Железобетон

НАПРЯЖЕНИЯ В НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРЕ С УСЛОВНЫМ ПРЕДЕЛОМ ТЕКУЧЕСТИ ПРИ СМЕШАННОМ АРМИРОВАНИИ

При смешанном армировании предварительно напря­женных элементов часть продольной арматуры класса A-IV или A-V с условным пределом текучести применя­ется без предварительного напряжения (рис. 11.14). Ди­аграмма растяжения ненапрягаемой арматуры развива­ется совместно с диаграммой растяжения напрягаемой арматуры, становится сопряженной с ней (рис. 11.15). На диаграмме по оси ординат отложим предварительное на­пряжение asp2 с учетом первых и вторых потерь и возни­кающее при этом вследствие ползучести и усадки бетона

Рис. 11.15. Сопряженная диаграмма растяжения при смешанном ар­мировании

А —прн а, р>Оер б —при!<!„ и оар<оер /—ненапрягае­

Рнс. 11.14. Сечение изгибаем» го элемента со смешанным ар - * мироваиием

1 — ненапрягаемая арматура с условным пределом текучести; 2— напрягаемая арматура

Мая арматура; 2 — напрягаемая арматура

Рис. 11.16. Зависимость исполь­зования механических свойств ненапрягаемой арматуры при смешанном армировании от от­носительной высоты сжатой зо­ны | и значении начального предварительного напряжения

1—Gsp — 0,9 Rsnpi 2 0$р — =0,6/?s, lp бетона класса В20, арматура класса A-V

Сжимающее напряжение в ненапрягаемой арматуре 050=06,8,9. Так называемый зуб на диаграмме вызван ре­лаксацией напряжений в арматуре oj. 4

(11.51)

(11.52)

Исходным пунктом для установления напряжений в ненапрягаемой арматуре aSd в момент, когда напряжения в напрягаемой арматуре достигают расчетного сопротив­ления yseRsp, служит равенство приращения деформаций на сопряженной диаграмме

Де5 = Дер.

Приращение деформаций в ненапрягаемой арматуре определяется из приращения в ней напряжений на ин­тервале os-fosc:

До5 = os + о.

А приращение деформаций в напрягаемой арматуре — из приращения в ней напряжений на интервале yseRsp—

—Osn2.

Напряжения в ненапрягаемой арматуре <ы являются расчетными для расчета прочности и проектирования конструкций. Они могут быть существенно меньше зна­чения RsP, но могут и приближаться к значению YSERsP — В зависимости от относительной высоты сжатой зоны £ и значения начального предварительного напряжения osp. Рассмотрим два крайних случая:

0,1 0,7 0,3 0,4 0.5 4

А) Относительная высота сжатой зоны приближается к своему граничному значению начальное предва­

(11.53)

Рительное напряжение превышает предел упругости csp>aej>=0,8/?sp (рис. 11.15,А). При этом в ненапрягае­мой арматуре в приращении деформации лишь упругие — зона I на диаграмме

Де, = Да8/£,
В напрягаемой же а-рматуре в приращении деформации упругие и пластические

Дер = (RsP - ctsP2)/Јs + 0,002 - e0PI (II.54)

Здесь горі — пластическая деформация, выбранная при натяжении арматуры за пределом упругости, когда

Osp^>Oep.

Исходя из равенства приращения деформаций (11.51) найдем расчетное напряжение

°sd = (RSp — tfspz) Es/EsP + (0,002 - E0pi)Es - ctsc. (II.55)

Б) Относительная высота сжатой зоны намного мень­ше своего граничного значения начальное предва­рительное напряжение меньше предела упругости asp^chp (рис. 11.15,б). В этом случае в ненапрягаемой и напрягаемой арматуре в приращении деформации уп­ругие и пластические:

Де5 = &os/Es + е5)Рг; (И. 56)

A 8SP = (yse Rsp — aSPZ)/ESP + ePiPj. (11.57)

Коэффициент условий работы арматуры 7«е зависит от относительной высоты сжатой зоны £ и определяется по формуле (11.46).

Расчетные напряжения в ненапрягаемой арматуре на­ходим из равенства приращения деформаций (11.51), (11.56) и (11.57)

°sd = (Vse Rsp —OSpz) Es/EsP + (еРіРг — espi) ES—asc, (11.58)

Здесь расчетные напряжения в ненапрягаемой арматуре Osd приближаются к своему расчетному сопротивлению, а если ненапрягаемая арматура на класс ниже напрягае­мой, онн становятся равными расчетному сопротивлению.

Пластические деформации стержневой арматуры с ус­ловным пределом текучести определяются по формуле (1.18): еОр/=0,25Х (osp/Rsn р—0,8)3; е^/=0,25(а —0,8)3; ep, pj=0,25(vs6—0,8)3; при отрицательных значе­ниях выражения в скобках пластические деформации равны нулю.

В других случаях сочетания значений g и asp расчет­ные напряжения в ненапрягаемой арматуре ASd опреде­ляются также из равенства приращения деформаций (II.51).

Поскольку высота сжатой зоны £ и расчетное напря­жение в ненапрягаемой арматуре oSd заранее неизвестны, расчет ведется итерационным путем.

На примере изгибаемого элемента из бетона класса В20 с напрягаемыми и ненапрягаемыми стержнями клас - i са A-V иллюстрируется степень использования механиче­ских свойств ненапрягаемой арматуры OsdlyseRs в зави­симости от относительной высоты сжатой зоны £ и на­чального предварительного напряжения asp (рис. 11.16). Полное использование механических свойств ненапряга­емой арматуры yssRs достигается при относительно невы­соком начальном предварительном напряжении asp« «0,6Rsnp и малой относительной высоте сжатой зоны сечения £«0,15.