Чем ограничивается величина преднапряжений в арматуре? С какой целью потери напряжений разделяют на первые и вторые? Зависят ли потери напряжений от способа натяжения?



Чем ограничивается величина преднапряжений в арматуре? Верхний предел ssp ограничивается расчетным сопротивлением стали для 2-й группы предельных состояний Rs,ser (численно равным нормативному сопротивлению Rsn). При этом, чтобы избежать обрыва арматуры при случайном ее перенапряжении, учитывается возможное отклонение р проектной величины ssp, поэтому ssp £ Rs,ser - р. Другой предел ограничивается величиной 0,3Rs,ser + p, ниже которого преднапряжение бессмысленно. Значения р даны в Нормах проектирования.

С какой целью потери напряжений разделяют на первые и вторые? Первые потери проявляются в процессе изготовления, до окончания обжатия бетона (от начала до конца изготовления – цикл). Вторые – после изготовления, до начала эксплуатации конструкции.  Формулы второго периода подстроены под идею того, что от момента изготовления до начала эксплуатации пройдет не больше 100 дней. Если больше – конструкция требует пересчета. Разделяют периоды потому, что преднапряженная конструкция в разные периоды испытывает разные нагрузки, на действие которых необходимо проверять прочность и трещиностойкость. Сразу после изготовления – силу обжатия и собственный вес при подъеме или перевозке. В это время в напрягаемой арматуре проявились только первые потери, сила обжатия еще велика, а прочность бетона мала. К началу эксплуатации проявились и первые, и вторые потери, сила обжатия уменьшилась, а прочность бетона выросла и достигла проектного значения.

Зависят ли потери напряжений от способа натяжения? Да, зависят. При натяжении на упоры к первым потерям относят потери от релаксации напряжений стали s1, от перепада температуры s2 (при натяжении на упоры стенда), от деформации анкеров s3, от трения арматуры об огибающие приспособления s4, от деформации формы s5 (при неодновременном натяжении на упоры формы) и от быстронатекающей ползучести s6, а ко вторым – потери от усадки s8 и длительной ползучести бетона s9. При натяжении на затвердевший бетон релаксация напряжений стали и полная ползучесть бетона проявляются уже после обжатия, поэтому к первым потерям относят только потери от деформации анкеров s3 и от трения о стенки каналов (или о поверхность бетона) s4, а ко вторым – потери от релаксации s7, от усадки s8, от ползучести s9 и некоторые другие, связанные с особенностью самой конструкции.

 


Три стадии напряженного деформированного состояния железобетонных элементов без предварительного напряжения.

На 1-й стадии, до образования трещин, напряжения сравнительно невелики, сжатый бетон работает практически упруго и эпюру сжимающих напряжений без особых погрешностей можно принять треугольной. Стадию 1 рассматривают, когда выполняют расчет по образованию трещин, при этом криволинейную эпюру в растянутой зоне заменяют прямоугольной, что существенно упрощает расчет почти без ущерба для его точности. С увеличением нагрузки на элемент в бетоне растянутой зоны развиваются неупругие деформации, эпюра напряжений становится криволинейной, напряжения приближаются к пределу прочности при растяжении. Этим характеризуется конец стадии 1. При дальнейшем увеличении нагрузки в бетоне растянутой зоны образуются трещины, наступает новое качественное состояние..

Стадия 2 характеризует период появления и раскрытия трещин в растянутой зоне бетона. В сечениях, где возникли трещины, усилия растянутой зоны воспринимаются арматурой. Напряжения в бетоне в этом сечении принимаются равными нулю. Небольшими растягивающими напряжениями на участке между концом трещины и нейтральной осью обычно пренебрегают. Напряжения в сжатой зоне бетона sb в этой стадии остаются меньше временного сопротивления сжатию. При дальнейшем увеличении нагрузки в бетоне сжатой зоны развиваются неупругие деформации, эпюра нормальных напряжений имеет криволинейное очертание. Конец стадии 2 характеризуется началом неупругих деформаций в арматуре. На этой стадии выполняют расчет по раскрытию трещин.

Стадия 3 предшествует разрушению элемента и характеризуется предельным состоянием прочности сечения. С увеличением нагрузки напряжения в арматуре ss достигают физического или условного предела текучести s0.2. При последующем увеличении нагрузки напряжения в арматуре с площадкой текучести не возрастают, так как удлинение арматуры при текучести происходит при постоянных напряжениях. Напряжения в бетоне сжатой зоны вследствие увеличения ширины раскрытия трещин и сокращения высоты сжатой зоны также достигают временного сопротивления сжатию и бетон разрушается. Разрушение железобетонного элемента начинается с арматуры растянутой зоны и заканчивается раздроблением бетона сжатой зоны. Такое разрушение носит пластический характер, его называют случаем 1. Если в качестве растянутой арматуры применена высокопрочная проволока с малым относительным удлинением при разрыве, то одновременно с разрывом проволоки происходит раздробление бетона сжатой зоны. Хотя разрушение при этом носит хрупкий характер, его также относят к случаю 1.

Если резко увеличить насыщение растянутой зоны элемента арматурой, то ее несущая способность может оказаться значительно больше несущей способности сжатой зоны бетона (переармированное сечение). В этом случае произойдет разрушение бетона сжатой зоны раньше, чем напряжения в арматуре достигнут предела текучести. Прочностные свойства арматуры окажутся недоиспользованными (случай 2). В переармированных сечениях переход от стадии 2 к стадии 3 происходит внезапно и разрушение всегда имеет хрупкий характер. Проектирования таких сечений стараются избегать.

Между первым и вторым случаем разрушения существует граничная область, в которой растянутая и сжатая зоны изгибаемого элемента могут достигать предельного состояния (исчерпания несущей способности) одновременно. Эта область отвечает наиболее рациональному использованию в сечении бетона и арматуры.

На 3-й стадии выполняют расчет прочности нормальных сечений..

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 290; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ