14. Нормирование уровня преднапряжения в арматуре и бетоне. Передаточная прочность бетона.

Предварительное напряжение назначают в зависимости от вида стали, способа натяжения и т.п. Обычно, чем выше предварительное напряжение арматуры, тем больше его положительное влияние на работу конструкций. Однако при этом должна быть исключена возможность развития микротрещин и разрушения бетона усилием обжатия. Максимальное предварительное напряжение арматуры ограниченно опасностью ее обрыва и возможным развитием неупругих деформаций. Вместе с тем значение предварительного напряжения не должно быть слишком низким, поскольку при малом обжатии бетона эффект предварительного напряжения невысок и будет утрачен с течением времени вследствие потерь предварительного напряжения в арматуре, что вызывает чрезмерное раскрытие трещин.

В связи с этим на основании опыта изготовления и эксплуатации конструкций нормы рекомендуют назначать предварительное напряжение стержневой и проволочной арматуры σ_sp в следующих пределах:

σ_sp ≤ R_s,ser-p и σ_sp≥0,3R_s,ser+р, где р – допустимое отклонение предварительного напряжения арматуры.

Начальное напряжение в арматуре рекомендуется назначить таким, чтобы сжимающее напряжение в бетоне от обжатия σ_bp не превышали (0.85…0.95)R_bp когда напряжения обжатия уменьшаются при действии внешней нагрузки, и (0,65…0,70)R_bp когда напряжения обжатия увеличиваются при действии внешней нагрузки. При более высоком обжатии бетона значительно возрастают деформации ползучести, что приводит к большим потерям предварительного напряжения.

Вследствие погрешностей, вызванных различными производственными факторами, фактическое предварительное напряжение может отличаться от расчетного. Это учитывается с помощью точности натяжения ᵞ_sp=1+- Δᵞ_sp

Передаточная прочность бетона.

Это кубиковая прочность бетона в момент обжатия Rbp. Как правило, она меньше проектной прочности (класса В). Ждать, когда бетон наберет 100 % проектной прочности, – расточительно, особенно в условиях заводского изготовления. Поэтому назначают такую минимальную величину Rbp, которая обеспечила бы прочность и трещиностойкость изделия при обжатии, подъеме и перевозке, полагая, что до приложения эксплуатационных нагрузок бетон наберет проектную прочность. В любом случае Rbp принимают не менее 50 % от класса В и не менее 11 МПа (а для канатов, проволоки классов В-II и Вр -II, стержней классов А-VI и выше – не менее 15,5 МПа). Следует помнить, что чем ниже Rbр, тем больше потери от ползучести, тем меньше сила обжатия; чем выше Rbp, тем больше продолжительность термообработки, тем дороже конструкция. Опыт показывает, что в большинстве случаев оптимальной является величина Rbp = =0,7B.

15. Определение потерь преднапряжения.

Начальные предварительные напряжения в арматуре не остаются постоянными, с течением времени они уменьшаются. Различают первые потери предварительного напряжения в арматуре, происходящие при изготовлении элемента и обжатии бетона, и вторые потери, происходящие после обжатия бетона.

1. Потери от релаксации напряжений, происходящие в натянутой на упоры арматуре при неизменной ее длине; и зависящие от способа натяжения и вида арматуры. Для стержневой арматуры при механическом способе натяжения

2. Потери от температурного перепада, происходящие в процессе тепловой обработки свежеотформованных железобетонных изделий с арматурой, натянутой на упоры, когда часть ее упругого удлинения теряется вследствие нагрева.

3. Потери от деформаций анкеров, расположенных у натяжных устройств, вследствие обжатия шайб, смятия высаженных головок, смещения стержней в зажимах.

4. Потери от трения арматуры о стенки каналов (при натяжении на бетон), об огибающие приспособления (при натяжении на упоры).

5. Потери от деформаций стальных форм.

6. Потери от быстронатекающей части ползучести бетона, происходящей в процессе обжатия элемента усилиями арматуры, натягиваемой на упоры.

7. Потери от релаксации напряжений в арматуре при натяжении ее на бетон принимаются такими же, как и при натяжении на упоры.

8. Потери от усадки бетона связаны с укорочением элемента и зависят от вида и класса бетона, условий твердения.

9. Потери от ползучести бетона в возрасте не менее 100 сут, вызывающие укорочение элемента, зависят главным образом от вида бетона, интенсивности напряжений в бетоне.

10. Потери от смятия бетона под витками спиральной или кольцевой арматуры учитывают только в конструкциях цилиндрической формы.

11. Потери от деформаций обжатия швов между блоками сборных конструкций, которые обжаты арматурой, натягиваемой на бетон.

Для конструкций, эксплуатируемых при влажности воздуха окружающей среды ниже 40%, потери от усадки и ползучести бетона увеличивают на 25%, для конструкций, эксплуатируемых в районах с сухим жарким климатом,— на 50%.