Напряжения в бетоне при обжатии
При расчете предварительно напряженных конструкций возникает необходимость определять напряжения в бетоне и арматуре от усилий предварительного обжатия на различных стадиях работы элемента. Так, вычисляют наибольшие сжимающие напряжения в бетоне в стадии обжатия, чтобы предупредить его повреждение или разрушение; сжимающие напряжения в бетоне при определении потерь от ползучести; при расчете на закрытие трещин и т.п. Напряжения в бетоне в этих случаях определяют в предположении упругой его работы по формулам сопротивления материалов. Поскольку бетон и арматура имеют разные физико-механические свойства, в расчете используют приведенные поперечные сечения, в которых площадь сечения арматуры заменяют эквивалентной площадью бетона (рис. 3.4, а). Приведение выполняют, исходя из равенств деформаций арматуры и бетона, с помощью отношения модулей упругости α = Es/Eb. Геометрические параметры приведенного сечения определяют по формулам:
· площадь приведенного сечения
· статический момент площади приведенного сечения относительно растянутой грани
· расстояние от растянутой грани до центра тяжести приведенного сечения
· момент инерции приведенного сечения относительно оси, проходящей через его центр тяжести:
Если площадь арматуры составляет ≤ 0,8 % от площади сечения бетона, то допускается при определении геометрических характеристик сечения не учитывать арматуру.
Усилие предварительного обжатия бетона принимают равным равнодействующей усилий в напрягаемой и ненапрягаемой арматурах
а эксцентриситет приложения этого усилия относительно центра тяжести приведенного сечения определяют из условия равенства моментов равнодействующей и составляющих (рис. 3.4, б):
Рис. 3.4. Приведенное сечение (а) и схема усилий
в сечении предварительно напряженного элемента (б)
Напряжения в бетоне в сечениях, нормальных к оси элемента, от действия обжимающей силы Р находят как для внецентренно сжатого элемента:
В формулах (3.10)...(3.12): σsp(σ'sp) — напряжения в напрягаемой растянутой (сжатой) арматуре, принимаются в стадии обжатия — с учетом первых потерь σsp — σloss1(σ'sp — σ'loss1), а в стадии эксплуатации — с учетом полных потерь σsp — σloss(σ'sp — σ'loss); σs (σ's) — сжимающие напряжения в ненапрягаемой арматуре, в стадии обжатия равны потерям от быстронатекающей ползучести σs = σ6 (σ's = σ'6), а в стадии эксплуатации — потерям от усадки и ползучести σs = σ6 + σ8 + σ9 (σ's = σ'6 + σ'8 + σ'9); yi — расстояние от центра тяжести приведеного сечения до волокна, в котором определяются напряжения.
При изготовлении предварительно напряженных конструкций необходимо знать контролируемые по приборам усилия натяжения (или напряжения) в напрягаемой арматуре. Напряжения в арматуре, контролируемые по окончании натяжения на упоры, определяются с учетом деформаций анкеров σ3 и трения между арматурой и огибающими приспособлениями σ4 (если есть перегибы арматуры):
При натяжении арматуры на бетон одновременно с натяжением арматуры часть усилий расходуется на обжатие бетона. Контролируемые напряжения в арматуре где σsp и σ'sp определяют без учета потерь предварительного напряжения; σbp (σ'bp)—напряжения в бетоне на уровне центра тяжести арматуры S и S' от действия усилия обжатия Р, определяемого с учетом первых потерь.
Дата добавления: 2019-05-21; просмотров: 601;