Предварительно напряженных изгибаемых элементов

Предварительно напряженные железобетонные конструкции отличаются от конструкций без предварительно напряжения тем, что в них при изготовлении создают напряжения в арматуре, которая затем передает их на бетон. Предварительно созданные напряжения противодействуют напряжениям, возникающим в конструкции от внешних нагрузок. За счет такой работы уменьшаются прогибы конструкции и трещины, соответственно, такой конструктивный элемент можно выполнять большей длины, чем элементы без предварительного напряжения.

Для изготовления предварительно напряженных элементов используют высокопрочные материалы (бетон и арматура), тем самым можно уменьшать их расход, за счет уменьшения сечений. В ненапрягаемых железобетонных конструкциях применять высокопрочную арматуру затруднительно, так как в бетоне начинают появляться трещины при относительно небольших напряжениях в арматуре, и трещины достигают предельно допустимых величин раньше исчерпания несущей способности арматуры.

Расчет прочности нормальных сечений предварительно напряженных железобетонных элементов аналогичен расчету ненапрягаемых железобетонных элементов, см. подразделы 3.4.1, 3.4.2.

Для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций применяют: в качестве напрягаемой арматуры: арматуру классов А600(А-IV), А800(А-V), А 1000 (А-VI), В_р 1200 – В_р 1500 (В_р –II) и др;

в качестве ненапрягаемой арматуры А240 (А-I), А300 (А-II), А400 (А-III), А500 (А500С), В500 (В_р-I, В500С).

Ненапрягаемая арматура устанавливается ближе к наружным граням элементов, чем напрягаемая.

При соблюдении условия ξ ≤ ξ _R, расчетное сопротивление напрягаемой арматуры допускается умножать на коэффициент γ _{s 3}, если отношение ξ/ξ _R < 0,6 можно принимать γ _{s 3} = 1,1, более подробно см. п. 3.9 Пособия по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелого бетона (к СП 52-102-2004).

Одной из важнейших характеристик напрягаемой арматуры является величина предварительного напряжения σ _sр. Для арматуры А600, А800, А1000 можно назначать σ _sр = 0,9 R_sn. После создания напряжений в арматуре, от разных причин, возникают их потери, величина потерь напряжений может достигать 30 – 40%.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции выполняют из бетонов классов по прочности на сжатие: В20 – В60, учитывая, что чем прочнее арматура, тем принимается прочнее бетон. Для арматуры А600 – А800 принимают бетон не ниже В20, А1000 ≥ В30.

Расчет прочности наклонных сечений предварительно напряженных железобетонных конструкций выполняют с учетом усилия предварительного обжатия бетона N_p, но допускается расчет производить без учета влияния предварительного напряжения (по условиям, рассмотренным в п. 3.4.3).