16.Основная идея создания преднапряженных ж/б конструкций. Способы создания предварительного напряжения. Анкеровка напрягаемой арматуры. Достоинства и недостатки преднапряженных ж/б элементов.
Основная идея:
Благодаря созданию обжатия в бетоне там, где в результате воздействия нагрузки появляются растягивающие напряжения, в растянутой зоне бетона должны быть преодолены предварительно сжимающие напряжения раньше, чем возникает действие растяжения.
Методы создания предварительного напряжения:
На упоры (т.е. до бетонирования) - заводской метод. После обрезания арматуры, часть напряжения теряется. В процессе выдерживания, когда бетон набрал прочность, часть напряжений так же теряется. Такая конструкция пригодна для складирования. Как только напряженная арматура набрала 70% прочности, она передает ее на бетон. Такая прочность называется передаточной. Этот метод используется в ПГС и в мостостроении.
Натяжение на бетон ( после бетонирования) – площадочный метод. Основан на нагнетании бетонного раствора для создания совместной работы. Такой метод получил хорошее применение на внеклассных мостах.
Способы натяжения арматуры:
1.Механический- относительное удлинение арматуры получают вытяжкой с помощью механического или гидравлического домкрата
2.Электротермический- концы нагретой арматуры анкеруют на упорах формы, препятствующих ее укорочению при охлаждении и следовательно арматура пытается сократиться, но т.к. она заанкерована, в ней появляются натяжения, передающиеся на бетон
3.Физико-химический- при этом способе для создания предварительно напряженной конструкции используется цемент. Этим способом создается напряжение плотности в бетоне. За счет высокой плотности влага не проникает в бетон .
17.Назначение величины предварительного напряжения арматуры σsp. Потери предварительного напряжения (первые и вторые)
Стержневая арматура:
σsp ≤ 0,9 Rsn- нормативная величина
σsp > 0,3 Rsn
Канаты и проволока:
σsp ≤ 0,8 Rsn
σsp > 0,3 Rsn
При натяжении арматуры на бетон учитываются потери:
Первые потери- это такие потери, которые появляются в период натяжения.
1.Потери напряжений при релаксации арматуры
2. Потери, связанные с температурой
3. Потери от деформации стальной формы
4.деформация анкеров
Вторые потери- это потери в момент передачи усилий с арматуры на бетон.
1.Потеря напряжения при усадки
2.Потеря при ползучести бетона
18.Способы напряжения арматуры и определение напряжений σsp. Материалы для преднапряженных ж/б конструкций.
Способы натяжения арматуры:
1.Механический- относительное удлинение арматуры получают вытяжкой с помощью механического или гидравлического домкрата
Для высокопрочных сталей относительное усилие равно εsp=Δl ⁄ l => σsp= εsp* Es
2.Электротермический- концы нагретой арматуры анкеруют на упорах формы, препятствующих ее укорочению при охлаждении и следовательно арматура пытается сократиться, но т.к. она заанкерована, в ней появляются натяжения, передающиеся на бетон.
εsp= αt*l*t кр =>
=> σsp= αt*l*t кр*Es
где t кр- критическая температура
Es- модуль арматуры
3.Физико-химический- при этом способе для создания предварительно напряженной конструкции используется цемент. Этим способом создается напряжение плотности в бетоне. За счет высокой плотности влага не проникает в бетон .
19.Разрушения изгибаемых элементов по нормальным сечениям.
20.Классификация арматуры (см. в 6)
21. Виды разрушения внецентренно сжатых ж/б элементов.
Расчет конструкции по внецентренному сжатию рассчитывается на 3ей стадии НДС при условии, что конструкция должна быть оптимальной.
Уравнения статики по внецентренному сжатию аналогичны уравнениям изгиба.
Физическое разрушение по сжатому бетону условно- разрушение по сжатому бетону и растянутой арматуре.
22.Факторы, влияющие на прочность бетона.(см. в 2)
23. Деформативные свойства арматырных сталей. Классы арматуры.
Арматура используется высокопрочная класса: А600, А800, А1000.
В качестве арматуры также используется высокопрочная проволока Вр 1200…1500,
канаты К1400…1500
Желательно для элементов пролетом до 12 метров использовать стержневую арматуру класс А, высокопрочную проволоку
24.Балки и плиты прямоугольного сечения с одиночной арматурой. Расчет прочности. Конструирование. Ход практических расчетов. Табличные коэффициенты ζ, αm
С таким армированием конструкция наиболее выгоднее. Ее армируют с обязательным условием ζ≤ ζR - нормально армированный элемент
Расчетная схема 3 стадия НДС:
25. Балки и плиты прямоугольного сечения с двойной арматурой. Расчет прочности нормальных сечений. Конструирование.
Конструкции с двойным армированием нерациональны.
26.Тавровые балки. Расчет прочности нормальных сечений.
Тавровое сечение является наиболее экономичным из всех существующих. Это сечение проектируют в основном с одиночным армированием (т.к. полка работает на сжатие).
При расчете тавровых сечений рассматривают два случая:
1. Случай с хорошо развитыми свесами
Если оси хорошо развиты, то высота сжатой зоны всегда будет находиться в полке
X≤hf X- меньше толщины полки
Если X находиться в полке, это позволяет рассматривать сечение как прямоугольное с одиночным армированием
Mu= αm* Rb*bf*h0
RsAs= Rb*bx*x
M=Mu= αm*Rb*bf’*h0
RsAs= Rb* bx*x X= ζ* h0
As= (Rb* bf’*h0 *ζ)/ Rs
Условие прочности определяется по уравнению моментов
Mu= RsAs*( h0 – 0,5x)
Х> hf
As={Rb*(bf- b)* hf + Rb*b* ζ* h0}/ Rs
Проверка αm : когда мы определяем αm, необходимо определить αR
αR= ζR*(1 – 0,5* ζR)
αm> αR – двойное армирование для тавра