+7 (499) 226-91-87

Исследования и разработки

СП 13330.2014. Усиление железобетонных конструкций композиционными материалами. Правила проектирования. Свод Правил

СВОД   ПРАВИЛ  

СП 13330.2014

 

 

УСИЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ КОМПОЗИТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

 

 

Москва 2014

 

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ – ОАО «НИЦ «Строительство» –   НИИЖБ им. А.А.Гвоздева, ЗАО «Триада-Холдинг» ЗАО "ХК "Композит"

2 ВНЕСЕН   Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство», Федеральным автономным учреждением «Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве» (ФАУ «ФЦС»)

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от  8 августа 2014 г.  № 452/пр  и введен с 1 сентября 2014 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

 

 

Содержание

 

1 Область применения
6
2 Нормативные ссылки
6
3 Термины и определения
7
4 Общие требования 
9
5 Материалы 
12
5.1Требования к составным частям системы внешнего армирования из композитных материалов
12
5.2 Нормативные и расчетные характеристики композитных материалов
15
5.3 Нормативные  и  расчетные характеристики бетона и стальной арматуры
18
6 Железобетонные конструкции без предварительно напряженной
арматурыусиленные внешним армированием из композитных материалов
21
Расчет попредельным состояниям первой группы
21
6.1 Общие положения
21
6.2 Расчет по прочности нормальных сечений по предельным усилиям
22
6.3  Расчет по  прочности  нормальных  сечений  на  основе  нелинейной деформационной модели
36
6.4 Расчет по прочности сечений,наклонных к продольной оси элемента
47
Расчет попредельным состояниям второй группы
51
6.5  Расчет по образованию трещин
51
6.6  Расчет ширины раскрытия трещиннормальных  к  продольной  оси элемента
55
6.7 Расчет по деформациям 
55
7 Железобетонные конструкции с предварительно напряженной арматурой,  усиленные внешним армированием из композитных материалов
57
7.1 Общиеположения 
57
Расчет попредельным состояниямпервойгруппы
57
7.2 Расчет  попрочности нормальных сечений по предельным усилиям
57
7.3  Расчет по  прочности  нормальных  сечений  на  основе  нелинейной деформационной модели 
Расчет попредельным состояниям второйгруппы
60
7.4  Расчет пообразованию трещин
60
7.5  Расчет  ширины  раскрытия  трещин,  нормальных  к  продольной  оси элемента
61
7.6 Расчет подеформациям 
62
8 Конструктивные требования  
62
Приложение А (справочное) Основныебуквенные обозначения
72
Приложение Б Алгоритм выполнения работ по усилению или восстановлению железобетонных конструкций внешним армированием из полимерных композитов
75
58

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в Федеральных  законах  от  27  декабря  2002 г.  №  184-ФЗ  «О техническом регулировании», от  30  декабря  2009 г.  №  384-ФЗ  «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

Свод правил разработан авторским коллективом НИИЖБ им. А.А. Гвоздева –  института ОАО «НИЦ «Строительство» (д-р техн. наук Т.А. Мухамедиев, канд. техн. наук Д.В.Кузеванов – разделы 1-8; канд. техн. наук С.И.Иванов,  канд. хим. наук В.Р.Фаликман, инж. Н.В.Фаткуллин) и ЗАО «Триада-Холдинг» (д-р техн. наук А.А. Шилин, кандидаты техн. наук Д.В.Картузов, В.А.Пшеничный) при участии ЗАО ХК «Композит» (инж. Т.К.Лягуша), ОАО Роснано (инж. Ю.Г. Ткачук), ООО «Эм-Си Баухеми» (инж. А.А.Мондрус), ООО «БАСФ Строительные системы» (инж. С.А. Ветлов). Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных  в Федеральных  законах  от  27  декабря  2002 г.  №  184-ФЗ  «О техническом  регулировании»,  от  30  декабря  2009 г.  №  384-ФЗ  «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил распространяется на проектирование усиления или восстановления железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений путем устройства системы внешнего армирования композитными материалами из термореактивных материалов, армированных углеродными или стеклянными волокнами.
1.2 Свод правил устанавливает требования к расчету железобетонных конструкций, усиленных или восстановленных системами внешнего армирования из композитных материалов и проектированию данных систем для усиления или восстановления железобетонных конструкций из тяжелого и мелкозернистого бетонов, на которые распространяются требования СП 63.13330.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 25.601-80 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композитных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах"
ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля
ГОСТ 22904-93 Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры
ГОСТ 26433.1-89 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Общие положения
ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций
ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния
ГОСТ Р 53778-2010 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. Общие требования
ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования
ГОСТ Р 54559-2011 Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных волокном. Термины и определения
СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения"
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил и/или классификаторов) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта (документа) с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта (документа) с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт (документ) отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил можно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

3 Термины и определения


В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ Р 54559, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 усиление железобетонной конструкции: Комплекс конструктивных мероприятий и технологических работ, направленных на обеспечение несущей способности и эксплуатационной пригодности конструкции при увеличении действующих на нее нагрузок.
3.2 восстановление (ремонт) железобетонной конструкции: Комплекс конструктивных мероприятий и технологических работ, направленных на восстановление несущей способности и эксплуатационных свойств конструкции, нарушенных вследствие дефектов изготовления или в процессе ее эксплуатации.
3.3 внешнее армирование железобетонной конструкции композитными материалами:Установка наклеиванием на железобетонную конструкцию изделий заводского изготовления из композитных материалов (ламинатов) или послойное наклеивание термореактивными адгезивами изделий из непрерывного углеродного или стеклянного волокна (лент, холстов, тканей) с последующим отверждением и образованием однослойного или многослойного композитного материала.
3.4 система внешнего армирования из композитных материалов: Система, состоящая из клеевого слоя, образованного отвержденным термореактивным адгезивом, однослойного или многослойного композитного материала и, при необходимости, защитного слоя, обеспечивающего защиту системы от воздействий повышенных температур, открытого пламени, ультрафиолетового излучения и механических повреждений.
Примечание - Защитный слой наносят в соответствии с проектной документацией на усиление или восстановление железобетонной конструкции.
3.5 ламинат из композитного материала (ламинат): Изделие заводского изготовления из композитного материала, состоящее из одного слоя (однослойный композитный материал) или нескольких слоев (многослойный композитный материал), образованных термореактивной смолой, наполненной непрерывными армирующими наполнителями из углеродного или стеклянного волокна.
Примечания
1 Ламинаты изготавливают в виде полос или пластин различной длины, ширины и толщины, как правило, однонаправлено армированных.
2 В технической документации отдельных изготовителей вместо термина "ламинат" употребляют термин "ламель".
3.6 элементы усиления: Ламинаты или их части, или части изделий из непрерывного углеродного или стеклянного волокна (ленты, холсты, ткани), различной длины и ширины, подготовленные для наклеивания на основание железобетонной конструкции.
3.7 термореактивный адгезив (адгезив): Состав из термореактивной смолы для наклейки ламинатов или пропитки и наклейки изделий из непрерывного углеродного или стеклянного волокна (ленты, холсты, ткани) на основание железобетонной конструкции.
Примечание - Под термореактивным адгезивом в настоящем своде правил понимают адгезив на основе эпоксидных смол.
3.8 праймер: Материал, применяемый для предварительной подготовки основания железобетонной конструкции перед нанесением адгезива.
3.9 основание железобетонной конструкции (основание): Поверхность железобетонной конструкции, на которую наклеивают ламинат или изделия из непрерывного углеродного или стеклянного волокна (ленты, холсты, ткани) при ее усилении или восстановлении внешним армированием из композитных материалов.

4 Общие требования

4.1 Проектировать усиление или восстановление железобетонных конструкций следует проводить на основе результатов их натурного обследования и поверочного расчета.
4.2 В результате натурных обследований должно быть установлено: состояние конструкции, геометрические размеры конструкций, армирование конструкций, прочность бетона, вид и класс арматуры и ее состояние, прогибы конструкций, расположение трещин и ширина их раскрытия, размеры и характер дефектов и повреждений, действующие нагрузки, статическая схема конструкций.
Натурные обследования следует проводить с учетом требований ГОСТ 31937, ГОСТ 17624,ГОСТ 22690, ГОСТ 22904 и ГОСТ 28570.
4.3 Поверочные расчеты конструкции следует проводить на основе проектных материалов и результатов натурных обследований и с учетом требований СП 63.13330.
4.4 Расчетные схемы при проведении поверочных расчетов следует принимать с учетом установленных фактических геометрических размеров и конструктивных отклонений от проекта в отдельных элементах конструкции и их соединениях.
4.5 При проведении поверочных расчетов должны быть учтены дефекты и повреждения конструкции, выявленные в процессе натурных обследований:
- снижение прочности, местные повреждения или разрушения бетона;
- обрыв арматуры, коррозия арматуры, нарушение анкеровки и сцепления арматуры с бетоном;
- образование и раскрытие трещин и другие.
4.6 Поверочные расчеты следует проводить по несущей способности, деформациям и трещиностойкости.
4.7 На основе поверочных расчетов должна быть установлена пригодность конструкций к эксплуатации, необходимость их усиления или полная непригодность.
4.8 Допускается при восстановлении конструкции не проводить поверочные расчеты по эксплуатационной пригодности, если перемещения и ширина раскрытия трещин в существующих конструкциях при максимальных фактических нагрузках не превосходят допустимых значений, а усилия от проектных нагрузок в сечениях элементов не превышают значений усилий от фактически действующих нагрузок.
4.9 Система внешнего армирования из композитных материалов должна обеспечивать включение в работу составных частей системы и их совместную работу с усиливаемой или восстанавливаемой конструкцией.
4.10 Минимально допустимый фактический класс бетона по прочности на сжатие существующей конструкции, усиливаемой или восстанавливаемой внешним армированием из композитных материалов, должен составлять не менее:
- В15 - при усилении изгибаемых конструкций;
- В10 - при усилении сжатых конструкций.
4.11 Не допускается проводить усиление элементов конструкции с корродированной стальной арматурой без устранения продуктов коррозии и ее причин.
Не рекомендуется проводить усиление внешним армированием из композитных материалов изгибаемых конструкций, для которых поверочными расчетами установлено, что высота сжатой зоны бетона при расчете прочности по нормальным сечениям усиливаемой конструкции превышает ее граничное значение, установленное в СП 63.13330.
4.12 Максимальная температура эксплуатации железобетонной конструкции усиленной или восстановленной системой внешнего армирования из композитных материалов без защитного слоя не должна превышать значение температуры стеклования композитного материала и/или термореактивного адгезива.
4.13 При проектировании системы внешнего армирования из композитных материалов необходимо исключить в процессе эксплуатации попадание на систему прямых солнечных лучей, в том числе путем устройства защитного слоя.
4.14 В случае необходимости обеспечения пожарной безопасности и защиты от повреждений композитных материалов системы внешнего армирования, следует предусмотреть устройство защитного слоя из специальных огнеупорных составов, совместимых с адгезивами на основе эпоксидной смолы.
4.15 При проектировании системы внешнего армирования из композитных материалов для железобетонных конструкций, эксплуатируемых в условиях переменной влажности, следует предусмотреть возможность миграции паров влаги из тела бетона.
4.16 Расчет огнестойкости конструкций, усиление или восстановление которых выполнено без устройства противопожарной защиты системы внешнего армирования из композитных материалов, следует проводить без учета работы системы внешнего армирования.
4.17 Расчет конструкций, усиленных внешним армированием из композитных материалов, следует проводить по несущей способности, деформациям и трещиностойкости.

 

--------------------------------------------------------------------------

Оглавление

Введение

1. Область применения

2. Нормативные ссылки

3. Термины и определения

4. Общие требования

5. Материалы

5.1. Нормативные и расчетные характеристики бетона и стальной

арматуры

5.2. Нормативные и расчетные характеристики композиционных материалов

6. Железобетонные конструкции без предварительно напряженной

арматуры

Расчет по предельным состояниям первой группы

6.1. Общие положения

6.2. Расчет  по прочности нормальных сечений по предельным усилиям

6.3 Расчет  по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели

6.4. Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента

 Расчет по предельным состояниям второй группы

6.5.  Расчет по образованию трещин

6.6. Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента

6.7. Расчет по деформациям 7. Железобетонные конструкции с предварительно напряженной

арматурой

7.1 Общие положения

Расчет по предельным состояниям первой группы

7.2. Расчет  по прочности нормальных сечений по предельным усилиям

7.3 Расчет  по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели

 Расчет по предельным состояниям второй группы

7.4.  Расчет по образованию трещин

7.5. Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента

7.6. Расчет по деформациям

8. Конструктивные требования и требования к технологии производства

работ

8 Конструктивные требования  

9 Требования к технологии производства работ 

10. Контроль качества выполненных работ

Приложение А. Основные буквенные обозначения 

 

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в Федеральных законах от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и содержит требования к расчету и проектированию восстановления и усиления бетонных и железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений.

Свод правил разработан авторским коллективом НИИЖБ им. А.А. Гвоздева –  института ОАО «НИЦ «Строительство» (д-р техн. наук Т.А. Мухамедиев; кандидаты техн. наук Д.В.Кузеванов, С.И.Иванов, канд.хим.наук В.Р.Фаликман, инж. Н.В.Фаткуллин  - разделы 1-8) и ЗАО «Триада-Холдинг» (д-р техн. наук А.А. Шилин, кандидаты техн. наук Д.В.Картузов, В.А.Пшеничный – разделы 1-3 и 9-10) при участии ЗАО ХК «Композит» (инж. Т.К.Лягуша), ОАО Роснано (инж. Ю.Г. Ткачук), ООО «Эм-Си Баухеми» (инж. А.А.Мондрус), ЗАО «БАСФ».

 

Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование усиления или восстановления железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначенияпутем устройства внешнего армирования композиционными материалами на основе углеродных, арамидных и стеклянных волокон.

Свод правил устанавливает требования к проектированию усиления или восстановления железобетонных конструкций из тяжелого и мелкозернистого бетонов, на которые распространяются требования СП 63.13330.2012.

Нормативные ссылки

В настоящих нормах использованы ссылки на следующие нормативные документы:

  1. СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003
  2. СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.
  3. СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений.
  4. ГОСТ 26433.0-85 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве – Правила контроля и оценки прочности.
  5. ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.
  6. ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.
  7. ГОСТ 22904-93 Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины  защитного  слоя бетона и расположения арматуры.
  8. ГОСТ 25.601-80 «Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах».
  9. ГОСТ 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения.
  10. ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций.
  11. ГОСТ Р 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности.
  12. ГОСТ Р 53778-2010 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния.

Термины и определения

Усиление железобетонных конструкций – конструктивные мероприятия, направленные на обеспечение несущей способности и эксплуатационной пригодности конструкции  при увеличении действующих на нее нагрузок.

Восстановление железобетонной конструкции – конструктивные мероприятия, направленные на восстановление несущей способности и эксплуатационных свойств конструкции, нарушенных вследствие дефектов изготовления или в процессе ее эксплуатации.

Композиционные материалы – материалы, состоящие из углеродных, арамидных или стеклянных волокон, объединенных полимерной матрицей.

Полимерная матрица – компонент композиционного материала, объединяющий и защищающий его армирующие волокна от повреждений и распределяющий нагрузку между отдельными волокнами.

Внешнее армирование композиционными материалами – система приклеенных к поверхности железобетонной конструкции ламинатов, тканей или лент, включающаяся в совместную работу конструкции.

Ткани и ленты – тканые изделия из углеродных, арамидных или стеклянных волокон, предназначенные для изготовления системы внешнего армирования в построечных условиях.

Ламинаты – готовые для устройства внешнего армирования конструкций ленты различной толщины и ширины, изготовленные в заводских условиях путем пропитки и прессования.

Углепластик – полимерный композиционный материал, армированный углеродными волокнами.

Стеклопластик – полимерный композиционный материал, армированный стеклянными волокнами.

Органопластик – полимерный композиционный материал, армированный арамидными волокнами.

Температура стеклования – значение температуры, при которой полимерная матрица необратимо меняет свои физико-механические свойства.

Другие термины и определения в настоящих нормах использованы по сборнику «Официальные термины и определения в строительстве, архитектуре и жилищно-коммунальном хозяйстве». (М.: Минрегион России, ВНИИНТПИ, 2009) и по нормативным документам, на которые имеются ссылки в тексте.

Общие требования

Проектирование восстановления и усиления железобетонных конструкций следует производить на основе результатов их натурного обследования и поверочного расчета.
В результате натурных обследований должны быть установлены: состояние конструкции, геометрические размеры конструкций, армирование конструкций, прочность бетона, вид и класс арматуры и ее состояние, прогибы конструкций, расположение трещин и ширина их раскрытия, размеры и характер дефектов и повреждений, действующие нагрузки, статическая схема конструкций.
Натурные обследования следует проводить с учетом указаний СП 13-102-2003, ГОСТ 17624-87, ГОСТ 22690-88, ГОСТ 22904-93 и ГОСТ 28570-90.
Поверочные расчеты конструкции следует производить на основе проектных материалов и  результатов натурных обследований и с учетом указаний СП 63.13330.2012.    
Расчетные схемы при проведении поверочных расчетов следует принимать с учетом установленных фактических геометрических размеров и  конструктивных отклонений от проекта в отдельных элементах конструкции и их соединениях.
При проведении поверочных расчетов должны  быть учтены дефекты и повреждения конструкции, выявленные в процессе натурных обследований: снижение прочности, местные повреждения или разрушения бетона; обрыв арматуры, коррозия арматуры, нарушение анкеровки и сцепления арматуры с бетоном; опасное образование и раскрытие трещин и другие.
Поверочные расчеты следует производить по несущей способности, деформациям и трещиностойкости.
На основе поверочных расчетов следует установить пригодность конструкций к эксплуатации, необходимость их усиления или  полную  непригодность конструкций.
Допускается при восстановлении конструкции не производить поверочные расчеты по эксплуатационной пригодности, если перемещения и ширина раскрытия трещин в существующих конструкциях при максимальных фактических нагрузках не превосходят допустимых значений, а усилия в сечениях элементов от проектных нагрузок не превышают значений усилий от фактически действующих нагрузок.
Система усиления конструкций внешним армированием композиционными материалами должна обеспечивать включение в работу элементов усиления и их совместную работу с усиливаемой конструкцией.
Фактическая прочность на сжатие бетона существующей конструкции, усиливаемой внешним армированием композиционными материалами, должна составлять не менее 15 МПа, а прочность на растяжение поверхностных слоев бетона не менее 1,0 МПа - при усилении холстовыми материалами, и не менее 1,5 МПа – при усилении ламинатами.
При усилении сжатых конструкций обоймами из композитных материалов минимально допустимый класс бетона по прочности на сжатие должен быть не менее В10.
Не рекомендуется производить усиление внешним армированием из композитных материалов изгибаемых конструкций, для которых поверочными расчетами установлено, что высота сжатой зоны бетона  при расчете прочности по нормальным сечениям усиливаемой конструкции превышает ее граничное значение, установленное по указаниям СП 63.13330.2012.
Максимальная температура нагрева элементов системы усиления  в процессе эксплуатации восстановленной или усиленной  конструкции не должна превышать температуру стеклования полимерной матрицы.
Расчет конструкций, усиленных внешним армированием из композитных материалов, следует производить по несущей способности, деформациям и трещиностойкости.
Расчет огнестойкости конструкций, усиление которых выполнено без устройства противопожарной защиты системы усиления внешним армированием из композитных материалов, следует производить без учета работы системы усиления.

Материалы

Нормативные и расчетные характеристики бетона и стальной арматуры

Нормативные и расчетные значения характеристик бетона существующей конструкции следует принимать по СП 63.13330.2012  в зависимости от фактического (условного) класса бетона.
Фактический класс бетона следует определять с помощью переводных коэффициентов, обеспечивающих прочность бетона, эквивалентную его фактической средней прочности, установленной по данным испытаний бетона неразрушающими методами или по данным испытаний отобранных из конструкции образцов.
Нормативные и расчетные значения характеристик существующей стальной арматуры следует принимать по СП 63.13330.2012   в зависимости от класса арматуры, указанного в проекте, или условного класса арматуры.
Условный класс арматуры следует определять с помощью переводных коэффициентов, обеспечивающих прочность арматуры, эквивалентную ее фактической средней прочности, установленной по данным испытаний образцов арматуры, отобранных из обследуемых конструкций.
При отсутствии проектных данных и невозможности отбора образцов допускается класс стальной арматуры устанавливать по виду ее профиля, а расчетные сопротивления принимать на 20% ниже соответствующих значений, установленных в действующих нормативных  документах для данного класса.

Нормативные и расчетные характеристики композиционных материалов

Для восстановления или усиления железобетонных конструкций внешним армированием композиционными материалами следует применять изделия в виде ламинатов, лент и тканей, отвечающих требованиям соответствующих стандартов или утвержденных в установленном порядке технических условий.
Основными прочностными и деформационными характеристиками композиционных материалов являются нормативные значения:

  • сопротивления растяжению Rf,n;
  • модуля упругости Ef,n;
  • предельных относительных деформаций εfu,n;
  • коэффициента поперечной деформации (коэффициента Пуассона) μf,n;
  • коэффициента линейной температурной деформации αft,n.

Нормативное значение сопротивления растяжению Rf,n, значение модуля упругости Ef,n, нормативное значение предельных относительных деформаций εfu,n и значение коэффициента Пуассона μf,n следует принимать равными значениям, установленным по результатам испытаний образцов композиционного материала в соответствии с ГОСТ 25.601-80 с обеспеченностью 0,95.
Расчетные значения модуля упругости Ef и коэффициента Пуассона μf следует принимать равными их нормативным значениям.
Расчетное значение сопротивления растяжению Rf композиционных материалов следует принимать равным:

,                                                (5.1)

где γf - коэффициент надежности по композиционному материалу, принимаемый при расчете по предельным состояниям второй группы равным 1,0, а при расчете по предельным состояниям первой группы равным:

- 1,2 – для углепластика;
- 1,4 – для органопластика;
- 1,8 – для стеклопластика.

γf1 - коэффициент условий работы композиционного материала, принимаемый по табл. 5.1 в зависимости от типа армирующих волокон и условий эксплуатации конструкции;

γf2 - коэффициент условий работы композиционного материала, учитывающий сцепление композитного материала с бетоном, определяемый по формуле:

,                                  (5.2)

где n – число слоёв композита;

tf - безразмерный параметр, численно  равный значению в мм толщины одного слоя композита;

Ef - модуль упругости композита, МПа.

Rb - расчетное значение сопротивления бетона осевому сжатию, МПа.

Допускается при расчете по предельным состояниям первой группы значение коэффициент надежности γf для ламинатов заводского изготовления принимать по данным изготовителя, но не менее, чем 1,1.

Таблица 5.1 Коэффициенты условий работы γf1 композиционных материалов

Условия эксплуатации конструкции

Материал

волокон

Ламинаты

Ткани, ленты

Во внутренних помещениях

Углерод

0,95

0,9

Стекло

0,75

0,7

Арамид

0,85

0,8

На открытом воздухе

Углерод

0,85

0,8

Стекло

0,65

0,6

Арамид

0,75

0,7

В агрессивной среде

Углерод

0,85

0,8

Стекло

0,5

0,5

Арамид

0,7

0,6

При расчете усиленных конструкций по предельным состояниям первой группы на действие только постоянных и длительных нагрузок расчетные значения сопротивления растяжению композиционных материалов, вычисленные по формуле (5.1), следует умножать на понижающий коэффициент γfl

,                                                 (5.3)

где   - предельное значение коэффициента снижения нормативного сопротивления растяжению композиционных материалов при длительном действии нормативной нагрузки, принимаемое равным:

0,9 - для углепластика;
0,5 - для органопластика;
0,3 - для стеклопластика;

q и qn - расчетное и нормативное значения нагрузки соответственно;

Расчетное значение предельных относительных деформаций композиционных материалов следует принимать равным:

,                                                                (5.4)

Расчетное значение сопротивления композитных материалов сжатию следует принимать равным нулю.
Расчетное значение Rfw сопротивления композитных материалов растяжению при расчете прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента, следует принимать согласно указаниям п. 6.4.3.
Значение коэффициента линейной температурной деформации композиционных материалов следует принимать в зависимости от типа и объемного содержания армирующих волокон, а также типа полимерной матрицы.
Значения коэффициентов линейной температурной деформации армирующих волокон композиционных материалов в продольном и поперечном направлениях представлены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 Коэффициенты температурного расширения армирующих волокон композиционных материалов

 

Направление

αft,n x10-6/°С

Стекловолокно

Углеродное волокно

Арамидное волокно

Продольное

6-10

От -1 до 0

От -6 до -2

Поперечное

19-23

22-50

60-80

Расчетные диаграммы состояния (деформирования) композитного материала, устанавливающие связь между напряжениями и относительными деформациями при растяжении, следует принимать линейными.

Для получения полного текста 2-ой редакции СП "Усиление железобетонных конструкций композиционными материалами. Правила проектирования.", пожалуйста, обращайтесь по контактам

Нежелательно пользоваться представленной 2-ой версией Свода правил до официального введения и опубликования .