21.4. Расчет предварительно напряженной конструкции при передаче усилия предварительного обжатия

Ограничение напряжений в бетоне. Сжимающие напряжения в бетоне в момент передачи усилия обжатия не должны превышать значений, представленных ниже:

в элементах с натяжением арматуры на упоры

– при осевом приложении усилия обжатия – 0,60f_cm;

– при внецентренном приложении усилия обжатия – 0,75f_cm;

в элементах с натяжением арматуры на бетон

– при осевом приложении усилия обжатия – 0,50f_cm;

– при внецентренном приложении усилия обжатия – 0,65f_cm.

При проектировании среднюю прочность бетона в момент передачи усилия предварительного напряжения f_cm допускается принимать равной f_cm(t), но не более 0,85f_c,cube,G (гарантирован­ной прочности бетона в возрасте 28 суток).

Прочность предварительно напряженного элемента в момент передачи усилия обжатия. Прочность предварительно напряженного элемента в момент передачи усилия обжатия следует проверять как для внецентренно сжатых бетонных или железобетонных элементов в зависимости от вида армирования, размещаемого в растянутой (или наименее сжатой) зоне без учета влияния случайного эксцентриситета и гибкости элемента. При этом следует принимать расчетное значение усилия обжатия P_d с коэффициентом g_р = 1,2. При расчете следует рассматривать сечение с минимальными геометрическими характеристиками.

Прочность элементов с напрягаемой арматурой A_p и A_p1, располагаемой у противоположных граней сечения следует проверять как для бетонного сжатого элемента при действии равнодействующей усилий предварительного обжатия по формуле:

N_pd £ f_cd×A_cc, (21.13)

где N_pd = P_d.

При этом положение нейтральной оси и площадь сечения сжатого бетона следует определять из условия:

S_cN = 0 (21.14)

Проверку прочности допускается не выполнять, если напряжения на наиболее сжатой грани сечения не превышают значений, приведенных в п. 21.1, а растягивающие напряжения на противоположной грани не превышают расчетного сопротивления бетона растяжению f_ctd = f_ctk /g_c.

 Трещиностойкость и прогибы. Расчет по трещиностойкости и прогибам в момент передачи усилия предварительного обжатия производить не требуется, если выполняются требования ограничения напряжений в бетоне и условия прочности в момент передачи усилия обжатия.

В сечениях предварительно напряженных элементов, в которых на стадии изготовления могут образоваться закрывающиеся либо не закрывающиеся трещины от усилия предварительного обжатия, ширина их раскрытия не должна превышать w_lim = 0,2 мм. Все растягивающие усилия в сечении в начальной ситуации должны восприниматься ненапрягаемой арматурой.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие основные допущения принимаются при расчете железобетонных конструкций по прочности на действие изгибающих моментов и продольных сил.

2. Какими основными способами учитывают предварительное напряжение при расчетах прочности сечений.

3. Как сказывается предварительное напряжение на значении граничной относительной высоты сжатой зоны.

4. Как учитывается предварительное напряжение при расчете на действие поперечных сил.

5. Как сказывается предварительное напряжение на ширине раскрытия трещин и прогибах изгибаемых железобетонных элементов.

6. От каких факторов зависит среднее расстояние между трещинами при расчете ширины раскрытия трещин.

7. Как ограничиваются сжимающие напряжения в бетоне при передаче усилий обжатия.

8. В каких случаях допускается не производить расчет по трещиностойкости и прогибам в момент передачи усилия предварительного обжатия.