4.3.1 Потери предварительного напряжения в арматуре

Как было установлено практикой эксплуатации железобетонных изделий, напряжения предварительного растяжения (σ_sp) в напрягаемой арматуре с течением времени уменьшаются под действием различных факторов. Это вызывает уменьшение усилия обжатия, а следовательно, и напряжений в бетоне (σ_bp) снижая эффект предварительного напряжения.

Точный учет факторов, влияющих на потери напряжения в арматуре, весьма сложен. Для практических расчетов нормы СП52-102-2004 предусматривают учитывать снижение предварительных напряжений в арматуре на 2-х этапах. Первый этап охватывает период нагружения до передачи усилия на бетон (первые потери). Второй этап – после передачи усилия 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 формы (упоров), потери от деформации анкеров.

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

4.3.2 Определение потерь предварительного напряжения в арматуре

4.3.2.1 Потери от релаксации напряжений в арматуре

Этот вид потерь зависит от вида арматуры, способа натяжения, степени натяжения. Количественно все потери определяют по эмпирическим формулам. Считают, что этот вид потерь проявляет себя полностью через 5…7 суток.

При механическом способе натяжения арматуры этот вид потерь рассчитывают следующим образом:

- для арматуры классов Вр1200 - Вр1500, К1400, К1500

; (1.34);

- для арматуры классов А600 - А1000

Δσ_sp1 = 0,lσ_sp - 2,0, (1.35)

где σ_sp вычисляют по формулам (1.32-1.33.), а величину R_s,n – по формулам (1.14.-1.15.)

При электротермическом или электромеханическом способах натяжения арматуры расчет ведут по следующим формулам:

- для арматуры классов Вр1200 - Вр1500, К1400, К1500

Δσ_sp1 = 0,05σ_sp. (1.36);

- для арматуры классов А600 - А1000

Δσ_sp1 = 0,03σ_sp, (1.37)

В приведенных формулах σ_sp принимают в МПа. При возможных значениях Δσ_sp1<0 (см формулу(1.34.)) следует принимать Δσ_sp1=0, что более точно отражает физическую картину процесса разупрочнения напряженной арматуры.

4.3.2.2 Потери от температурного перепада

Температурный перепад есть разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилия натяжения при нагреве бетона.

Количественно эти потери следует определять по эмпирической формуле:

Δσ_sp2 = 1,25 Δt. (1.38)

где Δt – величина температурного перепада, ⁰С;

1,25 – эмпирический коэффициент.

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

Если натяжение регулируют в процессе нагрева, то величину Δσ_sp2 принимают равной нулю.

4.3.2.3 Потери от деформации стальной формы (упоров)

Этот вид потерь зависит от конструкции форм и от технологии создания предварительного напряжения, а также от конструкции напрягающего приспособления.

Эти потери рассчитывают только при неодновременном натяжении стержней. Количественно эти потери определяют по эмпирической формуле: , (1.39)

где п - число стержней (групп стержней), натягиваемых неодновременно;

Δl - сближение упоров по линии действия усилия натяжения арматуры, определяемое из расчета деформации формы;

l - расстояние между наружными гранями упоров.

При отсутствии данных о конструкции формы и технологии изготовления допускается принимать Δσ_sp3 = 30 МПа.

При электротермическом способе натяжения арматуры потери от деформации формы не учитываются, поскольку они уже учтены при определении полного удлинения арматуры.