Характеристики прочности материала характеризуются кривыми распространенного типа (1) или (2). (.)А – точка, в которой наибольшая вероятность среднестатистического значения.

Чем уже и выше кривая распределения, тем однороднее материал, тем меньше расброс экспериментальных данных (тип(1) в арматуре).

Чем шире и положе кривая, тем менее однородный материал, тем больше разброс экспериментальных данных (кривая типа(2) в бетоне).

σ (стандарт) – среднеквадратическое отклонение.

Δ 1² n₁+Δ 2² n₂+…+n_iΔ i²

σ =

n₁+n₂+…+n_i

 

ǽ - число стандартов

В нормах принята надежность 0.95.

В – расчетное сопротивление.

В=R_m- ǽ · σ =R_m(1- ǽ · ν )

 

ν =σ /R_m – коэффициент вариации

ν = 0.135

ǽ = 1.64 для выполнения расчетов

 

В=0, 778R_m

Таким образом назначается нормативное сопротивление бетона и арматуры R_b, ⁿ_, R_s, ⁿ_.

 

R_b= R_b, ⁿ/γ _b,

R_s=R_s, ⁿ/ γ _s,

γ _b - коэффициент надежности по бетону,

γ _s - коэффициент надежности арматуры.

Принцип расчета по расчетным предельным состояниям

Действующие при эксплуатации усилия с учетом возможных отклонений их в большую сторону должны быть меньше несущей способности элемента или конструкции с учетом возможного отклонения характеристик прочности материалов в меньшую сторону.

В общем виде

 

T(g_n, v_n, γ _f, γ _n, _c)< =Ф(S, R_b, ⁿ, γ _b, γ _bi, R_s, ⁿ, γ _s, γ _si)

 

I. T(g, v, γ ⁿ, c)< =Ф(S, R_b, γ _bi, R_s, γ _si) – для расчетных усилий. Принцип расчета по I предельному состоянию.

II. При расчете по II предельному состоянию рассматриваются нормальные условия эксплуатации, т.е. расчет ведется по нормативным нагрузкам и нормативным сопротивлениям материалов.

Т< = T_crc a< =[a_lim]

T – нормативное усилие,

T_crc – усилие, вызывающее образование трещин при нормативном сопротивлении.

f< =[f_lim]

Прогиб должен быть меньше предельно допустимого.

Лекция 9

План лекции

1. Сущность предварительного напряжения и способы создания.

2. Преимущества элементов с предварительным напряжением

3. Анкеровка напрягаемой арматуры. Виды анкеров

Сущность предварительного напряжения

Конструкции называются предварительно напряженными, если в них искусственно создано внутреннее напряженное состояние: сжатие – в бетоне, растяжение – в арматуре.

1. Рассмотрим простую железобетонную балку, армированную арматурой класса А400.

Рис.57

До образования трещин балка и арматура работают совместно, удлинения равны.

ε _b= ε _s,

σ _в∕ Е_b'= σ _ѕ ∕ Е_s, E_b' = E_bν , α ═ Е_s ∕ Е_b

σ _s=α σ _b/ν

Появление первой трещины: σ _b═ R_{b¸ t}, ν _{b, t}═ 0, 5.

σ _{s, crc}═ 2α R_{b, t} ≈ 200÷ 300кг/см²

При эксплуатационной нагрузке

Рис.58

σ _s = 1800÷ 2000кг/см²

Увеличение напряжения σ _s/ σ _{s, crc}=8÷ 10 раз

a_crc< =[a_lim]

f< =[f_lim]

Прочность такой арматуры здесь используется полностью.

Рис.59

σ _{s, crc}=2α R_{b, t}=200÷ 300кг/см² - для первой стадии аналогично 1.

При эксплуатационной нагрузке

σ _s=10*10³ ÷ 12*10³ кг/см²

σ _s/ σ _{s, crc}=30÷ 50

Это приводит к тому, что

a> [a_lim], f> [f_lim]

и прочность арматуры В1200÷ В1500 в такой балке полностью использовать невозможно, т.к. II предельное состояние наступает раньше, чем I. Поэтому высокопрочную арматуру не применяют без предварительного напряжения.

1/η =R_s/Ц – удельная стоимость арматурной стали уменьшается с повышением Rs, поэтому экономически целесообразнее применять высокопрочную сталь.

η =Ц/R_s – удельная стоимость арматурной стали.

Чтобы отодвинуть процесс образования трещин, повысить жесткость и создать условия для применения высокопрочной арматуры, применяют предварительное напряжение арматуры.

По расположению предварительного напряжения бывают:

линейнонапряженные конструкции ( напрягаемая арматура в одном направлении – балка),

двухоснонапряженные (2-х направлений – плита),

трехоснонапряженные.

Рис.60

По технологии изготовления:

- напряжение на упоры (строительство),

- напряжение на бетон (мостостроение).

Способ натяжения арматуры:

- электротермический (1),

- механический (домкратом) (2),

- комбинированный (50%-(1), 50%-(2)).

Для высокопрочной проволоки

- самонапряжение (применяют специальные расширяющиеся бетоны, которые при твердении расширяются в объеме).

 

Преимущества элементов с предварительным напряжением:

1. Резкое сокращение расхода арматуры.

Повышение трещиностойкости.

Рис.61

Повышается жесткость элементов.

Рис.62

2. Элементы с предварительным напряжением арматуры имеют лучшее сопротивление знакопеременной нагрузке, т.е. выше выносливость.

σ _mins = σ _sp = 0.5 ÷ 0.9R_s, ⁿ.

σ _{max s}≈ R_s, ⁿ

σ _sp – предварительное напряжение.

3. Снится вес изделий за счет применения высоких классов бетона и арматуры.

4. Предварительное напряжение повышает устойчивость гибких сжатых элементов.

Предварительное напряжение создают: в растянутых, в изгибаемых, внецентренносжатых с большими эксцентриситетами (е), внецентреннорастянутых и реже для повышения устойчивости в гибких сжатых и во внецентренносжатых с малыми е.

Преимущества элементов с предварительным напряжением (ПН) значительны. Элементы без ПН можно рассматривать как частный случай элекментов с предварительным напряжением (σ _sp=0), но свойства значительно отличаются.

Предварительное напряжение усложняет технологию, повышаются расходы на электроэнергию, опалубку и т.д., но преимущества значительны, поэтому его применяют.

 

Анкеровка арматуры

Совместная работа арматуры и бетона обеспечивается за счет самозацепления арматуры в бетоне (самозаанкерование) или за счет дополнительных анкеров.

Долина зоны анкеровки l_an:

lan=(ω _anR_s/R_b+Δ λ _an)d, (1)

d – диаметр арматуры.

Рис.63

Гладкая растянутая арматура в вязанных сетках и каркасах должна заканчиваться по типу 1.

Длина зоны анкеровки на опоре:

Рис.64

Если есть угловые трещины l_an> =10d

Если нет, то l_an> =5d, но не менее, чем по формуле (1).

В элементах с предварительным напряжением арматурные анкеры необходимы:

1. При изготовлении арматуры методом натяжения на опорах для закрепления на упорах. Совместная работа обеспечивается за счет самозацепления.

2. При натяжении арматуры на бетон анкеры необходимы для всех видов армирования.

Проволока В1200÷ В1500 во всех случаях независимо от способа изготовления должна иметь дополнительный анкер для обеспечения совместной работы бетона и арматуры.

Передаточную прочность бетона R_bp (прочность бетона к моменту его обжатия, контролируемая аналогично классу бетона по прочности на сжатие) следует назначать не менее 15 МПа и не менее 50% принятого класса бетона.

Длина зоны анкеровки напрягаемой арматурой принимается равной длине участка передачи предварительного напряжения на бетон.

Рис.65

В расчетах криволинейный участок (1) принимается прямолинейным.

lp- длина зоны передачи предварительно напряжения

рис.66

σ _sp(x)= σ _sp l_x/l_p

l_p=(ω _p σ _sp/R_bp+λ _p)d

В местах передачи предварительного напряжения возможно появление продольных трещин и нарушение сцепления.

Для повышения прочности здесь иногда увеличивают размеры сечения, применяют косвенное или поперечное армирование или повышают класс бетона.

Рис.67

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Cosa Nostra история сицилийской мафии
2. E) Любая точка, расположена на пространстве, ограниченном бюджетной линией
3. F73.04 Умственная отсталость глубокая с указанием на отсутствие или слабую выраженность нарушения поведения, связанная с хромосомными нарушениями
4. F78.81 Другие формы умственной отсталости с другими нарушениями поведения, обусловленные предшествующей инфекцией или интоксикацией
5. F95.1 Хронические моторные тики или вокализмы.
6. Homo ergaster, или Мальчик из Турканы.
7. I Происхождение человека и цивилизации
8. II. Тип цикличного цивилизационного развития (восточный тип).
9. Mои прабабушка и прадедушка прожили долгую и дружную жизнь
10. S:Укажите верную характеристику предложения: Вода была теплей воздуха, и парное тепло от разгоряченных водяных туш усиливало ощущение одухотворенности природы - море казалось живым.(В.Гроссман)
11. Selegilin – Селегилин (Депренил)
12. V. Кибернетические (или постбиологические) методы достижения бессмертия (искусственная жизнь “в силиконе”)