ЖБК 200 вопросов и ответов. Бетон, арматура и железобетон
 Скачать 11.86 Mb.
|
31. КАКАЯ ПОЛЬЗА В ПРЕДНАПРЯЖЕНИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА?Польза в повышении трещиностойкости и жесткости конструкций. Сравним, как ведут себя балки с обычной S и напрягаемой Sр арматурой (рис. 14). У первой балки (а) прогиб f начинается с нуля и растет по мере роста нагрузки F. У второй балки (б) до приложения нагрузки F от действия силы обжатия Р уже имеется выгиб (отрицательный прогиб) fcp. Очевидно, что при одинаковом значении F прогиб второй балки будет меньше прогиба первой. Подобное же влияние оказывает преднапряжение и на трещиностойкость (см. вопрос 50). Кроме того, преднапряжение позволяет применять высокопрочные бетоны и арматуру, что дает снижение расхода материалов и собственной массы конструкции.  Рис. 14 32.ВЛИЯЕТ ЛИ ПРЕДНАПРЯЖЕНИЕ НА ПРОЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ?Прямо, непосредственно – нет. Из рис. 15 видно, что после образования трещин вся растягивающая сила N воспринимается только арматурой. Ее несущая способность Nsu= RsAs и определяет прочность элемента, независимо от того, был он преднапряженным или нет. 33. ПОЧЕМУ В КАЧЕСТВЕ НАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРЫ НЕ ПРИМЕНЯЮТ “МЯГКУЮ” СТАЛЬ?Не потому, что она “мягкая“, а потому, что у нее низкая прочность. Если ее натянуть даже до предела текучести, то со временем от воздействия усадки, ползучести бетона и других причин (см. вопрос 40) от преднапряжения почти ничего не останется, арматура “потеряет” свои начальные напряжения почти полностью. Тем не менее “мягкую” сталь класса А-III можно использовать в качестве преднапряженной арматуры, если ее заранее натянуть (вытянуть) до напряжений 450…500 МПа, превышающих предел текучести, а затем отпустить. После такой процедуры прежняя площадка текучести исчезает, а новая, очень небольшая площадка находится примерно на 1/3 выше прежней (рис. 16). Такая сталь называется “сталью, упрочненной вытяжкой” и обозначается А-IIIв.  Рис. 15 Рис. 16 Рис. 17 34. ПОЧЕМУ В ОБЫЧНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ НЕ ПРИМЕНЯЮТ “ТВЕРДУЮ” СТАЛЬ?У “твердых” (высокопрочных) сталей расчетные сопротивления достигают 1000 МПа и более, в то время как при допустимом раскрытии трещин на ширину 0,2...0,3 мм напряжения в арматуре составляют всего 250...350 МПа. Ясно, что при таких напряжениях прочностные возможности высокопрочной арматуры используются слабо, поэтому ее применение попросту неэффективно. 35. НЕ СНИЖАЕТСЯ ЛИ ПРОЧНОСТЬ НАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРЫ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЕЕ НАТЯЖЕНИЯ?На первый взгляд, должна снижаться: ведь к началу приложения внешней нагрузки арматура уже натянута и часть своей прочности успела использовать. В действительности дело обстоит иначе. При передаче на бетон силы обжатия Р арматура и бетон совместно укорачиваются, поэтому в арматуре растягивающее усилие уменьшается на величину Р, а бетон обжимается силой Nb = P – P. Чтобы восстановить исходное состояние, к железобетонному элементу нужно приложить внешнюю растягивающую силу N = Nb + P, т.е. N = P (рис. 17). Следовательно, прочность арматуры сохраняется. 36. чем ограничивается величина преднапряжения арматуры sp?Верхний предел sp ограничивается расчетным сопротивлением стали для 2-й группы предельных состояний Rs,ser (численно равным нормативному сопротивлению Rsn). При этом, чтобы избежать обрыва арматуры при случайном ее перенапряжении, учитывается возможное отклонение р проектной величины sp, поэтому sp Rs,ser р. Другой предел ограничивается величиной 0,3Rs,ser + p, ниже которого преднапряжение бессмысленно. Значения р даны в Нормах проектирования. 37. КАК НАТЯГИВАЮТ АРМАТУРУ?Натягивают механическим (гидродомкраты, грузы, рычаги) или электротермическим методами. Сущность второго состоит в следующем: заготавливают стержни определенной, точно выверенной длины с анкерами по концам (см. вопрос 39), нагревают их сильным током до температуры не выше 350…400оС (иначе произойдет разупрочнение стали). При нагреве стержни удлиняются и в таком состоянии их закрепляют на упорах. В процессе охлаждения стержни стремятся укоротиться, т.е. вернуться в исходное состояние, но упоры этому препятствуют – в результате, в арматуре возникают растягивающие напряжения. |