Рис. 41. Схема усилий в наклонном сечении при

Расчете его по прочности на действие поперечной силы

где Q – поперечная сила от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения;

Q_b – поперечное усилие, воспринимаемое бетоном, определяется по формуле:

,

где: - коэффициент, учитывающий влияние вида бетона (для тяжелого бетона );

- коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых элементах, определяется по формуле: , где ;

- коэффициент, учитывающий влияние продольных сил (учет влияния предварительно-напряженной арматуры), определяется по формуле: .

Значение во всех случаях принимается не более 1,5.

- коэффициент, учитывающий влияние вида бетона (для тяжелого бетона ).

Поперечные усилия и определяются как сумма проекций на нормаль к продольной оси элемента предельных усилий соответственно в хомутах и отгибах, пересекающих опасную наклонную трещину.

Железобетонные элементы редко армируются отгибами, поэтому в частном случае можно принять равным нулю.

Для элементов с поперечной арматурой в виде хомутов, нормальных к продольной оси элемента и имеющих постоянных шаг s в пределах рассматриваемого наклонного сечения, значение с₀ соответствует минимуму выражения , определяемому по формуле:

.

где q_sw – усилие в хомутах на единицу длины элемента, определяется по формуле: , при этом для хомутов, устанавливаемых по расчету, должно удовлетворяться условие: .

Для таких элементов значение определяется по формуле:

,

Конструктивные требования по армированию поперечными стержнями.

Поперечная арматура в балочных и плитных конструкциях, устанавливается:

- на приопорных участках длиной 1/4 пролета (в зоне максимальной поперечной силы):

при h ≤ 450 мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . не более h/2 и не более 150 мм;

при h > 450 мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . не более h/3 и не более 500 мм;

- на остальной части пролета. . . . . . . . . . . . не более 3h/4 и не более 500 мм.

Расчет прочности по наклонным сечениям на действие поперечной силы элементов без поперечной арматуры.

Прочность элемента по наклонному сечению на действие поперечной силы элементов без поперечной арматуры обеспечивается условием:

,

где правая часть условия принимается не более и не менее .

Коэффициент учитывает влияние вида бетона (для тяжелого бетона ).

2.16. Предварительное напряжение в железобетоне. Влияние предварительного напряжения на эксплуатационные качества конструкций. Способы предварительного напряжение и классы арматурной стали и бетона, применяемых в предварительно напряженных элементах.

Предварительно-напряженные конструкции – это конструкции или их элементы, в которых предварительно, т.е. в процессе изготовления, искусственно созданы в соответствии с расчетом начальные напряжения растяжения в арматуре и обжатия в бетоне.

Обжатие бетона на величину σ_bp осуществляется предварительно натянутой арматурой, которая после отпуска натяжных устройств стремится возвратится в первоначальное состояние. Проскальзывание арматуры в бетоне исключается их взаимным сцеплением или специальной анкеровкой торцов арматуры в бетоне.

Начальные сжимающие напряжения создают в тех зонах бетона, которые впоследствии испытывают растяжение.

Железобетонные элементы без предварительного напряжения работают при наличии трещин: ,

где - эксплуатационная нагрузка,

- нагрузка, при которой образуются трещины;

- разрушающая нагрузка.

Железобетонные предварительно-напряженные элементы работают под нагрузкой без трещин или с ограниченным по ширине их раскрытием: .

Таким образом, предварительное напряжение не повышает прочность конструкции, а увеличивает ее жесткость и трещиностойкость!

Преимущества предварительно-напряженных конструкций:

• повышенная жесткость и трещиностойкость конструкции;

• возможность использования высокопрочной арматуры (A-IV и выше);

• предварительное напряжение приводит к уменьшению сечения элемента

• возможность выполнения эффективных стыков сборных элементов;

• предварительное напряжение позволяет изготавливать комбинированные конструкции (например, обжимаемую зону выполнять из тяжелого бетона, а остальную – из легкого);

• повышенная выносливость при многократно повторяемых, динамических нагрузках;

• преднапряженные конструкции более безопасны, т.к. перед разрушением имеют большой прогиб и тем самым сигнализируют, что прочность конструкции почти исчерпана;

• повышенная сейсмостойкость;

• повышенная долговечность.

Недостатки предварительно-напряженных конструкций:

• повышенная трудоемкость и необходимость специального оборудования и классифицированных работников;

• большая масса;

• большая тепло- и звукопроводность;

• усиление преднапряженных конструкций всегда сложнее, чем без преднапряжения;

• меньшая огнестойкость;

• при коррозии высокопрочная арматура быстрее теряет пластические свойства, возникает опасность хрупкого разрушения.