Предварительно напряженные ж/б конструкции (ПН ЖБК) презентация

напряженного состояния при изгибе.
Расчет прочности нормального сечения в преднапряженном элементе при изгибе.
Расчет трещиностойкости при центральном растяжении элемента.
Расчет ПН ЖБК по раскрытию трещин.

изготовлению и конструированию
ПН ЖБК – это такие ж/б конструкции, в которых в процессе их изготовления искусственно создают обжатие бетона путем натя-жения высокопрочной арматуры. Начальные сжимающие напря-жения создаются в тех зонах бетона, которые впоследствии под действием нагрузок будут испытывать растяжение.
Преимущества ПН ЖБК перед ЖБК:
1). Повышается трещино- и коррозионностойкость.
2). Увеличивается жесткость, предел выносливости
(сопротивление конструкции динамическим нагрузкам).
3). Рационально используются высокопрочная арматура и
высокие классы бетона; при этом расход металла уменьшается
на 30–40%, вес конструкции уменьшается на 30%, снижается
стоимость конструкции.
4). Появляется возможность проектировать большепролетные
конструкции.

квалификация рабочих.
Натяжение арматуры создают (рис. 1):
- механическим способом с помощью домкратов;
- электротермическим способом.
Существуют 2 способа изготовления ПН ЖБК (рис. 2):
1) натяжение арматуры на упоры;
2) натяжение арматуры на бетон.
Большее распространение приобрел способ натяжения
арматуры на упоры. Он индустриален и проще в использовании,
чем натяжение на бетон. Последний применяется в нетиповых,
большепролетных конструкциях (мостовые строения, бортовые
элементы оболочек, покрытия спортивных сооружений).
Контролируемое напряжение в арматуре:

натяжения.
Температура нагрева 300 - 450˚ С.

Механический метод

пустотообразователи: резиновые шланги,
стальные спирали или оставляемые в теле бетона гофрированные стальные трубки.

РИС. 2

1

2

N

N

А600, А800, А1000; высокопрочную
проволоку Вр1200, Вр1500; применяют пряди, канаты
К1400, К1500 (рис. 3).

Бетон применяют, начиная с классов В25  В60.

Благодаря сцеплению бетона с арматурой, ее скольже-ние в бетоне под нагрузкой не происходит. Прочность сцепления зависит от: а) зацепления в бетоне выступов на арматуре; б) сил трения на контакте арматуры с бетоном под влиянием его усадки; в) склеивания бетона с арматурой. Для того, чтобы арматура не выдергивалась из бетона, дополнительно применяется ее анкеровка (рис. 4).
Анкеровка не требуется при натяжении арматуры на
упоры, если диаметр рифленой арматуры ≤ 25мм, а бетон
класса В25 и выше.

– приварка коротышей; в – приварка кольца; г – нарезной
наконечник с гайкой; д – обжатая шайба; е – нарезной конец с гайкой; 1 – арматур-
ные стержни; 2 – коротыши; 3 – сварка; 4 – кольцо; 5 – гайка; 6 – стальной штам-
пованный наконечник с нарезкой, привариваемый к арматуре; 7 – обжатая шайба.

гильзоклиновой анкер; 1 – стальная колодка;
2 – стальная коническая пробка; 3 – отверстие в пробке для инъецирования
раствора в канал; 4 – стальной патрубок; 5 – высокопрочная проволока;
6 – скрутки из отожженой (мягкой) проволоки диаметром 3 мм; 7 – трубка из
кровельной стали; 8 – сварные сетки; 9 – отрезок спирали из стальной про-
волоки диаметром 2 мм; 10 – гильза из мягкой стали; 11 – клин из стали 45.

для стержневой
арматуры; 1 – канат; 2 – зажимная губка; 3 – корпус;
4 – стержневая арматура.

ПНА преимущественно располагают там, где бетон в стадии
эксплуатации работает на растяжение. По конструктивным или
технологическим соображениям в конструкцию добавляют обычную
арматуру.

– стержнями; в – канатами (пучками); 1 – продоль-
ная монтажная ненапрягаемая арматура; 2 – ромбические хомуты; 3 – прямоуголь-
ные хомуты; 4 – высокопрочная проволока; 5 – отдельные стержни; 6 – канаты (пуч-
ки); 7 – конструктивная арматура

ПН арматуре не остается постоянным, оно
уменьшается по разным причинам:
- от деформации анкеров;
- от трения;
- от релаксации арматуры;
- усадки и ползучести бетона;
- от колебаний температуры.
Сумма потерь может достигать 200-300 Мпа и более.
Часть потерь (первые потери  в арматуре) проявляется еще при изготовлении элемента, другие потери (вторые потери) – после обжатия (см. таблицу).
Эти потери определяются по формулам из СНиПа (СП).

по двум группам предельных
состояний, как и обычные ЖБК, вследствие достижения
состояния непригодности к дальнейшей эксплуатации:
1) По I-ой группе ПС – расчет по прочности.
2) По II-ой группе ПС – расчеты по раскрытию трещин и по
деформациям.
Расчет по ПС конструкции в целом, как правило, следует
производить для всех этапов – изготовления, транспорти-
рования, возведения (монтажа) и эксплуатации. Расчетные
схемы должны отвечать принятым конструктивным реше-
ниям.

бетона
при нагружении

ст. 0

растяжение

сжатие

ст. 1

Рис. 6, а. Стадии напряженного состояния элементов при изгибе

N

N

как правило, проводится по одному из двух путей:

Выражение для определения положения н.л. запишется так:

образуются, если

Для центрально-растянутого элемента, принимая

Np,сrс – внешняя сила, вызывающая появление трещин в ПН ЖБК.

ЖБ элементов по раскрытию трещин, к которым не предъявляются требования водонепрони-цаемости, производится из условия:


Расчет ПН ЖБК по раскрытию трещин аналогичен расчету
обычных ЖБК, но с учетом наличия усилия обжатия силой Р.
Ширина раскрытия трещин нормируется в зависимости от назначения конструкции, продолжительности действия
нагрузки, класса использованной арматуры и класса бетона.