Определение потерь предварительного напряжения арматуры

Начальное растягивающее предварительное напряжение не остается постоянным, а с течением времени уменьшается независимо от способа натяжения арматуры на упоры или на бетон. Согласно нормам, все потери напряжения разделены на две группы: первые потери, происходящие при изготовлении элемента и обжатии бетона; вторые – после обжатия бетона.

Технологические потери (первые потери в момент времени ):

- потери от релаксации напряжений арматуры при электротермическом способе натяжения, для стержневой арматуры:

;

-от температурного перепада, определяемого как разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилие натяжения при прогреве бетона, следует рассчитать по формуле:

Для бетонов классов С12/15 – С30/37

где - разность температур нагреваемой арматуры и неподвижных упоров (вне зоны прогрева), воспринимающих усилие натяжения. Допускается принимать .

-потери от деформации анкеров, расположенных в зоне натяжения устройств, при электротермическом способе натяжения равны нулю ().

- потери, вызванные проскальзыванием напрягаемой арматуры в анкерных устройствах, происходящее на длине зоны проскальзывания () при натяжении на упоры не учитывается.

- потери, вызванные деформациями стальной формы (), при электротермическом способе натяжения в расчёте не учитывается, т. к. они учтены при определении полного удлинения арматуры.

- потери, вызванные трением арматуры о стенки каналов или о поверхность бетона конструкций () при данном способе изготовления будут отсутствовать.

- потери, вызванные трением напрягаемой арматуры об огибающие приспособления() так же не учитываются при данном методе натяжения арматуры.

- потери, вызванные упругой деформацией бетона при натяжении на упоры, определяем по формуле:

(2.46)

где ,

,

- усилие предварительного напряжения с учетом потерь, реализованных к моменту обжатия бетона:

.

Остальные виды потерь равны нулю.

Усилие предварительного обжатия к моменту времени t=t₀ после передачи усилия с арматуры на упоры:

.

Усилие предварительного обжатия к моменту времени t=t₀, действующие непосредственно после передачи усилия предварительного обжатия на конструкцию должно быть:

(2.47)

- условие выполняется.

Эксплуатационные потери (вторые потери в момент времени ):

-реологические потери

(2.48)

(2.49)

где - напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от практически постоянной комбинации нагрузок, включая собственный вес:

(2.50)

- начальное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от действия усилия предварительного обжатия:

. (2.51)

- изменение напряжений в напрягаемой арматуре в расчетном сечении, вызванные релаксацией арматуры стали в зависимости от уровня напряжения , принимая .

- напряжение в арматуре, вызванные натяжением (с учетом технологических потерь) и от действия практически постоянной комбинации нагрузок:

(2.52)

Для и для третьего релаксационного класса арматуры потери начального предварительного напряжения составляют , тогда:

.

- ожидаемые относительные деформации усадки бетона к моменту времени суток:

(2.53)

- физическая часть усадки при испарении из бетона влаги, определяемая по таблице при и - .

- химическая часть усадки, обусловленная процессами твердения вяжущего:

(2.54)

(2.55)

Подставляя необходимые данные в формулы (2.54), а затем в (2.53) получаем численные значения:

,

– коэффициент ползучести бетона за период времени от t₀ до t=100 суток, при , по графику 6.1(1/): =7.

Подставляем данные в формулу (2.49) и получаем:

Т. о. реологические потери составят:

.

Среднее значение усилия предварительного обжатия в момент времени t>t₀ (c учётом всех потерь) не должно быть больше, чем это установлено условиями:

(2.56)

2.7 Расчёт по образованию трещин

Расчет по образованию нормальных трещин для изгибаемых элементов проводим из условия:

(2.57)

где – нормативное значение момента действующего в сечении,

– момент трещинообразования.

(2.58)
где - средняя прочность бетона на осевое растяжение,

- момент сопротивления бетонного сечения, определяемый как:

, (2.59)

Условие не соблюдается, следовательно, необходим расчёт по раскрытию трещин.

2.8 Расчёт по раскрытию трещин нормальных к продольной оси элемента

Расчёт по раскрытию трещин следует производить из условия

(2.60)
где - расчётная ширина раскрытия трещин,

-предельно допустимая ширина раскрытия трещин, принимаемая для преднапряжённых конструкций

(2.61)

где - коэффициент, учитывающий отношение расчётной ширины раскрытия трещин к средней, принимается равным 1,7

- средние относительные деформации арматуры, определяемые при соответствующей комбинации нагрузок.

(2.62)

где - относительная деформация растянутой арматуры в сечении с трещиной, определяемая как:

. (2.63)

- коэффициент, учитывающий, неравномерность распределения относительных деформаций растянутой арматуры на участках между трещинами, величину которого следует определять по формуле:

(2.64)

где - коэффициент, принимаемый равным для стержневой арматуры периодического профиля равным 1,

- коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки, принимаемый равным при действии длительно действующих нагрузок 0,5.

Отношение допускается принимать при изгибе

- среднее расстояние между трещинами

(2.65)
где - коэффициент, учитывающий условия сцепления арматуры с бетоном периодического профиля принимается 0,8,

- коэффициент, учитывающий вид напряженно-деформированного состояния элемента и принимаемый равным при изгибе 0,5,

d- диаметр преднапряжённой арматуры, мм

- коэффициент армирования

Условие выполняется, трещиностойкость обеспечена.

Дата добавления: 2015-06-28