5.4. Коэффициент точности натяжения

Предварительное напряжение в арматуре вводят в расчет с коэффициентом точности натяжения арматуры, который относится кIV группе коэффициентов надежности метода расчета сечений по предельным состояниям:

Знак «+» принимают для учета преднапряжения для стадий изготовления и монтажа элемента (рис. 6.12).

Рис. 6.12. стадия обжатия

Знак «-» принимают для стадии эксплуатации.

Значение принимают при механическом способе натяжения арматуры, при электротермическом и электротермомеханическом способе.

При определении потерь предварительного напряжения арматуры, а также при расчете по раскрытию трещин и по деформациям значение .

По СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции» начальное контролируемое напряжение в арматуре при натяжении на упоры с учетом потерь от деформации анкеров и трения об огибающие приспособленияравно(рис. 6.13)

Рис. 6.13. Контролируемое напряжение в арматуре при натяжении на упоры

Значение напряжения в напрягаемой арматуре , контролируемое в месте приложения натяжного усилия при натяжении арматуры на бетон, принимается равным:

(рис. 6.14);

Рис. 6.14. Контролируемое напряжение в арматуре при натяжении на бетон

если напрягаемая арматура ставится в сжатой зоне, то

,

где

Для элементов с напрягаемой арматурой без анкеров на длине зоны передачи напряжений значенияснижают умножением их на отношение, гдерасстояние от начала зоны передачи напряжений до рассматриваемого сечения;длина зоны передачи напряжений, т.е. расстояние от торца образца до сечения, в котором деформации арматуры бетона вблизи арматурного стрежня становятся одинаковыми.

Длину рассчитывают по формуле 11 СНиП 2.03.01-84*.

5.5. Усилие предварительного обжатия бетона. Напряжения в бетоне при обжатии.

Усилие предварительного обжатия бетона принимают равным равнодействующей усилий в напрягаемой и ненапрягаемой арматуре:

Эксцентриситет усилия относительно центра тяжести приведенного сечения определяют из условия равенства моментов равнодействующей и составляющей:

Чтобы определить напряжения в сечениях предварительно напряженных железобетонных элементов в стадии I до образования трещин, рассматривают приведенное бетонное сечение, в котором площадь сечения арматуры заменяют эквивалентной площадью сечения бетона. Исходя из равенства деформаций арматуры и бетона, приведение выполняют с использованием модулей упругости двух материалов . Площадь приведенного сечения элемента составит:

,

где А – площадь за вычетом площади сечения каналов и пазов.

Рис. 6.15. Схема усилий предварительного напряжения в арматуре

В поперечном сечении железобетонного элемента

При обжатиии в бетоне развиваются неупругие деформации, эпюра нормальных напряжений приобретает криволинейное очертание. В упрощенной постановке напряжения в бетоне при обжатии определяют в предположении упругой работы сечения и линейной эпюры напряжений:

По СП 52-102-2004 «Предварительно напряженные железобетонные конструкции» при определении усилия предварительного обжатия бетона Р с учетом полных потерь напряжений следует учитывать сжимающие напряжения в ненапрягаемой арматуре, численно равные сумме потерь от усадки и ползучести бетона на уровне этой арматуры.

Напряжения в бетоне определяют

где – усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь;

М – изгибающий момент от внешней нагрузки, действующей в стадии обжатия (собственный вес элемента);

–эксцентриситет усилия относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента;

у – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого волокна.

Длину зоны передачи предварительного напряжения на бетон для арматуры без дополнительных анкерующих устройств определяют по формуле:

где – предварительное напряжение в напрягаемой арматуре с учетом первых потерь;

–сопротивление сцепления напрягаемой арматуры с бетоном, отвечающее передаточной прочности бетона;

–коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры (1,7 ÷ 2,5);

–площадь и периметр стержня арматуры