книги из ГПНТБ / Кудрявцев, А. А. Предварительно-напряженный керамзитобетон

Т а б л и ц а 5

В табл. 5 приведены результаты сопоставления про­ гибов керамзитобетонных балок трех серий, определен­ ных с учетом прироста обратного выгиба за время t, которое составляло 271—327 суток. В этих балках поте­ ри напряжения от ползучести бетона на уровне нижней и верхней напрягаемой арматуры оп2 принимались по опытным данным.

Из данных, приведенных в табл. 5, можно заключить, что в зависимости от степени обжатия на уровне нижней напрягаемой арматуры этот прирост обратного выгиба составлял 10—30% кратковременного прогиба при на­ грузке 0,6М°рп . Теоретические прогибы балок, опреде­

ленные по (68), сравнительно хорошо согласуются с опытными данными.

Таким образом, формулы кривизны элемента (65) и (68) отражают более точную картину деформаций пред­ варительно-напряженных элементов, загрузка которых внешними силами произошла спустя некоторое время t после отпуска натяжения арматуры.

4. Влияние повторного нагружения на прогибы элементов

При эксплуатации конструкций многие из них подвер­ гаются повторным нагрузкам и разгрузкам. При

80

проектировании конструкций практически важно знать, как влияют повторные приложения нагрузок на величи­ ны прогибов в предварительно-напряженных элементах из легкого бетона. Такие опыты проводились на предва­ рительно-напряженных балках с размерами сечений 8X20 п 12X30 см при различных относительных нагруз­ ках.

А/, ГМ

6

Установлено, что повторное нагружение балок, когда трещины еще не образуются, практически не сказывает­ ся на увеличении прогиба. Прогибы балок оставались одинаковыми как при первом, так и при втором и треть­ ем нагружениях. Отмечено, что повторные нагрузки не сказались также на снижении момента трещинообразо­ вания.

Повторное нагружение элементов нагрузками, превы­ шающими момент трещиностойкости, увеличивает первоначальный прогиб на 8—10%. После полной раз­ грузки такие балки имели остаточный прогиб, состав­ ляющий 7—8% первоначального кратковременного прогиба. Повторное нагружение балок более высокой нагрузкой, составляющей 85% разрушающего момента, привело к увеличению первоначального прогиба на 25%.

Следует сказать, что такое поведение изгибаемых керамзитобетонных элементов при повторных нагрузках

наблюдалось при отсутствии в них верхних трещин. При верхних же трещинах от предварительного обжатия при повторных нагрузках прогибы в изгибаемых элементах возрастают по сравнению с прогибами при первоначаль­ ном загружении до 20—30%. Для примера на рис. 39 изображены кривые прогибов балки, армированной прядями, имевшей верхние трещины от предварительно­ го обжатия. У таких балок образовывались сравнитель­ но большие остаточные прогибы. У некоторых балок этой серии с раскрытием верхних трещин до 0,1 мм, остаточные прогибы после разгрузки балок составили 15—20% прогиба при первоначальном загружении.

Следовательно, для тех керамзитобетонных конст­ рукций, у которых жесткость близка к предельно допу­ стимой, верхние трещины от предварительного обжатия не следует допускать.

Е остальных случаях повторные нагружения не при­ водят к существенному снижению жесткости предвари­ тельно-напряженных керамзитобетонных элементов. Это снижение в необходимых случаях может быть учтено, как указано выше.

5. Прогибы элементов при длительном действии нагрузки

Нарастание прогибов в предварительно-напряженных элементах из легких бетонов при длительном действии нагрузки происходит в основном вследствие ползучести бетона в сжатой и растянутой зонах сечения и измене­ ния с течением времени модуля упругости бетона.

Для керамзитобетонных конструкций, имеющих по­ вышенную деформативность из-за невысоких модулей упругости, очень важно прогнозировать прогибы при

который увеличивается кратковременный прогиб от дли­ тельно действующей части нагрузки. Для элементов, работающих с трещинами в растянутой зоне, это увели­ чение прогиба учитывается коэффициентом v в формуле кривизны (68).

Значения коэффициентов с и v для конструкций из легких бетонов были определены на основании опытных

82

данных. Экспериментальные исследования проводились на изгибаемых элементах нескольких серий, включаю­ щих балки четырех серий со стержневой и прядевой арматурой, а также на натурных конструкциях плит покрытий и перекрытий зданий [24].

Балки испытывали в пружинных установках, причем по мере нарастания прогибов, чтобы нагрузка не пада­ ла, пружины в установках догружали специальными устройствами. Балки загружали в возрасте бетона от 12 до 550 суток. Величину длительно действующей нагруз­ ки для всех балок принимали равной 55% теоретической разрушающей нагрузки.

При испытании балки находились в производствен­ ном помещении при температуре воздуха 17±!"% и влажности 65± 12%. В табл. 6 приведены ос овные характеристики балок и результаты их испытании. Гра­ фики нарастания прогибов балок с течением времени изображены на рис. 40.

Анализируя результаты испытаний, можно отметить следующее. После приложения длительно.действующей нагрузки у керамзитобетонных балок происходит нара­ стание прогибов в первый период в течение 1,5—2 меся­ цев, после чего интенсивность нарастания прогибов существенно снижается. К возрасту двух-трех лет нара­ стание прогибов почти полностью прекращается. За период два-три года у испытанных балок прогиб возрос в 1,2—1,58 раза.

Табл ица 6

Деформации керамзитобетонных элементов при длительном действии нагрузки

По абсолютной величине наибольшие прогибы имели те балки, у которых при загрузке образовались трещи­ ны. Тем не менее относительный прирост прогиба у этих балок был таким же, как и у балок, работавших без трещин в растянутой зоне.

При испытании отмечено влияние возраста керамзитобетона к моменту загружения длительной нагрузкой на относительное увеличение прогиба. Так, у балок

84

A-VI-4 и A-VII-1, загруженных в возрасте бетона 512 и 550 суток, прогибы возросли всего в 1,2—1,24 раза, а у аналогичных балок A-III-2 и А-Ш-З, загруженных в возрасте 14—90 суток, прогибы возросли в 1,45—1,52 раза. Таким образом, относительный прирост прогибов у керамзитобетонных элементов в значительной мере зависит от их возраста к моменту загрузки конструкции длительной нагрузкой.

Анализ деформаций бетона в сжатой и растянутой зонах балок, находившихся под длительной нагрузкой, показал, что у балок, работавших без трещин, при за­ грузке кратковременной нагрузкой относительные де­ формации сжатой и растянутой зон были примерно одинаковы. С течением времени наблюдался значитель­ ный прирост деформаций в сжатой зоне, в то время как прирост деформаций в растянутой, зоне был незначите­ лен.

Это указывает на то, что длительные прогибы увели­ чиваются в основном в результате деформаций бетона в сжатой зоне.

Представляют интерес сопоставительные данные испытаний плит из керамзитобетона и тяжелого бетона марки 300. Плиты были армированы высокопрочной проволокой периодического профиля. Эти плиты испы­ тывали в неотапливаемом помещении с повышенной влажностью воздуха 80± 10% и температурой 15+ 5° С.

Результаты наблюдений за деформациями опытных плит представлены на рис. 40, б.

Из приведенных данных следует, что у предваритель­ но-напряженных керамзитобетонных элементов нараста­ ние прогибов при длительном действии нагрузки не яв­ ляется чрезмерным.

Для оценки деформаций керамзитобетонных конст­ рукций, работающих без трещин в растянутой зоне, с учетом длительного действия части нагрузки может быть принята формула

85

с— коэффициент, учитывающий увеличение.дефор­ маций конструкций во времени, вследствие

ползучести бетона после приложения внешней нагрузки.

Коэффициент Ci — величина переменная, зависящая от времени нахождения конструкции до приложения внешней нагрузки, степени обжатия бетона на' уровне центра тяжести арматуры, прочности бетона и других факторов.

Пд нашим данным, коэффициент С\ в зависимости от времени т нахождения конструкции без внешней, нагруз­ ки может быть приближенно принят (для нормального режима):

т ^ 15 суток.............. Ci = 1,2 т= 45 —100 суток . . .Ci = 1,4

Т^гЮО суток . . . . . Cl= 1,6.

Коэффициент с — также величина переменная, зави­ сящая от ряда таких факторов, как относительная вели­ чина длительной нагрузки, возраст бетона к моменту приложения внешней нагрузки и др. По нашим данным, для элементов из легких . бетонов на кварцевом песке при нормальном режиме этот коэффициент приближенно может быть принят с= 1,7.

Если подставить в формулу (70) выражение (71), то

(72) для опытных балок из легких бетонов на кварце­ вом песке и для натурных конструкций типов 2Т и П,

8 6

С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

С тр о й и зд а т , 1966.

2. А с т р о в а Т. И. , Д м и т р и е в С . А ., М у л и н Н . М . А н к е­

С тр о й и зд а т , 1946.

5. Б о р и ш а н с к и й М. С , Н и к о л а е в Ю . К. О б р а зо в а н и е

8 8

89