20.4. Усилие предварительного обжатия

При расчете предварительно напряженной конструкции по предельным состояниям первой и второй групп следует принимать усилия предварительного обжатия, соответствующее рассматриваемой расчетной ситуации (начальная, постоянная).

При расчете по предельным состояниям первой группы

(20.29)

При расчете по предельным состояниям второй группы следует рассматривать следующие нормативные значения усилия предварительного обжатия

(20.30)

(20.31)

В формулах (20.29).. (20.31) приняты следующие обозначения:

P_d – расчетное значение усилия предварительного обжатия.

r_sup – коэффициент, определяющий верхний предел значения усилия предварительного обжатия при расчетах по предельным состояниям второй группы, принимаемый равным 1,05 для конструкций с натяжением арматуры на бетон и без сцепления с бетоном, 1,1 – при натяжении на упоры;

r_inf – коэффициент, определяющий нижний предел значения усилия предварительного обжатия при расчетах по предельным состояниям второй группы, принимаемый равным 0,95 для конструкций с натяжением арматуры на бетон и без сцепления, 0,9 – при натяжении на упоры;

g_р – частный коэффициент безопасности для усилия предварительного обжатия, принимаемый равным:

• при благоприятных эффектах, создаваемых предварительным напряжением (например, повышение устойчивости) – 0,9 или 1,0;

• то же при неблагоприятных эффектах (например, расчет прочности конструкции в момент передачи усилия обжатия) – 1,2 или 1,0.

Допускается принимать g_р = 1,0.

Коэффициент безопасности g_р в ф. (20.29) обеспечивает необходимую надежность предварительного напряжения и играет роль фактора запаса, аналогично как это сделано при назначении расчетных характеристик материалов. Значение коэффициента g_р принимается в зависимости от того, способствует ли оно улучшению сопротивления конструкции, или наоборот. В первом случае предварительное напряжение для гарантии безопасности следует вводить в расчет с коэффициентом g_р меньшим единицы, а во втором – увеличивать предварительное напряжение с помощью коэффициента g_р, большего единицы.

20.5. Нормальные напряжения при обжатии

 Нормальные напряжения s_х в бетоне следует рассчитывать как для линейно-упругого материала, принимая соответствующие знаки при N_Sd, N_Pd, N_Sd, e_o, z_cp и y по формуле:

(20.32)

в которой

(20.33)

(20.34)

где N_sd и M_Sd – осевая продольная сила и изгибающий момент от соответствующей комбинации внешних нагрузок;

N_pd – осевое усилие от предварительного напряжения арматуры, значение которого принимается в зависимости от расчетной ситуации;

е₀ – эксцентриситет усилия N_sd относительно центра тяжести бетонного сечения;

z_cp – расстояние от точки приложения обжимающей силы N_Pd до центра тяжести бетонного сечения;

у – расстояние от рассматриваемого волокна до центра тяжести бетонного сечения.

Значение усилия N_pd следует принимать:

• при расчете потерь предварительного напряжения на стадии эксплуатации – N_pd = Р_mt;

• при расчетах конструкций по второй группе предельных состояний – N_pd = P_k,sup и P_k,inf.

При обеспеченном сцеплении арматуры с бетоном площадь сечения A_c и его момент инерции J_c следует определять с учетом площади арматуры (с коэффициентом приведения a = E_s/E_cm), учитывая ослабления сечения каналами.