4.4.2Расчет предварительно напряженных элементов в стадии предварительного обжатия

При расчете элемента в стадии предварительного обжатия усилие в напрягаемой арматуре вводится в расчет как внешняя продольная сила.

, при отсутствии напрягаемой арматуры расположенной в наименее обжатой зоне элемента:

и - площадь напрягаемой арматуры, расположенной соответственно в наиболее обжатой и в растянутой (наименее обжатой) зонах сечения.

и предварительные напряжения в арматуре с учетом первых потерь и коэффициента в арматуре и .

При этом расчетное сопротивление бетона сжатию определяется определяют при классе бетона численно равным передаточной прочности , используя линейную интерполяцию.

Расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры, расположенной в наиболее обжатой зоне принимается не более 330МПа. При центральном обжатии элемента расчет прочности в этой стадии может не производиться.

Расчет элементов прямоугольно сечения, а также таврового с полкой в менее обжатой зоне в стадии обжатия производится из условия:

,

где высота сжатой зоны определяется в зависимости от граничной относительной высоты сжатой зоны определяемой по ненапрягаемой арматуре менее обжатой зоны площадью сечения :

при , принимается

при , принимается

Расчет элементов двутаврового, а также таврового сечения с полкой в более обжатой зоне в стадии обжатия производится в зависимости от положения границы сжатой зоны:

1). Если граница сжатой зоны проходит в полке, т.е. соблюдается условие:

расчет производится как для прямоугольного сечения шириной

2). Если граница сжатой зоны проходит в ребре, то расчет производится из условия:

где высота сжатой зоны определяется в зависимости от граничной относительной высоты сжатой зоны определяемой по ненапрягаемой арматуре менее обжатой зоны площадью сечения :

при , принимается

при , принимается

Значение в данному случае, соответствует эксцентриситету усилия предварительного обжатия с учетом внешнего изгибающего момента относительно оси проходящей через центр тяжести наименее обжатой зоны:

,

- расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия до центра тяжести ненапрягаемой арматуры менее обжатой зоны.

- момент от собственного веса элемента, действующий в стадии изготовления; знак «+» принимается, если момент растягивает менее обжатую зону, знак «-» - если сжимает эту зону.

При этом рассматривается сечение в месте строповки элемента, или, если это сечение пересекает длину зоны передачи напряжений – сечение в конце этой зоны.

В обоих случаях, если момент растягивают менее обжатую зону, его следует учитывать с коэффициентом динамичности 1,4 и коэффициентом надежности по нагрузке ; иначе без коэффициента динамичности и при .

5Расчет железобетонных элементов по предельным состояниям второй группы

5.1Расчет железобетонных элементов по образованию и раскрытию трещин

5.1.1Категории трещиностойкости железобетонных конструкций

Как было сказано ранее, образование трещин в растянутой зоне чаще всего является нормальным процессом для железобетонных элементов, однако при этом должны быть выполнены определенные условия, соответствующие назначению данных элементов и условиям их эксплуатации.

К железобетонным конструкциям различного назначения предъявляются различные требования по трещиностойкости. В зависимости от назначения железобетонных конструкций принято выделять три категории трещиностойкости:

Первая категория – образование трещин не допускается. К данной категории относятся резервуары и другие элементы, к которым предъявляются требования герметичности. Для выполнения условий первой категории трещиностойкости деформации растяжения бетона должны быть менее предельной растяжимости бетона, что практически не позволяет выполнять данные элементы без предварительного напряжения.

Вторая категория – допускается образование и ограниченное по ширине раскрытие трещин при действии кратковременной нагрузки при условии их надежного закрытия (зажатия) при действии только постоянных и длительных нагрузок. К данной категории относятся конструкции, подвергающиеся воздействию жидких и газообразных агрессивных сред. Суть данной категории заключается в том, что за время действия кратковременных нагрузок коррозионное действие агрессивных сред на арматуру железобетонных конструкций не успевает оказать значительного действия. Для обеспечения зажатия трещин данные элементы, как и элементы первой категории, чаще всего приходится выполнять с предварительным напряжением.

Третья категория – допускается образование и ограниченное по ширине раскрытие от действия постоянных и длительных нагрузок с величиной и ограниченное по ширине раскрытие трещин от действия всех нагрузок (включая кратковременные) с величиной . К данной категории относится большинство железобетонных элементов, встречающихся на практике, так как ограниченное по ширине раскрытие трещин не приводит к коррозии арматуры и не препятствует, таким образом, нормальной эксплуатации железобетонных конструкций.