4.3.2.4 Потери от деформации анкеров натяжных устройств

Подлежат учету только деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств. Этот вид потерь зависит от способа создания предварительного напряжения, от конструкции анкеров, от метода натяжения арматуры: (1.40)

где Δl - обжатие анкеров или смещение стержня в зажимах анкеров;

l - расстояние между наружными гранями упоров.

При отсутствии данных допускается принимать Δl = 2 мм.

При электротермическом способе натяжения арматуры потери от деформации анкеров не учитывают, так как они фактически учтены при определении полного значения удлинения арматуры.

Из формулы (1.40) следует, что чем меньше длина натягиваемой арматуры (l), тем больше ее относительная деформация, а следовательно, и потери (Δσ_sp4). Поэтому для малоразмерных (4…12м) напряженных конструкций необходимо использовать более жесткие конструкции анкеров.

4.3.2.5 Потери от усадки бетона

Потери от усадки бетона рекомендуют определять по эмпирической формуле вида: Δσ_sp5 = ε_b,sh E_s, (1.41)

где ε_b,sh - 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.

Величины (E_s) следует принимать по рекомендациям п.3.2.3.

Нормы допускают определять потери от усадки бетона более точными методами.

4.3.2.6 Потери от ползучести бетона

Потери от ползучести бетона зависят от деформационных и прочностных характеристик бетона, а также конструктивных параметров напрягаемого элемента. Эти потери определяют по эмпирической формуле вида: , (1.42)

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

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

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

A_red, I_red - площадь приведенного сечения элемента и ее момент инерции относительно горизонтальной главной центральной оси приведенного сечения;

μ_spj - коэффициент армирования, равный A_spj / А, где А и A_spj - площади поперечного сечения соответственно элемента и рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры.

Напряжения σ_bpj определяют по правилам расчета упругих материалов, принимая приведенное сечение элемента, включающее площадь сечения бетона и площадь сечения всей продольной арматуры (напрягаемой и ненапрягаемой) с коэффициентом приведения арматуры к бетону. Этот расчет будет рассмотрен нами ниже.

4.3.3 Расчет полных потерь на различных стадиях работы железобетонных изделий

Как было указано ранее (см. п.4.2.), полные значения первых потерь позволяют оценить несущую способность элемента на стадии его производства, а также значения всех потерь – на стадии эксплуатации. Поскольку (согласно п.1.22. СП52-102-2004) расчеты по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов следует выполнять для всех стадий ее функционирования (включая стадию производства), то необходимо установить порядок этих расчетов с учетом первых и полных потерь.

Полное значение первых потерь в предварительно напряженной арматуре определяют простым суммирование, считая возможным применение свойства аддитивности к каждой из составляющих первых потерь. Т.е. полное значение первых потерь определяют по формуле: , (1.43)

где i - номер потерь предварительного напряжения.

Усилие предварительного обжатия бетона с учетом первых потерь равно: (1.44)

где A_sp и σ_sp(1)j - площадь сечения j-й группы стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента и предварительное напряжение в группе с учетом первых потерь.

Полные значения первых и вторых потерь предварительного напряжения арматуры определяют по формуле (с учетом принятого ранее допущения об аддитивности этих величин): .(1.45)

Усилие в напрягаемой арматуре с учетом полных потерь равно: ,(1.46)

Δσ_sp(2) определяют по формуле (1.45), σ_sp по формулам (1.32.-1.33.), а величину A_sp – простым суммированием площадей напряженных стержней или другого вида арматуры (проволоки, канатов). При проектировании конструкций полные суммарные потери Δσ_sp(2)j для арматуры, расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента, следует принимать не менее 100 МПа. (согласно СП52-102-2004). Усилие Р₍₁₎ следует считать полной внешней нагрузкой на стадии изготовления железобетонного элемента (см. рис.1.19.б, в). Усилие Р₍₂₎, следует считать одной из внешних нагрузок на стадии транспортирования, монтажа и эксплуатации.