Потери предварительных напряжений

Начальные предварительные напряжения в арматуре не остаются постоянными, с течением времени они уменьшаются. Потери могут быть достаточно большими – порядка 100…300 МПа и достигать 30% от первоначального напряжения.

Различают первые и вторые потери. Первые потери происходят до обжатия бетона, вторые – после обжатия и развиваются в течение нескольких месяцев или лет. Рассмотрим потери напряжений при напряжении арматуры на упоры.

Первые потери:

Δσ_sp1 - потери от релаксации напряжений арматуры;

Δσ_sp2 - потери от температурного перепада (разности между температурой натянутой арматуры, находящейся в зоне нагрева, и температурой упора стенда, расположенного вне зоны нагрева). Эти потери имеют место при тепловой обработке конструкции. При натяжении на упоры формы Δσ_sp2=0, т.к. арматура и форма нагреваются одновременно до одной и той же температуры;

Δσ_sp3 - потери от деформации стальной формы (упоров) при неодновременном натяжении арматуры на форму;

Δσ_sp4 - потери от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств. Они зависят от конструкции анкеров и обусловливаются сжатием высаженных головок, смещением стержней в зажимах и т.д.

Сумма первых потерь

или

Вторые потери:

Δσ_sp5 - потери от усадки бетона;

Δσ_sp6 - потери от ползучести бетона.

Полные значения первых и вторых потерь определяются по формуле:

или

При расчетах полные потери напряжений следует принимать Δσ_sp(2) ≥ 100 Мпа

49. Принципы конструирования балок.

Балка – это линейная конструкция, размеры поперечного сечения которой существенно меньше длины.

Конструктивные требования к размерам.

Высота h кратно 50 мм, если h < 600 мм и кратно 100 мм, если h > 600 мм.

Ширина , а именно 100, 120, 150, 200, 220, 250 мм и далее кратно 50мм.

Железобетонные балки бывают прямоугольного, таврового, двутаврового, трапециевидного сечения (рис. 24).

а) б) в) г)

Рис. 24. Поперечное сечение балок:

а – прямоугольное; б – тавровое; в – двутавровое; трапециевидное.

Балки армируются сварными и вязаными каркасами.

Минимальный диаметр рабочей арматуры – 12 мм. Минимальный диаметр поперечной арматуры в сварных каркасах задается из условия свариваемости.

Шаг поперечных стержней:

- на приопорных участках длиной 1/4 пролета (в зоне максимальной поперечной силы):

при h ≤ 450 мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . не более h/2 и не более 150 мм;

при h > 450 мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . не более h/3 и не более 500 мм;

- на остальной части пролета. . . . . . . . . . . . не более 3h/4 и не более 500 мм.

Расстояния между продольными стержнями сварных и вязаных каркасов приведены в СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции».

50. Принципы конструирования плит.

Плита – плоская конструкция, толщина которой значительно меньше ширины и длины.

Минимальная толщина плит:

40 мм – плиты покрытий;

50 мм – плиты перекрытий жилых и общественных зданий;

60 мм – плиты перекрытий промышленных зданий.

Продольное армирование плиты – стержни укладываются параллельно направлению изгиба плиты.

Плиты могут быть однопролетными и многопролетными (рис. 23), балочными и опертыми по контуру, сборными и монолитными.

Плиты обычно армируют сварными сетками.

Диаметр рабочих стержней сварных сеток не менее 3 мм, вязаных сеток не менее 6 мм.

Расстояние между осями рабочих стержней S₁ должно быть не более 200 мм, если высота плиты h менее 150 мм. При высоте плиты 150 мм и более S₁ = 1,5h. Поперечные стержни располагают с шагом S₂ = 250…300 мм (рис. 23, а), но не реже чем через 350 мм. Общее сечение поперечных стержней принимают не менее 10% сечения рабочей арматуры.

Толщина защитного слоя для продольной рабочей арматуры в плитах принимается не менее 10…15 мм.

а )

б)

; но не более 200 мм.

Рис. 23. Армирование плит:

а – многопролетная монолитная плита; б – однопролетная многопустотная плита.

51. Требования к проектированию и изготовлению предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Существуют следующие требования к проектированию и изготовлению предварительно напряженных железобетонных конструкций:

1. Минимальный класс бетона. Он равен В20 или В30 в зависимости от класса арматуры и назначен из требования обеспечения надежной анкеровки напрягаемой арматуры.

2.Условия для назначения величины предварительного напряжения. Величину предварительного напряжения арматуры растянутой зоны, по возможности, принимают наибольшей. Чем она выше, тем значительнее будет предварительное обжатие бетона, а, следовательно, выше трещиностойкость и жесткость конструкции. Однако, чрезмерное большое преднапряжение опасно из-за возможности ее обрыва при натяжении, появления в ней значительных остаточных деформаций, раздавливания бетона при его обжатии.

Предварительные напряжения арматуры σsp назначают в интервале:

• для арматуры классов А540, А600, А800, А1000

• для арматуры классов Вр 1200 – Вр 500, К 1400, К1500

3. Передаточная прочность и предварительные напряжения в бетоне при передаче усилия предварительного бжатия Р ₍₁₎

Передаточной прочностью бетона R_bр называется кубиковая прочность бетона с обеспеченностью 0,95 (т.е класс бетона) к моменту обжатия. Она назначается равной:

Предварительные напряжения в бетоне при передаче усилия предварительного обжатия P₍₁₎ не должны превышать:

- если напряжения уменьшаются или не изменяются при действии внешних нагрузок

- если напряжения увеличиваются при действии внешних нагрузок