Потери предварительного напряжения арматуры
Первые потери предварительного напряжения включают потери от релаксации напряжений в арматуре, потери от температурного перепада при термической обработке конструкций, потери от деформации анкеров и деформации формы (упоров).
Вторые потери предварительного напряжения включают потери от усадки и ползучести бетона.
Потери от релаксации напряжений арматуры определяют для арматуры классов А600-А1000 при электротермическом способе натяжения:
МПа.
Потери от температурного перепада при агрегатно-поточной технологии принимаются равными 0; .
Потери от деформации формы при электротермическом способе натяжения арматуры не учитывают; .
Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения арматуры не учитывают; .
Первые потери:
МПа.
Потери от усадки бетона:
-деформации усадки бетона,значения которых можно принимать в зависимости от класса бетона равными:
0,0002-для бетона классов B35 и ниже;
0,00025-для бетона класса B40;
0,0003-для бетона классов B45 и выше;
МПа.
Потери от ползучести бетона определяются по формуле:
,
где -коэф. ползучести бетона.Принимаем .
-напряжение в бетоне на уровне центра тяжести рассматриваемой j-ой группы стержней напрягаемой арматуры;
кН/см²=1.1 МПа;
P(1)-усилие предварительного обжатия с учетом только первых патерь;
-эксцентриситет усилия P(1) относительно центра тяжести приведеннго сечения;
;
-коэф. армирования, равный , где A-площадь поперечного сечения элемента; -площадь рассматриваемой группы стержней напрягаемой арматуры.
МПа =48 кН/см²;
МПа=1,44 кН/см²;
A=1792,12 см²; ;
МПа;
Полное значение первых и вторых потерь:
МПа;
При проектировании конструкции полные суммарные потери для арматуры, расположенной в растянутой при эксплуатации зоне сечения элемента, следует принимать не менее 100 МПа, поэтому принимаем МПа.
После того, как определены суммарные потери предварительного напряжения арматуры, можно определить .
кН
=64.56 кН·м
-усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь;
Так как изгибающий момент от полной нормативной нагрузки
меньше, чем =64.56 кН·м, т.е. трещины в растянутой зоне от эксплуатационных нагрузок не образуются.
Расчет прогиба плиты
При действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок прогиб балок или плит во всех случаях не должен превышать 1/200 пролета.
, для свободно опертой балки;
где S-коэффициент, зависящий от расчетной схемы и вида нагрузки;
S= - при равномерно распределенной нагрузке;
S= - при двух равных моментах по концам балки от силы обжатия;
Определим модуль деформации сжатого бетона:
;
Кривизна от постоянной и длительной нагрузки:
1/см,
Кривизна от кратковременного выгиба при действии усилия предварительного обжатия:
1/см.
-усилие обжатия с учетом первых потерь; =316.14 кН;
В запас жесткости плиты оценим ее прогиб только от постоянной и длительной нагрузок (без учета выгиба от усилия предварительного обжатия):
см<2,58 см
Допустимый прогиб f=(l/200)=516/200=2,58 см.
Напряжение в уровне крайнего сжатого волокна:
=-0,284 МПа
-усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь; =258 кН;
Следовательно, в верхнем волокне в стадии предварительного обжатия возникает растяжение, поэтому принимается равным нулю: .
Следует проверить, образуются ли в верхней зоне трещины в стадии предварительного обжатия:
,
где -значение , определяемое для растянутого от усилия обжатия волокна (верхнего);
-расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от грани элемента, растянутой усилием ;
и -усилие обжатия с учетом первых потерь и его эксцентриситет относительно центра тяжести приведенного сечения;
-значение при классе бетона, численно равном передаточной прочности ;
-для двутаврового симметричного сечения;
см; см; кН; см3.
Передаточная прочность назначается не менее 15 МПа и не менее 50% принятого класса бетона. Тогда для получаем:
=7,9кН·м>0
Следовательно, трещины в верхней зоне в стадии предварительного обжатия не образуются.В нижней зоне в стадии эксплуатации трещин также нет.
Для элементов без трещин сумма кривизны принимается не менее кривизны от усилия предварительного обжатия при продолжительном его действии.
При продолжительности действия усилия предварительного обжатия:
МПа=7,24·10²= кН/см²;
1/см.
1/см.
1/см
Это значение больше, чем кривизна от усилия предварительного обжатия при продолжительном его действии ( ).
Таким образом, прогиб плиты с учетом выгиба (в том числе его приращения от неравномерной усадки и ползучести бетона в стадии изготовления вследствие неравномерного обжатия сечения по высоте) будет равен: