Министерство образования России

Самарская государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра железобетонных и каменных конструкций

Расчет предварительно напряженных железобетонных изгибаемых

элементов по предельным состояниям второй группы

(по новым нормативным документам

#M12291 1200035580СНиП 52-01-2003 и СП 52-102-2004#M12291 1200037361)

(Методические указания и примеры расчета к выполнению индивидуальных контрольных заданий на практических занятиях)

С а м а р а 2008

Методические указания рекомендуются студентам, обучающимся по специальности 290300-”Промышленное и гражданское строительство”, для выполнения индивидуальных контрольных заданий (ИКЗ) на практических занятиях по дисциплине “Железобетонные и каменные конструкции”.

Материал примеров расчета может быть использован и в дипломном проектировании.

Составитель: Бородачев Николай Андреевич

1. Общие сведения о предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

Железобетонные конструкции, в которых до приложения нагрузки бетон подвергают интенсивному обжатию посредством растяжения рабочей арматуры, называются предварительно напряженными.

Предварительное напряжение железобетонных конструкций применяется в целях:

• снижения расхода стали путем использования арматуры высокой прочности;

• увеличения сопротивления конструкции образованию трещин в бетоне и ограничения их раскрытия;

• повышения жесткости и уменьшения деформаций конструкций;

• обжатия стыков элементов сборных конструкций;

• повышения выносливости конструкций, работающих под воздействием многократно повторяющейся нагрузки;

• уменьшения расхода бетона и снижения веса конструкций за счет применения бетонов высоких классов.

Предварительное напряжение создается двумя основными способами: натяжением арматуры на упоры форм или стенда, натяжением арматуры на затвердевший бетон.

Натяжение арматуры производится механическим, электротермическим или электротермомеханическим способом, а натяжение арматуры на бетон - как правило, механическим способом.

Предварительно напряженные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы).

Расчет по предельным состояниям второй группы должен обеспечивать конструкции от:

образования трещин,(если по условиям эксплуатации образование недопустимо),а также их чрезмерного раскрытия;

чрезмерных перемещений (прогибов, углов перекоса и поворота, колебаний).

Величины предельно допустимых прогибов и ширины раскрытия трещин определяются требованиями [3].

2. Методические указания по расчету предварительно напряженных изгибаемых элементов по предельным состояниям второй группы.

2.1. Назначение предварительных напряжений в арматуре и бетоне.

Предварительные напряжения в напрягаемой арматуре _sp без учета потерь назначают в соответствии с требованиями п.2.25 [2] таким образом, чтобы выполнялись два условия:

• их принимают не более 0,9R_s,n для арматуры классов А540, А600, А800, А1000 и не более 0,8R_s,n. для арматуры классов Вр1200 - Вр1500, К1400, К1500;

- для любых классов арматуры значение σ_sp принимают не менее 0,3R_s,_n..

Выполнение первого условия гарантирует невозможность разрыва арматуры в процессе ее натяжения, а второго – эффективность предварительного напряжения.

Предварительные напряжения в бетоне σ_bp при передаче усилия предварительного обжатия 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_bр ;

где R_bp - передаточная прочность бетона.

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

Предварительные напряжения в бетоне  _bp в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, определяются по правилам расчета упругих материалов по приведенному сечению.

Приведенное сечение включает в себя сечение бетона, а также сечение всей продольной напрягаемой и ненапрягаемой арматуры, умноженные на соответствующие отношения модулей упругости арматуры и бетона (=E_s/E_b). Согласно п.2.33[2] основные геометрические характеристики приведенного сечения определяются по формулам: