К расчету прочности изгибаемых преднапряженных элементов
При изучении влияния преднапряжения и последующей длительной выдержки под нагрузкой на механические свойства высокопрочной стержневой арматуры установлено, что повышение сопротивления малым пластическим деформациям (00,02; 000,1; 00,2 и т. д. ) носит закономерный и достаточно стабильный характер. Эффект упрочнения определяется выбором при натяжении части пластической деформации и замены упругих деформаций деформациями ползучести в условиях длительной выдержки без разгрузки, в результате чего кривая загружения проходит выше первичной кривой на величину, пропорциональную потерям напряжений от релаксации. Независимо от степени армирования элементов напряженная арматура FB в них. работает с новым условным пределом текучести 0о,2, а диаграмма растяжения отличается от исходной тем больше, чем выше уровень преднапряжения. Степень же вовлечения напрягаемой арматуры в работу mag (ma4), а следовательно, и повышение несущей способности преднапряженного железобетонного элемента при этом определяется как величиной, так и процентом армирования (при одной и той же марке бетона).
Это позволяет использовать при расчете прочности таких конструкций величины и диаграммы растяжения арматуры, измененные преднапряжения. Испытания на изгиб двух Серий опытных железобетонных балок из бетона марки М 300, армированных новой арматурной сталью класса A-VI, подтвердили это положение. С повышением уровня преднапряжения наблюдающееся упрочнение арматуры )3) приводит к повышению величины предельного изгибающего момента,; воспринимаемого сечением (рис. 1). Причем для одного и того же значения в элементах второй серии прирост прочности более существен по сравнению с 6,8% для элементов первой серии. Теоретические разрушающие моменты рассчитывали по СНи1111-21-75 и по методике
На рис. 1. представлены зависимости разрушающих, моментов Alp от уровня преднапряжения 0о/0о,гисх- Расчет по методике )2) дает лучшее совпадение с опытными данными, расхождение Af и М рП составило для образцов первой серии 2,5—4,5% по сравнению с 1—9% - по СНиП; для образцов второй серии соответственно 1,1—5,9% и 4,3—16%. Это объясняется тем, что в. источнике )2), в отличие от СНиП 11-21-75, учитывается изменение диаграммы растяжения напрягаемой арматуры в результате. преднапряжения.
В настоящее время в НИИЖБ разрабатываются предложения по расчету прочности по СНиП П-21-75 с учетом измененной диаграммы растяжения. Вместо исх в расчет вводится новое значение 00,2, соответствующее измененной диаграмме растяжения напрягаемой арматуры. При этом исходили из того, что после натяжения арматуры до заданного значения (точка А на рис. 2), бетонирования и изготовления конструкций (перед обжатием бетона) новое значение 0О, с учетом потерь напряжений от релаксации, соответствует точке В диаграммы (в расчет принимаются потери 0П.Р, так как только они вызывают упрочнение). Загружение конструкций внешней нагрузкой происходит по кривой BCD, характеризующей измененную диаграмму напрягаемой арматуры с условным пределом текучести.
Предлагаемый способ учета измененной вследствие преднапряжения диаграммы растяжения напрягаемой арматуры позволил получить хорошее совпадение с опытными результатами Расхождение составило для образцов первой серии 1—4% по сравнению с 1—9%, по СНиП; для образцов второй серии соответственно 2—8,5% и 4,5—16%.