Разное

Предварительное напряжение арматуры: Предварительное напряжение арматуры обеспечит прочность конструкции

Автор

Содержание

Предварительное напряжение арматуры обеспечит прочность конструкции

Предварительное напряжение арматуры – это способ повысить несущую способность ЖБИ изделий и при этом получить возможность сэкономить материалы.

Когда ЖБИ изготовлено обычным способом оно получается достаточно восприимчивым к сильным нагрузкам, может выдерживать их до определенного момента. Если не было сделано предварительное напряжение арматуры, то, растягиваясь, предварительно не сжатая арматура делится нагрузкой с бетоном, который не обладает таким свойством как растяжение. Если же нагрузка превысит допустимое значение, то могут возникнуть трещины. Хотя если бетон имеет соответствующее качество, правильно выполнены армирование и термовлажностная обработка, а величина нагрузки на изделие не превышает допустимую, то существует большая доля вероятности, что трещины не появятся.

Предварительное же напряжение арматуры – это своеобразная страховка, возможность сделать изделие более прочным, надежным, продлить срок его эксплуатации.

Проволока делится напряжением с бетоном или что такое предварительное напряжение арматуры

Предварительное напряжение арматуры обеспечивает для бетона собственное напряжение сжатия, а арматуре — растяжение. Задача – оптимальным образом распределить напряжение по конструкции.

Процесс выглядит таким образом. Перед укладкой бетона изготовленная из стали нужной прочности арматура растягивается – напряжение в арматурном стержне должно быть меньше предела упругости. После этого производится бетонирование. Затвердевание бетона обеспечивает сцепление его с растянутым стержнем. При достижении бетоном определенной степени прочности со стержня снимаются растягивающие его усилия, и он пытается восстановить свою первоначальную длину. Но успевший сцепиться со стержнем бетон препятствует сокращению, принимает на себя сжимающее стержень усилие. В результате бетон получается сжатым, а стержень остается растянутым.

Предварительное напряжение арматуры придает конструкции жесткость, повышает стойкость к образованию трещин, их раскрытию, значительно сокращает расход стали.

Компания «КОНСТРУКТИВ» предлагает анкерные зажимы, которые отлично справляются с возложенной на них задачей — удержанием стержня в натянутом положении. Они выпускаются таких видов: «А», «F» или «K».

Каждый тип используется по определенному назначению. «А» хорошо зарекомендовал себя в технологических линиях, а также для закрепления арматурного стержня в металлоформах. Такой зажим – для его установки используется активная сторона, прекрасно справляется с закреплением различного вида прутков, удерживает трос, проволоку.

Для использования в технологических линиях предлагается цанга закрытого типа — «F». С ее помощью зажим каната, проволоки производится в автоматическом режиме.

Предварительное напряжение железобетона — презентация онлайн

Предварительное напряжение железобетона
Начальные сжимающие напряжения в бетоне создают в
тех зонах, которые под воздействием нагрузок
испытывают растяжение.
26
1
Предварительное напряжение железобетона
Начальные сжимающие напряжения в бетоне создают в тех зонах, которые под
воздействием нагрузок испытывают растяжение.
Создаются условия для применения высокопрочной
арматуры, экономии металла и снижения стоимости
конструкций.
26
2
Предварительное напряжение железобетона
Начальные сжимающие напряжения в бетоне создают в тех зонах, которые под
воздействием нагрузок испытывают растяжение.
Создаются условия для применения высокопрочной арматуры, экономии металла и
снижения стоимости конструкций.
С повышением расчетного сопротивления арматуры
снижается ее удельная стоимость, т.е. отношение цены
Ц (руб/т) к расчетному сопротивлению Rs (МПа).
Поэтому использовать высокопрочную арматуру
выгодно.
26
3
Предварительное напряжение железобетона
Начальные сжимающие напряжения в бетоне создают в тех зонах, которые под
воздействием нагрузок испытывают растяжение.
Создаются условия для применения высокопрочной арматуры, экономии металла и
снижения стоимости конструкций.
С повышением расчетного сопротивления арматуры снижается ее удельная
стоимость, т. е. отношение цены Ц (руб/т) к расчетному сопротивлению Rs (МПа).
Поэтому использовать высокопрочную арматуру выгодно.
Зависимость удельной стоимости
арматурной стали от ее прочности
A300…A1000 – классы сталей
26
4
Предварительное напряжение железобетона
Применение
высокопрочной
арматуры
без
предварительного напряжения нецелесообразно, т.к.
высокие растягивающие напряжения в арматуре и
соответствующие деформации в растянутых зонах
бетона приводят к появлению трещин значительного
раскрытия,
большим
перемещениям,
резкому
снижению долговечности.
26
5
Предварительное напряжение железобетона
Применение высокопрочной арматуры без предварительного напряжения
нецелесообразно, т.к. высокие растягивающие напряжения в арматуре и
соответствующие деформации в растянутых зонах бетона приводят к появлению
трещин значительного раскрытия, большим перемещениям, резкому снижению
долговечности.
Бетон в растянутой зоне предварительно напряженных
железобетонных изгибаемых конструкций испытывает
растягивающие напряжения только после погашения
начальных сжимающих напряжений.
26
6
Предварительное напряжение железобетона
Применение высокопрочной арматуры без предварительного напряжения
нецелесообразно, т.к. высокие растягивающие напряжения в арматуре и
соответствующие деформации в растянутых зонах бетона приводят к появлению
трещин значительного раскрытия, большим перемещениям, резкому снижению
долговечности.
Бетон в растянутой зоне предварительно напряженных железобетонных изгибаемых
конструкций испытывает растягивающие напряжения только после погашения
начальных сжимающих напряжений.
Диаграмма нагрузка F – прогиб f
1 – предварительно напряженная балка;
2 – балка без предварительного
напряжения
26
7
Предварительное напряжение железобетона
Диаграмма нагрузка F – прогиб f
1 – предварительно напряженная балка;
2 – балка без предварительного напряжения
В предварительно напряженных железобетонных
балках или плитах часто сила Fcrc , вызывающая
образование
трещин,
превышает
нагрузки,
действующие при эксплуатации Fser.
Такие конструкции более долговечны, поскольку
работают без трещин.
26
8
Предварительное напряжение железобетона
Предварительно
железобетонные
прогибы, т.к.:
напряженные
изгибаемые
конструкции
имеют
меньшие
26
9
Предварительное напряжение железобетона
Предварительно
напряженные
изгибаемые
железобетонные
конструкции
имеют
меньшие
прогибы, т.к.:
• во-первых, в процессе создания предварительного
напряжения конструкция испытывает выгиб и часть
эксплуатационной нагрузки затрачивается на его
погашение;
26
10
Предварительное напряжение железобетона
Предварительно
напряженные
изгибаемые
железобетонные
конструкции
имеют
меньшие
прогибы, т.к.:
• во-первых, в процессе создания предварительного
напряжения конструкция испытывает выгиб и часть
эксплуатационной нагрузки затрачивается на его
погашение;
• во-вторых,
предварительно
напряженные
железобетонные
конструкции
на
стадии
эксплуатации работают без трещин в растянутой
зоне и, поэтому, имеют большую жесткость.
26
11
Предварительное напряжение железобетона
Предварительно напряженные изгибаемые железобетонные конструкции имеют
меньшие прогибы, т.к.:
• во-первых, в процессе создания предварительного напряжения конструкция
испытывает выгиб и часть эксплуатационной нагрузки затрачивается на его
погашение;
• во-вторых, предварительно напряженные железобетонные конструкции на стадии
эксплуатации работают без трещин в растянутой зоне и, поэтому, имеют большую
жесткость.
Суть использования предварительно напряженного
железобетона – экономический эффект за счет
применения высокопрочной арматуры, высокой
трещиностойкости и, как результат, повышенной
жесткости, коррозионной стойкости и долговечности.
26
12
Предварительное напряжение железобетона
Предварительно напряженные изгибаемые железобетонные конструкции имеют
меньшие прогибы, т.к.:
• во-первых, в процессе создания предварительного напряжения конструкция
испытывает выгиб и часть эксплуатационной нагрузки затрачивается на его
погашение;
• во-вторых, предварительно напряженные железобетонные конструкции на стадии
эксплуатации работают без трещин в растянутой зоне и, поэтому, имеют большую
жесткость.
Суть использования предварительно напряженного железобетона – экономический
эффект за счет применения высокопрочной арматуры, высокой трещиностойкости и,
как результат, повышенной жесткости, коррозионной стойкости и долговечности.
Предварительно
напряженные
железобетонные
конструкции лучше сопротивляются динамическим
нагрузкам.
26
13
Предварительное напряжение железобетона
Предварительно напряженные изгибаемые железобетонные конструкции имеют
меньшие прогибы, т.к.:
• во-первых, в процессе создания предварительного напряжения конструкция
испытывает выгиб и часть эксплуатационной нагрузки затрачивается на его
погашение;
• во-вторых, предварительно напряженные железобетонные конструкции на стадии
эксплуатации работают без трещин в растянутой зоне и, поэтому, имеют большую
жесткость.
Суть использования предварительно напряженного железобетона – экономический
эффект за счет применения высокопрочной арматуры, высокой трещиностойкости и,
как результат, повышенной жесткости, коррозионной стойкости и долговечности.
Предварительно напряженные железобетонные конструкции лучше сопротивляются
динамическим нагрузкам.
Предварительное напряжение оказывает благоприятное
влияние на работу железобетонных конструкций по
наклонным сечениям.
26
14
Предварительное напряжение железобетона
Суть использования предварительно напряженного железобетона – экономический
эффект за счет применения высокопрочной арматуры, высокой трещиностойкости и,
как результат, повышенной жесткости, коррозионной стойкости и долговечности.
Предварительно напряженные железобетонные конструкции лучше сопротивляются
динамическим нагрузкам.
Предварительное напряжение оказывает благоприятное влияние на работу
железобетонных конструкций по наклонным сечениям.
В сжатых элементах предварительное напряжение
повышает жесткость железобетонных элементов, а
следовательно, и критическую силу Ncr (продольную
силу, при которой сжатый элемент теряет
устойчивость), что, в свою очередь, сказывается на
уменьшении продольного изгиба, учитываемого
коэффициентом η, и увеличении несущей способности.
26
15

16. Способы создания предварительного напряжения

НА УПОРЫ:
При натяжении на упоры арматуру заводят в форму до
бетонирования, один ее конец закрепляют на упоре, а
другой – натягивают домкратом или другим
приспособлением до заданного контролируемого
напряжения.
26
16

17. Способы создания предварительного напряжения

НА УПОРЫ:
При натяжении на упоры арматуру заводят в форму до бетонирования, один ее конец
закрепляют на упоре, а другой – натягивают домкратом или другим приспособлением до
заданного контролируемого напряжения.
После
набора необходимой
прочности бетона
(передаточной) Rbp (нормативная кубиковая прочность
бетона в момент передачи усилий обжатия) арматуру
отпускают с упоров. Происходит обжатие окружающего
бетона.
26
17

18. Способы создания предварительного напряжения

НА УПОРЫ:
При натяжении на упоры арматуру заводят в форму до бетонирования, один ее конец
закрепляют на упоре, а другой – натягивают домкратом или другим приспособлением до
заданного контролируемого напряжения.
После набора необходимой прочности бетона (передаточной) Rbp (нормативная
кубиковая прочность бетона в момент передачи усилий обжатия) арматуру отпускают с
упоров. Происходит обжатие окружающего бетона.
Способы натяжения арматуры на упоры:
• механический;
• электротермический;
• электротермомеханический.
26
18

19. Способы создания предварительного напряжения

НА УПОРЫ:
При натяжении на упоры арматуру заводят в форму до бетонирования, один ее конец
закрепляют на упоре, а другой – натягивают домкратом или другим приспособлением до
заданного контролируемого напряжения.
После набора необходимой прочности бетона (передаточной) Rbp (нормативная
кубиковая прочность бетона в момент передачи усилий обжатия) арматуру отпускают с
упоров. Происходит обжатие окружающего бетона.
Способы натяжения арматуры на упоры:
• механический;
• электротермический;
• электротермомеханический.
Натяжение на упоры является основным способом
заводского производства.
26
19

20. Способы создания предварительного напряжения

НА УПОРЫ:
При натяжении на упоры арматуру заводят в форму до бетонирования, один ее конец
закрепляют на упоре, а другой – натягивают домкратом или другим приспособлением до
заданного контролируемого напряжения.
После набора необходимой прочности бетона (передаточной) Rbp (нормативная
кубиковая прочность бетона в момент передачи усилий обжатия) арматуру отпускают с
упоров. Происходит обжатие окружающего бетона.
Способы натяжения арматуры на упоры:
• механический;
• электротермический;
• электротермомеханический.
Натяжение на упоры является основным способом заводского производства.
26
20

21. Способы создания предварительного напряжения

НА БЕТОН:
При натяжении арматуры на бетон сначала
изготавливают слабо армированный элемент, затем при
достижении бетоном прочности Rbp создают в нем
предварительные сжимающие напряжения.
26
21

22. Способы создания предварительного напряжения

НА БЕТОН:
При натяжении арматуры на бетон сначала изготавливают слабо армированный
элемент, затем при достижении бетоном прочности Rbp создают в нем
предварительные сжимающие напряжения.
Напрягаемую арматуру заводят в пазы или каналы и
натягивают на бетон. В этом случае напряжения в
арматуре контролируют после обжатия бетона.
26
22

23. Способы создания предварительного напряжения

НА БЕТОН:
При натяжении арматуры на бетон сначала изготавливают слабо армированный
элемент, затем при достижении бетоном прочности Rbp создают в нем
предварительные сжимающие напряжения.
Напрягаемую арматуру заводят в пазы или каналы и натягивают на бетон. В этом
случае напряжения в арматуре контролируют после обжатия бетона.
Сцепление арматуры с бетоном создается после
обжатия инъецированием – нагнетанием цементного
теста или раствора под давлением.
26
23

24. Способы создания предварительного напряжения

НА БЕТОН:
При натяжении арматуры на бетон сначала изготавливают слабо армированный
элемент, затем при достижении бетоном прочности Rbp создают в нем
предварительные сжимающие напряжения.
Напрягаемую арматуру заводят в пазы или каналы и натягивают на бетон. В этом
случае напряжения в арматуре контролируют после обжатия бетона.
Сцепление арматуры с бетоном создается после обжатия инъецированием –
нагнетанием цементного теста или раствора под давлением.
Создание
предварительных
напряжений
с
использованием бетонов на напрягающих цементах
также относится к натяжению на бетон.
26
24

25. Способы создания предварительного напряжения

НА БЕТОН:
При натяжении арматуры на бетон сначала изготавливают слабо армированный
элемент, затем при достижении бетоном прочности Rbp создают в нем
предварительные сжимающие напряжения.
Напрягаемую арматуру заводят в пазы или каналы и натягивают на бетон. В этом
случае напряжения в арматуре контролируют после обжатия бетона.
Сцепление арматуры с бетоном создается после обжатия инъецированием –
нагнетанием цементного теста или раствора под давлением.
Создание предварительных напряжений с использованием бетонов на напрягающих
цементах также относится к натяжению на бетон.
Натяжение на бетон применяется главным образом для
крупноразмерных конструкций и при соединении их на
монтаже. Например, пролетные строения мостов.
26
25

26. Способы создания предварительного напряжения

НА БЕТОН:
При натяжении арматуры на бетон сначала изготавливают слабо армированный
элемент, затем при достижении бетоном прочности Rbp создают в нем
предварительные сжимающие напряжения.
Напрягаемую арматуру заводят в пазы или каналы и натягивают на бетон. В этом
случае напряжения в арматуре контролируют после обжатия бетона.
Сцепление арматуры с бетоном создается после обжатия инъецированием –
нагнетанием цементного теста или раствора под давлением.
Создание предварительных напряжений с использованием бетонов на напрягающих
цементах также относится к натяжению на бетон.
Натяжение на бетон применяется главным образом для крупноразмерных конструкций
и при соединении их на монтаже. Например, пролетные строения мостов.
26
26

Предварительное напряжение арматуры — Энциклопедия по машиностроению XXL

Потеря предварительного напряжения арматуры равна разности усилий, действующих в арматуре в начальный и текущий моменты времени  [c.274]

Железобетонные трубы выпускают трех типов с предварительно напряженной продольной и спиральной арматурой, изготовляемые методом центрифугирования, с предварительно напряженной арматурой, изготовляемые способом вибропрессования с тонкостенным стальным цилиндром и предварительно напряженной арматурой.  [c.279]


Облицовка, воспринимающая все усилия, действующие в ее плоскости, требует более сильной анкеровки в железобетоне, так как она используется в качестве несущей внешней арматуры. В рабочих сечениях защитной оболочки имеются внешний и внутренний слой ненапряженной арматуры, предварительно напряженная арматура и стальная облицовка. Вследствие включения в работу стальной герметичной облицовки при всех нагрузках количество арматуры во внутренней сетке может быть сведено до минимума, а расход стали на оболочку может сократиться на 10—15 %.  [c.15]

Если такую втулку предварительно запрессовать в стальную обойму и запереть по торцам, то при увлажнении размеры ее не изменятся. В этом случае втулка аналогична конструкции с предварительно напряженной арматурой.  [c.302]

Стыки колонн с балками и ригелями верхнего ростверка в рассмотренных сборных железобетонных фундаментах являются мокрыми. После достижения бетоном 0%-ной проектной прочности стык обжимается предварительно напряженной арматурой. Стык колонн с элементами нижнего балочного ростверка не обжимается.  [c.291]

Свайные фундаменты имеют применение в строительстве тепловых сетей при сооружении железобетонных камер в слабых грунтах и при необходимости повышения устойчивости камер, расположенных на откосах, у оврагов, ручьев и рек. Они находят применение также при устройстве оснований для железобетонных мачт, насосных станций при их сооружении в слабых просадочных грунтах. Сваи для фундаментов камер, работающие на осевое сжатие, изготовляются без предварительного напряжения арматуры, сваи под мачты, работающие на сжатие с изгибом, выполняются с предварительно-напряженной арматурой. Распределение свай в основании производится по рабочим чертежам и проекту производства работ в соответствии с указаниями СНиП 111-Б. 6-62. Для забивки свай применяется сваебойная машина типа С-714.  [c.308]

Релаксация напряжений — процесс уменьшения во времени напряжений деформируемого материала в результате перехода упругой деформации в пластическую при условии постоянства общей деформации. Механизм релаксации может быть дислокационным, диффузионным и смешанным при совместном развитии процессов движения дислокаций и диффузии атомов. Релаксация напряжений наблюдается, например, в предварительно напряженной арматуре в период изготовления железобетонных конструкций.  [c.118]

Лист 6. Сталь для предварительно напряженной арматуры 81140/160.  [c.223]

То же, для предварительно напряженной арматуры. ……  [c.223]


Сталь для предварительно напряженной арматуры должна выплавляться в мартеновской печи. Для других арматурных сталей способ выплавки не оговаривается.  [c.224]

Важные свойства арматурных сталей, определяющие их применение временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение и предел ползучести (для предварительно напряженной арматуры)— см. 1.11.2. Достаточно высокое сопротивление ползучести обеспечивает стабильность заданных характеристик при длительной эксплуатации. Минимальные значения перечисленных свойств (TGL 12520) приведены в табл. 83.  [c.224]

Для стали, идущей на изготовление предварительно напряженной арматуры, гарантируется усталостная прочность (см. 1.11.2.20) в области максимальных пульсирующих растягивающих напряжений соответствующие значения приведены в TGL 12530. Кроме того, важны результаты испытаний на загиб (см. 1.11.2.7), знакопеременный изгиб (см. 1.11.2.9) (только для сталей 140/160) и свариваемость (TGL 12530).  [c.224]

Увеличение предварительного напряжения арматуры вызывает рост зоны активного сцепления. Но он ограничен сопротивлением бетона растяжению или сдвигу, так что глубина проникновения сдвигов остается соизмеримой с высотой элемента. С этих позиций должна оцениваться и граница между понятиями короткий элемент и длинный элемент .  [c.69]

Понятие силовые формы относится в первую очередь к формам для крупноразмерных изделий, при изготовлении которых усилие натяжения предварительно напряженной арматуры воспринимается формой, а не упорами стенда. При наличии виброплощадок и кранов достаточной грузоподъемности крупноразмерные железобетонные конструкции могут изготовляться в силовых формах по агрегатно-поточной технологии.  [c.97]

Внутренний сердечник состоит из двух стальных цилиндров сплошного внутреннего 4 и перфорированного (с отверстиями) наружного 5, на который надет резиновый чехол 6. Наружный кожух формы снабжен раструбным 2 и втулочным 11 упорными кольцами для закрепления продольной предварительно напряженной арматуры. Цилиндрический конец формы оборудован калибрующим кольцом 10, предназначенным для образования втулочной части трубы, а также уплотняющим кольцом.  [c.103]

Допускаемое отклонение предварительного напряжения арматуры по сравнению с проектным для ответственных конструкций составляет от —5 до +10%, а для других конструкций от —5 до +20%.  [c.271]

Как осуществляется непрерывная навивка предварительно напряженной арматуры  [c.275]

Безнапорные трубы могут быть бетонные и железобетонные с обычной арматурой, малонапорные трубы изготовляют с усиленной спиральной арматурой, а напорные, как правило, с предварительно напряженной арматурой.  [c.328]

Сначала, как правило, на центрифугах изготовляют железобетонный сердечник 4, армированный продольной предварительно напряженной арматурой. После твердения и обрезки напряженной арматуры сердечник получает продольное обжатие бетона. Затем на сердечник навивается предварительно напряженная спиральная арматура 5 и бетон получает поперечное обжатие. Для предохранения спиральной напряженной арматуры от  [c.333]

Снизу поддона в месте установки предварительно напряженной арматуры предусмотрены две тяги диаметром 36 мм для компенсации усилия, передаваемого на поддон напряженной арматурой. Продольный борт, образующий нижний пояс фермы, приварен к поддону. Торцовые борта съемные, а борта, ограничивающие верхний пояс фермы, — откидные.  [c.335]

Борта устанавливаются нижней кромкой в гнезда, затем соединяются между собой и с поддоном стяжками. Съемный продольный борт и торцовые борта устанавливаются после укладки предварительно напряженной арматуры и арматурных каркасов и сеток.  [c.338]

Стендовую схему производства целесообразно применять для изготовления крупных деталей с предварительным напряжением арматуры, а также для формования небольшого количества деталей различных типов.  [c.232]

Влияние величины предварительного напряжения арматуры. При лимитирующей стадии химической либо электрохимической реакции на поверхности стали кинетика процесса в значительной степени зависела бы от состояния. металла, т. е. коррозия протекала бы с тем большей скоростью, чем выше степень напряжения ар-  [c.138]

Быстрое развитие производства железобетона и внедрение его в жилищное и промышленное строительство отчасти обусловлено рациональной специализацией его изготовления, позволяющей полнее использовать имеющиеся мощности и трудовые ресурсы. Например, несколько лет назад Московский завод железобетонных изделий № 5 был специализирован на изготовлении многопустотных настилов с предварительно напряженной арматурой. В результате почти при том же количестве рабочих и производственных площадей выпуск продукции увеличился в  [c.196]


В зданиях вагонных депо применяют сборные железобетонные подкрановые балки с предварительно напряженной арматурой, таврового или двутаврового сечения.  [c.266]

В СССР предпочтение отдается предварительно напряженным струнобетонным брусковым шпалам. К достоинствам их относятся меньший расход и меньшая стоимость арматуры, высокое предварительное напряжение и высокая прочность против трещинообразования по сравнению со шпалами без предварительного напряжения арматуры.  [c.31]

При изготовлении стен резервуара производится их обжатие днище же, являясь плитой на сплошном упругом основании, осуществляется, как правило, без предварительного напряжения арматуры и оказывается достаточно трещиноустойчивым. В резервуарах 5 000 м и более днище осуществляется предварительно напряженным.  [c.50]

Лист 5. Сталь для предварительно напряженной арматуры St60/90.  [c.223]

Форма для изготовления предварительно напряженных плит перекрытий типа двойное Т показана на рис. 52. Она выполнена с жесткими продольными и откидными поперечными бортами. Продольные борта имеют технологические уклоны, чтобы облегчить распалублива-ние изделий. Поперечные борта образуют только прямоугольный торец плиты. Для получения выступающих вниз торцов ребер предусмотрены вставки с пазами для предварительно напряженной арматуры, концы которой закрепляются в траверсах 3. Тра-  [c.98]

Форма для изготовления предварительно напряженных подкрановых балок длиной 12 ж по агрегатно-поточной технологии показана на рис. 54. Поддон и один продольный борт формы выполнены как одно целое. Второй продольный борт съемный. Крепится он с помощью боковых и верхних винтовых стяжек. Торцовые борта съемные, крепятся к продольным винтовыми зажимами. В жестком борту предусмотрены выдвижные упоры для отгибаемой предварительно напряженной арматуры, а также выпрессовщики для облегчения распалубки изделия. При правильно выбранных уклонах нижнего пояса балки и качественном изготовлении формы надобность в выпрессовщиках практически отпадает, изделия  [c.98]

Если своевременно не проверять и не регулировать канатный привод траверсы, могут возникнуть перекосы траверсы, которые ведут к неправильному перемещению продольных бортов и вибровкладышей, что вызывает брак. Такие перекосы следует устранять путем регулировки длины тросов натяжными устройствами. При формовании панелей с предварительно напряженной арматурой необходимо уделять особое внимание правильной фиксации поддонов на установке, иначе прорези в поперечных бортах могут не совпадать с натянутыми стержнями.  [c.308]

Если наличие микронеоднородностей при условии равномерного распределения микрокатодов и микроанодов на поверхности металла и сравнительно небольшой разности потенциалов между ними приводит часто к относительно равномерной коррозии, то наличие макрокатодов и макроанодов может вызвать местную коррозию, особенно опасную, например, для тонкой проволочной предварительно напряженной арматуры в несущих железобетонных конструкциях. При этом особенно нежелательно, когда небольшие по площади анодные участки контактируют со значительными катодными участками и подвод агрессивной среды к металлу практически беспрепятствен, Такие условия могут возникнуть, например, при раскрытии трещин в бетоне и оголении тонкой арматуры от 0,1—0,2 до нескольких миллиметров в железобетонных конструкциях, работающих в цехах нефтехимических производств с агрессивными средами кислотами, сернистым газом и т. д.  [c.124]

Для устройства водопроводов могут применя гься и ж е л е-зобетонные трубы диаметром 500—1600 мм (ГОСТ 12586—74 и ГОСТ 16953—78). Такие трубы изготовляют, как правило, с предварительно напряженной арматурой. На рис, 11.30 показан один из способов соединения раструбных железобетонных труб на резиновых кольцах.  [c.116]

Опоры контактной сети бывают железобетонные и металлические. Железобетонные опоры применяют чаще, так как расход металла на них меньще. Но устанавливать железобетонные опоры сложнее, чем металлические, так как они значительно тяжелее и требуют более бережного обращения при транспортировке и установке из-за хрупкости верхнего слоя бетона. Железобетонные опоры изготовляют струнобетонные конические из центрифугированного железобетона (типа СК длиной 13,6 12,8 и 11,2 м),. струнобетонные двутавровые из вибрированного железобетона (типа СД) и двутавровые из вибрированного железобетона с предварительно напряженной арматурой из стальных прядей. Метал- лические опоры делают в виде четырехгранных ферм пирамидальной формы.  [c.181]

Понятие о предварительно напряженных железобетонных конструкциях

Основными достоинствами железобетона являются: высокая проч­ность, огнестойкость, долговечность, простота формообразования. Бетонная балка (рис. ниже), испытывающая при изгибе растяжение ниже нейтральной оси и сжатие выше нее, имеет низкую несущую способность вследствие слабого сопротивления бетона растяжению. При этом прочность бетона в сжатой зоне используется не полностью. В связи с этим неармированный бетон не рекомендуется применять в конструкциях, предназначенных для работы на изгиб или растяжение, так как размеры таких элементов были бы непомерно большими.

Бетонные конструкции применяют преимущественно при их работе на сжатие (стены, фундаменты, подпорные сооружения, ус­той и др.) и только иногда при работе на изгиб при малых растяги­вающих напряжениях, не превышающих предела прочности бето­на при растяжении.

Железобетонные конструкции, усиленные в растянутой зоне арматурой, обладают значительно более высокой несущей способ­ностью. Так, несущая способность железобетонной балки (рис. ниже) с уложенной внизу арматурой в 10-20 раз больше, чем несущая способность бетонной балки таких же размеров. При этом прочность бетона в сжатой зоне балки используется полностью.

Схемы работы элементов под нагрузкой

В качестве арматуры применяют стальные стержни, проволо­ки, прокатные профили, а также стекловолокно, синтетические ма­териалы, деревянные бруски, бамбуковые стволы.

Конструкции армируют не только при их работе на растяжение и изгиб, но и на сжатие (рис. выше). Поскольку сталь имеет высокое сопротивление растяжению и сжатию, включение ее в сжатые эле­менты значительно повышает их несущую способность. Совмест­ная работа таких различных по свойствам материалов, как бетон и сталь, обеспечивается следующими факторами:

  1. сцеплением арматуры с бетоном, возникающим при твердении бетонной смеси; благодаря сцеплению оба материала деформи­руются совместно;
  2. близкими по значению коэффициентами линейных температур­ных деформаций (для бетона 7·10-6-10·10-6 1/град, для стали 12·10-6 1/град), что исключает появление начальных напряже­ний в материалах и проскальзывание арматуры в бетоне при изменениях температуры до 100 °С;
  3. надежной защитой стали, заключенной в плотный бетон, от кор­розии, непосредственного действия огня и механических по­вреждений.

Особенностью железобетонных конструкций является возмож­ность образования трещин в растянутой зоне при действии внешних нагрузок. Раскрытие этих трещин во многих конструкциях в стадии эксплуатации невелико (0,1-0,4 мм) и не вызывает коррозии арма­туры или нарушения нормальной работы конструкции. Однако име­ются конструкции и сооружения, в которых по эксплуатационным условиям образование трещин недопустимо (например, напорные трубопроводы, лотки, резервуары и т. п.) или ширина раскрытия должна быть уменьшена. В этом случае те зоны элемента, в кото­рых под действием эксплуатационных нагрузок появляются растя­гивающие усилия, заранее (до приложения внешних нагрузок) под­вергают интенсивному обжатию путем предварительного натяже­ния арматуры. Такие конструкции называют предварительно напряженными. Предварительное обжатие конструкций выполня­ют в основном двумя способами: натяжением арматуры на упоры (до бетонирования) и на бетон (после бетонирования).

В первом случае перед бетонированием конструкции арматуру натягивают и закрепляют на упорах или торцах формы (рис. ниже). Затем бетонируют элемент. После приобретения бетоном необхо­димой прочности для восприятия сил предварительного обжатия (передаточная прочность) арматуру освобождают от упоров и она, стремясь укоротиться, сжимает бетон. Передача усилия на бетон происходит благодаря сцеплению между арматурой и бетоном, а также посредством специальных анкерных устройств, находящих­ся в бетоне конструкции, если сцепления недостаточно.

Во втором случае сначала изготовляют бетонный или слабоармированный элемент с каналами или пазами (рис. ниже). При дос­тижении бетоном требуемой передаточной прочности в каналы (пазы) заводят арматуру, натягивают ее с упором натяжного при­способления на торец элемента и заанкериваюг. Таким образом, бетон оказывается обжатым. Для создания сцепления арматуры с бетоном в каналы инъектируют цементный или цементно-песчаный раствор. Если напрягаемая арматура располагается на наружной поверхности элемента (кольцевая арматура трубопроводов, резер­вуаров и т. п.), то навивка ее с одновременным обжатием бетона производится специальными навивочными машинами. После натя­жения арматуры на поверхность элемента наносят торкретирова­нием защитный слой бетона. Натяжение арматуры может произво­диться механическим, электротермическим, комбинированным и физико-химическим способами.

Способы создания предварительного напряжения

а — натяжение на упоры; б — натяжение на бетон; I — натяжение арматуры и бетонирование элемента; II, IV — готовый элемент; III — элемент во время натяжения арматуры; 1 — упор; 2 — домкрат; 3 — анкер

При механическом способе арматуру натяг ивают гидравличес­кими или винтовыми домкратами, намоточными машинами и дру­гими механизмами. При электротермическом способе арматуру нагревают электрическим током до 300-350 °С, заводят в форму и закрепляют на упорах. В процессе остывания арматура укорачива­ется и получает предварительные растягивающие напряжения. Ком­бинированный способ натяжения сочетает электротермический и механический способы натяжения арматуры, осуществляемые од­новременно. При физико-химическом способе натяжение арматуры достигается в результате расширения бетона, приготовленного на специальном напрягающем цементе (НЦ), в процессе его гидро­термической обработки.

Арматура, заложенная в бетоне, препятствует увеличению его объема и растягивается, а в бетоне возникают сжимающие напря­жения. Натяжение арматуры на упоры производится механическим, электротермическим или комбинированным способами, а на бе­тон — только механическим способом.

Основное достоинство предварительно напряженных конструк­ций — высокая трещиностойкость. При загружении предварительно напряженного элемента внешней нагрузкой в бетоне растянутой зоны погашаются предварительно созданные сжимающие напряжения и только после этого возникают растягивающие напряжения. Чем выше прочность бетона и стали, тем большее предварительное обжатие можно создать в элементе.

Применение высокопрочных материалов позволяет сократить рас­ход арматуры на 30-70% по сравнению с ненапрягаемым железобето­ном. Расход бетона и масса конструкции при этом также снижаются. Кроме того, высокая трещиностойкость предварительно напряженных конструкций повышает их жесткость, водонепроницаемость, морозо­стойкость, сопротивление динамическим нагрузкам, долговечность.

К недостаткам предварительно напряженного железобетона следует отнести то, что процесс составляет значительную трудоем­кость изготовления конструкций. Помимо этого создается необхо­димость в использовании специального оборудования и рабочих высокой квалификации.

Напряженно-деформированные состояния предварительно на­пряженных элементов после образования трещин в бетоне растяну­той зоны сходны с элементами без предварительного напряжения.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ АРМАТУРЫ УСИЛИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Предварительное напряжение

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ АРМАТУРЫ УСИЛИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Предварительное напряжение арматуры принимают не более для арматуры классов : • А 600, А 800, А 1000 — • Вр1200 -Вр1500, К 1400, К 1500 — • Для любых классов арматуры — 17 1

ПОТЕРИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Две группы потерь. Первые потери — до передачи усилий обжатия на бетон; Вторые потери — после передачи усилий обжатия на бетон. 17 2

Первые потери предварительного напряжения: • От релаксации предварительных напряжений в арматуре; • От температурного перепада при термической обработке; • От деформации стальной формы (упоров) при неодновременном натяжении арматуры; • От деформации анкеров (при натяжении на упоры и на бетон). 17 3

Вторые потери предварительного напряжения • От усадки бетона; • От ползучести бетона. 17 4

От релаксации предварительных напряжений в арматуре • Для классов А 600, А 800, А 1000 при способе натяжения: – Механическом — – Электротермическом — • Для классов Вр1200 -Вр1500, К 1400, К 1500 при способе натяжения: – Механическом — – Электротермическом — 17 5

От температурного перепада 17 6

От деформации стальной формы (упоров) при неодновременном натяжении арматуры 17 7

От деформации анкеров (при натяжении арматуры на упоры) 17 8

От деформации анкеров (при натяжении арматуры на бетон) 17 9

От усадки бетона 17 10

От ползучести бетона 17 11

Схема усилий предварительного напряжения арматуры в поперечном сечении железобетонного элемента 17 12

• ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ АРМАТУРЫ 17 13

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ АРМАТУРЫ Предварительное напряжение в бетоне σbp при передаче усилия предварительного обжатия P(1) не должен превышать: – если напряжения уменьшаются или не изменяются при действии внешних нагрузок – 0, 9 Rbp; – если напряжения увеличиваются при действии внешних нагрузок – 0, 7 Rbp. Если σbp

• ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ АРМАТУРЫ 17 15

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ АРМАТУРЫ 17 16

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ АРМАТУРЫ 17 17

Предварительное натяжение арматуры

Способ предварительного натяжения арматуры применяют как в сборных, так и в монолитных конструкциях и сооружениях. В монолитном исполнении с предварительным натяжением арматуры бетонируют пролетные строения мостов, большепролетные балки и плиты перекрытий, контурные элементы оболочек и куполов, резервуары, подкрановые балки, высотные сооружения и др. Так, железобетонный монолитный ствол Останкинской телебашни выполнен с предварительным натяжением вертикальной пучковой арматуры.

Из двух способов натяжения арматуры – на упоры и на бетон – в монолитном строительстве распространен последний (рис. 4.24).

Для пропуска арматуры, напрягаемой на бетон, в нем устраивают специальные каналы. С этой целью перед бетонированием в опалубку устанавливают каналообразователи в форме стальных труб или резиновые шланги с проволочным сердечником, которые обычно остаются в бетоне.

По достижении бетоном проектной прочности через каналы протягивают арматуру в виде пучков высокопрочной проволоки или стальных канатов. Натягивают арматуру гидравлическими домкратами одиночного или двойного действия. Гидродомкраты одиночного действия создают усилия в 60, 80, 150 тс.

Для защиты напряженной арматуры от коррозии в каналы нагнетают цементный раствор марки М300.

Для предварительного напряжения цилиндрических конструкций: силосов, резервуаров и т. п. применяют специальные навивочные машины (рис. 4.25). Они обтягивают высокопрочной проволокой стенки сооружения снаружи, создавая в конструкции предварительное напряжение бетона. Для защиты от коррозии арматура после навивки штукатурится или покрывается слоем торкрет-бетона.

Рис. 4.24. Способы закрепления арматурных стержней при их натяжении: а – с «высаженной» (раздавленной) головкой; б – с приваренными коротышами; в – с хомутом; 1 – арматурный стержень; 2 – упор
Рис. 4.25. Навивочная машина АНМ-5 для натяжения проволочной арматуры на стены железобетонных резервуаров: 1 – стена резервуара; 2 – навитая арматура; 3 – навивочное устройство; 4 – тяговая цепь; 5 – тележка; 6 – поворотная стрела

Источник: Технология строительных процессов. Снарский В.И.

Почему Prestress?

Типы, преимущества и история предварительно напряженного бетона.

Абдул Хан

Чем больше, тем лучше, как сказали бы многие представители строительной и мостовой промышленности, и это, безусловно, верно в отношении сборных железобетонных изделий. Стальные арматурные стержни добавляют большую прочность крупным бетонным изделиям, но сама по себе арматура не может обеспечить прочность на разрыв, необходимую для сборных железобетонных изделий, которые растягиваются на большую длину. Есть немного волшебства, которое придает достаточную силу этим огромным изделиям, и это называется предварительным напряжением.

Развитие

Чтобы передать представление о том, как работает предварительное напряжение, представьте бочку, сделанную из деревянных клепок и металлических лент. По крайней мере, так Т.Ю. Лин, профессор гражданского строительства Калифорнийского университета, описал это во вступительной главе своей книги «Проектирование предварительно напряженных бетонных конструкций».

Лин говорит, что основной принцип предварительного напряжения применялся в строительстве, возможно, столетия назад, когда веревки или металлические ленты наматывались на деревянные посохи, образуя бочку (см. Рис. 1).Когда ленты были затянуты, они находились под предварительным напряжением растяжения, которое, в свою очередь, создавало предварительное напряжение сжатия между стойками и позволяло им противостоять кольцевому натяжению, создаваемому внутренним давлением жидкости. Другими словами, ленты и стойки были предварительно напряжены до того, как они подверглись какой-либо служебной нагрузке.

Говоря более формально, предварительное напряжение означает преднамеренное создание постоянных напряжений в конструкции или сборке для улучшения ее поведения и прочности в различных условиях эксплуатации.

Предварительно напряженные арматуры (обычно из высокопрочных стальных тросов или стержней) используются для создания зажимной нагрузки, которая создает сжимающее напряжение для компенсации растягивающего напряжения, которое бетонный сжимающий элемент в противном случае испытал бы из-за изгибающей нагрузки (см. Рисунок 2).

Классификация и типы

Конструкции из предварительно напряженного железобетона можно классифицировать по ряду направлений в зависимости от их особенностей конструкции и конструкции. Следующие типы предварительного напряжения могут быть выполнены тремя способами: предварительно напряженный бетон и связанный и несвязанный предварительно напряженный бетон.

Бетон с предварительным напряжением. Предварительно натянутый бетон заливается вокруг уже натянутых арматурных элементов. Этот метод обеспечивает хорошее сцепление между арматурой и бетоном, которое защищает арматуру от коррозии и позволяет напрямую передавать напряжение. Затвердевший бетон прилипает к стержням и сцепляется с ними, а когда напряжение снимается, оно передается бетону в виде сжатия за счет статического трения. Однако для этого требуются прочные точки крепления, между которыми должно быть растянуто сухожилие, и поэтому сухожилие обычно образует прямую линию.

Большинство предварительно напряженных железобетонных изделий изготавливаются на заводе и должны быть доставлены на строительную площадку, что ограничивает их размер. Примерами изделий с предварительным натяжением являются элементы балконов, перемычки, колонны, массивные плиты, пустотелые плиты, тройники, стены, сэндвич-панели, балки ригелей, двутавровые балки, балки с балками и фундаментные сваи.

Связанный бетон после растяжения. Связанный бетон после растяжения — это описательный термин, обозначающий метод сжатия после заливки бетона и процесса отверждения (на месте).Бетон заливается вокруг изогнутых каналов из пластика, стали или алюминия, которые размещаются в области, где в бетонном элементе может возникнуть напряжение. Перед заливкой бетона через воздуховоды вылавливают связки. После затвердевания бетона арматура натягивается гидравлическими домкратами, которые воздействуют на бетонный элемент. Когда сухожилия достаточно растянуты, в соответствии с проектными спецификациями, они закрепляются в нужном положении и сохраняют натяжение после снятия домкратов, передавая давление на бетон.Затем отверстия воздуховодов заливаются раствором для защиты жилы от коррозии.

Этот метод обычно используется для создания монолитных плит для строительства домов в местах, где обширные почвы создают проблемы для типичного фундамента по периметру. Все напряжения от сезонного расширения и сжатия нижележащего грунта принимаются на всю напряженную плиту, которая поддерживает здание без значительного прогиба.

Пост-напряжение также используется при строительстве различных мостов, как после затвердевания бетона после опоры с помощью опалубки, так и при сборке сборных секций, как в сегментном мосту.Преимущества этой системы перед постнатяжением без скрепления:

  • Значительное снижение требований к традиционной арматуре
  • Сухожилия можно легко «сплести», что позволяет использовать более эффективный подход к проектированию.
  • Более высокий предел прочности за счет связи между прядью и бетоном
  • Нет долгосрочных проблем с сохранением целостности анкера / тупика

Несвязанный бетон после растяжения. Бетон с последующим натяжением без сцепления отличается от бетона с последующим натяжением со связующим тем, что обеспечивает каждому отдельному кабелю постоянную свободу движения относительно бетона.Для этого каждое отдельное сухожилие покрывается смазкой и пластиковой оболочкой, сформированной в процессе экструзии. Передача напряжения на бетон достигается за счет воздействия стального троса на стальные анкеры, встроенные по периметру плиты.

Недостатком по сравнению с последующим натяжением со связующим является тот факт, что кабель может разрушиться и вырваться из плиты в случае повреждения (например, во время ремонта плиты). Преимущества этой системы по сравнению со склеенным дополнительным натяжением:

  • Возможность индивидуальной регулировки тросов в зависимости от плохих полевых условий
  • Устранение пост-напряжения цементного раствора
  • Способность разрушать сухожилия перед попыткой ремонта

Материалы

Согласно AASHTO, предварительно напряженная арматура должна быть высокопрочной семипроволочной прядью, высокопрочной стальной проволокой или прутками из высокопрочного сплава той марки и типа, которые указаны инженером-проектировщиком.Семипроводная прядь без покрытия должна соответствовать требованиям AASHTO M 203 (ASTM A 416). Дополнение S1 (низкая релаксация) применяется, если указано.

Для предварительно напряженных работ обычно требуется более прочный бетон, чем для армированных работ. Современная практика требует минимальной 28-дневной прочности цилиндра 5 000 фунтов на квадратный дюйм. Предварительно напряженный бетон требует высокой прочности по нескольким причинам. Во-первых, с целью минимизации затрат коммерческие анкерные крепления для предварительно напряженной стали всегда проектируются для высокопрочного бетона.Следовательно, более слабый бетон либо потребует специальных анкеровок, либо может разрушиться под действием предварительного напряжения. Кроме того, бетон с высокой прочностью на сжатие обеспечивает высокое сопротивление растяжению и сдвигу, а также сцепление и опору, и желателен для предварительно напряженных бетонных элементов, различные части которых подвергаются более высоким напряжениям, чем обычный железобетон.

Еще одним фактором является то, что высокопрочный бетон менее склонен к образованию усадочных трещин. Он также имеет более высокий модуль упругости и меньшую деформацию ползучести, что приводит к меньшим потерям предварительного напряжения в стали.

Преимущества предварительно напряженного бетона

Предварительно напряженный бетон — один из самых надежных, долговечных и широко используемых строительных материалов в строительстве и строительстве мостов во всем мире. Компания внесла значительный вклад в строительную отрасль, промышленность по производству сборного железобетона и цементную промышленность в целом. Это привело к огромному количеству структурных применений, включая здания, мосты, фундаменты, гаражи, водонапорные башни, ядерные реакторы, телебашни и морские буровые платформы.

К преимуществам предварительно напряженного бетона можно отнести:

  • Меньшая стоимость строительства
  • Более тонкие плиты, которые особенно важны в многоэтажных зданиях, где снижение толщины пола может привести к созданию дополнительных этажей по той же или меньшей цене.
  • Меньшее количество стыков, так как расстояние, на которое могут быть натянуты плиты после натяжения, превышает расстояние для армированной конструкции той же толщины.
  • Более длинные пролеты увеличивают полезную свободную площадь пола в зданиях и парковочных сооружениях
  • Меньшее количество стыков приводит к снижению затрат на техническое обслуживание в течение расчетного срока службы конструкции, поскольку стыки являются основным источником слабых мест в бетонных зданиях.

История предварительного напряжения

Искусство предварительного напряжения бетона развивалось на протяжении многих десятилетий и из многих источников, но мы можем указать на несколько избранных примеров в истории, которые привели к появлению этой технологии.

В Соединенных Штатах инженер Джон Роблинг в 1841 году основал фабрику по производству канатов из железной проволоки, которую он сначала продал, чтобы заменить канат из конопли, используемый для подъема автомобилей по железной дороге в центральной Пенсильвании. Позже Роблинг использовал стальные тросы в качестве подвесных тросов для мостов и разработал технику скручивания тросов на месте.

В 19 веке дешевое производство чугуна и стали, в сочетании с изобретением портландцемента в 1824 году, привело к развитию железобетона. В 1867 году французский садовник Жозеф Монье запатентовал метод укрепления тонких бетонных цветочных горшков путем встраивания в бетон металлической проволочной сетки. Позже Монье применил свои идеи к патентам на здания и мосты.

Использование швейцарским инженером Робертом Майяром железобетона с 1901 года произвело революцию в строительном искусстве.Майяр, все главные мосты которого расположены в Швейцарии, был первым дизайнером, который полностью нарушил традицию каменной кладки, придав бетону формы, технически соответствующие его свойствам — но визуально удивительные. Его радикальное использование железобетона произвело революцию в конструкции арочного моста из каменной кладки.

Идея предварительного напряжения бетона была впервые применена Эженом Фрейссине, французским инженером-строителем, в 1928 году в качестве метода преодоления естественной слабости бетона при растяжении.Предварительно напряженный бетон теперь можно использовать для изготовления балок, перекрытий или мостов с более длинным пролетом, чем это практично для обычного железобетона.

Абдул Кан — директор отдела технических услуг NPCA и бывший президент ASCE — Illinois Section 2006.

Контроль растягивающего напряжения в предварительно напряженных железобетонных элементах при эксплуатационных нагрузках | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

Простая проверка чистого растягивающего напряжения

В таблице 3 показана минимальная величина эффективного предварительного напряжения ( f se , мин. ), необходимая для удовлетворения предельного напряжения 250 МПа (Δ f ps , разрешить ), указанный в коде ACI318 на основе результатов параметрического исследования, показанных на рис.6, 9 и 10. Как показано красными горизонтальными линиями на рис. 6, если величина эффективного напряжения ( f se ) больше 0,55 f pu , увеличение напряжения прядей предварительного напряжения при эксплуатационных нагрузках (Δ f ps ) во всех полных и частичных элементах PSC с прямоугольным сечением можно хорошо контролировать в пределах 250 МПа.Кроме того, как показано на рис.9, если действующее предварительное напряжение ( f se ) больше 0,5 f pu , Δ f ps также можно контролировать так, чтобы он составлял менее 250 МПа для всех случаев в перевернутых Т-образных профилях, независимо от классов прочности ненапряженной арматуры.

Таблица 3 Минимальное эффективное предварительное напряжение ( f se , мин ) для удовлетворения предельного напряжения растяжения (Δ f ps , допуск ).

Как показано на рис. 10, в случае Т-образных секций минимальное эффективное предварительное напряжение ( f se , min ) может быть определено как 0,5 f pu для всех полных членов PSC и частичных элементов PSC, за исключением частичных элементов PSC с усилением 550 МПа. Для частичных элементов PSC с арматурой 550 МПа минимальное эффективное предварительное напряжение ( f se , min ) равно 0.60 f pu для соответствия Δ f ps предел 250 МПа.

Текущий строительный кодекс ACI318-14 позволяет использовать 2/3 f y для арматурных стержней 420 и 550 МПа в качестве напряжения стали при эксплуатационных нагрузках, когда максимально допустимое расстояние ( с, , макс. ) между изгибными арматурами проверяется для надлежащего контроля трещин.Soltani et al. (2013) и Harries et al. (2012) также продемонстрировали, что 2/3 f y можно принять как напряжение в стальной арматуре при эксплуатационных нагрузках ( f s ) для сталей с высоким пределом текучести даже до 827 МПа (120 000 фунтов на кв. Дюйм). Таким образом, считается, что допустимое увеличение напряжения предварительно напряженной стали под действием рабочей нагрузки (Δ f ps , допускает ) может быть увеличено с 250 до 350 МПа в частичных элементах PSC, армированных давлением 550 МПа. ненапряженная сталь.В этом случае минимальная величина эффективного предварительного напряжения ( f se , min ) может составлять 0,5 f pu для всех частичных элементов PSC, армированных ненапряженной сталью 550 МПа.

Простой метод расчета полного растягивающего напряжения (Δ

f л.с. )

Код ACI318-14 обеспечивает максимально допустимое расстояние между изгибными арматурами ( s max ) для контроля ширины изгибной трещины при рабочей нагрузке следующим образом:

$$ s _ {\ hbox {max} } = \ eta \ left [{380 \ left ({\ frac {280} {{f_ {s}}}} \ right) — 2.5c_ {c}} \ right] \ le \ eta 300 \ left ({\ frac {280} {{f_ {s}}}} \ right) $$

(11)

, где η — коэффициент модификации для типов элементов, который составляет 1,0 для элементов RC, 2/3 для полных элементов PSC и 5/6 для частичных элементов PSC. Кроме того, f s — растягивающее напряжение ненапряженной арматуры, а Δ f ps применяется для элементов PSC вместо f s Стоимость .Однако, если Δ f ps меньше 140 МПа, нет необходимости проверять максимальное расстояние ( с макс ) между изгибными арматурами даже для элементов PSC класса C. Как упоминалось выше, текущий код ACI318-14 разрешает использовать 2/3 f y (≈ 370 МПа) для f s в формуле. (11) даже для элементов RC с усилением Grade 80 ( f y = 550 МПа), поэтому тот же принцип можно применить к допустимому Δ f ps Значение (т.e., Δ f ps , допуск ) для частичных элементов PSC, усиленных арматурой Grade 80 ( f y = 550 МПа). Таким образом, это исследование предполагает, что Δ f ps , допускает может составлять 350 МПа для частичных элементов PSC с 550 МПа из непрессованных сталей, в то время как это составляет 250 МПа для полных элементов PSC и частичных элементов PSC. армирован непрессованной сталью 420 МПа.На рисунке 13 показано сравнение максимальных расстояний между изгибными арматурами ( с, , , макс. ), рассчитанных по формуле. (11) от толщины крышки ( c c ), где также представлено влияние типов стержней и класса ненагруженной арматуры. За исключением некоторых случаев частичных элементов PSC, армированных ненапряженной сталью 420 МПа, имеющих глубину бетонного покрытия более 60 мм, или полных элементов PSC, имеющих глубину бетонного покрытия более 120 мм, допустимые расстояния между растягивающими арматурами всегда были меньше в элементах PSC. чем в членах РК.В частности, допустимое расстояние между растягивающими арматурами в элементах PSC, армированных ненапряженной арматурой 550 МПа, всегда меньше, чем у арматуры, армированной ненапряженной арматурой 420 МПа.

Рис. 13

Максимально допустимое расстояние между изгибной арматурой.

Как показано в Таблице 3, когда эффективное предварительное напряжение ( f se ) больше 0,50 f pu , что было бы в случае большинства элементов PSC, увеличение напряжения предварительно напряженных прядей (Δ f ps ) во всех полных элементах PSC (PPR = 100%) удовлетворяет пределу напряжений 250 МПа (Δ f ps , допускает ), указанным в ACI318-14.Как упоминалось выше, в частичных элементах PSC (PPR ≥ 50%) с эффективным предварительным напряжением ( f se ) более 0,50 f pu , максимально допустимое напряжение напрягаемой пряди при рабочей нагрузке (Δ f пс , допускает ) составляет 250 МПа, если используется сталь 420 МПа, и 350 МПа, если сталь 550 МПа. используется. Однако, чтобы удовлетворить предел напряжений 250 МПа (Δ f ps , допускает ) в частичных элементах PSC (PPR ≥ 50%) с непрессовой сталью 550 МПа, эффективное предварительное напряжение ( f se ) должно быть больше 0.55 f pu , 0,60 f pu и 0,50 f pu для прямоугольного, Т-образного и IT-образного сечения соответственно. Таким образом, очень важно применять правильную величину эффективного предварительного напряжения ( f se ), чтобы удовлетворить предел напряжений (Δ f ps , допуск ) для эксплуатационной конструкции элементов PSC.Если Δ f ps Однако значение меньше предела напряжения (Δ f ps , разрешает ), нет необходимости использовать максимальное значение Δ f ps (т.е. Δ f ps , допускает ) в уравнении. (11) для расчета максимального расстояния между изгибающимися арматурами ( с, , , макс. ). В этом случае Δ f ps Значение можно использовать как f s в формуле.(11), с помощью которых могут быть достигнуты более экономичные конструкции. Однако, как упоминалось выше, для оценки Δ f ps необходимо провести анализ сечения с трещинами, который требует сложных итерационных расчетов (Lee and Kim 2011; ACI Committee 318 2014). членов PSC класса C. Таким образом, это исследование также было направлено на предложение простого метода оценки Δ f ps для членов PSC класса C.

На рисунке 14 показано напряжение момента-связки ( M — f p ) кривой элемента PSC класса C, который имеет трещины при рабочих нагрузках, и напряжение в предварительно напряженной стали в момент растрескивания при изгибе ( f p , cr ) можно рассчитать следующим образом:

$$ f_ {p, cr} = f_ {se} + n \ frac {{M_ {cr} e}} {{I_ {g}}} = f_ {se} + \ frac {{E_ {p} }} {{E_ {c}}} \ frac {{M_ {cr} e}} {{I_ {g}}} $$

(12)

Рис.14

Концепция простого метода расчета Δ f ps.

Кроме того, элемент PSC класса C обычно демонстрирует нелинейное поведение после растрескивания при изгибе и подвергается значительному снижению жесткости после растрескивания при изгибе. Таким образом, как показано на рис. 14, если кривая поведения поперечного момента-связующего напряжения предполагается линейной в области после растрескивания, напряжение в предварительно напряженной стали при рабочих нагрузках ( f p , service ) можно рассчитать следующим образом:

$$ f_ {p, service} = \ frac {{M_ {service} — M_ {cr}}} {{M_ {n} — M_ {cr}}} \ left ({f_ {ps} — f_ {p, cr}} \ right) + f_ {p, cr} $$

(13)

Затем чистое увеличение растягивающего напряжения предварительно напряженных прядей (Δ f ps ) можно рассчитать следующим образом:

$$ \ Delta f_ {ps} = f_ {p, service} — f_ {dc} $$

(14)

Для дальнейшего упрощения расчета Δ f ps , оба f p , cr и f dc в уравнениях.(13) и (14) можно приблизительно представить как f se и уравнение. (14) тогда принимает вид:

$$ \ Delta f_ {ps} = \ frac {{{2 \ mathord {\ left / {\ vphantom {2 3}} \ right). \ kern-0pt} 3} M_ {n} — M_ {cr}}} {{M_ {n} — M_ {cr}}} \ left ({f_ {ps} — f_ {se}} \ right) $$

(15)

Код ACI318-14 представляет собой упрощенный метод расчета предельного напряжения растяжения предварительно напряженных прядей ( f ps ) следующим образом:

$$ f_ {ps, ACI} = f_ {pu} \ left \ {{1 — \ frac {{\ gamma_ {p}}} {{\ beta_ {1}}} \ left ({\ rho_ {p} \ frac {{f_ {pu}}} {{f_ {c} ‘}} + \ frac {{d_ {s}}}} {{d_ {p}}} \ frac {{f_ {y}}} {{f_ {c} ‘}} \ left ({\ rho_ {s} — \ rho_ {s}’} \ right)} \ right)} \ right \} $$

(16)

где γ p — коэффициент, используемый для типа предварительно напряженной арматуры, β 1 — коэффициент глубины эквивалентного прямоугольного блока напряжений сжатия до глубины нейтральной оси, а ρ ′ с — степень усиления при сжатии.Для практического применения, если предельное напряжение прядей предварительного напряжения ( f ps , ACI ), рассчитанное по формуле. (16) и соответствующий ему момент изгиба секции ( M n , ACI ) подставляются в уравнение. (15) упрощенное чистое растягивающее напряжение предварительно напряженных прядей (Δ f ps , ACI ) можно выразить следующим образом:

$$ \ Delta f_ {ps, ACI} = \ frac {{{\ raise0.7ex \ hbox {$ 2 $} \! \ Mathord {\ left / {\ vphantom {2 3}} \ right. \ Kern-0pt} \! \ Lower0.7ex \ hbox {$ 3 $}} M_ {n, ACI} — M_ {cr}}} {{M_ {n, ACI} — M_ {cr}}} \ left ({f_ {ps, ACI} — f_ {se}} \ right) — \ kappa f_ {se} \ le \ Delta f_ {ps, allow} $$

(17)

, где κ — калибровочный коэффициент, который составляет 0,03 для прямоугольных профилей и 0,05 для T- или IT-образных профилей. На рисунке 15 показано сравнение Δ f ps , ACI для секций класса C при эксплуатационных нагрузках, оцененных по формуле.(17) и полученные из нелинейного анализа изгиба (Δ f ps ). Чистое растягивающее напряжение предварительно напряженных прядей (Δ f ps , ACI ), полученное из уравнения. (17) предоставили более консервативные результаты анализа по сравнению с результатами нелинейного анализа изгиба. Упрощенное чистое растягивающее напряжение (Δ f ps , ACI ), оцененное по формуле. (17) показали довольно хороший уровень точности примерно до 250 МПа, тогда как различия между Δ f пс , ACI и Δ f пс увеличивается при Δ f ps больше 250 МПа.Это, конечно, связано с допущениями, введенными для упрощения процесса расчета. Тем не менее, упрощенное уравнение, предложенное в этом исследовании, предназначено для целей проектирования, и все Δ f ps Значения , вычисленные с помощью простого уравнения, являются консервативными, что означает, что его можно использовать в качестве полезного альтернативного метода для целей проектирования.

Рис. 15

Сравнение результатов анализа простым и подробным методом.

На рисунке 16 показана блок-схема для расчета максимально допустимого расстояния между изгибной арматурой ( s, , , макс. ) для конструкции контроля трещин в элементах PSC, предложенных в этом исследовании. После выполнения анализа упругости для секции PSC, если напряжение в предварительно сжатом волокне с экстремальным растяжением при рабочих нагрузках ( f b ) относится к категории класса C, расчетное эффективное предварительное напряжение ( f se ) затем сравнивается с минимально необходимым эффективным предварительным напряжением ( f se , min ), представленным в таблице 3.Если минимально необходимое условие эффективного предварительного напряжения удовлетворяется, т. Е. f se ≥ f se , min , уравнение. (17) можно использовать для расчета Δ f ps , ACI , и если Δ f ps , ACI не превышает 140 МПа, нет необходимости проверять расстояние между растягивающими арматурами для конструкции контроля трещин. С другой стороны, если Δ f ps , ACI превышает 140 МПа, максимальное расстояние между изгибной арматурой ( s max ) можно рассчитать, подставив Δ f ps , допуск или Δ f ps , ACI into f s в формуле.(11), и шаг арматуры на изгиб ( s ) может быть затем определен как не превышающий максимальное расстояние ( s max ), где Δ f ps , разрешить может принимается равным 250 МПа для полных элементов PSC или частичных элементов PSC из ненапряженной стали 420 МПа и 350 МПа для частичных элементов PSC из ненапряженной стали 550 МПа. Если минимально необходимое условие эффективного предварительного напряжения не выполняется, т. Е., ф se < f se , min , однако следует выполнить детальную проверку с помощью анализа сечения с трещинами или, при необходимости, изменить дизайн сечения.

Рис. 16

Процедура определения максимального шага арматуры при изгибе ( с макс ).

Каковы преимущества предварительно напряженного бетона перед железобетонным? — MVOrganizing

В чем преимущества предварительно напряженного бетона перед железобетонным?

Удобство обслуживания и прочность

  • Уменьшает возникновение трещин.
  • Прочность при замораживании и оттаивании выше, чем у не напряженного бетона.
  • Профиль не имеет трещин при эксплуатационных нагрузках.
  • Снижение коррозии стали.
  • Повышение прочности.
  • Используется вся секция.
  • Более высокий момент инерции (более высокая жесткость)

Что лучше предварительно напряженный бетон или железобетон?

Массивные и тяжелые железобетонные балки больше подходят в ситуациях, когда вес важнее прочности.Балки из предварительно напряженного бетона очень подходят для больших нагрузок и длинных пролетов. Они тонкие, и их легко можно найти в художественной обработке. При рабочих нагрузках трещины не возникают.

Каковы преимущества метода предварительно напряженного бетона?

Преимущества предварительно напряженного бетона:

  • Элементы из предварительно напряженного бетона не имеют трещин, а их устойчивость к ударам, ударам и напряжениям выше, чем у железобетонных конструкций.
  • Долговечность предварительно напряженной конструкции выше, чем у RC-конструкции, потому что на арматуру не влияют внешние факторы.

В чем недостатки предварительно напряженного бетона?

Недостатки предварительно напряженного бетона

  • Для предварительно напряженного бетона требуется качественный плотный бетон высокой прочности.
  • Для него требуется высокопрочная сталь, которая в 2,5–3,5 раза дороже, чем низкоуглеродистая сталь.
  • Процесс предварительного напряжения требует сложного натяжного оборудования и анкерных устройств.

Каков принцип предварительно напряженного бетона?

Принцип, лежащий в основе преднапряженного бетона, заключается в том, что сжимающие напряжения, создаваемые арматурой из высокопрочной стали в бетонном элементе до приложения нагрузок, уравновешивают растягивающие напряжения, возникающие в элементе во время эксплуатации.

Какое применение предварительно напряженный бетон?

Применение предварительно напряженного бетона

  • Мосты длиннопролетные.
  • Высотные дома.
  • Плиты пустотные.
  • Балки коробчатые простые пролетные.
  • Вантовые мосты.
  • Плоский плиточный пол.

Каковы области применения пост-натяжения?

Преимущества и применение пост-натяжения

  • Уменьшает или устраняет растрескивание при усадке, поэтому стыки не требуются или требуется меньше стыков.
  • Трещины, которые образуются, плотно прилегают друг к другу.
  • Позволяет сделать плиты и другие конструктивные элементы тоньше.
  • Позволяет строить плиты на обширных или мягких грунтах.

Что лучше предварительного и последующего натяжения?

Этот метод разработан благодаря склеиванию бетона и стальной арматуры. Этот метод разработан благодаря подшипнику. Предварительное натяжение предпочтительнее, если конструктивный элемент небольшой и его легко транспортировать.Последующее натяжение предпочтительнее, если конструктивный элемент тяжелый.

Что такое железобетон?

Железобетон, бетон, в который сталь встроена таким образом, что два материала действуют вместе, оказывая сопротивление. Арматурная сталь — стержни, стержни или сетка — поглощает растягивающие, сдвиговые, а иногда и сжимающие напряжения в бетонной конструкции.

В чем преимущества железобетона?

Преимущества железобетона Железобетон имеет высокую прочность на сжатие по сравнению с другими строительными материалами.Благодаря предусмотренной арматуре железобетон также может выдерживать большое количество растягивающих напряжений. Огнестойкость и атмосферостойкость железобетона удовлетворительная.

Каковы три преимущества железобетона?

Преимущества железобетона

  • Прочность. Железобетон имеет очень хорошую прочность как на растяжение, так и на сжатие.
  • Экономичный. Бетонные компоненты широко доступны по всему миру и недороги.
  • Универсальность.
  • Прочность.
  • Огнестойкость.
  • Пластичность.
  • Сейсмостойкость.
  • Легкость конструкции.

Для чего нужен железобетон?

Железобетон используется для крупномасштабного строительства, например мостов, плотин, опор, высотных зданий и стадионов. Чаще всего он используется в домашнем строительстве для оснований и фундаментов небольших жилых домов.

Альтернативная вертикальная стальная арматура в предварительно напряженных бетонных балках

Аннотация

Департамент транспорта Техаса (TxDOT) широко использует двутавровые балки из предварительно напряженного бетона для строительства мостов.В настоящее время стандарт TxDOT на двутавровую балку из предварительно напряженного бетона допускает замену сварной проволочной сетки равной площади на традиционные стандартные стальные стержни, используемые в качестве вертикальной стальной арматуры. Однако никаких подробностей, гарантирующих стандартизацию этой разрешенной замены, не приводится. Обычная практика состоит в том, чтобы просто сделать замену один к одному, используя деформированную проволоку для каждого обычного деформированного стержня. В Техасском техническом университете (TTU) был проведен исследовательский проект по изучению поведения WWF как вертикальной стальной арматуры, в частности, способности крепления WWF.Кроме того, были предложены альтернативные детали вертикальной стальной арматуры с использованием упрощенной стальной зоны и стальной зоны эквивалентной прочности WWF. Результаты этого исследования представлены в данной работе. WWF состоит из деформированной проволоки в поперечном направлении и гладкой проволоки в продольном направлении, сваренных на каждом пересечении с использованием процедуры контактной сварки сопротивлением для формирования плоских листов WWF. Эти плоские листы WWF сгибаются в желаемые формы и размещаются как блоки.Арматура с вертикальным сдвигом должна быть правильно закреплена на концах, чтобы иметь возможность развивать ее расчетную прочность на сдвиг в пять раз. Две продольные гладкие проволоки, приваренные к каждой вертикальной опоре детали WWF и разнесенные по вертикали на расстоянии двух дюймов друг от друга, предназначены для развития такого поведения анкеровки. Эта деталь требует, чтобы две продольные проволоки и их сварные швы могли должным образом закреплять вертикальные проволоки. Эта деталь анкерного крепления с двумя поперечными проволоками в WWF использовалась в нескольких других подобных приложениях.Однако есть некоторые различия между этими аналогичными приложениями и деталями предварительно напряженной двутавровой балки Техаса. Одной из основных целей этой исследовательской работы было изучение эффективности этой детали крепления. Текущая деталь вертикального армирования TxDOT для двутавровых балок на концах состоит из стержней диаметром 1/2 дюйма (№ 4) с интервалом 4 дюйма, называемых стержнями «R», и стержней диаметром 5/8 дюйма (№ 5 ) с интервалом 4 дюйма, названные «S» стержнями. Оба этих набора стержней должны быть 60-го класса.В этом проекте также изучалась упрощенная альтернатива WWF армирования, состоящая из использования проволоки аналогичного диаметра, обеспечивающей такую ​​же площадь стальной поверхности. Этот упрощенный подход имеет преимущество в снижении стоимости производства сепараторов WWF из-за того, что во время производственного процесса необходимо подавать проволоку только одного диаметра. В дополнение к этой альтернативной вертикальной стальной арматуре было изучено еще одно предложение по армированию. Была предложена замена равной прочности с использованием проволоки Grade 80 с меньшей площадью таким образом, чтобы общая прочность, развиваемая вертикальной арматурой WWF, была такой же, как и у традиционной арматуры с использованием No.Слитки 5 и № 4 марки 60. Это изменение в политике позволит использовать более высокий предел текучести, характерный для материалов WWF, что приведет к уменьшению площади стали и связанному с этим снижению стоимости. Наконец, с появлением высокоэффективного бетона прочность бетона, возможно, используемого в двутавровых балках TxDOT, увеличилась с 5000 фунтов на квадратный дюйм до 10000 фунтов на квадратный дюйм. Из-за этого сдвига прочность бетона также была еще одним параметром исследования, рассматриваемым в этом исследовании. Чтобы изучить эффективность замены стали WWF при конкретном использовании вертикальной стальной арматуры в двутавровых балках TxDOT, в лаборатории структурных испытаний Техасского технологического университета (TTU) было проведено 14 натурных испытаний.Используемые диапазоны прочности бетона составляли 5 000–7 000 фунтов на квадратный дюйм для нормальной прочности бетона и 10 000–12 000 фунтов на квадратный дюйм для высокопрочного бетона. Балки были испытаны, чтобы определить их отказоустойчивую нагрузку. Результаты этого исследования были использованы для формулирования рекомендаций о текущей политике TxDOT по использованию WWF в качестве арматуры вертикального сдвига.

% PDF-1.4 % 1 0 объект > поток 2021-10-31T04: 42: 59-07: 002019-08-28T10: 23: 59-04: 002021-10-31T04: 42: 59-07: 00Acrobat PDFMaker 15 для Worduuid: 5ecbb804-c288-41f3-8786- 3adff92bef17uuid: 738e9e9a-deeb-4562-8b99-b57b8922a2e5uuid: 5ecbb804-c288-41f3-8786-3adff92bef17

  • 40
  • сохраненный xmp.iid: 7EB823455AD5E911B82EA0DDD7EEDB112019-09-12T18: 08: 49 + 05: 30 Adobe Bridge CS6 (Windows) / метаданные
    • application / pdf
  • Kirti Choudhary
  • Saleem Akhtar
    • iText 4.2.0 от 1T3XTD: 2010
    PPI конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > поток xXn6SV + Q @ g2.Q, Wbv 졤 1 @ T

    Предварительно напряженная приповерхностная армированная волокном полимерная арматура для бетонных конструкций — обзор

    Цитируется по

    1. Оценка стыков внахлестку в стержнях NSM FRP для модернизации RC-элементов

    2. BETONARME YAPILARIN GÜÇLENDİRİLMESİNDE FRP KOMPOZİTLERİNİRİLMESİNDE FRP KOMPOZİTLERİN Ж / б балки, усиленные призмами из предварительно напряженного бетона NSM CFRP

    4. Роль FRP в развитии устойчивой инфраструктуры — обзор

    5. Самоподпрессованный бетонный композит со сплавом с памятью формы

    6. Перераспределение моментов и характеристики изгиба непрерывных тавровых балок RC, усиленных с помощью NSM FRP или стальных стержней

    7. Поведение бетонной балки при изгибе, усиленной предварительным напряжением NSM, стальными стержнями с винтовой резьбой

    8. Быстрое термическое последующее натяжение поврежденных железобетонных балок с несвязанной приповерхностной формой (NSM) NiTiNb -память сплавов проволоки

    9. Характеристики, проблемы и возможности усиления железобетонных конструкций с помощью стеклопластика — современный обзор

    10. Испытания на заливку и вырыв предварительно напряженных прядей полого типа для системы внутреннего усиления

    11. Экспериментальное исследование сдвигового упрочнения критических на сдвиг железобетонных балок с использованием полос из сплава с памятью формы на основе железа

    12. Усиление железобетонных балок с помощью полимерных композитов, армированных волокном: обзор

    13. Нелинейное моделирование железобетонных балок, модифицированных приповерхностными сплавами с памятью формы на основе железа

    14. Приповерхностная система упрочнения после натяжения железобетонных балок с изменениями состояния бетона

    15. Усталость Поведение бетонной балки с предварительно напряженной приповерхностной арматурой из углепластика в зависимости от прочности и развернутой длины

    16. Реакция на изгиб железобетонных балок, усиленных приповерхностными полосами из сплава с памятью формы на основе железа

    17 . Усиливающий эффект сухожилия из углепластика, монтируемого у поверхности, на железобетонной балке

    18. Усиление бетонной коробчатой ​​балки, прошедшей предварительное натяжение 20 лет назад, с помощью двухслойных предварительно напряженных стальных тросов

    19. Состояние Практика строительства мостов в Корее

    20. Потеря предварительного напряжения после натяжения приповерхностного армированного углеродным волокном полимера для упрочнения мостов

    21. Усталостные характеристики железобетонных балок, усиленных с помощью собственного -прессованные сплавы на основе железа с памятью формы

    22. Характеристики железобетонных балок, усиленных самопредварительно напряженными стержнями из Fe-SMA, подверженных циклам замораживания-оттаивания и длительной нагрузке

    23. Укрепление моста с использованием пост-натянутого приповерхностного армированного углеродным волокном полимера в многослойном исполнении. Опасная среда

    24. Экспериментальное исследование поведения при изгибе плит из гранитного камня с закрепленными у поверхности стержнями из углепластика и винтовой сталью

    25. Самопредпрессование с использованием Fe-SMA для упрочнения железобетонных балок на изгиб

    27. Поведение при изгибе железобетонных балок, усиленных предварительно напряженным стержнем из углепластика NSM с использованием новой системы предварительного напряжения

    28. Предварительное напряжение стальных прядей NSM для улучшения структурных характеристик предварительно напряженных бетонных балок

    29. Полномасштабные испытания на изгиб сочлененных бетонных элементов усилены арматурой после растяжения с внутренним анкерным креплением

    30. NSM Техника предварительного напряжения из углепластика с потенциалом упрочнения для одновременного повышения грузоподъемности и пластичности

    31. Сплавы на основе железа с памятью формы для предварительно напряженного приповерхностного упрочнения железобетонных балок

    32. Численное исследование характеристик композитных анкеров для арматуры из углепластика

    33. Экспериментальные исследования поведения при разрушении поврежденного углепластика арматуры: вид разрушения и анализ отказов

    34. Характеристики изгиба железобетонных балок, усиленных предварительно напряженной приповерхностной арматурой FRP

    35. Функциональные характеристики мостовых балок, усиленных с помощью пост-натянутого приповерхностного армированного углеродным волокном полимера

    36. Влияние коррозионных повреждений на эксплуатационные характеристики мостовых балок, усиленных с помощью полос NSM CFRP с последующим натяжением

    37. Растяжение ползучесть конструкционного эпоксидного клея: экспериментальная и аналитическая характеристика

    38. Усиление ж / б балок с использованием предварительно напряженных полимеров, армированных волокном — обзор

    39. Влияние длительной нагрузки и воздействия замораживания-оттаивания на железобетонные балки, усиленные предварительно напряженными полосами NSM-CFRP

    40. Конфигурация анкеровки для пост-натянутых балок из углепластика NSM, модернизированных мостовых балок

    41. Монотонная балка после усталости RC Усиление предварительно напряженными полосами из углепластика NSM: оценка пластичности

    Пример комплексного проектирования для железобетонного моста с балками из предварительно напряженного бетона (PSC) — LRFD — Конструкции — Мосты и конструкции

    Пример комплексного проектирования моста надстройки с фермами из предварительно напряженного бетона (PSC)

    Этап проектирования 5 Проект надстройки


    Этап проектирования 5.7 Расчет на сдвиг (S5.8)

    Расчет на сдвиг в спецификациях AASHTO-LRFD основан на модифицированной теории поля сжатия. Этот метод учитывает влияние осевой силы на поведение секции при сдвиге. Угол растрескивания при сдвиге θ и постоянная сдвига β являются функциями уровня приложенного напряжения сдвига и осевой деформации сечения. На рисунке S5.8.3.4.2-1 (воспроизведенном ниже) показаны параметры сдвига.

    Рисунок S5.8.3.4.2-1 — Иллюстрация параметров сдвига для сечения, содержащего, по крайней мере, минимальное количество поперечной арматуры, V p = 0.

    Поперечная арматура (хомуты) вдоль балки показана на Рисунке 5.7-1. В Таблице 5.7-1 перечислены переменные, которые необходимо рассчитать на нескольких участках вдоль балки для анализа сдвига.

    Пример расчета сдвига на нескольких участках следует за таблицей.

    Обратите внимание, что многие уравнения содержат член V p, — вертикальный компонент силы предварительного напряжения.Так как драпированные пряди в примерах балок отсутствуют, значение V p принимается равным 0.

    Таблица 5.7-1 Анализ сдвига на различных участках

    Расст. (1)
    (футы)    		 A л.с.
    (в 2 )    		 A с (3)
    (в 2 )    		 CGS (4)
    (дюймы)    		 д д (5)
    (в.)    		 c
    (Прямоугольное поведение) (6)
    (дюймы)    		 c
    (Поведение тройника) (7)
    (дюймы)    		 д е —
    β 1 с / 2
    (дюймы)    		 0.9d e
    (дюймы)    		 d v (8)
    (дюймы)    		 В u (9)
    (тысяч фунтов)    		 В стр. (9,10)
    (тысяч фунтов)    		 v u / f ‘ c (11) M u (9,12)
    (кип-фут)    		 M u / d v
    (тысяч фунтов)
    7.00 4,90 5,375 74,13 4,06 # НЕТ 72,40 66,71 72,40 340,4 0,00 0,1088 2,241 371,4
    11,00 5,26 5,279 74,22 4,35 # НЕТ 72.37 66,80 72,37 315,1 0,00 0,1008 3 393 91 307 562,6
    16,50 5,81 5,158 74,34 4,80 # НЕТ 72,30 66,91 72,30 280,7 0,00 0,0899 4,755 789.2
    22,00 5,81 5,158 74,34 4,80 # НЕТ 72,14 66,91 72,14 246,7 0,00 0,0790 5,897 978,7
    27,50 6,73 5.000 74.50 5,55 # НЕТ 72,14 67,05 72,14 213,4 0,00 0,0685 6 821 1134,6
    33,00 6,73 5.000 68,37 5,55 # НЕТ 72,14 67,05 72.14 180,6 0,00 0,0579 7 535 1253,3
    38,50 6,73 5.000 68,37 5,55 # НЕТ 72,14 67,05 72,14 148,3 0,00 0,0476 8 063 1,341.2
    44,00 6,73 5.000 68,37 5,55 # НЕТ 72,14 67,05 72,14 116,7 0,00 0,0374 8,381 1394,1
    49,50 6,73 5.000 68.37 5,55 # НЕТ 72,14 67,05 72,14 85,7 0,00 0,0275 8,494 1412,9
    54,50 6,73 5.000 68,37 5,55 # НЕТ 72,14 67,05 72,14 118.4 0,00 0,0380 8,456 1406,5
    55,00 6,73 5.000 68,37 5,55 # НЕТ 72,14 67,05 72,14 121,3 0,00 0,0389 8,440 1403,9
    60.50 6,73 5.000 68,37 5,55 # НЕТ 72,14 67,05 72,14 153,5 0,00 0,0492 8,163 1357,8
    66,00 6,73 5.000 68,37 5,55 # НЕТ 72.14 67,05 72,14 185,7 0,00 0,0596 7 690 1279,1
    71,50 6,73 5.000 68,37 5,55 # НЕТ 72,14 67,05 72,14 217,9 0,00 0.0699 7 027 1,168,8
    77,00 6,73 5.000 68,37 5,55 # НЕТ 72,14 67,05 72,14 250,0 0,00 0,0802 6,180 1028,0
    82,50 6,73 5.000 74,50 5,55 # НЕТ 72,14 67,05 72,14 282,0 0,00 0,0905 5,158 858,0
    88,00 5,81 5,158 74,34 4,80 # НЕТ 72,30 66,91 72.30 313,8 0,00 0,1005 3 966 658,2
    93,50 5,81 (2) 14,65 5,158 75,52 8,21 # НЕТ 72,44 67,97 72,44 345,4 0,00 0,1104 -393 65.1
    99,00 4,90 (2) 14,65 5,375 75,52 8,21 # НЕТ 72,44 67,97 72,44 376,8 0,00 0,1204 -1 535 254,3
    102,50 4,90 (2) 14,65 5.375 75,52 8,21 # НЕТ 72,44 69,97 72,44 396,6 0,00 0,1267 -2,489 412,3
    Расст.
    (футы)    		 A пс f po (2,13) ​​
    (тысяч фунтов)    		 θ
    (предположить) (14)     		0.5 (В у —
    V p )
    детская кроватка θ
    (тысяч фунтов)    		 Нетто
    Force
    (тысяч фунтов)    		 ε x (15)
    (штамм)    		 Скорректировано
    ε x (16)
    (штамм)    		 θ
    (сравн.) (17)     		β (17) В с
    (тысяч фунтов)    		 Макс.Стремена
    Spcg.
    (дюймы)    		 В с
    (комп.)
    (тысяч фунтов)    		 ΦV n
    (тысяч фунтов)    		 Φ / bV n / V u Τ (18)
    (тысяч фунтов)
    7,00 926,1 22,60 408,9 -145,8 -0,000520 -0,000026 22,60 3.05 136,7 16,0 260,9 307,8 1,051967
    11,00 994,1 22,80 374,8 -56,7 -0,000190 -0,000010 22,80 3,07 137,6 18,0 229,5 317,3 1.049 1,123
    16,50 1098,1 22,33 341,7 32,8 0,000100 0,000100 24,75 2,99 133,9 21,0 179,2 305,6 1,004 1,272
    22,00 1098,1 28,66 225.7 106,3 0,000320 0,000320 28,66 2,74 122,7 20,0 158,7 311,1 1,027 1,335
    27,50 1,272,0 26,03 218,4 81,0 0,000210 0,000210 26,03 3.02 134,9 24,0 147,7 329,0 1,192 1,469
    33,00 1,272,0 28,55 165,9 147,2 0,000380 0,000380 29,53 2,68 119,7 24,0 127,4 321,2 1.232 1,495
    38,50 1,272,0 31,30 122,0 191,2 0,000500 0,000500 31,30 2,54 113,5 24,0 118,7 317,7 1,409 1,515
    44,00 1,272,0 31,30 96.0 218,1 0,000570 0,000570 32,10 2,49 111,2 24,0 115,0 316,8 1,744 1,509
    49,50 1,272,0 31,30 70,5 211,4 0,000550 0,000550 31,30 2.54 113,5 24,0 118,7 318,1 2,438 1,472
    54,50 1,272,0 32,10 94,4 228,9 0,000600 0,000600 32,10 2,49 111,2 24,0 115,0 315,8 1.720 1,525
    55,00 1,272,0 32,10 96,7 228,6 0,000600 0,000600 32,10 2,49 111,2 24,0 115,0 315,8 1,678 1,527
    60,50 1,272,0 31,30 126.2 212,0 0,000550 0,000550 31,30 2,54 113,5 24,0 118,7 316,2 1,362 1,541
    66,00 1,272,0 29,53 163,9 171,0 0,000450 0,000450 30,50 2.59 115,7 24,0 122,5 318,8 1,155 1,526
    71,50 1,272,0 27,28 208,5 105,3 0,000270 0,000270 27,85 2,85 127,3 24,0 138,1 238,9 1.097 1,500
    77,00 1,272,0 23,83 283,0 39,0 0,000100 0,000100 24,45 3,16 141,2 24,0 158,7 269,9 1.080 1,465
    82,50 1,272,0 22,33 343.2 -70,8 -0,000180 -0,000012 22,33 3,29 147,0 21,0 175,6 290,3 1,030 1,407
    88,00 1098,1 22,80 373,2 -66,7 -0,000200 -0,000012 22,80 3.07 137,4 19,0 217,3 319,2 1,017 1,229
    93,50 1098,1 (2) 30,20 296,7 361,8 0,000430 0,000430 30,20 2,56 114,8 11,0 271,6 347.8 1,007 # НЕТ
    99,00 926,1 (2) 33,65 283,0 537,3 0,000630 0,000630 33,65 2,30 103,2 8,0 326,5 386,7 1.026 # Н / Д
    102,50 926.1 (2) 35,17 281,4 693,7 0,000820 0,000820 35,81 2,19 98,2 7,0 344,3 398,3 1,004 # N / A

    Примечания:

    1. Расстояние, измеренное от средней линии концевой опоры. Показаны расчеты для диапазона 1.С точки зрения симметрии Span 2 является зеркальным отображением Span 1.
    2. Предварительно напряженная сталь находится на стороне сжатия секции в области отрицательного момента балки (область промежуточной опоры). Эта предварительно напряженная сталь игнорируется, если площадь стали в уравнении определяется как площадь стали на стороне растяжения сечения.
    3. Область непрерывного армирования, т. Е. Продольная арматура плиты перекрытия в пределах эффективной ширины полки балки в области отрицательного момента балки.
    4. Расстояние от центра тяжести натянутой стальной арматуры до крайнего растянутого волокна секции. В области положительного момента это расстояние от центра тяжести прядей предварительного напряжения до нижней части предварительно напряженной балки. В области отрицательного момента это расстояние от центра тяжести продольной арматуры плиты перекрытия до верха несущей плиты перекрытия (не учитывайте толщину общей изнашиваемой поверхности).
    5. Эффективная глубина секции равна расстоянию от центра тяжести растянутой стальной арматуры до волокна крайнего сжатия секции.В области положительного момента это расстояние от центра тяжести прядей предварительного напряжения до вершины несущей плиты перекрытия (не учитывайте толщину интегральной поверхности износа). В области отрицательного момента это расстояние от центра тяжести продольной арматуры плиты перекрытия в нижней части предварительно напряженной балки. Эффективная глубина рассчитывается как общая глубина секции (которая равна глубине сборной секции, 72 дюйма + толщина конструктивного перекрытия, 7,5 дюйма = 79.5 дюймов) минус количество, указанное в примечании (4) выше.
    6. Расстояние от волокна с крайним сжатием до нейтральной оси, рассчитанное в предположении прямоугольного поведения по формуле. S5.7.3.1.1-4. Предварительно напряженная сталь, эффективная ширина плиты и прочность на сжатие плиты учитываются в области положительного момента. В области отрицательного момента учитываются продольная арматура плиты, ширина нижней (сжатой) полки балки и прочность бетона балки.
    7. Расстояние от волокна с крайним сжатием до нейтральной оси, рассчитанное в предположении поведения Т-образного сечения по формуле.S5.7.3.1.1-3. Применимо только в том случае, если поведение прямоугольного сечения оказывается неверным.
    8. Эффективная глубина сдвига, рассчитанная с использованием S5.8.2.9.
    9. Эффекты максимальной приложенной факторной нагрузки, полученные в результате анализа нагрузки на балку.
    10. Вертикальная составляющая предварительного напряжения, равная 0,0 для прямых прядей
    11. Приложенное напряжение сдвига, v и , рассчитанное как приложенная факторная сила сдвига, деленная на произведение ширины полотна и эффективной глубины сдвига.
    12. Отображается только управляющий случай (положительный момент или отрицательный момент).
    13. В области положительного момента параметр f po принимается равным 0,7f pu для предварительно напряженной стали, как допускается S5.8.3.4.2. Это значение уменьшается в пределах длины переноса прядей, чтобы учесть отсутствие полного развития.
    14. Начальное (предполагаемое) значение угла наклона трещины сдвига θ, используемое для определения параметра ε x .
    15. Значение параметра ε x , рассчитанное по формуле. S5.8.3.4.2-1, который предполагает, что ε x имеет положительное значение.
    16. Значение параметра ε x , пересчитанное по формуле. S5.8.3.4.2-3, когда значение, рассчитанное по формуле. S5.8.3.4.2-1 — отрицательное значение.
    17. Значение θ и β, определенное из таблицы S5.8.3.4.2-1 с использованием вычисленного значения ε x и v u / f ‘ c . Эти значения определяются с использованием ступенчатой ​​функции для интерполяции между значениями в таблице S5.8.3.4.2-1.
    18. Сила в продольной арматуре, включая эффект приложенного сдвига (S5.8.3.5)
    Этап проектирования 5.7.1 — Критическое сечение для сдвига возле концевой опоры

    Согласно S5.8.3.2, где сила реакции в направлении приложенного сдвига вызывает сжатие в концевой области элемента, положение критического сечения сдвига принимается как большее из 0,5d v cot θ или d v от внутренней поверхности опоры (d v и θ измеряются в критическом сечении на сдвиг).Это требует, чтобы проектировщик сначала оценил местоположение критического участка, чтобы иметь возможность определить d v и θ, чтобы можно было определить более точное местоположение критического участка.

    На основании предварительного анализа критическое сечение около концевой опоры оценивается на расстоянии 7,0 футов от средней линии концевой опоры. Это расстояние используется для анализа и будет подтверждено после определения d v и θ.

    Шаг проектирования 5.7.2 — Расчет на сдвиг для сечения в области положительного момента

    Примеры расчетов: Сечение 7,0 футов от центральной линии концевого подшипника
    Этап проектирования 5.7.2.1 — Определение эффективной глубины сдвига, d
    v
    d v = эффективная глубина сдвига, принятая как расстояние, измеренное перпендикулярно нейтральной оси, между равнодействующими растягивающей и сжимающей сил из-за изгиба; его не нужно считать меньшим, чем большее из 0.9d e или 0,72h (S5.8.2.9)
    ч = общая глубина балки (дюймы) = глубина сборной балки + толщина конструкционной плиты = 72 + 7,5 = 79,5 дюйма (обратите внимание, что в этом расчете глубина вута не учитывалась)
    d e = расстояние от крайнего сжатого волокна до центра предварительно напряженной стали в сечении (дюймы). Из рисунка 2-6, = 79,5 — 5,375 = 74,125 дюйма

    Предполагая поведение прямоугольного сечения без сжатия стали или арматуры с умеренным растяжением, расстояние от волокна с крайним сжатием до нейтральной оси c можно рассчитать как:

    c = A пс f pu / [0.85f ′ c β 1 b + kA ps (f pu / d p )] (S5.7.3.1)
    β 1 = 0,85 для бетонной плиты 4 тыс. Фунтов на квадратный дюйм (S5.7.2.2)
    b = эффективная ширина фланца = 111 дюймов (рассчитано в разделе 2.2)

    Площадь предварительного напряжения стали на сечении = 32 (0,153) = 4,896 дюйма 2

    c = 4.896 (270) / [0,85 (4) (0,85) (111) + 0,28 (4,896) (270 / 74,125)]
    = 4,06 дюйма <толщина конструкционной плиты = 7,5 дюйма
    Предположение о том, что сечение ведет себя как прямоугольное сечение, является правильным.

    Глубина компрессионного блока, a = β 1 c = 0,85 (4,06) = 3,45 дюйма

    Расстояние между равнодействующими растягивающей и сжимающей сил из-за изгиба:
    = d e — а / 2
    = 74,125 — 3,45 / 2
    = 72.4 дюйма (1)
    0,9d e = 0,9 (74,125)
    = 66,71 дюйма (2)
    0,72h = 0,72 (79,5)
    = 57,24 дюйма (3)
    d v = наибольшее из (1), (2) и (3) = 72,4 дюйма

    Обратите внимание, что 0,72h всегда меньше двух других значений для всех секций этой балки. Это значение не показано в таблице 5.7-1 для ясности.

    Этап проектирования 5.7.2.2 — Напряжение сдвига в бетоне

    Из Таблицы 5.3-4, факторизованное напряжение сдвига в этом сечении, V u = 340,4 тысяч фунтов

    φ = коэффициент сопротивления сдвигу составляет 0,9 (S5.5.4.2.1)

    b v = ширина стенки = 8 дюймов (см. В S5.8.2.9 способ определения b v для секций с воздуховодами после натяжения и для круглых секций)

    Согласно Статье S5.8.2.9, напряжение сдвига в бетоне рассчитывается как:

    v u = (V u — φV p ) / (φb v d v ))
    = (340.4-0) / [0,9 (8) (72,4)]
    = 0,653 тысячи фунтов на квадратный дюйм (S5.8.2.9-1)

    Отношение приложенного факторизованного напряжения сдвига к прочности бетона на сжатие:

    v u / f ‘ c = 0,653 / 6,0 = 0,1088

    Этап проектирования 5.7.2.3 — Минимальная необходимая поперечная арматура

    Пределы максимальных факторизованных касательных напряжений для секций без поперечной арматуры представлены в S5.8.2.4. Традиционно поперечная арматура удовлетворяет минимальным требованиям к поперечной арматуре S5.8.2.5 предоставляется по всей длине балки.

    Минимальная поперечная арматура, A v :

    f ‘ c = прочность бетона на сжатие = 6,0 тыс. Фунтов на квадратный дюйм
    f y = предел текучести поперечной арматуры = 60 тысяч фунтов на квадратный дюйм

    Предположим, что стержни №4 используются для хомутов. A v = площадь 2 ножек стержня №4 = 0.4 в 2

    Замените 0,4 на 2 , чтобы определить «s», максимально допустимое расстояние между стержнями №4 (двухстоечные хомуты).

    0,4 ≥ 0,0316 (2,449) (8/60) с
    с ≤ 38,77 дюйма

    Этап проектирования 5.7.2.4 — Максимальное расстояние для поперечной арматуры

    Максимальный шаг поперечной арматуры определяется в соответствии с S5.8.2.7. В зависимости от уровня приложенного факторизованного напряжения сдвига v u максимально допустимое расстояние s max определяется как:

    Для рассматриваемого участка v u = 0.1088f ′ c . Следовательно, максимально допустимый интервал

    с макс = 0.8d v
    = 0,8 (72,4)
    = 57,9 дюйма> 24,0 дюйма NG , предположим, что максимально допустимое расстояние между скобами = 24 дюйма

    Этап проектирования 5.7.2.5 — Прочность на сдвиг

    Прочность на сдвиг, обеспечиваемая бетоном, V c , рассчитывается по следующей формуле:

    Значения β и угол наклона трещин при сдвиге θ определяются с использованием процедуры, описанной в S5.8.3.4.2. Эта итерационная процедура начинается с принятия значения параметра ε x или угла наклона трещины θ, а затем вычисления нового значения ε x , которое затем сравнивается с предполагаемым значением.

    Если два значения совпадают или предполагаемое значение немного больше расчетного, дальнейшие итерации не требуются. В противном случае проводится новый цикл анализа с использованием рассчитанного значения.

    Приведенные ниже расчеты основаны на предположении значения угла наклона трещины θ.

    Блок-схемы в Разделе 3 включают две для анализа сдвига. Первая блок-схема основана на предположении, что анализ основан на предполагаемом значении θ, а вторая блок-схема основана на предполагаемом значении ε x .

    Параметр ε x является мерой деформации в бетоне на растянутой стороне сечения. Для секций, содержащих, по крайней мере, минимальную поперечную арматуру, рассчитанную выше, ε x можно рассчитать по следующим уравнениям:

    Если значение ε x из ур.S5.8.3.4.2-1 или -2 отрицательно, деформацию принимают как:

    В этом примере значение приложенной факторной осевой нагрузки N u и вертикальной составляющей предварительного напряжения V p принимается равным 0.

    По рассматриваемому участку:

    V u = максимальный приложенный факторный сдвиг = 340,4 тысячи фунтов
    M u = максимальный факторный момент на участке = 2241 тыс.футов

    Обратите внимание на то, что максимальный момент динамической нагрузки и максимальный сдвиг динамической нагрузки на любом участке, скорее всего, будут результатом двух разных местоположений нагрузки по длине моста.Допускается проведение анализа сдвига с использованием максимального факторизованного сдвига и одновременного факторизованного момента. Однако большинство компьютерных программ перечисляют максимальные значения момента и максимальное значение сдвига без перечисления сопутствующих сил. Поэтому ручные расчеты и большинство компьютерных программ проектирования обычно проводят анализ сдвига с использованием максимального значения момента вместо момента, совпадающего с максимальным сдвигом. Это приводит к консервативному ответу.

    Согласно S5.8.3.4.2, f po определяется следующим образом:

    f po = параметр, принимаемый как модуль упругости предварительно напряженных арматур, умноженный на зафиксированную разность деформаций между предварительно напряженными арматурами и окружающим бетоном (тыс. Фунтов на кв. Дюйм). Для обычных уровней предварительного напряжения значение 0,7f о.е. будет подходящим для элементов как с предварительным, так и с последующим напряжением.

    Для предварительно напряженных элементов, умножение модуля упругости предварительно напряженных арматур на зафиксированную разницу в деформации между предварительно напряженными арматурами и окружающим бетоном дает напряжение в прядях, когда бетон заливается вокруг них, т.е.е. напряжение в прядях непосредственно перед переносом. Для предварительно растянутых элементов SC5.8.3.4.2 позволяет принять f po равным напряжению подъема. Это значение обычно больше 0,7f о.е. Следовательно, использование 0,7f pu более консервативно, поскольку приводит к большему значению ε x .

    В этом примере f po принимается как 0,7f pu

    Обратите внимание, что в соответствии с требованиями статьи S5.8.3.4.2, в пределах длины переноса f po должно линейно увеличиваться от нуля в том месте, где соединение между прядями и бетоном начинается до его полного значения в точке конец длины передачи.

    Предположим, что θ = 23,0 градуса (это значение основано на предыдущем цикле вычислений).

    A л.с. = площадь предварительно напряженной стали на участке
    = 32 (0,153)
    = 4,896 дюйма 2
    d v = 72,4 дюйма (6,03 фута)

    A s , E s , A ps и E ps — это области армирования с умеренным растяжением (0.0), модуль упругости мягкой арматуры (29 000 фунтов на квадратный дюйм), площадь предварительно напряженной стали (4,896 дюйма, 2 ) и модуль упругости предварительно напряженных прядей (28 500 фунтов на квадратный дюйм), соответственно.

    Подставьте эти переменные в уравнение. S5.8.3.4.2-1 и пересчитаем ε x .

    ε x = -0,00055 <0,0 NG , поэтому используйте уравнение. S5.8.3.4.2-3

    Площадь бетона на растянутой стороне балки принимается как площадь бетона на растянутой стороне балки в пределах половины общей глубины балки.

    H / 2 = половина общей глубины составной балки = 79,5 / 2 = 39,75 дюйма.

    Из рисунка S5.8.3.4.2-1 (воспроизведенного выше) бетонная площадь на стороне растяжения, нижние 39,75 дюйма балки, равна 578 дюймам 2 .

    Модуль упругости балочного бетона,

    Подставьте эти переменные в уравнение. S5.8.3.4.2-3 и пересчитаем ε x .

    ε x = -0,000027

    На рассматриваемом участке v u / f ′ c = 0.1088 (из этапа проектирования 5.7.2.2 выше)

    Таблица S5.8.3.4.2-1 воспроизводится ниже. Эта таблица используется для определения значений θ и β на разных участках.

    Обратите внимание:

    • Линейная интерполяция между строками таблицы разрешена для учета значения v u / f ′ c на участке

    • Линейная интерполяция между столбцами таблицы разрешена для учета расчетного значения ε x

    • Вместо интерполяции допускается использование значений θ и β из ячейки, которые соответствуют значениям v u / f ‘ c и ε x , превышающим рассчитанные значения.Этот подход предпочтительнее для ручных расчетов и приведет к консервативному ответу.

    Используя таблицу S5.8.3.4.2-1 для вышеуказанных значений ε x и v u / f ‘ c :

    Используйте строку, которая соответствует v u / f ′ c ≤ 0,125 (это значение является следующим по величине после вычисленного значения v u / f ′ c )

    Используйте столбец, соответствующий ε x ≤ 0,0 (значение в таблице S5.8.3.4.2-1, которое больше предполагаемого значения ε x )

    θ = 23,7 градуса
    β = 2,87

    Проверьте предполагаемое значение θ:

    Для вычисления ε x значение θ было принято равным 23,0 градусам. Это значение близко к значению, полученному выше. Следовательно, предполагаемое значение θ было подходящим, и нет необходимости в другом цикле вычислений.

    Обратите внимание, что предполагаемые и вычисленные значения θ не обязательно должны иметь одно и то же точное значение. Небольшая разница существенно не повлияет на результат анализа и, следовательно, не требует проведения еще одного цикла расчетов. Предполагаемое значение может быть принято, если оно больше расчетного.

    Обратите внимание, что значения в Таблице 5.7-1 немного отличаются (22.60 и 3.05). Это верно, поскольку электронная таблица, используемая для определения значений таблицы, использует ступенчатую функцию вместо линейной интерполяции.

    Рассчитайте сопротивление сдвигу, обеспечиваемое бетоном, V c .

    V c = 0,0316 (2,87) (2,449) (8) (72,4) = 128,6 тыс.

    Рассчитайте сопротивление сдвигу, обеспечиваемое поперечной арматурой (хомуты), V s .

    V s = [A v f y d v (cot θ + cot a) sin α] / s (S5.8.3.3-4)

    Предполагая, что хомуты расположены перпендикулярно продольной оси балки на расстоянии 16 дюймов.промежутки и состоят из 4 стержней, каждая из которых имеет две ножки:

    A v = площадь поперечной арматуры на расстоянии «s» (в 2 )
    = 2 (площадь бара # 4)
    = 2 (0,2)
    = 0,4 дюйма 2
    с = 16 дюймов
    α = угол между стременами и продольной осью балки = 90 градусов
    В с = [0.4 (60) (72,4) (детская кроватка 23,0)] / 16 = 255,8 k

    Номинальное сопротивление сдвигу, V n , определяется как меньшее из:

    V n = V c + V s + V p (S5.8.3.3-1)

    V n = 0,25f ′ c b v d v + V p (S5.8.3.3-2)

    Обратите внимание, что цель ограничения, наложенного формулой. S5.8.3.3-2 предназначен для устранения чрезмерного растрескивания при сдвиге.

    V p = 0,0 для прямых прядей

    V n = меньшее из:

    V c + V s + V p = 128,6 + 255,8 + 0,0 = 384,4 k

    и

    0,25f ′ c b v d v + V p = 0,25 (6) (8) (72,4) + 0,0 = 868,8 k

    Следовательно, V n = 384,4 k

    Коэффициент сопротивления сдвигу в бетоне нормального веса φ равен 0.9 (S5.5.4.2.1)

    Фактор сопротивления сдвигу, В r :

    V r = φV n (S5.8.2.1-2)
    = 0,9 (384,4)
    = 346,0 k> максимальный приложенный фактор сдвига, V u = 340,4 k OK

    Таблица S5.8.3.4.2-1 — Значения θ и β для сечений с поперечным армированием (Воспроизведено из спецификаций AASHTO-LRFD)

    v / f ‘ c ε x x 1000
    ≤ -0.20 ≤ -0,10 ≤ -0,05 ≤ 0 ≤ 0,125 ≤ 0,25 ≤ 0,50 ≤ 0,75 ≤ 1,00 ≤ 1,50 ≤ 2,00
    ≤ 0,075 22,3 20,4 21,0 21,8 24,3 26,6 30,5 33,7 36.4 40,8 43,9
    6,32 4,75 4,10 3,75 3,24 2,94 2,59 2,38 2,23 1,95 1,67
    ≤ 0,100 18,1 20,4 21,4 22,5 24,9 27,1 30.8 34,0 36,7 40,8 43,1
    3,79 3,38 3,24 3,14 2,91 2,75 2,50 2,32 2,18 1,93 1,69
    ≤ 0,125 19,9 21,9 22,8 23,7 25.9 27,9 31,4 34,4 37,0 41,0 43,2
    3,18 2,99 2,94 2,87 2,74 2,62 2,42 2,26 2,13 1,90 1,67
    ≤ 0,150 21,6 23,3 24.2 25,0 26,9 28,8 32,1 34,9 37,3 40,5 42,8
    2,88 2,79 2,78 2,72 2,60 2,52 2,36 2,21 2,08 1,82 1,61
    ≤ 0,175 23.2 24,7 25,5 26,2 28,0 29,7 32,7 35,2 36,8 39,7 42,2
    2,73 2,66 2,65 2,60 2,52 2,44 2,28 2,14 1,96 1,71 1.54
    ≤ 0,200 24,7 26,1 26,7 27,4 29,0 30,6 32,8 34,5 36,1 39,2 41,7
    2,63 2,59 2,52 2,51 2,43 2,37 2,14 1,94 1.79 1,61 1,47
    ≤ 0,225 26,1 27,3 27,9 28,5 30,0 30,8 32,3 34,0 35,7 38,8 41,4
    2,53 2,45 2,42 2,40 2,34 2,14 1.86 1,73 1,64 1,51 1,39
    ≤ 0,250 27,5 28,6 29,1 29,7 30,6 31,3 32,8 34,3 35,8 38,6 41,2
    2,39 2,39 2,33 2,33 2.12 1,93 1,70 1,58 1,50 1,38 1,29

    Проверьте расположение критического участка на срез рядом с концевой опорой

    В соответствии с S5.8.3.2, где сила реакции в направлении приложенного сдвига вызывает сжатие в концевой области элемента, положение критического сечения сдвига следует принимать как большее из 0,5d v кроватка θ или d v от внутренней грани опоры.Для существующих мостов ширина подшипника известна, и расстояние измеряется от внутренней поверхности подшипников. Для новых мостов ширина опоры на данном этапе проектирования обычно не известна, и можно использовать один из следующих двух подходов:

    В этом примере используется второй подход.

    Для целей расчета критическое сечение сдвига было принято на расстоянии 7,0 футов от средней линии подшипника (см. Этап проектирования 5.7.1). Расстояние от центральной линии опоры до критического сечения сдвига можно принять как большее из 0.5d v детская кроватка θ и d v.

    0,5d v детская кроватка θ = 0,5 (72,4) (детская кроватка 23,7) = 82,5 дюйма (6,875 футов)

    d v = 72,4 дюйма (6,03 фута)

    Более крупная из 0,5d v кроватки θ и d v составляет 82,5 дюйма (6,875 футов)

    Предполагаемое для анализа расстояние составляло 7,0 футов, т.е. примерно 0,125 фута (0,1% длины пролета) от опоры дальше, чем рассчитанное расстояние. Из-за относительно небольшого расстояния между предполагаемым местоположением критического сечения и расчетным местоположением сечения повторение анализа на основе приложенных сил в расчетном местоположении критического сечения не является оправданным.В случаях, когда расстояние между предполагаемым местоположением и расчетным местоположением является большим по сравнению с длиной пролета, можно провести еще один цикл анализа с учетом приложенных сил в расчетном местоположении критического сечения.

    Этап проектирования 5.7.3 — Расчет на сдвиг для секций в области отрицательного момента

    Критическое сечение сдвига возле промежуточной опоры может быть определено с использованием той же процедуры, которая показана на этапах проектирования 5.7.1 и 5.7.2 для участка около торцевой опоры. Расчеты для сечения в области отрицательного момента показаны ниже для сечения на расстоянии 99 футов от средней линии концевого подшипника. Этот раздел не является критическим для сдвига и используется только для иллюстрации процесса проектирования.

    Примеры расчетов: Участок 99 футов от центральной линии концевых подшипников

    Этап проектирования 5.7.3.1 — Разница в анализе сдвига в областях положительного и отрицательного момента

    1. Для участков опор (отрицательный момент) сборных простых пролетных балок, сделанных непрерывными для воздействия на динамическую нагрузку, предварительно напряженная сталь возле опор часто находится на стороне сжатия балки.Член A ps в уравнениях для ε x определяется как площадь предварительного напряжения стали на стороне растяжения элемента. Поскольку сталь для предварительного напряжения находится на стороне сжатия элемента, эта сталь не принимается во внимание при анализе. Это приводит к увеличению ε x и, следовательно, к снижению сопротивления сдвигу секции. Такой подход дает консервативные результаты и подходит для ручных расчетов.

      Менее консервативный подход заключается в расчете ε x как средней продольной деформации в стенке.Это требует расчета деформации в верхней и нижней части элемента в рассматриваемом сечении в предельном состоянии прочности. Этот подход больше подходит для компьютерных программ.

      Разница между двумя подходами несущественная по стоимости балки. Первый подход требует большего усиления сдвига около концов балки. Расстояние между скобами в средней части балки часто регулируется требованиями к максимальному расстоянию, и, следовательно, одинаковое расстояние между скобами часто требуется для обоих подходов.

      Второй подход выгодно использовать в следующих ситуациях:

      • Сильно нагруженные фермы, первый подход которых приводит к перегруженности поперечной арматуры
      • Анализ существующих конструкций, в котором первый подход указывает на недостаточное сопротивление сдвигу.

    2. При расчете расстояния от нейтральной оси до волокна с крайним сжатием «c» необходимо учитывать следующие факторы:

      • Сторона сжатия находится внизу балки.Прочность бетона, использованная для определения «c», соответствует прочности сборной балки
        • .
      • Ширина нижней полки балки заменяется на «b», ширина стержня
      • Площадь продольной арматуры плиты над промежуточной опорой представляет собой арматуру на стороне растяжения элемента. Площадь и предел текучести этой арматуры следует определить заранее.

    В этом примере используется первый подход.

    Шаг проектирования 5.7.3.2 — Определите эффективную глубину сдвига, d
    v
    h = 72 + 7,5 = 79,5 дюйма (обратите внимание, что глубина бедра не учитывалась в этом расчете)

    Центр тяжести продольной арматуры плиты перекрытия от верха конструктивной толщины настила = 3,98 дюйма (см. Этап проектирования 5.6.5.1)

    d e = 79,5 — 3,98 = 75,52 дюйма

    Площадь продольного армирования плиты в пределах эффективной ширины полки балки составляет 14.65 дюймов 2 (см. Этап проектирования 5.6.5.1)

    Предел текучести арматуры плиты = 60 тысяч фунтов / кв. Дюйм

    Предполагая поведение прямоугольного сечения без сжатия или предварительного напряжения стали, расстояние от волокна с крайним сжатием до нейтральной оси c можно рассчитать как:

    c = A с f y /(0.85f ′ c β 1 b) (S5.7.3.1.1-4)

    где:

    β 1 = 0.75 для бетонной балки 6 тысяч фунтов на квадратный дюйм (S5.7.2.2)
    b = ширина нижней (сжатой) полки сборной балки (дюймы)
    = 28 дюймов
    f ‘ c = 6 тысяч фунтов / кв. Дюйм
    c = 14,65 (60) / [0,85 (6) (0,75) (28)]
    = 8,21 дюйма ≈ толщина нижней полки балки (8 дюймов)

    Таким образом, предположение о том, что секция ведет себя как прямоугольная, считается правильным.

    Обратите внимание, что если значение «c» значительно превышает толщину нижней полки балки, можно использовать прямоугольное поведение после регулировки ширины нижней полки балки для учета фактической площади балки при сжатии. Однако, если «c» не намного больше толщины нижней полки балки, влияние на результаты будет незначительным, и анализ можно продолжить без регулировки ширины нижней полки балки. Это рассуждение используется в этом примере.

    Глубина блока сжатия, a = β 1 c = 0.75 (8,21) = 6,16 дюйма

    Расстояние между равнодействующими растягивающей и сжимающей сил из-за изгиба:
    = d e — а / 2
    = 75,52 — 6,16 / 2
    = 72,44 дюйма (1)
    0,9d e = 0,9 (75,52)
    = 67,97 дюйма (2)
    0,72h = 0,72 (79,5)
    = 57,24 дюйма (3)
    d v = наибольшее из (1), (2) и (3) = 72.44 дюйма

    Обратите внимание, что 0,72h всегда меньше двух других значений для всех секций этой балки. Это значение не показано в Таблице 5.7-1 для ясности.

    Этап проектирования 5.7.3.3 — Напряжение сдвига в бетоне

    Из Таблицы 5.3-4, факторизованное напряжение сдвига в этом сечении, V u = 376,8 тысяч фунтов

    φ = 0,9 (сдвиг) (S5.5.4.2.1)

    b v = ширина стенки = 8 дюймов

    Из статьи S5.8.2.9, напряжение сдвига в бетоне составляет:

    v u = (V u — φV p ) / (φb v d v )

    v u = (376,8 — 0) / [0,9 (8) (72,44)] = 0,722 тысяч фунтов / кв. Дюйм

    Отношение приложенного факторизованного напряжения сдвига к прочности бетона на сжатие:

    v u / f ‘ c = 0,722 / 6,0 = 0,1203
    Этап проектирования 5.7.3.4 — Минимальная необходимая поперечная арматура

    Максимально допустимое расстояние для хомутов №4 с двумя опорами на хомут было рассчитано на этапе проектирования 5.7.2.2.

    с ≤ 38,77 дюйма
    Этап проектирования 5.7.3.5 — Максимальное расстояние для поперечной арматуры

    Максимальный шаг поперечной арматуры определяется в соответствии с S5.8.2.7. В зависимости от уровня приложенного факторизованного напряжения сдвига v u максимально допустимое расстояние s max определяется как:

    • Если v u <0,125f ′ c , то:

      с макс = 0,8d v <24.0 дюймов (S5.8.2.7-1)

    • Если v u ≥ 0,125f ′ c , то:

      с max = 0,4d v <12,0 дюймов (S5.8.2.7-2)

    Для рассматриваемого участка v u = 0,1203f ′ c.

    Следовательно, максимально допустимый интервал

    с макс = 0.8d v
    = 0,8 (72,44)
    = 57,95 дюйма
    > 24.0 дюймов NG

    Предположим, что максимально допустимое расстояние между скобами = 24 дюйма

    Этап проектирования 5.7.3.6 — Сопротивление сдвигу

    Для сечений в области отрицательного момента балки вычислите ε x , используя уравнение. S5.8.3.4.2-1 и предположим, что преднапряженная сталь отсутствует.

    В этом примере значение приложенной факторизованной осевой нагрузки N u и вертикальной составляющей предварительного напряжения V p принимается равным 0.

    V u = максимальный приложенный факторный сдвиг из Таблицы 5.3-4
    = 376,8 тысячи фунтов
    M u = максимальный приложенный факторный момент из Таблицы 5.3-2
    = -1,535 тыс. Футов

    Обратите внимание, что термин M u / d v представляет силу в растянутой арматуре из-за приложенного факторного момента. Следовательно, M u / d v принимается за положительное значение независимо от знака момента.

    Предположим, что θ = 35 градусов

    f po = 0,0 тыс. Фунтов на квадратный дюйм в этом месте (сила предварительного напряжения игнорируется)
    A с = площадь продольной арматуры в настиле на этом участке
    = 14,65 дюйма 2

    Обратите внимание, что площадь продольной арматуры настила, используемая в этом расчете, — это площадь стержней, которые выступают по крайней мере на одну длину развертки за пределы рассматриваемого сечения.Если секция находится в пределах длины проявки некоторых стержней, эти стержни можно консервативно игнорировать или силу в этих стержнях можно пропорционально рассчитать на основе соотношения между полной и доступной длиной развертки. Также следует подумать о корректировке положения центра тяжести арматуры, чтобы учесть меньшую силу в стержнях, которые не полностью развиты.

    d v = 72,44 дюйма (6,04 фута)
    E s = 29 000 тысяч фунтов / кв. Дюйм
    E л.с. = 28 500 тысяч фунтов / кв. Дюйм
    A л.с. = площадь предварительно напряженной стали на стороне напряжения элемента
    = 0.0 из 2

    Подставьте эти переменные в уравнение. S5.8.3.4.2-1 для определения ε x :

    ε x = [1 535 (12) / 72,44 + 0,5 (376,8 — 0) детская кроватка 35 — 0] / [2 (29 000) (14,65) + 0]
    = 0,00062

    На рассматриваемом участке v u / f ′ c = 0,1203 (из этапа проектирования 5.7.3.3)

    Определите значения θ и β, используя «/> Таблица S5.8.3.4.2-1 (воспроизведено выше)

    Если интерполяция между значениями в таблице S5.8.3.4.2-1 не требуется:

    Используйте строку и столбец с ближайшими заголовками, но все же больше, чем рассчитанные значения, например:

    Используйте строку, соответствующую v u / f ′ c ≤ 0,125

    Используйте столбец, соответствующий ε x ≤ 0,00075

    θ = 34,4 градуса
    β = 2,26

    Если интерполяция между значениями в таблице S5.8.3.4.2-1 желательно:

    Интерполировать между значениями в строке со значениями заголовков, ближайшими к вычисленным v u / f ‘ c = 0,1203, то есть интерполировать между строками с заголовками v u / f’ c ≤ 0,1 и ≤ 0,125. Затем выполните интерполяцию между значениями в столбцах со значениями заголовков, наиболее близкими к рассчитанному ε x = 0,00062, т.е. интерполируйте между столбцами с заголовками ε x ≤ 0,0005 и ≤ 0,00075. В таблице ниже показана соответствующая часть таблицы S5.8.3.4.2-1 с исходными и интерполированными значениями. Заштрихованные ячейки указывают интерполированные значения.

    Выдержка из таблицы S5.8.3.4.2-1

    v / f ‘ c ε x x 1000
    ≤ 0,50 0,62 ≤ 0,75
    ≤ 0,100 30,8 34,0
    2,50 2.32
    0,1203 31,29 32,74 34,32
    2,44 2,36 2,27
    ≤ 0,125 31,4 34,4
    2,42 2,26

    Из под-таблицы:

    θ = 32,74 градуса
    β = 2,36

    Обратите внимание, что интерполированные значения незначительно отличаются от вычисленных без интерполяции.Приведенный ниже анализ основан на интерполированных значениях, чтобы предоставить пользователю справочную информацию об этом процессе.

    Проверить предполагаемое значение θ

    Для вычисления ε x значение θ было принято равным 35 градусам. Это значение близко к расчетному значению (32,74 градуса) и проведение еще одного цикла анализа не приведет к существенной разнице. Тем не менее, для обеспечения полной справки ниже приводится еще один цикл расчетов.

    Предположим, что θ — это расчетное значение 32,74 градуса

    Подставляя переменные в формуле. S5.8.3.4.2-1для ε x :

    ε x = 0,00064

    Определите значения θ и β путем интерполяции значений в таблице S5.8.3.4.2-1

    θ = 32,98 градуса (почти равно принятому значению, OK )
    β = 2,34

    Обратите внимание, что значения в таблице 5.7-1 немного отличаются (33,65 и 2,30). Это верно, поскольку электронная таблица, используемая для определения значений таблицы, использует ступенчатую функцию вместо линейной интерполяции.

    Рассчитайте сопротивление сдвигу, обеспечиваемое бетоном, V c :

    В c = 0,0316 (2,34) (2,449) (8) (72,44) = 104,94 к

    Рассчитайте сопротивление сдвигу, обеспечиваемое поперечной арматурой (хомутами), V с :

    V с = [A v f y d v (детская кроватка θ + детская кроватка α) sin α] / с (S5.8.3.3-4)

    Предполагая, что хомуты расположены перпендикулярно продольной оси балки на расстоянии 7 дюймов.промежутки и состоят из 4 стержней, каждая из которых имеет две ножки:

    A v = 2 (площадь бара №4)
    = 2 (0,2)
    = 0,4 дюйма 2
    с = 7 дюймов
    α = 90 градусов
    В с = 0,4 (60) (72,44) (детская кроватка 32,98) / 7 = 382,74 к

    Номинальное сопротивление сдвигу, V n , определяется как меньшее из:

    V n = V c + V s + V p (S5.8.3.3-1)

    V n = 0,25f ′ c b v d v + V p (S5.8.3.3-2)

    Обратите внимание, что цель ограничения, наложенного формулой. S5.8.3.3-2 предназначен для устранения чрезмерного растрескивания при сдвиге.

    V p = 0,0 для прямых прядей

    В n принимается как меньшее из:

    V c + V s + V p = 104,94 + 382.74 + 0,0 = 487,68 к

    и

    0,25f ′ c b v d v + V p = 0,25 (6) (8) (72,44) + 0,0 = 869,3 k

    Следовательно, V n = 487,68 k

    Коэффициент сопротивления сдвигу в бетоне нормального веса φ = 0,90 (S5.5.4.2.1)

    Факторное сопротивление сдвигу:

    V r = φ В n
    = 0,9 (487,68)
    = 438.91 k> макс. приложенный факторный сдвиг, V u = 376,8 k OK

    Этап проектирования 5.7.4 — Факторное сопротивление разрыву (S5.10.10.1)

    Сопротивление разрыву предварительно растянутых анкерных зон рассчитывается в соответствии с S5.10.10.1 в предельном состоянии эксплуатации.

    P r = f с A с (S5.10.10.1-1)

    где:

    f s = напряжение в стали не превышает 20 тысяч фунтов на квадратный дюйм
    A с = общая площадь вертикальной арматуры, расположенной на расстоянии h / 4 от конца балки (в 2 )
    ч = общая глубина сборного элемента (дюйм.)

    Сопротивление должно быть не менее 4% усилия предварительного напряжения при переносе.

    Из этапа проектирования 5.4.4:

    Усилие предварительного напряжения при передаче на конце балки = 32 (0,153) (188,8)
    = 924,4 тысячи фунтов

    Определите необходимую площадь стали для обеспечения минимального сопротивления, используя f s = 20 тысяч фунтов на квадратный дюйм (макс.).

    Следовательно,

    0.04 (924,4) = 20 (A с )
    A с = 1,85 дюйма 2

    Поскольку одна скоба составляет 0,4 дюйма 2 (включает 2 опоры), определите необходимое количество скоб.

    1,85 / 0,4 = 4,63 Допустим, требуется 5 хомутов

    Эти хомуты должны соответствовать расстоянию h / 4 от конца балки.

    ч / 4 = 72/4
    = 18 дюймов

    Используйте 5 хомутов на расстоянии 3 дюйма, как показано на Рисунке 5.7-1.

    Этап проектирования 5.7.5 — Ограничительное армирование (S5.10.10.2)

    На расстоянии 1,5d [1,5 (72/12) = 9 футов] от конца балки необходимо разместить арматуру, чтобы ограничить предварительно напряженную сталь в нижней полке. Арматура должна состоять не менее чем из деформируемых стержней № 3 с шагом не более 6,0 дюймов и иметь такую ​​форму, чтобы охватить пряди. Хомуты, необходимые для того, чтобы противостоять приложенному сдвигу и удовлетворить максимальные требования к хомуту, перечислены в Таблице 5.7-1 для разных разделов. Максимальные требуемые расстояния, указанные в Таблице 5.7-1 в концевых зонах балки, превышают 6 дюймов. Для балки, в которой все пряди расположены в нижней полке, можно использовать два разных подхода для обеспечения требуемого ограничивающего армирования:

    1. Уменьшите расстояние между скобами в концевой зоне (1,5d) до не более 6 дюймов.

    2. Разместите основные вертикальные стержни хомутов на расстоянии, требуемом для анализа вертикального сдвига.Детализируйте вертикальные стержни в нижней части балки, чтобы ограничить предварительное напряжение, и поместите эти стержни на расстоянии не более 6 дюймов в пределах концевых зон. Стремена и ограничительные стержни в этом подходе не будут находиться на одном и том же расстоянии, и заливка бетона может быть затруднена.

    Для балки, в которой некоторые пряди расположены в стенке, следует использовать подход (1).

    Для этого примера был использован подход (1). Это основа для распределения хомутов, показанного на рисунке 5.7-1.

    Рисунок 5.7-1- Поперечная арматура балки

    Рисунок 5.7-2 — Сечение A-A на Рисунке 5.7-1, поперечное сечение балки возле концов фермы

    Этап проектирования 5.7.6 — Сила в продольной арматуре, включая эффект приложенного сдвига (S5.8.3.5)

    В дополнение к приложенному моменту, M u , следующие силовые эффекты влияют на силу в продольной арматуре:

    • Приложенные усилия сдвига, В u
    • Вертикальная составляющая усилия предварительного напряжения
    • Приложенная осевая сила, Н u
    • Сила сдвига, воспринимаемая поперечной арматурой, В с

    Чтобы учесть влияние этих силовых воздействий на силу в продольной арматуре, S5.8.3.5 требует, чтобы продольная арматура была пропорциональна так, чтобы в каждом сечении прочность на растяжение арматуры на стороне растяжения при изгибе элемента, с учетом любого отсутствия полного развития этой арматуры, была больше или равна к силе T, рассчитанной как:

    где:

    В с = сопротивление сдвигу, обеспечиваемое поперечной арматурой в исследуемом сечении, как указано в формуле.S5.8.3.3-4, кроме V s должно быть больше, чем V u / φ (тысячи фунтов)
    θ = угол наклона диагональных сжимающих напряжений, используемых при определении номинального сопротивления сдвигу исследуемого сечения, как определено в S5.8.3.4 (град)
    φ = коэффициенты сопротивления взяты из S5.5.4.2 в зависимости от момента, сдвига и осевого сопротивления

    Эта проверка требуется для участков, расположенных не менее чем на расстоянии, равном 0.5d v кроватка θ от опоры. Значения критического сечения сдвига возле концевой опоры заменяются на d v и θ.

    0,5 (72,44) детская кроватка 22,6 = 87,01 дюйма ≈ 7,0 футов

    Проверка на натяжение продольной арматуры может выполняться для участков не ближе 7,0 футов от опоры.

    Пример расчета: сечение на расстоянии 7,0 футов от средней линии подшипника на концевой опоре

    Используя информацию из Таблицы 5.7-1

    Усилие в продольной арматуре при номинальном сопротивлении изгибу, Т

    т = 2,241 (12) / [72.40 (1,0)] + 0 + [(340,4 / 0,9) — 0,5 (260,9) — 0] детская кроватка 22,6
    = 966,7 тысячи фунтов

    Из Таблицы 5.5-1 максимальное сопротивление пряди на этом участке при номинальном моменте сопротивления составляет 1 128,1 тысяч фунтов> T = 966,7 тысяч фунтов OK

    Этап проектирования 5.7.7

    Горизонтальный сдвиг между балкой и плитой

    Таблица 5.7-2 — Расчет сдвига границы раздела

    Расст.
    (футы)    		 d e
    (в.)    		 В u
    (тысяч фунтов)    		 Макс.
    Стремена
    Spcg
    (дюймы)    		 Интерфейс Reinf., A vf
    (в 2 / дюйм)    		 Гориз. Сдвиг, V h
    (к / дюйм)    		 Номинальное сопротивление
    (к / дюйм)    		 Фактор сопротивления
    (к / дюйм)    		 сопротивление / приложенная нагрузка
    1.0 ОК
    7.00 74,13 340,40 16,0 0,050 4,59 7,20 6,48 1,41
    11,00 74,22 315,10 18,0 0,044 4,25 6,84 6,16 1,45
    16,50 74,34 280.66 21,0 0,038 3,78 6,48 5,83 1,54
    22,00 74,34 246,74 20,0 0,040 3,32 6,60 5,94 1,79
    27,50 74,50 213,36 24,0 0.033 2,86 6,18 5,56 1,94
    33,00 74,50 180,55 24,0 0,033 2,42 6,18 5,56 2,30
    38,50 74,50 148,33 24,0 0,033 1,99 6.18 5,56 2,79
    44,00 74,50 116,71 24,0 0,033 1,57 6,18 5,56 3,55
    49,50 74,50 85,74 24,0 0,033 1,15 6,18 5,56 4.83
    54,50 74,50 118,40 24,0 0,033 1,59 6,18 5,56 3,50
    55,00 74,50 121,32 24,0 0,033 1,63 6,18 5,56 3,42
    60,50 74.50 153,49 24,0 0,033 2,06 6,18 5,56 2,70
    66,00 74,50 185,68 24,0 0,033 2,49 6,18 5,56 2,23
    71,50 74,50 217,85 24.0 0,033 2,92 6,18 5,56 1,90
    77,00 74,50 249,96 24,0 0,033 3,36 6,18 5,56 1,66
    82,50 74,50 281,95 21,0 0,033 3.78 6,18 5,56 1,47
    88,00 74,34 313,79 19,0 0,042 4,22 6,72 6,05 1,43
    93,50 75,52 345,42 11,0 0,073 4,57 8,58 7.72 1,69
    99,00 75,52 376,79 8,0 0,100 4,99 10,20 9,18 1,84
    102,50 75,52 396,58 7,0 0,114 5,25 11,04 9,94 1,89

    Примеры расчетов на высоте 11 футов.от центральной линии опоры на опоре (11 футов — 9 дюймов от конца балки)

    Горизонтальные поперечные силы возникают вдоль поверхности раздела между бетонными балками и настилом. В качестве альтернативы классическому подходу к упругой прочности материалов значение этих сил на единицу длины балок в предельном состоянии прочности можно принять как:

    V h = V u / d e (SC5.8.4.1-1)

    где:

    V h = горизонтальный сдвиг на единицу длины балки (тысячи фунтов)
    V u = вертикальный сдвиг с поправкой на коэффициент (тысячи фунтов) = 315.1 k (из таблицы 5.7-2)
    d e = расстояние между центром тяжести стали на стороне растяжения балки и центром компрессионных блоков в настиле (дюйм) = 74,22 дюйма (см. Таблицу 5.7-2)
    V h = 315,1 / 74,22
    = 4,25 к / дюйм.

    Расстояние между скобами в этом месте = 18 дюймов

    Предположим, что хомуты входят в настил.Кроме того, предположим, что есть еще один стержень №4 с двумя ножками, входящими в настил, как показано на рисунке 5.7-2.

    Площадь арматуры, проходящая через стык между настилом и балкой, A vf

    A vf = 4 # 4 стержня
    = 4 (0,2)
    = 0,8 дюйма 2

    A vf на единицу длины балки = 0,8 / 18 = 0,044 дюйма 2 / дюйм. длины балки.

    Проверьте, можно ли отказаться от минимального усиления сдвига на границе раздела (S5.8.4.1)

    Напряжение сдвига на границе раздела = V h / площадь интерфейса
    = 4,25 / 42
    = 0,101 тыс. Фунтов / кв. Дюйм> 0,1 тыс. Фунтов / кв. Дюйм, минимальные требования к армированию не могут быть отменены

    Обратите внимание, что разница составляет всего 1%. Для реальной конструкции эта разница будет в пределах допустимых допусков, поэтому от требований к минимальному армированию можно отказаться. В этом примере, чтобы предоставить полную ссылку, минимальные требования к армированию не будут отменены.

    Проверить минимальное усиление сдвига границы раздела

    A vf ≥ 0,05b v / f y
    = 0,05 (42) / 60 (S5.8.4.1-4)
    0,035 дюйма 2 / дюйм. длины балки с при условии OK

    Сопротивление трению при сдвиге

    Сопротивление интерфейса сдвигу интерфейса состоит из двух компонентов. Первый компонент связан с адгезией между двумя поверхностями.Вторая составляющая связана с трением. При расчете трения сила, действующая на границу раздела, принимается равной силе сжатия на границе раздела плюс предел текучести арматуры, проходящей через границу раздела. Номинальное сопротивление сдвигу поверхности раздела, V n , рассчитывается с использованием S5.8.4.1.

    V n = cA cv + μ (A vf f y + P c ) (S5.8.4.1-1)

    где:

    V n = номинальное сопротивление трению сдвигу (тыс. Фунтов)
    A CV = площадь бетона, вовлеченная в передачу сдвига (в 2 )
    A vf = площадь поперечной арматуры, пересекающей плоскость сдвига (в 2 )
    f y = предел текучести арматуры (тыс. Фунтов / кв. Дюйм)
    с = коэффициент сцепления, указанный в S5.8.4.2 (тыс. Фунтов / кв. Дюйм)
    мкм = коэффициент трения, указанный в S5.8.4.2
    п с = постоянная чистая сжимающая сила, перпендикулярная плоскости сдвига (тысячи фунтов)

    Рассчитайте номинальное сопротивление сдвигу на единицу длины балки.

    Предполагая, что верхняя поверхность балки была чистой и намеренно шероховатой,

    c = 0,1 тысяч фунтов / кв. Дюйм и μ = 1,0λ (S5.8.4.2)

    Игнорировать сжатие на границе раздела из-за нагрузок на платформу: P c = 0.0

    A cv = 42 дюйма 2 / дюйм. длины балки

    A vf = 0,044 дюйма 2 / дюйм. длины балки

    f y = 60 тысяч фунтов / кв. Дюйм

    Следовательно,

    V n = 0,1 (42) + 1,0 [0,044 (60) + 0,0]
    = 6,84 к / дюйм. длины балки

    В соответствии с S5.8.4.1 номинальное сопротивление сдвигу, V n , используемое в конструкции, также должно удовлетворять:

    В n ≤ 0.2f ′ c A cv (S5.8.4.1-2)

    ИЛИ

    В n ≤ 0,8 A cv (S5.8.4.1-3)

    где:

    f ‘ c = прочность более слабого бетона (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)
    = 4,0 тыс. Фунтов / кв. Дюйм для бетонной плиты
    V n ≤ 0,2 f ′ c A cv = 0,2 (4,0) (42) = 33,6 к / дюйм. длины балки

    ИЛИ

    В n ≤ 0.8A cv = 0,8 (42) = 33,6 к / дюйм. длины балки

    Следовательно, V n , используемое для расчета = 7,02 к / дюйм. длины балки.

    V r = φV n
    = 0,9 (6,84)
    = 6,16 к / дюйм. длины балки> приложенной силы, В ч = 4,25 к / дюйм. ОК

    .

    Ответить

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *