1 Показатели качества бетона и их применение при проектировании

Для предварительно напряженных железобетонных конструкций, основными показателями качества бетона, устанавливаемыми при проектировании, являются:

а) класс по прочности на сжатие В; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; - сопротивления бетона осевому сжатию ;

б) класс по прочности на осевое растяжение В- 0,8; В1,2; В1,6; В2,0; В2,4; В2,8; В3,2; - сопротивления бетона осевому растяжению.

в) марка по морозостойкости F (назначают для конструкций, подвергаемых действию попеременного замораживания и оттаивания); F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

г) марка по водонепроницаемости W (назначают для конструкций, к которым предъявляют требования ограничения водопроницаемости). W2; W4; W6; W8; W10; W12.

Передаточную прочность бетона (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 по прочности на сжатие.

Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию и осевому растяжениюопределяют по формулам:, (1). (2)

Нормативные и расчетные значения сопротивления бетона приведены в таблице 1.

Таблица 1

#G0Вид сопротивления	Нормативные (и) и расчетные (и) значения сопротивления бетона МПа, при классе бетона по прочности на сжатие
	В15	В20	В25	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Сжатие осевое ,	11,0	15,0	18,5	22,0	25,5	29,0	32,0	36,0	39,5	43,0
	8,5	11,5	14,5	17,0	19,5	22,0	25,0	27,5	30,0	33,0
Растяжение осевое ,	1,1	1,35	1,55	1,75	1,95	2,1	2,25	2,45	2,6	2,75
	0,75	0,9	1,05	1,15	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8

Деформационные характеристики бетона

Основными деформационными характеристиками бетона являются значения:

- предельных относительных деформаций бетона при осевом сжатии и растяжении и;

при непродолжительном действии нагрузки =0,002 - при сжатии;=0,0001 - при растяжении;

при продолжительном действии по таблице 6

Таблица 6

#G0Относительная влажность среды, %	Относительные деформации бетона при продолжительном действии нагрузки
	при сжатии			при растяжении
	·10	·10	·10	·10	·10	·10
Выше 75	3,0	4,2	2,4	0,21	0,27	0,19
40-75	3,4	4,8	2,8	0,24	0,31	0,22
Ниже 40	4,0	5,6	3,4	0,28	0,36	0,26
Примечание - Относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по #M12291 1200004395СНиП 23-01#S как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства.

Значения начального модуля упругости

Таблица 4

#G0Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении , МПа·10, при классе бетона по прочности на сжатие
В15	В20	В25	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
24,0	27,5	30,0	32,5	34,5	36,0	37,0	38,0	39,0	39,5

При продолжительном действии нагрузки значения начального модуля деформаций бетона определяют по формуле , (3), - коэффициента (характеристики) ползучести; по табл.5

Таблица 5

#G0Относительная влажность %	Значения коэффициента ползучести при классе бетона на сжатие
	В15	В20	В25	В30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Выше 75	2,4	2,0	1,8	1,6	1,5	1,4	1,3	1,2	1,1	1,0
40-75	3,4	2,8	2,5	2,3	2,1	1,9	1,8	1,6	1,5	1,4
Ниже 40	4,8	4,0	3,6	3,2	3,0	2,8	2,6	2,4	2,2	2,0
Примечание - Относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по #M12291 1200004395СНиП 23-01#S как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства.

- коэффициента поперечной деформации бетона (коэффициента Пуассона) =0,2.

- коэффициента линейной температурной деформации бетона =1·10°С..

Арматура

Показатели качества арматуры

Для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций следует применять арматуру следующих видов:

- горячекатаную и термомеханически упрочненную периодического профиля классов А600 (A-IV), A800 (A-V) и А1000 (A-VI); диаметром 6-40 мм;

- холоднодеформированную периодического профиля диаметром 3-12 мм классов Вр1200- Вр1500 канатную 7- и 19-проволочную классов К1400, К1500 (К-7, К-19); диаметром 6-15 мм

Классы арматуры по прочности на растяжение отвечают гарантированному значению предела текучести, физического или условного (равного значению напряжений, соответствующих остаточному относительному удлинению 0,2%), с обеспеченностью не менее 0,95, определяемому по соответствующим стандартам.

Нормативные и расчетные значения характеристик арматуры

Таблица 7

#G0Класс арматуры	диаметр арматуры, мм	Нормативные значения сопротивления растяжению МПа	Расчетные значения сопротивления, МПа растяжению	Расчетные значения сопротивления, МПа сжатию
А240	6-40	240	215	215
А300	6-40	300	270	270
A400	6-40	400	355	355
А500	10-40	500	435	435(400)
А600	10-40	600	520	470(400)
А800	10-32	800	695	500(400)
А1000	10-32	1000	830	500(400)
В500	3-12	500	415	415(360)
Вр1200	8	1200	1000	500(400)
Вр1300	7	1300	1070	500(400)
Вр1400	4; 5; 6	1400	1170	500(400)
Вр1500	3	1500	1250	500(40
К1400(К-7)	15	1400	1170	500(400)
К1500(К-7)	6; 9; 12	1500	1250	500(400)

Деформационные характеристики арматуры

Основными деформационными характеристиками арматуры являются значения:

относительных деформаций удлинения арматуры принимают: для арматуры с физическим пределом текучести; (11) для арматуры с условным пределом текучести.

и модуля упругости арматуры .принимают одинаковыми при растяжении и сжатии и равными:

=1,8·10МПа - для арматурных канатов (К);=2,0·10МПа - для остальной арматуры (А и В).

Предварительные напряжения арматуры

Предварительные напряжения арматуры принимают не более 0,9для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры

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 натяжения 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 (упоров).

Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона.

Потери от релаксации напряжений арматуры определяют по формулам:

для арматуры классов А600 - А1000 при способе натяжения: механическом -; (17), электротермическом -; (18)

для арматуры классов Вр1200-Вр1500, К1400, К.1500 при способе натяжения:

механическом - ; (19) электротермическом -.

Потери (МПа) от температурного перепада(°С), определяемого как разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилия натяжения при нагреве бетона, принимают равными:. (21)

При отсутствии точных данных по температурному перепаду допускается принимать =65 °С.

Потери от деформации стальной формы допускается принимать =30 МПа.

При электротермическом способе натяжения арматуры потери от деформации формы не учитываются.

Потери от деформации анкеров натяжных устройств, при отсутствии данных можно принимать =2 мм.

При электротермическом способе натяжения арматуры потери от деформации анкеров не учитывают.

Потери от усадки бетона определяют по формуле,

где - деформации усадки бетона, значения которых можно приближенно принимать в зависимости от класса бетона равными: 0,0002 - для бетона классов В35 и ниже; 0,00025 - для бетона класса В40; 0,0003 - для бетона классов В45 и выше.

Потери от ползучести бетона определяют по формуле

, (25)

где - коэффициент ползучести бетона, определяемый согласно п.2.1.2.7;

- напряжения в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой -й группы стержней напрягаемой арматуры;

- расстояние между центрами тяжести сечения рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры и приведенного поперечного сечения элемента;

,- площадь приведенного сечения элемента и ее момент инерции относительно центра тяжести приведенного сечения;

- коэффициент армирования, равный , гдеи- площади поперечного сечения соответственно элемента и рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры.

Полные значения первых потерь предварительного напряжения арматуры (по пп.2.2.3.3-2.2.3.6) определяют по формуле , (26), где- номер потерь предварительного напряжения.

Усилие предварительного обжатия бетона с учетом первых потерь равно:,

где и- площадь сечения-й группы стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента и предварительное напряжение в группе с учетом первых потерь.

Здесь - начальное предварительное напряжение рассматриваемой группы стержней арматуры. Полные значения первых и вторых потерь предварительного напряжения арматуры определяют по формуле. (28) Усилие в напрягаемой арматуре с учетом полных потерь равно:, (29), где.

При проектировании конструкций полные суммарные потери для арматуры, расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента, следует принимать не менее 100 МПа.

Длину зоны передачи предварительного напряжения на бетон для арматуры без дополнительных анкерующих устройств определяют по формуле , (31)

но не менее 10и 200 мм, а для арматурных канатов - также не менее 300 мм.

- предварительное напряжение в напрягаемой арматуре с учетом первых потерь;

- сопротивление сцепления напрягаемой арматуры с бетоном, отвечающее передаточной прочности бетона;- площадь и периметр стержня арматуры.

Расчет элементов предварительно напряженных железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы

Расчет преднапряженных элементов в стадии обжатия производят как при внецентренном сжатии усилием предварительного обжатия в предельном состоянии

Расчет предварительно напряженных элементов на действие изгибающих моментов в стадии эксплуатации по предельным усилиям

Предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси элемента, следует определять исходя из следующих предпосылок:

сопротивление бетона растяжению принимают равным нулю;

сопротивление бетона сжатию представляется напряжениями, равными и равномерно распределенными по сжатой зоне бетона;

растягивающие напряжения в арматуре принимают не более расчетного сопротивления растяжению ;

сжимающие напряжения в арматуре принимают не более расчетного сопротивления сжатию .

Допускается принимать для растянутой арматуры с условным пределом текучести напряжения выше , но не более 1,1в зависимости от соотношенияи(п.3.1.2.2).

Расчет по прочности нормальных сечений следует производить в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона , определяемой из соответствующих условий равновесия, и значением граничной относительной высоты сжатой зоны, при которой предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению.

Значение определяют по формуле, (32)

где - относительная деформация арматуры растянутой зоны, вызванная внешней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения, равного;

- относительная деформация сжатого бетона при , принимаемая равной 0,0035.

Для арматуры с условным пределом текучести значение определяют по формуле, (33)

где - предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и=0,9; 400 - в МПа.

Во всех случаях напряжение принимают не более.

Расчет по прочности сечений изгибаемых элементов производят из условия , (34)

где - изгибающий момент от внешней нагрузки;

- предельный изгибающий момент, который может быть воспринят сечением элемента.

Значение для изгибаемых элементов прямоугольного сечения (рисунок 3)

при определяют по формуле;

при этом высоту сжатой зоны определяют по формуле. 36)

Рисунок 3 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого предварительно напряженного элемента при его расчете по прочности

Значение для изгибаемых элементов, имеющих полку в сжатой зоне (тавровые и двутавровые сечения), приопределяют в зависимости от положения границы сжатой зоны:

а) если граница проходит в полке (рисунок 4, а), т.е. соблюдается условие ,

значение определяют по п.3.1.2.6 как для прямоугольного сечения шириной;

б) если граница проходит в ребре (рисунок 4, б), т.е. условие (37) не соблюдается, значение определяют по формуле;

при этом высоту сжатой зоны бетона определяют по формуле.

а - в полке; б - в ребре

Рисунок 4 - Положение границы сжатой зоны в сечении изгибаемого предварительно напряженного элемента

Значение , вводимое в расчет, принимают из условия, что ширина свеса полки в каждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролета элемента и не более:

а) при наличии поперечных ребер или при - 1/2 расстояния в свету между продольными ребрами;

б) при отсутствии поперечных ребер (или при расстояниях между ними больших, чем расстояния между продольными ребрами) и ;

в) при консольных свесах полки:

при 6;

при 3;

при - свесы не учитывают.

Расчет предварительно напряженных элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы

1 Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:- расчет по раскрытию трещин; - расчет по деформациям.

Требования по отсутствию трещин предъявляют к предварительно напряженным конструкциям, у которых при полностью растянутом сечении должна быть обеспечена непроницаемость (находящихся под давлением жидкости или газов, испытывающих воздействие радиации и т.п.), к уникальным конструкциям, а также к конструкциям при воздействии сильно агрессивной среды.

Расчет предварительно напряженных железобетонных элементов по раскрытию трещин

Расчет предварительно напряженных изгибаемых элементов по раскрытию трещин производят в тех случаях, когда соблюдается условие , (75) где- изгибающий момент от внешней нагрузки;

- изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением элемента при образовании трещин,

Расчет железобетонных элементов производят по непродолжительному и продолжительному раскрытию трещин. Непродолжительное раскрытие трещин определяют от совместного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок, продолжительное - только от постоянных и временных длительных нагрузок

Расчет по раскрытию трещин производят из условия ,(77), где- ширина раскрытия трещин от действия внешней нагрузки,- предельно допустимая ширина раскрытия трещин.

Значения принимают равными:

а) из условия обеспечения сохранности арматуры: -

классов А240-А600, В500 = 0,3 мм - при продолжительном раскрытии трещин; 0,4 мм - при непродолжительном раскрытии трещин;

- классов А800, А1000, а также Вр1200-Вр140, К1400, К1500 (К-19) и К1500 (К-7) диаметром 12 мм: - 0,2 мм - при продолжительном раскрытии трещин; 0,3 мм - при непродолжительном раскрытии трещин;

- классов Вр1500, К1500 (К-7) диаметром 6 и 9 мм: 0,1 мм - при продолжительном раскрытии трещин;

0,2 мм - при непродолжительном раскрытии трещин;

б) из условия ограничения проницаемости конструкций: 0,2 мм - при продолжительном раскрытии трещин; 0,3 мм - при непродолжительном раскрытии трещин.

Ширину раскрытия трещин определяют исходя из взаимных смещений растянутой арматуры и бетона по обе стороны трещины на уровне оси арматуры и принимают:

- при продолжительном раскрытии ; - при непродолжительном раскрытии, где- ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;- ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок;- ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.

Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента

Определение момента образования трещин производят с учетом неупругих деформаций растянутого бетона согласно Допускается момент образования трещин определять без учета неупругих деформаций растянутого бетона Момент образования трещин с учетом неупругих деформаций растянутого бетона определяют с учетом следующих положений:

- сечения после деформирования остаются плоскими;

- эпюру напряжений в сжатой зоне бетона принимают треугольной формы как для упругого тела;

- эпюру напряжений в растянутой зоне бетона принимают трапециевидной формы с напряжениями, не превышающими расчетных значений сопротивления бетона растяжению ;

- относительную деформацию крайнего растянутого волокна бетона принимают равной ее предельному значению при кратковременном действии нагрузки (п.3.1.4.6); при двухзначной эпюре деформаций в сечении элемента=0,00015;

- напряжения в арматуре принимают в зависимости от относительных деформаций как для упругого тела.

Момент образования трещин предварительно напряженных изгибаемых элементов без учета неупругих деформаций растянутого бетона определяют как для сплошного упругого тела по формуле , (80) где- момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна;

- расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется;

- то же, до центра тяжести приведенного сечения;

- расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки.

Момент сопротивления и расстояние от центра тяжести приведенного поперечного сечения до ядровой точкиопределяют по формулам:;,

где - момент инерции относительно его центра тяжести;

- площадь приведенного поперечного сечения элемента ; (84)

- коэффициент приведения арматуры к бетону ;

,,- площадь поперечного сечения соответственно бетона, растянутой и сжатой арматуры;

- расстояние от наиболее растянутого волокна бетона до центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента , здесь- статический момент площади приведенного поперечного сечения элемента относительно наиболее растянутого волокна бетона.

Допускается момент сопротивления определять без учета арматуры.

В этом случае значения ,,,в формулах (83) и (84) принимают равными нулю.

Для изгибаемых элементов прямоугольного сечения момент сопротивления без учета арматуры определяют по формуле. (86)

Усилие при образовании трещин в центрально растянутых элементах определяют по формуле

. (87)

Расчет ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента

Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле , (88)

где - напряжение в продольной растянутой арматуре в нормальном сечении с трещиной от соответствующей внешней нагрузки, определяемое согласно;

- базовое (без учета влияния вида поверхности арматуры) расстояние между смежными трещинами;

- коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами; допускается принимать коэффициент =1; если при этом условие (77) не удовлетворяется, значениеследует определять по формуле (96);

- коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки, принимаемый равным:

1,0 - при непродолжительном действии нагрузки; 1,4 - при продолжительном действии нагрузки;

- коэффициент, учитывающий профиль продольной арматуры,: 0,5 - для арматуры периодического профиля и канатной; 0,8 - для гладкой арматуры (класса А240);

- коэффициент, учитывающий характер нагружения,: 1,0 - для элементов изгибаемых и внецентренно сжатых; 1,2 - для растянутых элементов.

Значения напряжений в растянутой арматуре изгибаемых предварительно напряженных элементов от внешней нагрузки определяют по формуле,

где ,,- момент инерции, площадь приведенного поперечного сечения элемента и расстояние от наиболее сжатого волокна до центра тяжести приведенного сечения,

- усилие предварительного обжатия (п.4.1.4); - изгибающий момент от внешней нагрузки и усилия предварительного обжатия, определяемый по формуле, (90)

где - расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатиядо центра тяжести приведенного сечения.

Значение коэффициента приведения арматуры к бетону определяют по формуле,

где - приведенный модуль деформации сжатого бетона, учитывающий неупругие деформации сжатого бетона и определяемый по формуле. (92)

Относительную деформацию бетона принимают равной 0,0015.

Допускается напряжение определять по формуле, (93)

где - расстояние от центра тяжести арматуры, расположенной в растянутой зоне сечения, до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне элемента;

- расстояние от центра тяжести той же арматуры до точки приложения усилия .

Для элементов прямоугольного поперечного сечения при отсутствии (или без учета) сжатой арматуры значение определяют по формуле, (94)

где - высота сжатой зоны, определяемая согласно п.4.3.3.6 с учетом влияния усилия предварительного обжатия.

Для элементов прямоугольного, таврового (с полкой в сжатой зоне) и двутаврового поперечного сечения допускается значение принимать равным 0,7.

Напряжения , определяемые по формулам (89) и (93), не должны превышать.

Значения базового расстояния между трещинами определяют по формуле(95)

и принимают не менее 10и 10 см и не более 40и 40 см (для элементов с рабочей высотой поперечного сечения не более 1 м). Здесь- площадь сечения растянутого бетона;- площадь сечения растянутой арматуры;- номинальный диаметр арматуры.

В любом случае значение принимают равным площади сечения при ее высоте в пределах не менее 2и не более 0,5.

Значения коэффициента определяют по формуле, (96)

где - напряжение в продольной растянутой арматуре в сечении с трещиной

- то же, при действии рассматриваемой нагрузки.

Расчет предварительно напряженных железобетонных элементов по деформациям

Расчет по деформациям следует производить на действие:

постоянных, временных длительных и кратковременных нагрузок при ограничении деформаций технологическими или конструктивными требованиями;

постоянных и временных длительных нагрузок при ограничении деформаций эстетическими требованиями.

Значения предельно допустимых деформаций элементов принимают согласно #M12291 5200280СНиП 2.01.07#S и нормативным документам на отдельные виды конструкций.

Расчет предварительно напряженных элементов по прогибам

Расчет изгибаемых элементов по прогибам производят из условия, где- прогиб элемента от действия внешней нагрузки;- значение предельно допустимого прогиба.

При действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок прогиб балок или плит во всех случаях не должен превышать пролета ивылета консоли.

Прогиб предварительно напряженных элементов, обусловленный деформацией изгиба, определяют по формуле , где- изгибающий момент в сеченииот действия единичной силы, приложенной по направлению искомого перемещения в сечении по длине пролета,

- полная кривизна элемента в сечении от внешней нагрузки, при которой определяют прогиб.

Для свободно опертых или консольных элементов максимальный прогиб определяют по формуле

, (100)

где - коэфициент, зависящий от расчетной схемы элемента и вида нагрузки, определяемый по правилам строительной механики; при действии равномерно распределенной нагрузки значениепринимают равным:- для свободно опертой балки и- для консольной балки;

Определение кривизны изгибаемых предварительно напряженных элементов

Полную кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов определяют по формулам:

- для участков без трещин в растянутой зоне ; (101)

- для участков с трещинами в растянутой зоне . (102)

,- кривизна соответственно от непродолжительного действия кратковременных нагрузок и от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.

- кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки, - кривизна от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;

- кривизна от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.

Кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов от действия соответствующих нагрузок определяют по формуле, где- изгибающий момент от внешней нагрузки;

и - усилие предварительного обжатия и его эксцентриситет относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента;

- изгибная жесткость приведенного поперечного сечения элемента, ,

где - модуль деформации сжатого бетона, определяемый в зависимости от продолжительности действия нагрузки;

- момент инерции приведенного поперечного сечения относительно его центра тяжести, определяемый с учетом наличия или отсутствия трещин.

Жесткость изгибаемого предварительно напряженного элемента на участке без трещин

Момент инерции приведенного поперечного сечения элемента относительно его центра тяжести определяют как для сплошного тела по общим правилам сопротивления упругих элементов с учетом всей площади сечения бетона и площадей сечения арматуры с коэффициентом приведения арматуры к бетону.

, (105)

где - момент инерции бетонного сечения относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента;,- момент инерции площади сечения соответственно растянутой и сжатой арматуры относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента,

; (106); (107)

- коэффициент приведения арматуры к бетону, , (108)

- расстояние от наиболее сжатого волокна бетона до центра тяжести приведенного сечения элемента.

Допускается определять момент инерции без учета арматуры.. (109)

Значения модуля деформации бетона принимают равными:

при непродолжительном действии нагрузки; (110)

при продолжительном действии нагрузки , (111)

Жесткость изгибаемого предварительно напряженного элемента на участке с трещинами

определяют с учетом следующих положений:

- сечения после деформирования остаются плоскими;

- напряжения в бетоне сжатой зоны определяют как для условно упругого тела;

- работу растянутого бетона в сечении с нормальной трещиной не учитывают;

- работу растянутого бетона на участке между смежными нормальными трещинами учитывают посредством коэффициента .

Значения модуля деформации сжатого бетона принимают равными значениям приведенного модуля деформации, определяемым по формуле (9) для соответствующих нагрузок заменяяна.

Момент инерции приведенного поперечного сечения элемента относительно его центра тяжести определяют по общим правилам сопротивления упругих элементов с учетом площади сечения бетона только сжатой зоны, площадей сечения арматуры, расположенной в сжатой зоне сечения, с коэффициентом приведения арматуры к бетонуи арматуры, расположенной в растянутой зоне сечения, с коэффициентом приведения арматуры к бетону , (112)

где ,,- момент инерции площади сечения соответственно сжатой зоны бетона, арматуры, расположенной в растянутой и сжатой зоне, относительно центра тяжести приведенного без учета бетона растянутой зоны поперечного сечения.

1 - уровень центра тяжести приведенного без учета растянутой зоны бетона поперечного сечения

Рисунок 9 - Приведенное поперечное сечение (а) и схема напряженно-деформированного состояния изгибаемого предварительно напряженного элемента с трещинами (б) при расчете его по деформациям

Допускается для элементов прямоугольного сечения высоту сжатой зоны определять по формуле

, (114)

где - высота сжатой зоны изгибаемого элемента без учета предварительного напряжения арматуры, определяемая согласно#M12291 1200037361СП 52-101#S;

,- момент инерции и площадь приведенного поперечного сечения, определяемые для полного сечения (без учета трещин);

- момент относительно центра тяжести полного приведенного сечения элемента от внешней нагрузки и усилия предварительного обжатия,;

- эксцентриситет усилия обжатия относительно центра тяжести полного приведенного сечения элемента (без учета момента).Значения геометрических характеристик сечения элемента определяют по общим правилам расчета сечения упругих элементов.

Кривизну изгибаемых предварительно напряженных элементов допускается определять по формуле

, (115)

где - расстояние от точки приложения усилия предварительного обжатия до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне;- расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне;- высота сжатой зоны с учетом влияния предварительного обжатия.

Высоту сжатой зоны определяют как для изгибаемых элементов без преднапряжения согласно #M12291 1200037361СП 52-101#S с умножением значения на.

Значения идопускается определять, принимая расстояние от точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне до наиболее сжатого волокна сечения равным 0,3.

Значения коэффициентов приведения арматуры к бетону принимают равными:

- для сжатой арматуры; (116) - для растянутой арматуры,

где - приведенный модуль деформации сжатого бетона, определяемый по формуле (9) при непродолжительном и продолжительном действии нагрузки с заменойна;

- приведенный модуль деформации растянутой арматуры, определяемый с учетом влияния работы растянутого бетона между трещинами по формуле . (118)

Допускается принимать =1 и, следовательно,. При этом, если условие (97) не удовлетворяется, расчет производят с учетом коэффициентапо формуле (96).

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПГСу 1 и 2 часть

1. Расчет изгибаемых элементов по нормальным сечениям. Элементы прямоугольного сечения с одиночной арматурой. Разрушение по растянутой зоне - 1 случай, разрушение по сжатой зоне - случай 2. Граничное значение высоты сжатой зоны бетона.

2. Расчет по нормальным сечениям элементов с двойной арматурой и таврового профиля.

3. Расчет прочности по наклонным сечениям.

4. Правила конструирования сборных и монолитных элементов железобетонных конструкций (плит, балок, ригелей).

5. Основы расчета и армирование неразрезных балок и плит..

6. Расчет и конструирование сжатых элементов при случайных эксцентриситетах.

7. Расчет и конструирование внецентренно сжатых элементов. Расчет сжатых элементов симметричного профиля: случай 1 и случай 2.

8. Расчет и конструирование колонн с косвенной арматурой. Сжатые элементы, усиленные косвенным армированием, расчет на местное сжатие. Сжатые элементы с несущей арматурой.

9. Расчет и конструирование растянутых элементов.

10. Расчет по образованию трещин..

11. Расчет по раскрытию трещин..

12. Расчет прогибов изгибаемых железобетонных элементов.

13. Конструкции и расчет центрально нагруженных фундаментов.

14. Конструкция и расчет внецентренно нагруженных фундаментов.

15. Каменные и армокаменные конструкции жилых, промышленных и гражданских зданий. Индустриальные каменные конструкции: блоки, панели.

16. Физико-механические свойства каменной кладки. Основные факторы, влияющие на прочность кладки при сжатии. Общая формула предела прочности кладки при сжатии. Сцепление раствора с кирпичом и кладкой. Прочность кладки при растяжении, изгибе, срезе и местном сжатии. Особенности зимней кладки.

17. Расчет элементов каменных конструкций.

18. Расчет внецентренно сжатых элементов по несущей способности, образованию и раскрытию трещин. Расчет изгибаемых и центрально растянутых элементов.

19. Конструкции и расчет армокаменных конструкций. Элементы с сетчатыми армированием. Конструктивные особенности. Расчет по несущей способности при центральном и внецентренном сжатии. Элементы с продольным армированием.

20. Конструктивные схемы и расчет каменных конструкций зданий Жесткая и упругая конструктивная схема зданий. Деформационные швы. Предельные гибкости стен и столбов.

21. Конструкции и расчет перемычек.

22. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. Сущность предварительного напряжения. Два способа создания предварительного напряжения арматуры, натяжение на упоры, натяжение на бетон. Материалы для предварительно напряженных железобетонных конструкции. Арматурные изделия, Анкеровка напрягаемой арматуры. Основы конструирования. Размещение напрягаемой арматуры в элементе, усиление концевых участков.

23. Напряженно-деформированное состояние предварительно напряженных конструкций Величина начального контролируемого напряжения в арматуре. Виды потерь предварительного напряжения арматуры, суммарные потери. Понятие о приведенном сечении и определение напряжений в бетоне и арматуре. Наибольшие допустимые напряжения обжатия бетона.

24. Расчет прочности по нормальным и наклонным сечениям изгибаемых железобетонных конструкций

25. Влияние предварительного напряжения на образование и раскрытие нормальных трещин в центрально растянутых, изгибаемых и внецентренно сжатых элементах.

26. Учет влияния предварительного напряжения на кривизну, жесткость и прогибы элементов.

27. Ребристые монолитные перекрытия. Конструирование неразрезных плит и балок.

28. Ребристые монолитные перекрытия с плитами, работающими в двух направлениях. Армирование сварными сетками. Расчет по методу предельного равновесия. Кессонные перекрытия, основные сведения по их расчету и проектированию.

29. Ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами. Компоновка конструктивной схемы. Расчет плиты, второстепенной и главной балок с учетом перераспределения усилий. Конструирование неразрезных плит и балок.

Основы конструирования и расчета монолитных ребристых перекрытий с плитами опертыми по контуру.