SU1399434A1 - Способ армировани предварительно напр женных конструкций пролетных строений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к строительству , в частности к предварительно напр женным конструкци м - к армированию предварительно напр женных конструкций пролетных строений, и может быть использовано в балках, фермах , плитах и т.д. Цель изобретени - более полное использование прочностных свойств напр гаемой арматуры и повышение прочности, жесткости и тре- щиностойкости конструкции в целом. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что вс  напр гаема  арматура раст нутой зоны конструкции располагаетс  полигонально по ломаной или криволинейной линии, или уклальшаетс  в ломаный или криволинейный рас- т нутый по с конструкции, повтор   его линию излома или криволинейность, исключа  параллельные оси участков со стрелкой прогиба. Таким образом, уже на стадии нат жени  арматура имеет стрелу прогиба и никогда не займет положение неустойчивого равновеси  как ванта N М . cW (I) где М - моментные усили  в ванте; fg - стрела прогиба ванты; N - усилие в ванте. Когда напр гаема  арматура располагаетс  ортогонально по всей длине конструкции или на отдельных ее участках, то при отсутствии сцеплени  с бетоном она деформируетс  как ванта. Напр жени  сцеплени  приближаютс  к нулю, когда во врем  работы арматура занимает положение , которое она имела во врем  набора прочности в бетоне. Такое  вление будет и в полигонально расположенной арматуре, но так как у нее есть заранее заданный прогиб, то усили  в ней не будут стремитьс  к бесконечности по уравнению (1) и, следовательно, прочностные свойства будут использоватьс  рациональнее. 11 ил, S (Л DJ со со со 4:

Description

Изобретение относитс  к строительству , в частности к предварительно напр женным конструкци м - к армированию предварительно напр женных с конструкций пролетных строений, и мо ет быть использовано независимо от области применени  предварительно напр женной конструкции, например, в балках, фермах, плитах и т.д. Ю

Цель изобретени  - более полное использование прочностных свойств напр гаемой арматуры и повышение прочности , жесткости и трещиностойкости конструкции, 15

На фиг.1 изображена схема реализации способа армировани  конструкций , в частности плит, двойное Т, пучком стержней, арматурных канатов или проволоки в средней части плит; 20 ни фиг.2 расположение стержней, аратурных канатов или проволоки в торцовой части плит; на фиг.З - стержни, канаты или проволока, располагаемые параллельно оси конструкции; на . 25 иг,4 - способ армировани  предварительно напр женных конструкций (рас- четна  схема ванты); на фиг.З - прин- ципиальна  схема расположени  поли- гонально напр гаемой арматуры через ЗО один узел перегиба после нат жени ; на фиг,6 - то же, после отпуска нат - ени  и передачи напр жени  на бетон; на фиг.7 - принципиальна  схема расположени  оси центров т жести нап-.,, р гаемой арматуры через п-е число узов перегиба по ломанной линии; на иг.8 - то же, по криволинейным ка налам в бетоне; на фиг,9 - способ армировани  конструкций в раст нутом Q по се по кривой линии; на фиг.10 - то же, по ломанной линии с одним или п числом перегибов; на фиг,11 - расчетна  схема балки, иллюстрирующа  приведенные расчетные формулы. дд

При многор дном веерном расположении арматуры полигональность арматуры ограничиваетс  углом наклона оси центра т жести раст нутой арматуры к оси конструкции - этот угол обозначен через функцию cos 9 ,

Причиной нерационального использовани  прочностных свойств высокопрочной арматуры при ортогональном расположении ее в конструкции  вл етс  вантовый эффект.

Усилие в ванте определ етс  по ормуле

50

55

N

М

со

(1)

с

5

0 5 О ,, Q д

0

5

где М - моментное усилие в ванте от

внешней нагрузки; f - прогиб ванты.

Балка, в которой напр гаема  арматура расположена ортогонально, при исчерпании под нагрузкой строительного подъема (выгиба от обжати ) претерпевает хлопок, т;е. происходит прирост прогиба на определенную величину до по влени  трещин в раст нутой зоне под посто нной нагрузкой. Хлопок объ сн етс  тем, что к моменту исчерпани  обжати , когда бетон начинаетг работать на раст жение, напр жение сцеплени  арматуры с бетоном происходит через значение, близкое нулю, т,е, сцейление арматуры с бетоном отсутствует .

При отсутствии сцеплени  с бетоном ортогональна  арматура работает как ванта и усилие в ней определ етс  по уравнению (1), Претерпев деформацию хлопка, арматура зацепл етс  за бетон,

В положении неустойчивого равновеси  ортогонально расположенна  напр гаема  арматура находитс  в двух случа х: когда под нагрузкой погашаетс  обжатие и бетон начинает работать на раст жение; когда производитс  отпуск нат жени  с упоров на бетон.

Передача напр жени  на бетон происходит .постепенно путем поочередной обрезки стержней, пр дей, пучков. Первые обрезанные стержни, пр ди, пучки не могут уравновесить собственный вес конструкции и, следовательно, должны под нагрузкой деформироватьс  по уравнению (1), чтобы зацепитьс  за бетон по всей длине.

Когда собственный вес уравновешен, арматура, обжима  бетон, сокращаетс  до полного зацеплени , проход  двойной путь. Поэтому при обжатии бетона происход т потери предварительных напр жений за счет деформаций бетона на контакте с арматурой.

После того, как на бетон передано обжатие, т,е, арматура срезана с упоров, бетон сжимаетс  и по вл ютс  напр жени  сцеплени , которые равны

е 2Nce. Р 1-й

(2)

3

Деформации сцеплени  (сдвига) между арматурой н бетоном рарны

2N

ер

I-U-GB

(3)

где N - усилие напр жени  в арматуре к моменту передачи напр жений обжати  на бетот ; 1 - длина арматуры между зонами

анкеровки;

U - периметр сечени  арматуры; Gg - модуль сдвига. Под нагрузкой при исчерпании обжати  деформации сцеплени  мен ют знак. Напр жени  сцеплени  переход т через значение, близкое нулю.

Дл  того, чтобы арматура зацепл лась за бетон (в услови х раст нутого бетона), она должна деформи- роватьс  как ванта. Сумма деформаций хлопка арматуры равна

1399/ ЗД

гать в конструкции полигонально с заранее заданной стрелой прогибл.

В способе армировани  конструкций пролетных строений вс  напр гаема  раст нута  арматура укладываеп- с  под минимально требуемым расчетным углом к оси конструкции и расчетным прогибом. Располага  арматуру под минимальньп-t углом к оси конструкции , преследуетс  также цель обеспечить оптимальную величину внутренней пары сил.

Рпсполаг    всю напр гаем ю арматуру под углом (полигонально), необхо- дополнительно к требовани м норм провер ть условно прочности и трещиностойкости наклонных и нормальных сечений

Q.QU f..(i ь - ь.р.

(7)

eep )

Cb

euu );;

де - деформаци  хлопка (удлиI нение) арматуры; 6 - деформаци  сдвига при за- анкеривании арматуры при обжатии бетона;

E-f - деформаци  сдвига при раст жении бетонаJ ubt деформаци  бетона на рас-т

т жение,

Л - коэффициент упругопластических-деформаций бетона;

Е - модуль упругости бе тона j

Gj - модуль сдвига бетона.

Величина хлопка определ етс  из

ормулы

uf

-SP

(6)

где 1д - расчетна  длина конструкции;

h - рабоча  высота сечени . При ортогональном расположении напр гаемой арматуры нерационально используютс  прочностные свойства тогда, когда она занимает положение неустойчивого равновеси  и деформируетс  как ванта по уравнению (1), так как деформации происход т без увеличени  нагрузки.

Дл  того, чтобы при отсутствии сцеплени  арматура не деформировалась как ванта, ее нужно распола

25

30

где Q р - поперечна  сила в точке

(фиг.А)

О, - поперечна  сила, воспринимаема  бетоном;

biji ii коэффициенты,принимаемые по нормам проектировани  СНиП Бетонные и железобетонные конструкции ; R. - прочность бетона на раст жение по СНиП,

Ь - рабоча  ширина сечени ; h(, - рабоча  высота сечени . 35 При несоблюдении услови  (7) проверку наклонных сечений по прочности и трещиностойкости проводим по формулам:

yj;-. + -us

t, 5р sp

+ .ee.

tf,DL

Сх-„-А .COS0 +

(8)

g Когда не соблюдаетс  условие (7), .требуютс  хомуты: условие прочности

Ц . Q3.R А .COS0 +

ZPtgoC5 5р

+ + R -А

tgoi,S 5

(9)

условие трев;иностойкости

м,д„

ZP tgc SP SP

+ л WillRbLeet. . tgAS Stgot

(10)

условие чени м

прочности по нормальным сеМ R . А

ер

Z р cos 9 ,

(11)

де М.

tgoi

COS 9

sw

sw

R

pe

b-t,seiмомент в сечении на раст жение от опоры Х( в месте образовани  трещины на раст нутой грйни; поперечна  сила в т. D, т.е. в конце трещины в сжатой зоне; тангенс угла наклона трещины к оси балкиi плечо внутренней пары сил, рассто ние от цент- ра т жести раст нутой - арматуры до центра т жести эпюры сжатой зоны бетона;

напр жение в напр гаемой арматуре; плопцадь напр гаемой арматуры

косинус угла наклона оси центра т жести напр гаемой арматуры к оси конструкцииj площадь хомутов J расчетное, сопротивление хомутов J

пластический момент сопротивлени  сечени } сопротивление бетона на раст жение.

При этом угол наклона оси центра т жести напр гаемой арматуры к оси конструкции

М,

2fc

cose - i ,

ep

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ армировани  предварительно напр женных конструкций пролетных 5 строений путем расположени  рабочей напр гаемой арматуры полигонально в узлах перегиба или в криволинейных каналах в бетоне, отличающийс  тем,-что, с целью более полного использовани  прочностных свойств напр гаемой арматуры и повышени  прочности, жесткости и трещино- стойкости конструкции в целом, рабочую напр гаемую арматуру располагают полигонально по всей длине издели  параллельно оси конструкции со стрелой полигональности „ большей стрелы строительного подъема конструкции fcp, получаемой от предварительного 0 обжати , а при многор дном веерном расположении угол 9 наклона оси центра т жести напр гаемой арматуры к оси конструкции определ етс  из услови 

   5

   5

   cos в 1 - 3 spZf 1

   0

   R,

   5

   где М - расчетный момент от полной нагрузки; - расчетные сопротивлени  напр гаемой арматуры;

   i р - плечо внутренней пары сил, определ емое по действующим нормам;

   Гр - строительный подъем конструкции от обжати , определ емый по действующим нормам;

   .р - расчетна  длина конструкции ;

   Lgp - площадь напр гаемой арматуры .

   Ф

   cpu.t.7

   фиг

   фи.Ч

   фае. б

   ,

   Редактор М.КелемешСоставитель Ю.Мабо

   Техред М.Дидык Корректор М.Наксимишинец

   Заказ 2650/33

   Тираж 688

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-З, Раушска  наб., д, 4/5

   (pi-, e. 9

   ue.-fO

   Фиг.а

   Подписное