Расчет прочности центрально растянутых предварительно напряженных элементов

| Категория реферата: Остальные рефераты
| Теги реферата: реферат книга, куплю дипломную работу
| Добавил(а) на сайт: Фомин.

Как отмечалось выше, при загружении железобетонного элемента наблюдается раннее образование т-рещин в бетоне растянутой зоны. С ростом нагрузки растягивающие напряжения воспринимаются арматурой, а трещины в бетоне раскрываются. Для большого числа конструкций, арматура которых имеет обычную прочность (не высокопрочная), ширина раскрытия трещин при действии предусмотренных расчетом нагрузок незначительна и не нарушает их эксплуатационных качеств. В тех случаях, когда к конструкции предъявляются требования непроницаемости (резервуары, трубы), когда конструкция снабжена высокопрочной арматурой или Находится в условиях агрессивной среды, появление трещин или значительное их раскрытие может привести к потере эксплуатационных качеств. Чтобы предотвратить образование трещин или ограничить ширину их раскрытия в бетоне растянутой зоны конструкции, при ее изготовлении заранее создают значительные сжимающие напряжения путем натяжения арматуры (см. гл. XXII). В такой конструкции возникающие при работе под нагрузкой растягивающие напряжения только погашают предварительное сжатие в бетоне, поэтому образование трещин значительно отдаляется. Такие железобетонные конструкции называют предварительно- напряженными.
Благодаря эффективному использованию высокопрочной арматуры в предварительно-напряженных конструкциях, повышенной их жесткости и ряду других преимуществ эти конструкции нашли широкое применение в практике строительства

1.5 Классификация и области применения железобетонных конструкций

Все железобетонные конструкции можно разделить на несколько видов: а) по назначению — на конструкции для жилищного, общественного, промышленного, сельскохозяйственного и мелиоративного, транспортного, энергетического строительства и др.; б) по материалу — из тяжелого бетона, из бетона на пористых заполнителях и из ячеистого бетона; в) по способу выполнения — монолитные, возводимые непосредственно на объекте строительства; сборные, изготовляемые на заводах и полигонах; сборно-монолитные, возводимые из сборных элементов с добетонированием отдельных участков на месте строительства; г) по способу армирования — с обычным армированием (каркасами, сетками и отдельными стержнями) и предварительным напряжением арматуры из высокопрочных стержней, проволоки или арматурных канатов.

С развитием строительной индустрии широкое распространение получили сборные железобетонные конструкции, которые в наибольшей степени отвечают требованиям максимальной индустриализации строительства. Монолитный железобетон в настоящее время применяется в особых случаях, например в индивидуальных с нетиповыми пролетами зданиях, в зданиях, возводимых в подвижной опалубке, и при достаточном технико-экономическом обосновании.
Сборно-монолитные конструкции выгодны для большепролетных и других конструкций, когда добетонирование участков и замоноличивание стыков конструкций повышает общую пространственную прочность и жесткость здания или сооружения, в результате чего достигается и экономический эффект. На основные виды сборных конструкций имеются каталоги с указанием номенклатуры изделий, выпускаемых заводами для того или иного вида строительства.

1.6 Развитие производства железобетона

Железобетон, несмотря на некоторые недостатки (большую собственную массу изделий, высокую тепло- и звукопроводность, возможность появления трещин при изготовлении и эксплуатации конструкций и др.), которые малозначительны в сравнении с его многочисленными достоинствами, является основой современного капитального строительства. Массовое применение, как отмечено выше, имеют сборные железобетонные конструкции, которые не только отвечают требованиям индустриализации строительства, но и позволяют улучшить качество конструкций при их полкой заводской готовности, монтировать здания круглый год и снизить трудоемкость и стоимость их возведения.

В современном строительстве из сборного железобетона возводят одноэтажные
(рис. 1—3) и многоэтажные промышленные здания, жилые крупнопанельные дома
(рис. 4), мосты и эстакады, стойки ЛЭП, сельскохозяйственные строения, объекты подземные и наземные в гидротехническом и мелиоративном строительстве, коллекторы, тоннели и станции метрополитенов, сооружения связи и многие другие.

2. Основные сведения о материалах для железобетонных конструкций.

2.1 Бетон

Бетон для железобетонных конструкций должен обладать необходимой прочностью, хорошим сцеплением с арматурой, достаточной плотностью для защиты арматуры от коррозии, морозостойкостью, а также в особых случаях жаростойкостью при длительном действии высоких температур (более 200° С) и коррозионной стойкостью при агрессивном воздействии среды.

Бетоны подразделяют по следующим признакам:
1) по структуре — плотной структуры (процент меж-зерновых пустот не свыше
6), крупнопористые малопесчаные и беспесчаные, поризованные с искусственной пористостью затвердевшего вяжущего в пространстве между зернами заполнителя
(процент пустот более 6); ячеистые о искусственно созданными порами;
2) по плотности (объемной массе) ( кг/м3.— особо тяжелые, ( > 2500; тяжелые, 2200 < ( [pic]< 2500; облегченные, 1800 NТ, в элементе образуются трещины. При дальнейшем увеличении нагрузки напряжения в арматуре будут возрастать, а трещины в бетоне — раскрываться (стадия II). Внешней силе по сечению с трещиной сопротивляется только одна арматура, имеющая напряжения (а и деформации (а, а на участке между трещинами — арматура и бетон, поскольку сцепление между ними сохраняется. Вследствие этого напряжения в арматуре на участке между трещинами уменьшаются. Средние напряжения в арматуре (а.сNT, требуется выполнять расчет ширины раскрытия трещин и расчет их по закрытию. Если [pic], трещины в элементе не образуются, т. е. соблюдаются требования 1-й категории.

4.2 Расчет внецентренно-растянутых преварительно-напряженных элементов.

При расчете прочности внецентренно-растянутых элементов с малыми эксцентрицитетами в арматуре AH и [pic] принимают расчетные сопротивления растяжению RH и в расчетные формулы [pic] и [pic] добавляют члены, учитывающие усилия в напрягаемой арматуре: [pic]; (62) [pic]; (63)

В случае больших эксцентрицитетов, когда сила N приложена за пределами сечения, — при расчете прочности имеем полную аналогию внецентренному сжатию.

Расстояния а и а' принимают до центра тяжести всей арматуры, расположенной с одной стороны сечения.

При [pic] расчетные формулы, с учетом обратного знака у силы N, имеют вид:

[pic];(64) [pic];(65)

Если из формулы (64) получается [pic], то в условие (65) подставляют
[pic].

Расчет на образование трещин по условию [pic] выполняют и для предварительно-напряженных внецент- • ренно- загруженных элементов. При этом, как и в ненапряженных элементах: [pic]—при внецент-ренном сжатии; [pic]—при внецентренном растяжении.

Момент [pic] от действия усилия обжатия No находят, как и в изгибаемых элементах, по формуле [pic] (44):

Расстояние до ядровой точки определяют по формуле [pic]; [pic] (63) для внецентренно-растянутых элементов и по формуле [pic]; [pic] (45)—для сжатых. Ширину раскрытия нормальных трещин рассчитывают также по формуле
[pic] при напряжениях в арматуре, равных [pic]; (66)

Здесь еа — расстояние от линии действия силы N до центра тяжести арматур Ан и А. Во внецентренно-растяч нутых элементах с малыми эксцентрицитетами, когда сила приложена между арматурой Ан (или Ан и А) и арматурой [pic] (или [pic] и А'), [pic] принимают со знаком минус. a Z1=Za— расстоянию между арматурами. В первом члене числителя формулы (66) знак плюс соответствует внецентренному растяжению, знак минус — внецентренному сжатию;

Расчет прогибов внецентренно-сжатых и внецентренно-растянутых предварительно-напряженных элементов при отсутствии трещин полностью аналогичен рассмотренному выше расчету прогибов изгибаемых элементов. Если трещины есть, кривизну определяют по формуле [pic](54) при моменте Мз, который должен быть приложен к сечению в результате переноса силы N и силы обжатия No на линию центра тяжести растянутой арматуры, и при суммарном усилии Nc во втором члене формулы. Nc=N+No—при внецентренном сжатии; Nc=
-N+No — при внецентренном растяжении.

При подсчете коэффициента (а по формуле [pic] принимают [pic], где знак плюс соответствует моментам, вызывающим растяжение в арматуре Ан (или
Ан и А).

Список литературы.