39. Предварительно напряженный железобетон. Способы создания предварительного напряжения. Усилия от предварительного обжатия, потери напряжений в арматуре.

Предварительно напряженными называют такие же­лезобетонные конструкции, в которых в процессе изго­товления искусственно создают значительные сжимаю­щие напряжения в бетоне натяжением высокопрочной арматуры. Начальные сжимающие напряжения создают в тех зонах бетона, которые впоследствии под воздейст­вием нагрузок испытывают растяжение. При этом повы­шается трещиностойкость конструкции и создаются условия для применения высокопрочной арматуры, что приводит к экономии металла и снижению стоимости конструкции.

Рис. 1.2.7.Способы создания предварительного натяжения; а- натяжение арматуры на упоры (принципиальная схема); б- готовый элемент; в- натяжение арматуры на упоры при непрерывном армировании; г- натяжение арматуры на бетон (принципиальная схема);д- готовый элемент; 1- форма; 2- арматура; 3- упор; 4- домкрат; 5-затвердевший бетон; 6- подпор; 7- штыри поддона, 8- трубки; 9- зажим; 10= канал; 11- анкер; 12- заинъекцированный канал.

В производстве предварительно напряженных эле­ментов возможны два способа создания предварительно­го напряжения: натяжение арматуры на упор и натяже­ние ее на бетон. При натяжении на упор арматуру заводят в форму до бетонирования элемента, один конец ее закрепляют в упоре, другой — натягивают домкратом или другим приспособлением до заданного контролируе­мого напряжения (рис. 1.2.7, а). После приобретения бе­тоном необходимой кубиковой прочности перед обжати­ем Rbpарматуру отпускают с упоров. Арматура при восстановлении упругих деформаций в условиях сцепле­ния с бетоном обжимает окружающий бетон (рис. 1.2.7,б). При так называемом непрерывном армировании форму укладывают на поддон, снабженный штырями, арматурную проволоку специальной навивочной маши­ной с заданным усилием навивают на трубки, надетые на штыри поддона, и конец ее закрепляют плашечным зажимом (рис. 1.2.7, в). После того как бетон наберет необходимую прочность, изделие с трубками снимают со штырей поддона, при этом арматура обжимает бетон.

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.

40. Деформативные характеристики бетона, двух и трехлинейные диаграммы состояния бетона, используемые при расчете железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели.

Виды деформаций.

В бетоне различают деформации двух основных видов: объемные, развивающиеся во всех направлениях под влиянием усадки, изменения темпера туры и влажности: силовые, развивающиеся главным об­разом вдоль направления действия сил. Силовым про­дольным деформациям соответствуют некоторые попе­речные деформации; начальный коэффициент поперечной деформации бетонаv=0,2 (коэффициент Пуассона).

Рис. 1.1.9. Диаграмма зависимости между напряжениями и деформа­циями в бетоне при сжатии и при растяжении.

Ι— область упругих деформаций; ΙΙ — область пластических деформации; 1 —загрузка; 2 — разгрузка; έ_ub — предельная сжимаемость;έ_ubt —предельная растяжимость; έ_bmax-максимальная сжимаемость на нисходящей вет­ви диаграммы.

Бетону свойственно нелинейное деформирование. На­чиная с малых напряжений, в нем, помимо упругих де­формаций, развиваются неупругие остаточные или пла­стические деформации. Поэтому силовые деформациив зависимости от характера приложения нагрузки и дли­тельности ее действия подразделяют на три вида: при однократном загружении кратковременной нагрузкой, длительном действии нагрузки; многократно повторяю­щемся действии нагрузки.