Основные стадии работы изгибаемых ПНЖБК.

При обжатии в предварительно напряженном элементе возникают довольно высокие напряжения. Под влиянием развития неупругих деформаций эпюра сжимающих напряжений приобретает криволинейный характер. В процессе последовательного загружения внешней нагрузкой предварительно сжимающие напряжения погашаются, а а возникающие растягивающие напряжения приближаются к временному сопротивлению бетона растяжению.

Перемещение вглубь сечения ординаты с максимальным напряжением на криволинейной эпюре обусловлено последовательным увеличением значений  и одновременным уменьшением Е_b от оси к внешнему краю сечения из-за развития неупругих деформаций.

Особенность напряженно –деформированного состояния предварительно напряженных элементов проявляется главным образом в стадии1.

Внешняя нагрузка, вызывающая образование трещин, значительно увеличивается (в несколько раз), напряжения в бетоне сжатой зоны и высота этой зоны также значительно возрастают.

Интервал между 1и 3-й стадиями сокращается.

Стадия 2 (после образования трещины в растянутой зоне бетона).

При увеличении нагрузки в сжатой зоне бетона значительно проявляются неупругие деформации и эпюра напряжений искривляется.

При этом раскрываются трещины в растянутой зоне и распространяются в в верхнюю зону конструкции, т.е. нейтральная ось перемещается вверх по сечению <  и < .

Конец стадии 2 характеризуется началом развития заметных неупругих деформаций в растянутой зоне арматуры и в сжатой зоне бетона..

Стадия 2 применяется при выполнении расчетов по деформациям и ширине раскрытия трещин.

Стадия 3 (стадия разрушения).

Относительно короткий период работы элемента.

С увеличением нагрузки происходит увеличение напряжений и рост деформаций в растянутой арматуре, а также происходит уменьшение высоты сжатой зоны бетона.

Случай1 (непереармированное сечение)

Конструкция запроектирована строго в соответствии с действующими нормативными документами.

=  и = ( )

разрушение начинается, когда напряжения в растянутой арматуре достигнут физического предела текучести или условного предела текучести .

Напряжения в бетоне в сжатой зоне достигают предела прочности бетона при сжатии .

Разрушение носит пластический характер.

Случай 2 (переармированное сечение).

=  и < ( )

разрушение происходит в результате дробления бетона в сжатой зоне, т.е. напряжение достигает прочности бетона на сжатие .

Напряжения в арматуре меньше предела текучести.

Разрушение носит хрупкий характер.

Стадия 3 заложена в основу расчета по прочности.

 

 

 

4. Основные стадии работы изгибаемых ЖБК без предварительного напряжения.

Стадия 1.

Бетон работает совместно с арматурой. Эпюра напряжений в сечении близка к треугольной. Напряжение в арматуре в растянутой зоне и напряжение в бетоне в сжатой зоне не превышают их предельных значений < <  и < < .

По мере увеличения нагрузки напряжение в растянутой зоне  приближается к R_bt.

Наступает такой момент, когда = R_bt (напряжения в бетоне достигают предела прочности бетона на растяжение) и появляется трещина (стадия 1а), которая является переходной стадией от 1 ко 2-й, т.е. наступает качественно новое состояние.

Эпюра напряжений в бетоне сжатой зоны вместо треугольной превращается в криволинейную, т.е. появляются неупругие деформации в сжатой зоне, а в растянутой зоне после появления трещин все растягивающие усилия воспринимаются арматурой.

Стадия 1 положена в основу расчета ЖБК по образованию трещин.

Стадия 2 (после образования трещины в растянутой зоне бетона).

При увеличении нагрузки в сжатой зоне бетона значительно проявляются неупругие деформации и эпюра напряжений искривляется.

При этом раскрываются трещины в растянутой зоне и распространяются в в верхнюю зону конструкции, т.е. нейтральная ось перемещается вверх по сечению <  и < .

Конец стадии 2 характеризуется началом развития заметных неупругих деформаций в растянутой зоне арматуры и в сжатой зоне бетона..

Стадия 2 применяется при выполнении расчетов по деформациям и ширине раскрытия трещин.

Стадия 3 (стадия разрушения).

Относительно короткий период работы элемента.

С увеличением нагрузки происходит увеличение напряжений и рост деформаций в растянутой арматуре, а также происходит уменьшение высоты сжатой зоны бетона.

Случай1 (непереармированное сечение)

Конструкция запроектирована строго в соответствии с действующими нормативными документами.

=  и = ( )

разрушение начинается, когда напряжения в растянутой арматуре достигнут физического предела текучести или условного предела текучести .

Напряжения в бетоне в сжатой зоне достигают предела прочности бетона при сжатии .

Разрушение носит пластический характер.

Случай 2 (переармированное сечение).

=  и < ( )

разрушение происходит в результате дробления бетона в сжатой зоне, т.е. напряжение достигает прочности бетона на сжатие .

Напряжения в арматуре меньше предела текучести.

Разрушение носит хрупкий характер.

Стадия 3 заложена в основу расчета по прочности.

 

 

5. Цели и способы создания предварительного напряжения ЖБК. Потери предварительного напряжения.

Предварительно напряженными называются такие ЖБК, в которых в процессе изготовления искусственно создают значительные сжимающие напряжения в бетоне натяжением высокопрочной арматуры.

Начальные сжимающие напряжения создают в тех зонах, которые впоследствии под воздействием нагрузок испытывают растяжение. При этом повышаются трещиностойкость конструкции и создаются условия для применения высокопрочной арматуры, что приводит к экономии металла и снижению стоимости конструкции.

Способы создания предварительного напряжения:

1. Натяжение на упор.(на заводе)

Арматуру заводят в форму до бетонирования элемента, один конец ее закрепляют в упоре, другой- натягивают домкратом до заданного контролируемого напряжения.

После приобретения бетоном необходимой кубиковой прочности арматуру отпускают с упоров. Арматура при восстановлении упругих деформаций в условиях сцепления с бетоном обжимает окружающий бетон.

Стержневую арматуру можно натягивать на упоры электротермическим способом. Стержни разогревают электрическим током. Заводят в форму и закрепляют концами в упорах форм. При восстановлении начальной длины в процессе остывания арматура натягивается на упоры.

2. Натяжение на бетон.(на стройплощадке)

Сначала изготовляют бетонный элемент, затем при достижении бетоном прочности создают в нем предварительное сжимающие напряжение. Напрягаемую арматуру заводят в каналы или пазы, оставляемые при бетонировании элемента, и натягивают на бетон. Сцепление арматуры с бетоном создается после обжатия инъецированием – нагнетанием в каналы цементного раствора под давлением.

Основные виды потерь предварительного напряжения.

N	Причины потерь предварительного напряжения	На упоры	На бетон
	Потери при изготовлении элемента
1	Релаксация напряжений арматуры	s1	-
2	Разность температур арматуры и устройства, воспринимающего усилия напряжения	s2	-
3	Деформация анкеров, шайб и прокладок натяжных устройств	s3	s3
4	Трения арматуры об огибающие приспособления, стенки канала или поверхности бетоноконструкций	s4	s4
5	Деформация стальной формы для изготовления конструкций	s5	-
6	Быстро натекающая ползучесть бетона	s6	-
	Потери после обжатия бетона
7	Релаксация напряжений в арматуре	-	s7
8	Усадка бетона	s8	s8
9	Ползучесть бетона	s9	s9
10	Смятие бетона под витками кольцевой и спиральной арматуры	-	s10
11	Деформация швов между блоками составных конструкций	-	s11

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: