Инструкции;
– принимается согласно п. 3.1 настоящей Инструкции;
h н = h0 - a '
Полную величину кривизны элемента для участка с трещинами в растянутой зоне, определяемую по формуле (168) главы СНиП II-21-75, необходимо уменьшить на величину , определяемую по формуле (14) настоящей Инструкции.
Выгиб f элемента длиной l определяется по формуле
(15)
5. КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
5.1. При проектировании самонапряженных железобетонных конструкций для обеспечения условий их изготовления, долговечности и надежности, а также совместной работы арматуры и бетона следует выполнять требования раздела 5 главы СНиП II-21-75 для тяжелого бетона и дополнительные требования пп. 5.2- 5.9 настоящей Инструкции.
5.2. В самонапряженных железобетонных конструкциях толщиной более 40 см необходимо предусматривать временные или постоянные каналы для увлажнения бетона в процессе твердения, чтобы расстояние от внутренних зон до увлажняемой поверхности не превышало 25 см.
5.3. Армирование конструкций рекомендуется предусматривать в двух, предпочтительнее в трех направлениях с целью создания объемного предварительного напряжения, а основную рабочую арматуру следует располагать возможно ближе к направлению главных растягивающих напряжений, применяя в необходимых случаях пространственные каркасы и криволинейную арматуру.
5.4. Конструкция основания и сопряжение элементов самонапряженных железобетонных конструкций со смежными элементами зданий и сооружений должны обеспечивать возможную свободу перемещений в период расширения бетона.
5.5 В покрытиях больших площадей целесообразно устройство скользящих слоев из двух слоев и более полимерных пленок и других рулонных материалов, в том числе с графитовой пудрой (для снижения трения покрытия по основанию).
Расстояние между деформационными швами и их ширина определяются расчетом с учетом деформаций самонапряжения (см. п. 4.11 настоящей Инструкции) и температурных деформаций, а также типа конструкций.
5.6. Соединение элементов конструкций с целью повышения трещиностойкости и водонепроницаемости стыка, замоноличиваемого бетоном на напрягающем цементе, следует выполнять стыкованием арматуры внахлестку или сваркой выпусков арматуры (закладных деталей), рассчитанных на восприятие действующих в стыке усилий как от расширения бетона, так и от внешних воздействий (см. рис. 1).
5.7. При замоноличивании бетоном на напрягающем цементе сборно-монолитных или монолитных с временной разрезкой швами конструкций последние должны быть связаны между собой или с основанием упругими связями (выносной арматурой, анкерами и т.п.) таким образом, чтобы действие распора при расширении бетона на напрягающем цементе в швах создавало в бетоне конструкции предварительное обжатие.

Рис. 1. Соединение элементов самонапряженных железобетонных конструкций, работающих на растяжение (распределительная арматура и анкеры закладных деталей на рисунке не показаны)
1 – рабочая арматура элемента; 2 – соединительные накладки; 3 – закладная деталь
5.8. В целях сокращения зоны анкеровки стержневой арматуры в самонапряженных элементах и обеспечения обжатия бетона по всей длине элементов рекомендуется (при соответствующем технико-экономическом обосновании) окаймлять эти торцы элементов стальным профилем (швеллер, уголок и т. д.) и заанкеривать в нем напрягаемую арматуру (например, контактной сваркой).
5.9. В целях повышения трещиностойкости самонапряженного стыка по контакту бетонов стыка и сборных элементов и использования на этих участках сопротивления бетона растяжению целесообразно выполнять торцевые участки элементов переменной толщины (см. рис. 1); при этом длина участков должна превышать толщину не менее чем в два раза.
ПРИЛОЖЕНИЕ
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ САМОНАПРЯЖЕНИЯ БЕТОНА НА НАПРЯГАЮЩЕМ ЦЕМЕНТЕ (НЦ)
Самонапряжение бетона на напрягающем цементе (НЦ) определяется при подборе состава и контроле качества бетона самонапряженных железобетонных конструкций с целью обеспечения расчетного самонапряжения конструкции – обжатия бетона и соответствующего натяжения арматуры.
Самонапряжение бетона определяется на контрольных образцах-призмах размером 10х10х40 см, отформованных и твердеющих при нормальных влажных условиях (см. пп. 8 и 9 настоящего приложения) в динамометрическом кондукторе, создающем в процессе расширения бетона образца упругое ограничение деформаций, эквивалентное продольному армированию в количестве 1%.

Рис. 2. Динамометрический кондуктор для образца-призмы размером 10Х10Х Х40см
1 – динамометрический кондуктор; 2 – измерительное устройство с индикатором часового типа; 3 – бетонный образец-призма размером 10Х10Х40 см
Для испытаний применяется следующее оборудование:
а) динамометрический кондуктор для образца-призмы размером 10х10х40 см (см. рис. 2);
б) измерительное устройство («краб») с индикатором часового типа с ценой деления 0,01 мм для замера выгиба пластин кондуктора;
в) стальной эталон для поверки измерительного устройства (пластина);
г) форма-опалубка (включающая днище и борта) для формования образца;
д) емкость с водой для хранения кондукторов с образцами.
4. Требования к форме следует принимать по ГОСТ 22685-77.
5. До сборки кондуктора с формой производится затяжка гаек на тягах и снимается нулевой замер кондуктора с помощью измерительного устройства («краба»), предварительно поверенного с помощью эталона на постоянство отсчета.
Температура кондуктора, измерительного устройства и эталона во время замера должна быть одинакова.
6. Перед формованием образца форма должна быть собрана в кондукторе с помощью скоб на тягах кондуктора с минимальным зазором для исключения деформаций тяг.
7. Контроль самонапряжения бетона производится на бетонном заводе или на объекте у места укладки бетона в конструкцию.
Формование образцов производится в соответствии с требованиями ГОСТ 10180–78.
8 . Отформованные в кондукторе образцы укрываются пленкой или другим водонепроницаемым материалом для защиты от потерь влаги.
9. Твердение образцов до достижения прочности бетона 80 – 150 кгс/см2 (но не менее суток) должно происходить в помещении с температурой воздуха 20±2° С, дальнейшее твердение (до 28 суток) – в воде или в обильно влажных опилках, песке и т. п.
Образцы, предназначенные для производственного контроля самонапряжения бетона, должны храниться в условиях, аналогичных условиям твердения бетона в конструкции.
10. Замеры кондукторов производятся ежедневно для бетона в возрасте 1–7 суток и далее в возрасте 10, 14 и 28 суток каждый раз с проверкой измерительного устройства с помощью эталона.
11 . Величина самонапряжения образца R сн , кгс/см2 , определяется по формуле
(16)
где и – соответственно полная деформация образца в процессе самонапряжения бетона и его длина;
– приведенный коэффициент армирования образца, принимаемый равным 0,01;
Ec т – модуль упругости стали кондуктора, принимаемый равным 2× 106 кгс/см2 .
Самонапряжение бетона вычисляется как средняя арифметическая по результатам замеров трех образцов-близнецов в кондукторах, отформованных из одной пробы бетона.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА
САМОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
(ПОДГОТОВЛЕНЫ НИИЖБ ГОССТРОЯ СССР)
1. Прямой метод расчета самонапряженных конструкций
Самонапряженные
конструкции являются разновидностью предварительно-напряженных
железобетонных конструкций. Особенностью самонапряженных конструкций является напряжение всей расположенной в бетоне арматуры независимо от ее направления. Величина напряжений в арматуре и бетоне, возникающих в процессе расширения бетона совместно с заанкеренной в нем арматурой, зависит от ряда технологических (марка НЦ по самонапряжению, расход НЦ в бетоне, водоцементное отношение, условия твердения) и конструктивных факторов (вид конструкции – призма, балка, плита и т.п., количество арматуры, расположение ее в сечении – симметричное, несимметричное, в двух или трех направлениях, дополнительные силовые или упругие связи – примыкание к смежным конструкциям, трение по основанию и т.п.).
Учитывая, что в практике проектирования железобетонные конструкции составляют значительную, если не основную часть, особое значение приобретают практические методы их проектирования и расчета, позволяющие находить оптимальные сечения бетона и арматуры, в том числе при воздействии как эксплуатационных, так и монтажных или других нагрузок, вызывающих в конструкциях внутренние усилия и напряжения другого знака.
Рекомендуемый прямой метод расчета позволит подбирать сечения предварительно-напряженных и самонапряженных конструкций одновременно с учетом этих двух различных воздействий.
Противоположные по знаку напряжения могут возникать в различных участках конструкции и при одном воздействии, например в стенке напорной трубы (в шелыге и боковых участках), в неразрезных покрытиях заводских площадей и полов (под сосредоточенной нагрузкой и на некотором расстоянии) и в других случаях, но армировать такие конструкции нужно постоянно по всей их длине с обеих сторон.
При расчете самонапряженных конструкций прямым методом необходимо руководствоваться следующими положениями.
1. Подбор сечения производится на расчетные внутренние усилия в конструкции М и N и противоположного знака (усилие может иметь тот же знак).

Рис. 1. Основное напряженное состояние конструкции при действии условных внутренних сил и ,

Рис. 2. Различные формы поперечного сечения изгибаемых предварительно-напряженных конструкций, применяемых в промышленном и жилищном строительстве
1-10 – варианты формы сечения ; «св.» и «уш.» – сокращенное обозначение свесов и уширений

Рис. 3. Относительные характеристики и напряженное состояние сечения конструкции в стадии трещинообразования при действии усилий и от эксплуатационной нагрузки и и – от эксплуатационной нагрузки другого знака или от монтажной нагрузки
часть 1
часть 2
часть 3