- •Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона
- •Предисловие
- •1. Общие рекомендации основные положения
- •Основные расчетные требования
- •2. Материалы для предварительно напряженных конструкций бетон показатели качества бетона и их применение при проектировании
- •Нормативные и расчетные значения характеристик бетона
- •Арматура показатели качества арматуры
- •Нормативные и расчетные характеристики арматуры
- •Предварительные напряжения арматуры
- •Черт. 2.1 Схема усилий предварительного напряжения арматуры в поперечном сечении железобетонного элемента
- •Примеры расчета
- •Черт. 2.2. К примеру расчета 1
- •Черт. 2.3. К примеру расчета 2
- •3. Расчет элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы расчет железобетонных элементов по прочности общие положения
- •Расчет предварительно напряженных элементов на действие изгибающих моментов в стадии эксплуатации по предельным усилиям Общие указания
- •Прямоугольные сечения
- •Черт. 3.1. Поперечное прямоугольное сечение изгибаемого железобетонного элемента
- •Тавровые и двутавровые сечения
- •Черт. 3.2. Форма сжатой зоны в двутавровом сечении железобетонного элемента
- •Примеры расчета
- •Элементы, работающие на косой изгиб
- •Черт. 3.3. Форма сжатой зоны в поперечном сечении железобетонного элемента, работающего на косой изгиб
- •Черт. 3.4. Двутавровое сечение со сжатой зоной, заходящей в наименее растянутый свес полки
- •Черт. 3.5. К примеру расчета 9
- •Расчет предварительно напряженных элементов в стадии предварительного обжатия
- •Черт. 3.6. Схема усилий в поперечном сечении железобетонного элемента с прямоугольной сжатой зоной в стадии предварительного обжатия
- •Черт. 3.7. Схема усилий в поперечном сечении железобетонного элемента с полкой в сжатой зоне в стадии предварительного обжатия
- •Черт. 3.8. К определению момента m при расчете в стадии предварительного обжатия
- •Примеры расчета
- •Черт. 3.9. К примеру расчета 10
- •Расчет нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели
- •Черт. 3.10. Двухлинейная диаграмма состояния сжатого бетона
- •Черт. 3.11. Двухлинейная диаграмма состояния арматуры с физическим пределом текучести
- •Черт. 3.12. Трехлинейная диаграмма состояния арматуры с условным пределом текучести
- •Черт. 3.13. Трехлинейная диаграмма состояния арматуры с условным пределом текучести при учете предварительного напряжения (здесь s деформация арматуры от внешней нагрузки)
- •Черт. 3.14. Эпюры деформаций и напряжений бетона и арматуры
- •Расчет предварительно напряженных элементов при действии поперечных сил
- •Расчет железобетонных элементов по полосе между наклонными сечениями
- •Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие поперечных сил
- •Черт. 3.15. Схема усилий в наклонном сечении элемента, армированного хомутами, при расчете на действие поперечной силы
- •Черт. 3.16. Расположение расчетных наклонных сечений при сосредоточенных силах
- •Черт. 3.17. Изменение интенсивности хомутов в пределах наклонного сечения
- •Черт. 3.18. Наклонные сечения балок с переменной высотой сечения
- •Черт. 3.19. Наклонное сечение консоли с переменной высотой сечения
- •Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие изгибающего момента.
- •Черт. 3.20. Схема усилий в наклонном сечении при расчете по изгибающему моменту
- •Черт. 3.21. Определение расчетного значения момента при расчете наклонного сечения
- •Примеры расчета
- •Черт. 3.22. К примеру расчета 11
- •Черт. 3.23. К примеру расчета 13
- •Черт. 3.24. К примеру расчета 14
- •Черт. 3.25. К примеру расчета 15
- •Черт. 3.26. К примеру расчета 16
- •Черт. 3.27. К примеру расчета 17
- •Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •Черт. 4.1. Схема усилий и эпюра напряжений в поперечном сечении элемента при расчете по образованию трещин в стадии эксплуатации
- •Черт. 4.2. Схема усилий и эпюра напряжений в поперечном сечении элемента при расчете по образованию трещин в стадии изготовления
- •Черт.4.3. Двухлинейная диаграмма состояния растянутого бетона определение ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •Черт. 4.4. Схемы усилий и напряженно-деформированного состояния сечения с трещиной в стадии эксплуатации при расчете по раскрытию трещин
- •Черт. 4.5. Схемы усилий и напряженно-деформированного состояния сечения с трещиной в стадии изготовления
- •Примеры расчета
- •Черт. 4.6 к примеру расчета 18
- •Черт. 4.7. К примерам расчета 19, 20 и 21
- •Расчет предварительно напряженных железобетонных элементов по деформациям общие положения
- •Расчет предварительно напряженных элементов по прогибам
- •Черт. 4.8. Эпюра кривизны в железобетонном элементе с переменным по длине сечением
- •Черт. 4.8. Определение контрольного прогиба fk, замеряемого при испытания
- •Определение кривизны изгибаемых предварительно напряженных элементов Общие положения
- •Кривизна изгибаемого предварительно напряженного элемента на участке без трещин в растянутой зоне
- •Кривизна изгибаемого предварительно напряженного элемента на участке с трещинами в растянутой зоне
- •Черт. 4.10. Приведенное поперечное сечение (а) и схема напряженно деформированного состояние изгибаемого предварительно напряженного элемента с трещинами (б) при расчете его по деформациям
- •Определение кривизны предварительно напряженных элементов на основе нелинейной деформационной модели
- •Черт. 4.11. Трехлинейная диаграмма состояния сжатого бетона при расчетах по 2-й группе предельных состояний
- •Определение углов сдвига железобетонного элемента
- •Примеры расчета
- •5. Конструктивные требования общие требования
- •Армирование Защитный слой бетона
- •Минимальные расстояния между стрежнями арматуры
- •Продольное армирование
- •Черт. 5.1. Установка конструктивной продольной арматуры по высоте сечения балки Поперечное армирование
- •Армирование концов предварительно напряженных элементов
- •Черт. 5.2. Армирование конца предварительно напряженной балки
- •Черт. 5.1 Армирование конца многопустотного настила
- •Черт. 5.4. Армирование конца ребра плиты перекрытия
- •Анкеровка арматуры
- •Черт. 5.5. Временные технологические анкеры на напрягаемой стержневой арматуре
- •Требования к железобетонным конструкциям
- •Черт. 5.6. Закругления и фаски
- •Черт. 5.7. Технологические уклоны
- •Сортамент арматуры
- •Основные буквенные обозначения Усилия от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении элемента
- •Характеристики положения продольной арматуры в поперечном сечении элемента
- •Характеристики предварительно напряженного элемента
- •Характеристики материалов
- •Геометрические характеристики
- •Содержание
Расчет предварительно напряженных элементов на действие изгибающих моментов в стадии эксплуатации по предельным усилиям Общие указания
3.8. Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда изгибающий момент действует в плоскости симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных указанной плоскости граней элемента, производят согласно пп. 3.12-3.20 в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона =x/h0, определяемой из условия равновесия продольных сил, и значением относительной высоты сжатой зоны бетонаR, при которой предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлениюRs.
Значение Rопределяют по формуле
, (3.1)
где s,el- относительная деформация в арматуре растянутой зоны, вызванная внешней нагрузкой, при достижении в этой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению; значениеs,elпринимается равным:
для арматуры с условным пределом текучести (см. п. 2.16)
;
для арматуры с физическим пределом текучести
;
где sp- принимается с учетом всех потерь при коэффициентеsp= 0,9;
Rs,sp, Es– в МПа;
b2- предельная относительная деформация сжатого бетона, принимаемая равной 0,0035.
Значения Rдля определенных классов арматуры может определяться по табл. 3.1 в зависимости от отношенияsp/Rs.
Таблица 3.1.
|
Значения Rпри растянутой арматуре классов | |||||||||
А540 |
А600 |
А800 |
А1000 |
Вр1200 |
Вp1300 |
Вp1400 |
Вр1500 |
К1400 |
К1500 | |
1,2 |
0,93 |
0,56 |
0,58 |
0,60 |
0,62 |
0,63 |
0,65 |
0,66 |
0,63 |
0,65 |
1,1 |
0,86 |
0,53 |
0,54 |
0,55 |
0,56 |
0,56 |
0,57 |
0,57 |
0,55 |
0,56 |
1,0 |
0,80 |
0,51 |
0,51 |
0,51 |
0,51 |
0,51 |
0,51 |
0,51 |
0,49 |
0,49 |
0,9 |
0,75 |
0,49 |
0,48 |
0,47 |
0,47 |
0,46 |
0,46 |
0,46 |
0,44 |
0,44 |
0,8 |
0,70 |
0,47 |
0,45 |
0,44 |
0,43 |
0,43 |
0,42 |
0,41 |
0,40 |
0,39 |
0,7 |
0,66 |
0,45 |
0,43 |
0,42 |
0,40 |
0,39 |
0,39 |
0,38 |
0,36 |
0,36 |
0,6 |
0,62 |
0,43 |
0,41 |
0,39 |
0,37 |
0,37 |
0,36 |
0,3 |
0,34 |
0,33 |
0,5 |
0,59 |
0,41 |
0,39 |
0,37 |
0,35 |
0,34 |
0,33 |
0,32 |
0,31 |
0,30 |
Примечания: 1. Для арматуры класса А540 значение R вычислено при Rs = 490 МПа.
2. Предварительное напряжение sp принимается о учетом всех потерь и коэффициенте sp = 0,9.
3. При подборе напрягаемой арматуры, когда неизвестно значение sp, рекомендуется принимать .
3.9. Если соблюдается условие <R, расчетное сопротивление напрягаемой арматурыRsдопускается умножать на коэффициент условий работыs3, определяемый по формуле
. (3.2)
Если < 0,6, можно, не пользуясь формулой (3.2), приниматьs3= 1,1.
Коэффициент s3не следует учитывать:
для напрягаемой арматуры класса А540;
в зоне передачи напряжений (см. п. 2.35);
при расположении стержней арматуры классов Вр1200-Bp1500 вплотную друг к другу (без зазоров).
Для арматуры класса А1000, имеющей сварные стыки в зоне элемента, где изгибающие моменты превышают 0,9 максимального расчетного момента, коэффициент принимается не более 1,05.
3.10. Напрягаемая арматура, расположенная в сжатой от внешней нагрузки зоне, вводится в расчет с напряжением sc, равным (400 - ) (в МПа), где определяется при коэффициентеsp= 1,1.
При использовании в расчете коэффициента условий работы бетона b2= 0,9 (см. п. 2.8) принимаетсяsc= 500 -.
Во всех случаях напряжение scпринимается не болееRsc.
3.11. Если часть арматуры того же класса, что и напрягаемая, применяется без предварительного напряжения, в формулах пп. 3.12-3.19 за величину Аspпринимается площадь сечения всей арматуры этого классаAsp1, при этом значениеRвычисляется согласно п. 3.8, принимая значениеspравным усредненному его значению, а в значенииАsучитывается площадь сечения ненапрягаемой арматуры класса, отличного от класса напрягаемой арматуры.