Вторых потерь (после передачи усилия напряжения на бетон)

Передаточную прочность бетона.

Способы натяжения арматур.

Предварительное обжатие конструкций выполняется двумя способами:

- натяжением арматуры на упоры (до бетонирования) – заводские условия применения предварительного натяжения арматуры;

- натяжением арматуры на бетон (после бетонирования и затвердения бетона); арматура натягивается в каналах (пазах и выемках) с последующим заполнением их цементным раствором или мелкозернистым бетоном – построечные условия применения предварительного напряжения арматуры.

При выполнении предварительно напряженных конструкций имеют место следующие способы натяжения арматуры:

- электротермический (необходимое удлинение арматуры получают электрическим нагревом);

- механический (необходимое удлинение получают вытяжкой арматуры натяжными механизмами;

- электротермомеханический (комбинированный метод).

Классы бетона и арматуры.

Для предварительно напряженных железобетонных конструкций используются:

- конструкционный тяжелый бетон средней плотности 22…25 кН/м³, классов по прочности на сжатие В20…В60;

- арматура классов А600, А800, А1000 – горячекатаная и термомеханически упрочненная периодического профиля; классов Вр1200, Вр1300, Вр1400, Вр1500 – холоднодеформированная периодического профиля; классов К1400 – канатная 7-проволочная и К1500 – канатная 19-проволочная. В конструкциях длиной до 12 м включительно применяется стержневая арматура классов А мерной длины.

Начальный уровень предварительного напряжения арматуры.

Начальный уровень предварительного напряжения s_sp, (МПа) принимается не более 0,9R_sn (горячекатаная и термомеханически упрочненная арматура), не более 0,8R_sn (холоднодеформированная арматура и арматурные канаты).

Передаточная прочность бетона.

Передаточная прочность бетона R_bp (прочность бетона к моменту его обжатия, контролируемая аналогично классу бетона по прочности на сжатие) принимается не менее 15 МПа и не менее 50% принятого класса бетона.

Начальный уровень предварительного напряжения s_sp снижается. Полные суммарные потери принимаются не менее 100 МПа.

Снижение предварительного натяжения происходит вследствие:

- первых потерь (до передачи усилия напряжения на бетон);

Первые потери предварительного напряжения:

- Ds _sp1 (МПа) –потери от релаксации

Классы А	Классы Вр, К
механическое	электро-термическое	механическое	электро-термическое
0,1*ssp – 2,0	0,03*ssp	(0,22*(ssp / Rsn) – – 0,1)* ssp	0,05*ssp

- Ds _sp2 (МПа) – потери от температурного перепада Dt (°С), определяемого как разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилия напряжения при нагреве бетона: 1,25Dt (Dt = 65°С – при отсутствии данных);

- Ds _sp3 (МПа) –потери от деформации стальной формы (упоров):

n – число стержней, натягиваемых одновременно, Dl – сближение упоров по линии действия усилия напряжения арматуры, определяемое из расчета деформации формы, l – расстояние между наружными гранями упоров (Ds_sp3 = 30 МПа при отсутствии данных, не учитывается при электротермическом способе натяжения арматуры);

- Ds _sp4 (МПа) – потери от деформации анкеров натяжных устройств:

Dl – обжатие анкеров или смещение стержня в зажимах анкеров, l – расстояние между наружными гранями упоров (Dl = 2 мм – при отсутствии данных, Ds_sp4 = 0 – при электротермическом способе натяжения арматуры);

Полное значение первых потерь:

Усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь:

предварительное напряжение с учетом первых потерь:

s_sp(1)j = s_spj – Ds_sp(1)j,

g_sp – коэффициент, учитывающий отклонения предварительного натяжения арматуры

(g_sp = 0,9 – благоприятное влияние, g_sp = 1,1 – неблагоприятное).

Вторые потери предварительного напряжения:

- Ds _sp5 (МПа) – потери от усадки бетона: e_b,sh*E_s. Значение модуля упругости арматуры E_s принимается для арматурных канатов – E_s = 180000 МПа, для остальной арматуры – E_s = 200000 МПа.

Деформации усадки бетона eb,sh
класс В35 и ниже	класс В40	класс В45 и выше
0,0002	0,00025	0,0003

- Ds _sp6 (МПа) – потери от ползучести бетона:

j_b,cr – коэффициент ползучести бетона (см. таб. 2.4);

a = E_s / E_b – коэффициент армирования;

m_sp = A_sp / A – коэффициент армирования, отношение площади стержней напрягаемой арматуры к площади поперечного сечения элемента;

А_red, I_red – соответственно площадь и момент инерции приведенного сечения (см. рис. 6.2);

y_sj – расстояние между центрами тяжести сечения рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры и приведенного поперечного сечения элемента (см. рис. 6.1);

s_bpj – напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой напрягаемой арматуры:

у – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого волокна (см. рис. 6.1);

М – изгибающий момент от собственного веса элемента (стадия изготовления).

(g – собственный вес элемента, кНм; l₀ – расстояние между центрами опор элемента);

е_ор – эксцентриситет Р относительно центра тяжести сечения (см. рис. 6.1).

Полные значения первых и вторых потерь предварительного напряжения арматуры определяются по формуле:

Усилие предварительного обжатие Р с учетом полных потерь равно:

Пример расчета многопустотной плиты перекрытия.

Исходные данные:

- усилия:

Таблица нагрузок

Вид и значение нагрузок (кН/м^2)	gn	Нормативные значения	gf	Расчетные значения
1. Постоянные нагрузки (q): 1.1 вес пола – 0,63	0,95	0,60	1,25	0,75
1.2 вес плиты – 2,8	2,66	1,1	2,93
2. Временные нагрузки (V): 2.1 технологическая (полное значение) – 5,0 (пониженное значение) – 4,0	4,75 3,80	1,2	5,70 4,56
(g^n+V^n)		0,60+2,66+4,75=8,01
(g^n+V^nl)		0,60+2,66+3,80=7,06
(g+V)				0,75+2,93+5,7=9,38

Расчетная длина l₀ = 6 – 0,3 – 0,15 = 5,55 м. Грузовая полоса В = В_плиты = 1,7 м (см. рис.3.6, 3.7).

Изгибающие моменты от расчетных, нормативных и нормативных длительных нагрузок:

Поперечная сила от расчетных нагрузок:

- материалы: бетон тяжелый класса В30, напрягаемая арматура класса А800, ненапрягаемая арматура классов А400, В500;

- размеры расчетных поперечных сечений №1 и №2:

при выполнении компоновки перекрытия (см. рис.3.6, 3.7) определена ширина рядовой плиты В_пл. = 1,7 м. Теперь надо скомпоновать поперечное сечение плиты (см. рис. 6.3), а затем расчетные сечения (см. рис. 6.4). Как показано на рисунке 6.3, ширина плиты понизу составляет 1700 – 10 = 1690 мм, поверху – 1690 – 30 = 1660 мм. Стандартными для многопустотных плит является высота поперечного сечения 220 мм, диаметр круглых пустот 159 мм и расстояние между центрами круглых пустот 185 мм. Кроме того, от центра крайних пустот до края плиты понизу должно быть не менее 132,5 мм.

Количество пустот

Пересчитывается расстояние от центра крайних пустот до края плиты понизу

Расчетное сечение №1. Используется в расчетах первой группе предельных состояний. Поперечное сечение многопустотной плиты может быть преобразовано в двутавровое, стенка которого образуется путем сложения бетонных промежутков между круглыми пустотами. Однако, с учетом того, что бетон растянутой зоны в расчетах не учитывается, сечение №1 принимается тавровым со следующими характеристиками:

(средняя ширина плиты минус восемь круглых пустот),

h = 0,22 м, а = 0,03, h₀ = 0,22 – 0,03 = 0,19 м.

Расчетное сечение №2. Используется в расчетах второй группы предельных состояний. В формулы расчетов второй группы предельных состояний входят геометрические характеристики приведенного бетонного сечения плиты. Поэтому сечение №2 принимается двутавровое. При этом при вычислении размеров полок и стенки сечения круглое отверстие диаметром 159 мм заменяется квадратом со стороной равной 0,9*159=143 мм.

(средняя ширина плиты минус восемь квадратных пустот),

h = 0,22 м, а = 0,03, h₀ = 0,22 – 0,03 = 0,19 м.

Расчетные сечения №1 и №2 показаны на рисунке 6.4.

Рис. 6.3. Общий вид и схема армирования многопустотной плиты перекрытия

Рис. 6.4. Расчетные сечения при расчете многопустотной плиты

Дата добавления: 2014-01-07