Способ армирования предварительно напряженных конструкций пролетных строений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) (11) А 1 51)4 Е 04 С 3" ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И.еА. 1.: ейный рас-.повторяя ся и ломаныи тянутый пояс его линию из или криво конструкци ома или кр ллельные о рогиба. Та волинеиность исключая и со стрелко участков им образом рматура им да не зай авновесияуже на стадии натяженияет стрелу прогиба и никположение неустойчивогокак ванта ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Алма-Атинский институт инженеров железнодорожного транспорта(54) СПОСОБ АРМИРОВАНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКПИЙ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ(57) Изобретение относится к строительству, в частности к предваритель"но напряженным конструкциям - к армированию предварительно напряженныхконструкций пролетных строений, и может быть использовано в балках, Фермах, плитах и т,д, Цель изобретения -более полное использование прочностных свойств напрягаемой арматуры иповьпдение прочности, жесткости и трециностойкости конструкции в целом.Сущность изобретения заключается втом, что вся напрягаемая арматурарастянутой зоны конструкции располагается полигонально по ломаной иликриволинейной линии, или укладывает О - огде М - моментные усилия в ванте;Е - стрела прогиба ванты; И - усилие в ванте. Когда напрягаемая арматура располагается ортогонально повсей длине конструкции или на отдельных ее участках, то при отсутствии сцепления с бетоном она деформируется как ванта, Напряжения сцепления приближаются к нулю, когда вовремя работы арматура занимает положение, которое она имела во времянабора прочности в бетоне. Такое явление будет и в полигонально расположенной арматуре, но так как у нееесть заранее заданный прогиб, тоусилия в ней не будут стремиться кбесконечности по уравнению (1) и,следовательно, прочностные свойствабудут использоваться рациональнее,11 ил, 1 399434Изобретение относится к строительству, в частности к предварительно напряженным конструкциям - к армированию предварительно напряженныхконструкций пролетных строений, и мо"жет быть использовано независимо отобласти применения предварительно напряженной конструкции, например, вбалках, фермах, плитах и т.д, 10Цель изобретения - более полноеисгользование прочностных свойств напрягаемой арматуры и повышение прочности, жесткости и трещиностойкостиконструкции. 5На фиг,1 изображена схема реализации способа армирования конструкций, в частности плит, двойное Т,пучком стержней, арматурных канатовили проволоки в средней части плит; 20на фиг.2 - расположение стержней, арматурных канатов или проволоки в торцовой части плит; на Фиг.З - стержни,канаты или проволока, располагаемыепараллельно оси конструкции; на . 25Фиг.4 - способ армирования предварительно напряженных конструкций (расчетная схема ванты); на Фиг.5 - принципиальная схема расположения поли гонально напрягаемой арматуры через З 0один узел перегиба после натяжения;на Фиг,б - та же, после отпуска натяжения и передачи напряжения на бетон; на Фиг.7 - принципиальная схемарасположения оси центров тяжести напрягаемой арматуры через и-е число узлов перегиба по ломанной линии; наФиг.8 - то же, по криволинейным каналам в бетоне на фиг.9 - способармирования конструкций в растянутомпоясе по кривой линии; на Фиг.10 -то же, по ломанной линии с однимили п числом перегибов; на Фиг,11расчетная схема балки, иллюстрирующая приведенные расчетные формулы.При многорядном веерном расположении арматуры полигональность арматуры ограничивается углом наклона осицентра тяжести растянутой арматуры коси конструкции - этот угол обозначен через функцию соз ОПричиной нерационального использования прочностных свойств высокопрочной арматуры при ортогональномрасположении ее в конструкции является вантовый эффект,Усилие в ванте определяется поформуле ММ (1)и- Огде М - моментное усилие в ванте отвнешней нагрузки;Г - прогиб ванты. Балка, в которой напрягаемая арматура расположена ортогонально, при исчерпании под нагрузкой строительного подъема (выгиба от обжатия) претерпевает хлопок, т;е. происходит прирост прогиба на определенную величину до появления трещин в растянутой зоне подпостоянной нагрузкой. Хлопок объясняется тем, что к моменту исчерпания обжатия, когда бетон начинает-, работать на растяжение, напряжение сцепления арматуры с бетоном происходит через значение, близкое нулю, т.е. сцепление арматуры с бетоном отсутствует.При отсутствии сцепления с бетоном ортогональная арматура работает как ванта и усилие в ней определяется по уравнению (1). Претерпев деформацию хлопка, арматура "зацепляется" за бетон.В положении неустойчивого равновесия ортогонально расположенная напрягаемая арматура находится в двух случаях: когда под нагрузкой погашается обжатие и бетон начинает работать на растяжение; когда производится отпуск натяжения с упоров на бетон,Передача напряжения на бетон происходит, постепенно путем поочередной обрезки стержней, прядей, пучков.Первые обрезанные стержни, пряди, пучки не могут уравновесить собственный вес конструкции и, следовательно, должны под нагрузкой деформироваться по уравнению (1), чтобы зацепиться за бетон по всей длине.Когда собственный вес уравновешен, арматура, обжимая бетон, сокращается до полного зацепления, проходя двойной путь. Поэтому при обжатии бетона происходят потери предварительных напряжений за счет деформаций бетона на контакте с арматурой.После того, как на бетон передано обжатие, т.е. арматура срезана с упоров, бетон сжимается и появляются напряжения сцепления, которые равныгс2 1 с ср ср 1(10) 1 еформдцигг сцепления (сдвига) междуарматурой и бетоном ранцы где И - усилие напряжения в арматуре к моменту тгереддчи напряжений обжатия на бетон;1 - длина арматуры между зонамианкеровки;и - периметр сечения арматуры;08 - модуль сдвига.Под нагрузкой при исчерпании обждтия деформации сцепления меняют знак. Напряжения сцепления переходят через значение, близкое нулю,Для того, чтобы арматура зацеплялась за бетон (в условиях растянутого бетона), она должна деформироваться как вацта. Сумма деформаций. хлопка арматуры равна+ + ь)(4) где с - деформация хлопка (удли 5 Рнение) арматуры;Е- деформация сдвига при заанкеривании арматуры приобжатии бетона;- деформация сдвига при растяжении бетона,Е ггЬг - деформация бетона на рас-ттяжение,Ъ - коэффициент упругопластических деформаций бетона;Е ь - модуль упругости бетона,СЬ - модуль сдвига бетона.Величина хлопка определяется из формулы где 1, - расчетная длина конструкции;Ь - рабочая высота сечения.оПри ортогональном расположении напрягаемой арматуры нерационально используются прочностные свойства тогда, когда она занимает положение неустойчивого равновесия и деформируется как ванта по уравнению (1), так как деформации происходят без увеличения нагрузки. Для того, чтобы при отсутствии сцепления арматура не деформировалась как ванта, ее нужно располагдтг в конструкции полигоцдтгг цо с заранее здддццой стрелой прогиба.В способе дрмпровдция конструкций пролетных строений вся ндпрягдемдя растянутая арматура укладыгдется под минпмальцо требуемым расчетным углом к оси конструкции и расчетным прогибом. Располагая арматуру под миццмалг.ным углом к оси конструкции, преследуется также цель обеспеп.тг оптимальную величину внутренней пары сил,Располагая всю ндпрягаемую дрмдту ру под углом (полигонально), необходимо дополнительцо к требованиям норм проверять условие прочности и трещицостоггкости наклонных и нормдль 20 (Рь 1 ь ( 1 )Кьгде О - поперечная сила в точкеР(фиг. 4);й - поперечная сила, воспринимаемая бетоном,:ЧЬ,9- коэффициенты, принимаемые понормам проектирования СНиП"Бетонные и железобетонныеконструкции";К - прочность бетона на растяЬСжение по СНиП,Ь - рабочая ширина сечения;Ь, - рабочая высота сечения.35 При несоблюдении условия (7) проверку наклонных сечений по прочностии трегциностойкости проводим по формулам: 40+У А сов 6 + И, 2 Ерем Р Р 45 Когда не соблюдается условие (7),М К А Е сов 9, (11)Р где М момент в сечении нарастяжение от опоры х вместе образования трещины на растянутой грФии;поперечная сила в т. Э,т.е. в конце трещины всжатой зонетангенс угла наклонатрещины к оси балкиплечо внутренней парысил, расстояние от центра тяжести растянутой. арматуры до центра тяжести эпюры сжатой зоныбетона,напряжение в напрягаемой арматуре;площадь напрягаемойарматуры,косинус угла наклонаоси центра тяжести напрягаемой арматуры к осиконструкции;- площадь хомутов,расчетное, сопротивлениехомутов,- пластический момент соп.ротивления сечения;сопротивление бетона нарастяжение. сов 9 Ы,5 ет При этом угол наклона оси центратяжести напрягаемой арматуры к оси конструкции Мх 2 йссов В = ----1К Ар Ер 1 условие прочности по нормальным сечениямгде МЗОК А расчетный момент от полной нагрузки;расчетные сопротивлениянапрягаемой арматуры;плечо внутренней пары сил,определяемое по действующим нормам,строительный подъем конструкции от обжатия, определяемый по действующим нормам;расчетная длина конструкции;площадь напрягаемой арматуры,Формула изобретенияСпособ армирования предварительнонапряженных конструкций пролетныхстроений путем расположения рабочейнапрягаемой арматуры полигонально вузлах перегиба или в криволинейныхканалах в бетоне, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью более 10 полного использования прочностныхсвойств напрягаемой арматуры и повышения прочности, жесткости и трещиностойкости конструкции в целом, рабочую напрягаемую арматуру располагаютполигонально по всей длине иэделияпараллельно оси конструкции со стрелой полигональности Г большей стрелы строительного подъема конструкцииГер, получаемой от предварительного 20 обжатия, а при многорядном веерномрасположении угол 0 наклона оси центра тяжести напрягаемой арматуры коси конструкции определяется из условия25М 2 ГсгсозО = -- -1К А 2 11 За 9434 бо оставительехред М.Дид Корректор М,Максимишинец дактор М.Келемеш ираж 6 однисное НИИПИ Госуд по делам и035, Москва роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,каз 2650/33 В