Прочность в условиях нормальной эксплуатации. Предварительно напряженный железобетон. Проверка растягивающегося напряжения. Железобетон.

  

Вся электронная библиотека >>>

 Железобетон  >>>

 

 

Предварительно напряженный железобетон


Раздел: Учебники

 

4. Прочность в условиях нормальной эксплуатации (проверка по упругой стадии)

  

 

Мы полагаем, что является необходимым, по меньшей мере, поскольку размеры конструкции были оцределены на основании расчета на;

прочность, выполнить проверку по упругой стадии. Если этот поверочный расчет выявит возникновение очень значительных растягивающих напряжений, то может оказаться нужным предусмотреть дополнительную арматуру. Эта арматура не является необходимой по условиям прочности, однако она ограничивает раскрытие трещин.

Нами выполнено это исследование согласно формул упругой стадии для рассматриваемого варианта моста.

Усилия предварительного напряжения были равны по 40 т на пучок (постоянное усилие при эксплуатации под действием растяжения в 87 кг/мм2), а именно, для 96 пучков — 3840 т (крайний пролет, опора и зона, соседняя с опорой среднего пролета) и для 192 пучков — 7680 т (средняя зона среднего пролета).

Дополнительный момент на опоре Аи который в данном случае должен быть принят во внимание, поскольку дело касается стадии упругих деформаций, был определен равным +3060 тм.

Следовательно, он снижает точку приложения усилия предварительного напряжения /г=3840 т на опоре на +0,80 м. Это значительное дополнительное смещение объясняется фактически тем, «что, выбирая величину опорного момента для варианта III значительно меньшей (по абсолютной величине), чем та, для которой мы провели исследование на основе упругой стадии, мы увеличили в сильной степени предварительные напряжения в средней зоне среднего пролета, другими словами, создали отрицательные моменты предварительного напряжения значительно большие, нежели те, которые были бы необходимы в соответствии с данными исследования в упругой стадии.

Ограничиваясь при исследовании четырьмя равноотстоящими сечениями в крайнем пролете, сечением на опоре и четырьмя равноотстоящими сечениями среднего полупролета, результаты расчета приводим в нижепомещенной табл. XIV.5. В этой таблице п0 и п'0 обозначают величины предварительных напряжений соответственно на верхней грани и на нижней грани; П\ и п\ —напряжения под воздействием минимального момента, возникшего под действием внешних нагрузок; п2 и л' — напряжения под действием максимального момента. Значения конечных напряжений указаны для состояния 1: (п\ + п0; п\ + п^) и для состояния 2: (n0 + n2; Все значения напряжений выражены в кг/см2.

Из таблицы видно, что некоторые значения сжимающих напряжений оказываются несколько завышенными. Не было необходимости в их снижении, поскольку известно, что прочность обеспечена, однако этого можно добиться, немного увеличивая площади поперечного сечения соответствующих поясов балки (нижний пояс на опоре, верхий пояс noqpe- дине среднего пролета).

Главным образом проверяются растягивающие напряжения. Их величина, в общем, является довольно умеренной. Впрочем, они, вероятно, не превышают действительных пределов прочности на растяжение; с другой стороны, достоверно известно, что лишь только трещина пытается раскрыться, состояние упругости начинает изменяться и что распределение моментов начинает приближаться к предельному распределению, которое мы сделали возможным; следовательно, предшествующая таблица относится к фиктивному состоянию, которого в действительности не будет.

Однако, нам представляется рациональным по этой причине уложить в поперечные сечения арматуру (по нормам железобетона), рассчитанную по моментам, вычисленным согласно фррмул упругой стадии. Пучки же предварительного напряжения следует рассматривать в качестве составной части этой арматуры при условии тщательного их инъектирования.

Для сечения на опоре получается, что требуется арматура с суммарным сечением в 715 см2, работающая под напряжением в 2100 кг/см2, а именно 21 кг!мм2.

В счет этого сечения 715 см2 имеются 96 пучков с сечением по 4,61 см2, а именно 444 см2, недостает 271 см2. Нами были предусмотрены 4 стержня диаметром 30 мм на балку и 7 стержней диаметром 20 мм на сборную плиту заполнения (в общем 24 стержня диаметром 30 мм + 35 стержней диаметром 20 мм = 278 см2), расположенных на том же уровне, что и пучковая арматура.

Эта арматура работала с напряжением 87+21 = 108 кг/мм2; дополнительная арматура состоит из арматурных стержней с увеличенной силой сцепления.

Упрощенный способ расчета допускает исчисление обыкновенно удовлетворительное, причем предполагается, что состояние упругих деформаций .имеет фиктивный характер, лишь только трещины раскроются.

Максимальный опорный момент под действием внешних нагрузок равен—15148 тм. Его следует прибавить к дополнительному моменту усилия предварительного напряжения, а именно +3060 тм; итак, суммарно—12100 тм. Усилие предварительного напряжения 3840 г.

Площадь поперечного сечения ( XIV.20) эквивалентна площади поперечного сечения балочной фермы высотой 2,50 м с верхним поясом толщиной в 0,20 м и шириной 20 м, нижним поясом толщиной 0,23 м и шириной 19,60 м и со стенкой толщиной 0,20 • 6=1,20 м. Плечо силы равняется 2,50— (0,10 + 0,115) =2,285 м.

Равнодействующая сжимающих усилий проходит приблизительно через центр тяжести сечения нижней плиты заполнения. Она равняется усилию предварительного напряжения, увеличенному на AF; момент развей— 12100 тм; он перемещает точку приложения равнодействующей от ее начального положения, совпадающего с центром тяжести пучковой арматуры ( AF — усилие в арматуре),

Для работы арматуры при напряжении 21 кг/мм2 с т=10 необходимо, чтобы нейтральная ось находилась на расстоянии if от центра тяжести сечения нижней плиты заполнения, так что, откуда у' = 0,82 ( XIV.21).

Эта величина является весьма близкой к таковой, найденной при помощи более сложных расчетов, в такой же мере неточных, поскольку не были приняты во внимание значительные изменения, которым будет подвержена конструкция- вследствие раскрытия трещин.

Вышеизложенное означает, что достаточно небольшого перенапря- жения предварительно напряженной арматуры, чтЪбы создать необходимое дополнительное усилие ДF и что поэтому отсутствует потребность в дополнительной арматуре. Полный расчет, впрочем, даст Д/^ЮО т, что соответствует напряжению в 20,5 кг/мм2. Потребное поперечное сечение арматуры будет порядка 50 см2. Площадь сечения арматурных пучков составляет 885 см2. Следовательно, в действительности не требуется какого бы то ни было усиления арматуры.

В таком же положении находится и сечение С. Следовательно, можно усмотреть, что в принятом решении используется только в очень слабой степени дополнительная арматура, хотя это принятое решение и сильно отличается от решения, полученного на основе расчета по упругой стадии.

Можно было бы при желании улучшить вышеуказанное решение, предусмотрев надопорную арматуру. Подобные пучки почти полностью являются совмещенными. При помощи двух надопорных пучков на балку, а именно 12 надопорных пучков на всю систему, воспринимающую усилие в 480 г, растягивающие напряжения на опоре были бы сведены с — 62 кг!см2 до — 46 кг!см2.

Хотя нет необходимости в ненапряженной дополнительной арматуре, тем не менее является рациональным ее укладка в целях предотвращения могущих возникнуть трещин (хотя бы и маловероятных) под влиянием дополнительных нагрузок.

Мы проверили одно решение, отличное от предшествующего, подобрав для значений опорных моментов: для варианта III—20000 тм, для варианта IV—12150 тм, следовательно, приблизительно пропорциональные тем, которые имели место в стадии упругих деформаций.

Обнаружено, что необходимое количество пучков равняется: 21—в крайнем пролете, 24 — на опоре, 23 — в среднем пролете, в соответствии с общей схемой  XI V.22.

Исследование на основе расчета по упругой стадии показывает, что максимальные растягивающие напряжения равны: 43 кг/см2 на опоре (вместо — 62 кг/см2 для предыдущего случая); 20 кг/см2 посредине крайнего пролета (на нижней грани) и 71 кг/см2 посредине среднего пролета.

Труднее уменьшить растягивающее напряжение посредине среднего пролета, нежели на опоре, потому что дополнительный пучок, добавленный в среднем пролете, не является «совмещенным; много теряется вследствие эксцентрицитета, который ему придан. Следовательно, первое решение представляется 'наилучшим. Оно является более экономичным (65 т твердой стали вместо 71 т\ 768 анкерных конусов вместо 800).

Чтобы иметь возможность дать критерий, позволяющий производить выбор наилучшего решения, потребовались бы многочисленные примеры с глубоким, исчерпывающим анализом. Однако может показаться с точки зрения экономики, что подобного рода критерий должен иметь в качестве основы минимум площади эпюры, заключенной между двумя огибающими.

Было установлено, что в расчеты по стадии разрушения вводятся параметры сверх имеющихся при исследовании в упругой стадии.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Предварительно напряженный железобетон

 






Смотрите также:

    

процесс предварительного напряжения железобетона

Предварительно напряженные железобетонные конструкции отличаются от обычных
Бетон и железобетон. Бетонные и железобетонные работы являются... Раздел II.

 

БЕТОНЫ. Бетон, железобетон и предварительно напряженный бетон

Цемент + вода + наполнитель = бетон. Бетон, железобетон и предварительно напряженный бетон. В общем случае бетонами называют смеси, состоящие из цемента...

 

Железобетон. Конструкции из железобетона

2. Сущность предварительно напряженного железобетона и способы создания предварительного напряжения.

 

Предварительно напряженные железобетонные конструкции

В предварительно напряженном железобетоне арматуру предварительно растягивают, а затем, после изготовления конструкции и затвердевания бетона, освобождают от натяжения.

 

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ИЗДЕЛИЯ. Строительные материалы

свыше 18 м применяют предварительно напряженные железобетонные.
изготовляемые из предварительно напряженного железобетона марки не.

 

...из обычного и предварительно напряженного железобетона. Расчет...

В соответствии с двумя осн. видами железобетона различают железобетонные конструкции из обычного и предварительно напряженного железобетона.

 

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ МОСТЫ. В малых и средних железобетонных мостах...

С каждым годом расширяется применение сборного и предварительно напряженного железобетона в мостах.

 

Железобетон и сборные железобетонные изделия, монолитные, сборные...

Из железобетона выполняют разнообразные строительные конструкции и изделия. Их классифицируют по способу производства, виду применяемого бетона, виду напряженного...

 

Стадии напряженно-деформированного состояния железобетона

Стадии напряженно-деформированного состояния железобетона - развиваются при постепенном увеличении внешней нагрузки.

 

Принцип предварительно-напряженного бетона....

Поэтому в растянутой зоне конструкции в бетоне не будет образовываться трещин.
Бетон, железобетон и предварительно напряженный бетон.

 

Последние добавления:

 

Отопление и вентиляция Токарное дело арматурная сталь  ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД   

 Вторичные ресурсы   Теплоизоляция  Приливные электростанции