ЖБК 200 вопросов и ответов. Бетон, арматура и железобетон
 Скачать 11.86 Mb.
|
50. ЧЕМ ОТЛИЧАЮТСЯ СТАДИИ РАБОТЫ ОБЫЧНЫХ И ПРЕДНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ?Рассмотрим работу центрально растянутого элемента (рис. 24) с обычной (а) и напрягаемой (б) арматурой. У элемента с обычной арматурой до приложения внешней нагрузки напряжения отсутствуют (если пренебречь влиянием усадки) – стадия 1. С приложением внешней силы N в бетоне и арматуре появились растягивающие напряжения (стадия 2), причем из условия совместности деформаций в арматуре напряжения в раз больше, чем в бетоне: bt = s; bt = Ebb; s = Ess, откуда s = btEs/Eb= bt. По мере роста N бетон достигает предела прочности на растяжение (bt =Rbt), а напряжения в арматуре составляют s = 2Rbt, где цифра 2 учитывает удвоение, по сравнению с упругой частью, деформаций в бетоне bt к моменту его разрыва (см. диаграмму на рис.1). Внешняя сила N на момент образования трещин (разрыва бетона) составляет Ncrc = = Nbt+ Ns = RbtAb + 2RbtAs = Rbt (Ab + 2As), где Аb и As – площади сечения соответственно бетона и арматуры. После образования трещин вся нагрузка воспринимается арматурой (стадия 3): N = sAs.  Рис. 34 У элемента с напрягаемой арматурой на стадии 1 арматура натянута и закреплена на упорах, в ней проявились первые потери (кроме потерь от быстронатекающей ползучести). Стадия 2 – натяжение отпущено, бетон обжат силой Р1 = sp1Asp, напряжения в нем bp1 = P1 /Ared, напряжения в арматуре уменьшились за счет быстронатекающей ползучести и упругого укорочения бетона и составили sp1 – bp1. Стадия 3 – проявляются вторые потери, сила обжатия уменьшается до величины Р2, напряжения в бетоне – до величины bp2 = P2 /Ared, а напряжения в арматуре – до величины sp2 – bp2. Стадия 4 – приложена внешняя нагрузка N, по мере роста которой напряжения в бетоне bp2 падают до нуля, а напряжения в арматуре растут на величину bp2 – сила обжатия бетона Р2 погашена, элемент возвращается в исходное положение на стадии 1, но с одной существенной оговоркой: в бетоне проявились деформации усадки и ползучести, а в арматуре безвозвратно потеряна часть напряжений. Условие равновесия: N = P2 = sp2Asp. Стадия 5 – бетон растягивается до напряжений bt = Rbt при нагрузке Ncrc. Условие равновесия: Ncrc = Nbt+ Ns, где Nbt= RbtAb, Ns = P2 + Nsp = sp2Asp + 2RbtAsp. Окончательно: Ncrc= P2 + Rbt (Ab+ 2Asp).Стадия 6 – после образования трещин бетон выключается из работы и всю нагрузку воспринимает одна арматура (так же, как элемент с обычной арматурой на стадии 3). Таким образом, трещиностойкость (т.е. усилие образования трещин Ncrc) преднапряженного элемента по сравнению с обычным выросла на величину силы обжатия Р2 (рис. 24,в). Подобные же стадии работы и у изгибаемых элементов, только с более сложными эпюрами напряжений. |