Строительные конструкции

Раздел: Учебники

Рассмотрим последовательное изменение напряженно-деформированного состояния центрально-растянутого предварительно-напряженного элемента, изготовляемого с натяжением арматуры на упоры. Площадь сечения бетона Fa, площадь сечения напрягаемой арматуры FK.

Теперь будем прикладывать к элементу внешнюю растягивающую силу N. Под воздействием этой силы элемент будет удлиняться и, следовательно, напряжения предварительного сжатия в бетоне будут уменьшаться, а напряжения в арматуре — возрастать.

Работа элемента под нагрузкой также характеризуется тремя стадиями: стадия I — до образования трещин, .стадия II — после образования трещин, стадия III — перед разрушением.

Состояние V. При некотором значении внешней растягивающей силы Ni напряжения предварительного сжатия в бетоне будут доведены до нуля, т. е. напряжения в бетоне уменьшатся на Об- Из условия совместности деформаций напряжения в арматуре возрастут на шгб, т. е. уменьшение напряжений в арматуре, которое произошло в состоянии III вследствие обжатия бетона, восстанавливается. Уравнение равновесия внешних и внутренних сил в сечениях имеет вид:

Состояние VI. При дальнейшем увеличении внешней силы в бетоне возникают растягивающие напряжения и возрастают напряжения в арматуре. Когда напряжения в бетоне достигнут временного сопротивления растяжению (для расчета эти напряжения принимают равными RPU)> в элементе образуются трещины.

Если в элементе имеется также и ненапрягаемая арматура с площадью сечения F&, то при достижении бетоном нулевых напряжений она оказывается сжатой до напряжений аа вследствие укорочения элемента от усадки и ползучести бетона.

Если в элементе имеется также и ненапрягаемая арматура с площадью сечения F&, то она также будет сопротивляться внешней силе до предельных напряжений (для расчета — до расчетного сопротивления Ra

Формула является общей и для предварительно-напряженных элементов, и для элементов с обычным армированием, в которых /v=0, а формула превращается в формулу. Таким образом, предварительное напряжение не влияет на несущую способность элемента, определяемую по стадии разрушения (если не учитывать увеличения R& за счет та4, а лишь отдаляет образование трещин.

Ширину раскрытия трещин центрально-растянутых предварительно-напряженных элементов рассчитывают аналогично тому, как это сделано в главе XXI для ненапряженных элементов, т. е. по формуле.

Для элементов, к трещиностойкостц которых предъявляются требования 2-й категории, ширина кратковременного раскрытия трещин ат.кр определяется по формуле (XIX.104) от кратковременного действия всех нормативных нагрузок — постоянных, длительных, кратковременных (при коэффициентах перегрузки /г=1). При действии только постоянных и длительных временных нагрузок (при n— 1) должен быть выполнен расчет по закрытию трещин, который состоит в проверке двух условий.

Прежде чем выполнять расчет ширины кратковременного раскрытия трещин и расчет их закрытия (в элементах, к которым предъявляются требования 2-й категории по трещиностойкости), следует проверить, образуются ли в элементе трещины при расчетных значениях постоянной, длительной и кратковременной нагрузок (с коэффициентами перегрузки я>1). Если при указанных на- грузках N>NT, требуется выполнять расчет ширины раскрытия трещин и расчет их по закрытию. Если N^ трещины в элементе не образуются, т. е. соблюдаются требования 1-й категории.