Исследования симметрично загруженной рамы Лебелль. Усилие предварительного напряжения в нижней балке центрировано, в верхней же приложено внецентренно. Предварительно напряженный железобетон

  

Вся электронная библиотека >>>

 Железобетон  >>>

 

 

Предварительно напряженный железобетон


Раздел: Учебники

 

1. Исследования симметрично загруженной рамы (Лебелль)

  

 

Подвергнутая испытаниям рама изображена на  Х.1. Балки и колонны: 20X12 см; колонны армированы четырьмя стержнями из витой стали марки «ТОР», диаметром 12 мм, хомуты 8 мм. Балки предварительно напряжены посредством четырех проволок диаметром 7 мм (с начальным напряжением 106 кг]мм2) и снабжены по углам четырьмя стержнями диаметром 8 мм, хомуты—5 мм.

Усилие предварительного напряжения в нижней балке центрировано, в верхней же приложено внецентренно (см.  Х.1).

Размеры обоих отверстий рамы в свету— 1X2 м.

Опирание осуществлено при помощи трех деревянных подушек сечением 8x23 см, длиной 70 см. Нагрузки прилагались в середине каждого пролета. Рама подвергалась испытаниям последовательно: сначала со стороны балки с центрированным предварительным натяжением, затем с другой стороны. Для бетона был применен глиноземистый цемент марки «Лафарж» с расходом 350 яг/ж3. Проволоки были помещены без инъекции в гильзах из пластмассы с внутренним диаметром И мм.

а) При предварительном напряжении. В случае внецентренного приложения усилия предварительного напряжения в одном из поясов рамы возникают статически неопределимые моменты и усилия.

Их можно рассчитать, рассматривая каждый пролет рамы как раму, закрепленную в точках А и D ( Х.2), вершина которой С, кроме того, должна оставаться на одно;м уровне с точкой D. Предполагая, что поясом с внецентренным приложением усилия предварительного напряжения является верхний пояс рамы, изображенный на  Х.2, и обозначив величину эксцентрицитета этого усилия через е, считая положительные его значения к наружной грани (в данном случае значение е будет отрицательным), получим,

Если принять для AB длину, исчисляемую от наружной поверхности AD до оси ВС, и для ВС — расстояние между осями поясов, то будем

иметь /=2,10 м; h= 1,20 ж, откуда X = 1,75. Если принять за длины расстояния между наружными поверхностями, то 1=2 м> h= 1 =2.

Следовательно, прибавляя эти моменты к моментам уо, возникшим от предварительного напряжения, получаем в итоге для ригеля с эксцентрическим предварительным .напряжением (гд£ po=Fe): МА = =—0,133 Fe; Мв = +0,266Fe; получатся и в ригеле с центрированным предварительным напряжением. Следовательно, эксцентрицитет в одном из ригелей приводит оба ригеля в пределах упругой стадии к одинаковому начальному состоянию.

Влиянием V (±1,4 кг!см2) можно пренебречь как для одного, так и для другого ригеля.

б) Внешние нагрузки. Величины изгибающих моментов и нормальных усилий можно получить, рассматривая раму как защемленную в точках А и D при непременном условии, что точки С и D сохраняются на одном уровне. Относящиеся к рамам обычные формулы могут быть в данном случае применены, и при помощи их определяют, приняв за пролеты расстояния от одной лицевой поверхности до другой, напряженное состояние в упругой стадии, «изображенное на  Х.4, причем моменты выражены в кгм, если Р выражается в кг и I в м.

в)         Напряжения в начале трещинообразования, вычисленные по упругой стадии, с центрированным предварительным напряжением, Р = 4600 кг, табл. 2.

Суммируя эти напряжения с полученными для начального состояния  Х.З, найдем следующие значения напряжений в ригеле (в кг/см2), (сечение посредине пролета АВ обозначено буквой М)

В сечении В стойки напряжения изгиба на наружной поверхности равняются* —98 кг/см2, на внутренней поверхности +98 кг/см2; напряжения сжатия от реакции опоры равны +9 кг/см2; следовательно, суммарные напряжения будут равны: —89 кг/см2, +107 кг/см2.

г)         Величины напряжений в начале трещинообразования, определенные по упругой стадии для ригеля с внецентренным приложением усилия предварительного напряжения, Р = 4350 кг. Аналогичный расчет дает нижеследующие значения напряжений (в кг/см2), табл. 3. Значения в первой строке — сверху или снаружи, во второй строке — снизу или внутри. Таким образом, в обоих случаях напряжения в начальной стадии трещинообразования превышают 100 кг/см2.

Но вполне вероятно, что расчет по упругой стадии здесь неприменим, так как в стойках трещины должны появляться в сечении В раньше, нежели нагрузка Р достигнет вышеприведенных величин, а эти трещины могут остаться незамеченными вследствие сил сцепления витой стальной арматуры марки «ТОР»; с другой стороны, вполне возможно, что в результате трещинообразования в сечении А создадутся иные условия равновесия, с замедлением возрастания величины момента в сечении Лис ускорением такового в сечении 5, несмотря на то что бетон кажется ненарушенным в этом сечении. По поводу подобных предположений имеется ряд возражений; к этому мы вернемся в дальнейшем.

Стойка снабжена двумя арматурными стержнями марки «ТОР—12», расположенными на расстоянии 25 мм от поверхности грани. Рассчитаем предельную величину, которой может достигнуть момент Мв. Если допустить, что вышеуказанные стержни работают в условиях предела текучести, то они смогут воспринять усилие до 11000 кг. Реакция опоры В будет приблизительно 0,5 Р = 2300 кг; суммарное усилие сжатия бетона равно 13 300 кг. Поперечное сечение бетона, необходимое для его воспринятия, при пределе прочности в 550 кг!см2 равно=24 см2, например 12X2 см. Плечо силы, как видно, равно приблизительно 16,5см. Момент, которому будет подвергаться опора В, в пределе будет равен 11000 • 0,165= 1820 кгм.

Но площадь поперечного сечения В горизонтального ригеля рамы недостаточна для воспринятая этого момента без образования трещин. Стало быть, предел прочности в начальной стадии трещинообразования лимитирует величину момента в сечении В.

Из этого можно заключить, что поскольку ригель является лимитирующим конструктивным элементом, абсолютные величины моментов в точках А, М и С будут одинаковые; эта абсолютная величина будет —,например, 4600»— =1150 кгм. Вызываемые ими напряжения, следовательно, будут порядка = ± 144 кг!см2. С другой стороны, благоприятные условия могут способствовать этому перераспределению моментов. Что касается стойки, то момент в точке В равен —1 150 кгм; момент в точке С может в равной степени достигнуть величины, допускаемой пределом прочности ригеля в поперечном сечении С, т. е. + 1 150 кгм. В результате создается усилие, равное =2 300 кг, которое прибавляется к предварительному напряжению и которое увеличивает величину сжатия на ^ , т. е. приблизительно на 10 кг!см2.

Наконец, вследствие поворотов сечений на опорах стержень может подвергнуться известному перенапряжению, по всей вероятности в настоящем случае умеренному, вследствие отсутствия инъекции. Можно допустить, по сравнению с результатами, к которым мы пришли в параграфе 4, что это перенапряжение будет порядка от 5 до 6 кг/мм2, т. е. дополнительное усилие, равное 154-5 = 770 кг, или 154-6 = 900 кг, увеличит еще величину сжимающего напряжения на     =3—4 кг!см2.

При этих условиях растягивающее напряжение будет равно —144 + 64+10+4=—66 кг/см2, что соответствует величине предела прочности, определенного при испытании призм.

Повторяем, что изложенное — не больше, чем предположения и что, с другой стороны, эти предположения не исключают возможности наличия незаметных трещин, иначе говоря, не наблюдаемых с помощью находящихся в употреблении измерительных приборов.

 

 

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