Файл: Михайлов В.В. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции.pdf

ложении внешней нагрузки N0 бетон разгрузится от сжа­ тия, и вся нагрузка N0 будет воспринята арматурой уси­ лием OA. Внешняя нагрузка N? будет воспринята и арматурой и бетоном усилием От Б, и бетон разорвется.

Таким образом, поведение самонапряженного железо­ бетона ничем не отличается от обычного преднапряженного железобетона, описанного в литературе. Деформа­ ции бетона при упругом сопротивлении во много раз меньше, чем при свободном. Так, для активного раствора 1 : 1 на НЦ состава 5 7 : 2 5 : 12:6 при р,= 1 % свободная деформация образца была 5,2%, связанная—всего 0,42% или меньше в 12 раз.

Если упругое сопротивление увеличивается, т. е. в же­ лезобетон укладывается больше арматуры, то степень самонапряжения также увеличивается, и наоборот. Сте­ пень самонапряжения увеличивается также при приме­ нении более активного НЦ (см. табл. 2.8).

В первом приближении это могут быть составы, вклю­ чающие четырехкомпонентный НЦ, в котором расширя­ ющий компонент (глиноземистый шлак, гипс и известь)

кгс/см2 при одноосном армировании энергетической мар­

в железобетоне М, связанное расширение е и самонапря­ жение 05. Зная энергетическую марку НЦ и процент ар­ мирования, пользуясь графиком, можно сразу получить величину самонапряжения Об и размеры связанного рас­ ширения е.

Для определения степени самонапряжения по величи­ не связанной деформации можно пользоваться эмпири­ ческой зависимостью

Здесь 0б —величина ожидаемого самонапряжения в кгс/см2; а6 — энергетическая марка НЦ в кгс/см2; е — величина относительной связанной деформации.

4.2. РАСЧЕТ САМОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИИ

Поскольку самонапряженные конструкции являют­ ся полноценными преднапряженными конструкциями, к ним могут быть отнесены все известные особенности предварительного напряжения железобетона, с той лишь только оговоркой, что при самонапряжении преднапряжена вся арматура, как бы она ни располагалась в теле бетона. В связи с этим возникают характерные особенно­ сти, свойственные преднапряженной конструкции с преднапряженной арматурой в сжатой и растянутой зонах конструкции, которые практически становятся статически неопределимыми и в случае рассмотрения самонапря­ женных монолитных сооружений, и в случае сборных конструкций.

Широкое применение сборных преднапряженных кон­ струкций в СССР способствует развитию таких методов проектирования и расчета, которые облегчают отыскание наилучших технических'и наиболее экономичных профи­ лей, размеров и армирования изгибаемых преднапряжен­ ных конструкций. Такой метод опубликован автором в 1963 г. [94] .

Статически неопределимые, а также все сборные преднапряженные конструкции должны рассчитываться на две системы нагрузок — М, N и М1, N1, где одна си-

178

стема координирует первые нагрузки, а другая — вторые, противоположных знаков. Для сборных преднапряженных конструкций всегда принимаются две системы нагружения — эксплуатационными нагрузками и нагрузка­ ми при изготовлении, транспорте и монтаже. Быстрый подбор сечения и его расчет базируется на рассмотрении основного напряженного состояния конструкции, когда внешние нагрузки М0, N0 и М\, NlQ создают в сечении тре­ угольную эпюру напряжений (рис. 4.3). В этом основ­ ном напряженном состоянии всегда известны усилия в арматурах

расчета сечений по трещиностойкости и несущей способ­ ности. Всякое сечение изгибаемой конструкции может быть представлено в обобщенном виде (рпс. 4.4, а), когда ее прямоугольная часть bh является основой конструк­ ции, принятой за единицу, в отношении которой тру, -фс — относительные величины уширений и свесов; \, ty'H,

ty'a — относительные компоненты усилий в предваритель­ но-напряженной (FB, F'u) и ненапряженной (F^, F'a) арма­ туре; все 6 ( 1 — б с ), б„ 6^, ба , 8'а— относительные рас­ стояния до низа конструкции от точек приложения уси­ лий, действующих в уширениях, свесах и арматуре конструкции всех видов в предельном состоянии трещинообразования (рис. 4,4,6).

Рис. 4.3. Основные напряженные состоя­ ния преднапряжеиной железобетонной кон­ струкции под дей­ ствием двух систем нагрузок М0, No и

180

Рис. 4.4. Обобщенное представление сечения элемента изгибаемой преднапряженной конструкции

Таким образом, когда рассматривается изгиб конст­ рукции под двумя системами нагрузок, надо найти ком­ поненты усилий в предварительно-напряженной арма­ туре

3L

9 ?

где

9 ? = bhRT и 9 Я = Ь$1 = bh°-RT

— мультипликаторы рассчитываемой конструкции; Rn — расчетное сопротивление бетона на растяжение.

Рассмотрение конструкции в обобщенном виде позво­ ляет получить прямым расчетом эти относительные ком­ поненты яр,, и яр,',— для нижней и верхней преднапряжен­ ной арматуры без назначения размеров сечения и проч­ ности материалов конструкции, как это обычно принято делать. Для этого используются формулы [ 9 4 ] :

181