Влияние многократно повторяющихся нагружений, которые могут вызвать усталостное разрушение конструкции, следует учитывать в расчетах, если они появляются не менее 5´105 –кратно в предусмотренном интервале эксплуатации конструкции и составляют не менее 60 % полного нагружения конструкции (примером таких конструкций могут быть подкрановые балки).
В случае воздействия многократно повторяющихся нагрузок не следует применять бетонные и сборно-монолитные конструкции.
При воздействии многократно повторяющихся нагрузок, конструкции должны удовлетворять требованиям двух групп предельных состояний при статических расчетах конструкций.
Проверка усталостной прочности основана на утверждении, что усталостные повреждения бетона и стали в рассчитываемых сечениях элемента, вызванные многократно повторяющимися нагрузками, не превышают допустимых значений.
Возможность исчерпания усталостной прочности материалов следует определять из условий:
¾ напряжения в бетоне и арматуре вычисляются как для упругого тела (по приведенным сечениям) от действия внешних сил и усилия предварительного обжатия Pd;
¾ неупругие деформации в сжатой зоне бетона учитываются снижением модуля упругости бетона, принимая коэффициенты приведения арматуры к бетону a' равными 25, 20, 15 и 10 для бетонов классов соответственно С12/15; C20/25; C30/37; C35/45 и выше;
¾ в случае, если sс > fctd, площадь приведенного сечения определяется без учета растянутой зоны бетона;
¾ максимальные нормальные напряжения в арматуре ss,max, определенные при условии линейного распределения напряжений по приведенному сечению, не должны превышать допустимых ssR, которые следует принимать:
для ненапрягаемой арматуры —;
для напрягаемой арматуры —;
¾ значения коэффициентов gsR и gsRs следует принимать по СНБ 5.03.01 в зависимости от класса арматуры и коэффициента асимметрии цикла нагрузки;
¾ максимальный интервал изменения напряжений в арматуре Dss,max не должен превышать допустимого интервала напряжений DssR : Dss,max £ DssR ;
¾ значения допустимого интервала напряжений DssR при числе циклов многократно повторяющихся нагрузок не превышающем 106 следует принимать по таблице 15.1;
Таблица 15.1
Значения допустимого интервала изменения напряжений в арматуре DssR
Вид арматурного элемента | DssR, Н/мм2 |
Ненапрягаемая арматура: 1 Линейные и отогнутые стержни при диаметрах отгибов ³ 15Æ; 2 Отогнутые стержни при диаметрах отгибов < 15Æ 3 Стержни в конструкциях и элементах, эксплуатирующихся в условиях, характеризуемых классами XF и XA 4 Сварные соединения стержней встык или при помощи двусторонних накладок Напрягаемая арматура: 5 При натяжении на упоры 6 В других случаях Анкерные и соединительные устройства |
¾ максимальные нормальные напряжения в бетоне sc,max, определенные при условии линейного распределения напряжений по приведенному сечению, не должны превышать допустимых scR
, (15.1)
где
; (15.2)
gcR — коэффициент, учитывающий условия работы бетона при многократно повторяющейся нагрузке, принимается по СНБ 5.03.01 в зависимости от состояния бетона по влажности и и коэффициента асимметрии цикла нагрузки.
В зоне, проверяемой по сжатому бетону, при действии многократно повторяющейся нагрузки следует избегать возникновения растягивающих напряжений. Сжатая арматура на выносливость не рассчитывается.
Расчет на выносливость сечений, наклонных к продольной оси элемента, должен производиться из условия, что равнодействующая главных растягивающих напряжений, действующих на уровне центра тяжести приведенного сечения по длине элемента, должна быть полностью воспринята поперечной арматурой при напряжениях в ней
, (15.3)
где
. (15.4)
Для элементов, в которых поперечная арматура не предусматривается, должно быть выполнено требование: главные растягивающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести приведенного сечения не должны превышать .
При достаточном научном обосновании допускается возможность проверки установленной прочности на основании анализа предельного количества циклов нагружения либо анализа допустимых нагружений.