Расчет предварительно напряженных элементов в стадии предварительного обжатия

3.1.3.1 При расчете элемента в стадии предварительного обжатия усилие в напрягаемой арматуре вводится в расчет как внешняя продольная сила, равная:

N_p = (σ'_sp - 330) A'_sp + σ_sp A_sp, (40)

где A'_sp и A_sp - площадь сечения напрягаемой арматуры, расположенной соответственно в наиболее обжатой и в растянутой (менее обжатой) зонах сечения;

σ'_sp и σ_sp - предварительные напряжения с учетом первых потерь и коэффициента γ_sp = 1,1 в арматуре с площадью сечения A'_sp и А_sp.

3.1.3.2 Расчет по прочности элементов прямоугольного сечения в стадии предварительного обжатия производят из условия

N_p e_p < R_b b x (h₀ - 0,5 x) + R_sc A'_s (h₀ - a'), (41)

где е_p - расстояние от точки приложения продольной силы N_p с учетом влияния изгибающего момента М от внешней нагрузки, действующей в стадии изготовления (собственный вес элемента), до центра тяжести сечения ненапрягаемой арматуры, растянутой или наименее сжатой (при полностью сжатом сечении элемента) от этих усилий (рисунок 5), определяемое по формуле

, (42)

е_0p - расстояние от точки приложения силы N_p до центра тяжести сечения элемента;

R_b - расчетное сопротивление бетона сжатию, принимаемое как для класса бетона по прочности на сжатие, численно равного передаточной прочности бетона R_bp, по линейной интерполяции (таблица 2);

R_sc - расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры сжатию, принимаемое в стадии предварительного обжатия не более 330 МПа;

A'_s - площадь сечения ненапрягаемой арматуры, расположенной в наиболее сжатой зоне сечения элемента.

Высоту сжатой зоны бетона х определяют в зависимости от величины ξ_R, определяемой по формуле (32) с подстановкой в нее значения , где R_s - расчетное сопротивление растянутой ненапрягаемой арматуры A_s, и ε_b,ult = 0,003:

а) при (см. рисунок 5) по формуле

; (43)

б) при (где х - см. поз. а) по формуле

. (44)

Рисунок 5 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого предварительно напряженного элемента при его расчете по прочности в стадии обжатия

3.1.3.3 Расчет по прочности элементов таврового и двутаврового сечений в стадии предварительного обжатия производят в зависимости от положения границы сжатой зоны:

а) если граница сжатой зоны проходит в полке (см. рисунок 4, а), т.е. соблюдается условие

N_p ≤ R_b b'_f h'_f – R_s A_s + R_sc A'_s, (45)

расчет производят как для прямоугольного сечения шириной b'_f согласно п. 3.1.3.2;

б) если граница сжатой зоны проходит в ребре (см. рисунок 4, б), т.е. условие (45) не соблюдается, расчет производят из условия

N_p e_p ≤ R_b b x (h₀ - 0,5х) + R_b (b'_f - b)× h'_f (h₀ - 0,5 h'_f) + R_sc A'_s (h₀ - a'); (46)

где ; e_0p - см. п. 3.1.3.2;

z_s - расстояние от центра тяжести сечения элемента до растянутой (наименее сжатой) ненапрягаемой арматуры.

Высоту сжатой зоны определяют по формулам:

а) при (ξ_R - см. п. 3.1.3.2)

; (47)

б) при

. (48)