- •1.Идея и цель предварительного напряжения жбк. Преимущества преднапряженных конструкций по сравнению с обычными жбк. Особенности преднапряжения.
- •2.Последовательность подбора сечения ж/б изгиб-х элем-в при обычной и предварительно напряженной арматуре.
- •3. Последовательность подбора сечения внецентренно сжатых элементов прямоугольного профиля.
- •2.Расчет прочности внецентренно сжатых элементов
- •4. Сущность железобетона. Основные свойства бетона и арматуры.
- •6. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения.
1.Идея и цель предварительного напряжения жбк. Преимущества преднапряженных конструкций по сравнению с обычными жбк. Особенности преднапряжения.
Предварительно-напряженными называются такие ЖБК, в которых до приложения внешних нагрузок искусственно создаются значительные сжимающие напряжения в бетоне путем напряжения высокопрочной арматуры.
По сравнению с обычными в предварительно-напряженных конструкциях:
применяется высокопрочная арматура (класса А540), что связано с необходимостью создания высоких предварительных напряжений;
используется бетон более высоких классов, что связано с необходимостью обеспечения анкеровки напрягаемой арматуры и её сцепления с бетоном.
Преимущества:
увеличение трещиностойкости в 2-3 раза;
увеличение жесткости (снижение прогибов);
снижение удельной стоимости арматуры и бетона, за счет применения высокопрочных деталей и бетона.
снижение массы за счет применения более прочного бетона.
повышается деформативность.
Недостатки:
повышенная трудоемкость проектирования и изготовления;
большая тщательность при расчете конструирований и изготовлений;
усложнение и повышение металлоемкости опалубки, увеличение расхода металла на закладные детали на монтажную арматуру предназначенную для восприятия растягивающих напряжений при изготовлении.
Применение:
изгибание (плиты, балки);
внецентренно-сжатые элементы при больших эксцентриситетах;
центрально и внецентренно – растянутые элементы (стены цилиндрических резервуаров, нижние пояса ферм и др.)
Способы создания предварительного обжатия ЖБК. Методы напряжения арматуры. а) натяжение на упоры ,б) натяжение на бетон- принципиальная схема, в) натяжение на упоры при непрерывном армировании, г) готовый элемент
Существуют следующие методы напряжения арматуры:
-электротермический;
-механический;
-электротермомеханический;
-физикохимический.
Потери предварительного напряжения. Потери от релаксации напряжений σ1 происходят в натянутой на упоры арматуре при неизменной ее длине. Эти потери зависят от вида арматуры и способа натяжения. Например, в стержневой арматуре при механическом способе натяжения, при электротермическом и электротермомеханическом .
Потери σ2 от температурного перепада происходят при изготовлении предварительно напряженных элементов с натяжением на упоры в результате тепловой обработки железобетонных изделий, вследствие чего напрягаемая арматура стремится увеличить свою длину. Потери σ3 от деформаций анкеров, расположенных у натяжных устройств, вследствие обжатия шайб, смятия высаженных головок, смещения стержней в зажимах стержня, мм. При электротермическом способе натяжения арматуры потери от деформаций анкеров в расчете не принимают во внимание, так как они учтены при определении удлинения арматуры при разогреве.
Потери σ4напряжений в арматуре от трения ее о стенки каналов или поверхность конструкций (при натяжении на бетон), об огибающие приспособления (при натяжении на упоры).
Потери σ5 от деформации стальных форм зависят от конструкции, длины формы и т. п.
Потери σ6 от быстронатекающей ползучести развиваются в процессе обжатия бетона напрягаемой арматурой. Величина этих потерь зависит от прочности бетона к моменту обжатия, уровня напряжений (соотношений σsр/Rbp) и условий твердения.
Потери σ7 от релаксации напряжений в арматуре при натяжении ее на бетон принимают такими же, как и при натяжении на упоры σι.
Потери σ8 от усадки бетона связаны с укорочением элемента и зависят от вида и класса бетона, условий твердения и способа натяжения арматуры.
Потери σ9 от ползучести бетона обусловлены укорочением элемента от длительно действующей силы предварительного обжатия и зависят от вида бетона, условий его твердения, напряжений в бетоне.
Потери σ10 от обжатия швов между отдельными блоками составной конструкции (при натяжении на бетон).
При расчете железобетонных конструкций различают первые потери σloss1, происходящие до и во время обжатия бетона арматурой, и вторые потери σloss2, происходящие после обжатия.
При натяжении арматуры на упоры
σloss1= σ1+ σ2+ σ3+ σ4+ σ5+ σ6
σloss2= σ8+ σ9 (3.5)
При натяжении арматуры на бетон
σloss1= σ3+ σ4
σloss2= σ7+ σ8+ σ9+ σ10+ σ11
Суммарные потери σloss= σloss1+ σloss2 могут достигать 200...300 МПа и более. Согласно нормам их принимают не менее 100 МПа.