Предварительно напряженные ЖБК (к СНиП 2.03.01-84), часть 2

П р и м е ч а н и е. Потери предварительного напряжения в напрягаемой арматуре S ' определяются так же, как и в арматуре S.

Черт. 1. Схема изменения напряжений в арматуре при наличии трения арматуры о стенки каналов, о поверхность бетона или об огибающие приспособления

1 - натяжное устройство; 2 - анкер; s 4 - потери напряжении от трения

Таблица 5(6)



Условия натяжения

Коэффициенты для определения потерь от трения арматуры (см. поз. 4 табл. 4)



d при арматуре в виде


w


пучков, канатов

стержней периодического профиля

1. Натяжение на упоры

0

0,25

0,25

2. Натяжение на бетон при расположении арматуры в канале:




а) с металлической поверхностью

0,0030

0,35

0,4

б) с бетонной поверхностью, образованном жестким каналообразователем, или у бетонной поверхности

0

0,55

0,65

в) с бетонной поверхностью, образованном гибким каналообразователем

0,0015

0,55

0,65

Таблица 6

wc + dq

wc + dq

0,00

0,000

0,55

0,423

0,05

0,049

0,60

0,451

0,10

0,095

0,65

0,478

0,15

0,139

0,70

0,503

0,20

0,181

0,75

0,528

0,25

0,221

0,80

0,551

0,30

0,259

0,85

0,573

0,35

0,295

0,90

0,593

0,40

0,330

0,95

0,613

0,45

0,362

1,00

0,632

0,50

0,393

1,05

0,650

1.17 (1.26). При определении потерь предварительного напряжения от усадки и ползучести бетона по поз. 8 и 9 табл. 4 необходимо учитывать следующее:

а) при заранее известном сроке загружения конструкции потери следует умножать на коэффициент j l , определяемый по формуле

, (5)

где t — время, сут, отсчитываемое при определении потерь от ползучести - со дня обжатия бетона и от усадки - со дня окончания бетонирования.

При проектировании стропильных балок и ферм, ригелей перекрытий массового заводского изготовления допускается потери от усадки и ползучести умножать на коэффициент j l при t = 65 сут;

б) для конструкций, предназначенных для эксплуатации при влажности воздуха ниже 40 %, потери должны быть увеличены на 25 %, за исключением конструкций из тяжелого и мелкозернистого бетонов, предназначенных для эксплуатации в климатическом подрайоне IVA согласно СНиП 2.01.01-82 и не защищенных от солнечной радиации, для которых указанные потери увеличиваются на 50 %.

1.18 (1.27). Значение предварительного напряжения в арматуре вводится с коэффициентом точности натяжения арматуры g sp , определяемым по формуле

g sp = 1 ± D g sp . (6)

Знак «плюс» принимается при неблагоприятном влиянии предварительного напряжения (т.е. на данной стадии работы конструкции или на рассматриваемом участке элемента предварительное напряжение снижает несущую способность, способствует образованию трещин и т.п.), знак «минус» - при благоприятном.

Значения D g sp при механическом способе натяжения арматуры принимаются равными 0,1, а при электротермическом и электротермомеханическом способах натяжения определяются по формуле

D g sp = , (7)

но принимаются не менее 0,1,

где р, s sp - см. п. 1.15;

np - число стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента.

При определении потерь предварительного напряжения арматуры, а также при расчете по раскрытию трещин и по деформациям значение D g sp допускается принимать равным нулю. При расчете по образованию и закрытию трещин значения g sp определяются с учетом указаний табл. 2.

1.19 (1.28). Усилие предварительного обжатия Р и эксцентриситет его приложения e относительно центра тяжести приведенного сечения (черт. 2) определяются по формулам:

P = s sp Asp + sp A ¢ sp - s s As - s A ¢ s ; (8)

e = , (9)

где s s , s - напряжения в ненапрягаемой арматуре соответственно S и S ¢ , вызванные усадкой и ползучестью бетона;

уsp , у ¢ sp , ys , y ¢ s - расстояния от центра тяжести приведенного сечения до точек приложения равнодействующих усилий соответственно в напрягаемой и ненапрягаемой арматуре S и S ¢ (см. черт. 2).

Черт. 2. Схема усилий предварительного напряжения арматуры
в поперечном сечении железобетонного элемента

При криволинейной напрягаемой арматуре значения s sp и sp умножают соответственно на cos q и cos , где q и q ' - углы наклона оси арматуры к продольной оси элемента (для рассматриваемого сечения).

Напряжения s sp и sp следует принимать:

а) в стадии изготовления (с учетом подъема и складирования) — с учетом первых потерь;

б) в стадии эксплуатации (включая стадии транспортирования и возведения) - с учетом первых и вторых потерь.

Напряжения s s и s следует принимать численно равными:

в стадии изготовления — потерям напряжений от быстронатекающей ползучести по поз. 6 табл. 4;

в стадии эксплуатации — сумме потерь напряжений от усадки и ползучести бетона по поз. 6, 8 и 9 табл. 4.

Для ненапрягаемой арматуры S ¢ , расположенной при обжатии в растянутой зоне, напряжение s принимается равным нулю.

1.20. Для элементов с напрягаемой арматурой без анкеров на длине зоны передачи напряжений lp значения ( s sp ) ( sp ) снижаются путем умножения их на отношение lx / lp , где lx - расстояние от начала зоны передачи напряжения до рассматриваемого сечения.

Значение l р при этом определяют согласно указаниям п. 2.26 с заменой s tp на напряжение s sp , определенное с учетом потерь по поз. 1-5 табл. 4.

Если площадь сечения всей ненапрягаемой арматуры составляет менее 15 % площади всей напрягаемой арматуры, усилие Р для сечений на длине l р допускается снижать путем непосредственного умножения его на lx / lp .

1.21 (1.28). Напряжения в бетоне s b ( s bp ) в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, определяются по правилам расчета упругих материалов по приведенному сечению. При этом усилие предварительного обжатия Р рассматривается как внешняя сила. Для изгибаемых элементов значение s b ( s bp ) определяется по формуле

, (10)

где у — расстояние от центра тяжести приведенного сечения до рассматриваемого волокна;

М — изгибающий момент в рассматриваемой стадии работы элемента.

В формуле (10) сжимающие напряжения учитываются со знаком «плюс», а растягивающие - со знаком «минус».

Приведенное сечение включает в себя сечение бетона с учетом ослабления его каналами, пазами и т.п., а также сечение всей продольной (напрягаемой и ненапрягаемой) арматуры, умноженное на отношение a модулей упругости, арматуры и бетона. Если части бетонного сечения выполнены из бетонов разных классов или видов, их приводят к одному классу или виду, исходя из отношения модулей упругости бетона.

Геометрические характеристики приведенного сечения при бетоне одного вида и класса определяют по формулам:

площадь приведенного сечения

Ared = A + a Asp + a A ¢ sp + a As + a A ¢ s ; (11)

расстояние от центра тяжести приведенного сечения до растянутого волокна

, (12)

где S — статический момент сечения бетона относительно растянутой грани;

момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

Ired = I + a Asp y2 sp + a A ¢ sp y ¢ 2 sp + a As y2 s + a A ¢ s y ¢ 2 s . (13)

Обозначения к формулам (12) и (13) — см. черт. 2.

Допускается не уменьшать площадь сечения бетона А, если общая площадь сечения арматуры оставляет не более 0,03 А.

1.22 (1. 29). Сжимающие напряжения в бетоне в стадии предварительного обжатия s bp не должны превышать значений (в долях от передаточной прочности бетона Rbp ) , указанных в табл. 7.

Таблица 7 (7)




Напряженное




Способ

Сжимающие напряжения в бетоне
в стадии предварительного обжатия,
в долях от передаточной прочности бетона
s bp / Rbp , не более

состояние сечения

натяжения

при расчетной зимней температуре
наружного воздуха, о С


арма-

минус 40 и выше

ниже минус 40


туры

при обжатии



центральном

внецентренном

центральном

внецентренном

1. Напряжения уменьшаются или не изменяются при действии внешних нагрузок

На упоры

На бетон

0,85

0,70

0,95*

0,85

0,70

0,60

0,85

0,70

2. Напряжения увеличиваются при действии внешних нагрузок

На упоры

На бетон

0,65

0,60

0,70

0,65

0,50

0,45

0,60

0,50

* Для элементов, изготовляемых с постепенной передачей усилий обжатия, при наличии стальных опорных деталей и дополнительной поперечной арматуры, охватывающей все продольные стержни (см. п. 5.46) при ³ 0,5% (где Asw1 и s - площадь сечения и шаг огибающего хомута), на длине не менее длины зоны передачи напряжений lp ( см. п. 2.26) допускается принимать = 1,00.

П р и м е ч а н и я: 1. Значения s bp / Rbp , указанные в настоящей таблице, для бетона в водонасыщенном состоянии при расчетной температуре воздуха ниже минус 40 °С следует принимать на 0,05 меньше.

2. Расчетные зимние температуры наружного воздуха принимаются согласно указаниям п. 1.5.

3. Для легких бетонов классов В7,5 - В12,5 значения s bp / Rbp следует принимать не более 0,30.

Напряжения s bp определяются на уровне крайнего сжатого волокна бетона с учетом первых потерь предварительного напряжения и при коэффициенте точности натяжения арматуры g sp , равном единице.

1.23 (1.24). Значения напряжений s con1 и con1 в напрягаемой арматуре соответственно S и S ¢ , контролируемые по окончании натяжения на упоры, принимаются равными s sp и sp (см. п. 1.15) за вычетом потерь по поз. 3 и 4 табл. 4.

Значения напряжений в напрягаемой арматуре S и S ¢ , контролируемые в месте приложения натяжного усилия при натяжении арматуры на затвердевший бетон, принимаются равными соответственно s con2 и con2 , определяемым из условия обеспечения в расчетном сечении напряжений s sp и sp по формулам:

s con2 = s sp - a s b ; (14)

con2 = sp - a b ; (15)

где s sp , sp  — определяются без учета потерь предварительного напряжения;

s b , b  — напряжения в бетоне на уровне арматуры S и S ¢ (см. п. 1.21) от действия усилия обжатия Р, определенного с учетом первых потерь напряжений.

В конструкциях из легкого бетона классов В7,5—В12,5 значения s con1 и s con2 не должны превышать соответственно 550 и 400 МПа.

При применении в элементе нескольких пучков или канатов арматуры, натягиваемых на бетон неодновременно, контролируемые напряжения в каждом из них рекомендуется определять с учетом влияния упругого обжатия, вызванного усилиями пучков или канатов, натягиваемых позднее.

Контролируемые напряжения группы арматуры k определяются в этом случае по формуле

s con,k = s con,2 ± , (16)

где s con,2  — напряжение в арматуре группы k, определяемое по формуле (14);

s bki  — среднее по длине арматуры рассматриваемой группы k напряжение в бетоне на уровне ее центра тяжести от упругого обжатия бетона усилием группы арматуры i, натягиваемой позднее;

t - число групп арматуры, натягиваемых позднее группы k.

В формуле (16) при сжимающем напряжении s bki принимают знак «плюс», а при растягивающем — «минус».

Среднее напряжение в бетоне s bki для элемента с переменным по длине поперечным сечением определяется по формуле

s bki = , (17)

где s bki (j)  — напряжения в бетоне в среднем сечении j-го участка;

lj  — длина j-го участка;

l - длина элемента в пределах рассматриваемого пучка (каната) .

При прямолинейных и параллельных к продольной оси элемента пучках (канатах) и постоянном поперечном сечении элемента значение Ss bki определяют по формуле (10), вычисляя P (и соответствующее значение e0 ) от всей арматуры, натягиваемой после рассматриваемой группы k.

Примеры расчета

Пример 1. Дано: плита покрытия размером 1,5 ´ 6 м; поперечное сечение — по черт. 3; бетон тяжелый класса В25 (Еb = 2,7 × 104 МПа); передаточная прочность бетона Rbp = 17,5 МПа; напрягаемая арматура класса A-IV (Rs,ser = 590 МПа, Es = 19 × 104 МПа) площадью сечения Аsp = 201 мм2 (l Æ 16), ненапрягаемая арматура сжатая и растянутая класса А-III (Еs = 2 × 104 МПа) площадью сечения Аs = А ¢ s = 50,3 мм2 (l Æ 8); натяжение арматуры производится на упоры формы электротермическим неавтоматизированным способом; технология изготовления плиты — агрегатно-поточная с применением пропаривания; масса плиты 1,3 т.

Требуется определить значение и точку приложения усилия предварительного обжатия P1 (с учетом первых потерь) и Р2 (с учетом всех потерь) для сечения в середине пролета, принимая максимально допустимое натяжение арматуры.

Черт. 3. К примеру расчета 1

Р а с ч е т. Ввиду симметрии сечения расчет ведем для половины сечения плиты. Определяем геометрические характеристики приведенного сечения согласно п. 1.21, принимая:

коэффициент a для всей арматуры.

;

A¢ sp = 0.

Площадь приведенного сечения:

Ared = A + a Asp + a As + a A¢ s = 730 × 30 +50 × 270 +60 × 270 × 0,5 +
+
97,5 × 15 + 7,4 × 201+ 7,4 × 50,3 × 2 = 47 200 мм2 .

Статический момент сечения бетона относительно нижней грани ребра

S = 730 × 30 × 285 + 50 × 2702 × 0,5 + 60 × 0,5 2702 + 97,52 × 15 × 0,5 =
= 9593 × 103 мм3 .

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани ребра:

= 206 ,7 мм;

ysp = y0 - ap = 206,7 - 35 = 171 ,7 мм ;

ys = y0 - as = 206,7 - 20 = 186 ,7 мм ;

y¢ s = h - a¢ s - y0 = 300 - 20 - 206,7 = 73 ,3 мм .

Момент инерции приведенного сечения:

Ired = I + a Asp y2 sp + a As y2 s + a A¢ s y¢ 2 s = + 730 × 30 (285 - 206 ,7)2 + ++ 50 × 270 (206,7- 135)2 ++ 60 × 270 × 0,5 (206,7- 180)2 + + 15× 97,5 (206,7 - 48,7)2 + 7,4 × 201 × 171,72 +
+ 7,4 × 50,3 × 186,72 + 7,4 × 50,3 × 73,32 = 3599 × 105 мм4 .

Из условия (3) п. 1.15 определим максимально допустимое значение s sp без учета потерь. При длине натягиваемого стержня l = 6 м

90 МПа.

Тогда s sp = Rs,ser - p = 590 - 90 = 500 МПа.

Определим первые потери по поз. 1—6 табл. 4.

Потери от релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения стержневой арматуры равны:

s 1 = 0,03 s sp = 0,03 × 500 = 15 МПа.

При агрегатно-поточной технологии форма с упорами при пропаривании нагревается вместе с изделием, поэтому температурный перепад между ними равен нулю и, следовательно, s 2 = 0.

Потери от деформаций анкеров s 3 и формы s 5 при электротермическом натяжении равны нулю. Поскольку напрягаемая арматура не отгибается, потери от трения арматуры s 4 также равны нулю.

Таким образом, усилие обжатия с учетом потерь по поз. 1-5 табл. 4 РI равно:

PI = Asp ( s sp - s 1 ) = 201 (500 - 15) = 97485 H,

а его эксцентриситет равен:

е0p = ysp = 171,7 мм.

Определим потери от быстронатекающей ползучести бетона согласно поз. 6 табл. 4. Для этого вычислим напряжения в бетоне s bp в середине пролета от действия силы PI и изгибающего момента Mw от веса плиты.

Нагрузка от веса плиты равна (см. п. 2.14):

= 1,083 кН/м.

Тогда Mw = кН × м

(l = 5,7м - расстояние между подкладками при хранении плиты).

Напряжение s bp на уровне арматуры S (т.е. при y = ysp = 171,7 мм) равно:


= 7 ,95 МПа.

Напряжение bp на уровне арматуры S' (т.е. при у = у's = 73, 3 мм) равно:

bp = - 0,45 МПа < 0 .

Потери от быстронатекающей ползучести равны:

на уровне арматуры S:

a = 0,25 + 0,025Rbp = 0,25 + 0,025 × 17,5 = 0,69 < 0,8 ;

поскольку = 0,45 < a = 0,69, то s 6 = 34 =

= 34 × 0,45 = 15,3 МПа;

на уровне арматуры S' : поскольку bp < 0, то s 6 = 0.

Напряжение s sp1 с учетом первых потерь равно:

s sp1 = s sp - s 1 - s 6 = 500 - 15 - 15,3 = 470 МПа.

Напряжения s s и s принимаем равными потерям напряжений от быстронатекающей ползучести, т.е. s s = 15,3 МПа и s = 0.

Определим усилие обжатия с учетом первых потерь напряжений P1 и его эксцентриситет e0p1 по формулам (8) и (9):

P1 = s sp1 Asp - s s As = 470× 201 - 15,3× 50,3 = 93,7 × 103 Н;

e0p1 = = 171,6 мм.

В соответствии с п. 1.22 проверим максимальное сжимающее напряжение бетона s bp от действия силы Р1 , вычисляя его по формуле (10) при у = у0 = 206,7 мм:

s bp = = 11,2 МПа

(момент от собственного веса не учитывается).

Поскольку = 0,64 < 0,95 (см. табл. 7), требование п. 1.22 выполняется.

Определим вторые потери напряжений по поз. 8 и 9 табл. 4.

Потери от усадки равны s 8 = 35 МПа.

Потери от ползучести s 9 :

на уровне арматуры S:

отношение в целях упрощения расчета принимаем, как при определении s 6 , т.е. = 0,45;

так как = 0,45 < 0,75, то s 9 = 128 a = 128 × 1 × 0,45 = 57,6 МПа;

на уровне арматуры S': поскольку bp < 0, то s 6 = 0.

Суммарная величина потерь напряжений:

s 1 + s 6 + s 8 + s 9 = 15 + 15,3 + 35 + 57,6 = 122,9 МПа > 100 МПа,

следовательно, согласно п. 1.18, потери не увеличиваем.

Напряжение s sp2 с учетом всех потерь равно:

s sp2 = 500 - 122,9 @ 377,1 МПа.

Усилие от обжатия с учетом всех потерь напряжений P 2 определяем по формуле (8), принимая напряжение s s равным сумме потерь от усадки и ползучести, т.е.

s s = 15,3 + 35 + 57,6 = 107,9 МПа.

Поскольку bp < 0, s = 0, то

P2 = s sp2 Asp - s s As = 377,1 × 201 - 107,9 × 50,3 = 70 370 Н.

Эксцентриситет усилия P2 равен:

=
= 170
,5 мм.

Пример 2. Дано: свободно опертая балка с поперечным сечением по черт. 4; бетон тяжелый класса В35 (Eb = 3,1 × 104 МПа); передаточная прочность бетона Rbp = 17,5 МПа; напрягаемая арматура из канатов класса К-7 (Rs,ser = 1295 МПа, Es = 18 × 104 МПа) площадью сечения: в растянутой зоне Asp = 1699 мм2 (12 Æ 15), в сжатой зоне A ¢ sp = 283мм2 (2 Æ 15); натяжение производится на упоры стенда механическим способом; бетон подвергается пропариванию; закрепление канатов на упорах с помощью инвентарных зажимов; длина стенда 20 м; масса балки 11,2 т; длина балки l = 18 м

Требуется определить величину и точку приложения усилия предварительного обжатия с учетом первых потерь напряжения P1 и с учетом всех потерь P2 для сечения в середине пролета, принимая максимально допустимое натяжение арматуры.

Черт. 4. К примеру расчета 2

Р а с ч е т. Определяем геометрические характеристики приведенного сечения согласно п. 1.21, принимая коэффициент a = = = 5,8 (площадь сечения конструктивной ненапрягаемой арматуры не учитывается ввиду ее малости).

Для упрощения расчета высоту свесов полок усредняем.

Площадь приведенного сечения

Ared = А + a Аsp + a А'sp = 1500× 80 + 280× 240 + 200× 250 + 5,8 (1699+283) = = 24,9 × 104 мм2

Расстояние от центра тяжести сечения арматуры S до нижней грани балки (учитывая, что сечения всех четырех рядов арматуры одинаковой площади)

= 125 мм.

Статический момент сечения бетона относительно нижней грани балки

S = = 18 900 × 104 мм3 .

Расстояние от центра тяжести сечения до нижней грани:

= 774 мм ;

ysp = y0 - ap = 774 - 125 = 649 мм ;

y¢ s р = h - a¢ р - y0 = 1500 - 50 - 774 = 676 мм .

Момент инерции приведенного сечения

Ired = I + a Asp y2 sp + a A¢ s р y¢ 2 s р = + 80 × 1500 (774 - 750)2 +

++ 280 × 240 (1380- 774)2 ++ 200 × 250(774- 125)2 +

+ 5,8 × 1699 × 6492 + 5,8 × 283 × 6762 = 73800 × 106 мм4 .

Из условия (2) определим максимально допустимое напряжение s sp без учета потерь:

s sp = 0,95 Rs,ser = 0,95 × 1295 = 1226 МПа.

Определим первые потери напряжений по поз. 1—6 табл. 4:

потери от релаксации напряжений в арматуре

= 134 МПа ;

потери от температурного перепада между упорами стенда и бетоном при D t = 65 o С

s 2 = 1,25 D t = 1,25 × 65 = 81 МПа;

потери от деформаций анкеров в виде инвентарных зажимов при D l = 1,25 + 0,15d = 1,25 + 0,15 × 15 = 3,5 мм и l = 20 м

s 3 = 1,8 × 105 = 31,5 МПа;

поскольку напрягаемая арматура не отгибается, потери от трения арматуры отсутствуют, т.е. потери s 4 = 0.

Потери от деформаций стальной формы отсутствуют, поскольку усилие обжатия передается на упоры стенда, т. е. s 5 = 0.

Таким образом, усилие обжатия РI , с учетом потерь по поз. 1—5 табл. 4 равно:

PI = (Asp +A¢ sp ) (s sp - s 1 - s 2 - s 3 ) = (1699+283) ´ (1226- 134- 81- 31,5) =

= 1982 × 980 = 1941 × 103 H = 1941 кН.

Точка приложения усилия РI совпадает с центром тяжести всей напрягаемой арматуры, т.е.

= 447 мм .

Определим потери от быстронатекающей ползучести бетона согласно поз. 6 табл. 4. Для этого по формуле (10) вычислим напряжения в бетоне s bp в середине пролета от действия силы РI и изгибающего момента Mw от собственного веса балки.

Нагрузка от собственного веса балки (см. п. 2.14) равна:

= 6,23 кН/м ,

тогда Мw = = 238 кН × м

(l = 17,5м - расстояние между подкладками при хранении балки).

Напряжение s bp на уровне арматуры S (т.е. при у = уsp = 649 мм)

= 13,3 МПа.

Напряжение bp на уровне арматуры S ¢ (т.е. при у = y'sp = 676 мм):

2 ,1 МПа > 0.

Потери от быстронатекающей ползучести s 6 равны:

на уровне арматуры S:

a = 0,25 + 0,025 Rbp = 0,25 + 0,025 × 17,5 = 0,69 < 0,8 ;

поскольку = 0,77 > a = 0,69, то

s 6 = 34 a + 72 b = 34× 0,69 + 72× 2,01 (0,77- 0,69) = 35,0 МПа,

где b = 5,25 - 0,185 Rbp = 5,25 - 0,185 × 17,5 = 2,01 < 2,5, но более 1,1;

на уровне арматуры S ¢ :

6 = 34 = 4,1 МПа.

Напряжение s sp1 с учетом первых потерь равно:

для арматуры S

s sp1 = (s sp - s 1 - s 2 - s 3 ) - s 6 = 980 - 35 = 945 МПа;

для арматуры S ¢

sp1 = 980 - 4,1 = 976 МПа.

Определим усилие обжатия с учетом первых потерь P1 и его эксцентриситет e0p1 по формулам (8) и (9):

P1 = s sp1 Asp + sp1 A¢ sp = 945 × 1699 + 976 × 283 = 1882 кН ;

e0p1 = = 454 мм.

Определим по формуле (10) максимальное сжимающее напряжение бетона от действия силы P 1 без учета собственного веса, принимая у = у0 = 774 мм:

= 16 ,5 МПа.

Поскольку = 0,94 < 0,95, требование п.1.22 выполняется.

Определим вторые потери напряжений по поз. 8 и 9 табл. 4.

Потери от усадки равны s 8 = 35 МПа.

Потери от ползучести s 9 :

для арматуры S :

отношение в целях упрощения расчета принимаем, как при определении s 6 , т. е. = 0,77;

так как = 0,77 > 0,75, то s 9 = 256 a =
= 256
× 1 ´ (0,77 - 0,375) = 101 МПа;

для арматуры S ¢ :

= 15,4 МПа.

Напряжения s sp с учетом всех потерь равны:

для арматуры S

s sp2 = s sp1 - s 8 - s 9 = 945 - 35 - 101 = 809 МПа;

для арматуры S'

sp2 = sp1 - s 8 - s 9 = 976 - 35 - 15,4 = 926 МПа.

Определим усилие обжатия с учетом всех потерь P2 и его эксцентриситет e0p2 :

P2 = s sp2 Asp + sp2 A'sp = 809 × 1699 + 926 × 283 = 1637 × 103 H = 1637 кН;


= 437 мм.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

БЕТОН

2.1 (2.3). Для предварительно напряженных железобетонных конструкций следует предусматривать бетоны следующих классов и марок:

а) классов по прочности на сжатие:

тяжелый бетон - В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;

мелкозернистый бетон групп:

А - естественного твердения или подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении на песке с модулем крупности свыше 2,0 — В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40;

Б - то же, с модулем крупности 2,0 и менее - В12,5; В15; В20; В25; В30;

В - подвергнутый автоклавной обработке - В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;

легкий бетон при марках по средней плотности:

D800, D900 - В7,5*;

D1000, D1100 - B7,5; В10; В12,5*;

D1200, D1300 - B7,5; B10; В12,5; В15*;

D1400, D1500 - B7,5; B10; В12,5; В15; В20*; B25 *; В30*;

D1600, D1700 - B7,5; B10; B12,5; В15; В20; В25*; В30*; В35*;

D1800, D1900 - B10; B12,5; B15; В20; В25*; В30*; В35*; В40*;

D2000 - В20; В25; В30; В35*; В40*;

допускается применять промежуточные классы бетона В22,5 и В27,5, обоснованные в установленном порядке;

* Отмеченные классы легкого бетона могут применяться лишь при согласовании с заводом-изготовителем.

6) марок по морозостойкости:

тяжелый и мелкозернистый бетоны - F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

легкий бетон - F25; F35; F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

в) марок по водонепроницаемости - W2; W4; W6; W8; W10; W12;

г) марок по средней плотности:

легкий бетон - D800; D900; D1000; D1100; D1200; D1300; D1400; D1500; D1600; D1700; D1800; D1900; D2000;

для тяжелых и мелкозернистых бетонов при отсутствии требований к теплоизоляции марки по средней плотности не нормируются.

П р и м е ч а н и е. Определение понятий «класс бетона» и «марка бетона» см. ГОСТ 25192-82.

2.2 (2.4). Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие, назначается при проектировании исходя из возможных реальных сроков загружения конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 сут.

Значение отпускной прочности бетона в элементах сборных конструкций следует назначать в соответствии с ГОСТ 13015.0-83 и стандартами на конструкции конкретных видов.

2.3 (2.6). Класс бетона, в котором расположена напрягаемая арматура, следует принимать не ниже указанного в табл. 8.

Таблица 8 (8)

Вид и класс напрягаемой арматуры

Класс бетона не ниже

1. Проволочная арматура классов:


а) В-II (с анкерами)

В20

б) Вр-II (без анкеров) диаметром, мм:


до 5 включ.

В20

6 и более

В30

в) К-7 и К-19

В30

2. Стержневая арматура (без анкеров) диаметром, мм:


от 10 до 18 включ., классов:


А-IV

B15

A-V

B20

A-VI

B30

20 и более, классов:


A-IV

B20

A-V

B25

A-VI

B30

П р и м е ч а н и е. Классы арматуры приведены в п. 2.15.

Передаточная прочность бетона Rbp назначается не менее 11 МПа, а при стержневой арматуре класса A-VI, арматурных канатах классов К-7 и К-19, а также проволочной арматуре без высаженных головок — не менее 15,5 МПа. Передаточная прочность, кроме того, должна составлять не менее 50 % принятого класса бетона.

Для конструкций, рассчитываемых на воздействие многократно повторяющейся нагрузки, при проволочной арматуре и стержневой арматуре класса A-IV независимо от диаметра, а также класса A-V диаметром 10-18 мм минимальные значения класса бетона, приведенные в табл. 8, должны увеличиваться на одну ступень, равную 5 МПа, с соответствующим повышением минимальной передаточной прочности.

Для стенок монолитных круглых резервуаров и труб при натяжении только спиральной (или кольцевой) арматуры допускается применение бетона класса В12,5 и передаточной прочности Rbp = 10 МПа.

При проектировании ограждающих однослойных сплошных конструкций, выполняющих функции теплоизоляции, допускается при относительной величине обжатия бетона s bp / Rbp (см. п. 1.22) не более 0,3 и напрягаемой арматуре класса A-IV диаметром не более 14 мм использование легкого бетона классов В7,5—В12,5; при этом передаточная прочность бетона Rbp должна составлять не менее 80 % класса бетона.

В целях недопущения перерасхода цемента при применении нормативного цикла термовлажностной обработки изделия (13—15 ч) рекомендуется назначать передаточную прочность бетона в долях от принятого класса не более: 0,65 для классов В20—В35 и 0,7 для прочих классов.

П р и м е ч а н и е. Передаточная прочность бетона Rbp (прочность бетона к моменту обжатия) определяется в соответствии с государственными стандартами с обеспеченностью 0,95.

2.4 (2.7). Мелкозернистый бетон без специального обоснования не допускается применять для железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию многократно повторяющейся нагрузки, а также для конструкций пролетом более 12 м при армировании проволочной арматурой классов В-II , Вр-II, К-7 и К-19.

Класс мелкозернистого бетона, применяемого для защиты от коррозии и обеспечения сцепления с бетоном напрягаемой арматуры, расположенной в пазах и на поверхности конструкции, должен быть не ниже В12,5, а для инъекции каналов — не ниже В25.

2.5 (2.8). Для замоноличивания стыков элементов сборных железобетонных конструкций класс бетона следует устанавливать в зависимости от условий работы соединяемых элементов, но принимать не ниже В7,5.

2.6 (2.9). Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости железобетонных конструкций в зависимости от режима их эксплуатации и значений расчетных зимних температур наружного воздуха в районе строительства должны приниматься:

для конструкций зданий и сооружений (кроме наружных стен отапливаемых зданий) - не ниже указанных в табл. 9;

для наружных стен отапливаемых зданий - не ниже указанных в табл. 10.

Таблица 9 (9)

Условия работы конструкций

Минимальная марка бетона


характеристика

расчетная зимняя

по морозостойкости

по водонепроницаемости

режима

температура наружного воздуха,
о С

конструкций (кроме наружных стен отапливаемых зданий)
для зданий и сооружений класса
по степени ответственности



I

II

I

II

I

II

1. Попеременное замораживание и

Ниже минус 40

F300

F200

F150

W6

W4

W2

оттаивание:

а) в водонасыщенном состоянии (например, конструкции,

Ниже минус 20 до 40 включ.

F200

F150

F100

W4

W2

Не нормируется

расположенные в сезоннооттаивающем слое грунта в

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

F150

F100

F75

W2

Не нормируется

районах вечной мерзлоты)

Минус 5 и выше

F100

F75

F50

Не нормируется

б) в условиях эпизодического водонасыщения (напри-

Ниже минус 40

F200

F150

F100

W4

W2

Не нормируется

мер, надземные конструкции, постоянно подвергающи-

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

F100

F75

F50

W2

Не нормируется

еся атмосферным воздействиям)

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

F75

F50

F35*

Не нормируется


Минус 5 и выше

F50

F35*

F25*

То же

в) в условиях воздушно-влажностного состояния при

Ниже минус 40

F150

F100

F75

W4

W2

Не нормируется

отсутствии эпизодического водонасыщения (напри-

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

F75

F50

F35*

Не нормируется

мер, конструкции, постоянно подвергающиеся воздейст-

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

F50

F35*

F25*

Не нормируется

виям окружающего воздуха, защищенные от воздействия атмосферных осадков)

Минус 5 и выше

F35*

F25*

Не нормируется

2. Возможное эпизодическое воз-

Ниже минус 40

F150

F100

F75

Не нормируется

действие температур ниже 0 о С:

а) в водонасыщенном состо-

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

F75

F50

F35*

То же

янии (например, конструкции, находящиеся в грунте

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

F50

F35*

F25*

«

или под водой)

Минус 5 и выше

F35*

F25*

Не нормируется

б) в условиях воздушно-влажностного

Ниже минус 40

F75

F50

F35*

Не нормируется

состояния (например, внутренние конструкции

Ниже минус 20 до минус 40 включ.

F50

F35*

F25*

То же

отапливаемых зданий в периоды строи-

Ниже минус 5 до минус 20 включ.

F35*

F25*

Не нормируется

тельства и монтажа)

Минус 5 и выше

F25*

Не нормируется

Закрыть

Строительный каталог