Бетонні та залізобетонні конструкції з важкого бетону гіравила проектування

!Рто(х) =Ар -стрто(х)-(З-25)

де арт0(х) - напруження в арматурі відразу після натягу або передачі менше з двох - 0,75 -fpk або 0,85 -fp0Ak.

1. При визначенні миттєвих втрат Af}(x) повинні враховуватись нижченаведені впливи

відповідно для напруження на упори і на бетон (3.3.5):

• втрати внаслідок пружної деформації бетону ЛРе/;
• втрати внаслідок короткотривалої релаксації АРГ;
• втрати внаслідок тертя АРр (х);
• втрати внаслідок проковзування арматури в анкерних пристроях APsl.
• 1. Середнє значення сили напруження Рт t (х) у момент часу t > t0 повинно визначатись

залежно від методу попереднього напруження арматури. На додаток до миттєвих втрат, наведених у (3.3.4.4), повинні враховуватись залежні від часу втрати попереднього напруження APc+s+r(x) (3.3.6) як наслідок повзучості і усадки бетону та довготривала релаксація напруженої сталі, тобто Pmf(x) = APm0(x)-APc+s+r(x).

1. Миттєві втрати попереднього напруження
2. 1. Повинні враховуватись наступні втрати, які мають місце при напруженні арматури:

• до передачі попереднього напруження на бетон втрати внаслідок релаксації розтягнутрї- арматури протяґом періоду, що проходить між натягуванням арматури і попереднім напруженням бетону. У випадку теплової обробки втрати внаслідок усадки і релаксації видозмінюються і повинні оцінюватись відповідним чином; прямий тепловий вплив також повинен враховуватись;
• під час процесу напруження арматури: втрати внаслідок тертя в місцях перегинів (при зігнутих дротах або канйтах), деформацій сталевих форм і втрати, що виникають при заклинюванні в каналах анкерних пристроїв;
• при передачі попереднього напруження на бетон: втрати внаслідок деформації бетону, як результат дії розтягнутої арматури після її вивільнення із анкерних пристроїв системи натягу.
• 1. Втрати від релаксації напружень в арматурі визначаються за формулами:
• для арматури класів А600, А800, А1000 при способі натягу: механічному АРГ = (0,1артах -20)Ар; електротермічному АРг = 0,03 Ар a р тах;

- для арматури класів Вр1200-Вр1500, К1400, К1500 при способі натягу:

механічному АРг = Ар

^,22^1-V

fpOJk

електротермічному АРг =0,05Ар артах- При від’ємних значеннях АРг їх необхідно приймати такими, що дорівнюють нулю.

1. У випадку теплової обробки збірних залізобетонних елементів зменшення натягу в арматурі і обмеження розширення бетону від температури викликають особливі температурні втрати ДРд , які можна визначати за виразом:

АР0 =0,5 АрЕрас (Ттах - Т0),(3.25)

де Ар - поперечний переріз напруженої арматури;

Ер - модуль пружності напруженої арматури;

ас- коефіцієнт лінійного температурного розширення бетону (див.3.1.3 ДБН В 2.6.-98);

7"тах~^о - різниця між максимальною і початковою температурами бетону поблизу

напруженої арматури.

За відсутності точних даних щодо перепаду температур допускається приймати

^ = 7"тах ~ 7*0 =°С-

Примітка. Будь-які втрати попереднього напруження від видовження арматури при тепловій обробці можна не враховувати у разі застосування попередньої термічної обробки арматури.

1. Втрати попереднього напруження від деформацій сталевих форм (упорів) при неодночасному натягуванні арматури на форму визначаються за формулою:

<3-26>

де п- число стрижнів (груп стрижнів), які натягуються не одночасно;

А1-зближення упорів по лінії дії зусилля натягу, яке визначаєтьсяз розрахунків

деформації форми;

І- відстань між зовнішніми гранями упорів.

За відсутності даних щодо конструкції форми і технології виготовлення допускається приймати ДР3 І Ар = ЗО МПа.

При електротермічному способі натягу арматури втрати від деформацій форми не враховуються.

1. Втрати зусилля в арматурі внаслідок миттєвої деформації бетону необхідно враховувати відповідно до деформації бетону, при цьому слід враховувати порядок, у якому арматура напружується.

Втрати АРе, можуть прийматись як середні втрати у кожній арматурі:

У-Астс(0

(3.27)

деДстс(0 - зміна напруження у центрі ваги арматури, прикладеного в момент часу ї;

:j- коефіцієнт, який дорівнює (п -1) / 2л,

деп- кількість успішно напружених ідентичних пучків. Для спрощення може прийматись

ЯК 1/2;

1-для змін, викликаних постійними діями, прикладеними після попереднього напру

ження.

1. Втрати АР (х) внаслідок тертя в арматурі, напружуваній на бетон, можуть визначатись за формулою

Д^М = Рт„(1-е-ц(е+/0°),(3.28)

де 0- сума кутових переміщень на відстані х (незалежно від напряму або знаку);

д- коефіцієнт тертя між арматурою і її каналом;

к- випадкове кутове переміщення для внутрішньої арматури(на одиницю довжини);

х- відстань вдовж арматури від точки, де сила попередньогонапруження дорівнюєРтах

(сила на кінці фактичної передачі протягом натягу).

Величини д і к наводяться у відповідних нормативних документах. Значення д залежить від характеристик поверхні арматури і каналу, від наявності іржі, від видовження арматури і від профілю арматури.

Значення /сдля випадкового кутового переміщення залежить від якості виконання, відстані між опорами арматури, типу каналів або застосованого покриття і від ступеня вібрування бетону при укладанні.

За відсутності більш точних даних при використанні виразу (3.28) можуть прийматись величини д, наведені у таблиці 3.6.

За відсутності більш точних даних значення випадкових кутових переміщень для внутрішньої арматури, зазвичай, будуть в інтервалі 0,005 < к < 0,01 на метр.

Для зовнішньої арматури втратами напруження внаслідок випадкових поворотів можна знехтувати.

1. Втрати в анкерах, що мають місце при заклинюванні у каналах анкерних пристроїв протягом здійснення заанкерування, після натягування і внаслідок деформації самих анкерів визначаються за формулою:

де Д/ - обтиснення анкерів або зміщення стрижня в затискачах анкерів;

І - відстань між зовнішніми гранями упорів.

Таблиця 3.6 - Коефіцієнти тертя д для зовнішньої арматури при напружуванні на бетон і зовнішньої незчепленої арматури

За відсутності більш точних даних допускається приймати А1 = 2 мм.

При електротермічному способі напруження арматури втрати від деформації анкерів не враховуються, оскільки вони повинні бути враховані при визначенні повного видовження аркатури.

1. Залежні від часу втрати попереднього напруження при натягуванні на упори і на бетон
2. 1. Залежні від часу втрати можуть визначатись шляхом розгляду двох знижень напружень:
3. внаслідок зменшення деформації, викликаної деформацією бетону, спричиненою повзучістю і усадкою при дії постійного навантаження;
4. зменшення напружень в арматурі внаслідок релаксації при розтягу.

Примітка. Релаксація сталі залежить від деформації бетону, викликаної повзучістю та усадкою. Зазвичай, ця залежність може приблизно враховуватись коефіцієнтом зниження 0,8.

1. Спрощений метод визначення втрат, що залежать від часу, на відстані х при дії постійних навантажень представлений виразом

ecsEp +°.8А^рг -ф(^о)'ас,ОР

A Pc+s+r =АвАа Dc+s+r =А0 :Щ,(3.29)

c+s+rptc+s+r^ре А А

[1 + 0,8ф(Ц0)]

" " 1 + li.z2

/ ср 'с у

де Дстрс+5+г - абсолютне значення зміни напружень в арматурі внаслідок повзучості і усадки та релаксації на відстані х в момент часу f;

ecs - обчислене значення деформації усадки згідно з 3.1.3.8, абсолютна величина;

Ер- модуль пружності напруженої сталі;

Ест- середній модуль пружності бетону;

Дорг - абсолютна величина зміни напружень в арматурі на відстані х у момент часу t,

викликана релаксацією напруженої арматури. Вона визначається при напруженнях стр ^cfp(G + Pm0 + Ф20), де ap(G + PmQ + ф20) - початкові напруження в арма- турі, викликані попереднім напруженням, постійними та квазі-постійними впливами;

, ,y(t,t0)- коефіцієнт повзучості в момент часу t при часі прикладання навантаження ї0;

стс5р - напруження у бетоні, прилеглому до арматури, внаслідок дії власної ваги, попереднього напруження та інших відповідних квазі-постійних впливів. Величина ocQP може бути наслідком частково власної ваги і початкового напруження або повного сполучення дії a (G ++ ф20), залежно від стадії роботи конструкції, що

розглядається;

Ар- площа всієї напруженої арматури на відстані х;

Ас- площа перерізу бетону;

/с- момент інерції перерізу бетону;

2ср - відстань між центром ваги перерізу бетону і арматурою.

и..Напруження стиску і відповідні деформації, наведені у виразі (3.29), повинні використовуватись

у,, із додатнім знаком.

1. Вираз (3.29) застосовується для зчепленої арматури при використанні величин місцевих напружень та для незчепленої арматури при використанні середніх величин напружень. Середні величини повинні визначатись між прямолінійними ділянками, обмеженими ідеалізованими точ- : ‘ ками відгинів для зовнішньої арматури або вдовж повної довжини при внутрішній напруженій арматурі.
2. 1. Урахування попереднього напруження у розрахунку
   2. 1. Розрахунок попередньо напружених конструкцій виконується для стадії експлуатації на дії згинальних моментів і поперечних сил від зовнішніх впливів та для стадії виготовлення на дію зусиль від попереднього напруження арматури і зусиль від зовнішніх впливів, які виникають у цій стадії. При цьому розрахунок на стадії виготовлення (обтиску) виконується як при позацентровому стиску зусиллям попереднього обтиску в граничному стані.
      2. 1. При, напруженні із застосуванням зовнішньої арматури можуть виникати моменти другого порядку. Моменти, спричинені впливами другого порядку від попереднього напруження арматури, можуть виникати тільки у статично невизначених конструкціях.
         2. При лінійному розрахунку впливи першого і другого порядків від попереднього напруження арматури повинні бути прикладені при врахуванні перерозподілу сил і моментів.
         3. При нелінійному розрахунку впливи другого порядку від попереднього напруження арматури можуть розглядатись як додаткові повороти, які повинні враховуватись при перевірці несучої здатності за граничним поворотом.
         4. Після заповнення розчином каналів при попередньому напруженні арматури на бетон можна припускати наявність жорсткого зчеплення між арматурою і бетоном. Але до заповнення арматуру слід розглядати як незчеплену.
         5. Зовнішню арматуру можна розглядати як прямолінійну між відхиляючими пристроями.
      3. Вплив попереднього напруження на граничний стан за несучою здатністю і стійкістю
      4. 1. У загальному випадку розрахункове значення сили попереднього напруження можна визначити як Pdt(x) = ур -Pmt(x) (3.3.4.5 для визначення Pmt{x) і 3.3.1.3-3.3.1.4 для ур).
         2. Для напружених елементів із постійно незчепленою арматурою, зазвичай, при обчисленні зростання напружень у попередньо напруженій арматурі необхідно враховувати деформацію всього елемента. У разі, відсутності точних обчислень можна приймати, що зростання напружень від рівня фактичних при попередньому напруженні до напружень у граничному стані становить А о puls ■ Якщо немає більш точних даних, допускається приймати Дар ULS = 100 МПа.
         3. Якщо розрахунок за деформованою схемою всього елемента показує, що виникає зростання напружень, повинні застосовуватись середні величини характеристик матеріалів. Розрахункове значення зростання напружень доpd = ДорудР повинно визначатись із застосуванням відповідних коефіцієнтів надійності удр sup і удр jnf. Рекомендованими є величини удр sup = 1,2 та у лр inf = 0,8. При застосуванні лінійного розрахунку перерізу без тріщин необхідно приймати нижню границю деформацій, а рекомендованою величиною для обох коефіцієнтів удр sup і удр inf є 1,0.
         4. Для залізобетонних елементів, у яких розрахунковий граничний момент за несучою здатністю менше граничного моменту тріщиноутворення, площа перерізу поздовжньої розтягнутої арматури повинна бути збільшена порівняно з необхідною з розрахунку за несучою здатністю не менше ніж на 15% або повинна задовольняти вимоги за моментом тріщиноутворення.
      5. Вплив попереднього напруження на граничний стан за придатністю для експлуатації і граничний стан за втомою

При розрахунку залізобетонних конструкцій за другою групою граничних станів та втомою повинні встановлюватись обмеження можливих змін попереднього напруження. У цьому випадку визначають дві характеристичні величини сили попереднього напруження за формулами:

^/c,sup ~ rsup^m, t М ’(3.30)

PkM=^PmJ(x),(3.31)

де Pk sup - найбільше характеристичне значення;

Pk inf - найменше характеристичне значення.

Величини rsup і rjnf в залежності від способу попереднього напруження арматури мають наступні значення:

-для арматури, напруженої на упори або без зчеплення, rsup = 1,05 і гіг/= 0,95;

-для арматури, напруженої на бетон або із зчепленням, rsup = 1,10 irinf = 0,90;