Расчёт прочности внецентренно растянутых элементов.

Предельное состояние по несущей способности элемента любого симметричного сечения, внецентренно растянутых в плоскости симметрии, характеризуется тем, что бетон пересечён сквозными трещинами, внешнему усилию сопротивляется лишь продольная арматура. Разрушение элемента наступает, когда напряжение в продольной арматуре достигают предельного значения. Расчёт производится из условия M_r≤M_cre,

где M_r – момент внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения относительно оси параллельной нулевой линии и проходящей через точку ядра сечения наиболее удалённую от растянутой зоны. ,

где e₀ – эксцентриситет внешних сил относительно центра тяжести приведенного сечения, r – расстояние от центра тяжести до самой удалённой точки ядра сечения в растянутой зоне, M_cre – сумма моментов всех внешних сил при образовании трещины.

, ,

где W_pl – пластический момент сопротивления, ; y=1,75 для прямоугольного сечения и таврового с полкой в сжатой зоне. , M_rp – момент обжатия силы Р в точке наиболее удалённой от растянутой зоны.

 

12. Преднапряженные ж/б элементы. Способы создания предварительного напряжения. Анкеровка напрягаемой арматуры

Преднапряженные элементы это изделия с использованием предварительно напряженной арматуры. Применение преднапряжения позволяет: уменьшить расход стали, бетона и вес конструкции, увеличить трещинностойкость, жесткость, срок службы конструкции и выносливость при многократных кратковременных нагружениях, уменьшить прогиб.

Различают две схемы создания преднапряжения:

1. Натяжение арматуры на упоры формы.

2. Натяжение арматуры на затвердевший бетон.

Натяжение на упоры применяется в конструкциях малых и средний пролетах. При этом арматура укладывается в форму до бетонирования, натягивается до заданного значения и закрепляется на упорах формы. Затем элемент бетонируется и когда бетон достигает необходимой прочности арматуру освобождают от упоров. Она стремится восстановить свою длину, но за счет сцепления с бетонном обжимаемого.

Напряжением на бетон применяют для большепролетных конструкций. В таких конструкциях при бетонировании устраивают каналы. Арматуру пропускают через каналы и натягивают. Для защиты арматуры от коррозии каналы заполняют цементно-песчаным раствором. Натяжение арматуры выполняют механическим, электротермомеханическим способами.

При обжиге арматурой бетона на концах элемента возникают зоны передачи усилия. Если происходит разрушение в этих зонах за счет раскола торца элемента или нарушения сцепления, то снижается напряжение в арматуре, теряется эффект преднапряжения. Поэтому в арматуре в преопорной зоне предусматривают анкера. В элементах с напрягаемой стержневой арматурой периодического профиля или канатами сцепление с бетоном достаточное для восприятия усилий в приопорной зоне, поэтому анкеровка не требуется. Восприятие усилий в приопорной зоне требует анкеровки. Обычно анкерами служат каратыши, приваренные кольца, шайбы, навинчатые гайки. При натяжении арматуры на бетон на торцах элемента также устраивают анкера. Параметры анкеров зависят от диаметра напрягаемого стержня, типа арматуры, способа натяжения. Для арматуры на бетон различают гильзостержневые, клиновые, цанговые анкера.

Для предотвращения продольных трещин преопорные участки элемента усиливают, увеличивая толщину приопорного участка или устанавливая дополнительно поперечные сетки, охватывающие все продольные преднапряжения стержня.

 

13. Потери преднапряжения. Группы потерь.

Начальное преднапряжение не остается постоянным. С течением времени оно уменьшается, вследствие потерь:

На упоры: релаксация напряжений—s1,разность температур арматуры и устройства восприятия усилий—s2, деформация анкеров— s3, трение арматуры о стенки бетона конструкции или об огибающие приспособления—s4, деформация формы—s5, нарастающая ползучесть—s6, усадка бетона— s8, ползучесть бетона—s9.

На бетон: релаксация напряжений—s7, деформация анкеров—s3, трение арматуры о стенки бетона конструкции или об огибающие приспособления—s4, усадка бетона— s8, ползучесть бетона—s9, смятие бетона под витками кольцевой или спиральной арматуры— s10, деформация швов между блоками составных конструкций—s11.

При расчете ЖБК различают первые потери (s_LOS1), происходящие до и во время обжатия бетона арматурой и вторые потери (s_LOS2)—после обжатия арматуры.

К первым потерям при натяжении на упоры относят: s1,s2,s3,s4,s5,s6; на бетон: s3,s4.

Ко вторым потерям при натяжении на упоры относят: s8,s9, на бетон: s7,s8,s9,s10,s11.

Полные потери составят: s_LOS=s_LOS1+s_LOS2.