ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 434
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
6
1.2.11.
Предварительные напряжения в арматуре и бетоне
Предварительные напряжения арматуры σ
sp
принимают не более:
- для арматуры классов А540, А600, А800, А1000 - 0,9R
s,n
;
- для арматуры классов Вр1200 - Вр1500, К1400, К1500 - 0,8R
s,n
.
Кроме того, для любых классов арматуры значение σ
sp
принимают не менее 0,3R
s
,
n
.
При расчете предварительно напряженных конструкций следует учитывать снижение предварительных напряжений вследствие потерь предварительного напряжения - до передачи усилий натяжения на бетон (первые потери) и после передачи усилия на бетон (вторые потери).
Первые потери предварительного напряжения включают потери от релаксации предварительных напряжений в арматуре, потери от температурного перепада при термической обработке конструкций, потери от деформации анкеров и деформации формы.
Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона.
1.
Потери от релаксации напряжений арматуры определяют по формулам:
- для арматуры классов А600, А800 и А1000 при способе натяжения:
- механическом
Δσ
sp1
= 0,1
σ
sp
– 20
(2.21)
- электротермическом
Δσ
sp1
= 0,03
σ
sp
(2.22)
Для арматуры классов Вр1200 - Вр1500, К1400, К1500 при способе натяжения:
- механическом
;
1
,
0 22
,
0
,
1
sp
n
s
sp
sp
σ
R
σ
σ
−
=
∆
(2.23)
- электротермическом
Δσ
sp1
= 0,05
σ
sp
(2.24)
Для арматуры класса А540
Δσ
sp1
= 0,0
(2.25)
Здесь σ
sp
принимается без потерь в МПа.
При отрицательных значениях Δσ
sp
, их следует принимать равными нулю.
При наличии более точных данных о релаксации напряжений арматуры допускается принимать иные значения потерь от релаксации.
2.Потери от температурного перепада
Δ t, определяемого как разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилия натяжения, °С, принимаются равными:
Δσ
sp2
При отсутствии точных данных допускается принимать Δt = 65°.
=1,25Δt (МПа)
(2.26)
(пос. фор.2.3.)
7
При наличии более точных данных о температурной обработке конструкций допускается принимать иные значения потерь от температурного перепада.
3.
Потери от деформации стальной формы (упоров) при неодновременном натяжении арматуры на форму определяются по формуле
,
2 1
3
s
sp
E
l
l
n
n
σ
∆
⋅
−
=
∆
где n - число стержней (групп стержней), натягиваемых не одновременно;
Δl - сближение упоров по линии действия усилия Р, определяемое из расчета деформации формы; l - расстояние между наружными гранями упоров.
(2.27)
(пос. фор.2.4.)
При отсутствии данных о конструкции формы и технологии изготовления допускается принимать Δσ
sp3
=30 МПа.
При электротермическом способе натяжения арматуры потери от деформации формы не учитываются.
4.
Потери от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств, определяются по формуле
,
4
s
sp
E
l
l
σ
∆
=
∆
где Δ l - обжатие анкеров или смещение стержня в зажимах анкеров; l - расстояние между наружными гранями упоров.
(2.28) (
пос. фор.2.5.)
При отсутствии данных допускается принимать Δl = 2 мм.
При электротермическом способе натяжения потери от деформации анкеров не учитываются, так как они должны быть учтены при определении значений полного удлинения арматуры.
5.
Потери от усадки бетона определяют по формуле:
Δσ
sp4
=
ε
b,sh
E
s
где
ε
b,sh
- деформация усадки бетона, принимаемая равной: 0,0002 - для бетона классов В35 и ниже; 0,00025 - для бетона класса В40; 0,0003 - для бетона классов В45 и выше.
,
(2.29)
(пос. фор.2.6.)
Допускается потери от усадки определять более точными методами.
6.
Потери напряжений в рассматриваемой напрягаемой арматуре (S или S')
от ползучести бетона определяют по формуле
(
)
cr
b
red
red
s
p
sp
bp
cr
b
sp
φ
I
A
y
e
αμ
ασ
φ
σ
,
1 0
,
6 8
,
0 1
1 1
8
,
0
+
±
+
=
∆
где φ
b,сr
- коэффициент ползучести бетона, определяемый согласно (пос.
(2.30)
(пос. фор.2.7.) табл.2.6); α - коэффициент приведения арматуры к бетону, равный α = E
s
/E
b
;
μ
sp
- коэффициент армирования, равный А
spj
/А, где А и А
spj
- площади поперечного сечения соответственно элемента и рассматриваемой напрягаемой арматуры (A
sp
8 или A'
sp
);
σ
bp
- напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой напрягаемой арматуры, определяемое как для упругих материалов по приведенному сечению согласно формуле
( )
( )
red
s
red
s
p
red
bp
I
My
I
y
e
P
A
P
σ
±
±
=
1 0
1 1
(2.31)
(пос. фор.2.8.)
-P(1) - усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь, равное:
P
(1)
= (A
sp
+ A'
sp
)(σ
sp
-
Δσ
sp(1)
)
(2.32)
(пос. фор.2.9.) здесь Δσ
sp(1)
- сумма первых потерь напряжения; e
0p1
- эксцентриситет усилия P
(1)
относительно центра тяжести приведенного сечения элемента, равный
sp
sp
sp
sp
sp
sp
p
A
A
y
A
y
A
e
'
'
'
1 0
+
−
=
(2.33)
(пос. фор.2.10.) здесь y sp
, y'
sp
- см. рис. 1.2.8.
Рис. 1.2.8.Схема усилий предварительного напряжения арматуры в
поперечном сечении железобетонного элемента.
y s
- расстояние между центрами тяжести рассматриваемой напрягаемой арматуры и приведенного поперечного сечения элемента (т.е. y sp или y'
sp
);
М- изгибающий момент от собственного веса элемента, действующий в стадии обжатия в рассматриваемом сечении; A
red и I
red
- площадь приведенного сечения и ее момент инерции относительно центра тяжести приведенного сечения, определяемые согласно (фор. 2.34, 2.36)
В формуле (2.31) сжимающие напряжения учитываются со знаком "плюс", а растягивающие - со знаком "минус". Тот же знак принимается и в формуле (2.30).
Если σ
bp
< 0,0, то потери от ползучести и усадки бетона принимаются равными нулю.
9
Если передаточная прочность бетона R
bp меньше 70% класса бетона В, то при определении Δσ
bp6
значения φ
b,сr и E
b принимаются по ( пос.табл.2.6) и 2.28 при
B=R
bp
Приведенное сечение включает в себя площадь сечения бетона и площадь сечения всей продольной арматуры (напрягаемой и ненапрягаемой) с коэффициентом приведения арматуры к бетону a=E
s
/E
b
Геометрические характеристики приведенного сечения определяются по формулам:
- площадь приведенного сечения
A
red
=A + aA
sp
+ aA'
sp
+ aA
s
+ aA'
s
(2.34)(
пос. фор.2.11.)
- расстояние от центра тяжести приведенного сечения до растянутой в стадии эксплуатации грани
(
)
(
)
red
s
s
s
s
p
sp
p
sp
A
a
h
A
α
a
A
α
a
h
A
α
a
A
α
S
y
'
'
'
'
−
+
+
−
+
+
=
(2.35)(
пос. фор.2.12.) где S-статический момент сечения бетона относительно растянутой грани;
- момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести
,
'
'
'
'
2 2
2 2
sp
s
sp
s
sp
sp
sp
sp
red
y
A
α
y
A
α
y
A
α
y
A
α
I
I
+
+
+
+
=
(2.36)(
пос. фор.2.13.) где y sp
= y - а
р
; y'
sp
= h - a'
p
– у; y s
= y - a s
; y'
s
= h - a'
s
- у (см. рис. 1.2.8.).
Допускается не уменьшать площадь всего сечения элемента А за счет площади сечения всей арматуры ΣA
s
, если ΣA
s
< 0,03А. В противном случае в формулах (2.34)-(2.36) вместо а используется a-1.
Предварительные напряжения в бетоне
σ
bp при передаче усилия предварительного обжатия P
(1)
не должны превышать:
- если напряжения уменьшаются или не изменяются при действии внешних нагрузок - 0,9R
bp
;
- если напряжения увеличиваются при действии внешних нагрузок - 0,7R
bp
Напряжение в бетоне σ
bp определяется по формуле (2.31), при этом за значение y s
принимается расстояние от центра тяжести приведенного сечения до наиболее сжатой грани в стадии обжатия (т.е. значение у, см. формулу 2.35), а значение момента М определяется для сечения, где разгружающее влияние этого момента минимально (например, в сечении, проходящем через конец зоны передачи предварительного напряжения длиной l p
).
Длину зоны передачи предварительного напряжения на бетон для арматуры без дополнительных анкерующих устройств определяют по формуле
,
4
s
bond
sp
p
d
R
σ
l
=
(2.37)(
пос. фор.2.14.)
10
И принимают не менее 10ds и 200 мм, а для арматурных канатов не менее
300 мм.
В формуле (3.37): σ
sp
- предварительное напряжение в напрягаемой арматуре с учетом первых потерь; R
bond
- сопротивление сцепления напрягаемой арматуры с бетоном, равное:
R
bond
= ηR
bt
(2.38)(
пос. фор.2.15.) здесь R
bt
- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, отвечающее передаточной прочности бетона R
bp
;
η - коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры, принимаемый равным: 1,7 - холоднодеформированной арматуры класса Вр диаметром 3 мм и арматурных канатов класса К диаметром 6 мм; 1,8 - для холоднодеформированной арматуры класса Вр диаметром 4 мм и более; 2,2 - для арматурных канатов класса К диаметром 9 мм и более; 2,5 - для горячекатаной и термомеханически упроченной арматуры класса А.
Для сечений элемента, пересекающих зону передачи предварительного напряжения, значение σ
sp следует умножать на коэффициент:
,
/
3
p
x
s
l
l
γ =
(2.39)(
пос. фор.2.16.) где l x
- расстояние от начала зоны передачи напряжений в торце элемента до рассматриваемого сечения. При мгновенной передачи усилия обжатия на бетон для арматуры класса А значение l p
увеличивается в 1,25 раза. При диаметре стержней более 18 мм мгновенная передача усилий не допускается. Начало зоны передачи напряжений при мгновенной передачи усилий обжатия на бетон для арматуры классов Вр и К принимается на расстоянии 0,25l p
от торца элемента.
Усилие предварительного обжатия бетона с учетом полных потерь напряжений Р и эксцентриситет его приложения е0р относительно центра тяжести приведенного сечения определяются по формулам:
;
'
'
'
'
2 2
s
s
s
s
sp
sp
sp
sp
A
σ
A
σ
A
σ
A
σ
P
−
−
+
=
(2.40)(
пос. фор.2.17.)
,
'
'
'
'
'
'
2 2
0
P
y
A
σ
y
A
σ
y
A
σ
y
A
σ
e
s
s
s
sp
sp
sp
s
s
s
sp
sp
sp
p
−
−
+
=
(2.41)(
пос. фор.2.18.) где σ
s и σ'
s
- сжимающие напряжения в ненапрягаемой арматуре соответственно S и S', вызванные усадкой и ползучестью бетона и численно равные сумме потерь напряжений от усадки и ползучести бетона
Δσ
sp5
+ Δσ
sp6
определенных согласно (2.29.) и(2.30); при этом напряжение σ
bp определяется на
11 уровне центра тяжести соответствующей ненапрягаемой арматуры; если σ
bp
< 0,0, напряжение σ'
s принимается равным нулю;
σ
sp2
и σ'
sp2
- предварительные напряжения арматуры соответственно S и S' с учетом всех потерь;
Полные суммарные потери напряжений для арматуры S следует принимать не менее 100 МПа
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 16
Лекция №5.
1.3.1.
Общие сведения об изгибающих ж.б. элемента
Наиболее распространенные изгибаемые ж/б элементы – это балки и плиты.
Балка – линейный элемент, длина которого значительно больше геометрических размеров поперечного сечения.
Предварительно высота балки h назначается: h
10 1
(
=
20 1
÷
)*L
(3.1)
Унифицированные размеры: высота балок до 60 см и выше 60 см, кратно 10 см.
Ширина балки в = (0,3÷0,5)h
(3.2)
- также унифицируется.
Унифицированные размеры ширины балок: 12,15, 20, 22 см, далее кратно 5 см.
Плита – это плоский элемент , толщина которого значительно меньше длины и ширины.
Из плит и балок образуются многие ж.б.к.
-
Плоские перекрытия и покрытия
-
Сборные ж/б перекрытия
-
Монолитные ж/б перекрытия
-
Сборно-монолитные ж/б перекрытия
Принципы армирования.
Стержни рабочей арматуры принимают диаметром 3...10мм, располагают их на расстоянии (с шагом) 100...200 мм одна от другого.
Защитный слой бетона для рабочей арматуры принимают не менее 10 мм, в особо толстых плитах (толще 100 мм) - не менее 15 мм.
Поперечные стержни сеток_ (распределительную арматуру) устанавливают для обеспечения проектного положения рабочих стержней, уменьшения усадочных и температурных деформаций конструкции, распределения местного воздействия сосредоточенных нагрузок на большую площадь. Общее сечение поперечных стержней принимают не менее 10% сечения рабочей арматуры, размещенной в месте наибольшего изгибающего момента; располагают их с шагом 250...300 мм, но не реже чем через 350 мм.
Армирование плит отдельными стержнями с вязкой их в сетки вручную с помощью вязальной проволоки при меняют в отдельных случаях
2
(плиты сложной конфигурации в плане или с большим числом отверстий и т. д.), когда стандартные сварные сетки не могут быть использованы.
Рис.1.3.1.Схемы перекрытий из железобетонных элементов: а-
сборное; б - монолитное; 1 - плиты; 2 – балки.
Рис.1.3.2. Однопролетная (а) и многопролетная (б) плиты при
действии равномерно распределенной нагрузки: 1 - стержни рабочей
арматуры; 2 - стержни распределительной арматуры.
Рис.1.3.3.Поперечное сечение балок и схемы армирования: а-
прямоугольное; б- тавровое; в- двутавровое; г- трапециевидное: 1-
продольные стержни; 2- поперечная арматура.
Продольную рабочую арматуру в балках (как и в плитах) укладывают согласно эпюрам изгибающих моментов в растянутых зонах, где она должна воспринимать продольные растягивающие усилия, возникающие при изгибе конструкции под действием нагрузок. Для экономии стали часть продольных