Железобетонные конструкции

Раздел: Строительство

Поперечные сечения изгибаемых элементов в большинстве случаев имеют вид прямоугольника, двутавра, тавра с полкой в растянутой зоне, полого прямоугольника и др. В таких элементах ставят напрягаемую и не- напрягаемую арматуру (монтажную или расчетную).

Поперечную арматуру выполняют либо ненапрягаемой в виде хомутов и поперечных стержней, плоских сварных каркасов, либо в дополнение к ненапрягаемой ставят еще н напрягаемую поперечную арматуру.

Размеры сечения двутавровых балок могут быть предварительно назначены исходя из следующих рекомендаций: высота h в сечении с максимальным изгибающим моментом V12—Ч20 пролета; ширина и толщина полки сжатой зоны b'n(]/4...l/5)h; (Ve—Vio)А; размеры полки растянутой зоны — по условиям размещения продольной арматуры; толщина стенки двутавра — не менее 6 см, а в случае размещения в ней каналов для напрягаемой арматуры — в соответствии с диаметром канала и необходимой толщиной защитного слоя. Сопряжения стенки двутавра и тавра с полками следует делать со скосами в целях смягчения концентрации напряжений. Все предварительно намеченные размеры сечения должны быть проверены расчетом и соответствен- но откорректированы.

В период изготовления в изгибаемых предварительно-напряженных элементах могут образоваться трещины в зоне сечения, которая должна работать на сжатие.

Для напряженного состояния элемента на этом этапе характерны установившиеся напряжения, определяемые формулами

Рассмотренная выше картина смены напряженных состояний предварительно-напряженных изгибаемых элементов, изготовляемых с натяжением на упоры, для элементов с натяжением на бетон будет несколько иная. Так, контролируемые напряжения с<> и oj, отличаются от он и о„ (при натяжении на бетон) и вычисляются по формулам (6.40) — (6.41); есть и другие различия, общий же характер явлений сходен в обоих случаях. Однако поведение изгибаемых элементов после появления установившихся напряжений одинаково для элементов с натяжением на упор и для элементов с натяжением на бетон.

Этап 16. После загружения элемента внешней нагрузкой возникают изгибающий момент и растягивающие усилия на уровне арматуры FH, которые гасят сжимающие предварительные напряжения в бетоне. При этом по мере возрастания внешней нагрузки растягивающее напряжение арматуры Ав растет, сжимающие напряжения арматуры А и бетона растянутой зоны снижаются и, перейдя через нулевое значение, сменяются на растягивающие; растягивающее напряжение арматуры А'и снижается, сжимающие напряжения арматуры А' и бетона сжатой зоны растут.

Стадия 1а. При дальнейшем увеличении внешней нагрузки напряжение крайнего волокна бетона растянутой зоны достигает предела прочности при растяжении Rp. В растянутой зоне бетона образуются трещины, что соответствует предельному состоянию по трещиностойкости и означает конец стадии I.

Как и в обычных железобетонных элементах, расчетную эпюру напряжений в бетоне сжатой зоны принимают треугольной, а в бетоне растянутой зоны — прямоугольной.

Стадия II. При увеличении нагрузки и изгибающего момента в бетоне растянутой зоны увеличиваются и раскрываются трещины, постепенно распространяющиеся до нейтрального слоя, т. е. наступает стадия И.

Стадия III. При относительно небольшом дальнейшем росте нагрузки напряжения в арматуре Аа и А достигнут временного сопротивления, а сжимающие напряжения в бетоне — предела прочности бетона на сжатие, наступает разрушение.

Напомним, что при таких же напряжениях арматуры растянутой зоны наступает стадия III и для элементов, выполняемых без предварительного напряжения. Отсюда можно заключить, что предварительное натяжение арматуры не меняет несущей способности изгибаемых элементов.

2. Расчет изгибаемых элементов по нЬрмальным сечениям. Расчет прочности предварительно-напряженных элементов по нормальным сечениям при воздействии изгибающего момента почти не отличается от расчета конструкций с ненапрягаемой арматурой; основная задача расчета — проверить выполнение условия прочности

При расчете элементов, армированных сталями, не имеющими площадки текучести, следует учитывать также следующую особенность работы такой арматуры. Опыты показывают, что при разрушении элементов, армированных такой сталью, и при £<£я напряжения в арматуре превышают условный предел текучести. Рост напряжений после достижения в арматуре значения аог зависит от характера диаграммы растяжения сталей (от отношения 002/ов). Так, стали классов A-IV и AT-IV имеют боле£ подъемистую диаграмму растяжения за условным пределом текучести (более низкие значения Пог/сГв), чем стали классов A-V, Вр-П, П-7 и, следовательно, относительно больший резерв роста напряжений после достижения о02-

3. Расчет изгибаемых элементов по наклонным сечениям. Приемы расчета прочности наклонных сечений изгибаемых предварительно-напряженных элементов весьма сходны с приемами расчета элементов с иена- прягаемой арматурой и отличаются от них лишь тем, что в расчетных формулах учитывают дополнительные усилия в напрягаемой арматуре (продольной, отогнутой и поперечной).

6.24. Изменение предварительного напряжения в пределах зоны анкеровкн напрягаемой арматуры при самозаанкеровании анкеров, при расчете наклонных сечений следует учитывать, что сцепление напрягаемой арматуры с бетоном на участке зоны анкеровки длиной /а.н ( 6.24) может быть нарушено. При расчете наклонных сечений, начинающихся на длине участка /а.н, напряжения в продольной и поперечной арматуре принимаются линейно-возрастающими от нуля в начале зоны анкеровки до о» (Ra) в конце участка. Длина зоны анкеровки /а .н зависит от предварительного напряжения с0, кубиковой прочности бетона в момент его обжатия Ro, вида арматуры и бетона, режима спуска натяжения.