Лекция 8 Железобетонные конструкции с предварительно-напряженной арматурой

Цели преднапряжения

1. Снижение расхода стали за счет использования высокопрочной арматуры,

2. Повышение трещиностойкости конструкций,

3. Повышение жесткости и уменьшение прогибов,

4. Обжатие стыков сборных конструкций,

5. Уменьшение расхода бетона и снижение веса за счет, применения высокопрочных бетонов,

6. Повышение выносливости конструкций.

В опалубку или форму, с установленными каркасами, закладными деталями и т. д., укладываются каналообразователи с помещенной в них арматурой и производится бетонирование. Когда бетон наберет передаточную прочность R_bp, производят натяжение высокопрочной арматуры, тем самым затвердевший бетон сжимается, а арматура остается в растянутом состоянии.

Надежность сцепления арматуры с бетоном обеспечивается инъекцией цементного раствора через специальные отверстия, расположенные регулярно по длине элемента

Способы создания преднапряжения

1. Механический

2. Электротермический,

3. Комбинированный,

4. Физико-химический.

Потери предварительного натяжения арматуры

С течением времени начальные напряжения в арматуре уменьшаются из-за влияния различных факторов, то есть в арматуре происходят потери преднапряжения _loc.

Принято различать:

1. первые потери _loc1,

2. вторые потери _loc2.

Первые потери _loc1 происходят при изготовлении и обжатии элемента.

Вторые потери _loc1 (происходят после изготовления элемента).

Первые потери _loc1

Потери от релаксации напряжений в _sp1,
Потери от температурного перепада _sp2
Потери от деформации стальных форм _sp3,
Потери от деформации анкеров (_sp4)

Потери от температурного перепада _sp2

_sp2 – потери от температурного перепада _t между температурой неподвижных упоров и пропариваемым изделием.

Величина температурного перепада _t должна указываться в проекте на изготовление изделия.

Если такие данные отсутствуют _t принимают равным 65ºС.

Потери от температурного перепада

_sp2= 1,25_t (МПа),

Потери от деформаций фиксирующих устройств
_sp4

_sp4 – потери от деформаций анкеров, смятия шайб, смещения стержней в зажимах и т. д.

_sp4 = E_s/l,

l – длина между упорами,

– смещение устройств, = 2мм.

При электротермическом способе натяжения

_sp4 = 0,

так как эти потери учитываются при расчете полного удлинения арматуры.

Вторые потери _loc2

Вторые потери происходят после изготовления в течение всего

срока эксплуатации.

_sp5 – потери от усадки,

_sp6 – потери от ползучести.

Отметим, что в предыдущем СНиПе было 12 видов потерь преднапряжения.

Потери от усадки бетона _sp5

_sp5 =_b,shE_s.

_b,shE_s= 0,002 - для тяжелого бетона В35 и ниже,

_sp5= 40 МПа,

_b,shE_s= 0,0025 - для тяжелого бетона В40,

_sp5= 50 МПа,

_b,shE_s= 0,003 - для тяжелого бетона В45 и выше,

_sp5= 60 МПа,

Потери от ползучести бетона _sp6

_b,cr- коэффициент ползучести определяется по таблицам,

_sp – коэффициент армирования. _sp = A_sp/A.

– коэффициент приведения = E_s/E_b.

_bp- напряжения в арматуре на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры, определяется по формуле внецентренного сжатия.

Суммарные потери loc

_loc= _loc1 + _loc2

_loc 100МПа.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается эффект предварительного напряжения арматуры?

2. Что такое передаточная прочность бетона?

3. В чем сущность электротермического способа предварительного натяжения арматуры?

4. Что такое распалубочная и отпускная прочности бетона?