Вопросы для самоконтроля

1. Как назначается верхний предел величины предварительного напряжения для стрежневой и проволочной арматуры.

2. Как назначается нижний предел величины предварительного напряжения для стрежневой и проволочной арматуры.

3. Из чего складывается первые потери предварительного напряжения в напрягаемой арматуре.

4. Из чего складывается вторые потери предварительного напряжения в предварительно напрягяемой арматуре.

5. Как назначается усилие предварительного обжатия при расчете по предельным состояниям первой и второй группы.

6. Какую роль играет коэффициент безопасности при расчете усилий предварительного обжатия.

Лекция 21. Особенности расчета предварительно напряженных конструкций

21.1. Общие положения

При проектировании предварительно напряженных конструкций действуют все требования, касающиеся материалов, основ проектирования и конструирования, относящиеся к железобетонным конструкциям. При этом следует дополнительно учитывать особенности сопротивления таких конструкций при действии усилий предварительного напряжения.

Расчет по прочности нормальных сечений предварительно напряжен­ных элементов при действии изгибающих моментов и продольных сил в общем случае следует производить в соответствии с положениями деформационной модели, принимая следующие расчетные характеристики арматуры:

–        напрягаемой f_pd = 0,9 f_02k / g_s, при g_s = 1,2;

–        без предварительного напряжения f_yd = f_yk / g_s, при g_s = 1,15.

При расчете по прочности предварительно напряженных конструкций по методу предельных усилий в предположении прямоугольной эпюры распределения напряжений в сжатой зоне бетона в случае соблюдения условия x£x_lim, расчетное сопротивление высокопрочной арматуры f_pd следует дополнительно умножать на коэффициент g_sn, определяемый по формуле:

(21.1)

где h –коэффициент, принимаемый равным для арматуры классов:

• S800 – 1,15;

• S1200 – 1,10;

• S1400 – 1,15.

Для случая центрального растяжения, а также внецентренного растяжения продольной силой, расположенной между равнодействующими усилий в арматуре, следует принимать значение g_sn=h.

При наличии сварных стыков в зоне элемента с изгибающими моментами, превышающими 0,9M_Sd,max, значение коэффициента g_sn следует принимать:

• для арматуры классов S800 не более 1,10;

• для арматуры классов S1200 не более 1,05.

Коэффициент g_sn не следует учитывать при расчетах:

• на действие многократно повторяющихся нагрузок;

• элементов, армированных высокопрочной проволокой, расположенной вплотную (без зазоров);

• элементов эксплуатирующихся в агрессивной среде.

При расчете предварительно напряженных конструкций по предельным состояниям второй группы необходимо проверять следующие критерии:

• ограничение напряжений в бетоне:

s_с £ 0,45f_ck – верхняя граница ползучести;

s_с £ 0,60f_ck – возможность образования продольных трещин;

s_сt £ 0 – отсутствие растяжения (при выполнении требований для соответствующих классов по условиям эксплуатации конструкции;

в напрягаемой арматуре:

s_p £ 0,75f_pk;

в ненапрягаемой арматуре:

s_s £ 0,8f_yk

ограничение ширины раскрытия трещин w_k;

ограничение прогибов.

Предварительно-напряженные элементы должны иметь в растянутой зоне такое количество стержней, чтобы разрыв одного или нескольких из них не приводил бы к внезапному (хрупкому) разрушению конструкции. Минимально допустимое количество напрягаемых стержней приведено в табл. 21.1.

 Таблица 21.1.

Минимальное количество напрягаемых стержней в растянутой зоне

Вид стержня	Минимальное количество
Отдельные проволоки	3
Один канат или одна прядь, состоящая не менее, чем из 7 проволок	1
Канаты с меньшим числом проволок	3