19. Передаточная прочность бетона. Начальное предварительное напряжение в арматуре

R_bp - это кубиковая прочность бетона в момент обжатия, или передаточная прочность бетона. Ждать, когда бетон наберет 100 % проектной прочности, – расточительно. Поэтому назначают такую минимальную величину R_bp, которая обеспечила бы прочность и трещиностойкость изделия при обжатии, подъеме и перевозке, полагая, что до приложения эксплуатационных нагрузок бетон наберет проектную прочность.

Следует помнить, что чем ниже R_bp, тем больше потери от ползучести, тем меньше сила обжатия; чем выше R_bp, тем больше продолжительность термообработки, тем дороже конструкция.

Опыт показывает, что оптимальное значение R_bp = 0,7В.

Начальное предварительное напряжение. При высоких напряжениях в арматуре, близких к нормативному сопротивлению, в ней возникает опасность разрыва при натяжении (проволочная арматура) и опасность развития значительных остаточных деформаций (горячекатаная). На основании исследований, опыта изготовления и эксплуатации предварительно напряженных элементов значения предварительного напряжения _sp и _sp' в арматуре, расположенной соответственно в растянутой и сжатой зонах, от действия внешней нагрузки установлены нормали с учетом предельных отклонений так, чтобы для стержневой и проволочной арматуры выполнялись условия: _sp + р  R_sn ; _sp – р  0,3R_sn ,

где p=0.05_sp – при механическом способе натяжения, МПа;

30 + 360 / l, — при электротермическом и электротермомеханическом способе натяжения (l — длина натягиваемого стержня, принимаемая как расстояние между наружными гранями упоров, м). При натяжении арматуры электротермическим способом во избежание потери упрочнения температура нагрева не должна превышать 300...350 °С.

Начальное контролируемое напряжение в арматуре при натяжении на упоры с учетом потерь от деформации анкеров ₃ и трения об огибающие приспособления ₄ равно: _con=_sp- ₃ -₄; _con'=_sp'- ₃ '-₄';

Начальное контролируемое напряжение при натяжении на бетон (с учетом того, что часть усилия тратится на обжатие бетона): _con=_sp- α_bp; _con'=_sp'- α_bp'; где _bp, _bp' —напряжение в бетоне при обжатии (с учетом первых потерь).

Возможные производственные отклонения от заданного значения предварительного напряжения арматуры учитывают в расчетах коэффициентом точности натяжения арматуры: γ_sp=1±Δγ_sp; Δγ_sp=0.5*(p/γ_sp)*(1+1/√n_p)≥0.1, где Δγ_sp — предельное отклонение предварительного напряжения в арматуре; знак плюс принимают при неблагоприятном влиянии предварительного напряжения, например в расчетах на прочность для арматуры, расположенной в зоне, сжатой при действии нагрузки, а также в расчетах для стадии изготовления и монтажа элемента; знак минус — при благоприятном; п_р — число напрягаемых стержней в сечении элемента.

19. Стадии деформирования предварительно напряженного центрально растянутого элемента при натяжении на упоры.

20. Стадии деформирования предварительно напряженного центрально растянутого элемента при натяжении на бетон.

21. Три стадии НДС железобетонных элементов при изгибе.

22. Граничная высота сжатой зоны, граничная относительная высота сжатой зоны. Слабо-, нормально-, переармированные сечения.

23. Основные положения метода расчета прочности сечений по допускаемым напряжениям. Основные гипотезы. Недостатки метода.

24. Основные положения метода расчета прочности сечений по разрушающим усилиям с единым коэффициентом запаса. Основные гипотезы. Преимущества и недостатки метода.

25. Расчет по предельным состояниям. Первая и вторая группа предельных состояний.

26. Классификация нагрузок по СП 20.13330.2011. Коэффициенты наделжности при расчете по I и II группе предельных состояний.

29. Общий случай расчета железобетонных конструкций по нормальным сечениям.

29. Изгибаемые элементы. Конструктивные требования.

Изгибаемые элементы – элементы, подверженные действию одного изгибающего момента или изгибающего момента с поперечной силой.

Изгибаемые железобетонные элементы могут применяться самостоятельно, но чаще всего входят в состав плоских перекрытий и подразделяются на плиты и балки. Также к изгибаемым элементам относятся подвесные панели наружных стен (ненесущие), фундаментные и подкрановые балки, консоли.

Плиты – это плоские сплошные конструкции с толщиной малой по сравнению с другими конструкциями. (высота << остальных габаритов)

Балки – это линейные конструкции, у которых длина значительно превышает геометрические размеры сечений

Плиты и балки могут быть как самостоятельно работающими конструкциями, так и элементами более сложных конструкций.

По конструктивной схеме железобетонные перекрытия разделяют на две основные группы:

• балочные перекрытия

• безбалочные перекрытия.

Балочные перекрытия содержат балки, идущие в одном или двух направлениях и опирающиеся на них плиты или панели (рис. 10.3 ,10.4).

Безбалочные перекрытия плиты или панели, которые опираются непосредственно на колонны или их капители (рис. 10.5, 10.6).

29. Расчет прямоугольных сечений с одиночной арматурой (2 типа задач).

30. Расчет прямоугольных сечений с двойной арматурой (2 типа задач).

31. Расчет тавровых сечений. Два случая работы тавровых сечений.

32. Расчет по наклонным сечениям для случая разрушения между наклонными трещинами.

35. Расчет по наклонным сечениям для случая разрушения от действия поперечной силы.

сдвиг по наклонному сечению от доминирующего действия поперечной силы.

Образование наклонной трещины начинается в середине боковых граней, где касательные напряжения от поперечной силы достигают своего максимального значения , где – главные растягивающие напряжения на уровне нулевой линии элементов без напрягаемой арматуры.

Вследствие неупругих свойств бетона касательные напряжения распределяются равномерно по сечению, поэтому наклонная трещина раскрывается примерно одинаково по всей длине. При разрушении происходит взаимное смещение частей элемента по вертикали.

Если касательные напряжения не достигают своего максимального значения (т.е. ), то наклонной трещины не образуется.

35. 

Рис. 14.4. Схема разрушения изгибаемого элемента по наклонному сечению от доминирующего действия поперечной силы

35. 1 – нулевая линия;2 – наклонная трещина;3 – хомуты

3.4. Алгоритм решения

1. Проверка прочности по наклонным сечениям от разрушения между наклонными трещинами:

;

2. Проверка необходимости в установке поперечных стержней (хомутов) по расчету:

Если условие выполняется, то бетон сопротивляется внешней нагрузке без помощи хомутов.

Если условие не выполняется, необходимо установить по расчету поперечную арматуру;

3. Находим шаг стержней исходя из условия, что

– максимальный шаг стержней по конструктивным требованиям;

– наибольшее значение проекции наклонной трещины на продольную ось элемента в случае, если наклонная трещина проходит между смежными поперечными стержнями и вся поперечная сила воспринимается лишь бетоном.

;

4. Определяем М_b;

5. Подбираем диаметр и количество стержней фактической поперечной арматуры , где

6. Находим ;

7. Проверяем прочность наклонного сечения .