Стадия IIIа. Разрушение начинается по растянутой арматуре и заканчивается разрушением бетона сжатой зоны (бетон сжатой зоны может и не разрушаться). Характер разрушения пластичный, постепенный. Max ордината находится вблизи сжатой грани.
Стадия IIIб. Проявляется в элементах имеющих переармированную растянутую зону. Asфакт>Asрасч.
Таким образом при разрушении прочность растянутой арматуры не может быть исчерпана, так как раньше происходит исчерпание прочности сжатой зоны. Разрушение происходит по бетону и арматуре сжатой зоны, сопровождается раздроблением и выкалыванием сжатого бетона характер разрушения резкий, внезапный и хрупкий. При этом напряжение в бетоне сжатой зоны - , а в растянутой арматуре . Недостаточная прочность сжатой зоны вызывает увеличение высотыX перед разрушением до определенной величины . Хрупкое разрушение не рекомендуется нормами и допускается только в случае, если переармирование вызвано расчетам по II группе предельных состояний (трещины, прогибы.)
Хрупким является также разрушение по схеме IIIа нормально армированных элементов с арматурной сталью имеющей малое относительное удлинение при разрыве (высокопрочная проволокаВр 1400-1500).Армирование элементов сталью с <4% не рекомендуется. Расчетная схема (модель) имеет прямоугольную форму эпюры сжатой зоны при (ордината)
По III стадии проводят расчет по:
1) по прочности нормальных и наклонных сечений
2) расчеты на кручение, смятие. Бетон растянутой зоны практически не влияет на сопряжение элемента, поэтому из расчетной схемы исключается.
Предварительно напряженные элементы (ПНЭ).
Отличие ПНЭ от обычных заключается в развитии стадии I, т.е. до момента образования трещин. Это связано с тем, что нагрузка вызывающая 1-е трещины в ПНЭ должны сначала погасить усилие обжатия бетона, а затем вызвать растяжения в обжатой зоне и далее трещины. Таким образом, эта нагрузка в 2-3 раза выше, чем у элементов без предварительного напряжения. Рассмотрим состояния, имеющие качественные отличия в процессе изготовления и работы элемента до разрушения элемента.
1) ИЗГОТОВЛЕНИЕ
1а)
1б) 2)
3)ЭКСПЛУАТАЦИЯ:
4)
5)
Процесс изготовления.
1а) Арматура натягивается до требуемого значения напряжений , закрепляется, элемент бетонируется.
1б) В арматуре начинают натекать потери преднапряжения, так называемые первые - от релаксации (1), от температурного перепада (2) еслиэлемент пропаривается, от деформации формы (3) и анкеров (4), то есть уменьшается до . Напряжения в бетоне = =0
Состояние 2. После набора достаточной прочности отпускают арматуру усилие передается на бетон, бетон упруго укорачивается на , напряжения в арматуре уменьшается на , где . Это упрочнение должно быть учтено при назначении . Кроме того натекают вторые потери - от усадки (5) и ползучести (6). снижается до . Напряжение в верхней части сечения (сжатой при эксплуатационной нагрузке q) – растягивающее в нижней (растяжение при) - сжимающие. Бетон обжат на уровне .
Эксплуатация.
Состояние 3. Элемент смонтирован, к нему приложена нагрузка q. При росте нагрузки, при некотором значении q обжатие полностью гасится, то есть b р=0. На нижней грани – растяжение бетона, но трещин еще нет, так как . В арматуре напряжения увеличились на величинуΔ s , вызванную нагрузкой q, то есть
Состояние 4. Дальнейшей рост q вызывает растяжениена нижней грани до
b=Rbt , ser. Появляетсятрещина, т.е. конец I-ой стадии работы. При этом напряжении в арматуре s= sp 2+2αRbt , serт. е в момент образования трещин отличаются в аналогичных элементах без предварительного напряжения на величину sp 2. Это показывает насколько сопротивление образованию трещин у элемента с предварительным напряжением выше, чем у элемента без предварительного напряжения. Напряжения на уровне арматуры b р еще не достигли Rbt , ser, то есть трещина только образовалась.
С этого момента работа ПНЭ аналогична элементу без ПН, т.е. переход к стадии II и III. Перед образованием трещин в бетоне сжатой зоны напряжения от обжатия суммируются с напряжением нагрузки q: b’= bp’+ bq’,поэтому напряжение в сжатой зоне b и высота сжатой зоны Х в элементах с ПНсущественно выше, чем в элементах без ПН.
Состояние 5. Интервал между IIиIII стадий благодаря высокой высоте сечения Х сокращаются. На стадии II развиваются неупругие деформации арматуры. Конец состояния 5 соответствует стадии IIIа и IIIб элемента без ПН.
В любом случае при разрушении по IIIа или IIIб напряжения в арматуре As отличаются от элемента без ПН на величину .
– приращение вызванное нагрузкой q, в элементе без ПН при разрушении , в ПНЭ , т.е ПН не влияет на прочность элемента.(обычная арматура ;высокопрочная ).
Поэтому можно использовать общую методику расчета на прочность.
Дата: 2018-12-28, просмотров: 389.