4. Розрахунок міцності розтягнутих залізобетонних елементів.

Розтягнуті елементи зустрічаються (затяжка арок, в нижніх поясах та розтягнутих розкосах ферм, в стінках круглих резервуарів, стінках бункерів, інших елементів).

Розрахунок міцності центрально-розтягнутих елементів

Руйнування центрально-розтягнутих елементів відбувається тоді, коли в бетоні утворюються наскрізні тріщини, він виключається з роботи, а напруження в арматурі досягають або межі текучості, або тимчасового опору. Таким чином в граничному стані зовнішньому зусиллю опирається тільки арматура.

Умова достатньої несучої здатності:

Розрахунок міцності позацентрово-розтягнутих елементів.

При розрахунку таких елементів розрізняють 2 випадки:

1 випадок, коли повздовжня сила розміщується між рівнодіючими зусиль нижньої і верхньої арматури..

2 випадок, коли повздовжня сила розміщується за межами рівнодіючих зусиль.

В 1-ому випадку весь переріз елемента розтягнутий, але не рівномірно. В граничному стані весь переріз елемента пронизаний тріщинами, а напруження в арматурі досягають своїх граничних значень.

Умови достатньої несучої здатності мають вигляд:

В 2-ому випадку робота позацентрово-розтягнутих елементів подібна до роботи елементів, що зазнають згин.

Розрахунок міцності елементів виконують за умовою:

Ці формули справедливі, якщо . При необхідно використовувати і підставляти в вищі формули.

5. Розрахунок стиснутих залізобетонних елементів з малими ексцентриситетами.

При завантаженні елемента з малим ексцентриситетом або при сильній розтягнутій арматурі існують два випадки напруженого стану: коли весь переріз стиснутий; коли стиснута його більша частина, що знаходиться ближче до повздовжньої сили, а інша частина перерізу іспитує відносно незначний розтяг. Руйнування елементу здійснюється з сторони стиснутого бетону або стиснутої арматури. При цьому напруження (стискаюче або розтягуючи) в частині перерізу, віддаленого від стискаючої сили, залишаються низькими; міцність матеріалів у даному випадку недовикористовується.

При міцність елементів перевіряють за формулами стиснутих залізобетонних елементів з великими ексцентриситетами:

при Висоту зжатої зони для елементів із бетону класів В30 і нижче з ненапруженою арматурою класів А-Ι, А-ΙΙ, А-ΙΙΙ знаходять із рівності: Знаходять із формули: .

Для елементів із бетону класів вище В30 з арматурою класів вище А-ΙΙΙ напруження знаходять так:

. Якщо напруження , знайдене з поданої вище формули, для арматури класів А-ΙV,А-V, А-VΙ, В-ΙΙ і інші перевищує значення , тоді напруження слід розраховувати за формулою:

Де – значення відносної висоти зжатої зони. Їх і коефіцієнт визначають по формулам. Напруження приймають в формулах з тим же знаком, який отримуємо при розрахунках. При цьому у всіх випадках повинна виконуватись вимога .

6. Особливості розрахунку та конструювання попередньо напружених залізобетонних конструкцій.

Матеріали для попередньо напружених конструкцій:

Ар-ра:

1. Стержньова гарячекатана ар-ра А-ІV, А-V, А-VІ.

2. Ат-ІV, Ат-V, Ат-VІ діаметром 10-25мм для ар-ня к-цій довжиною до 12м.

3. Дріт високої міцності В-ІІ, ВР-ІІ ø 2-8мм.

4. Канати К7, К19 і т.д.

Бетон В15-В60.

Проектний клас бетону В та передаточну міцність призначають в залежності від типу к-ції та діаметру напруженої ар-ри, а також за наявності або відсутності анкерів.

Величина стиск. напруження в стадії попереднього стискування бетону залежить від напруженого стану бетону, способу натягу ар-ри, розрахункової температури в зимовий період і приймається .

Особливості конструювання попередньо напружених ел-тів.

Загальні правила конструювання попередньо напружених ел-тів залишаються такими ж, як і для ел-тів без попереднього напруження.

Для забезпечення надійного закріплення попередньо напруженої ар-ри в бетоні та передачі зусиль з ар-ри на бетон в деяких випадках кінцеві ділянки оснащені спец. анкерами. Крім цього на кінцевих ділянках для сприйняття концентрації зусиль установл. додаткова попер. ар-ра(сітки або спиралі).

Анкетування на кінцях ар-ри необхідне при натязі ар-ри на бетон завжди, а при натязі ар-ри на упори – тільки в тих випадках, коли не забезпечена довжина зони передачі напружень на бетон.

і - по СНіП;

= 0,25 для стержневої ар-ри

=10

В залежності від видів ар-ри та ар-рних виробів використ. різноманітні анкер-ні пристрої.

Для анкетування арматурних пучків, які збираються з окремих дротиків, що розміщуються паралельно навколо каркасу використ. заводські гільзо-стержньові анкери. Крім цього використ. анкери старанного типу.

Потужні арматурні пучки, які складаються з декількох рядів, анкеруються за допомогою анкерів стаканного типу. Таким же чином виконують анкеровку, якщо декілька канатів. Попередньо-напружена арматура повинна знаходитися в середині контуру.

Особливості розрахунку попередньо напружених ел-тів.

Попередньо напружені ел-ти к-ції так як і звичайні розраховують за 2-ма видами напруж. станів. В доповнення до тих зусиль, які передаються на звичайні к-ції, в попередньо напружених виникають зусилля обтискування бетону напруженою ар-рою. Тому при розрахунках за І групою граничних станів крім заг. розрахунку міцності п.б. виконані перевірки:

1. місцева міцність кінцевих ділянок бетону від дії напруженої ар-ри.

2. міцність самого ел-та при обтискуванні, транспортуванні та монтажу.

При розрахунках за ІІ групою граничних станів необхідно враховувати:

1) зворотній вигин к-ції від дії поперечного напруження при визначенні деформацій;

2) вигин до тріщіностійкості попередньо напружених к-цій.

Початкова величина попереднього напруження арматури.

При призначенні початкової величини попередньо напруженої арматури слід враховувати механ. властивості сталі. Вона не повинна бути дуже великою, бо це може призвести до залишкових деф-цій в ар-рі і не повинна бути дуже малою, т.я. слабо-натягнута ар-ра малоефективна, внаслідок проявлення незворотних втрат попереднього напруження.

Величина попер. напруження повинна призначатися з урахуванням допустимих відхилень попередніх напружень ; .

Р – допустиме відхилення в попередньо напруженій арматурі(по СНіП).При натязі ар-ри на упори Р=0,05 .

Значення контрольованих напружень і (при натязі на упори) прийм. = та за вирахуванням втрат попер. напруження.

При натягу арматури на бетон і , які контролюються в місті прикладання натяжного пристрою визначаються за умови забезпечення в розрахунковому перерізі напружень та за формулами:

та – визначається без врахування втрат попереднього напруження.

Р – зусилля попереднього обтискування.

е_{ор –} ексцентриситет сили Р, який визначається при значеннях та з урахуванням перших втрат.

Значення та – це напруження, які викликані усадкою та повзучістю бетону.

В загальному випадку напруження та слід приймати: 1) в стадії обтискування бетону з урахуванням перших втрат; 2) в стації експлуатації з урахуванням 1-их та 2-их втрат.

Напруження та слід приймати: 1) в стадії обтискування бетону – втратам від швидко натікаючої повзучості бетону; 2) в стадії експлуатації – сумі втрат від усадки та повзучості бетону.

При визначенні напружень в бетоні та арматурі, а також зусилля в попередньообтискуваному бетоні (Р) необхідно притримуватись наступного: 1) напруження визначаються за правилами розрахунку пружних тіл; 2) в розрахунках використовується приведений переріз; 3) напруження в бетоні в загальному випадку визначаються як для позацентрово-стиснутого елементу:

, у – відстань від центра ваги приведеного перерізу до волокна, в якому визначають напруження.

Напруження в бетоні та арматурі визначають при перевірці контрольних напружень, а також при дії багатократного повторюваного навантаження, при визначені напружень при повзучості і в інших випадках.